台灣之光 專利光學防曬 PRISMATIK® ITRI X 清華創辦人聯合研發

一、為什麼需要 PRISMATIK®：紫外線與防曬機制速寫

在討論 PRISMATIK® 之前，我們先把問題講清楚： UV 究竟是怎麼被阻擋的？物理性防曬與化學性防曬，各自的極限在哪裡？

1. 物理性防曬：白色粉體構成的「微型反射鏡陣列」

典型的物理性防曬，主要依賴二氧化鈦 (TiO₂) 與 氧化鋅 (ZnO) 這兩種白色金屬氧化物。它們以奈米或微米級粒子散佈在塗層中， 透過反射、散射與折射將紫外線偏轉出肌膚表面。 粒徑越穩定、折射率越高，紫外線屏蔽效果越好。

• TiO₂：對 UVB 與短波 UVA 有極佳屏蔽能力，但在長波 UVA 端較弱。
• ZnO：可覆蓋 UVB 到長波 UVA，是寬頻物理防曬最佳核心成分之一。

2. 化學性防曬：把紫外線「吃下來，變成熱」

化學性防曬則是利用一群具有共軛雙鍵結構的有機分子，吸收特定波段的紫外線， 再將能量轉換成熱能或無害的低能量光子釋放，常見成分包括：

• Salicylates：吸收 UVB (280–320 nm)，多作為輔助防曬。
• Cinnamates：阻隔 UVB (290–320 nm)，防護力中等。
• Benzophenones：涵蓋 UVB 與部分 UVA，卻可能帶來過敏與環境爭議。
• Anthranilates：偏向 UVA 吸收。

這類分子能做到質地輕盈、不泛白，卻也因「必須接觸並部分滲入皮膚」而存在 敏感性、刺激性與長期安全性疑慮。

3. PRISMATIK® 想解決的，其實是「兩種防曬的矛盾」

對敏感肌、醫美術後族群與長時間戶外族群來說，最理想的狀態是：

• 像物理防曬一樣穩定、安全、不滲入肌膚；
• 又像化學防曬一樣輕薄、不厚重、不死白；
• 還要能兼具高 UPF、長效耐水洗、降溫與美膚光選擇性。

PRISMATIK® 的設計思路，就是把這些需求全部放進同一個方程式裡，透過多層奈米光學塗層來解。

二、三大關鍵組件：PRISMATIK® 如何智慧篩光？

PRISMATIK® 的神奇效果，源於其塗層中三大關鍵組件的協同作用。這三者各司其職，構成了一道兼具防護、過濾與美膚功能的奈米級光學防線。

1. 紫外線吸收劑 (UV Absorber)：作為第一道防線，它能高效吸收太陽光中絕大部分對皮膚有害的 UVA 和 UVB 波段，並將其轉化為微不足道的熱量釋放，從源頭上大幅削弱紫外線的攻擊力。
2. 紫外線阻抗劑 (UV Blocker)：作為第二道保險，它負責處理吸收劑遺漏的「漏網之魚」。透過改變光的傳播路徑，它能將剩餘的紫外線直接反射或散射出去，與吸收劑形成雙重防護，最終達到 UPF 1100+ 的驚人防護指數。
3. 奈米多孔性材料 (Nano-porous Material)：這是 PRISMATIK® 技術的精髓所在。它像一個極其精密的奈米級濾網，其孔徑大小經過精密計算，能夠阻擋有害波段，同時選擇性地讓特定波長的有益可見光（如部分紅光與藍光）穿透。

1. 基材與結構定位

PRISMATIK® 最早部署在傘布系統上，主要搭配： 100% Polyester、320T Pongee 高密度聚酯布。 在此基材上，我們形成一層多孔性奈米陶瓷複合塗層，同時肩負防曬、防水與光譜篩選的任務。

2. 代表性實測性能

• UPF 值：1018 (UPF > 1000 等級)。
• 紫外線穿透率：約 0.09%（280–400 nm）。
• 可見光透過率：約 80%（400–780 nm）。

換句話說，PRISMATIK® 能在幾乎完全封鎖 UV 的同時， 保留高比例可見光，讓傘下保持明亮、自然，而不是傳統黑膠那種「安全但陰鬱」的體驗。JADE DROP® 美膚傘 SGS 實測 UPF 1018｜為什麼包裝只標示 UPF 50+？

3. 與工研院的合作方向

在既有塗層基礎上，PRISMATIK® 後續研發方向包括：

• 降溫塗層系統：將配方延伸至 POE、PVC 等透明基材， 開發「透明降溫傘」與高透光遮陽膜。
• 單一波長篩選塗層：例如針對 693 nm 紅光波段進行選擇性增強， 以支援美膚光波、醫療或園藝專用布料。

