TW201947074A - 製造紋理化多成份纖維的方法 - Google Patents

Abstract

提供一種用於紋理化多成份纖維之方法。該方法包含：(A)提供多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；以及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且其中該水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於該多成份纖維之外側截面之周邊；及(B)使該多成份纖維穿過包含第一加熱裝置及加撚單元之第一區，其中該第一加熱裝置具有比用於以下纖維之溫度低至少10%之加熱溫度：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，在該纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。

Description

製造紋理化多成份纖維的方法

本發明係關於多成份纖維，其包含至少一種非水分散性合成聚合物及至少一種水分散性聚合物；其中該水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於該多成份纖維之外側截面之周邊。亦提供包含多成份纖維之物品，以及用於製備多成份纖維，紋理化多成份纖維及生產包含多成份纖維之各種織物的方法。

低丹尼細絲(微纖維)對於紡織行業專用效能產物之價值係眾所周知的。此類低丹尼細絲之產量由於對極小纖維之處理而頗具挑戰性。用於避開此挑戰之一種方法係製造多成份纖維，其中製造較大纖維且形成為紡織物，且接著在次級製程中移除彼多成份纖維之部分，僅在紡織產品中留下小纖維。在本發明中，對此多成份方法進行改進，其中包含紗線之多成份纖維設計成使得水溶性或水分散性可移除成份以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊。此改良的多成份纖維在後續加工步驟中具有更佳的效能且在紡絲及處理操作中更加穩定。

在本發明之一個實施例中，提供一種具有成形截面之多成份纖維，該多成份纖維包含：
(A) 至少一種水分散性聚合物；及
(B) 包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且
其中該水分散性聚合物以不超過55%水分散性聚合物之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊。

在本發明之另一實施例中，提供一種具有成形截面之多成份纖維，該多成份纖維包含：
(A) 至少一種水分散性聚合物；及
(B) 包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且
其中該水分散性聚合物以不超過25%水分散性聚合物之比例存在於該多成份纖維之該外側截面之周邊。

亦提供由多成份纖維製成之物品，包括編織物及非編織物。

在本發明之另一實施例中，提供一種製備多成份纖維之方法。該方法包含紡絲具有成形截面之多成份纖維，該多成份纖維包含：
(A) 至少一種水分散性聚合物；及
(B) 包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且
其中該水分散性聚合物以不超過55%水分散性聚合物之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊。

在另一實施例中，提供一種用於紋理化具有成形截面之多成份纖維之方法。該方法包含：(A)提供多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；以及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；及(B)使多成份纖維穿過包含第一加熱裝置及加撚單元之第一區，其中該第一加熱裝置具有比用於以下纖維之溫度小至少10%之加熱溫度：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。

在本發明之另一實施例中，提供一種用於紋理化具有成形截面之多成份纖維之方法。該方法包含：(A)提供多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；以及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；及(B)使多成份纖維穿過包含第一加熱裝置、加撚單元及冷卻區之第一區，其中使多成份纖維穿過第一區之步驟包含加熱多成份纖維，向多成份纖維提供加撚及冷卻多成份纖維，且其中第一加熱裝置具有比用於以下纖維之溫度小至少10%之加熱溫度：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼；及(C)視情況，使纖維穿過第二區，其中該第二區包含第二加熱裝置。

在本發明之另一實施例中，提供一種用於紋理化纖維之方法。該方法包含：(A)提供第一纖維，其中該第一纖維係多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；以及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；(B)提供第二纖維；(C)使第一纖維穿過第一加工區，其中該第一加工區包含加熱裝置及加撚區，其中第一纖維經加熱，其中第一加熱裝置之加熱溫度比用於以下纖維之溫度小至少10%：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼，其中加撚區包含至少一個摩擦盤；(D)使第二纖維穿過第二加工區，其中該第二加工區包含加熱裝置及加撚區，其中第二纖維經加熱；及(E)組合第一纖維及第二纖維以製備紗線，該紗線包含具有成形截面及至少一種水分散性聚合物以及第二纖維之多成份纖維。

在另一實施例中，提供一種用於紋理化具有成形截面之多成份纖維之方法。該方法包含：(A)提供多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；以及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且其中該水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊；及(B)使多成份纖維穿過包含第一加熱裝置及加撚單元之第一區，其中該第一加熱裝置具有比用於以下纖維之溫度小至少10%之加熱溫度：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。

在本發明之另一實施例中，提供一種用於紋理化具有成形截面之多成份纖維之方法。該方法包含：(A)提供具有成形截面及至少一種水分散性聚合物之多成份纖維；以及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且其中水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊；及(B)使多成份纖維穿過第一區，該第一區包含加熱裝置、加撚單元及冷卻區，其中使多成份纖維穿過第一區之步驟包含加熱多成份纖維，向多成份纖維提供加撚及冷卻多成份纖維，且其中第一加熱裝置具有比用於以下纖維之溫度小至少10%之加熱溫度：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼；及(C)視情況，使纖維穿過第二區，其中第二區包含第二加熱裝置。

在本發明之另一實施例中，提供一種用於紋理化纖維之方法。該方法包含：(A)提供第一纖維，其中該第一纖維係多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；以及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且其中水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊；(B)提供第二纖維；(C)使第一纖維穿過第一加工區，其中該第一加工區包含加熱裝置及加撚區，其中第一纖維經加熱，其中第一加熱裝置之加熱溫度比用於以下纖維之溫度小至少10%：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼，其中加撚區包含至少一個摩擦盤；(D)使第二纖維穿過第二加工區，其中該第二加工區包含加熱裝置及加撚區，其中第二纖維經加熱；及(E)組合第一纖維及第二纖維以製備紗線，該紗線包含具有成形截面及至少一種水分散性聚合物以及第二纖維之多成份纖維。

在本發明之另一實施例中，提供一種生產織物之方法。該方法包含：1)提供複數個多成份纖維；其中該多成份纖維包含至少一種非水分散性合成聚合物及至少一種水分散性聚合物，其中該多成份纖維具有水分散性聚合物段及非水分散性合成聚合物段；其中該水分散性聚合物以不超過約55%水分散性聚合物之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊；及2)織造、針織及/或編結多成份纖維以製備織物。

相關申請案之交叉參考

本申請案係主張以下各者之優先權之原始申請案：2018年4月9日申請之美國臨時申請案62/654,938、2018年12月21日申請之臨時申請案62/783,335、2018年12月21日申請之美國臨時申請案62/783,339、2018年12月21日申請之美國臨時申請案62/783,358、2018年12月21日申請之美國臨時申請案62/783,364及2018年12月21日申請之美國臨時申請案62/783,348。前述申請案以引用之方式併入本文中，至其不與本文中之陳述相抵觸之程度。

本發明提供一種具有成形截面之多成份纖維，該多成份纖維包含：(A)至少一種水分散性聚合物；及(B)包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的水分散性聚合物彼此分隔開；且其中該水分散性聚合物以不大於55%之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊。本發明亦提供一種用於使具有成形截面之多成份纖維紋理化之方法。

如本文所用之術語「多成份纖維」欲意謂藉由以下製備之纖維或細絲：在分開的擠壓機中熔化至少兩種或更多種纖維形成聚合物，引導所得多種聚合物流入具有複數個分佈流道之一個紡絲頭，及將流道紡絲在一起以形成一種纖維。多成份纖維有時亦稱作結合物或雙成份纖維。聚合物沿多成份纖維之截面以不同段或組態配置且沿著多成份纖維之長度持續延長。該等多成份纖維之組態可包括例如偏心皮芯型、並排、分段圓餅式、條紋狀(條帶)、散島狀。舉例而言，多成份纖維可藉由以下製備：經由紡絲頭分別擠壓水分散性磺酸基聚酯及一或多種非水分散性合成聚合物，該紡絲頭具有成形或經工程改造之橫向幾何形狀，諸如條紋狀組態。

術語「段」及/或「域」在用於描述多成份纖維之成形截面時係指截面內包含非水分散性合成聚合物之區域。此等域或段實質上由插入段或域之間的水分散性聚合物彼此分隔開。如本文所用之術語「實質上經分離」欲意謂經設定為彼此隔開以容許在移除水分散性聚合物後段或域形成個別纖維之段或域。段或域可具有相似形狀及大小或形狀及/或大小可變化。此外，段或域沿著多成份纖維之長度可為「實質上連續的」。術語「實質上連續的」意謂段或域沿著多成份纖維之至少10 cm長度係連續的。在本發明之一個實施例中，多成份纖維之此等段或域在移除時產生條帶纖維。

如參考水分散性聚合物(例如硫聚酯)之水分散性成份所用的術語「水分散性」意欲與術語「水可耗散性」、「水可崩解的」、「水可溶性」、「水可驅散性」、「水溶性」、「水可移除性」、「水溶性的(hydrosoluble)」及「水可分散的」同義且欲意謂水分散性聚合物成份足以自多成份纖維移除且藉由水作用分散及/或溶解以實現其中所含有的非水分散性纖維之釋放及分離。術語「分散」、「分散性」、「耗散」或「可耗散的」意謂當使用足夠量之去離子水(例如按重量計100:1 水:纖維)以在約60℃之溫度下且在最多5天之時間段內形成水分散性聚合物纖維之鬆散懸浮液或漿液時，水分散性聚合物成份溶解、崩解或自多成份纖維分離，因此留下來自非水分散性段之複數個條帶纖維。

在本發明之上下文中，此等所有術語係指水及水混溶性共溶劑之混合物對本文所描述之水分散性聚合物之活性。該等水混溶性共溶劑之實例包括醇、酮、二醇醚、酯及其類似物。此術語意欲包括水分散性聚合物溶解以形成真溶液之情況以及水分散性聚合物分散於水性介質內之彼等情況。當水分散性聚合物係磺酸基聚酯時，由於磺酸基聚酯組合物之統計特徵，將單個磺酸基聚酯樣品置放於水性介質中時，有可能具有可溶性級分及分散級分。

如本文所用之術語「聚酯」涵蓋「均聚酯」及「共聚酯」兩者且意謂藉由使雙官能羧酸與雙官能羥基化合物聚縮合來製備之合成聚合物。通常，雙官能羧酸係二羧酸且雙官能羥基化合物係二元醇，諸如乙二醇及二醇。可替代地，雙官能羧酸可為羥基羧酸，諸如對羥基苯甲酸，且雙官能羥基化合物可為具有兩個羥基取代基之芳族核，諸如對苯二酚。如本文所用，術語「磺酸基聚酯」意謂包含磺酸基單體之任何聚酯。如本文所用之術語「殘基」意謂經由涉及對應單體之聚縮合反應結合至聚合物中之任何有機結構。因此，二羧酸殘基可來源於二羧酸單體或其相關酸鹵化物、酯、鹽、酸酐或其混合物。因此，術語二羧酸意欲包括適用於與二醇之聚縮合過程以製備高分子量聚酯之二羧酸及二羧酸之任何衍生物，包括其相關酸鹵化物、酯、半酯、鹽、半鹽、酸酐、混合酸酐或其混合物。

本發明之水分散性聚合物可為此項技術中已知之任何水分散性聚合物。水分散性聚合物包括但不限於硫聚酯、聚乙烯醇、丙烯酸類、聚乙二醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯亞胺、聚四級胺、環氧乙烷之聚合物、澱粉及經改質纖維質。丙烯酸類之實例包括但不限於乙烯-丙烯酸共聚物及聚丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物。改質纖維素之實例係羥基乙基纖維素。

在本發明之一個實施例中，水分散性聚合物係水分散性磺酸基聚酯。水分散性磺酸基聚酯一般包含二羧酸單體殘基、磺酸基單體殘基、二醇單體殘基及重複單元。磺酸基單體可為二羧酸、二醇或羥基羧酸。如本文所用之術語「單體殘基」意謂二羧酸、二醇或羥基羧酸之殘基。如本文所用之「重複單元」意謂具有2個經由羰氧基鍵合之單體殘基之有機結構。本發明之磺酸基聚酯含有實質上相同莫耳比例之酸殘基(100莫耳百分比)及二醇殘基(100莫耳百分比)，其以實質上相同之比例反應使得重複單元之總莫耳數等於100莫耳百分比。本發明中所提供之莫耳百分比因此可以酸殘基之總莫耳數、二醇殘基之總莫耳數或重複單元之總莫耳數計。舉例而言，以全部重複單元計含有30莫耳百分比之磺酸基單體(其可為二羧酸、二醇或羥基羧酸)之磺酸基聚酯意謂磺酸基聚酯含有總計100莫耳百分比重複單元中30莫耳百分比磺酸基單體。因此，在每100莫耳重複單元之間存在30莫耳磺酸基單體殘基。類似地，以總酸殘基計含有30莫耳百分比磺化二羧酸之磺酸基聚酯意謂磺酸基聚酯含有總100莫耳百分比酸殘基中30莫耳百分比磺化二羧酸。因此，在此後者情況下，在每100莫耳酸殘基之間存在30莫耳磺化二羧酸殘基。

