臺灣博碩士論文加值系統

本論文選用Lycra、Roica、與Acelan三種彈性紗與聚酯紗交織成的針織單面布，其中單面布之彈性紗含量為6%。本文探討熱定型溫度對此三種彈性紗緯編成單面布之品質差異性。
實驗中以熱重分析儀(Thermogravimetric Analyzer)觀察不同彈性紗之熱裂解行為；微差熱分析儀(Differential Scanning Calorimeter)觀察其結晶行為；並藉由沸水收縮與強伸度測試了解其機械性質的差異。在彈性布測試方面，利用水洗縮率、牢度與彈性回復測試，探討不同熱定型溫度對三種彈性紗緯編成單面布的性質之影響。
結果顯示，三家廠牌彈性紗的結晶行為並不明顯，不過其中Lycra彈性紗的熱性質最為穩定且機械性質最佳。熱定型溫度對水洗牢度的影響並不明顯；但Lycra與Roica兩組彈性布的水洗縮率及彈性回復性會隨熱定型溫度的提高而有下降的趨勢；而Acelan這組彈性布則無明顯的趨勢。

In this study, we selected three weft single knit fabrics. All of the fabrics consisted of 6 % polyurethane filament and 94% polyester filament. Three different polyurethane filaments, Lycra, Roica, and Acelan, were used in this study. The aim of the paper was to discuss the thermal property, boiling water shrinkage, and tensile properties of three different polyurethane filaments; and to evaluate the dimensional stability of washing, color fastness of washing, and elastic recovery of the fabrics at different thermal-setting temperatures.
Degradation behavior of polyurethane filaments was studied with a thermogravimetric analyzer. The crystallization behavior was discussed with a differential scanning calorimeter. Boiling water shrinkage and tensile property are measured to understand the properties differences of the polyurethane filaments. The effect of thermal-setting temperature on dimensional stability of washing, color fastness of washing and elastic recovery of the fabrics was evaluated.
Results showed that crystallization behaviors of three polyurethane filaments were not obvious. However, Lycra polyurethane filament has the best thermal stability and mechanic properties. The influence of the thermal-setting temperatures on the grades of color fastness of washing of the fabrics had no significant change. Resulted shows that the dimensional stability of washing and elastic recovery were decreased when the thermal-setting temperature was increased for Lycra and Roica fabrics, but Acelan fabric has no obviously changed.

作者簡介與致謝 ------------------------------------------------------------- i
中文摘要 ---------------------------------------------------------------------- ii
英文摘要 --------------------------------------------------------------------- iii
目錄 ---------------------------------------------------------------------------- v
圖目錄 ------------------------------------------------------------------------- viii
表目錄 ------------------------------------------------------------------------- x

第一章 序論 ------------------------------------------------------------------ 1
1.1 前言 ---------------------------------------------------------------------- 1
1.2 聚氨酯纖維的發展史 -------------------------------------------------- 3
1.3 聚氨酯纖維的主要原料 ----------------------------------------------- 4
1.4 硬軟鏈段的結構組成 -------------------------------------------------- 7
1.5 聚氨酯的微向分離理論 ---------------------------------------------- 10
1.6 聚氨酯的結晶行為 ----------------------------------------------------- 11
1.7 聚氨酯纖維的紡絲方法 ---------------------------------------------- 13
1.8 研究動機 ---------------------------------------------------------------- 17

第二章 實驗 ----------------------------------------------------------------- 18
2.1 材料選擇 ----------------------------------------------------------------- 18
2.2 實驗儀器及方法 ------------------------------------------------------- 19
2.2.1 熱重分析儀 --------------------------------------------------------- 19
2.2.2 微差掃描熱分析儀 ----------------------------------------------- 20
2.2.3 自動微電腦強伸度儀 -------------------------------------------- 20
2.2.4 強伸度試驗機 ----------------------------------------------------- 21
2.2.5 圓編針織機 -------------------------------------------------------- 21
2.2.6 染整設備 ----------------------------------------------------------- 21
2.2.7 萬能強力試驗機 -------------------------------------------------- 21
2.2.8 滾筒式水洗機 ----------------------------------------------------- 22
2.2.9 滾筒式烘乾機 ----------------------------------------------------- 22
2.2.10 耐水洗染色試驗機 --------------------------------------------- 22
2.2.11 電腦顏色品管系統 ---------------------------------------------- 22
2.3 測試方法 ----------------------------------------------------------------- 23
2.3.1 單紗沸水收縮測試 ------------------------------------------------ 23
2.3.2 織物彈性回復測試 ------------------------------------------------ 24
2.3.3 織物水洗牢度測試 ------------------------------------------------ 25
2.3.4 織物水洗縮率測試 ------------------------------------------------ 27
2.4 實驗流程 ----------------------------------------------------------------- 28

