CN114606642B - 透气防水不织布及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种透气防水不织布及其制造方法，透气防水不织布通过包括以下步骤的制造方法制造而成。对87至91重量份的聚酯、5至7重量份的拨水剂及3至6重量份的流促剂进行混炼制程，以形成混合物，其中聚酯在温度为270℃时具有介于350g/10min至1310g/10min间的熔融指数(MI)，且混合物在温度为270℃时具有介于530g/10min至1540g/10min间的熔融指数。对混合物进行熔喷制程，使得流促剂挥发，以形成熔喷纤维。熔喷纤维具有纤维本体以及拨水剂，拨水剂配置于纤维本体的表面，且具有介于350nm至450nm间的粒径(D90)。本揭露的透气防水不织布可具有良好拨水性及耐水压性。
Description
技术领域
本揭露内容是有关于一种不织布及其制造方法，且特别是有关于一种透气防水不织布及其制造方法。
背景技术
在纺织产业中，由于不织布可不经编织形成，因此与不织布相关的议题逐渐成为发展重点。此外，由于不织布具有制程时间短、产量高、成本低以及原料来源广等优点，因此适合应用于消费市场。不织布的广泛的定义可以是利用压力形成或利用粘性来形成的布状物。然而，不织布的制程可具有相当多的变化，且随着制程方式的改变，不织布的性质亦会随之改变。
随着纺织产业日渐发展，业者开始开发具有透气防水机能的不织布。一般而言，相较于熔喷制程，通过电纺制程所形成不织布通常具有较细的纤维，也因此可具有较佳的透气防水机能。然而，受限于电纺制程的设备，其相较于熔喷制程的生产速度较为缓慢。因此，如何通过熔喷制程制造出具有良好的透气防水机能的不织布为目前相当重要的议题。
发明内容
本揭露内容提供一种透气防水不织布以及一种透气防水不织布的制造方法。本揭露的透气防水不织布是通过熔喷制程制造而成，且本揭露的透气防水不织布可具有良好拨水性及耐水压性。
根据本揭露一些实施方式，透气防水不织布的制造方法包括以下步骤。对87重量份至91重量份的聚酯、5重量份至7重量份的拨水剂以及3重量份至6重量份的流促剂进行混炼制程，以形成混合物，其中聚酯在温度为270℃时具有介于350g/10min至1310g/10min间的熔融指数(MI)，且混合物在温度为270℃时具有介于530g/10min至1540g/10min间的熔融指数。对混合物进行熔喷制程，使得流促剂挥发，以形成熔喷纤维，熔喷纤维具有纤维本体及拨水剂，且拨水剂配置于纤维本体上。
在本揭露一些实施方式中，熔喷制程的温度介于250℃至275℃间。
在本揭露一些实施方式中，流促剂包括0.1重量份至6.0重量份的滑剂以及0.1重量份至6.0重量份的多元醇。
在本揭露一些实施方式中，多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇或其组合。
在本揭露一些实施方式中，透气防水不织布的制造方法还包括以下步骤。承接多条熔喷纤维。对承接后的多条熔喷纤维进行压光制程，以形成透气防水不织布。
根据本揭露另一些实施方式，透气防水不织布是通过透气防水不织布的制造方法制造而成，其中拨水剂配置于纤维本体的表面，且拨水剂具有介于350nm至450nm间的粒径(D90)。
在本揭露一些实施方式中，熔喷纤维的平均纤维直径介于600nm至1700nm间。
在本揭露一些实施方式中，透气防水不织布的平均孔径介于1.5μm至2.0μm间。
在本揭露一些实施方式中，拨水剂仅附着于纤维本体的表面，且免于渗入纤维本体中。
在本揭露一些实施方式中，拨水剂包括二氧化硅气凝胶，且二氧化硅气凝胶的比表面积介于600m2/g至800m2/g间。
根据本揭露上述实施方式，通过在透气防水不织布的制造过程中添加流促剂，可使熔喷纤维具有低的纤维细度，从而使透气防水不织布具有高的纤维分布均匀度以及小的孔径。如此一来，可使透气防水不织布具有良好的耐水压性。另一方面，通过在透气防水不织布的制造过程中添加拨水剂，可使透气防水不织布具有良好的拨水性，且由于拨水剂是以合适的尺寸配置于纤维本体的表面，因此可良好地发挥其拨水性并使得透气防水不织布提供良好的穿戴舒适性。
附图说明
为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1绘示根据本揭露一些实施方式的透气防水不织布的制造方法的流程图；
