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下一步研發方向:「抗病毒」機能紡織 安全長效抗菌消臭纖維 完美突破技術瓶頸

下一步研發方向:「抗病毒」機能紡織 安全長效抗菌消臭纖維 完美突破技術瓶頸

廣告企劃製作

未來,一直在進步

2022-03-21 10:00

防疫期間,戴口罩與勤洗手已成全民運動,但你可能不知道,那些肉眼看不見的細菌與病毒,也會附在衣物上被悄悄帶回家!面對防護與保健用抗菌消臭產品需求增加,紡織所開發出領先國際的「安全長效抗菌消臭纖維」,可抑制對人體有害細菌滋生於衣物上,促使傳統化纖產業從常規產品升級,鞏固台灣機能性纖維及紡織品在國際上的研發與生產重鎮地位。

生活中,細菌、病毒無所不在,人體透過皮膚排出汗水與油脂,接觸到皮膚表面的細菌,細菌會分解汗水內的脂肪酸和皮膚角質蛋白,進而吸附在所穿著的衣物上而漸漸發出異味,小則影響著個人體味,大則影響身體健康,光靠清洗作用甚微,而且不能有效地去除細菌,因此針對運動衣、貼身內衣褲、襪子等容易留有汗水分泌物的紡織品,是否有抗菌消臭之效,愈來愈受到重視。

 

從原料改質新型抗菌纖維

 

台灣紡織業世界聞名,其中化纖產業主力為聚酯纖維與耐隆纖維,品質優良產能於全球名列前茅,是國內重要外銷產業之一,但近年受到中國大陸與國內產業間削價競爭等環境影響,加上長期以來多數開發的是常規性織品,缺乏本質性差異化產品,導致產業獲利不如以往,成為化纖產業發展一大瓶頸。

 

事實上,台灣紡織業早已開發不少創新機能性織品,但多數為保暖、吸濕、排汗功能,尚未自主開發具抗菌消臭功能的機能性布料,偏偏布料材質是抑制壞 菌和杜絕異味的主要重點,尤其是貼身衣物。根據調查,7成以上的女孩都有經歷過白色念珠菌的困擾,另外,髒衣服與襪子也可能殘留大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黴菌及綠膿桿菌等,人體接觸後很容易造成發炎過敏、香港腳甚至異位性皮膚炎的發生,因此最理想就是直接採用抗菌纖維來製作衣物;紡織所在經濟部技術處科技專案支持下,從產業最上游的原料端進行改質,創新研發「安全長效抗菌消臭纖維」,將台灣傳統化纖產業的主軸產品,升級為有差異性、抗菌消臭的機能性雙效纖維。

 

紡織所原料部副組長林煒翔表示,從原料端著手改質,對化纖業者而言開發時程太長,成本提升且利潤不高,因而業者寧可從國外進口纖維製作或利用後加工的處理方式進行產品開發,像是將化學助劑直接添加在布料上來達成。但,缺點在於,其機能性容易經由多次水洗而漸漸消失。「紡織所從源頭開發新型纖維,讓衣物可抗菌,還在下水洗滌過後仍保有抗菌能力,不會因洗過幾次,抗菌效果就消失不見。

 

 

克服研發瓶頸

舒適性獲市場肯定

 

為了要達到抗菌與耐洗性能並存,團隊將具有抗菌消臭的材料,處理成200微米的均勻顆粒,反覆嘗試研發獨特專利配方,並採用微奈分散混練製成紡絲級母粒,最終透過熔融紡絲製程以時速超過200公里的紡絲速度,將抗菌消臭材料均勻地放入直徑15微米、比頭髮細3倍的耐隆纖維裡,再經由織造、染整等製程,製作成具抗菌效果的機能性布料。

 

「顆粒分散一定要均勻,若纖維裡有的地方有、有的沒有,後續染整過程被酸鹼破壞,抗菌效果就會大打折扣。」林煒翔強調。終於在實驗了成千上百次後,突破傳統抗菌消臭纖維不耐水洗的限制,其原料經歷高速化紡絲與染整酸鹼處理階段,纖維依然強韌,並保有優異的抗菌與耐洗功效。

 

技術研發遭遇的挑戰,團隊尚能一一克服與突破,但真正令人感到困難之處,出現在推動產業驗證的最後一哩路,與市場推廣時面臨的各種問題。

 

先是產業驗證卡關,「紡織所畢竟是少量製程,技術移轉到化纖廠後,因產能變得相當大,一天的纖維產量起碼是2至3噸,而量化驗證又不可能只生產一天,必須想方法解決。」為此,團隊更加嚴密掌控抗菌材料的品質,直至百分之百無縫接軌化纖廠連續紡絲量產所需的作業性能,並且維持良率95%以上之水準為止。

 

「安全長效抗菌消臭纖維」研發成功後,紡織所為其建立商標“Protimo®”,整合品牌通路商、織布廠及纖維廠,讓業者在商品包裝及廣告文宣上置入吊牌,成為終端商品行銷時的重要品質依據,也為運用此項成果的產品,形塑「安心、安全、舒適」的高值化品牌效益。但在市場上初試啼聲,逐漸贏得正面迴響時,副作用也隨之而來。

