CN201574241U - 可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体 - Google Patents

Abstract

一种可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，包含一束中心纱及一束外包纱，该中心纱包括多数条相集聚成束的超高分子量聚乙烯纤维，该外包纱包括多数条相集聚成束且以短纤纱所制的人造纤维，并以一预定捻度螺旋包绕于该中心纱的一个环周面，所述人造纤维为间位型芳香族聚醯胺纤维，该包覆纱结构体能透过该中心纱的材质特性达到轻量化与高强度效果，并透过该外包纱提供耐高温阻燃、触感佳及易染色织造的特性，应用于手套时，赋予该手套轻量化、耐用性佳、触感佳及防热等优点，使该手套具有较佳的安全防护效果。

Description

可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体

技术领域

本实用新型涉及一种包覆纱结构体，特别是涉及一种可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体。

背景技术

近年来，高性能纤维领域研发了一种高强力、高模数的超高分子量聚乙烯(Ultrahigh molecular weight polyethylene，简称为UHMW-PE)纤维，由于该超高分子量聚乙烯纤维除了高强力外，兼具有低比重(质轻)的特性，所以该纤维已被广泛地应用于防弹衣、防护设备、海洋绳缆、箱网养殖、输送带等用途。而纺织纤维材料用于个体防护具有重量轻、可设计性强及可以实现大面积防护的特点，因此，若能利用该超高分子量聚乙烯纤维的高强力与质轻的优异特性来织造手套，将能改善现有手套较厚重与容易在使用一段时间后磨损的缺点，借此能够制出轻量化且更耐用的手套。

然而，由于超高分子量聚乙烯纤维表面非常光滑而摩擦系数小，纤维间的抱合力低，所以不利于纺纱织造，且该纤维具高疏水性，当配合其它材料叠层或贴合制备复合材料时易衍生界面结合不良的问题，又该纤维分子上并无与染料或与其它纤维、树脂形成化学结合所需的极性基团或染色座基团，所以染料或其它树脂不易扩散到纤维内部而造成染色不易。因此，目前多是利用颜料或染料加上树脂，再采用印花方式以物理方式结合而黏着到该纤维纺织品上，但使用一段时间后，结合在该纤维纺织品上的染料或颜料仍会发生脱落的现象，当使用此种纤维进一步织造手套时，因不易染色致使无法制出多样式且较美观的手套成品，就算是以印花或物理方式结合色料进行染色，仍容易发生脱色、掉色而导致手套的外观受损。

此外，该纤维的可伸长率(elongation rate)仅有3.5％而使织品伸缩性不佳，若以该纤维作为手套的织造材料，由于高分子量聚乙烯纤维表面非常光滑，若制成手套，在使用上会产生不易握持的缺点，而降低手套的使用价值。此外，因为该纤维的分子链上没有极性基团，故其含水率(Moisture Content)或回潮率(Regain)几乎为零而不吸湿，因此，易使所制出的产品因不吸湿而产生摩擦静电的问题，除了同样会造成穿著上的不舒适感，若使用不当也会导致使用者周遭的电子装置受静电干扰或损毁。

虽然目前也有以超高分子量聚乙烯纤维、尼龙纤维或不锈钢纤维混制成的混合纱所制成的纱束产品，并能借由该超高分子量聚乙烯纤维中掺杂尼龙纤维或不锈钢纤维的方式改善织布的穿著舒适性，及提供耐磨损与剪切的安全防护效果，但鉴于此种高附加价值且兼具多种特性的机能性纤维仍有广大的市场需求，目前仍有开发不同结构或不同材质的纤维或纱束的需求，借以扩展织布产品的用途与种类，及增加其应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是在提供一种触感佳、耐用性高、易染色织造、具吸湿透气性且能耐高温阻燃的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体。

于是，本实用新型可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，是用以制备成一手套，且该包覆纱结构体包含一束中心纱，及一束围绕该中心纱螺旋包绕的外包纱。

该中心纱包括多数条相集聚成束的超高分子量聚乙烯纤维。

该外包纱包括多数条相集聚成束且以短纤纱所制成的人造纤维，并以一预定捻度螺旋包绕于该中心纱一环周面，且所述人造纤维为间位型芳香族聚醯胺纤维。

本实用新型的有益效果在于：能分别利用该中心纱耐磨损、比重低(轻量化)、耐疲劳、耐冲击及耐化性等特性表现较强固耐用的结构强度，及利用该外包纱的耐磨损、绝缘防热特性、及柔软而容易染色织造的效果，使本实用新型结合中心纱与外包纱的包覆纱结构体所制成的手套具有质轻、耐用性高并有较佳的防热效果等多数优点。

