本論文探討紫外光反應型染料、分散性染料利用紫外光硬化或溼氣交聯反應進行架橋反應，形成耐水及耐溶劑之高分子染料，藉由塗佈於織物表面，可達到耐洗堅牢度及耐日光堅牢度。
  首先，利用具胺基與羥基的分散性染料與甲基丙烯醯氯反應得末端具有雙鍵的紫外光反應型染料，和UV-PU、活性稀釋劑及光起始劑混合，經紫外光照射硬化，形成高密度網狀交聯結構，結果證實末端具雙鍵之紫外光反應性染料可提升高分子架橋密度，具有良好的耐有機溶劑特性。另外，針對高濃度染料會影響紫外光穿透力，設計溼氣硬化型PU/染料高分子塗膜系統，先將分散性染料和溼氣硬化型PU混合，利用溼氣交聯反應架橋，再於塗膜表面用UV-PU後處理，經紫外光照射進行硬化，這種類似紫外光硬化的技術克服了高濃度染料影響紫外光穿透度的問題，此新穎的高分子染色塗膜方式兼具簡便、快速與環保等特色，可應用於織品染整，高分子塗裝，印表機墨水等用途。
  各系列高分子薄膜進行膠含量、吸水率、泡水損失率、乙醇吸收率、泡乙醇損失率、熱重分析、耐有機溶劑測試等，並利用超細纖維布進行染整，測試耐洗牢度及耐日光堅牢度。

This report is focus on the preparation of dye-containing UV-curable coating materials.  These coating materials are prepared by the following methods: 1. an UV-reactive dye with UV-curable PU and then cured by UV-radiation; 2. a disperse dye with moisture-cured PU and then top-coated with UV-curable resin.
An UV-reactive dye is obtained from the reaction of amino- or hydroxyl-containing disperse dye (e.g. CI Disperse Yellow 9,  CI Disperse Orange 3 and CI Disperse Red 1, respectively) with methacrylol chloride, respectively. The dye containing UV-curable coating materials are formulated with UV-reactive dye, UV-curable PU oligomer, reactive diluent (e.g. trimethylolpropane triacrylate, TMPTA) and photo-initiator (e.g. Dacrcur 1173). These UV-curable dye-containing materials are cured with UV light radiation at ambient temperature. The resulting UV-cured coating materials behave better water or solvent-resistance, light-fastness comparing to the conventional disperse dye-containing UV-curing coating system. 

However, high dye concentration absorbs UV light and prohibits UV-radiation curing. Therefore disperse dye containing moisture-curable PU coating materials are formulated with disperse dyes and moisture-curable PU oligomer, respectively and then cured at ambient temperature, then top-coated with UV-cured PU resin. This system is also evaluated similar to UV-reactive dye containing coating materials.

目   錄
中文摘要
英文摘要
目    錄..............................….............................................................. I
圖表索引...................................................….........................................V

第一章 序論
1-1 前言………………………………………………………………..1
1-2 研究動機…………………………………………………………..1
第二章 簡介
2-1  PU介紹……………………………………………………………2
     2-1-1  PU的基本材料……………………………………………2
     2-1-2 溼氣交聯反應（moisture curing）…………………………4
2-2 紫外光硬化樹脂………………………………………………….....5
2-3 染料簡介…………………………………………………………...10
2-3-1 分散性染料……………………………………………….13
     2-3-2 紫外光硬化樹脂添加染、顏料………………………….15
2-5 分光儀簡介………………………………………………………...16

第三章 實驗
3-1 儀器………………………………………………………………18
3-2 實驗藥品…………………………………………………………...19
3-3 實驗方法     
     3-3-1 紫外光反應型染料之製備………………………………21
     3-3-2 紫外光硬化型PU之合成………………………………...22
     3-3-3  UV-PU添加反應/分散性染料之高分子塗膜製備……..22
     3-3-4 溼氣硬化型PU添加分散性染料之高分子塗膜製備…...24
3-4 光譜鑑定
     3-4-1  紅外線光譜……………………………………………...25
     3-4-2  核磁共振光譜…………………………………………...26
     3-4-3  紫外光-可見光光光譜…………………………………..26
3-5 物理性質測試
     3-5-1 固含量(Solid Content)…………………………………….26
     3-5-2 膠含量(Gel Content)……………………………………...27
     3-5-3 吸水率 (Water-Uptake %) 與泡水水損失率 (Weight % Loss in Water)………………………………………………….27

