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國科會補助提升產業技術及人才培育研究計畫成果精簡報告
學門領域：高分子
計畫名稱：以溶凝膠法對毛紡織物進行多功能性加工之研究 計畫編號：NSC 96-2622-E-168-016-CC3
執行期間：96/11/01~97/10/31
執行單位：崑山科技大學 高分子材料系 主 持 人：謝 松 煌
參與學生：
姓 名 年 級
(大學部、碩士 班、博士班)
已發表論文或已申請之專利
(含大學部專題研究論文、碩博士論文)
工作內容
林柏凱 大學部四年
級
1.大學部專題研究論文：
以溶凝膠法對毛紡織物進行多功能性加 工之研究
2.2009 高分子研討會論文：
以溶凝膠法對毛紡織物進行多功能性加 工之研究
協助實驗、整理資料
合作企業簡介
合作企業名稱：順福泰實業有限公司 計畫聯絡人：陳彥旭(總經理)
資本額：2600 萬元
產品簡介：T/W、A/W 混紡布、萊卡彈性布、花式紗布種、機能性布種 。 網址：www.textile-sft.com 電話：(06)2682766
研究摘要(500 字以內)：
中文摘要
本研究是以環氧基矽烷(GOTMS)和鈦酸丁酯(TTB)在適當催化劑下產生聚縮合反應形成溶 凝膠，對毛織物進行預處理，再經由熱處理加工，然後對加工毛織物進行紅外線光譜分析 (FT-IR)、能量分散光譜儀分析(EDS)、電子顯微鏡觀察(SEM)、熱差重力分析(TGA)，並進 行抗紫外線、抗菌、耐水洗堅牢等檢測，經由實驗結果得知：毛織物經過 FT-IR、EDS 與 SEM 分析結果，得知加工藥劑與毛織物有結合，環氧基矽烷(GOTMS)濃度提升至 30﹪，
有較佳效果。加工物毛織物具有抗紫外線，而在水洗堅牢上，仍有不錯之水洗堅牢度，但 缺乏抗菌效果。
關鍵字：毛織物、溶凝膠、抗紫外線、FT-IR
Abstract
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In this study, the sol-gel used for the pre-treatment of woolen fabrics was prepared by allowing GOTMS and TTB to polymerize under appropriate catalysts. Followed by heat treatment, the processed woolen fabrics were subject to the analysis of Fourier Transform Infrared Spectrometry (FT-IR), Energy Dispersive Spectrometer (EDS), Scanning Electron Microscope (SEM), Thermal Gravity Analysis (TGA) and tests for anti-UV, anti- bacterial and washing-resistant properties.
The results of FT-IR, EDS and SEM suggested that the processing reagent was attached on woolen fabrics, and the optimal attachment occurred when 30% of GOTMS was used. The processed woolen fabrics possess anti-UV property and reasonably good washing resistance, but lack of anti-bacterial property.
Keyword: woolen fabrics, sol-gel, anti-UV, FT-IR
研究方法：
1. 研究方法:
毛織物鹼精練處理→毛織物染色→混合溶凝膠製備→混合溶凝膠浸漬→混合溶凝膠 熱處→水洗烘乾→毛加工織物檢測（FT-IR、NMR、TGA、SEM、EDS 等）→加工物抗菌 檢測→抗紫外線檢測→防縮檢測→加工物物性檢測。
2. 進行步驟：
A. 毛織物鹼精練處理：
以 2.5%之氫氧化鈉在 50℃處理 60 min。
B. 毛織物染色：
a.以酸性染料並加均染劑染色。
b.液比 1:20，pH4.5，在 90℃染 50 分鐘。
C. 混合溶凝膠之製備：
a. 將不等濃度(10、15、20、25、30%)之環氧基矽烷(GOTMS)混合 10%之乙 醇和適量之蒸餾水置於燒杯中，室溫密封攪拌 24 h。
