臺灣博碩士論文加值系統

近年來由於國內外保育聲浪抬頭，使得天然皮革漸漸被開發中的人工皮革所取代，但目前業界所開發出的超細纖維人工皮革，其外觀、物性、手感各方面，極近似天然皮革，但在成品加工上遇到的問題是在經染色後無法達到深色化以及染色堅牢度下降，本文以利用染色最適化參數對人工皮革進行染色，並搭配後處理方式找到改善的方法。
本文嘗試利用不同的染色參數與奈米級染料對人工皮革進行染色研究，探討四支酸性金屬複合染料對人工皮革的染色性質。本實驗目的希望可以提高染色效率與增加染色堅牢度，以提升人工皮革對國際的競爭力。實驗結果顯示在機台轉速為50 rpm、染色升溫速度為1 ℃/min、染料濃度為10% omf、浴比1：10、均染劑1% omf，有較佳的染色效果。而從實驗中也得知奈米染料對於人工皮革深色化提升是有所幫助的。

Recent, consciousness of wildlife protection rises around the world. The usage of genuine leather is getting replaced by the developing of artificial leather. Microfiber that the textile industry circles invented is similar to genuine leather no matter on its outward appearance, characters or touching feels. However, it has a problem of color deepen and fasten in the dyeing processes. This article discussed suitable dyeing parameters and aftertreatments to find the way of solutions.
Using different dyeing parameter and nano dye dyeing artificial leather, it probe into four kinds of the metal complex acid dye on dyeing property. The experiments showed improve efficiency of dyeing and increase for dyeing. In this study we find out that the optimum conditions are rotation of machine in 50 rpm, dyeing rising temperature 1℃/min, dyes concentration 10% omf, liquid ratio 1 : 10, leveling agent 1% omf. It showed better performance of dyeing result. By the way, the nano dyes contribute to promote deep color on the artificial leather.

中文摘要............................................ i
英文摘要............................................ ii
目 錄............................................ iii
圖 目 錄............................................ vii
表 目 錄............................................ xi
附表目錄............................................ xiii
第一章 緒論......................................... 1
1.1前言............................................. 1
1.2人工皮革發展過程簡介............................. 2
1.3聚氨基甲酸酯用途................................. 5
1.4超細纖維染色..................................... 6
1.5研究動機......................................... 7
第二章 理論......................................... 8
2.1人工皮革染色原理................................. 8
2.2酸性染料染色理論................................. 9
2.2.1酸性染料與聚氨基甲酸酯染色關係................. 9
2.2.2酸性染料染耐隆................................. 9
2.2.3酸性染料特性................................... 10
2.3紅外線染色機染色原理............................. 11
2.4織物的染色性與色差之間的關係 .................... 12
2.5表觀濃度值測色理論............................... 14
第三章 實驗......................................... 16
3.1實驗架構設計..................................... 16
3.2實驗材料與藥品................................... 18
3.2.1實驗材料....................................... 18
3.2.2染料........................................... 18
3.2.3助劑........................................... 19
3.3實驗設備及儀器................................... 19
3.4實驗條件之設計................................... 20
3.4.1一般染程....................................... 20
3.4.2染程之設計..................................... 20
3.4.3染色條件....................................... 21
3.5階段性染色之試驗................................. 21
3.6不同的固色劑對人工皮染色堅牢度之影響............. 22
3.7染料耗盡率之計算................................. 24
3.8高解析多工能掃描式探針顯微鏡分析................. 24
3.8.1高解析多工能掃描式探針顯微鏡對人工皮革表面分析. 25
3.9均染性測試....................................... 26
3.10染色堅牢度之測試................................ 26
3.10.1耐摩擦染色堅牢度測試.......................... 26
3.10.2耐水洗堅牢度測試.............................. 27
3.11表觀濃度（K/S）值測定........................... 28
3.12對色系統色差判斷................................ 28
第四章 結果與討論................................... 30
4.1商業級染料與奈米級染料粒徑分佈................... 30
4.2染色最適化條件設定對人工皮革染色性之影響......... 32
4.2.1不同機台轉速對於人工皮革染色性之影響........... 32
4.2.2不同升溫速率對人工皮革染色性之影響............. 33
4.2.3 step dyeing(階段染色)對人工皮革染色性之影響... 36
4.2.4一般用染程與本實驗設定染程之比較............... 38
4.3商業級染料與奈米級染料對人工皮革之染色性......... 39
4.3.1不同染料濃度、浴比對人工皮革染色之比較......... 39
4.3.2均染劑對人工皮革染色性之影響................... 42
4.3.2.1均染劑對人工皮革染色均染性影響............... 46
4.3.3不同pH?條件下人工皮革染色耗盡率................ 47
4.3.4 商業級染料pH值改變對人工皮革染色性之探討....... 49
4.3.5 pH值的改變對奈米級染料染人工皮革之影響......... 52
4.4奈米級染料與商業級染料染色後深淺度之比較.......... 54
4.5人工皮革染色堅牢度之探討.......................... 56
4.5.1耐摩擦堅牢度.................................... 56
4.5.2耐水洗堅牢度測試................................ 58
第五章 結論.......................................... 59
參考文獻............................................. 61
附錄................................................. 63

