第三章 機能性紡織產業簡介
第一節 機能性紡織的定義與分類
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第三章 機能性紡織產業簡介
第一節 機能性紡織的定義與分類 一、機能性紡織品定義
早期日本廠商將「機能」一詞是用於強調其纖維素材與傳統素材之 差異,尤其在發展「新合纖」時,行銷訴求「感性」而大受消費者喜愛與 接受;Toray Research Center ( 1993), 於 Functional Fibers, Trends in Technology and Product Development in Japan 中提到,「舉凡紡織品具有新 的、非傳統的特性,不論是在高分子原料、抽絲或後加工階段所賦予者,
均稱之為機能性紡織品」。中文使用方面,台灣以「機能性紡織品」為習 慣用語,而大陸則稱之為「功能性紡織品」。在英文字中,有 Functional Fibers 及 Performance Fibers 二字,但已為混用,皆代表機能性紡織品,並沒有特 定或公認的定義。但似乎以 Functional Fibers 代表機能性紡織品較為常見,
而 Performance Fibers 用以表示產業用紡織品,或產業用紡織品及機能性紡 織品的合稱。機能性紡織品現有文獻中較難有明確的定義存在,但在各類 資料或調查報告中,可將機能性紡織品作範疇歸類,以了解台灣、日本及 中國大陸對機能性紡織品及類似字眼的使用及其產品範圍。
(一)台灣定義
依台灣區人造纖維製造工業同業公會(2010)出版之「最新機能性高科技 人造纖維」中,將纖維歸類於機能性纖維(Functional Fiber)項下有:吸濕排 汗纖維、抗菌防臭纖維、抗紫外線纖維、防透視纖維、難燃聚酯纖維、難 燃聚丙烯腈棉、難燃聚胺 6 纖維、難燃嫘縈纖維、中空纖維、聚酯中空微 多孔纖維、抗靜電纖維、抗靜電母粒及纖維技術、蓄光母粒及纖維技術、
遠紅外線纖維、鈦鍺纖維、奈米竹炭新纖維、多功能健康性纖維等。複合
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機能性纖維亦包括在機能性纖維中,如吸濕排汗加上抗起毛球、遠紅外線、
抗紫外線、抗菌防臭、雙色調、竹炭、中空、細丹尼及超白等複合機能。
(二)日本定義
根據株式會社富士經濟(2008)出版之「高機能纖維市場實態總調查 2008」,其將「高機能纖維」區分為兩大區塊,一為「快適機能纖維」,
強調保健舒適性的訴求,主要應用於運動休閒、醫療照護、制服等衣著方 面;另一為「高機能素材」,強調高強力、輕量化的特性,以汽車、航空、
工業等產業用紡織品為主。該報告「快適機能纖維」的調查包含二十個品 項,回收纖維、彈性纖維、吸濕排汗速乾纖維、抗菌防臭纖維、透濕防水 纖維、蓄熱保溫纖維、防電磁波纖維、形態安定纖維、防污纖維、消臭纖 維、防靜電纖維、涼感纖維、抗紫外線纖維、PTT 纖維、抗過敏纖維、生 物分解性纖維、防蟲防蚊纖維、新植物纖維、防塵纖維、芳香性纖維等
(三)中國大陸定義
中國大陸以 2010 年「中國國際功能性面料及高性能纖維展覽會」為 例,定義及含蓋範圍如下:
功能性面料:各種高功能面料、防酸鹼、阻燃、抗油拒水、記憶、防 汙、易去汙、防寒、抗菌、防臭、防靜電、防紫外線、防皺、可儲熱保溫、
蓄光、變色等;免燙、吸濕快乾、螢光、美膚、健身、防蚊蟲、香味等功 能性面料、節能環保型面料;防輻射面料,抗菌防蟎、負離子、遠紅外面 料等綜合性功能面料;各類多種複合面料、塗層面料、奈米仿生面料等綜 合性功能面料等(劉育呈,2011)。