b. 將 4%之鈦酸丁酯(TTB)混合 4%之二乙醇胺和 8%之無水乙醇胺，室溫攪拌 2 h。
c. 將上述兩溶液混合再加入蒸餾水，室溫繼續攪拌 1 小時，配製成一溶膠液。
D. 毛織物之浸漬：
將已鹼處之毛織物浸漬於溶凝膠液 30 min。
E. 毛織物之壓吸熱處：
以二浸二壓的方式進行 70℃之預熱 2 min，並以 140℃、150℃、160℃、170℃
等不同溫度進行熱處 30 min。
F. 加工布之檢測：
a.加工布化學結構分析：應用紅外線光儀(FT-IR)測定。
b.加工布熱分析：應用熱差重力分析儀(TGA)測定。
c.加工布顯微觀察：應用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察。
d.加工布 EDS 分析：應用 Energy Dispersive Spectrometer (EDS)測定。
e.加工布晶態分析：應用多功能 X 光薄膜繞射儀分析 G. 抗菌性試驗：加工布應用抗菌測定裝置測定。
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H. 抗紫外線試驗：加工布經氙弧光照射，檢測其抗紫外線指數。
I. 防縮試驗：加工布以防縮測定器測定。
J. K/S 分析：加工布以電腦彩色分光儀測定。
K.水洗堅牢度測定：加工布在工業洗衣機進行 1 次與 20 次之水洗堅牢度測定。
2.預計可能遭遇之困難及解決途徑：
本加工以環氧基矽烷(GOTMS)與鈦酸丁酯(Titanium n-butoxide；TTB)在適當的催 化劑下發生水解及聚縮合反應製成溶膠，然後再對毛織物進行熱處，毛織物染色布浸 入混合溶膠預處時恐效果會受毛纖維之表面鱗片(scale)影響，如受影響可考慮染色前將 毛織物先行氧化處理。
結論：
毛織物經不同濃度之環氧基矽烷(GOTMS)與鈦酸丁酯(TTB)聚縮產生溶凝膠，再對 毛織物進行熱處加工，經實驗得下列結論：
1.由 FT-IR 所示，環氧基矽烷(GOTMS)所形成之溶凝膠與毛織物產生結合。
2.由 SEM 可得知，加工布表面有加工劑之存在。
3.由 EDS 分析得知環氧基矽烷(GOTMS)與鈦酸丁酯(TTB)之溶凝膠有結合在毛纖維上。
4.加工毛織物不具有抗菌效果。
5.加工毛織物具有抗紫外線效果。
6.加工毛織物之水洗堅牢度良好。
人才培育成果說明：
(1)產業界：
A.使毛紡織物進入奈米材料與奈米技術之全新高科技產品，協助業界研發人才訓 練。
B.提昇毛紡織物防縮、抗菌、抗紫外線之多功能性加工層次,增加市場競爭力。
C.減少傳統防梭抗菌加工所產生之環境問題。
D.使毛織物之後整理加工之流程縮短或縮短加工時間。
(2)學術研究：
A.環氧基矽烷(GOTMS)與鈦酸丁酯(Titanium n-butoxide；TTB)之溶凝膠對毛織 物加工性之影嚮。
B.多元羧酸溶液與環氧基矽烷(GOTMS)與鈦酸丁酯(Titanium n-butoxide；TTB) 之溶凝膠之相容性對毛織物加工性之影嚮。
C.提昇毛織物多功能加工之技術。
D.縮短毛織物後整理加工之流程或時間之可行性。
(3)國家經濟：
A.紡織業每年有一00億美金左右之創匯，提昇紡織業之出口競爭力。
B.協助業界克服研發之困難，減少業界外移，穩定國內就業市場。
C.使學術界與企業界人才交流，訓練業界之研發人才，提升其研發能力。
D.提昇毛紡業多功能性產品之發展及減少產業界所產生之環境汙染問題。
(4)對參與之工作人員之效益：
A.培養對奈米材料應用領域研究之人才與訓練，厚植國家在此方面之研究人力。
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B.增進參與人員對毛紡織物之改質能力與技術，及減少對環境汙染問題之重要性。
C.使參與人員了解環氧基矽烷(GOTMS)與鈦酸丁酯(Titanium n-butoxide；TTB) 之溶凝膠對毛織物多功能性加工之影嚮。
D.提昇參與人員對科技化機能性產品之研發能力，縮短流程提昇生產力及重視環 保問題，使參與人員了解這些對企業生存及國家經濟競爭力之重要性。
E.經由各項儀器之檢測，增加參與人員推理、解析及應用之能力。
技術特點說明：
1.毛紡織物應用混合溶膠之技術
2.毛紡織物具抗菌、抗紫外線等無環境污染之加工技術 3.毛紡織物多功能性加工之相關技術
4.縮短毛紡織物加工流程或時間之相關技術
可利用之產業及可開發之產品：
可利用於毛紡業，可開發抗菌、抗紫外線之毛紡織品及 T/W 混紡織品。
推廣及運用的價值：
可增加毛織產品抗菌、抗紫外線之附加價值。
