OUTLAST调温纤维在针织物之应用
| 日期：04-11-15 20:11:36 编辑：亚洲纺织联盟网 |
OUTLAST调温纤维在针织物之应用 引言：进入二千年的新世纪，随着科技日益进步，纺织产业迈向高质量，高科技方向发展，而化学纤维工业不断开拓，市场占有率日益扩大，品种趋向多元化，特色趋向功能化，以往祗在军事上，航天上之尖端科技，亦开始转入民用领域上，其卓越之功能，令一般市民大众都能体会到科技造福人类之好处，本文介绍美国空军及太空总署开发的的御寒材料，应用在纺织产业上，并拓展至针织物上，使一般运动服，休闲服都能有令人惊叹之特殊功能，希望业界更深入开发应用。内容：OUTLAST是什么： OUTLAST质料原为美国空军及太空总署飞行员开发的的御寒材料，近年才转移民用，市场有称之为[太空纤维]或[调温纤维]。调温与保温之分别： 目前典型的保暖质料，均主要依赖如羊毛或合成物质等作为绝缘材料，令空气密封以达到保暖效果，但OUTLAST质料却采用调节温度的方法，其温度调节纤维(Temperature Regulating Fiber)，能吸收、储存和释放热能，令穿者保持温暖感觉，即使服装被弄湿或受到挤压，穿者仍可保持温暖舒适，特别适合温差比较大的气候，例如滑雪时运动量增加，身体会产生热能，OUTLAST质料可从中吸收及储存一定的热能，令穿者感到温暖舒适，又不会过热；当滑雪者乘搭吊车上山时，运动量下降，质料便会释出所储存的热能，令穿者不致受冷。OUTLAST之调温原理： OUTLAST是含超微胞相变转移材料(Phase Change Material)( PCM)，什么是相变转移材料？相变转移材料（Phase Change Materials)( PCM）是一种以潜热形式吸收、储存和释放能量的材料，精密定义的温度范围在1~20。F，其间，特种材料改变了相或状态，即固体到液体、液体到固体等，不同的PCM能根据不同温度提供熔融变化。。 在TECHTEXTIL展览会上，包括瑞士Schoeller公司所展出的ComforTemp恒温布料、及台湾中良公司，都是应用超微胞相变转移材料，加在纱线或运用涂布加工制成布料，达到恒温控制效果。 此种相变转移材料可说是生化科技的结晶，为一种含有许多微囊具有保温功能的特殊布料。这些球囊微胞非常微小，呈球状并与布料纤维结合在一起，利用微囊材料在纱线或布料上，当体温上升时，球囊微胞通过融化储存热量；体温下降时，球囊微胞通过凝结释放热量，此种新材料可以藉由不断的互动过程来调节热度。该热度调节过程是以球囊微胞技术为基础。这些球囊微胞的外壳是由热传导性绝佳的稳定塑料制成的。球囊微胞的内面是以paraffin为基础的物质，可以藉由集合体物理状态的改变来吸收热度，来储存并最后再次放出热度。换句话说：当球囊微胞吸收热度的时候， 里面的paraffin物质变成液态的。当球囊微胞再次放出热度的时候，该物质凝成固态。球囊微胞的尺寸总计数微米，因此从外面无法以肉眼辨识出。球囊微胞可直接贮存并入合成纤维与泡沫乳胶材料，或是涂布于底层。 Thermocules(r)是美国Outlast Technologies公司开发的PCM亲水性混合物，能根据人体需要进行吸热、储存热量和释放热能，但这并不等同于冷却器或加热装置，它只能缓冲过热和过冷，使人体保持在舒适的温度范围。 纤维中或面料上的Thermocules(r)的供相变性质，含量取决于产品的最终用途，随穿着者的活动量而改变能量交换的幅度，至于Thermocules溶在纤维内部或做成涂层，亦以最终应用做参考。正如滑雪服和高尔夫服的应用量应该不相同，军服和床上用品的应用量也不相同。Outlast的用途： PCM(Phase Change Material )用途的各种选择性引领出各式成品，例如夹克、鞋子、手套、袜子、帽子、面罩、滑雪鞋、内衣以及头盔。