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機能性紡織品競爭力與市場發展分析(生物化學機能)委辦單位：經濟部國際貿易局執行單位：中華民國紡織業拓展會96年9月目錄壹、前言…………………………………………………………………..……1貳、生物化學機能於紡織品的應用…………………………………………..1參、抗菌紡織品現況與市場競爭力…………………………………………..3肆、防黴紡織品市場競爭力………………………………………………….11伍、負離子紡織品市場競爭力……………………………………………….15陸、涼爽紡織品市場競爭力……………..…………………………..……….19柒、生物化學機能性紡織品之發展趨勢…………………………..………...271機能性紡織品競爭力與市場發展分析-生物化學機能壹、前言藉由生物化學科技提升紡織品的附加價值，可從女性美白面膜得到最好的印證。一塊不織布組成的面膜，加入膠原蛋白、維他命、漢方藥物配方、胜肽肉毒桿菌、蠶絲蛋白玻尿酸等成份後，即成為美容保養聖品。我們不得不對生物化學科技與紡織品結合後的價值創造予以讚賞。沒錯，人類基因工程技術的突破，加上生物化學科技的精進，已為紡織品注入一劑強心針，以紡織品結合生物化學科技的創新思維，透過紡織業、化妝品業、醫療界的整合，達成賦予生物化學機能的紡織品，已成為紡織業趨之若鶩的發展領域。另一方面，為了進一步保障消費者的健康，德國海恩斯坦研究院已研發出檢驗紡織纖維是否會刺激穿著者皮膚的檢測方法，探究皮膚對織物之機械或化學效應產生過敏之原因，進一步應用此種檢測結果來發展適合神經性皮膚炎與乾癬病患貼身穿著服飾，以及其他外科應用織物。此外，歐盟第六期BIOTEX計畫更進一步將生物化學的感測器整合入紡織品，以持續觀測人的健康情況。BIOTEX成員之一的法國原子能總署人員IsabelleChartier表示，該計畫正研究將光電、電化學與光學感測器等植入紡織基底，以形成感測貼片(sensingpatches)，達到監測穿戴者的生物化學參數，全天候監控穿戴者身體內的血液、汗水酸鹼度、鹽分、發汗率與尿液流動狀態，判斷穿著者健康情形；也可以檢測出燒傷患者燒傷的感染程度，俾利監測創傷的癒合情形。甚至應用在醫療疾病患者，監測病人血液裡氧氣的飽和濃度，將穿戴者的重要醫療資訊提供遠距離的醫生進行檢查，生物化學科技的巧妙應用著實令人嘆為觀止。貳、生物化學機能於紡織品的應用生物化學科技材料導入紡織品已在國際間形成一股潮流，將生物化學、香2精、營養素等原料混合而成的紡織服裝材料發展已趨成熟。美國生物化學科學家與材料科學家結合，共同發展可以釋出治療各種疾病的藥物或維他命及香料的服裝，穿上後讓身體透過皮膚慢慢地吸收。日本鐘紡公司開發出睡衣布料中有無數含有香水的微小膠囊，穿上身後膠囊逐個慢慢破裂而釋出香味；日本富士紡公司推出用穿的「維他命C」布料；多年前台大應力所李世光教授、光電生物醫學研究中心林世明副教授、淡江大學化學系李世元教授等人組成的國科會研發團隊，成功合成一種有機化合物「八氫氧基辛烷酸」直接噴灑在口罩、隔離衣上，可以將SARS冠狀病毒崩解，讓醫療人員的安全得以受到保障。美國AEGIS微生物科技公司成功結合英國Flude織襪公司發展全新的褲襪，使數以百萬計婦女免除陰道炎困擾；位於台中沙鹿的中鎮科技公司以布料塗佈膠原蛋白，敷於受傷後的皮膚，不但痊癒較快也可避免留下疤痕，這些商業化產品正是典型生物化學材料用於紡織品的最佳證明，也是未來紡織品重大發展趨勢之一。屬於生物化學機能應用的相轉變材料，係藉由微膠囊置入紡織品中的方式形成，生物化學材料要能夠與纖維或織物等紡織品結合，也必須透過「微膠囊」來達成功效。拜奈米科技之賜，無論相轉變材料或芳香、抗菌、除臭等生物化學材料都以微膠囊方式結合紡織品。研究微膠囊包覆技術長達八年的台灣科技大學高分子研究所王英靖教授指出：「芳香微膠囊必須具備疏水凹洞的循環性糖分子，此種循環性糖分子可以將外來芳香劑材料分子包於凹洞內，並且確保澱粉酵素的分解」。