客觀日本

金澤大學等首次成功開發出聚丙烯纖維用染料

2020年08月25日 化學材料

日本金澤工業大學與福井大學和有本化學工業公司合作,成功開發出了可以爲此前很難染色的「聚丙烯纖維」染色的染料。

聚丙烯樹脂以精煉石油產生的廢氣爲原料,因此非常便宜。採用這種樹脂的聚丙烯纖維重量輕、速幹,且具有耐化學藥品、耐磨、耐彎曲和抗靜電等優異性能。1960年代面世時曾被稱爲「夢幻纖維」,引起了全球的關注,但由於難以染色等,並未能作爲服裝面料擴大用途。雖然可以在製作纖維時向樹脂中添加有色顏料等提前進行著色,但和顏色數量有限,因此目前有色聚丙烯纖維的應用實例非常少。

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細聚丙烯纖維無法利用水性染色技術染色,因此是無色的

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添加顏料的聚丙烯纖維比較粗,顏色數量也有限,因此不適合做服裝面料

作爲取代使用水的傳統水性染色法的染色方法,1991年德國發布了稱爲超臨界(流體)染色的染色方法,以超臨界二氧化碳爲染色介質。

這種方法邊向物質施加高壓力邊升溫,形成與氣體、液體和固體並列的物質狀態——超臨界流體。二氧化碳能在相對比較低的溫度和壓力(31℃、7.38MPa)下達到超臨界條件。讓溶解了染料的超臨界流體透過織物進行染色的技術就是超臨界流體染色法。超臨界流體染色無需預溶解染料以及在染色後進行清洗,不僅如此,由於不使用水,還省去了乾燥的程序。

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超臨界流體染色的示意圖

目前,爲紗線和布等纖維產品染色時採用大量使用水的方法,但從有效利用淡水資源的角度來看,作爲環保的染色方法之一,對環境問題敏感的服裝企業和歐美運動服裝品牌等開始着眼於超臨界流體染色技術。

利用超臨界流體染色法對聚丙烯纖維進行染色時,使用現有染料的話,染色牢度(針對光照、洗滌、汗水、摩擦及昇華等各種外在條件的染色牢固程度)比較低,難以實施產品化,研究團隊利用此次的研發成果,成功開發出了即使是超臨界流體染色,也具備足夠牢度的聚丙烯纖維用染料。染料有紅、黃、藍三種原色。

利用該技術可以將聚丙烯纖維染成各種顏色,因此有望將用途擴大到服裝面料領域(服裝行業、運動服)等此前沒有使用聚丙烯纖維的領域。

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聚丙烯用染料(紅、黃、藍三種基礎色)

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利用超臨界流體染色法染色的聚丙烯纖維

日語發佈原文

文:JST客觀日本編輯部