儘管在多成份纖維設計中包括水分散性聚合物成份因為可在水溶液方法中將其移除以留下極小非水分散性聚合物纖維而係期望的，但水分散性聚合物之其他特性可產生關於多成份纖維產量、多成份纖維儲存之加工問題，及後續加工中多成份纖維之效能。通常，纖維中之水分散性聚合物成份將由於典型的截面設計或意欲促進水分散性聚合物成份輕易分解之目的而包含顯著百分比之多成份纖維表面(周邊)。在本發明中已發現應減少多成份纖維之表面處水分散性聚合物之量。此減少形成就紡絲處理及後續加工而言更加穩定之多成份纖維。舉例而言，在周邊處具有大於55%水分散性聚合物之多成份纖維可經歷以下加工問題：1)隨儲存條件變化而增加之解繞張力；2)導致設備組件磨損之後續加工設備中之高摩擦；3)對加工組分之敏感性；4)在紡絲製程組態中較差的效能；及5)多成份纖維紗線之後加工。

在本發明中，水分散性聚合物以不超過約55%水分散性聚合物之比例存在於本發明之多成份纖維之外側截面之周邊。在本發明之其他實施例中，多成份纖維之外側截面之周邊具有不超過約54%、53%、52%、51%、50%、49%、48%、47%、46%、45%、44%、43%、42%、41%、40%、39%、38%、37%、36%、35%、34%、33%、32%、31%、30%、29%、28%、27%、26%、25%、24%、23%、22%、21%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%或1%之水分散性聚合物之比例。

在本發明之另一實施例中，在多成份纖維之周邊水分散性聚合物之量可在約1%至約55%、約5%至約53%、約5%至約50%、約5%至約45%、約5%至50%、約5%至約40%、約7%至約35%、約7%至約30%、約7%至約25%、約8%至約23%、約9%至約22%、約10%至約21%、約11%至約20%、約12%至約19%及約13%至約18%範圍內變化。在多成份纖維之周邊水分散性聚合物之百分比可藉由拍攝多成份纖維之截面之圖像及量測包含水分散性聚合物之周邊之長度來量測。在測定此長度之後，其除以多成份纖維之總周邊。

在本發明之一個實施例中，多成份纖維具有如圖2中所示之條紋狀或條帶截面。其含有11個條帶，外部條帶係非水分散性合成聚合物。其含有6個非水分散性合成聚合物之條帶，及5個水分散性聚合物之窄條帶。在一個實施例中，水分散性聚合物係磺酸基聚酯，且非水分散性聚合物係聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。

在另一實施例中，多成份纖維具有如圖3及4中所示之分段圓餅式組態。在圖3中，多成份纖維具有16段，其中8個水分散性聚合物域分開8個非水分散性域。在圖4中，多成份纖維具有32個段，其中16個水分散性聚合物域分離16個非水分散性域。在此等兩個圖中，存在於多成份纖維之外側截面之周邊的水分散性聚合物為21.6%。

可將多成份纖維切割成任何長度，從而可用於製備此項技術中已知之任何物品。該等物品包括但不限於非編織物品或切段短纖紗。在一個實施例中，切割多成份纖維以製備切段纖維。如本文所用，「切段纖維」係指具有離散長度之纖維。一般而言，切段纖維可具有0.1毫米(mm)至100 mm之切割長度；然而，3 mm至10 mm之切割長度一般係較佳的。在本發明之一個實施例中，將多成份纖維切割成在至少0.1、0.25或0.5毫米及/或不超過25、10、5或2毫米範圍內之長度。對於切段短纖紗，可將多成份纖維切割成具有在20 mm至100 mm範圍內之切割長度之切段纖維。在一個實施例中，切割確保一致的纖維長度，使得至少75、85、90、95或98百分比之個別纖維具有在所有纖維之平均長度之90、95或98百分比內之單個長度。

另外，吾等發明亦提供一種用於生產多成份纖維及自其衍生之微纖維的方法，該方法包含(a)生產多成份纖維及(b)由多成份纖維產生微纖維。

用以製備多成份纖維之方法包含紡絲至少一種水分散性聚合物及至少一種非水分散性合成聚合物以製備多成份纖維。在一個實施例中，該方法藉由以下開始：(a)紡絲玻璃轉移溫度(Tg)為至少25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃之水分散性磺酸基聚酯及一或多種非水分散性合成聚合物。多成份纖維可具有複數個段，該等段包含實質上由插入段之間的磺酸基聚酯彼此分隔之非水分散性合成聚合物。磺酸基聚酯可包含：
(i)以總酸殘基計，約50至約96莫耳百分比之一或多種間苯二甲酸及/或對苯二甲酸之殘基；
(ii)以總酸殘基計，約4至約30莫耳百分比之鈉代磺酸基間苯二甲酸之殘基；
(iii)一或多種二醇殘基，其中以總二醇殘基計，至少25莫耳百分比係聚(乙二醇)，其具有結構H-(OCH₂ -CH₂ )_n -OH，其中n係在2至約500範圍內之整數；及
(iv)以總重複單元計，0至約20莫耳百分比之具有3個或更多個官能基之分支單體的殘基，其中官能基係羥基、羧基或其組合。理想地，磺酸基聚酯具有在240℃下在1弧度/秒之應變率下量測之小於12,000、8,000或6,000泊之熔融黏度。

微纖維由以下產生：(b)使多成份纖維與水接觸以移除水分散性聚合物，進而形成包含非水分散性合成聚合物之微纖維。當水分散性聚合物係用於非編織應用在磺酸基聚酯時，通常，使多成份纖維與水在約25℃至約100℃之溫度下，或在約50℃至約80℃之溫度下接觸約10至約600秒之時段，藉此耗散或溶解磺酸基聚酯。在編織、針織或編結應用中，使多成份纖維與水在約25℃至約150℃、約50℃至約150℃、約80℃至約150℃、或約80℃至約130℃之溫度下接觸。

在本發明之多成份纖維中水分散性聚合物與非水分散性合成聚合物成份之重量比一般在約98:2至約2:98範圍內或在另一實例中在約25:75至約75:25範圍內。在本發明之另一實施例中，在本發明之多成份纖維中水分散性聚合物與非水分散性合成聚合物成份之重量比係呈約90:10之比率。通常，水分散性聚合物佔多成份纖維之總重量之50重量%或更少、40重量%或更少、30重量%或更少、20重量%或更少。在本發明之一個實施例中，水分散性聚合物係磺酸基聚酯。

亦提供一種用以製備包含本發明多成份纖維之編織、針織或編結物品或織物之方法。多成份纖維可與此項技術中已知之任何其他纖維編織、針織或編結。在編織、針織或編結物品或織物之後，使物品或織物與水接觸以移除水分散性聚合物。

在本發明之另一實施例中，可視最終用途應用而定將多成份纖維切割成任何長度。在一個實施例中，切割多成份以製備非編織介質。該方法包含：
(a)將多成份纖維切割成長度小於100毫米之經切割多成份纖維；
(b)使包含經切割多成份纖維之含纖維原料與清洗水接觸至少0.1、0.5或1分鐘及/或不超過30、20或10分鐘以製備纖維混合漿液，其中清洗水可具有小於10、8、7.5、或7之pH值且可實質上不含添加之苛性鹼；
(c)加熱纖維混合漿液以製備經加熱之纖維混合漿液；
(d)視情況，使纖維混合漿液在剪切區中混合；
(e)自多成份纖維移除磺酸基聚酯之至少一部分以製備漿液混合物，該漿液混合物包含磺酸基聚酯分散液及微纖維；
(f)自漿液混合物移除磺酸基聚酯分散液之至少一部分以藉此提供包含微纖維之濕漿板，其中該濕漿板由至少5、10、15或20重量%及/或不超過70、55或40重量%之微纖維及至少30、45或60重量%及/或不超過90、85或80重量%之磺酸基聚酯分散液構成，其中磺酸基聚酯分散液係由水及水分散性磺酸基聚酯構成之水性分散液；及
(g)使濕漿板與稀釋液體組合以製備稀釋的濕鋪漿液或「纖維配料」，其包含呈至少0.001、0.005或0.01重量%及/或不超過1、0.5或0.1重量%之量的微纖維，以製備非編織介質。

在本發明之另一實施例中，濕漿板由至少5、10、15或20重量%及/或不超過50、45或40重量%之非水分散性微纖維及至少50、55或60重量%及/或不超過90、85或80重量%之磺酸基聚酯分散液構成。

另外，濕漿板可進一步包含纖維加工組合物，該纖維加工組合物包含油、蠟及/或脂肪酸。用於纖維加工組合物之脂肪酸及/或油可為天然來源的。在另一實施例中，纖維加工組合物包含礦物油、硬脂酸酯、脫水山梨糖醇酯及/或牛腳油。纖維加工組合物可構成濕漿板之至少10、50或100 ppmw及/或不超過5,000、1000或500 ppmw。

可藉由漿液混合物之物理觀測確定水分散性磺酸基聚酯之移除。若已移除大部分水分散性磺酸基聚酯，則用於沖洗織物或物品之水係透明的。若水分散性磺酸基聚酯仍以明顯量存在，則用於沖洗織物或物品之水的顏色可為乳白色。另外，若水分散性磺酸基聚酯存留在織物或物品上，則織物或物品之觸感在某種程度上可為發黏的。

在本發明之一個實施例中，可使用至少一種水軟化劑促進水分散性磺酸基聚酯自多成份纖維之移除。可利用此項技術中已知之任何水軟化劑。在一個實施例中，水軟化劑係螯合劑或鈣離子錯隔劑。可適用的螯合劑或鈣離子錯隔劑係每分子含有複數個羧酸基之化合物，其中螯合劑之分子結構中之羧基由2至6個原子分隔開。乙二胺四乙酸(EDTA)四鈉係最常見螯合劑之實例，其每個分子結構含有四個羧酸部分，相鄰羧酸基之間有3個原子之分開。順丁烯二酸或丁二酸之鈉鹽係最基本螯合劑化合物之實例。可適用螯合劑之其他實例包括在分子結構中具有多個羧酸基之化合物，其中羧酸基經分隔開所需距離(2至6個原子單位)，從而獲得與二價或多價陽離子(諸如鈣)有利的空間相互作用，從而使螯合劑較佳地與二價或多價陽離子結合。該等化合物包括例如二伸乙三胺五乙酸；二伸乙基三胺-N,N,N',N',N''-五乙酸；三胺五乙酸；N,N-雙(2-(雙-(羧甲基)胺基)乙基)-甘胺酸；二伸乙基三胺五乙酸；[[(羧甲基)亞胺基]雙(伸乙基氮基)]-四-乙酸；依地酸；伸乙基二氮基四乙酸；EDTA，游離鹼；EDTA，游離酸；乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸；hampene；維爾烯；N,N'-1,2-乙烷二基雙-(N-(羧甲基)甘胺酸)；乙二胺四-乙酸；N,N-雙(羧甲基)甘胺酸；次氮基三乙酸；trilone A；α,α',α''-5三甲基胺三羧酸；三(羧甲基)胺；胺基三乙酸；hampshire NTA酸；氮基-2,2',2''-三乙酸；titriplex i；氮基三乙酸；及其混合物。

本文所描述之磺酸基聚酯可具有至少約0.1、0.2或0.3 dL/g、較佳約0.2至0.3 dL/g且最佳地大於約0.3 dL/g之固有黏度(下文中簡稱為「I.V.」)，如在苯酚/四氯乙烷溶劑之60/40重量份溶液中在25℃下及磺酸基聚酯在100 mL溶劑中約0.5 g之濃度下所量測。

