机能性纤维简报-1

11機能兼具環保產品發展現況介紹紡拓會產經資訊處陳進來22COMFORTFashionFunctionFriendlyFullService光澤及垂墜感華麗感具不同的光澤效果TwoTone雙色效果更輕更薄乾爽透氣透氣舒適自由彈性企業責任環境保護安全無毒透濕防水不燃性抗紫外線耐磨性涼爽感、防污、抗菌性溫度調節性等功能纖維產品考量面向LOOKEcologicalPERFORMANCE3‧耐熱防火‧綠色紡織品超強纖維高性能纖維特殊資材用高機能纖維生活資材用‧保健材料舒適性‧防護材料‧高耐磨‧節能減碳‧居家休閒‧醫療‧戶外運動創造價值降低成本高強力‧環境保護高能見度電磁波遮蔽材台灣機能性紡織品發展現況44FASHIONFUNCTIONplus以流行結合機能多重機能伸縮彈性輕量柔軟人體工學流行舒適55＋＋無污染、低耗能可回收、可分解舒適健康安全複合機能制電高強力除臭保溫抗菌彈性耐熱吸汗防污輕量美觀與裝飾易洗流行機能環保兼顧三大層面6特徵纖維光、熱、溼氣特性遮蔽紫外線、遠紅外線、蓄熱／保暖、外層透濕防水、裏層吸濕排汗、透氣、吸水／吸汗／快乾運動休閒伸縮、質輕、吸濕、遮蔽紫外線、遠紅外線、蓄熱／保暖容易保養、清洗外形穩定、抗污安全高強度、難燃、抗靜電、導電、遮蔽電磁波健康、衛生抗菌／防臭、抑菌、抗蹣（抗蟲）、消臭、治療、保健環保、節省能源再生、再利用、再回收、節省能源、環保製程、生物可分解纖維材料發展考量因素7合成纖維技術的分類與應用合成纖維技術應用（範例）新聚合物高強度（聚酯、聚醯胺、PBI、PBO等）、高抗熱（PI、PPS）、高分子（聚醚酯纖維）、可生物分解性（PLA纖維等）改質聚合物共聚作用等高收縮、染性增強、低融點、難燃特性、吸溼／吸水特性微粒增加高功能增加（改質纖維表面）、遮蔽紫外線、光觸媒抗菌消臭超細纖維高感性、新材質改質／中空橫斷面三葉形、五角形、櫻桃花瓣、四角、高中空多成份共軛複合紡絲導電、彈性伸縮（捲曲）新式紡絲高速紡絲、液晶紡絲、低溫凝膠紡絲8高收縮率易染色性低熔點吸濕/水高/低黏度高度美觀新紡織品低熔絲導電性不等收縮遠紅外線表面改性UV-CUT光觸媒高性能纖維高耐熱纖維高彈性(聚醚酯纖維)生物可降解(聚乳酸纖維)非圓形斷面中空型異纖度異斷面高速紡絲凝膠紡絲液晶紡絲新纖維複合素材分類9聚合物改質-共聚合高收縮聚合物表面改質染色改進耐燃劑添加低熔點親水改質技術觸感、豐厚微纖化低溫常壓可染防焰性自身黏合吸濕吸水性目標10POYPartialOrientedYarn或Pre-OrientedYarn紡速PET2500-3500m/min、Nylon4000-4500m/minFDYFullDrawnYarn(SpinDrawnYarn,SDY)HOYHighOrientedYarn(6000m/min)DTYDrawnTexturedYarnATYAirTexturedYarn常用之纖維紗線種類11異種纖維間混紡複合纖維(Compositefiber)發展始於60年代二種或二種以上不同組分高分子原料於進入特殊設計紡口組件始複合在一起，並經擠出成型獨立組分進入紡口前即行混合不同於co-spun不同於blendingA組分B組分Multi-componentfiberorConjugatefiberMixingfiberorDiscatefiber複合纖維12複合纖維之分類複合纖維四大天王分割型Segment-Pie芯鞘型Sheath-Core並列型Sidebyside海島型Sea-Island複合纖維13複合纖維141.柔軟觸感因超細纖維直徑小，彎曲阻力小，所以觸感柔軟細膩，手感平滑。2.透濕防水依幾何原理利用超細纖維增加織物密度，達到透濕防水功能，亦可配合其他加工，如微多孔膜積層、PU塗佈等，製成更高級的透濕防水布。3.