TWI545241B - 染色組成物及使用其的染色方法 - Google Patents

Description

染色組成物及使用其的染色方法

本發明是有關於一種染色組成物及染色方法，且特別是有關於一種用於聚乳酸纖維材料的染色組成物及使用其的染色方法。

一直以來，合成性高分子材料已被做為日常生活中的各類物資的主要材料。然而，由於合成性高分子材料可能會引發許多的問題，例如是資源消耗及造成污染等環境問題，因此使用綠色材料來取代合成性高分子材料已成為不可避免的趨勢。

聚乳酸纖維材料(polylactic acid；PLA)是一種綠色材料。聚乳酸纖維材料可藉由將玉米或木薯中所提取出的澱粉、由甘蔗或甜菜中所提取的糖、以及由秸稈中所提取的纖維素混合並經過發酵、脫水等處理來獲得。進一步地說，聚乳酸纖維材料是一種直鏈脂肪族(aliphatic)的熱塑性聚酯類(polyester)，其可耐受消毒處理及易於加工成型，並具有無毒、無刺激性、生物可降解性 (biodegradable)及良好的生物相容性(biocompatibility)。聚乳酸纖維材料的玻璃轉移溫度約為60℃、結晶溫度約為110℃、且熔點約為160℃。由聚乳酸纖維材料所製造的產品具有光滑的表面且不會對人體產生危害，故常被應用於製造衣物。

然而，聚乳酸纖維材料的玻璃轉移溫度較低，故聚乳酸纖維材料不適用於習知的成衣製程中溫度約為130℃的高溫染色技術。此外，習知的染料對聚乳酸纖維材料的上染率或均染性較低，此造成染色後的聚乳酸纖維材料容易有染料殘留在表面上的問題，進而導致染色後的聚乳酸纖維材料的耐水洗堅牢度或耐光堅牢度過低、甚至是染料浪費及其他的環境問題。因此，開發出一種適用於低溫的染色程序且對聚乳酸纖維材料具有良好的上染率及均染性的染色材料，將是本領域相當重要的一個課題。

本發明提供一種染色組成物，其對於聚乳酸纖維材料具有良好的上染率及均染性，故使用所述染色組成物對聚乳酸纖維材料進行染色時，染色溫度降低且染色後的聚乳酸纖維材料具有良好的耐水洗堅牢度及耐光堅牢度。

本發明的染色組成物，適用於聚乳酸纖維材料的染色方法。所述染色組成物包括四分子型助劑、染料及載劑，其中以所述染色組成物的總重量計，所述四分子型助劑的含量為0.01重量%至10重量%；所述染料的含量為0.01重量%至10重量%；以及 所述載劑的含量為80重量%至99.98重量%。

在本發明的一實施例中，上述的四分子型助劑為陰-非離子四分子型界面活性劑。

在本發明的一實施例中，上述的四分子型助劑為由以下式(1)所示的化合物： 其中R表示C6至C22的烷基，n為20至60的整數，且m為2至12的整數。

在本發明的一實施例中，以上述的染色組成物的總重量計，上述的四分子型助劑的含量為0.3重量%至1.2重量%，以及上述的染料的含量為0.3重量%至1.2重量%。

在本發明的一實施例中，上述的染色組成物在室溫下的pH值為3至6。

本發明的聚乳酸纖維材料的染色方法，包括下列步驟。提供聚乳酸纖維材料。提供染色組成物，其中以所述染色組成物的總重量計，所述染色組成物包括含量為0.01重量%至10重量%的四分子型助劑；含量為0.01重量%至10量%的染料；以及含量為80重量%至99.98重量的載劑。將所述聚乳酸纖維材料浸入所述染色組成物中。利用所述染色組成物對所述聚乳酸纖維材料進行染色步驟，以使所述聚乳酸纖維材料著色。

在本發明的一實施例中，上述的染色步驟包括下列程序。進行緩染程序，從室溫下以1℃/min至4℃/min的升溫速率升溫至染色溫度95℃至130℃。進行染色程序，在所述染色溫度95℃至130℃下持溫20分鐘至60分鐘。進行降溫出缸程序，以1℃/min至4℃/min的降溫速率降溫至出缸溫度45℃至75℃後，排掉殘留的染色組成物。

