JHGT 2016.10, Vol.23, No.7(434-437) Journal of the Hwa Gang Textile 華岡紡織期刊 第二十三卷 第七期 ISSN 1025-9678 http://www.jhgt.org.tw/manuscript/pdf/jhgt-23.7(434-437)(2016-10).pdf

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熱處理溫度對回收聚乙烯/聚酯吸音不織布之特性評估 Properties of Recycle Polyethylene/Polyester Nonwoven by Influences of Heat Treatment

丁美至 1，樓靜文 6，謝建騰 5，潘毅鈞 4，施英輝 1，賴御玄 1，林佳弘 1,2,3 Mei-Chih Ting1, Ching-Wen Lou6, Chien-Teng Hsieh5, Yi-Jun Pan4, Ying-Huei Shih1,

Yu-Hsuan Lai1, Jia-Horng Lin1,2,3

逢甲大學纖維與複合材料學系 纖維應用與製造實驗室 1, 中國醫藥大學中醫學系 2, 亞洲大學時尚設計學系 3 亞東技術學院材料與纖維系 4, 實踐大學服飾設計與經營學系 5, 中臺科技大學醫學工程暨材料研究所 6

Laboratory of Fiber Application and Manufacturing, Department of Fiber and Composite Materials, Feng Chia University,

Taichung City 40724, Taiwan, R.O.C.1

School of Chinese Medicine, China Medical University, Taichung 40402, Taiwan, R.O.C.2

Department of Fashion Design, Asia University, Taichung 41354, Taiwan, R.O.C.3

Department of Materials and Textiles, Oriental Institute of Technology, New Taipei City 22061, Taiwan, R.O.C 4

Department of Fashion Design and Merchandising, Shih Chien University Kaohsiung Campus, Kaohsiung 845, Taiwan, R.O.C.5

Institute of Biomedical Engineering and Materials Science, Central Taiwan University of Science and Technology, Taichung

40601, Taiwan, R.O.C.6

林佳弘 jhlin@fcu.edu.tw

摘要

隨著科技的進步， 噪音污染愈來愈嚴重， 而噪音問題一直以來就被人們所煩惱， 為了解決噪音

帶來的問題， 消弱噪音是一種可行的方法， 此外， 由於石化產業蓬勃發展， 塑膠製品愈來愈普

遍， 大量的塑膠垃圾隨之而生， 這些塑膠垃圾會造成嚴重的污染， 因此如何回收再利用變得更

加重要 所以本研究利用捲曲 PET 纖維與回收 PE 透過非織物製程製備出不織布 並探討熱

處理溫度對吸音及機械性質的影響， 由結果發現， 熱處理溫度對吸音係數沒有明顯的影響， 在

機械性質方面 隨著熱處理溫度上升 拉伸強力會有所上升 而拉伸伸率則會下降

關鍵字：聚乙烯, 聚酯, 吸音, 熱處理, 不織布

Abstract

As technology advances, more and more serious noise pollution, and noise has been trouble was that

people, in order to solve the noise problems caused by weakening the noise is a feasible method. In

addition, since the petrochemical industry is flourishing, plastic products increasingly common, a lot of

plastic garbage along with the students, this plastic garbage can cause serious pollution, so how

recycling has become more important. Therefore, this study crimped PET fibers and non-woven

recycled PE through the process to prepare a non-woven, and to investigate the effect of heat treatment

temperature on the acoustic and mechanical properties. From the results it found that the heat treatment

temperature had no significant effect on the sound absorption coefficient. In terms of mechanical

properties, as the heat treatment temperature rises, the tensile strength will be increased, while the

tensile elongation is lowered.

Keywords：Polyethylene, Polyester, Sound-Absorbing, Heat Treatment, Nonwoven

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Journal of the Hwa Gang Textile 2016.10, Vol.23, No.7

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前言

隨著科技的進步，在現代社會中，環境污染愈來

愈嚴重，而噪音屬於環境污染的其中之一。由圖 1

便可以發現近年來噪音陳情案件的總數逐年增加。

圖 1 台灣歷年噪音陳請案件總數[1]

