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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:邱合崧
研究生(外文):CHIU,HE-SONG
論文名稱:涼感膠原蛋白針織物之製備與功能性研究
論文名稱(外文):A Study on the Fabrication and Functional Properties of Cooling Collagen Knitted Fabrics
指導教授:鄭國彬鄭國彬引用關係
指導教授(外文):CHENG,KUO-PIN
口試委員:朱興華鄧道興張棋榕鄭國彬
口試委員(外文):CHU,HSING-HUATENG,TAO-HSINGCHANG,CHI-JUNGCHENG,KUO-PIN
口試日期:2019-06-12
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:纖維與複合材料學系
學門:工程學門
學類:紡織工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:129
中文關鍵詞:聚醯胺6涼感粉體原位聚合法膠原蛋白吸濕保濕羥脯胺酸
外文關鍵詞:In-situ polymerizationCollagenCooling powderMoisture absorptionMoisturizingHydroxyprolone
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本研究探討以聚醯胺6(PA6)作為基材,經研磨、分散與改質無機涼感粉體,以化學合成(原位聚合法)製成的95%尼龍切片,添加5%膠原蛋白粉體作為填充材,製作成涼感膠原蛋白/PA6複合材料,再經熔融紡絲機製作成86D/68F原絲(POY)後經延伸假撚加工製作成76D/68F延伸假撚加工絲(DTY),最後以織襪機織造不同密度的襪帶針織物,並探討其功能性。整體研究可包含有三個階段:
首先第一階段分析膠原蛋白水溶液pH、錘度、粗蛋白含量;第二階段用熔融紡絲經假撚製作涼感膠原蛋白/PA6 70d/68f SD DTY以HPLC定量分析5g紗線羥脯胺酸(Hydroxyprolone)含有456ppm;EDS其半定量元素分析Ca總體重量占比為0.39wt%,其驗證本研究成功製備涼感膠原蛋白/PA6 DTY,並比較常規尼龍紗線強度及延伸率等物性比較、SEM外觀觀察、可紡性評估,以SEM/EDS觀察涼感粉體與胺基酸在PA6纖維內之分散狀況。第三階段使用純PA6、涼感PET與PA6加工絲以及涼感膠原蛋白/PA6紗線,以圓編織襪機製成不同密度之襪帶後經染整加工成品布,並進行相關功能性測試。依照CNS 2339 L3050測試標準及FTTS-FA-020測試規範測試其織物吸濕與保濕之功能性;以FTTS-FA-010規範使用FLIR測試織物在500W鹵素燈以及使用Alambeta熱性質測試儀之涼感特性與熱性質;以CNS15687測試標準測試針織物之瞬間涼感值(Qmax)。綜觀測試結果涼感膠原蛋白/PA6織物不僅維持涼感特性且能更加提升尼龍織物含水率,賦予織物親水柔軟與涼爽舒適的機能性針織物。
本文成功設計生產具調節溫度與濕度之功能之纖維製品,且可應用於袖套、床套寢具、內衣褲、洋裝、襯衫、褲裝、成衣、襪子與絲巾等之終端產品。
This study investigated the use of polyamido 6 (PA6) as a substrate, grinding, dispersing and upgrading inorganic cooling powder, 95% nylon section prepared by chemical synthesis (in situ polymerization), adding 5% collagen powder As a filling material, the body is made into a cool collagen/PA6 composite material, and then made into 86D/68F raw silk (POY) by a melt spinning machine, and then processed into a 76D/68F extended false twisted processing wire (DTY) by false twisting. Finally weaving garter knits of different fabric densities and exploring their functionality. The overall study can consist of three phases:
First, the first stage analysis of collagen aqueous solution pH, hammer, crude protein content. In the second stage, the sensitized collagen/PA6 70d/68f SD DTY was prepared by melt spinning with a false twist. The quantitative analysis of 5 g of the hydroxyproline contained 456 ppm by HPLC; the semi-quantitative elemental analysis of EDS by Ca was 0.39 wt%. It was verified that the study used the successful preparation of cool collagen/PA6 DTY, and compared the physical properties such as strength and elongation of conventional nylon yarns, observed by SEM, evaluated the spinnability, and observed the amino acid in PA6 fiber by SEM/EDS. The state of dispersion. In the third stage, pure PA6, cool PET and PA6 processed silk and cool collagen/PA6 yarn were used, and the knitted fabrics of different densities were made into a circular knit socks machine, and the finished fabric was dyed and finished, and relevant functional tests were carried out. Test the fabric's moisture absorption and moisturizing function according to CNS 2339 L3050 test standard and FTTS-FA-020 test specification; use FLIR to test the fabric in 500W halogen lamp and use the coolness characteristic of Alambeta thermal property tester according to FTTS-FA-010 specification And thermal properties; the instantaneous coolness value (Qmax) of the knitted fabric was tested by the CNS 15687 test standard. Looking at the test results, the cool collagen/PA6 knitted fabric not only maintains the coolness characteristics, but also enhances the moisture content of the nylon 6 knitted fabric, giving the fabric a soft, cool and comfortable functional knitted fabric.
