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1、1,主題(三)產(chǎn)業(yè)用纖維,解說(shuō)人：產(chǎn)經(jīng)資訊處 陳進(jìn)來(lái) 中華民國(guó) 九十六 年 元 月 二十九 日,紡?fù)貢?huì)讀書(shū)會(huì)第二階段 認(rèn)識(shí)高科技及新機(jī)能性之人造纖維,2,3,臺(tái)灣發(fā)展產(chǎn)業(yè)用紡織品的思維,合成纖維為發(fā)展主軸,新用途的擴(kuò)展,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)面臨轉(zhuǎn)型,擺脫傳統(tǒng)代工的束縛,中國(guó)崛起臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)西移,技術(shù)革新速度加快,全球化帶來(lái)的市場(chǎng)開(kāi)放,能源問(wèn)題，環(huán)境保護(hù),自我技術(shù)研發(fā)的提昇,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，尋找新產(chǎn)業(yè),內(nèi)部環(huán)境,外部環(huán)境,4,產(chǎn)業(yè)用紡織品為未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目,比例為衣著:家飾:產(chǎn)業(yè),5,innovation,5R的評(píng)核標(biāo)準(zhǔn)，除減用()、再用()、有利回收() 三大減廢原則外，又考量業(yè)者整體上有否為環(huán)保花心思(Rethi

2、nk)，期許月餅商接受再填裝(Refill) 的觀念，允許消費(fèi)者攜帶包裝購(gòu)買(mǎi)月餅，進(jìn)一步減省包裝。機(jī),6,產(chǎn)業(yè)用紡織品的訴求,防火,+,7,HTPET,HTPP,HTPA,適用性高,性能佳,發(fā)展產(chǎn)業(yè)用紡織品的方向,8,產(chǎn)業(yè)用纖維特性,強(qiáng)度 10g/d以上 較佳,化學(xué)安定性 耐酸鹼,耐熱 LOI值30,耐磨佳 韌性好,9,LOI值(Limit of Oxygen Index)又稱(chēng)為限氧指數(shù)，為原料在燃燒筒中持續(xù)燃燒所需的最低氧濃度的值，指數(shù)越高的纖維在燃燒時(shí)需要高濃度的氧，換言之較不易燃燒。一般而言，LOI值若達(dá)26以上，就具有自行消火性，難燃性較佳。 棉、嫘縈：17-19、羊毛： 24-26

3、壓克力、PP ： 18-20 、聚酯、尼龍： 20-22 產(chǎn)業(yè)用纖維大於30以上,產(chǎn)業(yè)用纖維與一般衣著用纖維差異,O2,O2+N2,100 %,LOI=,10,纖維強(qiáng)度 強(qiáng)度以公克/德士表示。德士是 1,000 公尺纖維的公克數(shù)。因此，強(qiáng)度即是拉斷一個(gè)德士單位的纖維所需的力，以克為單位。 強(qiáng)度以公克/丹尼表示。丹尼是 9,000 公尺纖維的公克數(shù)。因此，強(qiáng)度即是拉斷一個(gè)丹尼單位的纖維所需的力，以克為單位。 1 Newton=101.9716克力=100cN,產(chǎn)業(yè)用纖維與一般衣著用纖維差異,g,tex,強(qiáng)度表示,d,g,or,cN,or,tex,tex,or,N,11,產(chǎn)業(yè)用纖維產(chǎn)品（一）,12

4、,產(chǎn)業(yè)用纖維產(chǎn)品（二）,13,產(chǎn)業(yè)用纖維產(chǎn)品（三）,1.高強(qiáng)力PE fiber特性,14,產(chǎn)業(yè)用纖維產(chǎn)品（四）,15,主要產(chǎn)業(yè)用高分子材料發(fā)展史,16,17,目前世界聚酯高強(qiáng)力纖維前四大生產(chǎn)商為Kosa公司、Acordis Speciality Fibres、Honeywell Performance Fibers、韓國(guó)曉星。 臺(tái)灣遠(yuǎn)東紡織和新光合纖生產(chǎn)。 南亞已投入。 聚酯高強(qiáng)力纖維應(yīng)用在輪胎簾布、V-BELTS、輸送及傳動(dòng)帶、車(chē)用覆蓋布、安全氣囊、防水布、帳篷、屋頂遮蓋布等工程用塗層織物、安全帶、漁網(wǎng)、纜繩、帆布、拱頂、管類(lèi)、牢固材、路基床、抗浸蝕網(wǎng).等用途上。 用途有愈來(lái)愈廣泛的趨勢(shì) 。