噪音問題一直以來就被人們所煩惱，尤其是噪

音會對人體造成很多的危害。噪音會影響睡眠品質，

導致失眠、頭暈、精神不濟、注意力不集中、記憶力

衰退等症狀，若是長期待在噪音的環境下，不但會使

聽力受損，甚至會導致耳聾、憂鬱症、躁鬱症等生、

心理疾病[2]。為了解決噪音帶來的問題，消弱噪音是

一種可行的方法，於是各種吸音材料被相繼開發。非

織物是種很好的吸音材料，尤其是對中高頻的部分，

利用其多孔性質，使聲能在材料內部因震盪、摩擦而

轉變熱能消散，使噪音的影響降到最低[3] [4]。

由於石化產業蓬勃發展，塑膠原料的價格便宜，

使塑膠製品愈來愈普遍，大量的塑膠垃圾隨之而生，

因此對於環境汙染有著嚴重的影響。這些塑膠垃圾

除了對河川、海洋造成嚴重的污染，也會對生物的生

存有著嚴重的威脅，除了破壞棲息地外，當這些生物

誤食到這些塑膠垃圾，將變得虛弱，甚至是死亡[5]。

塑膠垃圾在自然環境下無法被分解，而為了掩

埋這些塑膠垃圾，必須使用大量的土地，進而影響生

物的生存空間。而隨著人們環保意識的提高，開始重

視廢棄物的回收再利用，除了能減少垃圾量之外，還

能達到永續經營的目的。因此本研究使用回收之包

裝用高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，HDPE)

膜，探討回收聚乙烯(Recycle Polyethylene，RPE)對於

不織布的影響。

本實驗使用捲曲聚酯(Polyester，PET)及 RPE，

以捲曲 PET 做為基材，RPE 做為回收材透過非織物

製程製備出不織布，並探討其吸音及機械性質。

理論

梳理作用[6]

梳棉機的機能中，最為重要的梳理作用係利用

針尖對針尖(point to point)的作用及相對速度差。當

產生相對速度差時，一般為進行開纖分梳作用，針板

或工作羅拉(work roller)與錫林(cylinder)之關係及係

利用此種方法來進行開纖分梳作用。

剝取作用[6]

在針向同方向針尖對針背(point to back)且具速

度差時，係進行剝取作用(stripping action)，即速度快

者自速度慢者部分之纖維剝取過來，刺輥(take-in)與

錫林之間的關係即此作用。刺輥部分係利用給棉羅

拉將纖維喂入，以刺輥之鋸齒針尖將給棉羅拉握持

喂入的纖維予以開纖預梳，同時可將棉塊中所含有

的雜塵從纖維分離露出，因此隨著刺輥回轉離心力

將雜塵從刺輥表面拋離而落至刺輥底下，此即為刺

輥之除塵作用。

針軋作用[6]

利用針軋機之軋針將蓬鬆的纖維網穿刺作用造

成纖維間的糾纏，且藉由纖維間的摩擦力相互抱合

纏結而得到強力，形成具有固著性不織布，然而軋針

種類甚多，如三角針、半圓形針等，可依不織布織造

的需求選擇針型、針號、針長等來製作，而一般以三

角形針最為普遍，故本文研究亦以三角形針作為針

軋機上的針型，此種針之特點可得較平整的表面，且

具有較高強力及密度。

吸音作用[7]