綜合上述可歸納出機能性紡織品(Functional Textile or Performance Textile)是指紡織品經由特殊的加工過程,使其具有抗菌、除臭、抗 UV(紫 外線)、抗阻力、保溫、阻燃、防水、防風、防靜電等機能性用途,可提高 紡織品附加價值。機能性紡織品運用極廣,例如:不會縐的襯衫、保暖的 遠紅外線棉被、透氣鞋、吸溼排汗的運動服、抗 UV 的薄外套、具奈米潑
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水效果的透氣雨衣、保持 30oC 恆溫的內衣、健康舒適的負離子外衣等。近 年環保風狂吹,更讓具節能減碳功能和回收再利用的產品,成為機能性紡 織一大主流,如可自然分解、用回收材料製成、生產過程排碳量低的環境 友善材質,都成為研發的方向。 如興采的 s'café為兼具環保及機能特性的 紡織品
二.機能性紡織品分類
本研究將機能性紡織品定義範圍以衣著及傢飾用為主的紡織品,包含 為下列幾種:如圖 3-1
圖3-1機能性紡織品功能之分類
資料來源:劉育呈 (2011)《兩岸機能性紡織品優勢互補之探討》,紡織產 業綜合研究所。
(一)、生活舒適
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生活舒適
衛生保健 安全防護
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1. 吸汗排濕素材:AQUATOR、TOP COOL 等具有毛細吸濕介面的纖 維、強化吸濕效果的後處理劑。
2. 透濕防水:PU 配方與製程技術(可透氣的微多孔膜塗佈或貼合加 工)
3. 保溫素材:THERMOTEX、COOLMAX 等中空保溫纖維。
4. 免燙素材:人造纖維布、純棉 none-iron 加工。
5. 形態記憶纖維布。
6. 防污素材:鐵氟龍、奈米荷葉效果塗佈。
(二)、衛生保健
1. 防菌、防黴素材:甲殼素、銀離子、奈米銀纖維、後處理加工。
2. 防蹣、防蚊素材:纖維改質、後處理加工。
3. 導電、防止靜電素材:不銹鋼、銅、碳纖維。
4. 遠紅外線素材:陶瓷纖維、炭素纖維添加奈米金屬氧化物的改質纖 維。
5. 防臭素材:無機系聚合物除臭劑進行後加工。
6. 涼感素材:熱相變材料、微膠囊。
7. 芬多精森林浴,添加芳香精油微胞的纖維或後處理加工。
(三)、安全防護
1. 防輻射、電磁波素材:金屬纖維或布料電鍍金屬膜加工。
2. 抗靜電素材:高分子的特殊改質。
3. 防燃素材:棉、縲縈防燃處理,聚酯、聚丙烯腈等纖維改質、芳香 族 Aramid 系纖維。
4. 防紫外線素材:Tencel Sun 纖維增加了永久的無機顏料;反射型或 吸收型的改質纖維與後處理加工(劉育呈,2011)。
三.機能 性的賦予
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隨著科技的進步與發展、紡織品原料的取材廣泛及消費者需求的 推動等因素之下,紡織品跳脫傳統技術,與化學、化材、電子、光學等跨 領域的結合,讓紡織品以不同的風貎呈現,在不同的生產階段改變其製程 技術,便能賦予紡織品的不同的機性。表 3-1 利用技術運用在纖維紡絲、
後整理加工、織造或添加劑等不同階段作一說明。
表 3-1 機能性化學纖維/紡織品製造加工技術
主要機能 聚合體及結構 製造加工技術
吸濕 親水聚合體 纖維表面接枝
吸汗 多孔結構 纖維表面接枝
透濕防水 超細結構 塗佈/貼合形成微孔
膜、高密度 撥水、撥油 撥水、撥油聚合體 撥水、撥油加工、塗佈/
貼合