5、,18,PTT是Shell公司開(kāi)發(fā)成功，商品名為Corterra。 DuPont (Sorona ) Tg=4575，熔點(diǎn): 235。 與PBT與PET為同一系列產(chǎn)品。 優(yōu)點(diǎn): 1. 結(jié)晶速度較PET快、加工性好。 2. 耐溫比PBT高。 3. 彈性回復(fù)性。 4. 耐UV 。 5. 低靜電 。,PTT (Poly Trimethylene Terephthalate)聚對(duì)苯二甲酸丙二酯,19,聚碳酸酯應(yīng)用於電子電氣、機(jī)械和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。 1980年代美國(guó)GE和德國(guó)Bayer公司發(fā)展出電子用原料。優(yōu)點(diǎn)如下: 1. 耐衝擊性高。 2. 透明高(透光率可達(dá)89%)。 3. 尺寸安定性佳。 4. 食品級(jí)原

6、料，符合美國(guó)FDA標(biāo)準(zhǔn)。 5. 機(jī)械強(qiáng)度高。,PC (Polycarbonate聚碳酸酯),20,高強(qiáng)力聚酯纖維相關(guān)產(chǎn)品物性表,21,聚酯高強(qiáng)力防火纖維各項(xiàng)性質(zhì),22,特性: Tg=118，Tm=265， 結(jié)構(gòu)物性與PET接近。(萘為兩個(gè)苯環(huán)) 優(yōu)點(diǎn): 機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性比PET佳。 結(jié)晶性低(透明) 。 耐光性。 空氣阻隔性非常優(yōu)異 。 耐輻射性。,PEN (Polyethylene naphthalate)聚萘二甲酸二乙酯,23,改良型PEN聚酯高強(qiáng)力防火纖維各項(xiàng)性質(zhì),24,Vectran為Polyester聚酯類(lèi)基團(tuán)與polyacrylate聚亞芳香基共聚合而成(Polyester-Pol

7、yarylate) 。 其物化性質(zhì)與液晶纖維Kevlar極為相近，抗拉模數(shù)為64.9 GPa 72.5 GPa，拉伸強(qiáng)度為2326 g/d 。,Vectran纖維,25,26,聚醯胺纖維中國(guó)大陸稱(chēng)為錦綸，美國(guó)則稱(chēng)為尼龍(Nylon，或譯耐綸)，前蘇聯(lián)稱(chēng)卡普隆(Kapron)，德國(guó)稱(chēng)貝綸(Perlon)，日本稱(chēng)阿米綸(Ami1an)等。 聚醯胺-6，聚醯胺-66，聚醯胺-610，聚醯胺-1010及聚醯胺-11 。 優(yōu)點(diǎn) (1) 強(qiáng)度高，耐衝擊性好。(2) 彈性好，耐疲勞性好。(3) 耐磨性特別好，優(yōu)於其他一切纖維。(4) 耐腐蝕性能，不發(fā)黴，不怕蛀，耐鹼但不耐酸和氧化劑。(5) 相對(duì)密度小，是纖

8、維中最輕的。,27,聚醯胺類(lèi)高強(qiáng)力纖維,PA66 (Polyamide 6,6 聚醯胺66),PA6 (Polyamide 6, 聚醯胺6),PA46 (Polyamide 4,6 聚醯胺46),臺(tái)化、集盛及展頌三家生產(chǎn)工業(yè)用絲。 臺(tái)化生產(chǎn)聚醯胺6及66輪胎簾布絲。,28,全球芳香族聚醯胺的世界產(chǎn)能超過(guò)5萬(wàn)5千噸。 全芳香族聚醯胺纖維，Aramid，是由醯胺鍵與芳香族環(huán)結(jié)合的產(chǎn)物，具有耐高溫持久性、高強(qiáng)力、高模數(shù)、耐藥品、耐濕熱等特性，工業(yè)上已逐漸開(kāi)發(fā)應(yīng)用，最具代表性者有 DuPont 公司的 Kevlar 及 Nomex，早期用途為防彈頭盔及輪胎之補(bǔ)強(qiáng)材。 除了 DuPont 外， 荷蘭的

