TW201930670A

TW201930670A - 皮芯式纖維及其複合紗線之製造方法

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Publication number: TW201930670A
Application number: TW107100163A
Authority: TW
Inventors: 魏英斌
Original assignee: 富利紡科技股份有限公司
Priority date: 2018-01-03
Filing date: 2018-01-03
Publication date: 2019-08-01

Abstract

本發明之目的在於提供一種多機能皮芯式纖維及其複合紗線之製造方法。此方法由二種紗線其中包含由三種不同成分之纖維捻成複合紗線。此二種紗線分別來自三種材質之纖維，其中之一是彈性材料(elastic material)，之二是皮層採用聚丙烯(PP)與芯層採用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之複合紗，這項發明因融合二種紗線的特性，複合之後兼具有吸汗、阻熱、疏水、速乾、輕量等多重機能之紗線特質。

Description

皮芯式纖維及其複合紗線之製造方法

本發明在於提供一種兼具吸汗、阻熱、疏水、速乾、輕量等多機能皮芯式纖維及其複合紗線之製造方法。

面臨海島型氣候的特徵：夏季炎熱濕黏，會讓人感到很不舒服。欲求改善之道，在戶外的服飾材質，必須兼顧阻熱、疏水及速乾等機能，而冬天的服飾材質，必須兼顧有輕量、彈性等機能。本發明之技術領域在解決此一問題。

傳統冬天抗熱的材料有兩類，其中一類為天然羊毛，有硬挺、透氣及強吸水效果等適合冬天抗冷需求的特點。但是，缺點是因材質硬挺，皮膚接觸感覺略粗糙，較不適合用於貼身服飾。

傳統冬天的材料另外一類為天然蠶絲，皮膚接觸感覺舒適及光澤佳，因此適合冬天需求。但是，缺點是因材質相當軟滑，穿起來過於垂墜，流汗後更易貼住身體，產生活動不便。

自從1931年合成纖維上市後，各種合成纖維如聚丙烯(PP)，尤其是其中的聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)。這兩種合成纖維各有特色，如聚丙烯(PP)的優點是輕量、耐磨、平滑、重量輕、抗蟲、抗霉、速乾，而且材質不易產生靜電、變形、起毛球和老損等。而聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維常與其他天然纖維合作布料以表現出兩者的特徵，棉-聚酯的衣物有強韌，防皺防撕裂，不易縮水等勝於棉質衣物的優點。聚酯纖維透氣性較差，使濕氣不易散發。如何使合成纖維，具有輕量保暖的優點，卻能集合各種纖維元素的優點，互補其缺點，成為很多創作或發明的目的。

市售的保暖衣，主要的原理不外乎三類，其一，為合成纖維摻入礦石材質、合成纖維摻入具有保溫特性之材質。這種保暖衣在市面上較常見到。在合成纖維(如聚酯纖維之PET、尼龍Nylon)的紡紗過程中添加礦石粉、遠紅外線粉等材料，或在紗線表面塗抹特殊保溫劑。

相較於紡織衣物材質，礦石的比熱小、熱平衡快，穿上添加礦石粉的衣物進到暖氣房，很快就能快速與環境溫度產生平衡作用，達到快速升溫的效果。

缺點：因為紡織衣物材質，礦石的比熱小、熱平衡快，在寒冷的環境裡溫度也相對地散熱得快，在低溫的環境下，穿上這種保暖衣反而會比一般紡織品衣物感覺更冷。

保暖衣原理，其二，透過紗線的織法或經緯交錯不同，以達到透氣效果。這類的合成纖維製成保暖衣，通常會抽成中空形的異形斷面紗線，織成較疏鬆透氣的針織布料，提升保暖升溫的效果。

缺點：但因為採用的是中空形異形斷面紗線方式，所以雖然溫度提升得快，在皮膚接觸的舒適度上，有比一般衣服舒服。但正因為冬天低溫下，造成人體皮膚快速排汗，穿此種保暖衣時，會因為外衣覆蓋，使得熱汗氣無法快速排出，感覺不舒適。同時，這種保暖衣如果少了汗水的濕度，合成纖維容易與皮膚磨擦產生靜電，在穿著時常有癢感。

保暖衣原理，其三，混用疏水性材質，大量混用疏水性好的紡織材質如PP等紡織纖維，或是在合成纖維上或纖維表面做疏水化加工處理。

上述製作缺點就是不易染色，而且不耐水洗。不環保。

中華民國專利前案中，亦有甚多具有複合紗之創作與發明，如申請號101114534公告號/證書號I583846布帛及纖維製品、申請號102146830公告號/證書號I555890具有吸收紅外線功能的紗線及其紡織品、申請號096138872公告號/證書號I350872長效纖維之結構組成、申請號101130584公開號201346084纖維、製備方法及紡織品、申請號103102027公告號/證書號1513808具有低表面能纖維之製造方法、申請號100100655公告號/證書號1437141具有優良濕度調節效能之纖維及其應用和製造方法、申請號098122940公告號/證書號1374952 4T型斷面之纖維及製造該4T型斷面之纖維之噴絲板及方法、申請號087117197公告號/證書號448254抗紫外線聚酯組成物及其所製成之纖維和布種。