     3-5-4  95%乙醇溶液浸泡吸收率(Ethanol-Uptake %)與泡乙醇損失率(Weight % Loss in Ethanol)………………………………28
3-6 熱性質測試………………………………………………………..29
3-7 耐有機溶劑測試…………………………………………………..31
3-8 超細纖維染整……………………………………………………...31
3-9 染色超細纖維之耐水洗堅牢度分析……………………………...33
3-10 染色超細纖維之耐日光堅牢度分析…………………………….33
第四章 結果與討論
4-1 紫外光反應型染料之結構分析…………………………………..39
     4-1-1 紅外線光譜………………………………………………39
     4-1-2 核磁共振光譜……………………………………………40
     4-1-3 紫外光-可見光光光譜…………………………………...42
4-2 紫外光硬化PU之光譜分析……………………………………..43
4-3 各色UV-PU添加反應性染料高分子薄膜之性質分析…………43
     4-3-1 膠含量…………………………………………………….45
     4-3-2 吸水率與泡水損失率…………………………………….45
     4-3-3 吸乙醇率與泡乙醇損失率……………………………….46
     4-3-4 熱重分析………………………………………………….48
4-4  UV-PU添加分散性染料高分子薄膜之性質分析………………49
     4-4-1 膠含量…………………………………………………….50
     4-4-2 吸水率與泡水損失率…………………………………….50
     4-4-3 吸乙醇率與泡乙醇損失率……………………………….51
     4-4-4 熱重分析………………………………………………….51
4-5 溼氣硬化型PU添加分散性染料高分子薄膜之性質分析...........52
     4-5-1 膠含量…………………………………………………….52
     4-5-2 吸水率與泡水損失率…………………………………….53
     4-5-3 吸乙醇率與泡乙醇損失率……………………………….53
     4-5-4 熱重分析………………………………………………….54
4-6 耐有機溶劑測試…………………………………………………..54
4-7 超細纖維染色結果分析…………………………………………..55
第五章 結論……………………………………………………….....86
第六章 參考資料……………………………………………………88