图2绘示根据本揭露一些实施方式的纺织设备的侧视示意图；
图3绘示图2的熔喷纤维的局部放大示意图；
图4绘示根据本揭露一些实施方式的透气防水不织布的立体示意图；以及
图5绘示图4的透气防水不织布的区域R的局部放大示意图。
【符号说明】
100:透气防水不织布
10:纺织设备
12:熔喷装置
13:吐出孔
14:收集装置
15:承接网
16:吸风元件
D1:距离
F:熔喷纤维
B:纤维本体
W:拨水剂
R:区域
S10～S40:步骤
具体实施方式
以下将以附图揭露本揭露的多个实施方式，为明确地说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭露。也就是说，在本揭露部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的，因此不应用以限制本揭露。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。另外，为了便于读者观看，附图中各元件的尺寸并非依实际比例绘示。
本揭露内容提供一种透气防水不织布及其制造方法。在透气防水不织布的制造方法中，通过添加流促剂以及拨水剂，透气防水不织布可具有良好的拨水性以及耐水压性。另一方面，由于拨水剂是以合适的尺寸配置于纤维本体的表面，因此可良好地发挥其拨水性并使得透气防水不织布提供良好的穿戴舒适性。
图1绘示根据本揭露一些实施方式的透气防水不织布的制造方法的流程图。透气防水不织布的制造方法包括步骤S10、S20、S30及S40。在步骤S10中，对聚酯、拨水剂及流促剂进行混炼制程，以形成混合物。在步骤S20中，对混合物进行熔喷制程，以形成熔喷纤维。在步骤S30中，承接多条熔喷纤维。在步骤S40中，对承接后的多条熔喷纤维进行压光制程，以形成本揭露的透气防水不织布。在以下叙述中，将进一步说明上述各步骤。
首先，进行步骤S10，将87重量份至91重量份的聚酯、5重量份至7重量份的拨水剂以及3重量份至6重量份的流促剂均匀混合，并进行混炼制程，以形成混合物。以上述试剂混合而成的混合物在温度为270℃时具有介于530g/10min至1540g/10min间的熔融指数(MeltIndex，MI)，使其于后续的熔喷制程期间可具有良好的流动性，从而使透气防水不织布具有良好的耐水压性。在一些实施方式中，混炼制程的温度可介于235℃至245℃间。
本揭露的聚酯用以作为透气防水不织布中的熔喷纤维的主要原料。聚酯在温度为270℃时具有介于350g/10min至1310g/10min间的熔融指数，以于后续的熔喷制程期间提供混合物一定的流动性。详细而言，不同种类的聚脂可具有不同范围的熔融指数。举例而言，第一种类的聚酯在温度为270℃时可具有介于350g/10min至450g/10min间的熔融指数，而第二种类的聚酯在温度为270℃时可具有介于1210g/10min至1310g/10min间的熔融指数。在一些实施方式中，聚酯可例如是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PPT)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。
本揭露的拨水剂用以提供透气防水不织布良好的拨水性。拨水剂具有介于350nm至450nm间的粒径(D90)，以于混炼制程期间均匀地分散于混合物中，从而提供透气防水不织布良好的拨水性，并提供使用者穿戴舒适性。详细而言，若拨水剂的粒径大于450nm，其可能因无法均匀地分散于混合物中而难以提供良好的拨水性，并可能使透气防水不织布具有显著的颗粒感，无法提供使用者穿戴舒适性。在一些实施方式中，拨水剂可包括二氧化硅或二氧化硅气凝胶，且在微观尺度下，二氧化硅或二氧化硅气凝胶的形状可例如是球状，从而具有低表面能以提供良好的拨水性。在一些实施方式中，二氧化硅或二氧化硅气凝胶的比表面积可介于600m2/g至800m2/g间，以有利于强化其低密度、高孔隙率以及高疏水性等特性，从而提供透气防水不织布良好的拨水性。