视外面的温度与身体区域而定，穿戴者的体温会保持在舒适的范围。不太热也不太冷的「恰到好处」！Outlast是具有热调节功能纤维，人体调节体温的关键是皮肤，当穿着者受凉时，输送血液管的毛细血管通过皮肤的收缩和扩张，以限制和增加血液流量，从而减少或增加热量的流失。 PCM材料具备有： (1)能够以潜热的形式吸收，贮存和释放大量的热量。 (2)具有一种狭窄明确的温度范围，即通常所说的相变范围。 (3)能够改变其相态(从固态到液态或从液态到固态) 。 在发生相变的同时，材料的温度保持不变，以助于保持恒定的反皮肤温度。 Outlast纤维采用三种不同的PCM材料及其混合物，以用于通常条件下人体各部份不同的皮肤温度： (1) 41级--18℃-29℃，用于寒冷天气/四肢穿着用。 (2) 42级--27℃-38℃，基本型/四季用。 (3) 43级--32℃-43℃，用于炎热天气/大活动量时用。Outlast的历史及前景： Outlast其实是在70年代末80年代初美国国家航空与航天局（NASA）研究项目所开发的专利技术，其核心是采用微胶囊相变材料（PCM）。Acordis公司在Outlast技术公司的专利许可下开发了Outlast纤维。目前，Outlast在涂层应用中，Thermocules是适合任何种类的纤维或面料；但如果是纤维产品，目前只提供聚丙烯睛(睛纶)为主要材料， 睛纶型空调纤维的生产技术有两种方式：一是面料涂层，即将含有PCM微胶囊涂于织物表面，生产工艺比较简单。二是纤维植入，用Outlast直接将含有PCM微胶囊直接植入睛纶纤维内，工艺技术比较复杂。两者相比，后者用己植入的PCM微胶囊纤维，根据国际市场需要，直接纺纱织布，制成各种类型的服装，更能满足客户各种不同要求，无论应用在涂层或纤维内部，它的耐用性都很高，并不会洗去或磨损；但双面针织或Outlast添纱面料只能进行麂皮处理，不能刷毛。如做刷毛处理，嵌入在纤维中的Thermocules会受损，因而影响温度调节性能。 而 DTI( DuPont Textiles and Interiors ) 与 Outlast 正合作生产新的 Outlast 涤纶纱线，并 于今年底推出，这种纱线具有透汗等多种功能。 Outlast 的崭新科技现已应用在各类成衣及配饰上，包括帽子、手套， 袜 子、鞋 子、夹 克， 雨衣及外衣 等。 采用该种科技的品牌包括： Adidas 、 Boston Harbour 、 Gates Gloves 、 Black Mountain 、 Columbia Sportswear 、 New Balance 、 National Geographic 、 Nautica 及 Teva 等。OUTLAS在针织物之应用： Outlast 现时以面料涂层或纤维植入两种方式都以梳织为主，针织大都织双面布，成品做内衣为多，真正在针织物全线发展，都是在开始阶段，就此，探讨一下OUTLAST调温纤维在针织物之应用情况。 Outlast纺纱工艺之配合：Outlast目前是将含有PCM微胶囊植入睛纶纤维上，在显微镜下可观察到睛纶纤维，外层被PCM微胶囊包覆着，因此影响着睛纶纤维的摩擦性质，在成纱过程中，纤维之相互摩擦结合力被减低，而一般采用1.7d x 52mm或2.2d x 52mm睛纶纤维纺纱，如纺制高支纱时，条干均匀度便较难控制，如与其它纤维混纺，更需留意。如安排在棉纺厂纺纱，需要留意成纱后之粗细纱问题，自动络筒机之电子清纱器是否配合睛纶纱之要求，空气接头后之强力情况，因针织对纱质条干要求高，粗幼节多影响生产及织物质量，故建议参考乌斯特2001年睛纶质量公报生产。