第0章 機能性紡織品的發展概況 第0章 機能性紡織品的發展概況

第0章 機能性紡織品的發展概況

前言

機能或稱功能(Functional)必須伴隨著使用目的才

有其意義，「機能」一詞，常用於強調其新纖維素

材與傳統素材差異時，由產品演進也可觀察出，機

能多訴求於纖維原料段賦予而非終端產品，且以衣

著用產品為主。大體上整個趨勢仍以衣著之舒適與

保健性追求為主流。

一.功能性織品概述

功能性織品依用途之分類：

(一) 運動休閒織品類

運動與休閒活動時所面對的外界環境、生理狀況、肢體動 作都與一般情形不同，因此所著用的服裝與配件也與一般 服裝有極大的差異。最重要的幾個特性包括：適當傳導

「濕」與熱」、彈性、耐摩擦、質輕柔軟、人體工學

等。•運動休閒用布料以梭織物及針織物為主軸，不織布 則扮演輔助角色。國際知名運 動品牌所採用的纖維布料都 以舒適、健康、環保為依歸，所推出的產品均強調具備智 慧型、科技及機能性。

從生理舒適的需求探討：

1.生理溫熱／觸覺舒適性／合身性

吸濕排汗速乾紡織品變成基本配備。

穿著的舒適性主要決定於布料對於熱、濕的傳導能力。

布匹性質對於服裝穿著感覺是否舒適，基本上有兩項影響 因素：一為「濕熱傳導特性」，另一為「機械觸覺特

性」，為布匹與皮膚接觸所產生的觸覺感覺。

「合身性」(Fit)，此與尺寸大小、衣服壓、款式設計、

人體工學都有關係。

2.「人體－衣著－環境」系統

布料本身對於熱、濕、空氣的傳遞能力，便是影響生理溫熱 舒適性的重要因素。溫度、濕度、氣流變化卻必須維持在很 小的範圍內，它分別是溫度32±1℃，濕度50±10%RH，氣流

25±15cm/sec，唯有在這樣的範圍，穿著者才感到「舒適」。

3.衣著系統的３層穿法

(1)貼身層－吸濕排汗機能性布料。

(2)保溫層－蓄熱保溫布料。

(3)防護層－防風撥水或透濕防水機能性布料。

4.機能性

(1)抗菌防臭

(2)抗紫外線與光遮蔽清涼織物

(二) 衛生保健織品類 1.遠紅外線紡織品

(1)遠紅外線應用原理

可見光（波長在0.4~0.75μm），頻率越高，攜帶的能量也 越高。紅外線波長範圍在0.75~1,000μm，其中較短波長部 份與可見光重疊，稱近紅外線（波長在0.75~1.5μm），較 長波長部分與微波重疊，稱遠紅外線（波長在

4~1,000μm）。

紅外線約佔太陽光總能量的８成左右，其中又以6~14μm的 遠紅外線居多，對生物的成長有促進作用，因此被稱為”

生育光波”。

人體近70%是由水分子構成，水的遠紅外線放射波長在37℃

約9.6μm，因此人體的遠紅外線放射波長也在此波長附

近：4~14μm。目前有不少科學的研究指出，若外界作用於 人體的遠紅外線的波長與人體放射的遠紅外線的波長相同 時，就會產生共振吸收的效應，使人體的分子的振動變得 更激烈，由振動產生的能量大部份會轉變成熱能，透入皮 下組織使溫度上升，微血管擴張及加速血液流量，幫助血 液循環，也使人有溫熱的感覺。少部份的能量能使附著於 細胞表面的分子活性增強，加速鈣離子流動，假使細胞活 化及新陳代謝，促進養份吸收及廢棄物的排除。

(2)遠紅外線纖維紡織品製造方法



將礦石研磨成細粉，加在纖維裏面，或塗在織物表面，做 成衣物、鞋襪、帽子穿戴，做成寢具舖蓋。但紡織品在應 用上要符合耐洗、易染、手感好、長效性等需求，並且在 製作上要能順暢、大量生產、成本低才能實用。

(3)遠紅外線產品功能性檢測



溫度特性－溫度上升量：

血流量：

細胞活性 ：

2.止血纖維紡織品

創傷被覆材(Wound Dressing)依使用位置，分為體內(in Vivo)以及體外(in Vitro)兩類；以材質來分，則分為天然 材質〔例如：膠原蛋白(Collagen)、矽藻酸(Alginate)以及 幾丁聚醣(Chitosan)…等等〕與人工合成材質[例如聚胺酯 (Polyurethane，PU)、水凝膠(Hydrocolloid)、嫘縈

(Rayon)…等]兩大類。

3.抗菌紡織品

抗菌劑種類可簡單分為無機與有機系列化合物，無機系列 抗菌劑不外乎為銀、銅、鋅3種離子之化合物，因受限於化 合物性質均不易使用於後處理加工法，故使用於原紗改良 加工法居多。銀離子可滲入細胞壁而進入細胞質，銀離子 可與細菌之核醣核酸或去氧核醣核酸上之硫氫鍵置換氫生 成硫化銀鍵，使細菌無法繼續複製其遺傳物質而產生抗菌 作用。

