和友紡織使用宇興碳素開發石墨烯透濕膜開發石墨烯貼合膜布料於ISPO Munich 2020 獲選 ISPO Textrends 2020/21

為什麼要選用宇興碳素的UniTran™高品質石墨烯透溼防水膜呢?

透過石墨烯優異的導熱特性(導熱係數高達5300W/mK)及熱輻射特性(熱輻射係數>0.93)，使得混摻石墨烯的高分子薄膜可藉由傳導及熱輻射型式來達到導熱及散熱的作用。然而，石墨烯特有片狀型態使得石墨烯難以與一般高分子薄膜基材相結合外，其表面特性也使得石墨烯在分散上也容易出現團聚的現象，上述的問題不僅會使石墨烯高分子膜材無法達到原有預期的導散熱功能外，團聚而不易分散的問題也容易高分子基材的強度大幅弱化而不敷末端應用來使用。更有甚者，在透溼防水膜的應用上，分散不均的石墨烯更有可能降低高分子薄膜的透濕能力。

針對上述問題，宇興碳素以我們自行開發的高濃度石墨烯分散漿UniPerse™產品為基礎，導入高透濕型PU樹脂開發石墨烯透溼防水膜，藉由適當的懸浮分散、配方設計及漿體流變控制，有效控制石墨烯在高分子基材內部的分散性及排列性，同時，宇興碳素所使用的特殊分散工序及有效的界面處理製程將可有效調整石墨烯與基材親和性，使得石墨烯具有相當均勻的粒徑及厚度分布，更可以使石墨烯塗層具有更佳的堆積密度而可顯著提升其散熱能力。

使用宇興碳素的石墨烯透濕膜可以為紡織品帶來甚麼優勢呢?

防水透溼膜在現今服飾產業中已是不可或缺的一環，主要的應用包含戶外運動休閒服飾（如登山或含防寒用的外套或夾克）、防護用服飾、醫用手術服飾、及警/軍用服飾等。一般而言，防水透溼膜的功能及規格是以防水度、透濕度及透氣度等規範來定義，並有對應的標準規範如ASTM、ISO及JIS規範來驗證，另一方面，依照性能差異及使用場合需求來區分為高防水高透濕、高防水低透溼、及低防水高透氣等不同規格。傳統來說，防水透溼膜依據材料選擇、成型製程、及薄膜構造的差異，常見的防水透溼膜以有具微多孔型構造的ePTFE膜、微多孔型的PU疏水膜、及無孔PU親水膜等三種最常被應用於服裝系統中，近年來因應環保訴求所致，使用改質彈性聚酯材料、生質材料或以回收材料等為原料所開發的防水透溼膜則陸續被發展出來。

運用石墨烯來導入石墨烯透溼防水膜，則是近來較為特殊的創新應用。由於防水透溼膜主要的功能在於將皮膚表面的溼氣、汗水或水蒸氣透過擴散作用而由皮膚表面釋放至環境中，並且防止外部的水分進行薄膜內部，藉以同時達成”防水”及”透濕”的功能訴求。不過，當在運動過程中，皮膚表面產生之大量的汗水後，水分大量聚集於皮膚與薄膜的界面處時，會使皮膚表面感到悶熱不舒服等問題，這是傳統防水透溼膜使穿著舒適性大幅下降的主因。因此，導入具有高導熱及高散熱性的石墨烯素材來開發兼具透溼性、防水性，及高散熱性的”石墨烯透溼防水膜”，將預期在適當的石墨烯添加量下，藉由連續堆疊的石墨烯所形成的熱傳路徑，促使熱量延石墨烯存在的位置進行傳遞，有效解決傳統防水透溼膜產生悶熱性的問題。與此同時，具有潤滑性及高剛性的石墨烯材料，也預期在添加於防水透溼膜後改變薄膜的強度、剛性及表面滑感，使石墨烯透溼防水膜可藉此產生特殊的Q彈及絲滑的手感。

和友紡織使用宇興碳素所生產的高散熱性石墨烯防溼防水膜開發石墨烯貼合膜布料，透過石墨烯透濕膜優異的散熱性，並透過宇興碳素依實際狀態開發的散熱特性量測模組，我們發現搭載宇興石墨烯透溼防水膜的貼合布產品可較傳統膜貼合布料提升散熱能力達20%以上，且整體克羅值降低0.27以上也意味著平均可至少降低1.5℃，這代表著導入石墨烯防水透濕薄膜於織物設計中，可有效提升織物的熱傳特性，並持續地將熱量從體表穿過織物輸送至環境中，最終達到長效涼感的訴求。同時，石墨烯防水透溼膜特殊的手感及觸感也大幅改變了防水透溼膜貼合布的手感，這也將使石墨烯膜貼合布在服飾設計上具有更多創新應用的可行性。