9、Akzo、 蘇俄、 日本的帝人、Unitilka 及東麗-DuPont 也有生產(chǎn)。 在對(duì)位型 (para) 方面全球產(chǎn)能大約為 3.9 萬(wàn)公噸年，而需求量約為 2.3 萬(wàn)公噸年，而且逐年成長(zhǎng)， 由於 Nomex 在燃燒後直接碳化而不粘結(jié)，Nomex 的用途以電絕緣紙及防護(hù)服 ( 消防或安全作業(yè)服 ) 的應(yīng)用最大。,芳香族聚醯胺纖維,29,苯環(huán)具有6個(gè)碳 可接官能基的位置共6個(gè)不管以順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛉ニ?在只有接兩個(gè)官能基的狀態(tài)下 賦予特別的稱(chēng)呼在1 2位置有接官能基 是 ortho- 鄰位 1 3位置有接官能基 是 meta- 間位 1 4位置有接官能基 是 para- 對(duì)位 全球芳香族聚醯

10、胺的世界產(chǎn)能超過(guò)5萬(wàn)5千噸。,芳香族聚醯胺纖維,30,31,32,33,日本東洋紡研製成功超高強(qiáng)力PBO纖維（p-phenylene-2,6-benzobisoxazole） 。 PBO纖維經(jīng)液晶紡絲而成，特殊輻射狀結(jié)構(gòu)，順向度極高，是超高強(qiáng)力纖維，亦是耐熱性纖維，兩種物性皆遠(yuǎn)優(yōu)於P-Aramid（Kevlar）與m-Aramid（Nomex）。 應(yīng)用於防彈衣、帆布、消防服、石綿替代品、特殊耐重繩索等。 Toyobo公司和著名牛仔褲Edwin公司共同開(kāi)發(fā)芯紗PBO纖維，棉用在包覆而製得最強(qiáng)韌的牛仔褲。 抗張強(qiáng)度及彈性率約P-Aramid二倍以上，耐熱性及難燃性是現(xiàn)有有機(jī)纖維中最高者，各項(xiàng)強(qiáng)力、

11、張力、伸長(zhǎng)率、密度、耐熱溫度等性質(zhì) 。,PBO纖維,34,4, 6二氨基苯酚鹽酸鹽(二氨基間苯二酚鹽酸鹽) 與對(duì)苯二甲酸乙多磷酸(PPA)爲(wèi)溶劑進(jìn)行溶液聚縮合而得。,PBO纖維,35,PBO纖維性能指標(biāo),36,PBO纖維之應(yīng)用,37,優(yōu)點(diǎn): 1. 機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異。 2. 發(fā)煙量低，具阻燃性。 3. 電氣性質(zhì)優(yōu)異，使用溫度範(fàn)圍廣。 4. 耐藥品性佳(對(duì)脂肪族碳化氫、酸、稀鹼抗性好) 。 5. 耐候性佳。 6. 高溫的物性良好。 7. 硬度高且強(qiáng)韌。 8. 低熱膨脹係數(shù)、尺寸安定性佳。 9. 具耐熱水、耐候性及耐放射性，物性幾乎沒(méi)有變化。,PEI (Polyetherimide) 聚醚醯亞胺,38,

12、優(yōu)點(diǎn): 1. 高強(qiáng)度。 2. 高韌性。 3. 低熱膨脹係數(shù)。 4. 低導(dǎo)電係數(shù)。 5. 高耐熱溫度(360) 。,PI聚醯亞胺(Polyimide),39,40,聚乙烯的分子量提高到100萬(wàn)以上 (一般聚乙烯的分子量為530萬(wàn))。,(Ultra High Molecular Weight - PE) 超高分子量聚乙烯,41,Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (UHMW-PE) fiber,高強(qiáng)力PE fiber = UHMW-PE fiber,(Mw 106),(Mw 105),42,荷蘭DSM公司、美國(guó)Honeywell (Allied Sig