本發明之磺酸基聚酯可包括一或多種二羧酸殘基。視磺酸基單體之類型及濃度而定，二羧酸殘基可包含至少60、65或70莫耳百分比及不超過95或100莫耳百分比之酸殘基。可使用之二羧酸之實例包括脂族二羧酸、脂環族二羧酸、芳族二羧酸或此等酸中之兩者或更多者之混合物。因此，適合之二羧酸包括但不限於琥珀酸、戊二酸、己二酸、杜鵑花酸、癸二酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、伊康酸、1,3-環己烷二甲酸、1,4環己烷二羧酸、二乙醇酸、2,5-降冰片烷二羧酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,5-萘二甲酸、聯苯、4,4'-氧基二苯甲酸、4,4'-磺醯基二苯甲酸及間苯二甲酸。較佳之二羧酸殘基係間苯二甲酸、對苯二甲酸及1,4-環己烷二甲酸，或若使用二酯，具有間苯二甲酸及對苯二甲酸之殘基之對苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸二甲酯及二甲基-1,4-環己烷二甲酸酯係尤其較佳的。儘管二羧酸甲酯係最佳的實施例，但亦可接受的係包括高階烷基酯，諸如乙基、丙基、異丙基、丁基等等。另外，亦可採用芳族酯，尤其苯基。

以總重複單元計，磺酸基聚酯可包括至少4、6或8莫耳百分比及不超過約40、35、30或25莫耳百分比之至少一種磺酸基單體之殘基，該磺酸基單體具有2個官能基及連接至芳族或環脂族環之一或多個磺酸酯基團，其中官能基係羥基、羧基或其組合。磺酸基單體可為二羧酸或其含有磺酸酯基團之酯、含有磺酸酯基團之二醇或含有磺酸酯基團之羥基酸。術語「磺酸酯」係指具有結構「-SO₃ M」之磺酸鹽，其中M係磺酸鹽之陽離子。磺酸鹽之陽離子可為金屬離子，諸如Li⁺ 、Na⁺ 、K⁺ 及其類似者。當單價鹼金屬離子用作磺酸鹽之陽離子時，所得磺酸基聚酯可以視聚合物中磺酸基單體之含量、水溫、磺酸基聚酯之表面積/厚度等等而定的分散速率完全分散於水中。當使用二價金屬離子時，所得磺酸基聚酯不易由冷水分散但更易於由熱水分散。在單一聚合物組合物內利用超過一種抗衡離子係可能的且可提供調適或微調所得製品之水響應度之手段。磺酸基單體殘基之實例包括其中磺酸鹽基團連接至芳族酸核，諸如苯、萘、二苯基、氧二苯基、磺醯基二苯基、亞甲基二苯基或環脂族環(例如環戊基、環丁基、環庚基及環辛基)的單體殘基。可用於本發明之磺酸基單體殘基之其他實例係磺酸基鄰苯二甲酸、磺酸基對苯二甲酸、磺酸基間苯二甲酸或其組合之金屬磺酸鹽。可使用之磺酸基單體之其他實例包括5-鈉代磺酸基間苯二甲酸及其酯。

用於製備磺酸基聚酯之磺酸基單體係已知化合物且可使用此項技術中熟知之方法製備。舉例而言，其中磺酸酯基團連接至芳環之磺酸基單體可藉由以下方式製備：用發煙硫酸磺化芳族化合物以獲得對應的磺酸且繼之以與金屬氧化物或鹼(例如醋酸鈉)之反應以製備磺酸鹽。用於製備各種磺酸基單體之程序描述於例如美國專利第3,779,993號、美國專利第3,018,272號；及美國專利第3,528,947號中，該等專利之揭示內容以引用之方式併入本文中。

磺酸基聚酯可包括一或多個二醇殘基，該等二醇殘基可包括脂族、環脂族及芳烷基二醇。環脂族二醇(例如1,3-及1,4-環己烷二甲醇)可以其純的順式或反式異構體形式或順式及反式異構體之混合物形式存在。如本文所用，術語「二醇(diol)」與術語「二醇(glycol)」同義且可涵蓋任何二元醇。二醇之實例包括但不限於乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、1,3-丙二醇、2,4-二甲基-2-乙基己烷-1,3-二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-異丁基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4-三甲基 -1,6-己二醇、硫代二乙醇、1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇、對茬二醇或此等二醇中之一或多者之組合。

以總二醇殘基計，二醇殘基可包括約25莫耳百分比至約100莫耳百分比之聚(乙二醇)之殘基，該聚(乙二醇)具有結構H-(OCH₂ -CH₂ )_n -OH，其中n係2至約500範圍內之整數。低分子量聚乙二醇(例如其中n為2至6)之非限制性實例係二乙二醇、三乙二醇及四乙二醇。在此等低分子量二醇中，二乙二醇及三乙二醇係最佳的。其中n為7至約500之較高分子量聚乙二醇(本文中縮寫為「PEG」)包括Dow Chemical Company (先前為Union Carbide)之產品-以名稱CARBOWAX®已知之可商購的產品。通常，PEG與其他二醇，諸如二乙二醇或乙二醇組合使用。基於在大於6至500範圍內之n值，分子量可在大於300至約22,000 g/mol範圍內。分子量及莫耳百分比彼此成反比；具體而言，隨著分子量增加，莫耳百分比將降低以便達成指定的親水度。舉例而言，考慮到分子量為1,000 g/mol之PEG可構成總二醇之至多10莫耳百分比，而分子量為10,000 g/mol之PEG通常將呈總二醇之小於1莫耳百分比之含量結合，此概念係說明性的。

某些二聚體、三聚體及四聚體二醇可由於副反應而原位形成，該等副反應可藉由改變加工條件控制。舉例而言，可使用酸催化之脫水反應自乙二醇衍生不同量之二伸乙基、三伸乙基及四伸乙基乙二醇，該脫水反應易於在酸性條件下進行聚縮合反應時發生。可將熟習此項技術者熟知之緩衝溶液之存在添加至反應混合物以延緩此等副反應。然而，若省略緩衝液，則額外的組成寬容度係可能的，且使二聚、三聚及四聚反應得以進行。

以總重複單元計，本發明之磺酸基聚酯可包括0至少於25、20、15或10莫耳百分比之分支單體之殘基，該分支單體具有3個或更多個官能基，其中官能基係羥基、羧基或其組合。分支單體之非限制性實例係1,1,1-三羥甲基丙烷、1,1,1-三羥甲基乙烷、甘油、季戊四醇、赤藻糖醇、蘇糖醇、二季戊四醇、山梨糖醇、偏苯三酸酐、苯均四酸二酐、二羥甲基丙酸或其組合。分支單體之存在可導致對磺酸基聚酯之多種可能益處，包括但不限於調適流變、可溶性及拉伸特性之能力。舉例而言，在恆定分子量下，相比於線性類似物，分支磺酸基聚酯亦將具有更大濃度之端基，該等端基可促進聚合後交聯反應。然而，在高濃度之分枝劑下，磺酸基聚酯可易於膠凝。

用於多成份纖維之磺酸基聚酯可具有至少25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃之玻璃轉移溫度(本文中縮寫為「Tg」)，如使用熟習此項技術者熟知之標準技術，諸如差示掃描熱量測定(「DSC」)對無水聚合物所量測。使用「無水聚合物」進行磺酸基聚酯之Tg量測，該無水聚合物亦即以下聚合物樣品：其中外來或吸收水藉由將聚合物加熱至約200℃之溫度且使樣品恢復至室溫來驅除。通常，磺酸基聚酯在DSC設備中係藉由以下方式乾燥：進行第一熱掃描，其中將樣品加熱至高於水汽化溫度之溫度，將樣品保持在彼溫度下直至在聚合物中吸收之水之汽化完成(如由大範圍吸熱指示)，將樣品冷卻至室溫，且接著進行第二熱掃描以獲得Tg量測結果。

在一個實施例中，吾等發明提供玻璃轉移溫度(Tg)為至少25℃之磺酸基聚酯，其中該磺酸基聚酯包含：
(a)以總酸殘基計，至少50、60、75或85莫耳百分比及不超過96、95、90或85莫耳百分比之間苯二甲酸及/或對苯二甲酸之一或多個殘基；
(b)以總酸殘基計，約4至約30莫耳百分比之鈉代磺酸基間苯二甲酸之殘基；
(c)一或多個二醇殘基，其中以總二醇殘基計，至少25、50、70或75莫耳百分比係具有結構H-(OCH₂ -CH₂ )_n -OH之聚(乙二醇)，其中n係2至約500範圍內之整數；
(d)以總重複單元計，0至約20莫耳百分比之具有3個或更多個官能基之分支單體的殘基，其中官能基係羥基、羧基或其組合。

本發明之磺酸基聚酯容易使用典型的聚縮合反應條件由合適的二羧酸、酯、酸酐、鹽、磺酸基單體及合適的二醇或二醇混合物製備。其可藉由連續、半連續及分批操作模式製得且可利用多種反應器類型。適合反應器類型之實例包括但不限於攪拌槽、連續攪拌槽、漿液反應器、管式反應器、刮膜反應器、降膜反應器或擠壓反應器。如本文所用之術語「連續」意謂其中引入反應物且以不間斷方式同時抽出產物之製程。「連續」意謂製程之操作實質上或完全連續且與「分批」形成對照。「連續」不以任何方式意謂禁止因例如啟動、反應器維護或安排之關機時段而引起之製程連續性之正常干擾。如本文所用之術語「分批」製程意謂其中所有反應物添加至反應器中且接著根據預定反應過程加工，在此期間不進料物質或自反應器移除物質之製程。術語「半連續」意謂其中一些反應物在製程開始時裝入且剩餘反應物隨著反應進行持續進料之製程。可替代地，半連續製程亦可包括類似於分批製程之製程，其中所有反應物在製程開始時添加，但一或多種產物隨著反應進行持續移除。該製程出於經濟原因作為連續製程有利地運行且產生聚合物之優異著色，此係因為若使磺酸基聚酯在高溫下在反應器中存在過長持續時間，則其外觀可劣化。

磺酸基聚酯可藉由熟習此項技術者已知之程序製備。磺酸基單體最常直接添加至製得聚合物之反應混合物，但其他製程係已知的且亦可例如如美國專利第3,018,272號、美國專利第3,075,952號及美國專利第3,033,822號中所描述採用。磺酸基單體、二醇成份與二羧酸成份之反應可使用習知之聚酯聚合條件進行。舉例而言，當藉助於酯交換反應(亦即由二羧酸成份之酯形式)製備磺酸基聚酯時，反應製程可包含兩個步驟。在第一步驟中，二醇成份及二羧酸成份(諸如間苯二甲酸二甲酯)處於在約0.0 kPa錶壓至約414 kPa錶壓(60磅/平方吋，「psig」)範圍內之壓力下，在約150℃至約250℃之高溫下反應約0.5至8小時。較佳地，酯交換反應之溫度在約180℃至約230℃範圍內，持續約1至4小時，而較佳之壓力在約103 kPa錶壓(15 psig)至約276 kPa錶壓(40 psig)範圍內。其後，在高溫及減壓下加熱反應產物以在消除二醇下形成磺酸基聚酯，該二醇在此等條件下易於揮發及自系統移除。此第二步驟，或聚縮合步驟在較高真空條件及一般在約230℃至約350℃、較佳約250℃至約310℃、且最佳地約260℃至約290℃範圍內之溫度下持續約0.1至約6小時，或較佳地持續約0.2至約2小時，直至獲得具有所需聚合度(如藉由固有黏度所測定)之聚合物。聚縮合步驟可在減壓下進行，該減壓在約53 kPa (400托)至約0.013 kPa (0.1托)範圍內。在兩個階段中使用攪拌或合適條件以確保反應混合物之充足熱傳遞及表面更新。兩個階段之反應均由合適的催化劑促進，該等催化劑諸如烷氧基鈦化合物、鹼金屬氫氧化物及醇合物、有機羧酸之鹽、烷基錫化合物、金屬氧化物及其類似物。亦可使用與美國專利第5,290,631號中所描述類似之三階段製造程序，尤其在採用酸及酯之混合單體進料時。

