【集萃网观察】对于地球环境问题，1997年在日本东京所举办的防止地球温暖化会议(COP3)中，各国政府已达成共识，要降低未来温室效应气体排放量。而温室气体90％以上为二氧化碳，为了控制二氧化碳的产生，其中一项是居住环境的节省能源，即提倡减少空调的暖冷气，夏天的温度设定在28℃以上，冬天的温度设定在20℃以下。

    在80年代美国太空总署所赞助的研究计划已成功地将相变化材料(Phase Change Materials；PCMs)所制成的微胶囊导入织物中。其主要目的在增进在高温环境下宇宙飞行服热性能的提升。虽然此项技术未被采用于太空相关计划，但其基本技术已被扩展应用于纤维及织物涂布上。现今具有PCM微胶囊纤维及发泡或涂布织物已广泛使用于如冬衣、手套、袜子、毛衣及鞋类等制品。

    目前所知大约有近800种天然或合成的PCMs，其主要差异性是在产生相变化的温度范围及其热储存能力的不同，不同链长的碳水化合物PCM可被应用于织物上，其特征为相变化发生的温度范围与人体皮肤温度相近。这些碳水化合物纯度可达95％以上，而且可互相调配混合以适应各种应用温度范围的需求。为防止外漏，PCMs通常被包覆形成小球状来做织物涂布应用，其微胶囊粒径在1～10μm间。微胶囊必须能够抵抗外力(如摩擦、剪切及压力)、热及大部份化学品。

    依照织物结构不同，PCM微胶囊主要可被应用于纤维内、涂料及发泡体中。PCM微胶囊导入纤维内技术，目前只限于压克力纤维，其制法为湿式纺丝。在涂料应用中，PCM微胶囊可搭配备类树脂(如压克力、聚胺基甲酸酯或橡胶乳液)涂布于织物或发泡体。最后在发泡体应用中，PCM微胶囊可与水发泡系统聚胺基甲酸酯混合，而后经过加热过程，使水逸散发泡。这类发泡体可以贴合方式应用于织物中。

    PCM微胶囊织物具有下列优点：(1)冷却功能-可吸收多余体热。(2)隔热功能-PCM可逸散出热而形成热障碍，降低人体热通量进入环境中，而减少人体热损失。(3)热调节功能依所处环境温度变化情形，会造成PCM放热或吸热而达到温度调节效果，而使环境温度不致变化太大。

    上述各功能及耐久性主要与PCM微胶囊热容量有关。此外，相变化与应用上的温度范围关系要明了才可达到最佳使用效率。而织物结构会影响相变化的效率。例如较高密度且较薄织物效果有明显帮助。而较厚且较稀疏之织物结构则可促进PCM绝热效能。因此，为了得到较佳的热调节效果，基材上整体之PCM微胶囊热容量及织物结构之厚度及致密程度必须要做最适化研究才行。

    目前PCMs纺织品在欧美等国刚起步不久，已有商品问世。在国内，则未有商品。因此这一产品技术在国内极待建立，它不但可节省能源，而且有助于提升相关产业其产品附加值。能适应环境温度的舒适性纺织品重在运用高分子包覆合成技术，进行相变化材料微粒子，进而拓展高附加值织物。主要研究目标为：

    (1)建立相变化物质调制技术。

    (2)开发相变化物质高分子微粒。

    (3)建立相变化物质微粒之涂布加工技术。

    第1阶段：透过相变化材料调制及高分子包覆技术，合成具感热机能性微粒子：采用包覆材料包括PU系或凝胶法制备包覆微粒子。

    第2阶段：由配方组成的调整、涂布加工条件控制及机能分析评估技术，制作具有环境感热功能之织物。

    相变化材料筛选及调配制造技术；

    相变化材料高分子包覆技术;

    感热性微粒子涂布加工技术;

    欲成功开发上述产品有几项关键性技术需突破。

    市场分析

    现今具有PCM微胶囊高科技纺织品已广泛使用于如冬衣、手套、袜子、毛衣及鞋类等制品。此外，使用PCM微胶囊处理过的织物应用可明显增进其产品热性能，这类应用包括：手术用衣物、病床及医护用材料等。手术用衣物(如袍、帽及手套等)通常在手术进行中穿戴数小时。由于此类衣物材料主要被设计用来防止带有病菌粒子或液体侵入人体，因此手术用衣物舒适性并不佳。

    而含有可温度调节特性之PCM类型衣物则可改善此问题。PCM亦可使用在病床材料上，如床垫、被套、床单及毛毯等。除了增进舒适性外，对于发烧症状病人PCM微胶囊也有调节病患体温的功能。以PCM压克力纤维所制成的毛毯及经过PCM微胶囊涂布处理过床垫国外已有商品上市。此项技术发展应进一步朝看护器材发展，例如手术后病人所产生的体热可由此类器材来移除。另一可行的PCM产品应用方向是隔热用材料以提供手术中病人能维持足够的体温。

    在表6中的统计数据显示，1985年至2005年全球高科技纺织品市场由500亿美元向上成长3.8％达到720亿美元，其中亚洲市场将由1995年之l59亿美元成长至259亿美元。此外，运动休闲纺织品1985年之市场为59.16亿美元，至2005年成长至101.47亿美元(资料来源：美国Daivid Righy顾问公司)，可见PCM微胶囊纺织品极具市场潜力。

    在技术可行性分析上，国内研发单位过去多年来持续投入纺织用微胶囊特化品、织物涂布技术及织物性能评估技术等研究。对于高分子包覆合成技术及其涂布加工应用技术，已累积相关经验，相信必能克服开发过程中问题。

    近几年来国内纺织品的生产厂商已逐渐不再从事低价产品的生产为主，转而生产中、高价位的高科技纺织品为主。很明显可观察到国内高科技纺织品市场，确已发展到一个待突破的瓶颈阶段，尤其是在新市场及产品新用途两方面的发展，更是国内高科技纺织品产业未来的关键。

    来源: 中国印染行业协会

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