13、nal)和日本東洋紡是目前全球生產(chǎn)高強(qiáng)力聚乙烯纖維的三大製造商。 荷蘭DSM公司“Dyneema” 高強(qiáng)力聚乙烯纖維舉世聞名。 高強(qiáng)力且不吸附雷達(dá)能量，故用於覆蓋飛機(jī)上雷達(dá)天線之半球形圓頂時(shí)可清晰傳送訊息。 高強(qiáng)力聚乙烯纖維強(qiáng)力10倍於金屬，較芳香族聚醯胺纖維（Aramid）高40%，比重則只有0.96並具有高模數(shù)和低伸度（3.5%），抗化學(xué)、紫外線與腐蝕性佳。 應(yīng)用於防彈衣、海洋漁網(wǎng)、國(guó)防、輪船纜繩等及各類(lèi)用途上。,高強(qiáng)力聚乙烯纖維,43,44,高性能PE纖維之物理特性比較,45,高強(qiáng)力聚乙烯纖維之特性,46,Dyneema SK60 has the highest level value

14、of the specific strength and modulus among commercialized organic fibers. Specifically, the brand-new Dyneema SK71 achieves a strength of 40g/d or more.(c.a.4GPa),高性能PE纖維之強(qiáng)度特性比較,47,Excellent Energy Absorption,Dyneema has excellent energy absorption which is the most important property for protective

15、 clothing.,48,Kevlar纖維與UHMW-PE纖維經(jīng)化學(xué)品浸漬6個(gè)月後強(qiáng)力的變化情形,49,Excellent Chemical Stability,Dyneema shows excellent chemical stability in a wide pH range, which prompts the application for chemical industries. Because there is no degradation from sea water absorption, Dyneema is an ideal material for marine a

16、nd off-shore use.,treat with 23oC X 2000 hrs,50,Good Light Stability,Dyneema shows good light stability due to its chemical and highly crystallized structure. Dyneema can be used without special covering or coatings.,51,Light Weight,The specific gravity of Dyneema SK60 is 0.97, which is the lowest v

17、alue among super fibers and is lighter than water.,52,UHMW-PE gloves,Kevlar gloves,防割手套性能比較,53,54,各種防彈纖維之防彈特性,Kevlar有50%的銷(xiāo)售量用於汽車(chē)業(yè)，其餘才用於防彈衣、高強(qiáng)力防護(hù)服、手套、網(wǎng)纜、繩索。,55,防彈器具的材質(zhì)比較,56,57,碳纖維可由聚丙烯腈、瀝青碳和縲縈等原料而得。 碳纖維質(zhì)輕于鋁而強(qiáng)力高於鋼，它的比重是鐵的1/4，強(qiáng)力是鐵的10倍。 高強(qiáng)力，耐腐蝕性高，同時(shí)耐高溫和低溫、耐輻射、消臭。 臺(tái)塑臺(tái)麗朗廠生產(chǎn)碳纖維 大量用於航空器材、運(yùn)動(dòng)器械、建築工程的結(jié)構(gòu)纖維，運(yùn)動(dòng)器材

18、，如高爾夫球桿，釣竿和競(jìng)賽用腳踏車(chē)。,碳纖維,58,聚丙烯腈系氧化碳纖維全球市場(chǎng),59,60,1968年由美國(guó)菲利浦石油以Ryton商標(biāo)於市場(chǎng)推廣，於1973年正式工業(yè)化生產(chǎn)。 1988年日本吳羽化學(xué)(寶理公司)開(kāi)發(fā)出第二代線性PPS(Fortron) 又稱(chēng)為金屬樹(shù)酯 。 優(yōu)點(diǎn): 1. 結(jié)晶度高。 2. 高機(jī)械強(qiáng)度，尤其是剛性的表現(xiàn)。 3. 抗化學(xué)性非常好，耐腐蝕性佳。 4. 耐藥性性非常優(yōu)異。 5. 具阻燃性。,PPS(PolyPhenyleneSulfide)聚硫化苯,61,PPS（聚苯化硫）纖維熱絕緣性佳。 Toray公司所開(kāi)發(fā)PPS合成纖維Torcon，屬保溫纖維。 低熱傳導(dǎo)性，PPS