附图说明

图1是本实用新型可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体一个较佳实施例的一侧视示意图；及

图2是一示意图，说明一台中空锭子式捻线机进行包绕纺纱的原理。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明：

参阅图1与图2，本实用新型可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体1的较佳实施例，是用来制备一手套(图未示)，该包覆纱结构体1的较佳实施例包含一束中心纱11，及一束围绕该中心纱11螺旋包绕的外包纱12。

该中心纱11包括多数条相集聚成束且实质上为相平行排列的超高分子量聚乙烯纤维(Ultra high molecular weight polyethylene，简称为UHMW-PE)111。其中，该中心纱11的纱线密度较佳是介于350丹尼至700丹尼。

该外包纱12包括多数条相集聚成束且以短纤纱所制成的人造纤维121，并以一预定捻度螺旋包绕于该中心纱11的一个环周面110，且所述人造纤维121为间位型芳香族聚醯胺纤维。其中，当以英制棉支数表示纱线的粗细时，该外包纱的纱线支数较佳是介于30支至100支(30’s~100’s)。在本实施例中，该外包纱12的人造纤维121所用的间位型芳香族聚醯胺纤维是聚间苯二甲醯间苯二胺(简称为MPIA，商品名为Nomex)纤维。值得说明的是，Nomex纤维主要是以间苯二胺与间苯二甲酸氯为单体，以界面缩聚法或低温溶液缩聚后再经纺丝制得，其玻璃化温度为270℃，热分解温度高达430℃，因此具有较佳的耐热阻燃性。

需要补充说明的是，纱线支数为表示纱线的粗细程度，有关纱线支数的定义有以单位质量的长度表示的间接制(或称为定重制)，及以单位长度的质量表示的直接制(或称为定长制)，丹尼(denier)与德士制(tex)均属于定长制的一种，所不同者仅是单位长度不同，丹尼的定义为9000m重多少公克就是多少丹尼，而德士的定义为1000m时重多少公克就是多少德士。定重制中所提的支数有分英制及公制，英制中也因为不同原料其中的单位长度也有所不同，例如，原棉纱、人造棉纱，或其它人造纤维和原棉所混合纺成的混纺纱其所用的纱线支数均为英制棉支数(Ne)，其定义为每英磅纱线长若干倍数(x)的单位长度，称为若干(x)支，被表示为x，s。本实施例分别使用丹尼与支数表示纱线粗细。

本实施例的该中心纱11可视为一种芯纱(Core Yarn)，该外包纱12可视为一种鞘纱(Wrapping Yarn)，且该芯纱是无捻的，使芯纱长纤维近似平行排列，而具有高强力和低伸长的特性，当以平行排列的高强力超高分子量聚乙烯纤维111作为芯纱，必能维持超高分子量聚乙烯纤维111原本的高强力，达到该包覆纱结构体1具有高比强力的目标。由于该超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纤维111与作为该人造纤维121的间位型芳香族聚醯胺纤维是业界现有织材，本说明书将不再详述其化学性质。

该中心纱11与外包纱12是借由一台中空锭子式捻线机2进行包绕纺纱。纺纱时，该中心纱11经由数个喂入滚轴21(roller)穿入一个旋转的中空锭子22的一个中心孔221的一侧，并自该中空锭子22中心孔221的另一侧拉出。该外包纱12是缠绕于该中空锭子22的一个环锭外周面222，并自该环锭外周面222引出且缠绕该中心纱11。当该中心纱11沿如图2所示的箭头I方向被持续向前拉动时，该中空锭子22也持续转动(如箭头II所示)，借此，使该外包纱12持续拉出且包绕结合于该中心纱11，如此就形成了该包覆纱结构体1，而借由分别改变该中心纱11向前拉动的速度，或调整该中空锭子22的转速，就能制出具有不同捻度的包覆纱结构体1，在该实施例中是将该包覆纱结构体1的包绕捻度设定在600TPM~1000TPM(TPM的定义为每公尺纱线的捻回数目)。