為確保二醇成份及二羧酸成份之反應藉由酯交換反應機制驅動完成，較佳採用約1.05至約2.5莫耳之二醇成份比一莫耳之二羧酸成份。然而，熟習此項技術者將理解，二醇成份與二羧酸成份之比率一般由進行反應製程之反應器之設計決定。

在藉由直接酯化(亦即由二羧酸成份之酸形式)製備磺酸基聚酯時，磺酸基聚酯係藉由使二羧酸或二羧酸之混合物與二醇成份或二醇成份之混合物反應製備。反應在約7 kPa錶壓(1 psig)至約1,379 kPa錶壓(200 psig)，較佳小於689 kPa (100 psig)下進行以製備平均聚合度為約1.4至約10之低分子量、直鏈或分支鏈磺酸基聚酯產物。在直接酯化反應期間採用之溫度通常在約180℃至約280℃範圍內，更佳地在約220℃至約270℃範圍內。接著可藉由聚縮合反應聚合此低分子量聚合物。

如上文所提及，磺酸基聚酯對於製備具有成形截面之雙成份及多成份纖維而言係有利的。吾等已發現，玻璃轉移溫度(Tg)為至少25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃之磺酸基聚酯或磺酸基聚酯之摻合物尤其適用於多成份纖維以防止在紡絲及捲取期間纖維之結塊及融合。舉例而言，為獲得Tg為至少35℃之磺酸基聚酯，可以各種比例使用一或多種磺酸基聚酯之摻合物以獲得具有所需Tg之磺酸基聚酯摻合物。磺酸基聚酯摻合物之Tg可藉由使用磺酸基聚酯成份之Tg之加權平均值計算。舉例而言，Tg為48℃之磺酸基聚酯可以25:75重量:重量比與Tg為65℃之另一磺酸基聚酯摻合以得到Tg為大約61℃之磺酸基聚酯摻合物。

在本發明之另一實施例中，多成份纖維之水分散性磺酸基聚酯成份呈現允許以下各者中之至少一者的特性：
(a)多成份纖維紡絲至所需低丹尼，
(b)此等多成份纖維中之磺酸基聚酯在由多成份纖維形成之網的水刺期間對移除具有抵抗性但在水刺之後在高溫下有效移除，及
(c)多成份纖維為熱定型的以便獲得穩定結實的織物。使用具有一定熔融黏度及一定含量之磺酸基單體殘基的磺酸基聚酯促進此等目的實現令人驚訝及出人意料的結果。

如先前論述，用於多成份纖維或黏合劑中之磺酸基聚酯或磺酸基聚酯摻合物可具有一般小於約12,000、10,000、6,000或4,000泊之熔融黏度，如在240℃下及在1弧度/秒剪切速率下所量測。在另一態樣中，磺酸基聚酯或磺酸基聚酯摻合物展現在約1,000至12,000泊之間、更佳地在2,000至6,000泊，且最佳地在2,500至4,000泊之間的熔融黏度，該熔融黏度在240℃下及在1弧度/秒剪切速率下量測。在測定黏度之前，在真空烘箱中在60℃下將樣品乾燥2天。使用25 mm直徑平行板幾何形狀在1 mm間隙設定下在流變儀上量測熔融黏度。在1至400弧度/秒之應變率範圍及10百分比應變幅度下進行動態頻率掃描。隨後在240℃下及在1弧度/秒之應變率下量測黏度。

磺酸基聚酯聚合物中之磺酸基單體殘基含量為至少4或5莫耳百分比及少於約25、20、12或10莫耳百分比，報導為磺酸基聚酯中總二酸或二醇殘基之百分比。用於本發明之磺酸基單體較佳具有連接至芳族或環脂族環之2個官能基及一或多個磺酸酯基團，其中官能基係羥基、羧基或其組合。鈉代磺酸基間苯二甲酸單體係尤其較佳的。

除了先前描述之磺酸基單體之外，磺酸基聚酯較佳包含一或多種二羧酸之殘基、一或多種二醇殘基，其中以總二醇殘基計，至少25莫耳百分比係具有結構H-(OCH₂ -CH₂ )_n -OH之聚(乙二醇)，其中n係2至約500範圍內之整數，及以總重複單元計0至約20莫耳百分比之具有3個或更多個官能基之分支單體的殘基，其中官能基係羥基、羧基或其組合。

在一尤其較佳實施例中，磺酸基聚酯包含約60至99、80至96或88至94莫耳百分比二羧酸殘基，約1至40、4至20或6至12莫耳百分比之磺酸基單體殘基，及100莫耳百分比之二醇殘基(存在200百分比之總莫耳百分比，亦即100莫耳百分比二酸及100莫耳百分比二醇)。更具體而言，磺酸基聚酯之二羧基部分包含在約50至95、60至80或65至75莫耳百分比之間的對苯二甲酸，約0.5至49、1至30或15至25莫耳百分比之間苯二甲酸，及約1至40、4至20或6至12莫耳百分比之5-鈉代磺酸基間苯二甲酸(5-SSIPA)。二醇部分包含約0至50莫耳百分比之二乙二醇及約50至100莫耳百分比之乙二醇。接著闡述根據本發明之此實施例之例示性調配物。

多成份纖維之水分散性成份可基本上由上文所述之磺酸基聚酯組成或由上文所述之磺酸基聚酯組成。然而，在另一實施例中，本發明之磺酸基聚酯可與一或多種補充聚合物摻合以改性所得多成份纖維之特性。補充聚合物視應用而定可為水分散性的或可能並非水分散性的且可能係可與磺酸基聚酯混溶的或不可與磺酸基聚酯混溶的。若補充聚合物係非水分散性的，則較佳的係摻合物與磺酸基聚酯係不可混溶的。

如本文所用之術語「可混溶的」欲意謂摻合物具有單一均質的非晶相，如由單一組合物依賴性Tg指示。舉例而言，可與第二聚合物混溶之第一聚合物可用於「塑化」第二聚合物，如例如美國專利第6,211,309號所說明。相比之下，如本文所用之術語「不可混溶的」表示摻合物展示至少兩個隨機混合相且展現超過一種Tg。一些聚合物可為不可混溶的且又與磺酸基聚酯相容。可混溶及不可混溶聚合物摻合物之其他一般描述及其表徵之各種分析技術可發現於Polymer Blends 第1卷及第2卷, D.R. Paul及C.B. Bucknall編, 2000, John Wiley & Sons, Inc，其揭示內容以引用之方式併入本文中。

可與磺酸基聚酯摻合之水分散性聚合物之非限制性實例係聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯醇、聚環氧乙烷、羥基丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素、異丙基纖維素、甲醚澱粉、聚丙烯醯胺、聚(N-乙烯基己內醯胺)、聚乙基噁唑啉、聚(2-異丙基-2-噁唑啉)、聚乙烯基甲基噁唑啶酮、水分散性磺酸基聚酯、聚乙烯基甲基噁唑啶酮、聚(2,4-二甲基-6-三嗪基乙烯)及環氧乙烷-環氧丙烷共聚物。可與磺酸基聚酯摻合之非水分散性聚合物之實例包括但不限於聚烯烴，諸如聚乙烯及聚丙烯之均聚物及共聚物；聚(對苯二甲酸乙二酯)；聚(對苯二甲酸丁二酯)；及聚醯胺，諸如耐綸-6；聚乳酸；己內酯；Eastar Bio® (聚(四亞甲基己二酸酯-共-對苯二甲酸酯)，Eastman Chemical Company之產品)；聚碳酸酯；聚胺甲酸酯；及聚氯乙烯。

根據吾等發明，超過一種磺酸基聚酯之摻合物可用於調適所得多成份纖維或非編織製品之最終用途特性。一或多種磺酸基聚酯之摻合物對於黏合劑組合物將具有至少25℃之Tg且對多成份纖維將具有至少35℃之Tg。

磺酸基聚酯及補充聚合物可在分批、半連續或連續製程中摻合。小規模批料可在熔紡纖維之前在熟習此項技術者熟知之任何高強度混合裝置(諸如班伯里混合器)中輕易製備。該等成份亦可在合適溶劑中之溶液中摻合。熔融摻合方法包括在足以熔融聚合物之溫度下摻合磺酸基聚酯及補充聚合物。摻合物可經冷卻及粒化以供進一步使用或熔融摻合物可直接由此熔融摻合物熔融紡絲成纖維形式。如本文所用之術語「熔融」包括但不限於僅軟化聚酯。對於聚合物技術中一般已知之熔融混合方法，參見聚合物之混合及混配(I. Manas-Zloczower & Z. Tadmor編者, Carl Hanser Verlag Publisher, 1994, New York, N. Y.)。

如先前論述，多成份纖維之段或域可包含一或多種非水分散性合成聚合物。可用於多成份纖維段之非水分散性合成聚合物之實例包括但不限於聚烯烴、聚酯、共聚酯、聚醯胺、聚乳酸、聚己內酯、聚碳酸酯、聚胺甲酸酯、丙烯酸類、纖維素酯及/或聚氯乙烯。舉例而言，非水分散性合成聚合物可為聚酯，諸如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯均聚物、聚對苯二甲酸乙二酯共聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯、環己烷二甲酸聚伸環己酯、聚對苯二甲酸伸丙酯、對苯二甲酸聚伸環己酯、聚對苯二甲酸伸丙酯及其類似物。

在本發明之另一實施例中，非水分散性聚合物來源於回收材料。詳言之，非水分散性聚合物可為回收聚酯。

在另一實例中，非水分散性合成聚合物可為如藉由DIN標準54900所測定之可生物分解的及/或如藉由ASTM標準方法D6340-98所測定可生物降解的。可生物降解聚酯及聚酯摻合物之實例揭示於美國專利第5,599,858號、美國專利第5,580,911號、美國專利第5,446,079號；及美國專利第5,559,171號中。如本文參考非水分散性合成聚合物所用之術語「可生物降解」應理解為意謂聚合物在環境影響下降解，該等環境影響諸如在堆肥環境中，在如所定義之合適及可證實時間間隔中，例如藉由名為「Standard Test Methods for Determining Aerobic Biodegradation of Radiolabeled Plastic Materials in an Aqueous or Compost Environment」之ASTM標準方法D6340-98定義。本發明之非水分散性合成聚合物亦可為「可生物分解的」，意謂聚合物在如例如藉由DIN標準54900所定義之堆肥環境中輕易碎裂。舉例而言，可生物降解聚合物在環境中藉由熱量、水、空氣、微生物及其他因素之作用分子量最初減小。此分子量之減小導致物理特性(抗拉強度)損失及常常纖維斷裂。一旦聚合物之分子量足夠低，隨後單體及寡聚物由微生物同化。在好氧環境中，此等單體或寡聚物最終氧化成CO₂ 、H₂ O及新的細胞生物質。在厭氧環境中，單體或寡聚物最終轉化為CO₂ 、H₂ 、乙酸酯、甲烷及細胞生物質。

另外，非水分散性合成聚合物可包含本文中縮寫為「AAPE」之脂族-芳族聚酯。如本文所用之術語「脂族-芳族聚酯」意謂聚酯，其包含來自脂族二羧酸、環脂族二羧酸、脂族二醇、環脂族二醇、芳族二醇及芳族二羧酸之殘基之混合物。如本文關於本發明之二羧酸及二醇單體所用之術語「非芳族」意謂不經由芳族核連接之單體之羧基或羥基。舉例而言，己二酸在其主鏈(亦即，連接羧酸基之碳原子鏈)中不含芳族核，因此己二酸係「非芳族的」。相比之下，術語「芳族」意謂二羧酸或二醇在其主鏈中含有芳族核，諸如對苯二甲酸或2,6-萘二甲酸。「非芳族」因此意欲包括脂族及環脂族結構兩者，諸如二醇及二羧酸，其含有構成碳原子之直鏈或分支鏈或環狀排列作為主鏈，該直鏈或分支鏈或環狀排列本質上可為飽和或石蠟族的、不飽和的(亦即含有非芳族碳-碳雙鍵)或炔屬的(亦即含有碳-碳三鍵)。因此，非芳族意欲包括直鏈及分支鏈結構(在本文中稱為「脂族」)及環狀結構(在本文中稱為「脂環族」或「環脂族」)。然而，術語「非芳族」並非意欲排除可連接至脂族或環脂族二醇或二羧酸之主鏈的任何芳族取代基。在本發明中，雙官能羧酸通常係脂族二羧酸，諸如己二酸，或芳族二羧酸，諸如對苯二甲酸。雙官能羥基化合物可為環脂族二醇，諸如1,4-環己烷二甲醇；直鏈或分支鏈脂族二醇，諸如1,4-丁二醇；或芳族二醇，諸如對苯二酚。