三、PRISMATIK® 的材料設計：從奈米陶瓷到多機能添加系統

1. 多孔性奈米陶瓷骨架：PRISMATIK® 的「載體」

PRISMATIK® 的核心是一個由多孔性奈米陶瓷構成的三維網絡， 以 mesoporous 結構（中孔尺度）提供：

• 高比表面積 → 可固定大量 UV 吸收劑與穩定劑；
• 可調控孔徑 → 影響光散射路徑與折射行為；
• 優異的熱穩定性 → 支撐長時間日照與多次水洗。

2. 有機／無機 UV 阻隔組合

在這個陶瓷骨架中，我們導入一系列無色紫外線吸收劑與光安定系統，包含：

• 如 Eusorb UV-988 類型之高效無色 UV 吸收劑，特別適用於聚碳酸酯與聚酯系統；
• 多種異噁唑、三嗪與 benzotriazole 類 UV 吸收分子，用以涵蓋 UVB 與 UVA 波段；
• 光安定劑 (HALS, Hindered Amine Light Stabilizers)， 例如 Bis-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate 系統，用於捕捉自由基、延長塗層壽命。

3. 無機奈米粒子：ZnO、TiO₂ 與玉石粉的光學與機械貢獻

PRISMATIK® 亦整合多種無機奈米粒子，作為物理性防曬與機械性質的關鍵組件：

• 納米氧化鋅 (ZnO)：提供寬頻 UV 阻隔與潛在抗菌加值。
• 納米二氧化鈦 (TiO₂)：提升 UVB/短波 UVA 屏蔽、增強光散射。
• 納米玉石粉與微孔木質素：協助調控熱傳導特性與微觀散射行為。

4. 防水與耐水洗系統

為了讓抗 UV 性能在多次水洗後仍能維持，PRISMATIK® 採用水性氨基酸改性聚氨酯、防水交聯系統， 並搭配：

• 聚醚二醇、TDI 三聚體固化劑與二羥甲基丙酸等組成的聚氨酯網絡；
• 水性氟碳／有機矽型防水劑，降低表面能，使水滴以高接觸角形成水珠滾落；
• 疏水性奈米 SiO₂，構築自清潔與抗污機制。

實驗結果顯示，即使經過多次水洗，涤綸「皮膚衣」與傘布仍能維持高度 UV 阻隔能力， 有效避免傳統防曬整理「洗幾次就失效」的問題。

四、多層光學結構：UV 阻隔、IR 降溫與可見光美膚波段篩透

1. 三層結構設計概念

綜合現有文獻與實驗資料，我們將 PRISMATIK® 發展為一套 底層－中間功能層－頂層保護層的多層奈米複合塗層：

• 底層（Adhesion Layer）： 以溶膠–凝膠技術在聚酯表面形成 50–100 nm 級矽氧化物或矽改性層， 同時提升附著力與表面能。
• 中間功能層（Functional Layer）： 集中 UV 阻隔、IR 降溫與可見光光譜調控，是整套系統的光學核心。
• 頂層保護層（Topcoat）： 採用低溫 UV 固化樹脂，內含 UV 吸收劑、防刮組分與防水劑，提供耐候與自清潔機能。

2. UV 阻隔模組：99.9% 以上遮蔽率

在中間功能層中，PRISMATIK® 結合：

• 約 5 wt% 的表面改性納米 TiO₂（20–30 nm）；
• 約 3 wt% 的改性納米 ZnO（30–50 nm）；
• 多組有機 UV 吸收劑與 HALS 光安定系統。

實測顯示，UV 280–400 nm 波段阻隔率可達 99% 以上， 並能在多次折疊、開闔與水洗後維持高強度阻隔。

3. IR 降溫模組：讓傘下不再「蒸籠式悶熱」

為了抑制日照帶來的熱負荷，我們在配方中導入：

• 3–5 wt% 的 ITO（氧化銦錫）或 AZO（鋁摻雜氧化鋅）奈米粒子（40–60 nm）；
• 2–3 wt% 的鈰鎢青銅粉或類似結構奈米材料。

這些材料能選擇性反射或吸收近紅外線，使傘面溫升顯著降低， 實驗中常見傘下體感溫度較環境降低數度的效果。

4. 可見光美膚波段增強：把「好光」留下來

與傳統黑膠傘不同，PRISMATIK® 並非單純把光全部擋掉，而是希望： 把對肌膚有害的波段削弱，把有益或舒適的波段留下來。防曬傘真的有比較不會曬黑嗎？UPF 50+、物理防曬 vs 化學防曬一次看懂

因此，我們在中間層加入極低含量（0.5–2 wt%）的：

• 銀奈米顆粒（調控局部表面等離子共振）；或
• 稀土摻雜螢光粉（例如 YAG:Ce），將高能紫外光轉換為橙紅光輸出。

經過光譜測量，可見光 400–780 nm 保持約 80% 高透光， 而 580–620 nm 區間的橙紅光能量相對增強，形成所謂的 「美膚光」窗帶──在高防護的前提下，仍保留柔和、討喜的膚色光感。

