32分割型超細纖維不織布及其應用介紹

分割型超細纖維不織布，是一種以高壓水刺與紡黏纖維網複合技 術所研製之耐久型(Durable)不織布，由於是以長纖維所構成之不織布，其強度明顯優於傳統短纖拋棄型(Disposable)不織布，超細纖維交錯堆疊所產生的緻密網層結構， 可有效阻隔塵蟎等微細物質之穿越，纏結強韌的特點則可防止羽絨刺出，這兩項特徵使分割型超細纖維不織布成為防蟎羽絨寢具枕心被褥用布的優質選擇。

一、防蟎，蔚為風潮

身為過敏性鼻炎患者，每逢季節交替，打不完的噴嚏就成為個人的註冊商標，根據衛福部統計處108年7月所公布之資料，國人因過敏性疾病就醫人數達341 萬，即每7個人中就有1位屬過敏體質，此外台北市衛生局調查也發現，將近50％的國小一年級新生有鼻炎過敏的困擾，20%患有氣喘。台灣兒童過敏氣喘免疫及風濕病醫學會資料顯示，造成兒童過敏氣喘發作的環境因子， 90.8%來自塵蟎及塵蟎的屍體、 排泄物與分泌物，美國氣喘和過敏基金會(Asthma and Allergy Foundation of America)研究指出 ，床墊、枕頭和被褥由於具備塵蟎生長的溫度、濕度與食物(人體脫落皮屑)，是塵蟎生長最為集中的地方；塵蟎對過敏患者的生活產生嚴重困擾，也讓防蟎產品與器材成為市場熱門焦點。

二、32分割型超細纖維不織布及其防蟎功能

分割型超細纖維不織布是雙組份紡黏技術的其中一種類型(其他還包含芯鞘型與海島型等)，其技術核心是利用雙組分複合紡絲技術，將兩種不同性質的高分子材料(如聚醯胺與聚酯)，經特殊組合式紡口裝置，紡製成橘瓣型斷面之纖維，其纖維斷面之結構示意圖如圖1，圖中以顏色差異代表不同材料 ，分割數則表示其構成其纖維斷面之橘瓣數量，如示意圖中之16與32分割纖維。


圖1 分割型纖維斷面示意圖

資料來源：紡織綜合所
 

2分割雙組分複合纖維經過氣流牽伸鋪設成纖維網後，再以高壓微細水流噴射衝擊纖維網，將橘瓣結構分解裂開，纖維被裂開後會成為32片單片厚度僅0.75∼0.8微米之超細纖維(圖2)；水刺過程同時會強化纖維網互相纏結之程度，使其成為一種抗撕裂性高、懸垂性佳且具有柔細觸感的高品質不織布。

圖2 32分割型纖維水刺開纖後SEM照片

資料來源：紡織綜合所
 

目前國際分割水刺不織布市場上，以德國科德寶公司( Freudenberg)的Evolon®最為知名 ，在市場上已有20年的歷史，產品種類包含16分割與32分割系列 ，在網路上可搜尋到非常多的專文或介紹影片。為了提高分割纖維的裂纖效率，紡織所利用易開纖型高 分子作為材料，紡製中空型32分 割纖維(其放流絲纖維斷面如圖3) ，中空型斷面結構的優點，在於可減少纖維裂纖時核心(Core)部位的阻力，讓各橘瓣更為容易分離，也能降低開纖所需要的水刺壓力，由於受力面積與材料介面數差異，32分割纖維會比16分割纖維更難 被分纖(可想像橘子瓣數越多越難 一一剝開)，圖4為32分割纖維網經水刺分纖後，斷面微觀的SEM 照片，其開纖率達到90%以上； 分纖率越高，代表分割纖維之橘瓣被解纖分離得越完全，產生越多的超細纖維，從而讓不織布有更緻密且更優質的手感與強度。

圖3 中空型32分割纖維斷面照片(光學顯微鏡拍攝)

資料來源：紡織綜合所

圖4 水刺分纖後SEM照片

資料來源：紡織綜合所

扣除機械主動式除蟎(如強力吸塵器)，目前市面上常見的紡織品防蟎手段，主要區分為化學式防蟎與物理式防蟎；化學式防蟎是將化學藥劑(如忌避劑)加工處理於織物表面，透過化學物質產生的氣味成分驅離或殺死塵蟎，然而這些化學物質有時也存在導致人體過敏加劇及水洗數次後減效的疑慮。物理性防蟎則是藉由織物本身微小(微米級)的孔洞，達到阻隔塵蟎(250微米)、塵蟎卵、排泄物(10微米)的進出，達到阻隔塵蟎及其過敏原的目的，分割型超細纖維不織布即是以其表面緻密交錯的網層結構， 達到物理性阻隔防蟎功效。
 