吸音材料的原理係將入射聲波能量轉換成熱能

散失，主要包含兩個機制：

(1)黏滯流動損失(Viscous flow losses)：

有效之吸音材料結構含有很多互相連通的孔隙，

聲波傳入孔隙內時，聲波之空氣分子與孔隙內的吸

音材料造成相對速度，使聲波在孔隙內吸音材料產

生邊界層損失(Boundary layer losses)。

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(2)內部摩擦(Internal friction)：

部份吸音材料具有彈性的纖維狀結構或彈性的

多孔結構，由於聲波的傳入造成多孔材料的壓縮、鬆

弛運動，使聲波產生內部摩擦損失。吸音材料不僅必

須具有大量的微孔而且孔與孔之間要互相連通，並

一直通到材料的表面，使空氣可以自由進入。互不相

通亦不通到表面的閉孔材料係不能形成吸音材料的。

實驗

實驗材料

(1) 捲曲 PET: 細度 7 D，長度 64 mm，遠東新世紀

股份有限公司。

(2) RPE: 本研究所採用之 RPE 係用於包裝用之

HDPE 膜，該 HDPE 膜會經由清洗後，再以打

碎機打碎成長條狀(長為 7 mm、寬為 2 mm)，

以利於後續製成的使用。

實驗流程

將捲曲 PET 纖維和 RPE 以 70:30 比例混棉，再

經過梳理、剝取製備成棉網，再將棉網疊層，利用針

軋加固製成不織布，並將其進行疊層至厚度 1 公分(6

層)，接著透過針軋加固後，再以溫度 130、150、170、

190 oC 進行 30 min 熱烘處理，最後對其進行拉伸強

力、拉伸伸率、吸音係數及表面觀察評估。

表 1 不同熱處理溫度下 RPE/PET 吸音不織布厚度

熱處理溫度(℃) 未熱處理 130 150 170 190

厚度(cm) 0.97 0.95 0.97 0.98 0.97

測試方法

(1) 拉伸測試:依據標準 ASTMD 5035-06(American

Society for Testing Material)織物之拉伸斷裂強

力標準測驗規範。

使用儀器:萬能強力試驗機(HT-9101，弘達，台灣)。

(2) 吸音測試:採用 ASTM E1050-90 雙麥克風法檢

驗吸音係數。

使用儀器:阻抗管吸音測試儀(車輛中心，台灣) 。

結果與討論

不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不織布之拉伸強力

影響

圖 2 為改變不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不

織布之拉伸強力結果，研究結果由圖 2 表明，隨著熱

處理溫度的上升，拉伸強力也有所上升，這是因為

RPE 受到高溫熔融，而發生黏性流動， 不再只是被

纖維纏繞，而是形成熱黏結點，與 PET 纖維緊密結

合，降低弱環出現的機率[8]，使得不織布整體強力得

到提升。

圖 2 不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不織布之拉伸強力

不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不織布之拉伸伸率

影響

表 2 為改變不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不

織布之拉伸伸率結果，研究結果由表 2 表明，不織布

在熱處理前後拉伸伸率有所下降，這是因為 RPE 受

到高溫熔融，而發生黏性流動，使得纖維間形成熱黏

結點，增加其強力，卻使伸率下降。

表 2 不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不織布之拉伸伸率

熱處理溫度(℃) 未熱處理 130 150 170 190

伸

率 (%

)

CD 134.9

±10.48

108.3

±5.38

111.0

±4.28

105.1

±4.93

116.0

±4.89

MD 89.41

±12.32

79.64

±6.32

73.11

±4.89

95.09

±4.67

73.66

±6.60

不同熱處理溫度下 RPE/PET 吸音不織布之表面觀察

由圖 3 可以觀察到 RPE 原為長條且扭曲狀，在

不織布上被纖維所糾纏，但並未與纖維有緊密結合

(圖 a)，但隨著熱處理溫度的提高，長條狀漸漸轉變

為細長條狀，扭曲狀也漸漸轉變為平面狀，除被纖維

纏繞外，漸漸與纖維緊密結合(圖 b、c)，而由圖(d)、

(e)可以觀察到這些緊密貼合的 RPE 將會在纖維間形

成熱黏結點，增加不織布強力，卻也會使得伸率下降。

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圖 3 不同熱處理溫度下 RPE/PET 吸音不織布之表面

觀察 (a) 未熱處理 (b) 130 oC (c) 150 oC (d) 170 oC (e) 190 oC

不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不織布吸音係數

圖 4 為不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不織布

吸音係數結果，研究結果由圖 4 表明，隨著熱處理溫

度的上升，吸音係數並未有明顯的影響，而吸音效果

中高頻率較低音頻率來的好，是因為中高音頻率波

長較短，低音頻率波長較長，所以高音頻率之聲波較

容易被不織布吸收，而所製備的 PET 不織布在頻率

4000 Hz 吸音係數皆達 0.7 以上，熱烘溫度 150、170

oC 則達到了 0.8。

圖 4 不同熱處理溫度對 RPE/PET 吸音不織布吸音係數

結論

本研究製備出 RPE/PET 吸音不織布，由研究結

果表明，拉伸強力會隨熱處理溫度上升而上升，拉伸

伸度則是在熱處理後會下降，而吸音係數在隨著熱

處理溫度的上升卻沒有明顯的影響，而在中高音頻

率的吸音效果較低音頻率好，吸音係數在 4000 Hz 皆

可達 0.7。

Journal of the Hwa Gang Textile 2016.10, Vol.23, No.7

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