第三章 結果與討論 --------------------------------------------------------- 29
3.1 Acelan、Roica及Lycra紗之比較 ------------------------------------ 29
3.1.1 熱重分析 ------------------------------------------------------------ 29
3.1.2 微差掃描熱分析 --------------------------------------------------- 33
3.1.3 沸水收縮 ------------------------------------------------------------ 36
3.1.4 強伸度 --------------------------------------------------------------- 38
3.2 熱定型溫度對成品性質之影響 -------------------------------------- 41
3.2.1 熱定型溫度對牢度之影響 --------------------------------------- 42
3.2.2 熱定型溫度對尺寸安定性之影響 ----------------------------- 44
3.2.3 熱定型溫度對彈性回復性之影響 ------------------------------ 46

第四章 結論 ------------------------------------------------------------------ 49

參考文獻 ---------------------------------------------------------------------- 51


圖目錄
圖1.1 全球彈性纖維主要生產地區產能趨勢圖 ---------------------- 2
圖1.2 聚氨酯分子鏈中芳香族苯環立體結構 ------------------------- 5
圖1.3 聚氨酯分子鏈排列行為 ------------------------------------------ 8
圖1.4 聚氨酯分子鏈因擴鏈劑中(CH2)n中n偶數性之不同而有不同
的排列方式(a)n=非偶數 (b) n=偶數 --------------------------- 9
圖1.5 硬鏈段因氫鍵吸引而聚集成硬鏈區之示意圖 ---------------- 9
圖1.6 硬鏈區與軟鏈區的微相分離示意圖 ---------------------------- 10
圖1.7 聚氨酯球晶結構 ---------------------------------------------------- 12
圖1.8 軟鏈段受力拉伸後的結晶行為 ---------------------------------- 12
圖2.1 TG曲線關鍵溫度 --------------------------------------------------- 19
圖3.1(a) 在10℃/min升溫速率下Acelan紗之TG曲線 ----------- 30
圖3.1(b) 在10℃/min升溫速率下Roica紗之TG曲線 ------------ 30
圖3.1(c) 在10℃/min升溫速率下Lycra紗之TG曲線 ------------- 31
圖3.1(d) 在10℃/min升溫速率下Acelan、Roica及Lycra紗TG曲
線之比較 ---------------------------------------------------------- 32
圖3.2(a) 在10℃/min升溫速率下Acelan紗之DSC曲線 --------- 34
圖3.2(b) 在10℃/min升溫速率下Roica紗之DSC曲線 ----------- 34
圖3.2(c) 在10℃/min升溫速率下Lycra紗之DSC曲線 ----------- 35
圖3.3 Acelan、Roica及Lycra紗之沸水收縮測試結果標準差圖--- 37
圖3.4 Acelan、Roica及Lycra紗之強伸度曲線圖(長纖法) --------- 39
圖3.5 Acelan、Roica及Lycra紗之強伸度曲線圖(短纖法) --------- 40
圖3.6 熱定型溫度對樣品水洗縮率之影響 ---------------------------- 45
圖3.7 熱定型溫度對樣品殘縮值之影響 ------------------------------- 48


表目錄
表1.1聚酯型與聚醚型基本物性的比較 ------------------------------- 6
表1.2 全球主要彈性紗製造商之比較 ---------------------------------- 15
表1.3 乾法、熔法優缺點比較 ------------------------------------------- 16
表1.4 乾法、熔法物性之比較 ------------------------------------------- 16
表2.1 樣品規格 ------------------------------------------------------------- 18
表3.1 Acelan、Roica及Lycra紗之TG曲線關鍵溫度 ------------- 31
表3.2 Acelan、Roica及Lycra紗沸水收縮測試（BWS(%)）結果表- 37
表3.3 Acelan、Roica及Lycra紗之強伸度測試結果表(長纖法) ---- 39
表3.4 Acelan、Roica及Lycra紗之強伸度測試結果表(短纖法) ---- 40
表3.5 熱定型溫度對樣品水洗牢度之影響(目測) ---------------------- 43
表3.6 熱定型溫度對樣品水洗牢度之影響(電腦測) ------------------- 43
表3.7 熱定型溫度對樣品水洗縮率之影響 ----------------------------- 45
表3.8 熱定型溫度對樣品殘縮值之影響 -------------------------------- 48

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