表1　分割型超細纖維不織布物理防蟎效果測試

資料來源：紡織綜合所
 

根據理論，紡黏製程採用的複合纖維分割數越高，產生的超細纖維數量越多，交疊成的纖維網層也越緻密，防蟎性能越佳。表1整理了16分割/32分割不織布與一般白棉布的防蟎性能比較。本項比較採用ISO21326塵蟎穿越法(Dust Mites Penetration Method)進行測試，試驗方法是將30000隻以上之塵蟎，放入直徑2cm，高7.5cm之玻璃瓶，於距瓶口約0.5cm處放置塵蟎誘餌，並於溫度25℃、濕度75% R.H.且無光的環境下，靜置72小時(圖5)。由於瓶口處擺放了誘餌，驅使塵蟎積極地穿越阻隔樣布，而非如一般微塵顆粒僅自然下降穿越，因此阻隔難度更高，評估也更具可信度；從試驗結果可知 ，分割纖維不織布阻隔塵蟎穿越的能力遠高於一般白棉布(30000隻穿過7300隻)，而32分割又優於16分割不織布(30000隻穿過數分別為10隻與176隻，換算阻隔率為99.9%與99.7%)。由此數據也可知悉，即使32分割不織布在阻隔率上只比16分割型提升約0.2個百分點，但塵蟎實際穿過量減少達90%以上，顯見提高複合纖維分割數目對於防蟎功能的重要性。

圖5 塵蟎穿越試驗方法示意圖

資料來源：紡織綜合所
 

三、32分割型超細纖維不織布之防絨穿刺性能及其應用
 

表2　分割型超細纖維不織布防漏絨試驗結果（一）

資料來源：紡織綜合所
 

表3　分割型超細纖維不織布防漏絨試驗結果（二）

資料來源：紡織綜合所
 

由於具有良好的塵蟎阻隔功效，讓分割型不織布成為寢具枕心與被胎的優選用布，然而對於高階的羽絨寢具來說，除了防蟎之外，避免羽絨漏出也是產品要求重點 。表2與表3整理了32分割超細纖 維不織布防漏絨測試的數據資料，該測試由國際知名羽絨測試實驗 室IDFL(International Down and Feather Testing Laboratory)所完成，從試驗結果可知，32分割不 織布不論以滾動法或揉搓法測試，其絨羽穿透數皆達到相當優質的評等，其滾動法羽絨穿出數為6， 在歐規EN標準之評級為優質Good (穿出數0∼12根)，趨近最高評級Excellent(穿出數≤5根)；而在揉搓法測試部分，羽絨穿出數僅為3根，達到最高評級5級(穿出數≤5 根)，證明32分割布之防絨穿刺性符合羽絨寢具的需求。目前業界常用的羽絨被褥，為了防止羽絨刺出，需採用多層高密度織物組成(至少兩層)，導致成本與重量增加，反觀32分割超細纖維不織布，僅單層即可達到防絨功效，一方面有助產品重量的減輕，符合市場對輕量化產品的需求，二方面也能保有良好的透氣性(實測數據達到 18.8cfm)。圖6為國內知名羽絨寢具業者皇室羽毛工房，協助紡織所科研計畫製作之羽絨床組(枕頭、午安枕與被子)，其枕心與被胎用布即為32分割型不織布。

圖6 32分割不織布應用床組成品

資料來源：紡織綜合所

四、32分割超細纖維不織布的改質研究

傳統分割型水刺不織布，需要搭配高壓水刺設備，才能達到足夠 的裂纖/開纖效率，換言之，由於 存在相當高的設備門檻與能源消耗，使其成本高於多數不織布產品。紡織所研發之易分纖型高分子原料，搭配中空分割型雙組分複合纖 維紡黏技術，可有效降低裂纖/分 纖所需的水刺壓力，讓分割纖維 在5MPa的水刺壓力條件下，達到 90%以上之分纖率；另外紡織所 也針對超細纖維不織布易起毬而導致應用限制的問題，開發出解決方 案，讓32分割不織布之抗起毬性 達到4級(CNS15141)，擴大可應 用之範圍，圖7為利用32分割不織 布所製作之獵裝成品。

圖7 32分割不織布應用獵裝成品

資料來源：紡織綜合所

五、結語

32分割超細纖維不織布兼具防蟎與防羽絨穿刺功能，其塵蟎阻隔率達到99.9%，防漏絨測試達到5級，兼具18.8cfm之透氣值 與4級之抗起毬性，是高級羽絨寢具之枕心與被褥的優選用布，相較於傳統拋棄型不織布產品，有更高的產品利潤與價值，值得國內不織布業者投入，擴大產品應用類型與市場。