AAPE可為包含二醇殘基之直鏈或分支鏈無規共聚酯及/或擴鏈共聚酯，該等二醇殘基包含一或多種經取代或未經取代之直鏈或分支鏈選自以下之二醇的殘基：含有2至8個碳原子之脂族二醇、含有2至8個碳原子之聚伸烷醚二醇及含有約4至約12個碳原子之環脂族二醇。經取代之二醇通常將包含1至4個獨立地選自以下之取代基：鹵基、C₆ -C₁₀ 芳基及C₁ -C₄ 烷氧基。可使用之二醇之實例包括但不限於乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、聚乙二醇、二乙二醇、2,2,4-三甲基-1,6-己二醇、硫代二乙醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇、三乙二醇及四乙二醇。AAPE亦包含二酸殘基，該等二酸殘基以二酸殘基之總莫耳數計含有約35至約99莫耳百分比之一或多種經取代或未經取代之直鏈或分支鏈非芳族二羧酸的殘基，該等二羧酸選自含有2至12個碳原子之脂族二羧酸及含有約5至10個碳原子之環脂族酸。經取代之非芳族二羧酸將通常含有1至約4個選自以下之取代基：鹵基、 C₆ -C₁₀ 芳基及C₁ -C₄ 烷氧基。非芳族二酸之非限制性實例包括丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、反丁烯二酸、2,2-二甲基戊二酸、辛二酸、1,3-環戊烷二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、1,3-環己烷二甲酸、二乙醇酸、伊康酸、順丁烯二酸及2,5-降冰片烷-二甲酸。除了非芳族二羧酸之外，AAPE包含以二酸殘基之總莫耳數計約1至約65莫耳百分比之含有6至約10個碳原子之一或多種經取代或未經取代之芳族二羧酸的殘基。在使用經取代之芳族二羧酸的情況下，其將通常含有1至約4個選自鹵基、C₆ -C₁₀ 芳基及C₁ -C₄ 烷氧基之取代基。可用於本發明之AAPE之芳族二羧酸的非限制性實例係對苯二甲酸、間苯二甲酸、5-磺酸基間苯二甲酸之鹽，及2,6-萘二甲酸。更佳地，非芳族二羧酸將包含己二酸，芳族二羧酸將包含對苯二甲酸，且二醇將包含1,4-丁二醇。

AAPE之其他可能組合物係由以下二醇及二羧酸(或其聚酯形成等效物，諸如二酯)以100莫耳百分比二酸成份及100莫耳百分比二醇成份計按以下莫耳百分比製備之彼等：
(1)戊二酸(約30至約75莫耳百分比)、對苯二甲酸(約25至約70莫耳百分比)、1,4-丁二醇(約90至100莫耳百分比)及改質二醇(0約10莫耳百分比)；
(2)丁二酸(約30至約95莫耳百分比)、對苯二甲酸(約5至約70莫耳百分比)、1,4-丁二醇(約90至100莫耳百分比)及改質二醇(0至約10莫耳百分比)；及
(3)己二酸(約30至約75莫耳百分比)、對苯二甲酸(約25至約70莫耳百分比)、1,4-丁二醇(約90至100莫耳百分比)及改質二醇(0至約10莫耳百分比)。

改質二醇較佳選自1,4-環己烷二甲醇、三乙二醇、聚乙二醇及新戊二醇。最佳之AAPE係直鏈、分支鏈或擴鏈共聚酯，其包含約50至約60莫耳百分比己二酸殘基、約40至約50莫耳百分比對苯二甲酸殘基及至少95莫耳百分比1,4-丁二醇殘基。甚至更佳地，己二酸殘基佔約55至約60莫耳百分比，對苯二甲酸殘基佔約40至約45莫耳百分比，且二醇殘基佔約95莫耳百分比1,4-丁二醇殘基。該等組合物可以商標EASTAR BIO®共聚酯自Eastman Chemical Company，Kingsport，TN商購獲得，且以商標ECOFLEX®自BASF Corporation商購獲得。

另外，較佳AAPE之具體實例包括：聚(四-亞甲基戊二酸酯-共-對苯二甲酸酯)，其含有(a) 50莫耳百分比戊二酸殘基、50莫耳百分比對苯二甲酸殘基及100莫耳百分比1,4-丁二醇殘基，(b) 60莫耳百分比戊二酸殘基、40莫耳百分比對苯二甲酸殘基及100莫耳百分比1,4-丁二醇殘基，或(c) 40莫耳百分比戊二酸殘基、60莫耳百分比對苯二甲酸殘基及100莫耳百分比1,4-丁二醇殘基；聚(四亞甲基琥珀酸酯-共-對苯二甲酸酯)，其含有(a) 85莫耳百分比丁二酸殘基、15莫耳百分比對苯二甲酸殘基及100莫耳百分比1,4-丁二醇殘基或(b) 70莫耳百分比丁二酸殘基、30莫耳百分比對苯二甲酸殘基，及100莫耳百分比1,4-丁二醇殘基；聚(伸乙基琥珀酸酯-共-對苯二甲酸酯)，其含有70莫耳百分比丁二酸殘基、30莫耳百分比對苯二甲酸殘基及100莫耳百分比乙二醇殘基；及聚(四亞甲基己二酸酯-共-對苯二甲酸酯)，其含有(a) 85莫耳百分比己二酸殘基、15莫耳百分比對苯二甲酸殘基及100莫耳百分比1,4-丁二醇殘基；或(b) 55莫耳百分比己二酸殘基、45莫耳百分比對苯二甲酸殘基，及100莫耳百分比1,4-丁二醇殘基。

AAPE較佳包含約10至約1,000個重複單元且更佳約15至約600個重複單元。AAPE可具有約0.4至約2.0 dL/g，或更佳約0.7至約1.6 dL/g之固有黏度，如在25℃之溫度下使用0.5 g共聚酯在100 ml苯酚/四氯乙烷之60/40重量溶液中之濃度所量測。

AAPE視情況可含有分枝劑之殘基。以二酸或二醇殘基之總莫耳數計(視分枝劑是否含有羧基或羥基而定)，分枝劑之莫耳百分比範圍係約0至約2莫耳百分比，較佳約0.1至約1莫耳百分比，且最佳地約0.1至約0.5莫耳百分比。分枝劑較佳具有約50至約5,000、更佳地約92至約3,000之重量平均分子量，及約3至約6之官能基。分枝劑例如可為具有3至6個羥基之多元醇、具有3或4個羧基(或酯形成等效基團)之聚羧酸或具有總計3至6個羥基及羧基之羥基酸的酯化殘基。另外，AAPE可藉由在反應性擠壓期間添加過氧化物來支化。

本發明之多成份纖維之非水分散性成份亦可含有不有害地影響其最終用途之其他習知添加劑及成份。舉例而言，添加劑包括但不限於澱粉、填充劑、光及熱穩定劑、抗靜電劑、助擠劑、染料、防偽標記、助滑劑、增韌劑、黏著促進劑、氧化穩定劑、UV吸收劑、著色劑、顏料、遮光劑(消光劑)、光學增亮劑、填充劑、成核劑、增塑劑、黏度改質劑、界面改質劑、抗微生物劑、消泡劑、潤滑劑、熱穩定劑(thermostabilizer)、乳化劑、消毒劑、冷流抑制劑、支化劑、油、蠟及催化劑。

在本發明之一個實施例中，多成份纖維將含有以多成份纖維或非編製物品的總重量計少於10重量%之防黏添加劑。多成份纖維可含有以多成份纖維的總重量計少於10、9、5、3或1重量%之顏料或填料。可添加著色劑(有時稱作色劑)以賦予非水分散性聚合物所需的中性色調及/或亮度。需要著色纖維時，可在製備非水分散性聚合物時包括顏料或著色劑或其可與預成型非水分散性聚合物熔融摻合。包括著色劑之較佳方法為使用具有含反應基之熱穩定有機著色化合物之著色劑，使得著色劑共聚且結合至非水分散性聚合物中以提高其色調。舉例而言，可將著色劑共聚於聚合物鏈中，該等著色劑諸如具有反應性羥基及/或羧基之染料，包括但不限於藍色及紅色經取代蒽醌。

本發明之多成份纖維可藉由此項技術中已知之任何方法製造。在本發明之一個實施例中，提供一種製備多成份纖維之方法；其中該方法包含紡絲具有成形截面之多成份纖維；其中該多成份纖維包含至少一種水分散性聚合物及複數個包含一或多種非水分散性聚合物之域；其中該等域實質上由插入域之間的水分散性聚合物彼此分隔；且其中水分散性聚合物以不超過55%水分散性聚合物之比例存在於多成份纖維之外側截面之周邊。

根據本發明之本發明纖維可經由不同技術製造。本發明纖維可例如經由熔融紡絲製造。根據本發明之本發明纖維可為連續細絲，或在替代方案中，本發明纖維可為切段纖維。連續細絲可進一步視情況經捲曲，且接著經切割以製備切段纖維。

在熔融紡絲中，水分散性聚合物及非水分散性聚合物外加任何另外的聚合物經熔融擠壓且加壓穿過稱為紡絲頭之金屬板中的細孔進入空氣或其他氣體中以製備多成份纖維，在空氣或其他氣體中該多成份纖維經冷卻及固化。此製程稱為擠壓或紡絲。紡絲亦可涵蓋將細絲纏結在一起以製備紗線之製程。經固化之細絲可經由旋轉輥或導絲輥抽出且捲繞於線軸上。

本發明之多成份纖維可用於製備紗線。紗線定義為適用於織造、針織、熔融或以其他方式纏繞以製備紡織品，諸如織物之連續纖維股束。在本發明之一個實施例中，多成份纖維係細絲紗線。細絲紗線首先經拉伸成連續的纖維長度且可在後加工期間加撚。在本發明之另一實施例中，多成份纖維經切割成纖維長度且接著加撚成稱為短纖紗之連續股束。

在本發明之另一實施例中，多成份纖維可與至少一種其他纖維組合以製備紗線。紗線可為短纖紗或細絲紗線。其他纖維可包括但不限於棉、亞麻、蠶絲、劍麻/草、皮革、乙酸酯、丙烯酸類、改質聚丙烯腈纖維、聚乳酸、莎隆、纖維素纖維漿料、無機纖維(例如玻璃、碳、硼、陶瓷及其組合)、聚酯纖維、耐綸纖維、聚烯烴纖維、嫘縈纖維、溶解性纖維、纖維素酯纖維、消費後回收纖維、彈性纖維及其組合。

視情況，多成份纖維可藉由各種技術，諸如拉伸或紋理化來後加工。拉伸纖維可經紋理化及捲起以形成蓬鬆連續細絲。一步驟技術在此項技術中稱為紡絲-拉伸-紋理化。其他實施例包括扁平細絲(非紋理化)紗線，或切段纖維，其為捲曲或未捲曲的。

如本文所用之紋理化係指處理扁平細絲(或纖維)，使得其紋理化以沿著細絲長度具有環圈、螺旋、捲曲、捲曲或其他紋理化(亦即『變型』)。使細絲或纖維紋理化增加纖維之蓬鬆度、孔隙度、彈性及/或柔軟度。不同紋理化量(或度)可為細絲及纖維提供不同特性。紋理化(texturing)及紋理化(texturizing)可在本文中互換使用。在圖5中，展示各種類型之紋理化纖維或紗線。

隨後使用細絲及纖維製備紗線。細絲或纖維可與其他細絲或纖維組合以製備紗線，且超過一種紗線可藉由如熟習此項技術者已知之製程，諸如紋理化、纏繞及類似技術組合在一起以新紗線。

可視所需特性而定使用諸如以下之製程使拉伸細絲或纖維紋理化以向纖維增添捲曲或紋理化以及蓬鬆：摩擦盤拉伸紋理化(亦稱為假撚紋理化)、噴氣紋理化、刀口紋理化、填塞箱紋理化及拉伸捲繞。