在本發明的一實施例中，上述的四分子型助劑為陰-非離子四分子型界面活性劑。

在本發明的一實施例中，上述的四分子型助劑為由以下式(1)所示的化合物： 其中R表示C6至C22的烷基，n為20至60的整數，且m為2至12的整數。

在本發明的一實施例中，以上述的染色組成物的總重量計，上述的四分子型助劑的含量為0.3重量%至1.2重量%，以及上述的染料的含量為0.3重量%至1.2重量%。

在本發明的一實施例中，上述的染色組成物在室溫下的pH值為3至6。

基於上述，本發明所提出的染色組成物具有四分子型助劑，藉此使得染色組成物對於聚乳酸纖維材料具有良好的均染性 及上染率。此外，在本發明所提出的聚乳酸纖維材料的染色方法中，透過使用本發明的染色組成物，不但能夠在低溫下進行染色步驟，且染色後的聚乳酸纖維材料具有良好的耐水洗堅牢度及耐光堅牢度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

S10、S12、S14、S16、S18、S20、S22‧‧‧步驟

圖1是依照本發明一實施方式的染色方法的流程圖。

圖2為實例27-38及比較例27-38的吸光度的分布圖。

圖3為實例39-50及比較例39-50的吸光度的分布圖。

圖4為實例51-62及比較例51-62的吸光度的分布圖。

圖5為實例27-38及比較例27-38的粒徑分布圖。

圖6為實例39-50及比較例39-50的粒徑分布圖。

圖7為實例51-62及比較例51-62的粒徑分布圖。

本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，記載了某一特定數值範圍，等同於揭露了該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值 範圍，如同在說明書中明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。例如，記載「含量為0.3重量%至1.2重量%」的範圍，就等同於揭露了「含量為0.6重量%至0.9重量%」的範圍，無論說明書中是否列舉其他數值。

在本文中，有時以鍵線式(skeleton formula)表示化合物結構。這種表示法可以省略碳原子、氫原子以及碳氫鍵。當然，結構式中有明確繪出原子或原子基團的，則以繪示者為準。

為了製備出能夠適用於低溫染色程序且在染色程序中對於聚乳酸纖維材料具有良好的上染率及均染性以達成深染目的的染色組成物，本發明的一實施方式提供一種染色組成物，其可達到上述優點。

在本實施方式中，染色組成物包括四分子型助劑、染料及載劑。以下將詳細說明這幾種成分。

[四分子型助劑]

在本實施方式中，四分子型助劑具有低的起泡性，藉此染料不容易聚集而具有良好的分散性。如此一來，染料與聚乳酸纖維材料的接觸界面增加，使得染料對於聚乳酸纖維材料有好的上染率及均染性。也就是說，四分子型助劑能夠使染料均勻地附著在聚乳酸纖維材料的表面上，且增加染料在聚乳酸纖維材料的表面上的附著力。

在本實施方式中，以染色組成物的總重量計，四分子型助劑的含量為0.01重量%至10重量%。詳細而言，當四分子型助 劑的含量小於0.01重量%時，將使得染料對於聚乳酸纖維材料的上染率及均染性不佳；而當四分子型助劑的含量大於10重量%時，將使得染料容易從聚乳酸纖維材料的表面離開而回到染色組成物中，而無法有效率地進行染色程序。另外，在一實施例中，四分子型助劑的含量例如是0.3重量%至1.2重量%。

四分子型助劑例如是陰-非離子四分子型界面活性劑，且其可由以下式(1)表示： 其中R表示C6至C22的烷基，n為20至60的整數，且m為2至12的整數。

具體而言，由式(1)所示的四分子型助劑同時含有疏水基與親水基，其中左右四端的R為疏水基，左右四端的-SO₃Na在水中會解離而形成陰離子型親水基-SO₃ ^-，以及中央部分的多段聚氧 乙烯鏈段(polyethylene oxide、PEO)(即)為非離子型親 水基。

詳細而言，所述疏水基R使得四分子型助劑與染料容易形成不穩定的聚集體。如此一來，在染色程序中，所述聚集體將進入聚乳酸纖維材料內部並逐漸地釋放染料以提高染料與聚乳酸纖維材料接觸及/或結合，進而達到均勻染色的效果。此外，當染 色組成物的載劑為水時，所述疏水基R可有效地降低水的表面張力，進而使得含有染料的染色組成物更有效地散布在聚乳酸纖維材料的表面上，提升染料與聚乳酸纖維材料作用的機會。

另外，當染色組成物的載劑為水時，前述親水基將使得四分子型助劑更易分散或溶解於水中。如此一來，當四分子型助劑與難溶於水的染料形成聚集體時，具有染料的聚集體將更易分散於水中，從而提高染料在水中的分散性。