而這些專利，都不出上述三種機能衣原理，且都有其優點與缺點。因此，亟需要研究出一種能有複合機能衣優點之多機能纖維，來解決能吸汗、阻熱、疏水、速乾、輕量等五種需求的合成纖維及其複合紗線之製造方法。

有鑑於此，本發明需要開發出一種能解決夏季及冬季服飾需求的合成纖維複合紗線之製造方法，能針對現有技術存在之缺點，提供一種兼具吸汗、阻熱、疏水、速乾、輕量等多機能皮芯式纖維及其複合紗線之製造方法。

為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案：本次專利發明，是利用二種不同紗線，用包覆方式，組合成單一複合紗線。

複合紗線由二種纖維，而其中有三種成分。成分也有特定的定義。採用皮芯式纖維方式，把各種纖維的優點集合成獨一無二之產品。同時提供兼具有吸汗、阻熱、疏水、速乾、輕量等特性之合成纖維，由這二種紗線複合加工而成複合式紗線。

二條紗線之一為彈性紗(elastic material)，係為彈性纖維(台灣習稱OP，或日本習稱PU，或歐美習稱Lycra或Spandex)。依據ISO 2076或DIN60001，彈性纖維(Elastan fibers)是由重量85%以上之鏈結聚胺基甲酸酯(Segmented Polyurethane)組成之線性大分子合成纖維。其具有很強的彈性與高伸展度。

二條紗線由另外一條紗線纏繞彈性纖維，其外層紗係由聚丙烯(PP)與聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)組成，由聚丙烯(PP)呈現疏水性和速乾性。聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)則呈現阻光、染色效果。

本發明屬合成纖維之創新結構，雖滲入礦石粉之二氧化鈦(TiO2)，但由於採用皮芯式纖維複合模式，礦石粉加在芯層之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)內，故無上述加礦石粉之缺點。

本發明包含這種類，但在合成纖維上有全新的作法，可以克服以下傳統的缺點：在大量吸水後不容易乾。因此在進行運動過後或是日曬下，汗流浹背時，如果立即進入冷氣房，濕透的衣物瞬間變冷，容易讓身體著涼。最好是換件衣服避免感冒。再則，吸收汗水後，容易產生汗臭味，及悶濕感。

本發明採用聚丙烯(PP)材質以符合疏水及速乾效果，但是又要克服纖維染色問題。因此加入聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)，讓它具有化纖的染色穩定度。擁有聚酯材質加上聚丙烯(PP)材質的雙重優點。

為更清楚地闡述本發明的原理，及紗線複合的實際態樣，以顯示此製造方法之功效，以下結合圖表實例說明本發明之內涵。

1.‧‧‧保暖衣

2.‧‧‧礦石粉、遠紅外線粉或其他升溫物質

3.‧‧‧十字形、Y字形織法

4.‧‧‧PP、鐵氟龍等

5.‧‧‧天然蠶絲

6.‧‧‧天然麻

7.‧‧‧天然棉

8.‧‧‧聚丙烯(PP)

81‧‧‧疏水基混合物

9.‧‧‧聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)

91‧‧‧二氧化鈦等礦石粉

10.‧‧‧複合型長纖(緯線)PP/PET複合紗

11.‧‧‧彈性材質如彈性紗(spandex)

第一圖保暖衣原理圖

第二圖取代(天然麻\棉\蠶絲)之新世代商品圖

第三圖採用二紗線混合三種成分之皮芯式纖維圖

第四圖聚丙烯(PP)與PET兩種成分複合紗線圖

請參照第一圖，說明既有保暖衣1的原理，有三類，第一類為摻入具有升溫特性材質，升溫特性材質比衣物材質比熱小、熱平衡快。例如礦石粉、遠紅外線粉或其他升溫物質2；第二類為織法經緯交錯的透氣效果，如十字形、Y字形織法3；第三類為混用疏水性材質或表面疏水加工，如具有聚丙烯(PP)、鐵氟龍等4。

請參照第二圖說明新世代之合成纖維如何取代天然麻6、天然棉7與天然蠶絲5。天然蠶絲5具有觸感冰涼、光澤佳之優點，但也具有軟滑、垂墬、貼住身體之缺點，可用聚丙烯(PP)8取代，但因為不易上色，有必要以PET 9補強；天然麻6具有透氣、吸水、涼爽之優點，但同時也有硬挺且觸感粗糙之缺點，可用聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9取代，但仍有少許吸水缺點，有必要以聚丙烯(PP)10補強；天然棉7具有吸水排汗之優點，也有重量過重缺點，得以用聚丙烯(PP)10取代，因為它具有重量僅為天然棉150%的特性。