透氣舒適由於超細纖維單絲所含的單絲根數比普通長絲多，纖維的表面積大，且可仿製天然皮革的微多孔構造，增加衣物的透氣性。4.耐候性佳具高填充密度，可產生微氣候效應，具有保暖性。複合纖維超細纖維特性15機械開纖型超細纖維機械開纖型超細纖維為Nylon與PET組成之複合超極細纖維。因兩種材質界面接著力較差，在後續製程中〈假撚加工、織造、染色〉，利用機械力達到開纖的效果。複合纖維16Co-PET/PET易溶分割型超細聚酯棉高收縮紗與分割型超細纖維複合，具異收縮蓬鬆效果，分割型超細纖維由一般PET與溶除型改質PET組成。仿麂皮效果。複合纖維分割型超細纖維異收縮加工紗17直紡型超細纖維，單纖維細度(dpf)在1.0以下。比表面積增加，織物有較佳的柔軟性及吸濕快乾效果。細單尼纖維(FineDenier)產品質輕柔軟具細緻手感。細單尼多條數纖維(Microfiber)18無塵擦拭布超細纖維應用圖片來源:Thompson網站一般擦拭布超細纖維擦拭布乾式微顆粒試驗(發塵性評價)→JISB9923測試每平方米樣布在滾箱內一分鐘產生大於0.5μm的顆粒數。拭淨性測試→Toray矽油及碳粉法玻璃板上塗定量矽油，以樣布於縱向、橫向擦拭後，再灑上碳粉，並以空壓噴除碳粉，檢測玻璃板上碳粉殘留量。吸濕性測試→JIS1096樣布浸水2分鐘，自然晾乾1分鐘，測增重率。離子解離測試→於蒸餾水中測定無機離子及金屬離子含量裁切邊顯微鏡檢查→檢測纖維裁切鬚邊複合纖維19捲縮前捲縮後互不相混之二種組分沿纖維軸向連續排列而成利用二組分熱收縮差異或不同量的親水單體產生永久立體捲曲或水可逆捲曲要求二種高分子聚合體較強之黏合力避免裂纖A成分收縮率高B成分收縮率低潛在捲縮彈性纖維彈性纖維20聚酯系列：高低IV原料搭配→UniticaZ-10、KaneboEspandy尼龍系列：尼龍與polyurethane→KaneboSideriaPET/PBT、PET/PTT等組合技術重點在於二組分流變性能與紡絲組件之搭配溫度調控使二組分黏度盡量相近，避免發生dog-leg延伸加工的鬆弛(relax)過程高粘度PET低粘度PET潛在捲縮彈性纖維彈性纖維21聚醯胺類高強力纖維N(CH2)6C[]HONHCO(CH2)4PA66(Polyamide6,6聚醯胺66)PA6(Polyamide6,聚醯胺6)N(CH2)5C[]HON(CH2)4C[]HONHCO(CH2)4PA46(Polyamide4,6聚醯胺46)台化、集盛及展頌三家生產工業用絲。台化生產聚醯胺6及66輪胎簾布絲。22聚乙烯的分子量提高到100萬以上(一般聚乙烯的分子量為5～30萬)。(UltraHighMolecularWeight-PE)超高分子量聚乙烯CH2CH223苯環具有6個碳可接官能基的位置共6個不管以順時針或逆時針方向去算在只有接兩個官能基的狀態下賦予特別的稱呼在12位置有接官能基是ortho-鄰位13位置有接官能基是meta-間位14位置有接官能基是para-對位全球芳香族聚醯胺的世界產能超過5萬5千噸。芳香族聚醯胺纖維NHNHCOCO24PTT是Shell公司開發成功，商品名為Corterra。DuPont(Sorona)Tg=45～75℃，熔點:235℃。與PBT與PET為同一系列產品。優點:1.結晶速度較PET快、加工性好。2.耐溫比PBT高。3.彈性回復性。4.耐UV。5.低靜電。PTT(PolyTrimethyleneTerephthalate)聚對苯二甲酸丙二酯COCOOC3H6O25PTT（PolytrimethyleneTerephthalate）是由PTA與1,3PDO縮聚而成。全球主要之PTT原料供應商為DuPont(Sorona)與Shell(Corttera)，但兩家公司製造PDO的方式並不相同，Shell以化學合成方式，DuPont則採具環保性的生化合成技術。