 

例如,有廠商為了節省商品製造成本,不按紡織所建立的Protimo®標準使用指引,減少纖維用量,以致抗菌消臭效果未達預期目標;又如,有電商平台竟出現以Protimo®為假想敵的不實廣告,刻意誤植測試數據,標榜可以超越功效,以抬高該廠商產品身價等。

 

「或許是樹大招風吧!」林煒翔苦笑道。所幸,在推動Protimo®商品化之初,紡織所就已建立完善的商品吊牌管理規範,用以標幟合約廠商的商品來源並確認其品質;同時保障消費者權益,因此,諸如上述的市場推廣問題,皆屬偶有浮現,最終未釀成消費糾紛。

 

安全長效抗菌消臭纖推建立商標「Protimo®」形象廣告,也成功串聯許多品牌。

 

技轉成果佳

扶植業者升級

 

「安全長效抗菌消臭纖維」目前已產業化生產,技術迄今輔導30餘家紡織成品業者並串聯多家品牌,技轉廠商及品牌通路皆給予高度評價,獲得「績優技轉獎」的肯定,紡織所團隊更是開心。

 

該科專計畫技轉效益明顯,從民國106年開始,研發經費投入1,698.6萬元,移轉廠商增加產值逾1.69億元,相當於研發投入經費的10倍,107年至今,技術移轉金額超過2,000萬元;紡織所協助國內業者從原料改質到終端成品設計製造,透過與技轉廠商之配合,每年纖維應用約為30餘噸,完整建立以運動休閒市場為目標的抗菌消臭紡織品價值鏈,且纖維售價可達常規紡織纖維的2至3倍以上,利潤是傳統化纖產品的15倍,技術升級加值之商品總數已超過200萬件,商品總值逾10億元,其中約4億元為加值效益,預期未來每年產值成長達20%以上。不僅架起抗菌纖維的技術門檻,對於啟發化纖業者研發源頭材料之意願,亦做了不錯的示範。

 

疫情肆虐期間人人自危,每天身上穿的衣服也可能是新冠病毒附著的溫床,面對後疫情時代,林煒翔透露,紡織所預計以「抗病毒」機能紡織為下一步研發方向,希望有效阻絕衣物用品上附著的病毒,降低對人類健康的威脅,也讓台灣機能性紡織的研發水準更上一層樓。

 

 

技術特色

 

紡織所主要運用「微奈分散」及「熔融紡絲」兩大核心技術,賦予紡織纖維本身固有抗菌消臭機能,能夠避免塗佈型的產品不耐水洗的缺點,同時,有別於市場既有的銀抗菌產品以釋出銀離子形式殺死細菌,紡織所採取溫和非流出型(non-leaching)的抗菌手段,提供更安全無虞的生理防護,其急性經口毒性安全值在2萬單位以上,比咖啡因及食鹽更為安全;經由生物檢測證明其紡織成品,完全不具皮膚刺激性,亦不含重金屬物質,成功開發耐染、耐洗、耐汗「非銀系」安全長效抗菌消臭纖維。

 

安全長效抗菌消臭纖維是透過原料端混練改質的創新領航機能纖維,透過混練分散、熔融紡絲、織造、染整及功效驗證一連串製程,不論技術與設備門檻都高於一般的後加工處理手法,其獨特專利配方組成物,通過SGS、Intertek等公信機構的安全性認證,使得競爭者難以模仿或突破。

 

 

成功心法

 

以往化纖業一直往上游製程發展形成一貫廠作業,降低生產成本,在利潤考量下,長期以來未能投入開發新機能纖 維,以致缺乏本質性的差異化產品。為改善此現象,紡織所團隊除了從產業最 上游原料端進行改質,將開發成果技轉給中游製造業者外,更主動造訪華歌爾、奧黛莉、佐丹奴、瑪榭、皮爾卡登等下游服飾品牌進行報告,引領這些品牌領導廠商認識安全長效抗菌消臭纖維的效用,促使其要求合作的成衣製造商以此開發新一代產品上市。在大廠帶頭「掛保證」下,帶動整體產業使用風氣,成功為化纖業與製造廠商創造新商機。

 

【法人科專成果表揚】

經濟部技術處推動我國產業技術研發與創新,規劃執行科技專案,整合法人研究機構、產業界與學術界能量,研發前瞻且具產業應用潛力之技術,促進新興產業發展與產業升級轉型。

技術處為表彰對國內經濟和產業貢獻卓越者,特辦理『法人科專成果表揚』,設置「績優技轉獎」、「創業潛力獎」、「科專有感科技獎」、及「優良計畫獎」等獎項,藉此鼓勵法人更勇於開發具前瞻性、關鍵性及跨領域之產業技術,將研發成果多元移轉落實於產業,提升產業創新效益。

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