許多商業紋理化操作設計成高生產產出率且因此使用可達到高溫之長加熱器。此允許在實現高紡紗速度之同時部分定向紗線之高拉伸比。在摩擦盤拉伸紋理化製程中使用短的電加熱器不如較長加熱器常見，因為使用較短加熱器，紗線之處理量減小或受限。

對於一些纖維，諸如具有水分散性成份之多成份纖維，加熱區中之標準操作條件及高溫將不允許紋理化製程成功地運行。若溫度過高，則在纖維或細絲中產生之任何加撚可造成整個紗線細絲束在行進穿過加熱器時熔融。習知製程溫度顯著降低抗扭彈性，其使得紗線由於其他加撚力及/或因拉伸力而引起之縱向應變而斷裂。

在低於140℃之溫度下運行加熱器及提供高度定向輸入/進料紗線(HOY)係罕見的，但本發明人已發現藉由提供高度定向紗線及降低加熱溫度，有可能提供適用於其他用途，諸如用於後續紗線構造步驟、非編織物、編織及/或針織應用之紋理化纖維。

在一實施例中，本發明纖維或細絲係使用摩擦盤紋理化製程紋理化。摩擦盤紋理化製程之實例示意圖展示於圖12中。在一實施例中，摩擦盤紋理化製程包含以下步驟：將纖維或細絲，諸如本發明之多成份纖維提供至其中加熱、拉伸及加撚纖維之第一區；及視情況將纖維提供至其中加熱纖維之第二區；及最後集合或捲繞纖維以供進一步加工或使用，諸如用於織物。在第一區中，加熱纖維，且加熱溫度小於用於不含水分散性成份之纖維的溫度，諸如比用於以下纖維之習知加熱溫度小至少10%、或至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、或至少60%：對於給定類型之設備，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。舉例而言，對於習知纖維，諸如聚酯纖維，第一區中之加熱元件可在約180至200℃或更高之溫度下運行。對於本發明之紋理化製程，視纖維類型，及在實施例中水分散性物質之量及所需特性而定，摩擦盤紋理化製程中之加熱元件3係在較低溫度，諸如約85至140℃之溫度下運行。

在例示性摩擦盤紋理化製程中，可經由輸入軸或輥(2a、2b)自線軸1或此項技術中已知之用於容納細絲之其他裝置將纖維或細絲提供至第一區。第一區位於輥2與6之間且包含至少一個加熱器，視情況至少一個冷卻板，及至少一個摩擦盤。輸入軸(或進料輥2a、2b)一般在將纖維或細絲進料至紋理化製程時提供均勻張力。

纖維可為任何類型之纖維，諸如部分定向紗線(POY)或纖維、高度定向紗線或纖維(HOY)或全拉伸紗線或纖維(FDY)。部分定向紗線係不使用顯著拉伸或熱定形形成的紗線。此產生具有極少定向之紗線。高度定向紗線係已使用一些拉伸及熱定形形成之紗線。此產生具有一定量定向之紗線。全拉伸紗線係使用顯著拉伸及熱定形形成的紗線。此產生具有大量定向之紗線。

可藉由此項技術中已知之任何裝置將纖維提供至第一區以隨著將纖維進料至紋理化製程在纖維上提供張力。第一區中之第一或主要加熱器3或加熱元件可為接觸或非接觸式加熱元件，諸如電加熱器(諸如短電加熱器)、加熱管及其類似物。加熱元件在一些實施例中可為1至3米長，儘管其他加熱器為此項技術中已知的。

在第一區中，加熱纖維或細絲至恰好足以允許聚合物鏈移動，此使得纖維保持『捲曲』或紋理化，但不會過熱以『熔融』聚合物。若溫度過高，則溫度及拉伸力之組合可使得多成份纖維斷裂、打結及/或熔融或黏著在一起，且紋理化製程低效。若溫度過低(亦即不夠熱以溫熱或加熱纖維以賦予足夠熱能)，則紋理化製程將會不成功，且所得纖維將不具有所需紋理或可能斷裂。加熱區3必須足夠熱以允許纖維在不斷裂下拉伸。

在實施例中，在第一區中，纖維經加熱及加撚。在實施例中，加熱及加撚可大體上同時發生，而在其他實施例中，加熱及加撚可分別控制及逐步發生。另外，在加熱及加撚纖維之後，可藉由接觸或藉由非接觸手段冷卻纖維。在實施例中，在第一區中，纖維經加熱、拉伸及加撚。在實施例中，加熱、拉伸及加撚可大體上同時發生，而在其他實施例中，加熱、拉伸及加撚可分別控制及逐步發生。

拉伸係指拉長纖維細絲之製程。此可藉由使纖維穿過串聯之輥組(諸如導絲輥對)來進行，其中每個後續輥對比先前組更快地移動以拉長或「拉伸」纖維。將纖維拉伸至所需強度、韌性及彈性特性。視纖維類型及所需特性而定，拉伸可冷或熱完成。拉伸有助於排列或定向纖維中之分子。需要之拉伸比或拉伸量將視起始纖維及所需纖維特性(諸如丹尼及強度)而變化。

第一區亦可包含冷卻區或冷卻裝置4以冷卻纖維。藉由提供捲曲或紋理化，纖維即使在自紋理化狀態解扭或釋放時仍將保持捲曲。冷卻裝置4可包含冷卻板、水冷裝置(諸如水接觸管)、空氣冷卻裝置或冷卻裝置之組合，且可藉由接觸或非接觸方法進行冷卻。冷卻裝置4或冷卻區移除熱量或轉移熱量遠離纖維以降低溫度，且可使用此項技術中已知之任何冷卻裝置或方法。

第一區包含至少一個加撚單元5或其他構件以賦予纖維內之細絲加撚。加撚單元5可包含摩擦盤或軸或接觸纖維以賦予紗線加撚之其他裝置。加撚單元5賦予加撚，該加撚一般以「S」或「Z」加撚(順時針或逆時針)形式返回到輸入軸或進料輥2a、2b且沿相反方向向前行進至中心軸或輥6a、6b以逆轉加撚。在實施例中，纖維或細絲在加熱(在加熱區3中)時經加撚，使其紋理化。因為在第一區之後纖維或細絲中存在最少及在一些情況下大體上不存在淨加撚，所以此稱為假撚。

加熱裝置3、冷卻裝置4及加撚單元5在空間上獨立。在實施例中，加熱裝置3、冷卻裝置4及加撚單元5連續地定位於製程中(諸如圖12中所示)。

在第一區之後，可視情況在傳遞另一組輥6a、6b (或中心軸)之後將纖維提供於第二區。第二區可為後加熱區7，且其可包含與第一加熱區相同類型之加熱元件中之任一者，或第二加熱區7可包含加熱導絲輥或其他加熱輥。在第二加熱區7 (或後加熱區)中，當存在時，加熱溫度可與用於習知製程之溫度相同，或溫度可低於用於習知纖維，諸如不含水分散性成份之纖維的溫度。在第二加熱區7中，溫度可比用於以下之纖維之習知溫度低至少5%、或至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、或至少60%：對於給定類型之設備，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。對於習知纖維，諸如聚酯纖維，第二區7可在約180℃或更高之溫度下運行以提供對纖維之非接觸式加熱。對於多成份纖維，在一些實施例中，視纖維之類型、水分散性物質之量及纖維之所需特性而定，第二加熱區7在較低溫度下運行，諸如針對接觸加熱約60℃直至140℃之溫度，或針對非接觸式加熱約80℃直至150℃。在其他實施例中，第二加熱區可在與用於習知纖維，諸如聚酯纖維之溫度相同的溫度下運行。

在不需要第二加熱之實施例中，第二區7可設定為『關閉』以避免額外熱量。在實施例中，第二區7有助於控制纖維之收縮及捲曲水準。另外，控制中心軸6a、6b及超饋軸或輥8a、8b (或用於收線纖維之其他裝置)之間的速度(或速度差異)有助於控制或調節纖維之收縮及捲曲水準。在實施例中，第二加熱區7存在且提供熱量以穩定纖維或降低纖維之收縮水準。

在視情況選用之第二加熱區7及輥8a、8b之後，隨後將纖維捲起於線軸10或其他裝置上以收集紋理化紗線供進一步使用或加工。視所需裝置而定，可視情況存在上加工劑裝置9或未示出之其他輥或裝置。其他裝置可包括空氣交錯噴射。

在實施例中，可同時使多種不同類型之纖維紋理化。在本發明之另一態樣中，可在類似於圖12中所示之製程的製程中同時使兩種或更多種纖維共紋理化或紋理化。可視纖維而定將額外纖維進料到具有合適加熱溫度之單獨的第一區中。各纖維將具有其自身加熱區3，且用於任何其他纖維之加熱區之溫度及條件將視纖維之組成而定。在各加熱區3之後，視情況選用之冷卻區4及加撚單元5、額外纖維可藉由此項技術中已知之任何構件摻合或結合在一起。未紋理化之其他纖維亦可與紋理化纖維摻合或結合在一起。

額外纖維可具有與多成份纖維相比不同的組成及/或組態(例如長度、最小橫向尺寸、最大橫向尺寸、截面形狀或其組合)且可視所需特性及待製造之纖維類型而定具有此項技術中已知之任何類型的纖維。在本發明之一個實施例中，其他纖維可選自由以下組成之群組：棉、亞麻、蠶絲、劍麻/草、皮革、乙酸酯、丙烯酸類、改質聚丙烯腈纖維、聚乳酸、莎隆、纖維素纖維漿料、無機纖維(例如玻璃、碳、硼、陶瓷及其組合)、聚酯纖維、耐綸纖維、聚烯烴纖維、嫘縈纖維、溶解性纖維、纖維素酯纖維、消費後回收纖維、彈性纖維及其組合。其他纖維可以總纖維含量之至少1、2、5、10、15、20、25、30、40或60重量%及/或總纖維含量之不超過99、98、95、90、85、80、70、60或50重量%的量存在。在一個實施例中，其他纖維選自聚酯纖維、耐綸纖維及彈性纖維。在實施例中，可以或可以不使其他纖維紋理化。

在另一實施例中，使用噴氣紋理化製程使纖維紋理化。在噴氣紋理化製程中，以高速將纖維或細絲提供於區域或腔室中，其中將流體(諸如經壓縮空氣)之高壓流吹入腔室。空氣使細絲分開且形成環圈、捲曲及/或無規纏結，其在腔室之後保留以形成紋理化。以超饋速率(亦即，以快於自噴氣部分或區域移除纖維或細絲的速率的速率)將纖維或細絲進料到腔室中。紋理化量可藉由加工條件，諸如氣壓、空氣噴嘴之類型及尺寸、纖維類型及其類似條件控制。可將多個纖維(或進料)提供於腔室以提供具有纏結在一起之超過一種纖維的加工紗線，諸如包芯紗或基紗。

在另一實施例中，本發明纖維係使用填塞箱紋理化製程紋理化。在填塞箱紋理化製程中，纖維或細絲穿過加熱「箱」或腔室，該加熱「箱」或腔室在加熱纖維或細絲時在其中提供無規波狀捲曲圖案。以超饋速率(亦即，以比自箱或腔室中移除纖維之速率更快的速率)進料纖維，使其在箱中時捲曲。在離開箱之後，使用此項技術中已知之任何冷卻方法冷卻捲曲或紋理化纖維。

在另一實施例中，本發明纖維係使用刀口紋理化製程紋理化。在刀口紋理化製程中，纖維或細絲經加熱且以一銳角跨越尖銳邊緣或「刀」拉動，從而提供捲曲外觀(類似於已跨越一對剪刀之刀片拉動之條帶)。在跨越刀拉動細絲之後，細絲經冷卻以『固定』紋理且保留捲曲或彈性。

在紋理化之後，接著可使用諸如彎折、加撚及覆蓋之製程進一步加工紋理化纖維或紗線中之任一者或使其與其他紗線組合。亦可對紗線封裝染色。

本發明多成份纖維可用於製備此項技術中已知之任何物品。根據本發明之本發明物品包括但不限於非織物、針織物、編織物、編結物及其組合。亦可製造包含本發明多成份纖維之合成織物，諸如合成麂皮。

根據本發明之本發明編織物可經由不同技術由本發明多成份纖維製成。該等方法包括但不限於織造、編結及針織製程。

在織造製程中，兩組紗線(亦即經紗及緯紗)交纏以形成本發明編織品。其中兩組紗線交纏之方式確定編織。織造製程可經由不同設備實現，包括但不限於多臂織機、提花梭織機及力織機。藉由使用五種基本編織法(亦即平紋、斜紋、緞紋、提花及起絨)之各種組合，有可能製備幾乎不受限制之多種構造。