從另一觀點而言，由於四分子型助劑具有屬於軟鏈段的多段聚氧乙烯鏈段，因此在其與染料產生作用時能夠依其特性或所處環境改變成適當型態，藉此相較於傳統助劑，在能達到理想染色效果的情況下，所需的添加量可大幅降低。詳細而言，當四分子型助劑存在於該染色系統時，每一四分子型助劑中的該些軟鏈段會向內彎曲而使其呈現爪子型態，其中爪子型態的一端其結構含有前述親水基，而另一端為疏水基R。如此一來，四分子型助劑容易凝集(aggregate)而形成能夠包覆染料並進入聚乳酸纖維材料內部的微胞(micelle)，藉此達到良好的染色效果。另外，當四分子型助劑所需濃度減少時，每一四分子型助劑中的該些軟鏈段會向外延展而使其呈現直鏈型態。如此一來，四分子型助劑間透過左右四端的疏水基R相互吸引而形成的結構，將提高染料的促滲效果。

[染料]

在本實施方式中，染料可透過染色程序藉由分子作用力 (例如：氫鍵或凡得瓦力)而吸附在聚乳酸纖維材料的表面上。染料可以是所屬領域中具有通常知識者所周知的任一種染料。具體而言，染料可為分散性染料，其例如是藍色染料(BLUE SF-3RT 200% GRAN，由台糖公司所製造)、紅色染料(Dianix Rubine SE-B，由德司達公司所製造)、黃色染料(Dianix Yellow AM-42，由德司達公司所製造)、黑色染料(Goldenlon Black DXF，由協京公司所製造)或前述之組合。

在本實施方式中，以染色組成物的總重量計，染料的含量為0.01重量%至10重量%。詳細而言，當染料的含量小於0.01重量%時，將無法有效地對聚乳酸纖維材料進行染色而使其呈現所欲得到的顏色；而當染料的含量大於10重量%時，過多的染料殘留，將造成染料浪費或環境污染的問題。另外，在一實施例中，染料的含量例如是0.3重量%至1.2重量%。

[載劑]

在本實施方式中，載劑的作用為提供染色組成物中的染料及四分子型助劑一個可任意混合及/或凝集的環境。載劑例如是水、乙醇、丙酮或其混合溶液。以染色組成物的總重量計，載劑的含量為80重量%至99.98重量%。

此外，在本實施方式中，染色組成物可更包括pH值調整劑，用於調整染色組成物的pH值。在室溫下，染色組成物的pH值可例如是3至6，且pH值調整劑例如是冰醋酸、蟻酸、磷酸或鹽酸。當染色組成物的pH值為上述範圍時，將能夠影響聚乳酸纖 維材料帶電荷的情況，同時也提高染料分散的程度以及其和聚乳酸纖維材料結合的速度。

基於上述實施方式可知，由於本發明的染色組成物中包括結構新穎且型態會依特性或環境改變的四分子型助劑，因此當使用所述染色組成物對聚乳酸纖維材料進行染色程序時，四分子型助劑能夠使染料的分散性提高，以及使染料易於進入聚乳酸纖維材料內部，藉此提高染料對聚乳酸纖維材料的上染率及均染性。

以下，將參照圖1詳細說明使用本發明的染色組成物對聚乳酸纖維材料進行染色的方法。圖1是依照本發明一實施方式的染色方法的流程圖。

首先，進行步驟S10，提供聚乳酸纖維材料。在本實施方式中，聚乳酸纖維材料可以是領域中具有通常知識者所周知的任一聚乳酸纖維材料。舉例而言，聚乳酸纖維材料可以是聚乳酸針織布或聚乳酸平織布。

接著，進行步驟S12，提供上述實施方式所描述的染色組成物。值得一提的是，在本實施方式中，雖然在進行步驟S12前先進行步驟S10，即先提供聚乳酸纖維材料再製備染色組成物，但本發明並限於此。在其他實施方式中，染色方法也可以在進行步驟S12之染色組成物的製備的同時或是之後，進行步驟S10。

接著，進行步驟S14，在室溫下，將聚乳酸纖維材料進入染色組成物中。詳細而言，在此步驟中，聚乳酸纖維材料與染色組成物的浴比例如是約1：10。舉例而言，若欲對重量為10克的 聚乳酸纖維材料進行染色，則可將其浸泡於重量為100克的染色組成物中。

之後，進行步驟S16，利用染色組成物對聚乳酸纖維材料進行染色步驟，以使聚乳酸纖維材料著色。所述染色步驟例如是使聚乳酸纖維材料浸泡於染色組成物中一段時間，並以特定的溫度條件來進行。