当该包覆纱结构体1制造完成后，就能运用该包覆纱结构体1为材料织造布料，由于该包覆纱结构体1的外包纱12有尼龙成分而降低该中心纱11的光滑度，使该包覆纱结构体1容易进行织造，且可轻易进行染色而克服了该中心纱11染色不易的缺点，待该包覆纱结构体1染色完毕后，就能剪裁布料进而完成手套的制作。

基于手套的使用性能是用于防护而有较多与外界事物相磨擦的机率，因此对于手套的品质要求除了穿戴舒适外，通常还要有耐用与耐磨损的特性，而由于该中心纱11是由超高分子量聚乙烯纤维(UHMW-PE)111所形成，透过UHMW-PE纤维111本身的材质特性，使其纤维强度可达45克/丹尼(g/d)，其强度约10倍于金属，比重则只有0.96，并有高模数(116Gpa)与低伸度(3.5％)，抗化性、耐磨损、抗紫外线与不易降解的物理与化学特性，及耐磨损、耐疲劳、耐冲击的机械强度，借此，就能赋予该中心纱11质量轻、高抗张力与强固耐用的特性，因此，本实施例中，借由适当地控制外包纱12的支数与包绕捻度，并使该包覆纱结构体1的纱线粗细控制在1000丹尼(denier，简写为d)以下，就能使所制成的手套既能提供足够的防护功能，又不过于笨重而仍保有质轻的特性，在该条件下，该包覆纱结构体1的比强力(单位为克/丹尼，简写为g/d)能达到10g/d以上，因此能够达到耐用不易损坏的稳固防护效果，且其非均匀度U％(degree of uniformity)也小于11％，显示该包覆纱结构体1在包覆制造过程中相当稳定，产品质地均匀，借此使该手套具有较稳定的品质与较佳的外观。

上述的比强力是采用万能强力试验机(弘达仪器股份有限公司)并依ASTM标准D2256-97试验法进行，主要是将该包覆纱结构体1剪成约30cm长的长度夹于10kg荷重的夹头，且二端夹头距离为25cm的万能强力试验机上，在该包覆纱结构体1底端施以4g的初荷重，使其保持平直，夹紧于二夹头后，再以25cm/min的定拉伸速率进行测定纱线的断裂荷重(F)及伸长量(ΔL)，将所测得的断裂荷重值除以该包覆纱结构体1的纱线粗细(丹尼数)即为其比强力，而将被拉长的伸长量(ΔL)除以原长的比值称为应变，应变百分率为伸长率。

而所谓非均匀度是指以各种机器所纺成纱线不均匀的程度，和纱线的某些性质具有变异性有关，例如，每单位长度的重量、捻数、直径及强力等，评价非均匀度时，最常采用的还是考虑每单位长度的重量，作法是将待测材料切断成各种长度，并量测每一种长度的重量与求其平均值，以各值与平均值的偏差计算平均偏差(meandeviation)，并导出平均偏差百分比(percentage mean deviation，简称为P.M.D.)作为非均匀度的一种量度，也就是所谓的U％，通常此数值越大表示均匀度越差。

除了符合质轻、比强力高，与非均匀度低的要求外，该手套穿著的舒适性也相当重要，并能借由吸湿性、触感，及可伸长率(elongation rate)等作为判断穿著舒适性的指针。由于该包覆纱结构体1的外包纱12是由Nomex制成，除了具有耐热阻燃性外，还可借此增加该包覆纱结构体1的亲水性与柔软性，及容易进行染色与织造的特性，进而使该手套可借由包覆纱结构体1的外包纱12达成防热、吸湿、透气、柔软的效果，因此除了能够提供其它的防护效果外，还具有较佳的穿著舒适性，此外，因为该外包纱12相对具有较佳的亲水吸湿性，所以可导引摩擦所造成的静电荷而达到抗静电的功效。

此外，由于该中心纱11(UHMW-PE)是被该外包纱12包绕，该中心纱11由于受到该外包纱12的包绕与挤压而变形，由实验数据显示，挤压所造成的变形将提供该包覆纱结构体1在承受外力拉伸时，可提供达12.5％~30％的拉伸变形率，显示该包覆纱结构体1具有大于10％的拉伸变形率。故该包覆纱结构体1整体的可伸长率将由该中心纱11的3.5％增加至12.5％~30％而更具有可伸缩性，同样能借此增加手套穿著时的舒适性。