圖 表 索 引 

Scheme 1 紅色反應型染料（Red 1-MA）之合成……………………34
Scheme 2 黃色反應型染料（Yellow 9-MA）之合成…………………35
Scheme 3 橙色反應型染料（Orange 3-MA）之合成…………………36
Scheme 4 紫外光硬化型PU之合成…………………………………..37
Scheme 5  UV-PU/反應性染料之交聯反應…………………………..38
表1  主要染料之分類(以染色性質分類)…………………………….11
表2  主要染料之分類(以化學構造分類)…………………………….12
表3  UV-PU添加紅色反應型染料高分子塗膜配方表……………...23
表4  UV-PU添加黃色反應型染料高分子塗膜配方表……………...23
表5  UV-PU添加橙色反應型染料高分子塗膜配方表……………...24
表6  UV-PU添加紅色分散性染料高分子塗膜配方表……………...24
表7  溼氣硬化型PU添加分散性染料之高分子塗膜配方表……….25
表8  UV-PU/紅色反應性染料塗佈系統配方表……………………...32
表9  UV-PU/紅色分散性染料塗佈系統配方表……………………...32
表10  溼氣硬化型PU/紅色分散性染料塗佈系統配方表…………...32
表11  溼氣硬化型PU/紅色分散性染料染色系統後處理配方表…...32
表12  各色分散性與反應性染料之紫外光光譜最大吸收波長……..57
表13  紫外光反應型染料性質表……………………………………..57
表14  UV-PU無添加反應性染料之薄膜性質……………………….58
表15  UV-PU添加1phr反應性染料(Red 1-MA)之薄膜性質……….58
表16  UV-PU添加2phr反應性染料(Red 1-MA)之薄膜性質……….59
表17  UV-PU添加1phr反應性染料(Yellow 9-MA)之薄膜性質……59
表18  UV-PU添加2phr反應性染料(Yellow 9-MA)之薄膜性質……60
表19  UV-PU添加1phr反應性染料(Orange 3-MA)之薄膜性質……60
表20  UV-PU添加2phr反應性染料(Orange 3-MA)之薄膜性質……61
表21  UV-PU添加1phr分散性染料之薄膜性質……………………61
表22  UV-PU添加2phr分散性染料之薄膜性質…………………….62
表23  溼氣交聯反應型PU無添加分散性染料之薄膜性質…………62
表24  溼氣交聯反應型PU添加1phr分散性染料之薄膜性質……..63
表25  溼氣交聯反應型PU添加2phr分散性染料之薄膜性質……..63
表26  UV-PU添加反應性染料高分子薄膜(含1phr Red 1-MA、10 phr 
      TMPTA)之耐有機溶劑濃度變化………………………………64
表27  UV-PU添加分散性染料高分子薄膜(含1phr C.I. Disperse Red
      1、10 phr TMPTA)之耐有機溶劑濃度變化……………………64
表28  溼氣交聯反應型PU添加分散性染料高分子薄膜(含1phr C.I.
      Disperse Red 1、10 phr TMPTA) 之耐有機溶劑濃度變化…..65
表29  超細纖維染色結果數據表……………………………………..65
圖1   Disperse Red 1標準溶液檢量線……………………………….30
圖2   Disperse Red 1標準溶液檢量線……………………………….31
圖3   C.I. Disperse Red 1之FT-IR光譜圖…………………………..66
圖4   Red 1-MA之FT-IR光譜圖…………………………………….66
圖5   C.I. Disperse Yellow 9之FT-IR光譜圖………………………..67
圖6   Yellow 9-MA之FT-IR光譜圖…………………………………67
圖7   C.I. Disperse Orange 3之FT-IR光譜圖……………………….68
圖8   Orange 3-MA之FT-IR光譜圖…………………………………68
圖9   C.I. Disperse Red 1之1H-NMR (in CDCl3)光譜圖……………69
圖10  Red 1-MA之1H-NMR (in CDCl3)光譜圖……………………..69
圖11  C.I. Disperse Yellow 9之1H-NMR (in d-Acetone)光譜圖……..70
圖12  Yellow 9-MA之1H-NMR (in d-Acetone)光譜圖………………70
圖13  C.I. Disperse Orange 3之1H-NMR (in d-Acetone)光譜圖…….71
圖14  Orange 3-MA之1H-NMR (in d-Acetone)光譜圖………………71
圖15  C.I. Disperse Red 1之13C-NMR (in CDCl3)光譜圖…………..72
圖16  Red 1-MA之13C-NMR (in CDCl3)光譜圖…………………….72
圖17  C.I. Disperse Yellow 9之13C-NMR (in d-Acetone)光譜圖…….73
圖18  Yellow 9-MA之13C-NMR (in d-Acetone)光譜圖……………..73
圖19  C.I. Disperse Orange 3之13C-NMR (in d-Acetone)光譜圖……74
圖20  Orange 3-MA之13C-NMR (in d-Acetone)光譜圖…………….74
圖21  C.I. Disperse Red 1與Red 1-MA (in Acetone) 之紫外光光譜圖………………………………………………………………..75
圖22  C.I. Disperse Yellow 9與Yellow 9-MA (in Acetone) 之紫外光光譜圖…………………………………………………………..75
圖23  C.I. Disperse Orange 3與Orange 3-MA (in Acetone) 之紫外光光譜圖…………………………………………………………..76
圖24  2-Hydroxyethyl Methacrylate之FT-IR光譜圖……………….76
圖25  PU Prepolymer 之FT-IR光譜圖………………………………77
圖26  UV-PU 之FT-IR光譜圖………………………………………77
圖27  UV-PU添加不同比例TMPTA之一次微分熱重分析圖……..78
圖28  UV-PU添加1phr紅色反應性染料(Red 1-MA)與不同比例 
      TMPTA之一次微分熱重分析圖………………………………78
圖29  UV-PU添加2phr紅色反應性染料(Red 1-MA)與不同比例
      TMPTA之一次微分熱重分析圖………………………………79
圖 30  UV-PU添加1phr黃色反應性染料(Yellow 9-MA)與不同比例
      TMPTA之一次微分熱重分析圖………………………………79
圖31  UV-PU添加2phr黃色反應性染料(Yellow 9-MA)與不同比例
      TMPTA之一次微分熱重分析圖………………………………80
圖32  UV-PU添加1phr橙色反應性染料(Orange 3-MA)與不同比例
      TMPTA之一次微分熱重分析圖………………………………80
圖33  UV-PU添加2phr橙色反應性染料(Orange 3-MA)與不同比例
      TMPTA之一次微分熱重分析圖………………………………81
圖34  UV-PU添加1phr紅色分散性染料(C.I. Disperse Red 1)
      與不同比例TMPTA之一次微分熱重分析圖…………………81
圖35  UV-PU添加2phr紅色分散性染料(C.I. Disperse Red 1)
      與不同比例TMPTA之一次微分熱重分析圖…………………82
圖36  溼氣交聯反應型PU添加不同比例TMPTA之一次微分熱重分
      析圖……………………………………………………………..82
圖37  溼氣交聯反應型PU添加1phr紅色分散性染料(C.I. Disperse 
      Red 1)與不同比例TMPTA之一次微分熱重分析圖………….83
圖38  溼氣交聯反應型PU添加2phr紅色分散性染料(C.I. Disperse
      Red 1)與不同比例TMPTA之一次微分熱重分析圖………….83
圖39  UV-PU添加反應性染料高分子薄膜(含1phr Red 1-MA、10 phr
      TMPTA)之耐有機溶劑濃度變化………………………………84
圖40  UV-PU添加分散性染料高分子薄膜(含1phr Red 1-MA、10 phr
      TMPTA)之耐有機溶劑濃度變化………………………………84
圖41  溼氣交聯反應型PU添加分散性染料高分子薄膜(含1phr C.I.
      Disperse Red 1、10 phr TMPTA) 之耐有機溶劑濃度變化…..84
圖 42  各系列高分子薄膜耐水洗測試之染料滲出濃度比較圖……85
圖43  各系列高分子薄膜經耐有機溶劑測試後之照片……………..85

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