過(guò)去廿年來(lái)PP合成纖維雖未列入三大纖維之列，但仍是開(kāi)發(fā)較為成功的材質(zhì)之一，近十年間，歐洲PP纖維長(zhǎng)短纖的產(chǎn)量，相對(duì)于其他合成纖維約成長(zhǎng)了80%，尤其在自動(dòng)化車輛紡織品上之應(yīng)用，十分引人注意，究其因乃PP纖維具有制程簡(jiǎn)易、比重輕、吸水性低之特性及耐化性、防靜電性、防污性優(yōu)之功能，而價(jià)格的優(yōu)勢(shì)更是另一考量的重要因素，其特性與其他纖維比較如表一至表三：
PP纖維的非極性結(jié)構(gòu)，通常認(rèn)為無(wú)法染色是其最大隱憂，由於纖維本身親水性能極低，故與染料及化學(xué)助劑之間的親和力不佳，運(yùn)用傳統(tǒng)染色及印花方式，均無(wú)法達(dá)到著色的效果，目前PP纖維著色大都於紡絲時(shí)，加入有機(jī)或無(wú)機(jī)顏料，使其上色，此種方式簡(jiǎn)單、成本低廉而且能夠獲得較佳的牢度，然而，此法亦有其不可避免之缺點(diǎn)，祇適合大量生產(chǎn)單一色系，在色譜上跟不上消費(fèi)市場(chǎng)及更新的要求，其他缺點(diǎn)如：無(wú)法印花、庫(kù)存積壓...等，因此，使用上以無(wú)色或需求量較大的地毯產(chǎn)品及少量流行服飾產(chǎn)品為主，而耐隆及聚酯纖維則無(wú)上述之缺點(diǎn)，其染色性及印花性均佳，因此，如何把一般性的染整印花技術(shù)，應(yīng)用於PP纖維，使之成為受歡迎的新素材，已成為緊迫任務(wù)。 PP纖維的非極性結(jié)構(gòu)，通常認(rèn)為無(wú)法染色是其最大隱憂，由于纖維本身親水性能極低，故與染料及化學(xué)助劑之間的親和力不佳，運(yùn)用傳統(tǒng)染色及印花方式，均無(wú)法達(dá)到著色的效果，目前PP纖維著色大都于紡絲時(shí)，加入有機(jī)或無(wú)機(jī)顏料，使其上色，此種方式簡(jiǎn)單、成本低廉而且能夠獲得較佳的牢度，然而，此法亦有其不可避免之缺點(diǎn)，只適合大量生產(chǎn)單一色系，在色譜上跟不上消費(fèi)市場(chǎng)及更新的要求，其他缺點(diǎn)如：無(wú)法印花、庫(kù)存積壓...等，因此，使用上以無(wú)色或需求量較大的地毯產(chǎn)品及少量流行服飾產(chǎn)品為主，而耐隆及聚酯纖維則無(wú)上述之缺點(diǎn)，其染色性及印花性均佳，因此，如何把一般性的染整印花技術(shù)，應(yīng)用于PP纖維，使之成為受歡迎的新素材，已成為緊迫任務(wù)。
有關(guān)PP纖維在染整、印花技術(shù)及配方上的研究，已有多年，但大部分面臨無(wú)法商業(yè)化的困境，茲將過(guò)去研究狀況摘要如下：有關(guān)PP纖維在染整、印花技術(shù)及配方上的研究，已有多年，但大部分面臨無(wú)法商業(yè)化的困境，茲將過(guò)去
研究狀況摘要如下：
(1) 新型染料的研發(fā)：
PP纖維因其為疏水性纖維，且結(jié)晶度高，即使是分散染料，與其聚合體的親和力亦非常低，而無(wú)法達(dá)到應(yīng)有之上色值，為了增加其親和力，可在其發(fā)色團(tuán)上接枝脂肪族側(cè)鍵，雖然此舉改善了其上色率，但因成本過(guò)高及染色性受限，而無(wú)法進(jìn)一步拓展。 PP纖維因其為疏水性纖維，且結(jié)晶度高，即使是分散染料，與其聚合體的親和力亦非常低，而無(wú)法達(dá)到應(yīng)有之上色值，為了增加其親和力，可在其發(fā)色團(tuán)上接枝脂肪族側(cè)鍵，雖然此舉改善了其上色率，但因成本過(guò)高及染色性受限，而無(wú)法進(jìn)一步拓展。
(2) 纖維表面局部改質(zhì)：
運(yùn)用離子進(jìn)行表面改質(zhì)，經(jīng)由氧化或接枝方式使PP纖維有能力攝取染料單體，形成共聚物，此法成本低廉且具有環(huán)染的效果，但摩擦牢度不佳，為了避免環(huán)染的現(xiàn)象，目前正研究。運(yùn)用離子進(jìn)行表面改質(zhì)，經(jīng)由氧化或接枝方式使PP纖維有能力攝取染料單體，形成共聚物，此法成本低廉且具有環(huán)染的效果，但摩擦牢度不佳，為了避免環(huán)染的現(xiàn)象，目前正研究。
(a)直接將離子導(dǎo)入纖維的聚合體，但是把酸性共聚單體當(dāng)成催化劑進(jìn)行之共聚作用，成功率并不高。
(b)在聚合作用后，射出前進(jìn)行聚合體主鍵的接枝，雖然過(guò)去成功機(jī)率不高，但已有新的方法出現(xiàn)。
(3)加入添加劑：