圖目錄
圖1.1 目前超細纖維人工皮革製造過程................. 4
圖2.1 紅外線染色機示意圖........................... 12
圖2.2 標準布與對照布之色差關係圖................... 13
圖3.1 實驗流程圖................................... 16
圖3.2 黑色酸性金屬複合染料結構式................... 18
圖3.3 酸性染料染耐隆常用之染程..................... 20
圖3.4 本實驗經step dyeing後所設計之染程............ 20
圖3.5 階段染色(Step Dyeing)染程設計示意圖.......... 22
圖3.6 AFM原理示意圖................................ 27
圖3.7 AFM對人工皮革原布測試........................ 27
圖3.8 CIE1976-Lab色彩模型.......................... 29
圖4.1 黑色酸性金屬複合染料原始染料粒徑分佈與經研
磨過後染料粒徑分佈(a)紅色(b)藍色(c)棕色(d)........... 30
圖4.2.1 紅色、藍色、棕色、黑色酸性金屬複合染料利用
不同機台轉速對人工皮革染色性之比較................... 33
圖4.2.2-1紅色酸性金屬複合染料在不同升溫速率下染色所
得的K/S值之比較...................................... 34
圖4.2.2-2藍色酸性金屬複合染料在不同升溫速率下染色所得
的K/S值之比較............................... 34
圖4.2.2-3棕色酸性金屬複合染料在不同升溫速率下染色所得
的K/S值之比較 .............................. 35
圖4.2.2-4黑色酸性金屬複合染料在不同升溫速率下染色所得
的K/S值之比較 .............................. 35
圖4.2.3-1紅色酸性金屬複合染料在不同溫度染色下取出觀察
染料與人工皮革的上染效果.................... 36
圖4.2.3-2藍色酸性金屬複合染料在不同溫度染色下取出觀察
染料與人工皮革的上染效果 ................... 37
圖4.2.3-3棕色酸性金屬複合染料在不同溫度染色下取出觀察
染料與人工皮革的上染效果 ................... 37
圖4.2.3-4黑色酸性金屬複合染料在不同溫度染色下取出觀察
染料與人工皮革的上染效果.................... 38
圖4.2.4 在不同染程設定下人工皮革染色性之比較....... 38
圖4.3.1-1 紅色酸性金屬複合染料與奈米級染料在不同染料濃
度下表觀濃度之比較........................... 40
圖4.3.1-2 藍色酸性金屬複合染料與奈米級染料在不同染料濃
度下表觀濃度之比較........................... 41
圖4.3.1-3 棕色酸性金屬複合染料與奈米級染料在不同染料濃
度下表觀濃度之比較........................... 41
圖4.3.1-4 黑色酸性金屬複合染料與奈米級染料在不同染料濃
度下表觀濃度之比較........................... 42
圖4.3.2-1 紅色酸性金屬複合染料在染浴中的均染劑用量改變
對於染色效果之影響........................... 44
圖4.3.2-2 藍色酸性金屬複合染料在染浴中的均染劑用量改變
對於染色效果之影響........................... 44
圖4.3.2-3 棕色酸性金屬複合染料在染浴中的均染劑用量改變
對於染色效果之影響........................... 45
圖4.3.2-4 黑色酸性金屬複合染料在染浴中的均染劑用量改變
對於染色效果之影響........................... 45
圖4.3.3-1 紅色酸性金屬複合染料在染浴中pH值的改變對染
料耗盡率之影響............................... 47
圖4.3.3-2 藍色酸性金屬複合染料在染浴中pH值的改變對染
料耗盡率之影響............................... 48
圖4.3.3-3 棕色酸性金屬複合染料在染浴中pH值的改變對染
料耗盡率之影響............................... 48
圖4.3.3-4 黑色酸性金屬複合染料在染浴中pH值的改變對染
料耗盡率之影響............................... 49
圖4.3.4-1 紅色酸性金屬複合染料在染浴中pH值的改變對於
染色效果之影響改變對於染色效果之影響......... 50
圖4.3.4-2藍色酸性金屬複合染料在染浴中pH值的改變對於
染色效果之影響改變對於染色效果之影響......... 50
圖4.3.4-3棕色酸性金屬複合染料在染浴中pH值的改變對於
染色效果之影響改變對於染色效果之影響......... 51
圖4.3.4-4黑色酸性金屬複合染料在染浴中pH值的改變對於
染色效果之影響改變對於染色效果之影響......... 51
圖4.3.5 (a)(b)(c)(d)為紅色、藍色、棕色、黑色奈米級
金屬複合染料在不同的pH值下對人工皮革染色性之影響...... 53
圖4.4 (a)(b)(c)(d)紅色、藍色、棕色、黑色酸性金屬
複合染料與奈米級酸性金屬複合染料深淺度之比較.......... 55