光譜分析儀實測：PRISMATIK® 與一般防曬傘差在哪？

這段用實測畫面補上「為什麼 JADE DROP 能做到 UPF 1000+」的證據鏈，讓讀者看完更容易相信，也更願意往下看規格與測試數據。

五、從實驗室到量產：塗佈製程與成本優化策略

1. 前處理與奈米分散

為了讓塗層在 320T 聚酯傘布與服飾材質上表現一致，PRISMATIK® 採用以下流程：

• 以異丙醇／水或中性清潔配方去除表面油污；
• 使用等離子體處理提升表面能與附著力；
• 各奈米粒子分別進行高速攪拌與超聲分散，以確保粒徑穩定、避免聚集。

2. 樹脂體系與塗液調製

基底體系以氟改性丙烯酸樹脂 + 聚氨酯分散體為主， 加入去離子水、異丙醇與丙二醇甲醚調整黏度，逐步引入各 UV/IR/可見光功能分散液， 最後添加防水劑、疏水納米 SiO₂、交聯劑與消泡劑，調整 pH 至 7.5–8.5 後靜置脫泡。

3. 傘布與服飾的塗佈工藝

• 傘布：浸漬或刮刀塗佈，預乾燥 80–90°C 2–3 分鐘， 之後在 130–150°C 進行 3–5 分鐘熱固化，確保塗層緊密而不損害布料強度。
• 服飾：採噴霧或泡沫塗佈，多次薄層覆蓋， 於 120–140°C 進行 2–4 分鐘低溫固化，以保留柔軟手感。

4. 成本與生產效率

在材料優化與計量精算後，PRISMATIK® 的實際塗層成本可控制於： 每碼布料約 7–8 元新台幣，遠低於 15 元的成本天花板， 讓高性能光學塗層得以被大規模導入日常傘具與服飾，而不是只存在於實驗室樣品。

六、在傘與服飾上的應用：安全性、膚感與使用情境

1. 與傳統防曬產品的互補關係

PRISMATIK® 的定位並不是取代所有防曬品，而是： 在衣物與美膚傘層級，先幫肌膚擋掉大部分有害光線， 再讓防曬產品專注於暴露區域與局部補強。

對於：

• 嬰幼兒與敏感肌膚：可減少頻繁塗抹多成分化學防曬的需求；
• 醫美術後族群：提供一層穩定、非接觸式的外部屏障；
• 長時間通勤與戶外活動者：在「傘＋服飾」層就大幅降低 UV 負荷。

2. 使用者體感：不只是數字，而是傘下的空氣感

從使用者回饋與實測結果來看，PRISMATIK® 帶來的體感可以用幾個關鍵字描述：

• 光：傘下不是全黑，而是柔和、乾淨的亮度；
• 溫度：長時間日照下，傘面溫升與傘下體感明顯低於一般深色黑膠傘；
• 膚感：少了紫外線直射的刺痛與緊繃，肌膚在日照後仍維持相對穩定狀態。

七、PRISMATIK® 光學塗層 FAQ

Q1：PRISMATIK® 塗層會隨著時間失效嗎？

A1：不會。PRISMATIK® 是一種穩定的奈米材料塗層，其光學特性根植於其物理結構，而非化學反應。在正常使用和保養下，其防護與篩光能力不會像一般化學塗層那樣隨時間或洗滌次數而衰退。

Q2：「有益可見光」真的能穿透傘面對皮膚起作用嗎？

A2：是的。PRISMATIK® 技術的關鍵就在於其奈米孔徑的精準控制，它允許特定波長的可見光以一定的通透率穿過傘面。雖然其能量強度不如專業的光療儀器，但在日常持續的接觸下，仍能為皮膚帶來潛在的正面影響。

Q3：這項技術聽起來很複雜，會讓傘變得很重或很貴嗎？

A3：不會。PRISMATIK® 是在奈米尺度上運作的超薄塗層，幾乎不增加傘布的重量。雖然其研發成本高昂，但 JADE DROP 致力於透過供應鏈優化，讓消費者能以合理的價格享受到這項尖端科技。

八、Reference

• Eusorb UV-988 技術資料表，Eutec Chemical Co., Ltd. 高效無色紫外線吸收劑於聚碳酸酯與聚酯工程塑料之應用報告。
• 關於物理性與化學性防曬機制之綜論，參見防曬相關教科書與 Journal of Photochemistry and Photobiology 系列論文。
• 多孔性奈米陶瓷與無機奈米粒子於紡織品光學功能整理之研究， 參考《Progress in Organic Coatings》、《Surface and Coatings Technology》、 《涂料工業》等期刊與技術報告。
• PRISMATIK® 專利與內部測試報告，JADEDROP 美膚傘材料開發實驗室 × 工研院 聯合研發資料。

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