在針織製程中，本發明織物係藉由將一連串環圈或一或多根紗線互連成環而形成。兩種主要類別之針織包括但不限於經織及緯織。

經織係其中紗線一般在織物中縱向行進之針織類型。對於每個針頭，紗線在具有一或多根紗線之束上經製備為經紗。然而，緯織係常見類型之針織，其中一根連續絲線在織物中橫向行進，從而在一個過程中製成所有環圈。緯織類型係環形及扁平針織。

編結係製備織物之方法，其中交錯係在除90度以外之角度下。編結係以對角重疊圖案交織或合股三根或更多根一或多種材料之獨立股線。相比於通常涉及兩個獨立的垂直股線組(經紗及緯紗)之織造製程，編結物通常長且窄，每種組分股線經由重疊大量其他股線在向前曲折前進中功能上等效，導致除垂直以外的相交角度。

編織、針織、編結或組合織物可用於此項技術中已知之任何物品中。編織、針織或編結物品可用於任何類型的服裝、鞋類、家庭裝飾物品、軍事應用及技術應用。服裝可包括運動及戶外服裝、工業服飾及日常使用服飾。運動及戶外服裝之實例包括但不限於基層、夾套及背心、編織運動及釣魚襯衫、褲子及短褲、短襪、配飾、游泳衣及中層、毛衣及運動衫。工業服飾之實例包括軍事鍛煉服飾、潔淨室服飾、個人防護設備、醫用被單及手術服、工業制服及處方壓縮矯形。日常服裝之實例包括但不限於內衣、夾套及背心、套裝、洋裝、牛津布及有領編織襯衫、裙套、上衣、襯衫、裹腿褲、緊身褲、褲子、短褲及牛仔褲。鞋類包括但不限於涼鞋、靴子、遠足靴、越野跑鞋、雪橇靴、其他運動及戶外鞋類、網球鞋、商務鞋、工作靴、其他日常及運動/休閒鞋。家庭裝飾物品之實例包括但不限於配飾、遮篷、浴室用品、床布巾、床罩及蓋被、毯子及蓋毯、闊幅地毯、地毯背襯、簾幕、布幔、纖維填充襯墊、廚房用單巾類織物、燈罩、襯裡、床墊、床墊布、東方民間及設計師地毯、室外地毯/室內裝飾品、珠綴(條紋)、拼塊毯及地毯、沙發套、桌布及亞麻布、室內裝飾品、牆壁覆蓋物、牆壁掛毯、抹布及編織地毯以及方塊物。技術應用包括但不限於屏障織物、地工織物及車用織物。屏障織物之實例包括但不限於潔淨室布、過濾、旗標及橫幅、包裝及膠帶。車用織物包括但不限於汽車室內裝飾、安全氣囊及其他車用織物。地工織物包括可滲透織物，其在與土壤結合使用時能夠分離、過濾、強化、保護或汲取。

可經由不同技術製造根據本發明之非織物。該等方法包括但不限於熔噴製程、紡黏製程、 粗梳纖維網製程、氣流成網製程、熱壓延製程、膠合黏接製程、熱空氣黏接製程、針刺製程、水刺製程、電紡絲製程及其組合。

在熔噴製程中，本發明非織物係藉由以下形成：擠壓熔融水分散性聚合物及非水分散性聚合物以及此項技術中已知之任何其他聚合物穿過模具，隨後利用熱、高速空氣或流使所得細絲變細及/或視情況斷裂，進而形成在移動篩上收集之短的或長的纖維長度，在移動篩中在冷卻期間該等纖維長度黏接。

在替代方案中，熔噴製程一般包括以下步驟：(a)自紡絲頭擠壓股線；(b)使用高速度經加熱空氣流使緊接在紡絲頭下之聚合物流同時淬滅及變細；(c)將經拉伸股線收集於有孔界面上的網中。熔噴網可藉由多種手段黏接，包括但不限於自生黏接，亦即不進一步處理之自黏接、熱壓延製程、膠合黏接製程、熱空氣黏接製程、針刺製程、水刺製程及其組合。

在紡黏製程中，非織物之製造包括以下步驟：(a)自紡絲頭擠壓水分散性聚合物及非水分散性聚合物以及此項技術中已知之任何其他聚合物的股線；(b)用空氣流淬滅股線，該空氣流一般經冷卻以便促進熔融股線之固化；(c)藉由以拉伸張力推進細絲穿過淬滅區來使細絲變細，該拉伸張力可藉由在空氣流中氣動夾帶細絲或藉由圍繞紡織纖維行業中常用類型之機械拉伸輥纏繞細絲來施加；(d)將經拉伸股線收集於有孔界面上的網中，例如移動篩或多孔傳動帶；及(e)將鬆散股線之網黏接成非織物。黏接可藉由多種手段來達成，該等手段包括但不限於熱壓延製程、膠合黏接製程、熱空氣黏接製程、針刺製程、水刺製程及其組合。

本發明多成份纖維可用於製備各種非編織物品，包括過濾介質(例如HEPA過濾器、ULPA過濾器、聚結過濾器、液體過濾器、脫鹽過濾器、汽車過濾器、咖啡過濾器、茶袋及真空集塵袋)、電池分離器、個人衛生物品、衛生巾、棉塞、尿布、一次性濕巾(例如汽車濕巾、嬰兒拭布、手及身體濕巾、地板清潔拭布、面部濕巾、幼兒濕巾、除塵及拋光濕巾、及指甲油移除濕巾)、可撓性封裝(例如信封、食品包裝、多層袋及最終滅菌醫療包裝)、地工織物(例如雜草屏障、灌溉屏障、腐蝕屏障及種子支持介質)、建築及構建材料(例如住房包封、防潮層膜、石膏板、壁紙、瀝青、紙、屋頂襯墊及裝飾性材料)、手術及醫療材料(例如手術單及手術服、骨骼支撐介質及組織支撐介質)、安全紙(例如紙幣、賭博及彩票紙、鈔票及支票)、硬紙板、回收硬紙板、合成皮革及麂皮、汽車頂蓬、個人防護服裝、隔音介質、混凝土加勁材、用於壓縮成型複合材料之可撓性預成型體、電材料(例如變壓器板、纜包及填料、槽絕緣物、電容器紙及燈罩)、催化支承膜、熱絕緣、標籤、食物包裝材料(例如無菌、液體包裝板、菸草、釋放小袋及包裝袋、耐油脂可烘烤板、紙杯、食品包裝及單面塗佈)及打印及出版紙(例如防水及抗扯打印紙、貿易書、橫幅、地圖及圖表、不透光紙及無碳紙)。在一個實施例中，非編製物品係選自由以下組成之群：電池分離器、高效過濾器及高強度紙。

其他非編織物品及製造該等非編織物品之製程揭示於以下各者中：美國專利第6,989,193號、美國專利申請公開案第2005/0282008號、美國專利申請公開案第2006/0194047號、美國專利第7,687,143號、美國專利申請案第2008/0311815號及美國專利申請公開案第2008/0160859號，其揭示內容以引用之方式併入本文中。

可藉由此項技術中已知之任何方法將黏合劑分散液施加於非編織物品。在一個實施例中，黏合劑分散液作為水性分散液藉由將黏合劑分散液噴塗或滾軋於非編織物品上來施加於非編織物品。在施加黏合劑分散液之後，非編織物品及黏合劑分散液可經受乾燥步驟以便允許黏合劑凝結。

黏合劑分散液可包含合成樹脂黏合劑及/或酚系樹脂黏合劑。合成樹脂黏合劑係選自由以下組成之群：丙烯酸共聚物、苯乙烯類共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯基共聚物、聚胺基甲酸酯、磺酸基聚酯及其組合。在一個實施例中，黏合劑可包含具有不同磺酸基單體含量之不同磺酸基聚酯之摻合物。舉例而言，磺酸基聚酯中之至少一者包含至少15莫耳百分比之磺酸基單體及至少45莫耳百分比之CHDM (考慮第一次拼寫)且/或磺酸基聚酯中之至少一者包含少於10莫耳百分比之磺酸基單體及至少70莫耳百分比之CHDM。磺酸基聚酯中存在之磺酸基單體的量極大地影響其水滲透性。在另一實施例中，黏合劑可由磺酸基聚酯摻合物構成，該磺酸基聚酯摻合物包含至少一種親水性磺酸基聚酯及至少一種疏水性磺酸基聚酯。可用作黏合劑之親水性磺酸基聚酯之實例係EASTMAN生產之Eastek 1100®。類似地，適用作黏合劑之疏水性磺酸基聚酯之實例包括EASTMAN生產之Eastek 1200®。此等兩種磺酸基聚酯可相應地摻合以優化黏合劑之水滲透性。視非編織物品之所需最終用途而定，黏合劑可為親水性或疏水性的。

已知未溶解或脫水的磺酸基聚酯與大量基材形成牢固的黏著劑黏合，包括但不限於短纖漿、棉、丙烯酸類、嫘縈、溶解性纖維、PLA (聚乳酸)、乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、聚(伸乙基)對苯二甲酸酯、聚(伸丁基)對苯二甲酸酯、聚(三亞甲基)對苯二甲酸酯、聚(伸環己基)對苯二甲酸酯、共聚酯、聚醯胺(例如耐綸)、不鏽鋼、鋁、經處理聚烯烴、PAN (聚丙烯腈)及聚碳酸酯。因此，磺酸基聚酯充當用於非編織物品之優異黏合劑。因此，當利用磺酸基聚酯黏合劑時，吾等新穎的非編織物品可具有多種功能性。

非編織物品可進一步包含塗料。在非編織物品及視情況選用之黏合劑分散液經受乾燥之後，可將塗料施加至非編織物品。塗料可包含裝飾性塗料、印刷油墨、障壁塗料、黏著劑塗料或熱密封塗料。在另一實例中，塗料可包含液體屏障及/或微生物屏障。

在製造非編織物品，添加視情況選用之黏合劑之後，及/或在添加視情況選用之塗料之後，非編織物品可經歷熱定形步驟，該熱定形步驟包含將非編織物品加熱至至少100℃，且更佳至少約120℃之溫度。熱定形步驟釋放內部纖維應力且有助於製造在尺寸上穩定之織物產品。較佳的係，當將熱定形材料再加熱至在熱定形步驟期間加熱該熱定形材料之溫度時，其展現其原始表面積之少於約10、5或1百分比之表面積收縮。然而，若非編織物品經受熱定形，則非編織物品在使用後可能並非可再漿化的及/或可能無法藉由再漿化非編織物品回收。

如本文所用之術語「可再漿化的」係指尚未經受熱定形且根據TAPPI標準能夠在3,000 rpm下在5,000、10,000或15,000轉之後在1.2百分比稠度下分解的任何非編織物品。

在本發明之另一態樣中，非編織物品可進一步包含至少一或多種其他纖維。其他纖維可具有與條帶纖維不同的組成及/或組態(例如長度、最小橫向尺寸、最大橫向尺寸、截面形狀或其組合)且可視待製造之非編織物品之類型而定具有此項技術中已知之任何類型的纖維。在本發明之一個實施例中，其他纖維可選自由以下組成之群組：纖維素纖維漿料、無機纖維(例如玻璃、碳、硼、陶瓷及其組合)、聚酯纖維、耐綸纖維、聚烯烴纖維、嫘縈纖維、溶解性纖維、纖維素酯纖維、消費後回收纖維及其組合。非編織物品可包含呈非編織物品之至少10、15、20、25、30、40或60重量%及/或不超過非編織物品之99、98、95、90、85、80、70、60或50重量%之量的其他纖維。在一個實施例中，其他纖維係纖維素纖維，其佔非編織物品之至少10、25或40重量%及/或不超過80、70、60或50重量%。纖維素纖維可包含硬木紙漿纖維、軟木紙漿纖維及/或再生纖維素纖維。在另一實施例中，其他纖維中之至少一者係最小橫向尺寸為少於30、25、10、8、6、4、2或1微米之玻璃纖維。

