淺談印染工藝
任課教師：顏明賢
通識中心自然科學類課程
第四章 染色之物理化學概論
4-1染色
1.目的：使纖維著色
2.染著平衡：染料向纖維移行與脫除量
達平衡飽和狀態
第四章 染色之物理化學概論
染著座席dyeing site
染著平衡 染著 染著機構
向纖維表面擴散 纖維染料分子行水合
纖維放出水合與染料相吸使 染料擴散而染著
第四章 染色之物理化學概論
4-2染色過程 1.程序步驟
(1)染料分子在染浴中向纖維表面擴散 (2)染料分子吸附在纖維表面
(3)染料向纖維內部擴散，與染色座席進
行染著
第四章 染色之物理化學概論
2.吸附
定義：在氣相或液相與其它不同相之界 面上，若表面的濃度比內部濃度還高的 現象
conc.
相態
界面之濃度比液相 中的濃度高
液相中溶質 的濃度
第四章 染色之物理化學概論
3.影響吸附的因素
(1)吸附劑表面積：大者吸附量高
(2)吸附劑與吸附質之親和力：大者，吸 附量大
(3)溫度：一般吸附反應為放熱反應， 溫
度高吸附小
第四章 染色之物理化學概論
4-3染著平衡等溫度
定義：定溫下染色過程中，染料脫落與 吸附恰相等之狀態
(1) Henry Type
染色中
染料conc.
染浴中染料濃度
分散染料
PET
第四章 染色之物理化學概論
(2) Langmuir Type
染色中
染料conc.
染浴中染料濃度
Acid dyes
wool
y＝S〃kx / 1＋kx
S：吸附劑上吸附質呈一行吸著後之飽和濃度
第四章 染色之物理化學概論
(3) Freundlich Type
染色中
染料conc.
染浴中染料濃度
Direct dyes
Cotton
y＝kxn(n=0.1~1)
吸附量隨conc. 而
第四章 染色之物理化學概論
(4) B.E.T Type (空氣吸附)
吸附量
氣體壓力
h
第一階段：Langmuir Type
第二階段：吸附量隨p 而
p
第四章 染色之物理化學概論
4-4染色速度
(1)染溫 ，添加促染劑，染著速度。
temp ΔE 分子間距離接近。
(2)短時間，易造成染斑，升溫速率控制 可滅少染斑的產生
(3)環染現象，染料附著於纖維外側，內
部未染著
第四章 染色之物理化學概論
4-5 染著力
配位鍵：acid mordant, metal complex dyes 染著力
物理結合 化學結合
離子鍵：acid , basic dyes 共價鍵：reactive dyes
凡德瓦爾力：disperse , naphthol dyes
氫鍵：direct dyes 極性- 極性間作用力：
disperse dyes
第四章 染色之物理化學概論
2. 離子結合
A++B- A+B- 3.共價結合
共價鍵：兩原子各提供一價電子形成鍵結 電子對由二原子共有
A〃+〃B A-B
第四章 染色之物理化學概論
4.配位結合
A：+ B A-B 5.氫鍵
定義：氫原子介於陰電性差異大兩原子之 間所產生的結合
第四章 染色之物理化學概論
6.凡得瓦爾力
(1)dipole-dipole interaction 極性原子間所誘發之靜電引力 (2)非極性結合(non-polar結合)
非極性分子及分子間之靜電引力
結合力大小：共價結合 > 離子結合 > 氫鍵 結合 > 凡得瓦爾力
第四章 染色之物理化學概論
4-6纖維的染色性 1.纖維素纖維
Cellulose乃由β-glucose 組成
作用結合力
凡德瓦爾力： direct , naphthol dyes
氫鍵：direct dyes
共價鍵：reactive dyes
第四章 染色之物理化學概論
染料與Cellulose 的作用力
Vat dyes : H bond、凡得瓦 爾力
Sulphur dyes : H bond、
凡得瓦爾力
Direct dyes : 氫鍵
Reactive dyes : 共價鍵 Naphthol dyes : 凡得瓦 爾力
第四章 染色之物理化學概論
2.蛋白質纖維
protein fibers 乃由不同胺基酸組成
不同胺基酸經縮合形成鍵結基團(醯胺基) 羊毛與染料結合之鍵
1.離子鍵 2.配位鍵 3.氫鍵 4.凡得瓦爾力
第四章 染色之物理化學概論
合成纖維
1.聚醯胺纖維 (polyamide fiber) 2.聚丙烯腈纖維 (PAN)
染色性：纖維氰基帶陰離子，故與陽離子染料 行染色
初期染色速度快，故易生環染 (ring dyeing) 以加入緩染劑為對策解決。