本揭露的流促剂用以提供透气防水不织布良好的耐水压性。详细而言，流促剂可使前述混合物相较于聚酯具有较低的熔融指数，亦即，混合物相较于聚酯可具有较佳的流动性，使得混合物于后续的熔喷制程期间所形成的熔喷纤维可具有低的纤维细度，从而使得透气防水不织布具有小的孔径以提供透气防水不织布良好的耐水压性。如前所述，混合物在温度为270℃时具有介于530g/10min至1540g/10min间的熔融指数。更详细而言，当使用前述第一种类的聚酯形成混合物时，混合物在温度为270℃时可具有介于530g/10min至630g/10min间的熔融指数，而当使用前述第二种类的聚酯形成混合物时，混合物在温度为270℃时可具有介于1440g/10min至1540g/10min间的熔融指数。
在一些实施方式中，流促剂可包括0.1至6.0重量份的滑剂以及0.1至6.0重量份的多元醇。滑剂以及多元醇皆可使混合物具有良好的流动性，而多元醇还可提升滑剂与聚酯间的相容性。在一些实施方式中，多元醇可包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇或其组合。在一些实施方式中，流促剂在温度为250℃以上时容易挥发，而在温度为250℃以下时可稳定地存在于混合物中。基于此特性，流促剂在混炼制程期间(温度小于250℃)可稳定地存在于混合物中，以使混合物具有良好的流动性，而其在后续的熔喷制程期间(温度大于等于250℃)则会挥发，以避免残留于透气防水不织布中。
接着，进行步骤S20及S30，对前述混合物进行熔喷制程以形成熔喷纤维，并承接多条熔喷纤维。请参阅图2，其绘示根据本揭露一些实施方式的纺织设备10的示意图。在一些实施方式中，纺织设备10可包括熔喷装置12以及收集装置14，其中熔喷装置12可具有多个吐出孔13，且收集装置14可具有承接网15。在一些实施方式中，收集装置14还可具有吸风元件16，用于提供吸力以将熔喷纤维F引导至承接网15。在熔喷制程期间，混合物中的流促剂在熔喷制程期间会挥发，而剩余的聚酯及拨水剂可透过熔喷装置10的吐出孔13喷吐出来而形成熔喷纤维F，且熔喷纤维F可接着由收集装置14的承接网15承接并收集。请参阅图3，其绘示图2的熔喷纤维F的局部放大示意图。由熔喷装置10所喷吐出的熔喷纤维F具有纤维本体B以及拨水剂W，且拨水剂W配置于纤维本体B上。在一些实施方式中，拨水剂W可附着于纤维本体B的表面。在较佳的实施方式中，拨水剂W可仅附着于纤维本体B的表面，且免于渗入纤维本体B中。需特别说明的是，本文中所述的“免于渗入纤维本体B中”是指“内嵌于纤维本体B的表面，并部分地由纤维本体B的表面裸露出来”(如图3所示)。
请回到图2。在一些实施方式中，熔喷制程的温度可介于250℃至275℃间，从而确保混合物在熔喷制程期间具有足够的流动性，并确保流促剂完全地挥发。在一些实施方式中，基于混合物具有良好的流动性，吐出孔13的孔径可配置为约0.2mm，且吐出孔13的长度对孔径的比值可配置为约20，从而有助形成具有低的纤维细度的熔喷纤维F。在一些实施方式中，熔喷纤维F的平均纤维直径可介于600nm至1700nm间，以使所形成的透气防水不织布具有高的纤维分布均匀度以及小的孔径，从而具有良好的耐水压性。举例而言，本揭露的透气防水不织布可承受介于6000mmH2O至8000mmH2O的水压。
在一些实施方式中，可透过调整熔喷制程的操作参数以使所形成的熔喷纤维F具有低的纤维细度。更具体而言，可透过调整熔喷制程的风温、风压、风量、纤维吐量以及吐出孔13与承接网15间的距离D1来使熔喷纤维F具有低的纤维细度。熔喷制程的各操作参数的具体范围如表一所示。
表一
随后，进行步骤S40，对承接后的多条熔喷纤维F进行压光制程，以形成透气防水不织布。在一些实施方式中，经压光制程所形成的透气防水不织布可具有介于1.5μm至2.0μm间的平均孔径，从而提供透气防水不织布良好的耐水压性。在一些实施方式中，可透过调整压光制程的操作参数以使所形成的透气防水不织布具有小的孔径。更具体而言，可透过调整压光制程的上轮温度、下轮温度、轮间隙、线压力以及线速度来使透气防水不织布具有小的孔径。压光制程的各操作参数的具体范围如表二所示。
表二
在完成上述步骤S10至S40后，便可形成本揭露的透气防水不织布。请同时参阅图4以及图5，其中图4绘示根据本揭露一些实施方式的透气防水不织布100的立体示意图，且图5绘示图4的透气防水不织布100的区域R的局部放大示意图。整体而言，透气防水不织布100是由多条熔喷纤维F所构成，其中每一条熔喷纤维F具有纤维本体B以及拨水剂W，且拨水剂W配置于纤维本体B的表面。由于拨水剂W是以合适的尺寸配置于纤维本体B的表面，因此可良好地发挥其拨水性并使得透气防水不织布100提供良好的穿戴舒适性。另外，由于熔喷纤维F具有低的纤维细度，因此可使透气防水不织布100具有高的纤维分布均匀度。此外，由于透气防水不织布100具有小的孔径，因此可提供透气防水不织布100良好的耐水压性。