2001年USTER100%睛纶环锭纺公报水平：5%水平：Yarn count CV(%)：40Nm=0.9-1.0，50Nm=0.86-0.95，55Nm=0.84-0.94，60Nm=0.82-0.92CV %：40Nm=11.3-11.7，50Nm=12.1-12.5，55Nm=12.6-13.0，60Nm=13.0-13.4Thin(-50%)：40Nm=3.4-4.0，50Nm=2.9-3.5，55Nm=2.9-3.2，60Nm=2.6-3.1Thin(+50%)：40Nm=2.6-3.1，50Nm=2.8-3.4，55Nm=2.9-3.5，60Nm=3.0-3.6Neps(+200%)：40Nm=6.1-7.3，50Nm=7.3-8.6，55Nm=7.8-9.3，60Nm=8.3-9.9Strength(CN)：40Nm=515-555，50Nm=415-445，55Nm=375-405，60Nm=345-370Strength(CV%)：40Nm=8.6-8.9，50Nm=9.5-9.9，55Nm=10.0-10.5，60Nm=10.6-11.0Elongation(%)：40Nm=18.3-19.1，50Nm=17.6-18.3，55Nm=17.3-18.0，60Nm=17.0-17.7Elongation CV (%)：40Nm=7.8-8.0，50Nm=8.2-8.6，55Nm=8.5-8.9，60Nm=8.8-9.250%水平：Yarn count CV(%)：40Nm=1.5-1.65，50Nm=1.45-1.65，55Nm=1.45-1.60，60Nm=1.45-1.60CV %：40Nm=12.9-13.4，50Nm=13.5-13.9，55Nm=13.8-14.2，60Nm=14.0-14.4Thin(-50%)：40Nm=6.1-7.4，50Nm=5.2-6.2，55Nm=4.8-5.8，60Nm=4.5-5.4Thin(+50%)：40Nm=4.7-5.6，50Nm=5.0-5.9，55Nm=5.1-6.1，60Nm=5.2-6.2Neps(+200%)：40Nm=13-15，50Nm=15-18，55Nm=16-19，60Nm=17-20Strength(CN)：40Nm=405-440，50Nm=340-365，55Nm=310-335，60Nm=290-310Strength(CV%)：40Nm=9.8-10.2，50Nm=10.4-10.8，55Nm=10.7-11.1，60Nm=11.0-11.4Elongation(%)：40Nm=14.4-15.1，50Nm=14.4-15，55Nm=14.3-15.0，60Nm=14.0-15.0Elongation CV (%)：40Nm=11.2-11.6，50Nm=11.5-11.9，55Nm=11.6-12.1，60Nm=11.8-12.295%水平：Yarn count CV(%)：40Nm=2.5-2.8，50Nm=2.4-2.7，55Nm=2.4-2.7，60Nm=2.3-2.6CV %：40Nm=14.8-15.2，50Nm=14.9-15.3，55Nm=15.0-15.4，60Nm=15.0-15.5Thin(-50%)：40Nm=13-16，50Nm=11-14，55Nm=11-13，60Nm=10-12Thin(+50%)：40Nm=11-13，50Nm=11-13，55Nm=11-13，60Nm=11-13Neps(+200%)：40Nm=34-40，50Nm=37-43，55Nm=38-46，60Nm=39-46Strength(CN)：40Nm=340-365，50Nm=280-305，55Nm=260-280，60Nm=240-260Strength(CV%)：40Nm=11.6-12.0，50Nm=11.7-12.0，55Nm=11.8-12.1，60Nm=11.8-12.2Elongation(%)：40Nm=12.1-12.7，50Nm=12.3-12.9，55Nm=12.4-13.0，60Nm=12.5-13.1Elongation