日本高功能纖維的最新發展

 

刊登日期:2020/6/10
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李守仁/健行科技大學、白立文/工研院材化所
 
明治天皇時代開始發展的纖維產業,啟動了日本的現代化!時至今日,許多發展中國家也紛紛投入了一般用途的纖維產業,然而在高附加價值的高功能纖維方面,日本仍獨佔鰲頭,除了橫掃全球市佔率的碳纖維外,源創於日本的纖維素奈米纖維(Cellulose Nano Fiber ;CNF)無疑是另一傑作。目前日本最主要的高功能纖維公司有東麗(Toray)、帝人(Teijin Frontier)、東洋紡、Kuraray Fastening、大和紡績和Omikenshi等公司。
 
東麗擴大人工皮革的工業用途
東麗的人工皮革事業肇始於西元1970年岡本三宜博士所開發的超細纖維生產技術。歷經40年發展,東麗除了自創品牌,也因應市場的需求進行了產品設計,目前正加速開拓人工皮革的工業用途:將聚酯超細纖維固定於聚氨酯彈性纖維結節點,形成具有微多孔結構的不織布「Ultrasuede」,使用900公里長之重量小於1公克的超細纖維進行立體纏繞,以呈現質感,可應用於汽車與衣料,再進一步將超細纖維不織布與特殊高分子彈性體進行立體融合,而得到具優異物性與加工性的「ECSAINE」(圖一),適合應用於AV/OA設備、照像機、個人電腦零件、FA系統等工業用途。
 
「ECSAINE」擁有來自「超細纖維」、「不織布」、「聚酯纖維」與「聚氨酯」的諸多特色(表一)。藉由超細纖維的纖維緻密性,可應用於要求均勻性之瓦斯打火機–瓦斯通過均勻的縫隙,有利於穩定供給,並可以調節火焰大小;具防塵性與遮光性,可應用於影音設備的CD/DVD插入口布幕;優異的擦拭性與摺疊性,可應用於列表機內部零組件材料。此外,因為採用不織布結構,厚度穩定且具高加工性,可應用於鋼琴之作動表層(Action Skin)。
 
表一、「ECSAINE」的特色
表一、「ECSAINE」的特色
 
近年來,「ECSAINE」作為吸水輥,以其超細纖維之對接觸物優異的不擦傷性、不織布結構的高吸水性,應用於鋼鐵、汽車製程上深獲好評。微粒子維持性則可應用於超精密研磨加工之研磨帶與零組件,再搭配聚酯纖維的耐久性與染色堅牢度、聚氨酯的彈性復原性,相信未來將有更多、更廣的用途。
 
大和紡績集團開發生物分解性熱熔融接著劑
大和紡績集團中製造與銷售合成纖維、不織布的大和紡績高分子科技公司,開發了多種具新功能的特色纖維:無溶劑熱熔融接著NBF纖維,可替代有優異接著性的聚氨酯緩衝材料:「Miracle Fiber V」;不使用鹵素難燃纖維:「Miracle Fiber FG」;可自行修復砂漿裂縫的「Mercury C」等各種特色纖維。日前再度開發出微生物分解芯鞘型複合纖維:「Miracle Fiber KK-PL」(圖三)。
 
圖三、Miracle Fiber KK-PL與聚乳酸纖維經廢棄12個月生物分解後之電子顯微鏡照片
圖三、Miracle Fiber KK-PL與聚乳酸纖維經廢棄12個月生物分解後之電子顯微鏡照片
 
KK-PL係組合熔點不同之生物分解性樹脂聚乳酸(PLA)與聚丁二酸丁二酯(PBS-Polybutylene Succinate,圖四)而成。在120〜150℃溫度範圍內,作為鞘成份之PBS因熱而熔融,成為具接著性能的熱接著纖維。值得一提的是,纖維之原材料中有75%來自植物,是對環境友善的纖維,可應用於農業/園藝材料、土木材料、家庭雜貨、服裝布料等。
 
圖四、Miracle Fiber KK-PL切面
圖四、Miracle Fiber KK-PL切面
 
東洋紡積極開拓高性能產品用途
東洋紡全力推動旗下三種超級纖維(超高強度聚乙烯纖維「IZANAS」、高強度聚乙烯纖維「TSUNOOGA」、PBO (Polyparaphenylene Benzobisoxazole) 纖維「ZYLON」)的多樣用途。
 
「IZANAS」具高強度、高彈性係數、輕量、衝擊吸收性、耐摩耗性、耐光性,以及耐藥品性等特性。SK系列應用於大型船舶碼頭固定纜繩、棒球場等防護網;SF系列則全力進攻---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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