這種原理就像感冒膠囊一樣，外表膠囊溶解或破裂後，內部的芳香分子釋出，在奈米尺寸下，芳香分子愈小愈容易包覆，且分散效果也會越來越好，耐久性也就更好，因為芳香物質分子可以在微膠囊中儲存很長一段時間，只要由皮膚散發出的少量的溼度，微膠囊就會釋出芳香物質。藉由固定的微膠囊加入和散發出香味，當然也可以運用在醫療用紡織品上。在具體的芳香微膠囊分子中可以儲存藥劑的活性物質來代替芳香物質，由於芳香微膠囊無毒性，而且短時間內就在德國通過檢驗成為食品添加物，3所以也可能用於玩具布料中。如此一來，使用該物質的結果是很可能出現給孩童的新醫療方法，而以微胞膠囊將膠原蛋白或Pitera等美白肌膚等成份包覆在不織布或纖維中的技術已非常成熟，且大量應用於各類生物化學紡織品上。參、抗菌紡織品現況與市場競爭力在生物化學材料的應用上，抗菌功能的紡織品被視為極致表現。最新一期的FutureMaterial報導纖維製造商Milliken&Company所推出之革命性生物智慧型(BioSmart)抗菌紡織品，係為氯離子和布料產生共價結合，在布洗滌後含氯抗菌劑具有殺菌功能。根據報導內容指出，BioSmart布料以經環保署(EPA)核可之氯漂白劑洗滌後，氯可以殺死99.9%的細菌及病毒，包括沙門氏桿菌(Salmonella)、大腸桿菌(Escherichiacoli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)及A型肝炎病毒(HepatitisA)等。BioSmart可應用於化學和天然纖維布料上，製成的成衣及毛巾普遍運用在食品製造、食品雜貨商及餐廳的安全抗菌產品。該布料已經通過ISO的皮膚發炎及敏感性測試，其在大部分的成衣均具持久有效性。該布料的技術在每次洗滌後仍能重新具備抗菌性，因此能提供服務業、洗衣業及消費者較長的防護效果，可以預防感染事件發生，再次印證科技對人類生命財產做出的貢獻。Milliken公司除了抗菌纖維備受矚目外，其聚酯DermaSmart纖維所製之成衣，更可有效舒緩濕疹、牛皮癬、疥癬、皮膚炎等各類皮膚病症，減少發癢、乾裂、脫皮或起疹子等狀況產生。據熟知抗菌纖維的台科大博士班吳京儒研究生指出：「DermaSmart具備優異的吸濕快乾性能，加上銀纖維的抗菌防臭特質，可抑制微生物的成長，成衣採用仿蠶絲的超細聚酯纖維針織布製成，具有輕盈、柔軟、透氣等優異功能，布料可以有效減少與皮膚磨擦所造成的不舒適感，針對敏感性皮膚提供舒適的穿著享受」。FutureMaterial進一步報導指出，瑞士Schoeller公司將其旗下SilverFinish銀系抗微生物加工技術作一提升，使其從運動服市場擴大於各類織物加工，再再印證全球頂尖紡織4品製造商對生物化學科技材料的重視程度。金庸小說中武俠人物藉由銀簪測試湯水是否被下毒，其應用的原理就是銀具有抗菌的功效。從事抗菌劑研究長達15年以上的嘉良特化股份有限公司楊豐彰協理指出：「抗菌歷史非常久遠，直到發現醫院內感染病症的耐性菌出現後，才引起業界注意，材料科學家開始研究並開發天然有機物為基礎之有機化學藥品，因此開發出有機系抗菌劑。之後，陸續開發無機系抗菌劑，利用金屬的殺菌性質，以及將抗菌劑和纖維材料混合而開發抗菌纖維原材，並利用此抗菌原材開發出抗菌紡織品」。現在，大腸菌O-157出現更引起大眾的關心、注意。因此抗菌劑、抗菌產品需求大增，業界更大力推廣、開發多樣化抗菌性產品。目前抗菌劑所強調的抗菌性係對於大腸菌（EscherichiaColi）、枯草菌、黃色葡萄球菌（StaphylococcusAureus）、M.R.S.A具有殺菌效果。如果要強調抗黴性的話就必須對於Aspergillusniger、Penicilliumcitrinum等菌類具有殺菌效果，才可抑制霉菌繁殖。