表目錄
表1.1 人工皮革與天然皮革優缺點之比較................ 2
表2.1 酸性染料分類及性質............................ 10
表3.1 不同固色劑對人工皮革摩擦堅牢度提升之影響...... 22
表3.2 不同固色劑對人工皮革水洗堅牢度提升之影響...... 23
表3.3 色差與感覺色差的關係.......................... 26
表3.4 變退色灰色標級數表............................ 27
表4.1 本實驗所採用四支商業級染料原始粒徑與經奈米化
後粒徑分佈.................................... 43
表4.2 商業級與奈米級酸性金屬複合染料染色後之均染性.. 46
表4.3 商業級與奈米級酸性金屬複合染料L*值之對照表.... 56
表4.4-1 紅色酸性金屬複合染料對人工皮革染色後耐摩擦染
污灰色標級數測試.............................. 56
表4.4-2 藍色酸性金屬複合染料對人工皮革染色後耐摩擦染
污灰色標級數測試 ............................. 57
表4.4-3 棕色酸性金屬複合染料對人工皮革染色後耐摩擦染
污灰色標級數測試.............................. 57
表4.4-4 黑色酸性金屬複合染料對人工皮革染色後耐摩擦染
污灰色標級數測試.............................. 57
表4.5-1 紅色、藍色、棕色酸性金屬複合染料對人工皮革染
色後耐水洗染污灰色標級數測試.................. 58
表4.5-2 黑色酸性金屬複合染料對人工皮革染色後染污灰色
標級數測試.................................... 58

附表目錄
附表一 色差值....................................... 63
附表二 AFM對超細纖維人工皮革檢測.................... 66

1.謝光裕編譯，高性能、高機能極細纖維的製法與發展，染化雜誌 第241期p.41~p.44，2004年10月。
2.三芳化學專利發明，超細纖維人工皮革製法，中華民國經濟部專利局專利証號第92108313，民國92年4月。
3.C. Hepburn," Polyurethane Eastomers ". Applied Scince Publishers, London，p.55(1982)
4.GaryT. Howeard, Biodegradation of polyurethane: a review, International Biodeterioration and Biodegradation Volume: 49, Issue: 4, p.245-p252, June( 2002).
5.C.S. Schollenberger, "Polyurethane Technology" , Ed., Bruin, P.F.,Interscience Publishers , New York , p.197 (1979)
6.廖盛焜、郭文貴、林尚明、張振忠、陳兆琪，染整技術原理與實務，p.109~ p.110，民國94年10月。
7.Qinguo Fan, Sunil Hoskote, Yuejun Hou, Reduction of colorants in nylon flock dyeing effluent, Journal of Hazardous Materials Volume: 112, Issue: 1-2, August 9, p.123-p.131 (2004)
8.H.Sumit Mukherjee and Salch A.Jabrain,Aging Characteristice of Oriented Poly(Ethylene Terephthalate),polymer Engineering and Science,Vol1.35,No.14,july,p.1145~ p.1154(1995)
9.陳名揚編譯，染色，建宏出版社，p.40~p.41，1985年5月。
10.邱永亮、魏盛德編譯，染色化學，財團法人徐氏文教基金會，
p.198~p.199，1997年
11.李陽世編著，色彩技術原理與應用，永大書局，p.167 ~ p.168，民國86年11月。
12.Young-A. Sona, Jin-Pyo Honga, Hyeong-Tae Lima, Tae-Kyung Kimb，Dyes and Pigments，Vol.66, No.3, p.231-p.239, September (2005).
13.鄭博左編著，色彩理論與數位影像，新文京開發出版有限公司
p.173~p.174，民國93年6月。