The successful design and production of temperature and humidity can be applied to end products such as spring and summer sleeves, bedding, underwear, dress, shirts, pants, tights and scarves.
第一章 研究背景及動機
1.1前言
1.2研究動機與實驗目的
1.3體感溫度
1.3.1夏季悶熱
1.3.2冬季乾冷
第二章 文獻回顧
2.1 膠原蛋白介紹
2.1.1胺基酸的結構
2.1.2胺基酸的分類
2.1.3魚鱗蛋白
2.1.4保濕因子
2.2 聚醯胺高分子材料
2.2.1聚醯胺高分子研究歷史
2.2.2聚醯胺6簡介
2.2.3聚醯胺6面料之特性
2.3無機涼感粉體(Inorganic cooling powder, IR)簡介
2.3.1 白雲石
2.3.2 白雲石之物理性質
2.4尼龍紡織產業發展趨勢
2.4.1全球尼龍絲產業現況
2.4.2臺灣紡織產業未來發展方向
第三章 原理
3.1聚醯胺6合成原理
3.1.1縮合反應
3.1.2加成反應
3.1.3溫度對化學平衡影響
3.2奈米複合材料之製備
3.2.1溶膠凝膠法(Sol-gel)
3.2.2插層複合法(Intercalation)
3.2.3原位聚合法(In-situ polymerization)
3.2.4共混法(Compounding)
3.3物質的熱量傳送理論
3.3.1熱傳導
3.3.2熱對流理論
3.3.3熱輻射理論
3.4織物吸濕理論
3.4.1織物結構對液態水分吸水作用
3.4.2親水基團之氣態水分吸濕作用
3.4.3吸濕排汗織物開發與加工技術
第四章 實驗
4.1實驗材料
4.1.1涼感膠原蛋白尼龍加工絲
4.1.2涼感尼龍加工絲
4.1.3一般尼龍加工絲
4.1.4涼感聚酯加工絲
4.1.5一般聚酯加工絲
4.2實驗設備
4.2.1高速緹花織襪機
4.2.2全電腦型噴射式染色機
4.2.3真空烘箱
4.2.4微電腦恆溫恆濕櫃
4.3分析與檢測儀器
4.3.1電子天秤(Electronic Balance)
4.3.2傅立葉紅外線光譜儀(FT-IR)
4.3.3掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy, SEM)
4.3.4熱性質測試儀(Alambeta)
4.3.5瞬間接觸涼感值測定儀
4.3.6液態水分管理測試儀(Moisture Management Tester)
4.3.7遠紅外線熱影像儀(Infrared Camera)
4.4原料分析
4.4.1原料檢測流程
4.4.2膠原蛋白水溶液分析
4.4.3改質複合材胺基酸含量分析
4.4.4紗線物性分析
4.4.5掃描式電子顯微鏡表面分析
4.4.6傅立葉紅外線光譜鑑定分析
4.5樣本製備
4.5.1織物織造
4.5.2織物染色
4.6織物功能性比對分析
4.6.1回潮率測試
4.6.2 對氣態水分吸、放濕測試分析重量水分率
4.6.3 對液態水分管理測試分析
4.6.4 熱性質測試儀分析
4.6.5 瞬間接觸涼感測定儀檢測
4.6.6吸、放熱溫差測試
第五章 結果與討論
5.1原料進料檢驗
5.1.1膠原蛋白水溶液檢驗分析
5.1.2含膠原蛋白尼龍絲胺基酸含量之檢測分析
5.1.3含膠原蛋白尼龍紗元素分布分析
5.1.4改變組成成分對PA6/涼感膠原蛋白織物之FT-IR影響
5.2 PA6/涼感膠原蛋白織物之規格
5.3 不同材料之織物對氣態水吸、放濕之影響
5.3.1改變組成成分對PA6/涼感膠原蛋白織物胚布之回潮率影響
5.3.2改變組成成分對PA6/涼感膠原蛋白織物成品布之回潮率影響
5.3.3改變組成成分對PA6/涼感膠原蛋白織物之保濕性影響
5.4 織物液態水分管理分析
5.4.1 改變組成成分與不同材料之織物液態水分管理之分析
5.4.2改變組成成分與不同材料之織物表/底層的液態水分管理分析
5.5 PA6/涼感膠原蛋白織物之熱性質分析
5.5.1 改變組成成分對PA6/涼感膠原蛋白織物之Alambeta分析
5.5.2改變組成成分對 PA6/涼感膠原蛋白織物之Q-max測試
5.5.3改變組成成分對PA6/涼感膠原蛋白織物之表面溫差測試
第六章 結論
第七章 建議
參考資料

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