防汙 抗汙聚合體整理劑 塗佈/貼合、浸置 蓄熱、保溫 中空結構及蓄熱保溫聚合體 混練、複合、塗佈/貼合 抗菌、防臭、消
臭
抗菌、防臭、消臭聚合體 混練、複合、塗佈/貼合
抗靜電、導電 抗靜電、導電聚合體 混練、複合、塗佈/貼合
阻燃 阻燃聚合體 混練、塗佈/貼合
電磁波遮蔽 抗電磁波聚合體 塗佈/貼合、電鍍 紫外線遮蔽 紫外線吸收聚合體 混練、塗佈/貼合 抗輻射 抗輻射聚合體 混練、塗佈/貼合
負離子 負離子聚合體 混練、複合
芳香 芳香、森林浴等聚合體 混練、複合、塗佈/貼合
資料來源:黃玲娉,梁雅卿(2005),織紡織產業綜合研究所
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一、聚合、紡絲技術
1. 聚合高分子改質
利用聚合高分子改質技術是獲取機能性纖維重要方法之一,包括基材 改質及表面改質兩方面。透過基材改質,可使紡絲聚合體與機能母粒共聚 合生成機能性的共聚體,然後再經紡絲,製成機能性的化學纖維材料;而 表面改質則對材料進行化學處理,使製成的化學纖維表面反應基接上機能 基團,最後再製成所需機能的化學纖維材料(黃玲娉,梁雅卿,2005)。
2. 異異型斷面紡絲
特殊異型斷面:如扁平斷面、波浪扁平斷面、三角斷面、五角斷面等,
改變紡嘴形狀使纖維具不同斷面形狀,製成異形斷面、多成分或超細丹尼,
因而發展出許多高機能性纖維。
3. 混練紡絲技術
混練/紡絲技術簡單的說就是將機能性精密陶磁材料添加於聚合高分 子中,與化學改性紡絲技術相對應,是一種物理改性的紡絲方法,是目前 開發機能性化學纖維材料最熱門技術之一。此技術主要在紡絲聚合體原液 或熔體中添加所需機能的添加劑和分散劑,均勻混合紡絲製成具機能性的 化學纖維材料。
4. 複合紡絲
複合紡絲的目的是要製造複合纖維或超細纖維。絕大多數的複合纖維 的斷面都利用噴嘴組件來形成,噴嘴組件包括過濾系統、分配板和噴絲板 或噴絲帽所組成,利用兩種成分或兩種以上聚合體或具不同性質的同一聚 合體的熔體或溶液,經複合紡絲的技術經噴絲口噴出,再將其中之一種成 分溶除,使纖維超細化,或可再搭配異收縮之纖維,利用兩種纖維之收縮 率不同,形成織物具有類似麂皮柔軟與毛皮之觸感(黃玲娉,梁雅卿,
2005)。
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二、後整理加工
1. 表面改質
纖維表面性質基本上是影響織物特性的重要因素之一,如親疏水性、
附著力高低、光學性能等。因此表面改質扮演重要的角色。表面改質對於 合成纖維而言可增加親水行為(吸水、排排);對天然纖維而言,可增加抑 菌或攜帶香味基團。經過改質之後的纖維同時又能夠保持有的機械性質不 受影響。
2. 塗佈加工塗佈織物常以棉或化學纖維織物為基布,在其表面塗覆樹 脂或黏合一層高分子材料,使織物具有其他附加的機能,如增進其防水功 能、透氣功能,或增加織物的強度、阻燃、防靜電功能等。一般常用的塗 佈樹脂必須具有一定的黏附力,並可形成連續薄膜,如天然橡膠、合成橡 膠、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯類等。而塗佈的加工方式有直接塗佈、乾式塗 布及濕式塗佈等(黃玲娉,梁雅卿,2005)。
三、織造技術
1. 高密度織物
係一種物理性質之「組織防水」織物,必須大幅度提升織物之密度,
盡可能縮小織物結構孔隙(織造之緊度係數及纖維規格之細度、橫斷面、
沸水收縮率具關鍵性影響),再依據不同市場之防水需求施予不同配方及條
沸水收縮率具關鍵性影響),再依據不同市場之防水需求施予不同配方及條