因四級胺官能基帶正電故可使接觸之細菌表層產生誘導之 負電，細菌因表層電性不均勻而使其內部細胞質代謝異 常，更使得其無法正常複製遺傳物質而產生抗菌作用。

4.衛生防護用紡織品

口罩及防護衣材料大都採用不織布為材料所製造，不織布 具有透氣佳、可過濾粒子、穿戴舒適性及材料生產過程中 無污染之特性。

(三)安全防護織品類

職業性傷害或潛在性危險。凡應用於保護人員之生命或財 產安全之紡織品皆可稱之，其範圍涵蓋防衣、偽裝服、化 學防護、耐燃、高溫及火焰防護服、抗輻射、防電磁波、

抗靜電、太空裝、耐衝擊與壓力防護衣、飛機或坦克駕駛 之服裝、頭盔、偽裝覆蓋毯等紡織品，其防護性紡織品可 稱為產業用紡織品中的最重要的一環。

1.防彈／破片紡織品(Bullet/Ballistic ProofTextile)

警用裝備包含防彈頭盔、防彈盾牌、防彈背心、防爆破服 裝等防護用具，軍用裝備包含防破片裝備、防爆服裝、防 彈頭盔等，Dupont生產之Kevlar纖維、德國Akzo的

Twaron、日本帝人(Teijin)之Technora、日本東洋紡 (Toyobo)之Zylon與荷蘭DSM公司所生產超高強力纖維 (Ultra-High Tenacity PolyethyleneFiber)Dyneema，

Allied-Signal的SpectraShield與Honeywell的GoldFlex。

2.電磁波遮蔽紡織品(Electromagnetic Wave Shielding Textile)

發生電磁波干擾(Electromagnetic Interference，簡稱 EMI)，容易造成電子零件受損，電磁波對於人體的影響如 癌症、白血症、影響腦部組織、人體的神經系統、心血管 系統及體溫控制造成影響；電磁波會妨礙控制人體細胞再 生的去氧核糖核酸(DNA)與核糖核酸(RNA)的作用。電磁波 幅射對人體有抑制心血管、內分泌、免疫、生殖等系統功 能及血小板與白血球降低、神經衰弱、眼晶球混濁，甚至 畸形兒之誕生與癌細胞之加速擴散有十分嚴重之影響。所 以導電性複合材料的開發，是全世界科學家正在努力研究 的方向之一

(四)舒適健康性織品類 1.生理舒適性紡織品

穿著舒適性之纖維大致有：(1)伸縮彈性；(2)吸濕排汗；

(3)透濕防水；(4)涼感；(5)撥水防污；(6)防皺防污；(7) 其他等７類。

(1)伸縮彈性纖維與織品

伸縮彈性紗有：(1)紡液改質絲；(2)假撚加工絲；(3)複合 股紗與(4)短纖包芯紗等４種。伸縮彈性織物之伸縮率並非 愈大愈好，必須配合實際需求而定，如人體各部位於各種 運動時，其水平與垂直之皮膚伸率大約在15~52%，男女之 西服外套大約15~20%，褲裙大約20~30%，然屬於運動或韻 律服時，則布料之伸縮彈性約需45~55%，如此穿著者才會 感到舒適性。

(2)吸濕排汗纖維與織品

目前吸濕排汗織物種類繁多，琳瑯滿目，然大致係採用異 型斷面纖維、中空微多孔纖維、纖維改質或多重纖物來達 成。

(3)透濕防水織品

透濕防水織物必須具備雨水無法自外面慘入，但水(汗)氣

可由內部向外排出之特性。可由(1)超高纖維密度織物；(2) 塗膜；(3)貼合加工技術來達成。

(4)涼感織品

利用木糖醇Xylitol吸收水份會吸收熱量之特性，混合黏著 劑，于染色完定型前經浸漬、壓吸與烘焙加工後固著在纖 維上。木糖醇之分子式C

⁵

¹²

⁵

(5)撥水/撥油防污織品

利用氟素撥水／撥油劑與偶合劑接著于纖維表面，形成一 層表面張力甚小之薄膜，水滴／油滴表面張力較大無法浸 滲入纖維內而形成撥水／撥油又可透氣之織品。

(6)防縐防污織品

其原理乃係將纖維素稀疏易滑動之非結晶區，藉化學高分 子(多元羧酸、DMDHEU、Silane…)酯化交聯反應形成膠狀 組織，而具有抗縐之特性，且由於酯化效應致使疏水化，

甚者具有防污能力。

2.安全健康性紡織品

有(1)抗菌防臭；(2)遠紅外線／負離子；(3)消臭除臭光觸 媒；(4)抗電磁波；(5)備長炭／竹炭／竹；(6)抗紫外(熱) 線；(7)蓄熱保溫；(8)護膚美白維他命；(9)反光等各種安 全健康性纖維。