在PP纖維基質(zhì)中加入添加劑，此添加劑具有接受染料的能力，以改善其染色性，此種方法廣為業(yè)界采用，大部份試驗(yàn)是以極性聚合體在PP纖維中加入帶有酸性或堿性基團(tuán)，而使其具有可染性，可為鹽基性染料或酸性染料所染著，添加劑的類別有乙烯基砒啶、磺酸、共聚醯胺、叔胺等。
然截至目前，這些方法尚無(wú)法實(shí)際應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)上，因?yàn)槿狈σ恢滦裕Y(jié)果導(dǎo)致纖維物性大幅降低，除了在纖維聚合體加入添加劑外，亦可以降低纖維的分子量來(lái)達(dá)到目標(biāo)，稱之為Ni- modified PP，其具可染性的原因，是配合特殊染料在纖維熔點(diǎn)時(shí)與有機(jī)Ni-complexes產(chǎn)生結(jié)合作用，藉由移染滲入纖維，達(dá)到固色的效果，這是目前業(yè)界較為可行的方式，但仍有缺點(diǎn)，諸如射出問(wèn)題，染料限制，深色化不易，艷色度不足等，再加上改染不易，再現(xiàn)性不良，批差控制不易，環(huán)保問(wèn)題，使得Ni-modified PP使用受限，目前產(chǎn)品仍以地毯為主。
比利時(shí)纖維工業(yè)研究中心，針對(duì)PP纖維進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，以添加劑的方式，發(fā)展具環(huán)保性可染型之PP纖維，依過(guò)去研究，針對(duì)添加劑的產(chǎn)品，做了大量的篩選試驗(yàn)，希望找出與PP纖維基質(zhì)具有相容性之疏水性的添加劑，同時(shí)又有足夠的極性基能與染料產(chǎn)生反應(yīng)，達(dá)到可染的目的，但這兩者的性質(zhì)，本身是對(duì)立的，無(wú)法同時(shí)兼顧，為了符合此兩種特性的需求，添加劑的篩選是一關(guān)鍵性的課題。
此添加劑與纖維聚合體相容性之評(píng)估項(xiàng)目為
●添加劑的粒度
●在纖維基質(zhì)的分布狀況
●不影響制程的穩(wěn)定性
●不影響纖維的物性及化性
至于染色性的評(píng)估則以事先篩選之分散染料依標(biāo)準(zhǔn)染色制程進(jìn)行加工，由其k/s值來(lái)評(píng)定添加劑之種類及其濃度，由固色溫度來(lái)探討對(duì)PP纖維的移染性，當(dāng)添加劑類別確定后，須進(jìn)一步地進(jìn)行更完善的實(shí)驗(yàn)，尤其是染料的篩選，須考慮最終產(chǎn)品的牢度特性，大部分分散染料對(duì)PP纖維進(jìn)行染色后，其日光牢度普遍不佳，即使對(duì)聚酯纖維日光牢度佳者，亦無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的牢度水準(zhǔn)，有偏低現(xiàn)象，顯示PP纖維基質(zhì)與染料分子之間的反應(yīng)，對(duì)日光牢度有著莫大的影響，因此，PP纖維所使用之染料，必須逐一篩選，而無(wú)法用一般合纖染色之標(biāo)準(zhǔn)衡量之，另外，摩擦牢度亦為重要的評(píng)估指標(biāo)，因此，添加劑的可染性將被局限在一狹窄的范圍，上色性亦有所限制，當(dāng)染色過(guò)飽和時(shí)，染料分子極易殘留于纖維上，造成上色率及摩擦牢度的下降。
當(dāng)分散染料篩選完成后，由實(shí)驗(yàn)室打樣到現(xiàn)場(chǎng)染色須做進(jìn)一步的評(píng)估，并將染色方法予以固定，根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，染色固色溫度及染色時(shí)間對(duì)纖維的上色影響最為重要。
添加劑經(jīng)過(guò)篩選評(píng)估后，其性質(zhì)須如前所述，一為必須使PP纖維基質(zhì)含有染色席座，另一為提高與PP纖維的相容性，兩者的配合才能提高PP纖維的上染率及染著速率，為了制程的穩(wěn)定性，必須針對(duì)PP纖維及添加劑之流變性來(lái)加以配合設(shè)備，即可生產(chǎn)不同的纖維，目前已由此利時(shí)Elf-Atochem予以商業(yè)化，其商品名為Chromatex，其在制造過(guò)程中，添加了8%的添加劑，即獲得了良好的染色性(親和力、深色化)，或高或低的添加量，均會(huì)影響其染色性，可依工業(yè)上實(shí)際需求而調(diào)整之，但仍以8%的染色性及牢度較能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