在以下叙述中，将列举本揭露多个实施例的透气防水不织布以及比较例的不织布来进行各种测试以验证本揭露的功效。各实施例的透气防水不织布及比较例的不织布的相关说明如表三所示。
表三
在本实验例中，对用以形成各实施例及比较例的混合物(即由聚酯、拨水剂以及流促剂经混炼制程而形成的混合物)进行熔融指数的量测，并对各实施例及比较例进行纤维细度、孔径以及拨水度的量测。应了解到，熔融指数的量测是使用测试方法ASTM D1238；纤维细度的量测是使用扫描式电子显微镜(SEM)进行判读；孔径的量测是使用孔隙度分析仪(porosimeter，由Porous Material Inc.公司提供)进行判读；拨水度的量测是使用测试方法ASTM-D583-54。各量测结果如表四所示。
表四
由各量测结果可知，当于混炼制程期间添加流促剂时，可使由聚酯、拨水剂及流促剂混合而成的混合物相较于聚酯具有较高的熔融指数，从而具有较高的流动性，也因此可形成具有低的纤维细度(小于2000nm)的熔喷纤维以及具有小的孔径(小于2μm)的透气防水不织布。另一方面，当于混炼制程期间添加拨水剂时，透气防水不织布的拨水度可介于90至100间，显示具有良好的拨水性。
根据本揭露上述实施方式，通过在透气防水不织布的制造过程中添加流促剂，可使熔喷纤维具有低的纤维细度，从而使透气防水不织布具有高的纤维分布均匀度以及小的孔径。如此一来，可使透气防水不织布具有良好的耐水压性。另一方面，通过在透气防水不织布的制造过程中添加拨水剂，可使透气防水不织布具有良好的拨水性，且由于拨水剂是以合适的尺寸配置于纤维本体的表面，因此可良好地发挥其拨水性并使得透气防水不织布提供良好的穿戴舒适性。
虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种透气防水不织布的制造方法，其特征在于，包括：
对87至91重量份的聚酯、5至7重量份的拨水剂以及3至6重量份的流促剂进行混炼制程，以形成混合物，其中所述聚酯在温度为270℃时具有介于350g/10min至1310g/10min间的熔融指数，所述混合物在温度为270℃时具有介于530g/10min至1540g/10min间的熔融指数，所述流促剂包括滑剂以及多元醇，且所述多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇或其组合；以及
对所述混合物进行熔喷制程，使得所述流促剂挥发，以形成熔喷纤维，从而形成具有介于1.5μm至2.0μm间的平均孔径的透气防水不织布，所述熔喷纤维具有纤维本体以及所述拨水剂，且所述拨水剂配置于所述纤维本体上。
2.根据权利要求1所述的透气防水不织布的制造方法，其特征在于，所述熔喷制程的温度介于250℃至275℃间。
3.根据权利要求1所述的透气防水不织布的制造方法，其特征在于，所述流促剂包括0.1重量份至6.0重量份的所述滑剂以及0.1重量份至6.0重量份的所述多元醇。
4.根据权利要求1所述的透气防水不织布的制造方法，其特征在于，还包括：
承接多条所述熔喷纤维；以及
对承接后的多条所述熔喷纤维进行压光制程，以形成所述透气防水不织布。
5.一种透气防水不织布，通过如权利要求1至4任一者所述的透气防水不织布的制造方法制造而成，其特征在于，所述拨水剂配置于所述纤维本体的表面，且所述拨水剂具有介于350nm至450nm间的粒径(D90)。
6.根据权利要求5所述的透气防水不织布，其特征在于，所述熔喷纤维的平均纤维直径介于600nm至1700nm间。
7.根据权利要求5所述的透气防水不织布，其特征在于，所述拨水剂仅附着于所述纤维本体的所述表面，且免于渗入所述纤维本体中。
8.根据权利要求5所述的透气防水不织布，其特征在于所述拨水剂包括二氧化硅气凝胶，且所述二氧化硅气凝胶的比表面积介于600m2/g至800m2/g间。
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