更詳細來說，上述染色步驟S16包括下列程序：緩染程序、染色程序及降溫出缸程序。以下將對各程序進行詳細描述。

首先，進行緩染程序(步驟S18)，從室溫下以1℃/min至4℃/min的升溫速率升溫至染色溫度95℃至130℃。在緩染程序(步驟S18)中，染色組成物中的染料可初步地吸附在聚乳酸纖維材料的表面上。

接著，進行染色程序(步驟S20)，在前述染色溫度95℃至130℃下持溫20分鐘至60分鐘。值得說明的是，在染色程序(步驟S20)中，由於染色組成物中含有四分子型助劑，其與染料之間的作用將使得染料的分散性提高，以及使得染料易於進入聚乳酸纖維材料內部，藉此在染色溫度為95℃至130℃的低溫下，染色組成物對聚乳酸纖維材料即具有良好的上染率及均染性。如此一來，本實施方式的染色方法不但使得聚乳酸纖維材料能夠在低溫下達成良好的深染效果，也使得染色後的聚乳酸纖維材料具有良好的耐水洗堅牢度及耐光堅牢度。

之後，進行降溫出缸程序(步驟S22)，以1℃/min至 4℃/min的降溫速率降溫至出缸溫度45℃至75℃後，排掉殘留的染色組成物。如此，即完成染色步驟S16。

另外，在染色步驟S16之後，本實施方式的染色方法可選擇性更包括對染色後的聚乳酸纖維材料進行水洗、脫水及風乾等步驟。

基於上述實施方式可知，在本發明的聚乳酸纖維材料的染色方法中，透過使用含有四分子型助劑的染色組成物對聚乳酸纖維材料進行染色，染色後的聚乳酸纖維材料能夠具有良好的耐水洗堅牢度及耐光堅牢度。此外，在染色程序中的染色溫度範圍始終低於130℃，因此相較於習知技術而言，本發明的聚乳酸纖維材料的染色方法具有可在低溫下進行的優點，從而避免聚乳酸纖維材料的性質因高溫而發生改變。

下文將參照實驗例1-4，更具體地描述本發明的特徵。雖然描述了以下實驗例1-4，但是在不逾越本發明範疇之情況下，可適當地改變所用材料、其量及比率、處理細節以及處理流程等等。因此，不應由下文所述之實驗例1-4對本發明作出限制性地解釋。

實驗例1

藉由實例1-12及比較例1-12來詳細說明前述實施方式所提出的染色組成物及染色方法在耐水洗堅牢度試驗上的表現。

在實例1-12及比較例1-12中所使用的材料及儀器的資訊如下所示。

聚乳酸纖維材料：聚乳酸針織布，8L0319D規格63"×2220g/y，購自偉奇國際有限公司。

四分子型助劑： 中n=41、m=6且其製備方法將於後續段落作詳細說明。

染料：BLUE SF-3RT 200% GRAN，購自台糖公司。

載劑：水。

pH值調整劑：冰醋酸(CH₃COOH)，分子量60.05，試藥一級，購自日本試藥公司。

瑞比染色打樣機：型號RAPID，購自瑞比儀器公司。

水洗試驗機：型號LEF，購自聯宙儀器公司。

<四分子型助劑的製備>

依序以以下的合成步驟來製備前述四分子型助劑。然而，以下的合成步驟僅為例示性而不限制本發明的範圍。

首先，合成化合物(A)，其反應式如下：

詳細而言，所述化合物(A)的合成反應包括下列步驟。首先，將1莫耳的Tetronic 701(平均分子量為2428且n=41、m=6，購自中日合成)以及4莫耳的馬來酸酐(分子量為980.6，試藥一級，購自林純藥工業株式會社)置於配有鐵氟龍攪拌棒及溫控棒的四口反應瓶中。接著，使溫度由室溫上升至60℃，並攪拌以使Tetronic 701與馬來酸酐均勻混合。之後，加入1克的異丙氧基鈦(titanium isopropoxide)(分子量為284，購自ACROS)作為催化劑，並逐漸使溫度上升至130℃。在溫度維持為130℃下，使Tetronic 701與馬來酸酐反應6小時，以得到化合物(A)。

接著，合成化合物(B)，其反應式如下：

詳細而言，所述化合物(B)的合成反應包括下列步驟。首 先，取4莫耳的脂肪醇(分子量為186.38，試藥壹級，購自日本試藥)與1莫耳化合物(A)置於反應瓶中。接著，加入1克的異丙氧基鈦(分子量為284，購自ACROS)作為催化劑，並逐漸使溫度上升至130℃。在溫度維持為130℃下，使脂肪醇與化合物(A)反應5小時以得到化合物(B)。