CV (%)：40Nm=14.1-14.6，50Nm=14.2-14.8，55Nm=14.3-14.8，60Nm=14.4-14.9 因睛纶纤维收缩性大，成纱后一般在15%左右，织物设计如与其它纤维交织时，避免因收缩率差异大，而影响织物布面外观或规格，建议络筒后作蒸纱工序，蒸纱温度为65摄氏度，设定时间为30分钟 / 双循环。Outlast织造工艺之配合：Outlast纤维在针织物设计时，尽量配合其调温功能，而Outlast纤维以接近皮肤为合，加上减少Outlast纤维含量，降低成本，可采取与其它纤维交织，一般织物Outlas纤维含量在40%，可发挥其功能，而针织布类以起绒布，毛巾布，丝盖棉，双面布，夹层布类等较为合适，可作内衣或外套用。Outlast织造工艺之注意事项：(1)因Outlast纤维在纺纱时条干，粗幼较多，织物规格设定不宜太密。(2)为减低筒纱摩擦率(尤以蒸纱后)，可在织造前进行翻纱及加腊工序，纱腊以柔性为合。(3)针织机之纱道，从纱架上的筒子至编织点﹐必须取直线﹐不可出现锐角﹐接触点必需装上瓷性导纱器，以防磨 损Outlast纤维表面微囊组织。(4)为保证纱速张力稳定﹐必需使用高质量之输送器。(5)为减少布面起横的最佳办法为，每次加工时用新生产的纱筒﹐即使其中一筒纱用完﹐也全部更换其它的纱筒， 保持每只纱筒大小均一。Outlast染整工艺之配合：Outlast为晴纶纤维，可按照传统染晴纶工艺处理，但对于温度控制方面，要比较注意，一般控制温度之方法，祗适用于有良好控制恒温及升温之染缸。煮布以酸化清洁剂为主，去除布面之纺纱油脂及织造之油剂。Outlast织物染漂白尽量不采用亚漂。因Outlast在低于85度C，亦会有小量吸色，故一般做大货布时于60度C入缸后，染液温度快速上升至80度C(超过10分钟)，因此要小心控制温度上升，作为对吸色比率之控制，建议用阳离子染色工艺，控制Outlast上色速度，可参考：水温设定度60度C，采用基本染料，阳离子阻剂，将温度怏速升至80度C，运行10分钟，再逐渐升温至沸点，以每分钟0.5度C升温，保持1小时，冷却至80度C，再加阳离子阻剂。干布方面以平幅干布机，以最小张力作超喂，尽量避免直拉张力过大，影响织物稳定性。而定型温度不超过150度C。Outlast是热塑性纤维，能在高温湿热下伸长，整理温度要小心处理，如织物组织偏密，要增加润滑剂，以防成衣车缝时出现车爆情况。Outlast纤维在正常水洗及穿着后，是不会收缩及伸长，因此织物十分稳定，但重要是设定一个良好结构的布种，能抵挡正常穿着的磨损。Outlast织物的测试方法：Outlast织物按Outlast Technologies公司所提供，测试是以舒服适应性级别(Adaptive Comfort Rating)，简称[ACR]，ACR是用来表示产品吸收、存储和释放能量的能力，ACR=吸热能力(焦耳/m2)*Outlast材料在产品中所占面积(m2)*临近因子(产品中的相变材料与人体之间的距离)，其定值反映PCM的密度、类别和储存、释放能量的能力。ACR高的产品使人体保持在理想舒适的环境区域，非Outlast的传统材料的定值接近零，只能储少量热，以Outlast席垫为例，其ACR达到5000、枕头则为1000。结论：高新科技进入纺织产业，令整个行业充满着新机，传统的工业加入新的元素，近年，纺织业无论在新原料，新机械，新工艺上，都有着很大突破，从事纺织业的人员面对新的事物，必需发挥专业的能力，将各种新元素结合，令整个纺织产业更进一步。----作者：曾祥---