(1)抗菌防臭纖維與織品

原液紡絲混練法與後處理加工法來達成抗菌防臭之效果。

原液紡絲混練法，有混練入無(有)機金屬系抗菌劑如銀離 子泡沸石，後處理加工法則以(有機矽系)季銨／系或天然 物系(如甲殼素)與纖維反應固著。

(2)遠紅外線/負離子纖維與織品

功效有(1)血液鹼化與淨化；(2)抑制細胞氧化；(3)活化細 胞促進新陳代謝；(4)抗炎(癌)症；(5)增強免疫力；(6)促 進血液循環與(7)調節自律神經等多種功能。

(3)消臭/除臭光觸媒纖維與織品

利用低溫型(銳鈦礦型)之氧化鈦，經約波長380nm之紫外照 射後，其表面與空氣中之水與氧形成氧化與還原反應，可 分解微生物細菌等有機物而達到除臭抗菌之機能。

(4)抗電磁波纖維與織品

製法有些(1)拉出法；(2)熔融紡絲法；(3)切削法；(4)鬚 晶法與(5)塗佈法等。

評價標準以屏蔽效能為主。屏蔽效能是用以評估電磁波被 阻隔程度之參數，通常以”SE”表示，單位為”dB”。

(5)備長炭/竹炭/竹纖維與織品

備長炭係以堅木或枹木為材料，竹炭則係以桂竹、麻竹、

孟宗竹等材質，經過炭化、活性化、粉碎、分散與紡絲工 程作成備長炭或竹炭纖維。皆具有：(1)吸濕透氣；(2)除 臭；(3)負離子／遠紅外線與(4)抗電磁波之功能。竹纖維 乃係將竹漿經鹼化、初熟成、磺酸化、溶解、熟成與紡絲 工程而得之，故有吸濕排汗之效果。竹纖維本身含有天然 之抗菌物質，故亦有抗菌防臭之功能。

(6)抗紫外(熱)線纖維與織品

將折射率較高，穿透率較低之氧化鈦(成本亦較低)混練入 聚酯或尼龍原液內，抽絲而成抗紫外線纖維。可遮蔽熱線 (可見光與紅外線)之功能，具有高懸垂性、反撥彈性與清 涼感。

(7)蓄熱保溫纖維與織品

在高山或寒冷地區的人類，除了充沛之食物外，衣著保暖保 持體溫最為重要。蓄熱保溫纖維有：(1)天然羽絨；(2)人造 中空纖維與(3)混練蓄熱保溫陶瓷粉末纖維等。必須搭配織物 組織設計與後整理加工技術，如高密度超細纖維織物，或多 層紗／織物可形成空氣墊，又或織物貼合，亦十分重要。

(8)反光/蓄光纖維與織品

反光纖維織物，如3M之Scotchlite反光物質塗敷在纖維或織物 上，藉全反射(Retroreflection)技術，將光束集中反射回光 源，使光線集中明亮，即使在幽暗、漆黑或惡劣天候下，亦可 清晰看見。

蓄光纖維乃係將特殊之蓄光性螢光顏料混練入纖維內，此特殊 物質可吸收太陽光或螢光燈之光能，並自行發光。

3.生醫智慧型纖維與織品

已商業化之產品有(1)相變化材料(PCM)；(2)鍍銀纖維；(3) 智慧型纖維與服飾。

(1)相變化材料與織品

相變化材料則有舒適調溫之功能，即當外界溫度或體溫上 升時，PCM由固相轉變為液相，吸收儲存熱能；反之，當外 界溫度或體溫下降時，PCM由液相轉為固相，釋放出熱能。

因此，可調節衣服內或身體內之溫度。相變化材料必須以 微膠囊為載體，裨以抗物理磨損、剪切力、壓力、熱與化 學侵蝕等損害。然後將PCM微膠囊經：(1)原液混練；(2)塗 佈貼合；(3)發泡分散黏著三種方法與纖維或織物結合之。

一般相變化材料最好上下層有薄膜或織物貼合，以減少被 外力損壞。

(2)鍍銀調溫纖維與織品

Nobel纖維公司研製鍍銀纖維X-Static，即將Nylon纖維鍍 上15~21%之金屬銀，由於有Nylon纖維為支撐主體，故可撓 性佳，織物柔軟度夠，具有抗菌防臭，有導電與導熱之功 能，除可抗靜電外，於夏天時亦可傳導體熱至外面，使穿 著者感覺較為清涼；反之，於冬天時鍍銀纖維會反射95%之 人體輻射熱回身體，故或覺到溫暖。

(3)智慧型纖維與織品服飾



因其不同成份之金屬，其電阻或導電性亦不同，故可聯接 不同電流之電元件，可設計啟動不同電子元件之裝置。若 經織物設計後，使其產生不同接結點可得不同之訊號，可 代替電子匯流排之功能。

4.結語

(1)舒適健康性紡織品是目前台灣區隔性之代表商品。

(2)材質本身宜環保性者為佳

(3)結合電子、生醫、人體工學與服飾設計，必須具備：(a) 舒適與便利性；(b) 健康與醫療性；(c)安全與防護性；(d) 運動與娛樂性；(e)資訊與通訊性，符合人性與身理之需求為 依歸之複合型多功能性織品。