之後，合成前述四分子型助劑，其反應式如下：

詳細而言，四分子型助劑的合成反應包括下列步驟。首先，將存在有前述化合物(B)的反應瓶的溫度降至90℃，並加入適量的亞硫酸氫鈉水溶液(濃度為50wt%，購自日本試藥)。接著，在迴流狀態且溫度維持為約90℃下，使反應進行4小時以得到四分子型助劑。

<實例1>

首先，提供10克的聚乳酸針織布(8L0319D規格63"×2220g/y，購自偉奇國際有限公司)。接著，提供100克的染色組成物，其中四分子型助劑為0.05克，染料為0.3克，載劑為 水，冰醋酸為0.04克，且pH值為4.5。之後，在室溫下，將前述染色組成物倒入鋼杯中，並將前述聚乳酸針織布浸泡於染色組成物中。接著，將鋼杯置於瑞比染色打樣機中，並以2.5℃/min的升溫速率將溫度升至染色溫度105℃且持溫30分鐘後，再以3℃/min的降溫速率將溫度降至出缸溫度60℃。接著，將殘留的染色組成物排掉並收集留存。之後，將染色後的聚乳酸針織布以清水洗淨後，再將其進行脫水及風乾，以得到實例1之染色後的聚乳酸針織布。

<實例2-12以及比較例1-12>

以與實例1類似的方式製備實例2-12以及比較例1-12之染色後的聚乳酸針織布。差異在於，製備實例2-12以及比較例1-12之染色後的聚乳酸針織布時，染料的含量、四分子型助劑的含量及染色溫度與實例1不完全相同，其細節詳列於下方表1中。

接著，對實例1-12及比較例1-12所得之染色後的聚乳酸針織布分別進行耐水洗堅牢度的測試，而測試結果分別示於表2中。

<耐水洗堅牢度的測試>

依據AATCC 61 2A試驗法進行耐水洗堅牢度的測試。

測試樣本的製作：將實例1-12及比較例1-12所得之染色後的聚乳酸針織布分別剪裁為5cm×15cm的測試樣本，並且使用釘書機將多種纖維附布10號釘在各個測試樣本上，其中多種纖維附布10號包括醋酸纖維織布(Ace)、棉織布(C)、耐綸織布(N)、聚酯纖維織布(T)、丙烯酸纖維織布(Acr)及羊毛織布(W)。

測試步驟：首先，將水洗試驗機(型號H-12C，購自立諾儀器公司)的加熱溫度設定為49℃(±2℃)。接著，將各測試樣本分別放置於鋼杯中，並加入150毫升的WOB溶劑(AATCC耐水洗堅牢度檢測的標準洗滌劑)及50顆鋼珠。之後，將各鋼杯分別置 於水洗試驗機中，在所設定的溫度49℃(±2℃)下運轉45分鐘後取出各測試樣本，並用水洗乾淨及烘乾。

評估標準：使用AATCC污染用灰色標與各測試樣本進行比對以評定耐水洗堅牢度的等級，其中級數分別為5級、4-5級、4級、3-4級、3級、2-3級、2級、1-2級、1級，且級數越高代表耐水洗堅牢度越高。

由表2的結果可得知，與比較例1-12所得之染色後的聚乳酸針織布相比較，實例1-12所得到之染色後的聚乳酸針織布皆具有較高的耐水洗堅牢度。也就是說，相較於未含有四分子型助 劑的染色組成物，當使用具有四分子型助劑的染色組成物進行染色時，經其染色的聚乳酸針織布具有良好的耐水洗堅牢度。

實驗例2

藉由實例13-17及比較例13-17來詳細說明前述實施方式所提出的染色組成物及染色方法在耐日光堅牢度試驗上的表現。

在實例13-17及比較例13-17中所使用的材料及儀器的資訊如下所示。

聚乳酸纖維材料：聚乳酸針織布，產品代號為8L0319D，規格63"×2220g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布A；聚乳酸針織布，產品代號為8L0319D1，規格62"×260g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布B；聚乳酸針織布，產品代號為8L0309D，規格61"×215g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布C。