在開(kāi)發(fā)PP纖維可染性的計(jì)畫(huà)中，篩選不同公司的分散染料進(jìn)行測(cè)試，以120℃及100℃下進(jìn)行吸盡法染色如圖一所示。
染料篩選之主要因素為
●上色率
●固色率
●溫度依存性
●日光牢度、摩擦牢度
●生態(tài)問(wèn)題
由于染色材質(zhì)不同，無(wú)法以過(guò)去染聚酯纖維的經(jīng)驗(yàn)法則，進(jìn)行染料的篩選，再加上染料公司對(duì)染料結(jié)構(gòu)亦有所保留，以致無(wú)法由染料結(jié)構(gòu)來(lái)判定其染色性及牢度，所以必須經(jīng)由實(shí)驗(yàn)逐一篩選，以判定之，圖二顯示的為測(cè)試后，其達(dá)于標(biāo)準(zhǔn)者，雖然牢度優(yōu)劣與否與染料濃度有極大關(guān)連，PP纖維染色濃度高，易降低其上色率及摩擦牢度，所以染色時(shí)，須控制染料濃度的范圍，避免產(chǎn)生過(guò)飽和現(xiàn)象造成浪費(fèi)及品質(zhì)下降。
染料的變因除上述之因素外，亦可分為三部分討論，其一為三原色組合良好的染料，因其有較接近的染色速率，受材質(zhì)的影響較低，其二為具高牢度的分散染料，可適合不同的染程的需求，但其相容性是否良好，仍需進(jìn)一步確認(rèn)，其三為高日光牢度但摩擦牢度降低，主要乃因纖維殘留過(guò)多的分散染料，由圖三試驗(yàn)得知，一旦超過(guò)飽和點(diǎn)，品質(zhì)即大幅降低，且各染料結(jié)構(gòu)不同，其飽和值亦不同，有些染料濃度低于0.5%，有些則高達(dá)2%左右。
圖三、染料濃度上色率，牢度之關(guān)係圖三、染料濃度上色率，牢度之關(guān)系
Dyesfuff conc type ΣK/S 420-680nm ΣK/S420-680nm dyed at 120℃ lightfastness dyed at 120℃ lightfastness rubfastness dry rubfastness dry wet
Polanil Red BF Polanil Red BF anthraquin one anthraquin one
0.05% 19 6 4/5-5 4/5-5
0.1% 32 6 4/5 4/5-5
0.5% 112 7+ 4-4/5 4/5
0.75% 135 7+ 4-4/5 4/5
1.25% 167 7+ 2/3-3 3
1.5% 156 7+ 2/3 2/3-3
2% 154 7+ 2-2/3 2/3-3
摘自International Dyer August 1998 摘自International Dyer August 1998
基本上，染料的選擇亦可由染色設(shè)備及制程來(lái)做進(jìn)一步的探討，PP纖維分散染料染色上色之溫度為95～120℃，在120℃的染色溫度下，可提高染著率，有時(shí)亦可增加上色值，其標(biāo)準(zhǔn)配方流程如下：
●洛比：1:10
●染料：1%
●分散率：1g/l
● ＰＨ：4.5～5
●染色溫度100℃×50～60min or 120℃×50～60min
● 還原洗 ●還原洗
● Na2S2O4：1g/l
● Naorl：3cc/l
●條件：30℃×15’
亦可加入Cibatex APS or Cibafast來(lái)提高其抗紫外線的功能，改善其日光牢度。
綜合上述，PP纖維在染色技術(shù)發(fā)展上有跡可循，可應(yīng)用于不同之PP纖維產(chǎn)品，如：紗、平織物、針織物等，尤其是車輛紡織品及地毯的產(chǎn)品，再加上PP纖維具回收再使用功能，配合眼前環(huán)保問(wèn)題，無(wú)疑是一大利基，PP短纖染色產(chǎn)品目前應(yīng)用范圍不多，未來(lái)配合家具類或成衣類，或可部份取代Nylon及PES在特定市場(chǎng)的需求下，PP可染型纖維，將可提供惰性、低吸水性、舒服、絕緣、毛細(xì)效應(yīng)、低密度等特性。 其未來(lái)的發(fā)展，則有賴於紡織中、下游產(chǎn)業(yè)根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新不同的產(chǎn)品，或取代目前現(xiàn)有的產(chǎn)品，運(yùn)用於不同的領(lǐng)域。其未來(lái)的發(fā)展，則有賴于紡織中、下游產(chǎn)業(yè)根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新不同的產(chǎn)品，或取代目前現(xiàn)有的產(chǎn)品，運(yùn)用于不同的領(lǐng)域。
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