共聚耐隆基礎技術能量(上)

 

刊登日期:2019/4/5
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近年來運動健身、防護安全及環保觀念興起,消費者對於紡織品的要求漸趨嚴格,為了滿足市場的需求,開發新材料及創造產品話題性與附加價值成了當前重要的課題。其中又以共聚合手段合成長效型特殊機能性及環境友善之生質來源的耐隆紡織最為符合世界潮流,因此在本文中將介紹目前國際知名大廠之共聚耐隆基礎技術的發展現況,期許能與國內相關業者相互激盪,帶動我國紡織產業鏈蓬勃發展。
 
本文將分上、下兩集,針對機能性與生質耐隆相關聚合技術的應用及發展狀況進行介紹。
(上集)
‧前言
‧機能性及生質來源耐隆聚合技術應用
 1. Unitika公司的高耐熱性耐隆
 2. EMS公司的阻燃型耐隆纖維
 3. Invista與Golden Lady Company的親水改質耐隆6,6
 4. Toray公司的耐衝擊型複合耐隆
 5. Teijin公司的防護型全芳香族耐隆
(下集)
‧機能性及生質來源耐隆聚合技術應用
 6. PHP公司的高強力共聚生質耐隆
 7. 凱賽集團的5C生質阻燃共聚耐隆
 8. CRODA的長碳鏈生質耐隆
 9. Rennovia公司的全生質耐隆6,6
 10. Arkema公司的生質與長碳鏈耐隆
‧結論
 
【內文精選】
前言
耐隆(Nylon)又名為聚醯胺,我國目前主流品項為耐隆6及6,6。由於耐隆6,6相較於耐隆6具有較佳之熱性質、耐磨性、染色性、抗腐蝕性、耐低溫性及尺寸安定性,因此相當適合應用於工程塑膠及產業用紡織品,同時也是adidas、Reebok及Nike等知名運動品牌普遍使用的服飾材料。國內廠商多以生產耐隆6為主,僅有展頌、勝隆、三洋及遠東少數廠商投入生產耐隆6,6纖維的行列;而在耐隆6,6原料部分,國內僅有國喬一家廠商具備生產紡絲級耐隆6,6原料之能力。主要原因在於聚合耐隆6,6的關鍵原料分別為己二酸、己二腈與己二胺,其專利掌握於DuPont、BASF、Rhodia、Asahi及Solutia五家廠商中,因此進入市場具有相當的難度。
 
根據Fiber Organon預估,2018年全球人造纖維的產能將從2017年的9,261萬公噸,成長至2018年的9,548.6萬公噸,成長3.1%。其中耐隆6及6,6樹脂總需求量達780萬公噸(圖一),複合成長率達7.2%;另外纖維用途占58%,非纖維用途占42%。台灣為全球第四大耐隆纖維生產基地,主要生產廠商包括台化、力鵬、集盛、展頌、聚隆、羽台與遠東先進等公司。面對中國大陸對耐隆產業政策利多下,勢必在「量」的部分,台灣會受到強烈衝擊。對於這樣的處境,國內耐隆產業將走向機能性改質(Modification)方向作差異化競爭,高性能產業用紡織品市場為一利基市場。
 
圖一、(a)耐隆6;(b)耐隆6,6市場需求
圖一、(a)耐隆6;(b)耐隆6,6市場需求
 
機能性及生質來源耐隆聚合技術應用
近年來國際人造纖維產業發展迅速,耐隆纖維扮演舉足輕重的角色。加上環保意識抬頭、產業用紡織品及機能性紡織品興起,對於品質及功能性要求與日俱增,因此越來越多縮合聚合與共聚改質的差異化產品出現。
1. Unitika公司的高耐熱性耐隆
日本的Unitika發展耐隆事業已有超過40年的歷史,同時也一直致力於發展環保性的素材。在膜材(Film)的開發,有PLA Film及Bio-polyamide Film;樹脂則有Biopolyamide Resin (XecoT®)以及PLA Resin;不織布(Nonwoven)有PLA Spunbond Fabrics及100% Cotton Spunlace Nonwovens;纖維部分,有近期受到矚目的PLA Fibers以及Polyamide11 Fibers。目前發展重點之高耐熱性耐隆為耐隆10,T結構,熔點為315˚C,玻璃轉移溫度為160˚C(圖二),同時具有更低的吸水性質以及更快的結晶特性,最重要的就是使用的癸二胺結構為生質原料,使XecoT®含有56%的生質比例。
 
圖二、高耐熱性耐隆XecoT®
圖二、高耐熱性耐隆XecoT®
 
4. Toray公司的耐衝擊型複合耐隆
Toray公司開發出一種以聚醯胺與反應型聚烯烴(Polyolefin; PO)的複合樹脂,這種含有奈米蜂巢結構的改質耐隆材料(圖五),具有優異的剛性,同時也有橡膠材料般的柔性彎曲能力,可增加對衝擊破壞的吸收能力。蜂巢結構的特徵讓這種耐隆具有很高的衝擊能吸收量,在接觸衝擊瞬間就能減少破壞,難以擊碎,其表面在撞擊瞬間產生的吸收波為理想耐衝擊材料的短型波,同時可多次吸收外來的衝擊。這項材料已獲得國際標竿羽球大廠YONEX採用,作為頂級球拍線產品用料(圖六)…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
作者:盧子中、林煒翔、陳威宏/紡織產業綜合研究所
★本文節錄自「工業材料雜誌」388期,更多資料請見下方附檔。

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