四分子型助劑： 中n=41、m=6且其製備方法已於上述實驗例1中揭露。

染料：BLUE SF-3RT 200% GRAN，購自台糖公司。

載劑：水。

pH值調整劑：冰醋酸(CH₃COOH)，分子量60.05，試藥一級，購自日本試藥公司。

瑞比染色打樣機：型號RAPID GD-02，購自瑞比儀器公司。

日光牢度試驗機：型號：CI 300+，購自立諾儀器公司。

<實例13>

首先，提供10克的聚乳酸針織布B。接著，提供100克的染色組成物，其中四分子型助劑為0.05克，染料為0.9克，載劑為水，冰醋酸為0.04克，且pH值為4.5。之後，在室溫下，將前述染色組成物倒入鋼杯中，並將前述聚乳酸針織布浸泡於染色組成物中。接著，將鋼杯置於瑞比染色打樣機中，並以2.5℃/min的升溫速率將溫度升至染色溫度105℃且持溫30分鐘後，再以3℃/min的降溫速率將溫度降至出缸溫度60℃。接著，將殘留的染色組成物排掉並收集留存。之後，將染色後的聚乳酸針織布以清水洗淨後，再將其進行脫水及風乾，以得到實例13之染色後的聚乳酸針織布。

<實例14-17以及比較例13-17>

以與實例13類似的方式製備實例14-17以及比較例13-17之染色後的聚乳酸針織布。差異在於，製備實例14-17以及比較例13-17之染色後的聚乳酸針織布時，染料的含量、四分子型助 劑的含量、染色溫度及聚乳酸纖維材料的類型與實例13不完全相同，其細節詳列於下方表3中。

接著，對實例13-17以及比較例13-17所得之染色後的聚乳酸針織布分別進行耐日光堅牢度的測試，而測試結果分別示於表4中。

<耐日光堅牢度的測試>

依據AATCC 16試驗法進行耐日光堅牢度的測試。

測試樣本的製作：將實例13-17以及比較例13-17所得之染色後的聚乳酸針織布分別剪裁為4cm×7cm的測試樣本。

測試步驟：首先，將各測試樣本裝入樣品架中，並且將樣品架分別放置於日光牢度試驗機的支架上。接著，將日光牢度 試驗機啟動，以對測試樣本進行曝曬連續20小時。

評估標準：使用AATCC變褪色用灰色標與各測試樣本進行比對以評定耐日光堅牢度的等級，其中級數分別為5級、4-5級、4級、3-4級、3級、2-3級、2級、1-2級、1級，且級數越高代表耐日光堅牢度越高，即變褪色越小。

由表4的結果可得知，與比較例13-17所得之染色後的聚乳酸針織布相比較，實例13-17所得到之染色後的聚乳酸針織布皆具有較高的耐日光堅牢度。也就是說，相較於未含有四分子型助劑的染色組成物，當使用具有四分子型助劑的染色組成物進行染色時，經其染色的聚乳酸針織布具有良好的耐日光堅牢度。

實驗例3

藉由實例18-26及比較例18-26來詳細說明前述實施方式所提出的染色組成物及染色方法在力度試驗上的表現。

在實例18-26及比較例18-26中所使用的材料及儀器的資訊如下所示。

聚乳酸纖維材料：聚乳酸針織布，產品代號為8L0319D，規格63"×2220g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布A；聚乳酸針織布，產品代號為8L0319D1，規格62"×260g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布B；聚乳酸針織布，產品代號為8L0309D，規格61"×215g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布C。

四分子型助劑： 中n=41、m=6且其製備方法已於上述實驗例1中揭露。

染料：BLUE SF-3RT 200% GRAN，購自台糖公司。

載劑：水。

pH值調整劑：冰醋酸(CH₃COOH)，分子量60.05，試藥一級，購自日本試藥公司。

瑞比染色打樣機：型號RAPID GD-02，購自瑞比儀器公司。

分光光度測色儀：型號：Color-Eye 2180，購自立諾儀器公司。

<實例18>

首先，提供10克的聚乳酸針織布B。接著，提供100克的染色組成物，其中四分子型助劑為0.05克，染料為0.3克，載劑為水，冰醋酸為0.04克，且pH值為4.5。之後，在室溫下，將前述染色組成物倒入鋼杯中，並將前述聚乳酸針織布浸泡於染色組成物中。接著，將鋼杯置於瑞比染色打樣機中，並以2.5℃/min的升溫速率將溫度升至染色溫度105℃且持溫30分鐘後，再以3℃/min的降溫速率將溫度降至出缸溫度60℃。接著，將殘留的染色組成物排掉並收集留存。之後，將染色後的聚乳酸針織布以清水洗淨後，再將其進行脫水及風乾，以得到實例18之染色後的聚乳酸針織布。

<實例19-26以及比較例18-26>

以與實例18類似的方式製備實例19-26以及比較例18-26之染色後的聚乳酸針織布。差異在於，製備實例19-26以及比較例18-26之染色後的聚乳酸針織布時，染料的含量、四分子型助劑的含量、染色溫度及聚乳酸纖維材料的類型與實例18不完全相同，其細節詳列於下方表5中。