再者，由于该中心纱11本身具有高强力与质轻的特性，因此，当以该包覆纱结构体1制成手套时，该手套也将具有质轻、高抗张力、耐用不易破损的功效。

经由以上的说明，可再将本实用新型的优点归纳如下：

一、借由结合超高分子量聚乙烯纤维111所形成的中心纱11能够提供高强力与质轻的特性，再以结合间位型芳香族聚醯胺材质的人工纤维121所形成的外包纱12包绕该中心纱11而进一步制成该包覆纱结构体1时，就能分别透过该中心纱11稳定且高结构强度的材质特性，及该外包纱12耐热阻燃、柔软亲水的材质特性，使该包覆纱结构体1不但仍保有机械强度高的特色，还有可耐热，及容易进行织造染色的优势，借此使本实用新型具有质轻、耐用性佳、可防热、易染色织造的特性与优点。

二、更进一步地将该包覆纱结构体1制成手套时，该中心纱11能够提供手套质轻、耐用、耐磨损等优异材料特性，该外包纱12则能够提供耐热、吸湿、抗静电及触感佳等防热性与穿著舒适特性，使利用该包覆纱结构体1所制成的手套也同时兼具该中心纱11、外包纱12的特性，而同样能够表现出质轻、耐用、耐磨损、耐热、吸湿、抗静电及良好触感等优点。

值得说明的是，本实用新型可有以下的制造设计变化：

一、本实施例中，由于该超高分子量聚乙烯纤维111不耐高温而不适合高温染色，因此，该外包纱12是于包绕该中心纱11前先进行高温染色，待染色完毕后再借由该中空锭子式捻线机2包绕该中心纱11，然而，若无需进行高温染色，则该外包纱12也可以先与该中心纱11进行包绕以制成该包覆纱结构体1后，再进行染色。

二、由于该外包纱12的包绕捻度是设定为600~1000TPM，若仅考虑包绕生产的速度，则可将包绕捻度设定为600TPM，相反地，若将包绕捻度提高为1000TPM时，由于该外包纱12的覆盖率较大，该手套将更为舒适。因此，当包绕捻度提高时，由于芳香族尼龙纱的成分提高，所以该包覆纱结构体1的防热效果将更为显著。归纳上述，本实用新型可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体1，借由将该外包纱12包绕该中心纱11而形成该包覆纱结构体1的设计，使该中心纱11、外包纱12的材质特性相结合并相辅相成，当应用于手套时，可使该手套具有质轻、耐用、耐磨损、耐热、吸湿、抗静电及良好触感等多数优点，故确实能达到本实用新型的目的。

Claims (9)

1.一种可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，是用以制备一手套，且该包覆纱结构体包含一束中心纱，及一束围绕该中心纱螺旋包绕的外包纱；其特征在于：

该中心纱包括多数条相集聚成束的超高分子量聚乙烯纤维；及

该外包纱包括多数条相集聚成束且以短纤纱所制成的人造纤维，并以一预定捻度螺旋包绕于该中心纱的一个环周面，且所述人造纤维为间位型芳香族聚醯胺纤维。

2.如权利要求1所述的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，其特征在于：该外包纱的人造纤维所用的间位型芳香族聚醯胺纤维是聚间苯二甲醯间苯二胺。

3.如权利要求2所述的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，其特征在于：该包覆纱结构体的纱线线密度是小于1000丹尼。

4.如权利要求2所述的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，其特征在于：该包覆纱结构体的比强力大于10克/丹尼。

5.如权利要求2所述的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，其特征在于：该包覆纱结构体的非均匀度是低于11％。

6.如权利要求2所述的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，其特征在于：该中心纱与外包纱是借由一中空锭子式捻线机进行包绕纺纱而相结合为该包覆纱结构体。

7.如权利要求2所述的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，其特征在于：该包覆纱结构体的捻度为每公尺纱线600至1000捻回数。

8.如权利要求2所述的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，其特征在于：该中心纱的纱线线密度是介于350丹尼至700丹尼。

9.如权利要求2所述的可以制成轻量化防热手套的包覆纱结构体，其特征在于：当以英制棉支数表示纱线的粗细时，该外包纱的纱线支数范围是介于30支至100支。

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