PTT(PolyTrimethyleneTerephthalate)聚對苯二甲酸丙二酯26DuPontSoronaPTT纖維彈性纖維271.良好彈性PTT鏈沿纖維軸向呈Z形之曲折構形，使其容易拉伸，且拉伸之纖維單元晶體長度為重複單元最大的拉伸構形，因此具有良好彈性及延伸回復性。2.柔軟觸感由於PTT之起始模數較低，而使織物具有柔軟性與垂度，穿著舒適。3.熱定性佳玻璃轉移點大於PBT的24℃，具有較佳的熱定性，易於加工。4.低溫染色可於常溫常壓下，使用分散性染料低溫染色牢度佳，有利與其他天然纖維交織。且具有抗污性，不易黃化。PTT纖維彈性纖維28PBT為PTA與1.4丁二醇聚合之聚酯化合物。PBT比PET多出二個甲基(-CH2-)，造成分子間較低的凝集力，使PBT纖維具有相當程度的伸縮性。其分子構形因受拉伸由平時的α型，伸長成β型，當拉力消除時即由β型轉回α型，此種α→β，β→α的轉變是利用分子結構之轉變而產生持久彈性。PBT纖維α型β型彈性纖維29染色機理Polyester(分散性染料)Nylon(酸性染料)Cationic-Dyeable(CD)Series•鹽基性(陽離子)染料R-NH2―→R-NH3++Dye-SO3Na―→R-NH3+SO3—DyeH+R-SO3Na+Dye-K+Y-―→R-SO3—K+-Dye陽離子可染系列纖維染色改進30扁平斷面柔軟具閃爍光澤具垂性及乾爽感特性防風波浪扁平斷面柔軟觸感吸濕排汗三角斷面閃爍光澤及特殊觸感良好的蓬鬆及保溫效果異型斷面纖維31五角斷面八角斷面較高的表面接觸面積具消光(似天然纖維)效果吸濕排汗正四角斷面緻密防風性似紙手感(paperlike)異型斷面聚胺絲纖維異型斷面纖維易溶於鹼之PETPET32仿天然纖維仿毛纖維(WoolLikeFiber)•柔軟具蓬鬆，似毛的手感。仿麻纖維(LinenLikeFiber)•具舒適涼爽手感，布料具仿麻效果。鈍光纖維(Full-DullFiber)•原料二氧化鈦含量較高。•具無光〈似天然棉纖維〉效果。•柔軟與垂性佳。抗起毛毬纖維聚合體經特殊改質，加入交連劑降低IV，纖維物性具有低強度和低伸度。平均級數可達4級，與棉混紡效果較差。仿天然纖維&抗起毛毬纖維33機能性纖維主要製造技術化學改性紡絲技術共混紡絲技術複合紡絲技術後整理加工技術34機能性纖維主要製造技術機能性纖維主要製造技術化學改性紡絲技術共混紡絲技術複合紡絲技術後整理加工技術機能性纖維呈現的型態異型斷面耐米添加多功複合目前常見機能性纖維35化學改性紡絲技術化學改性紡絲技術是獲取機能性化學纖維材料的重要手段之一它包括基質改性和表面改性兩方面。基質改性紡絲聚合物與功能組分共聚生成機能性的共聚體經紡絲製成機能性的化學纖維材料表面改性對化學纖維材料進行化學處理，使製成的化學纖維表面反應基上接枝功能基團再製成所需功能的化學纖維材料。機能性纖維主要製造技術資料來源：ITIS產業資訊服務網36共混紡絲技術共混紡絲技術是一種物理改性的紡絲方法目前也是開發機能性化學纖維材料的最熱門技術。該技術主要在紡絲聚合物原液或熔體中添加所需的功能劑和分散劑，然後均勻混合紡絲製成所需機能性的化學纖維材料。機能性纖維主要製造技術資料來源：ITIS產業資訊服務網37複合紡絲技術複合聚合物材料（組分）一部分為機能性聚合物，另一部分為普通的聚合物。複合紡絲技術現已在機能性化學纖維的開發完善目前已開發的化學纖維，其複合形式芯鞘複合型並列複合型海島型分割型機能性纖維主要製造技術資料來源：ITIS產業資訊服務網38後整理加工技術後整理加工技術較為常見。通過採用不同的功能整理劑，對化學纖維材料表面進行浸置、塗置等後加工處理，然後乾燥熱定型，使經過浸置、塗置後的功能劑牢固的浸入纖維材料內或粘附在纖維表面。加工技術簡單生產成本較低耐久性較差機能性纖維主要製造技術資料來源：ITIS產業資訊服務網39機能性及其製造技術列表主要功能聚合物及結構製造加工技術吸濕親水聚合物纖維表面