接著，對實例18-26以及比較例18-26所得之染色後的聚乳酸針織布分別進行力度的計算，而測試結果分別示於表6中。

<力度的計算>

使用分光光度測色儀分別對實例18-26以及比較例18-26之染色後的聚乳酸針織布進行量測，以獲得各自的反射率。接著，根據庫貝爾卡-芒克理論(Kubelka-Munk Theory)，透過分別以實例18、實例22、實例25、比較例18、比較例22、比較例25所得 之染色後的聚乳酸針織布做為標準樣本，計算出實例19-21、實例23-24、實例26、比較例19-21、比較例23-24、比較例26所得之染色後的聚乳酸針織布的力度。詳細而言，在以下表6中，實例18、實例22、實例25、比較例18、比較例22、比較例25(即標準樣本)的力度將設定為100.00。

由表6的結果可發現，當皆以染色組成物中的染料含量為0.3重量%的實例18、實例22、實例25、比較例18、比較例22、比較例25所得之染色後的聚乳酸針織布做為標準樣本時，相較於染色組成物未含有四分子型助劑之比較例19-21、比較例23-24、比較例25而言，經由染色組成物具有四分子型助劑的實例19-21、實例23-24、實例25所染色的聚乳酸針織布皆具有較大的力度。 這表示，在染料含量相同的情況下，具有四分子型助劑的染色組成物能夠使聚乳酸針織布染成較深的色澤，意即具有四分子型助劑的染色組成物能夠達成對聚乳酸針織布進行深染的功效。

實驗例4

藉由實例27-62及比較例27-62來詳細說明前述實施方式所提出的染色組成物及染色方法在染色後殘留的染色組成物的殘留染料檢測及粒徑檢測上的表現。

在實例27-62及比較例27-62中所使用的材料及儀器的資訊如下所示。

聚乳酸纖維材料：聚乳酸針織布，產品代號為8L0319D，規格63"×2220g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布A；聚乳酸針織布，產品代號為8L0319D1，規格62"×260g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布B；聚乳酸針織布，產品代號為8L0309D，規格61"×215g/y，購自偉奇國際有限公司，且以下簡稱為聚乳酸針織布C。

四分子型助劑： 中n=41、m=6且其製備方法已於上述實驗例1中揭露。

染料：BLUE SF-3RT 200% GRAN，購自台糖公司。

載劑：水。

pH值調整劑：冰醋酸(CH₃COOH)，分子量60.05，試藥一級，購自日本試藥公司。

瑞比染色打樣機：型號RAPID GD-02，購自瑞比儀器公司。

紫外光光譜儀：型號：Lambda UV-Vis，購自Perkin Elmer公司。

粒徑分析儀：型號：LB-550，購自HORIBA公司。

<實例27>

首先，提供10克的聚乳酸針織布A。接著，提供100克的染色組成物，其中四分子型助劑為0.05克，染料為0.3克，載劑為水，冰醋酸為0.04克，且pH值為4.5。之後，在室溫下，將前述染色組成物倒入鋼杯中，並將前述聚乳酸針織布浸泡於染色組成物中。接著，將鋼杯置於瑞比染色打樣機中，並以2.5℃/min的升溫速率將溫度升至染色溫度105℃且持溫30分鐘後，再以3℃/min的降溫速率將溫度降至出缸溫度60℃。接著，將殘留的染色組成物排掉並收集留存，以得到實例27之殘留的染色組成物。

<實例28-62及比較例27-62>

以與實例27類似的方式來獲得實例28-62及比較例27-62 之殘留的染色組成物。差異在於，實例28-62及比較例27-62之殘留的染色組成物是透過使用染料的含量、四分子型助劑的含量、染色溫度及聚乳酸纖維材料的類型與實例27不完全相同的染色組成物進行染色後所獲得的，其細節詳列於下方表7中。

接著，對實例27-62及比較例27-62之殘留的染色組成物分別以紫外光光譜儀及粒徑分析儀進行殘留染料檢測及粒徑檢測，而檢測結果分別示於圖2至圖7中。

圖2為實例27-38及比較例27-38的吸光度的分布圖。圖3為實例39-50及比較例39-50的吸光度的分布圖。圖4為實例51-62及比較例51-62的吸光度的分布圖。圖5為實例27-38及比較例27-38的粒徑分布圖。圖6為實例39-50及比較例39-50的粒徑分布圖。圖7為實例51-62及比較例51-62的粒徑分布圖。