19、纖維能抑制人體溫度的降低。 由PPS纖維和聚酯紗以及能吸收太陽(yáng)能和變換熱能的纖維製成具有雙層合成纖維構(gòu)造的雙重編織布料。 PPS是用在裏層，而吸收太陽(yáng)能和變換熱能的纖維是用在外層。,PPS纖維,62,PPS纖維與其他性質(zhì)相近之高機(jī)能纖維性質(zhì)比較,63,64,已開(kāi)發(fā)成功之生物可分解性高分子有聚乳酸（PLA）、丁二酯（PHB）、聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚己內(nèi)酯（PCL）、聚乙烯醇（PVA）等。 美國(guó)Cargill Dow公司生產(chǎn)生物可分解PLA聚合物。 聚乳酸纖維是以玉米、小麥等澱粉原料經(jīng)發(fā)酵、聚合、抽絲而製成，從生産到廢棄完全對(duì)環(huán)境不會(huì)造成任何污染，廢棄後可自然分解，是綠色環(huán)保性纖維，可應(yīng)用於

20、醫(yī)療衛(wèi)生用品、農(nóng)林和工業(yè)用纖維。,65,以玉米為原料的聚乳酸纖維,生物可分解材料,生物分解性纖維,66,67,導(dǎo)電纖維之分類(lèi),導(dǎo)電纖維,導(dǎo)電成分均一型,導(dǎo)電成分複合型,導(dǎo)電成分被覆型,銅披覆,鎳披覆,碳纖維,銅纖維,複合紡絲,不鏽鋼纖維,導(dǎo)電及抗電磁波纖維,68,Main producers of conductive fibres and yarns.,Conductive fibres Metallic fibres Carbon loaded polymers polymers + copper sulfide Carbon,Producer Bekintex Sprint Metal

21、R-Stat Unitika Dupont Kanebo Kuraray BASF R-Stat Carbone Lorraine Soficar,Name Bekinox R-Stat/S Bolfur Nega-Stat Belltron Claretta Resistat,Linear resistivity 10-6 to 102/cm 104 to 106 /cm 104 to 105 /cm 101 to 104 /cm,R-Stat/P and /N Regilor Torayca,導(dǎo)電纖維各項(xiàng)特性比較,69,導(dǎo)電纖維於電子業(yè)之應(yīng)用,70,導(dǎo)電纖維於電子業(yè)之應(yīng)用,71,導(dǎo)電纖維於

22、電子業(yè)之應(yīng)用,72,導(dǎo)電纖維於電子業(yè)之應(yīng)用,73,導(dǎo)電纖維組合型態(tài)電子顯微鏡放大圖,74,導(dǎo)電纖維電子顯微鏡放大圖,75,導(dǎo)電纖維組合型態(tài)電子顯微鏡放大圖,76,導(dǎo)電纖維組合型態(tài),77,78,纖維與電子、通訊和光電產(chǎn)業(yè)結(jié)合是必然的趨勢(shì)，光纖即是代表作。 光纖可分為石英光纖、多成份玻璃光纖、塑膠高分子光纖。 石英光纖之光損耗較低，可供中、長(zhǎng)距離傳輸。 塑膠高分子光纖則用於短距離傳輸用。若依折射率分佈則可分為階段型光纖與漸進(jìn)型光纖兩種。 若依傳輸模態(tài)則分為單模態(tài)光纖與多模態(tài)光纖兩種，單模光纖直徑較細(xì)約10m，訊號(hào)傳輸損失較低，常用於遠(yuǎn)距離傳輸，如海底電纜、電信主輸?shù)?；多模光纖因不同路徑多種光波傳輸，致使傳輸訊號(hào)損失較高，適用於末端短途通信傳輸。,光纖,79,塑膠光纖以有機(jī)高分子為芯材，如聚甲丙烯酸甲酯PMMA（Polymethyl Methacrylate）；皮層則為特定之氟化樹(shù)脂。 複合紡絲方法如同一般熔融紡絲法。芯材除PMMA外，還有二乙二醇雙碳酸烯丙酯、聚苯乙烯（PS）