複合紗組織架構，簡單的說，就是把多種纖維分層複合而成，各纖維之間各有不同成分，就有不同特性，讓每層發揮不同的效果，藉以模擬天然棉7、天然麻6及天然蠶絲5特性優點，同時具有合成纖維的優點，相互互補天然棉7、天然麻6及天然蠶絲5與聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9、聚丙烯(PP)8纖維的缺點，達到最佳效果。

請參照第三圖，本發明係利用二種不同紗線，用包覆方式，組合成單一複合紗線。而其複合方式，在合成纖維中是屬於皮芯式纖維。

皮芯式複合纖維是由不同性能或結構的聚合物以一種組分包圍另一種組分或相互間層層包覆並沿纖維軸向複合而成的。本發明之皮芯式複合纖維是屬於同心圓型。這種纖維可利用各組分不同的性質而產生不同的形態和效果。本發明係以聚丙烯(PP 8)和聚酯纖維之PET 9之皮芯式複合纖維，主要以聚丙烯(PP 8)為皮，聚酯纖維之聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9為芯，兼具聚丙烯(PP)8和聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9的優點。

二種紗線其中有三種成分。成分也有特定的定義。採用皮芯式纖維方式，把各種纖維的優點集合成獨一無二之產品。同時具有其中一種提供同時兼具有吸汗、阻熱、疏水、速乾、輕量等特性之合成纖維，由這三種紗線複合加工而成複合式紗線。

二條紗線之一為彈性紗11，係為彈性纖維(台灣習稱OP，或日本習稱PU，或歐美習稱Lycra或Spandex)。依據ISO 2076或DIN60001，彈性纖維(Elastan fibers)是由重量85%以上之鏈結聚胺基甲酸酯(Segmented Polyurethane)組成之線性大分子合成纖維。其具有很強的彈性與高伸展度。

二條紗線由另外一條紗線纏繞彈性纖維，其外層紗係由聚丙烯(PP)8與聚酯纖維之聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9組成，由聚丙烯PP 8呈現輕量性、疏水性和速乾性。聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9則呈現阻光、隔熱的效果。

內層使用彈性材料(elastic material)11，外層使用聚丙烯PP 8與對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9複合，這項發明因二種纖維的特殊性，合成了具有吸汗、阻熱、疏水、速乾、輕量等多機能之紗線特質。

請參照第四圖，特別一提的是外層：複合型長纖(緯線)PP/對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)複合紗10，其中聚丙烯(PP)8與對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9的複合成此紗線，並非分開的兩種纖維，而是，將兩種成分，分流注入合成同一條紗線。此種分流注入抽成紗的好處在於：

1.製造過程中在芯層之聚對苯二甲酸乙二酯纖維(PET)9中添加二氧化鈦等礦石粉91或其他冷卻劑，因皮膚不直接接觸礦石粉，觸感較佳，且有阻光作用。

2.礦石粉因包在芯層內，不損及織布機器的損針。

3.有助於染色準確性。

4.皮層的聚丙烯(PP)8為疏水基材質81，使表面不親水。

綜觀上述可知，本發明在突破先前之技術結構下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，再者，本發明申請前未曾公開，其所具之新穎性、進步性，顯已符合發明專利之申請要件，爰依法提出發明申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

以上所述之實施列僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，及大凡一本發明所揭示之精神所做之變化，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

Claims

一種多機能皮芯式纖維及其複合紗線之製造方法，此方法具有一種提供同時兼具有吸汗、阻熱、疏水、速乾、輕量等多重保暖機能之二種纖維之紗線複合成單一紗線。此複合之二種紗線特徵在於：-內層使用彈性材質之彈性紗(Spandex)；-外層是皮芯式纖維，其皮層採用聚丙烯(PP)與芯層採用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之複合紗；
如申請專利範圍之第1項中，外層相互纏繞內層。
如申請專利範圍之第1項中，二種紗線的外層之皮芯式纖維的皮層添加疏水基的混合物。
如申請專利範圍之第1項中，外層之皮芯式纖維的芯層添加礦石粉材質之二氧化鈦(TiO₂)。
如申請專利範圍之第1項中，最內層彈性紗改為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)與聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)複合纖維的彈性材質纖維(elastic material)。
如申請專利範圍之第1項中，利用空氣噴節技術(Air Entangling)之空氣複合紗(AIR-TEXTURED YARN，ATY)或聚酯加工絲交絡噴節的方法，將皮芯式纖維，其皮層採用聚丙烯(PP)與芯層採用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之複合紗纏繞在聚酯纖維(PET)與聚對苯二甲酸丙二酯纖維(PTT)複合材質之彈性纖維之外部；
如申請專利範圍之第1項中，最內層彈性材質改用彈性紗(Spandex)和 PET與PTT複合纖維之混合彈性材質。
如申請專利範圍之第4項中，外層之皮芯式纖維的芯層改添加其他礦石粉或遠紅外線粉或其他升溫發熱劑。