詳細而言，由圖2至圖4可知，與比較例27-62之殘留的染色組成物相比較，實例27-62之殘留的染色組成物的吸光度皆較低，此表示其皆具有較低的染料殘留濃度。也就是說，相較於未含有四分子型助劑的染色組成物，當使用具有四分子型助劑的染色組成物進行染色時，染料對聚乳酸針織布能夠具有較良好的上染率。

另外，由圖5至圖7可知，與比較例27-62之殘留的染色組成物相比較，實例27-62之殘留的染色組成物中的粒子皆具有較小的粒徑。也就是說，相較於未含有四分子型助劑的染色組成 物，當染色組成物具有四分子型助劑時，染料較不易團而具有較佳的分散性。

綜上所述，本發明所提出的染色組成物具有四分子型助劑，其中四分子型助劑同時含有疏水基與親水基但起泡性低，且結構能夠依其特性或所處環境而改變成適當型態。如此一來，在本發明所提出的聚乳酸纖維材料的染色方法中，透過使用所述具有四分子型助劑的染色組成物，染料的分散性得以提高且染料對聚乳酸纖維材料的親和力得以提升，藉此染料對於聚乳酸纖維材料具有良好的上染率、均染性及深染性，而染色後的聚乳酸纖維材料具有良好的耐水洗堅牢度及耐光堅牢度。再者，本發明的聚乳酸纖維材料的染色方法能夠在低於130℃下進行並具有良好的染色效果，故此本發明的染色組成物能夠適用於低溫的染色程序，從而可避免聚乳酸纖維材料的性質在染色程序中發生改變。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S10、S12、S14、S16、S18、S20、S22‧‧‧步驟

Claims (9)

1. 一種染色組成物，適用於聚乳酸纖維材料的染色方法，所述染色組成物包括：四分子型助劑，以所述染色組成物的總重量計，所述四分子型助劑的含量為0.01重量%至10重量%；染料，以所述染色組成物的總重量計，所述染料的含量為0.01重量%至10重量%；以及載劑，以所述染色組成物的總重量計，所述載劑的含量為80重量%至99.98重量%，其中所述四分子型助劑為由以下式(1)所示的化合物： 其中R表示C6至C22的烷基，n為20至60的整數，且m為2至12的整數。
2. 如申請專利範圍第1項所述的染色組成物，其中以所述染色組成物的總重量計，所述四分子型助劑的含量為0.3重量%至1.2重量%。
3. 如申請專利範圍第1項所述的染色組成物，其中以所述染色組成物的總重量計，所述染料的含量為0.3重量%至1.2重量%。
4. 如申請專利範圍第1項所述的染色組成物，其中所述染色組成物在室溫下的pH值為3至6。
5. 一種聚乳酸纖維材料的染色方法，包括：提供聚乳酸纖維材料；提供染色組成物，所述染色組成物包括：四分子型助劑，以所述染色組成物的總重量計，所述四分子型助劑的含量為0.01重量%至10重量%，其中所述四分子型助劑為由以下式(1)所示的化合物： 其中R表示C6至C22的烷基，n為20至60的整數，且m為2至12的整數；染料，以所述染色組成物的總重量計，所述染料的含量為0.01重量%至10重量%；以及載劑，以所述染色組成物的總重量計，所述載劑的含量為80重量%至99.98重量%；將所述聚乳酸纖維材料浸入所述染色組成物中；以及利用所述染色組成物對所述聚乳酸纖維材料進行染色步驟，以使所述聚乳酸纖維材料著色。
6. 如申請專利範圍第5項所述的聚乳酸纖維材料的染色方法，其中所述染色步驟包括：進行緩染程序，從室溫下以1℃/min至4℃/min的升溫速率升溫至染色溫度95℃至130℃； 進行染色程序，在所述染色溫度95℃至130℃下持溫20分鐘至60分鐘；以及進行降溫出缸程序，以1℃/min至4℃/min的降溫速率降溫至出缸溫度45℃至75℃後，排掉殘留的染色組成物。
7. 如申請專利範圍第5項所述的聚乳酸纖維材料的染色方法，其中以所述染色組成物的總重量計，所述四分子型助劑的含量為0.3重量%至1.2重量%。
8. 如申請專利範圍第5項所述的聚乳酸纖維材料的染色方法，其中以所述染色組成物的總重量計，所述染料的含量為0.3重量%至1.2重量%。
9. 如申請專利範圍第5項所述的聚乳酸纖維材料的染色方法，其中所述染色組成物在室溫下的pH值為3至6。