為辨別有機系及無機系抗菌劑之差異，代理美國Aegis抗菌劑的嘉良公司特別列出一張比較表(如表1所示)，以利瞭解各類抗菌劑的性能：表1--常用抗菌劑性能比較表無機系抗菌劑有機系抗菌劑基本材料金屬、銀、銅、鋅化學藥品系、自然植物系、甲殼素效能抗菌、抗黴、消臭抗菌、抗黴、消臭效能持續性長效型；若抗菌劑溶出或和其他物質化合、則抗菌效果半永久性溶出型或非溶出型，溶出型為短效型和其他製品相容性良好纖維耐候性某些特定產品，顏色改變大部分產品，顏色改變耐熱性200℃~1300℃大約200℃以下安全性良優良5一、前處理型抗菌紡織品市場熱絡人造纖維在紡絲過程中加入抗菌劑製成抗菌防臭纖維稱為「前處理型抗菌紡織品」。新光合纖產品企劃部黃國昌先生指出：「國內各大化纖廠在聚酯或尼龍纖維最常以長效型銀系抗菌劑加入。」隨著奈米科技的發達，專業生產具有抗菌、防霉、除臭、阻氣、阻燃、能量等特殊功能性之奈米複合材料的龍強奈米複合材料科技股份有限公司即將奈米銀加入塑膠母粒，再與化纖廠合作運用粒紡製成POY加工絲，供應下游布料織成布料。負責中興紡織新纖維推廣的徐家麒副理特別指出：「長效型銀系抗菌纖維在染色過程需要注意避免含氯的藥劑，以避免與銀離子「Ag+」產生中和，失去抗菌效果。另一方面也應該避免覆蓋性藥劑的塗佈加工藥劑，以避免銀離子的藥效轉移(Migration)作用。」聚隆公司所推出的抗菌防臭纖維是一種含有無機抗菌沸石的纖維，聚隆公司陳副總經理指出，抗菌沸石是沸石與銀離子進行離子交換成帶有銀離子的多孔性陶瓷，當細菌與陶瓷接觸後，銀離子即與細菌細胞內的酵素產生化學反應，進而抑制細菌的活動，使細菌無法再行繁殖，而消滅細菌，達到抗菌防臭效果；是一種無毒的無機抗菌除臭劑，由磷酸鈣、鋁、矽...等金屬離子所組成，經美國FDA認證對人體及環境無任何傷害。屬於前處理型的抗菌紡織品不勝枚舉，茲舉幾例說明如下：(一)力麗奈米光觸媒纖維轟動上市力麗公司參加今(2007)年法蘭克福產業用紡織品展時即推出一項應用奈米光觸媒粉體混練後紡絲而成的聚酯抗菌紗，備受歐洲市場青睞。聚酯抗菌紗係奈米二氧化鈦光觸媒利用光所提供的能量來進行催化作用，使觸媒周圍的氧氣或水分子轉換成具活性的氫氧自由基來分解對人體或環境有害的細菌及其他有機物質。因二氧化鈦超強的氧化能力可降低化學反應能量促進及加快其反應速度，但本身結構並不會產生變化或破壞，可破壞黴菌的細胞膜。6使細菌質流失至死亡，且凝固病毒的蛋白質，抑制病毒的活性，並捕捉殺滅空氣中的浮游細菌。(二)三洋抗菌聚丙烯夢纖維由三洋紡織纖維股份有限公司研發成功具抗菌效果的超細聚丙烯長纖維DreamFel®。三洋紡織股份有限公司黃俊銘總經理在一次研討會中表示，DreamFel®是所有衣著用纖維中最輕的，由於重量只有聚酯纖維的70%、尼龍纖維的80%，穿著由DreamFel®織製的運動服飾對於處於激烈運動中的選手有省力的功能，亦是致勝的關鍵。由於比重最低、單絲纖度低於1丹尼，若是和羊毛或棉等天然纖維混織，不但可減輕織物的重量，亦可保持輕柔與滑順的手感，比目前所有開發的合成纖維，如尼龍、聚酯，更適合用於功能性衣著的素材。其抗菌的效果乃源自於纖維中含有金屬陶瓷成分的特殊消臭劑，透過化學吸著反應和光觸媒反應達到雙重消臭的效果。所謂化學吸著是將酸性、鹼性的臭氣成分利用化學吸著反應變為無臭；再利用光觸媒來有效地分解中性的臭氣及抑制細菌繁殖，達到抗菌消臭的功用。(三)世展甲殼素抗菌嫘縈纖維在各類抗菌劑中，目前人們越來越把目光集中到甲殼素上。甲殼素由蟹殼等材料精製而成，對人類完全無害，而且能在自然界中循環再生。人們不僅用它作為抗菌整理劑，而且還用它紡製甲殼素類抗菌纖維。以生產甲殼素聞名的世展科技股份有限公司結合台化公司共同開發成功甲殼素抗菌嫘縈棉，其抗菌有效期限達3年以上，且屬於永久型抗菌纖維。根據報導指出，含有甲殼素的最新發明，看起來沒什麼特別，不過這種特殊纖維把甲殼素鑲嵌在裡面，就算穿過丟到洗衣機清洗，甲殼素也不會消失。甲殼素可以抑制細菌和黴菌生長，世展公司將甲殼素纖維經紡紗、織布後，結合知名囊袋型內褲製造廠勤絲登股份有限公司製成內褲後，委託台北醫學院進行臨床實驗，實驗結果證實穿了這種內褲，濕疹病患覺得效果不錯，未來將擴大應用於女性貼身衣物