非編織物品可進一步包含一或多種添加劑。可在使濕漿板進行濕法成網或乾法成網製程之前，將添加劑添加至非水分散性微纖維之濕漿板。添加劑包括但不限於澱粉、填充劑、光及熱穩定劑、抗靜電劑、助擠劑、染料、防偽標記、助滑劑、增韌劑、黏著促進劑、氧化穩定劑、UV吸收劑、著色劑、顏料、遮光劑(消光劑)、光學增亮劑、填充劑、成核劑、增塑劑、黏度改質劑、界面改質劑、抗微生物劑、消泡劑、潤滑劑、熱穩定劑(thermostabilizer)、乳化劑、消毒劑、冷流抑制劑、支化劑、油、蠟及催化劑。非編織物品可包含至少0.05、0.1或0.5重量%及/或不超過10、5或2重量%之一或多種添加劑。

一般而言，用於由多成份纖維製造非編織物品之製造製程可分成以下組：乾法成網、濕法成網、此等製程彼此之組合，或其他非編織製程。

一般而言，乾法成網非編織物品係用設計成以乾燥狀態操控纖維之切段纖維加工機制製得。此等包括機械製程，諸如粗梳法、空氣動力及其他氣流成網途徑。此類別中亦包括由呈絲束形式之細絲製得的非編織物品，由切段纖維構成之織物，及縫合細絲或紗線(此應為粗梳機嗎？) (亦即縫編非編織物)。粗梳法係解纏繞、清潔及互混纖維以製備網以供進一步加工成非編織物品之製程。該製程主要藉由機械纏結及纖維-纖維摩擦排列固持在一起之纖維成為網。粗梳機(例如羅拉粗梳機)一般經組態有一或多個主缸、輥或靜止頂部、一或多個落沙機或此等主要組件之各種組合。粗梳法作用係梳理或處理一連串交互工作粗梳輥上粗梳機之點之間的非水分散性微纖維。粗梳機之類型包括羅拉梳機、梳毛機、梳棉機及雜亂梳理機。打回絲機亦可用於排列此等纖維。

乾法成網製程中之多成份纖維亦可藉由氣流成網排列。此等纖維藉由空氣流引導於收集器上，該收集器可為板式輸送機或滾筒。

濕式成層製程涉及使用紙張製造技術製造非編織物品。此等非編織物品係用與紙漿纖維化(例如錘式粉碎機)及紙形成(例如漿液泵送於設計成操控呈流體之短纖維之連續篩網上)相關之機制製得。

在濕法成網製程之一個實施例中，使多成份纖維懸浮於水中，引至成形單元中，其中水經由成形篩排放，且將纖維沈積於網線上。

在濕法成網製程之另一實施例中，在篩或金屬絲網上對多成份纖維脫水，該篩或金屬絲網在液壓形成劑開始經過脫水模組(例如吸入箱、箔片及弧線(curatures))時以高達1,500米/分鐘之高速度旋轉。將薄片脫水至大約20至30百分比之固體含量。可隨後按壓及脫水薄片。

非編織物品可藉由以下固持在一起：1)在網或墊中之機械纖維內聚力及互鎖；2)熔融纖維之各種技術，包括使用黏結劑纖維及/或利用某些聚合物及聚合物摻合物之熱塑性特性；3)使用結合樹脂，諸如澱粉、酪素、纖維素衍生物，或合成樹脂，諸如丙烯酸共聚物膠乳、苯乙烯類共聚物、乙烯基共聚物、聚胺甲酸酯或磺酸基聚酯；4)使用粉末黏著性黏合劑；或5)其組合。纖維常常以無規方式沈積，但在一個方向上之定向係可能的，之後為使用上文所描述方法中之一者黏接。在一個實施例中，多成份纖維在整個非編織物品中可大體上均勻分佈。

非編織物品亦可包含水分散性纖維、多成份纖維或微丹尼纖維之一或多個層。

非編織物品亦可包括各種粉末及顆粒以提高非編織物品之吸收性及其充當其他添加劑之遞送媒劑的能力。粉末及顆粒之實例包括但不限於滑石、澱粉、各種水吸收劑、水分散性或水膨脹聚合物(例如超級吸收劑聚合物、磺酸基聚酯及聚(乙烯基醇))、二氧化矽、活性碳、顏料及微膠囊。如先前所提及，亦可存在添加劑，但視特定應用需要不需要。
實例
實例 1

用以下二酸及二醇組合物製備磺酸基聚酯聚合物：二酸組合物(71.5莫耳百分比對苯二甲酸、20.0莫耳百分比間苯二甲酸及8.5莫耳百分比5-(鈉代磺酸基)間苯二甲酸)及二醇組合物(65莫耳百分比乙二醇及35莫耳百分比二乙二醇)。藉由在真空下高溫聚酯化製備磺酸基聚酯。控制酯化條件以製造固有黏度為約0.33之磺酸基聚酯。量測此磺酸基聚酯之熔融黏度在240℃及1弧度/秒剪切速率下在約6,000至8,000泊範圍內。
實例 2

將實例1之磺酸基聚酯聚合物及獲自Nanya Plastics Corporation之全無光0.64 IV PET紡絲成在截面中具有11個總條帶之雙成份「條紋狀」截面纖維，如圖1及2中所示。圖1中具有五個PET條帶之多成份纖維係比較實例，其中其在多成份纖維之周邊上含有約56.5%磺酸基聚酯(五PET條帶多成份纖維)。圖2中之多成份纖維表示本發明之實施例，其含有六個PET條帶，僅17.6%磺酸基聚酯位於多成份纖維之周邊(六PET條帶多成份纖維)。另外，圖2中之多成份纖維具有PET條帶作為外部條帶而非如圖1中所展示之磺酸基聚酯。

使用對於聚酯成份285℃之擠壓溫度及對於水分散性磺酸基聚酯成份275℃之擠壓溫度紡絲此等雙成份纖維。雙成份纖維含有大量細絲(44根細絲)且在約1240米/分鐘之速度下熔融紡絲，從而形成具有5.3之標稱丹尼/細絲的細絲。隨後使用一組雙導絲輥沿直線拉伸雙成份纖維之細絲，分別加熱至80℃及125℃，且在約3035米/分鐘之速度下操作最終拉伸輥以提供約2.45X之細絲拉伸比，因此形成具有約2.15之標稱丹尼/細絲的經拉伸條帶雙成份細絲。隨後將經拉伸雙成份纖維捲繞於線軸中，且接著編織成織物。使用軟質水在130℃下洗滌織物以移除水分散性磺酸基聚酯成份，進而釋放雙成份纖維之「扁平」或條帶形聚酯微纖維成份。使用軟質水在25℃下沖洗所得微纖維。此等細絲包含基本上「扁平」的聚酯微纖維，其具有約1.5微米之橫向厚度及10-12微米之平均橫向寬度。
實例 3

將水乳液中之油劑施加於實例2中製造之多成份纖維。在0.5至2 wt%無水纖維之整理紗線(FOY)的範圍進行測試。FOY量測可藉由提取或NMR製得且通常在大多數紡絲製造操作下進行。發現實例2之5條帶PET纖維(其係具有大於55%水分散性聚合物，在此情況下磺酸基聚酯之多成份纖維)在周邊處展現單獨多成份纖維之間的顯著熔融。此熔融造成捲繞及紗線處理困難，因為極其難以使任何空氣交錯於束中促進束纏結。不受理論束縛，懷疑磺酸基聚酯與整理乳液成份相互作用，此降低磺酸基聚酯之有效Tg且促進相鄰多成份纖維之間的附著或黏附力，其中多成份纖維周邊之磺酸基聚酯部分接觸。紗線由於單獨多成份纖維之間的附著極其緻密，導致極其緻密的線軸。緻密線軸導致纖維之間的高接觸，從而促進線軸上包裹物之間的附著。量測此等線軸之解繞張力顯示高張力，其隨著進一步進入線軸而增加。因此，存在張力分佈隨著線軸退繞開始變低且增加直至達到線軸末端或紗線斷裂。經常發現紗線在達到管之前斷裂。

當用在周邊上具有少於55%水分散性聚合物之圖2的多成份纖維(六PET條帶)進行相似測試時，發現對於用相同加工製造之6條帶PET纖維，解繞張力顯著更加均勻，伴隨最小的解繞分佈。
實例 4

在產生纖維及紗線之任何典型紡絲製程中，在加工期間紗線潤滑及靜態控制需要油劑。通常在製程中將整理劑以水性乳液施加於紗線。對於含有水分散性成份之纖維，水應用可產生加工的重大問題，因為紗線可吸收一部分水且變得發黏。另外，有可能的係油劑，諸如乳化劑之成份可與水分散性聚合物相互作用且進一步產生附著及較差效能。

作為一個實例，在用5條帶PET截面(圖1)及6條帶PET截面(圖2)製造之線軸之間進行比較。水性整理劑乳液包含10%使用Lurol^® 748 (Goulston Technologies)之油乳液。整理劑乳液以一定速率施加，使得無水紗線上之油量將係約1.5重量%。

將各線軸類型置放於紗架上，且用氣動噴氣使紗線退繞。隨後評估紗線係否成功自線軸移除。結果顯示於表1中。表中之值表明如圖1製備之線軸(五條帶PET多成份纖維)中無一者將在無斷裂下完全解繞，而如圖2製備之所有線軸(六條帶PET多成份纖維)均被完全移除。此說明如圖1製備之線軸之周邊上的水分散性聚合物之較高百分比導致更加發黏之紗線且不適用於後續加工成織物。
表 1

已知用5條帶PET截面多成份纖維製造之線軸必須存儲在溫度範圍及相對濕度(RH%)下，否則其促進線軸內的附著且產生嚴重的解繞問題。因為磺酸基聚酯係親水性的，所以其可傾向於吸收來自環境之水分，此可降低Tg (玻璃轉移溫度)且可促進線軸中捲繞纖維之間的附著。水分散性聚合物之Tg可極大地受環境之RH%影響。已發現，具有較少暴露之磺酸基聚酯且因此在相鄰多成份纖維之間具有較少磺酸基聚酯成份之觸點的本發明六PET條帶截面多成份纖維對此現象較不敏感。
實例 5

多成份纖維之水分散性成份可具有高於非水分散性聚合物成份之摩擦特性。發現圖1所展示之五條帶Pet多成份纖維展示高於實例2及圖2中所展示之六條帶多成份纖維的摩擦特性，如藉由量測抽拉紗線穿過管道長度所需之力所表明。將多成份纖維之表面上之磺酸基聚酯量降到最低降低此摩擦力成份且允許多成份纖維的表現更加類似於典型的單成份纖維。

紗線在表面上產生之摩擦磨損量對於用以形成織物構造之紗線之後續加工的成本及可靠性至關重要。為評估紗線之摩擦磨損效能，進行磨蝕試驗。所使用之儀器係由Lawson Hemphill Inc. (Swansea, Massachusetts)製造之CTT-E Model LH-450儀器，其係供行業使用用於量測紗線特性之常見儀器。在此試驗中，抵靠標準化銅線抽拉紗線，且記錄切穿金屬絲所需之循環數目。

使用此設備，在實例2中製造之用「5條帶」截面(圖1)及「6條帶」截面(圖2)製造之線軸之間進行比較。

表2展示各產品類型切穿金屬絲所需之記錄的循環數目。應注意，在周邊上具有較高百分比之水分散性聚合物的5條帶多成份纖維需要顯著較少循環以切割金屬絲，表明較高的摩擦磨損紗線。
表 2
實例 6

用以產生多成份熔融紡絲纖維之兩種典型方式係FDY (全拉伸紗線)及POY/DTY (部分定向紗線繼之以拉伸&紋理化)紡絲製程。此等係此項技術中已知之通常實踐之紡絲製程。

一般而言，FDY製程由以下組成：調節聚合材料(通常藉由乾燥)，使用某種類型之螺桿擠出機熔化聚合物，計量及組合紡絲組合中之不同成份之熔體，該紡絲組合具有視各紡絲孔需要選擇性計量聚合物以產生目標截面幾何形狀之設計，擠壓多成份熔體穿過一連串紡絲孔，淬滅及紡絲拉伸纖維，加工纖維經過一連串加熱輥以製備供熱拉伸之纖維，隨後在一對輥之間熱拉伸，之後熱處理全拉伸紗線，使紗線交錯(視需要)，及最後將紗線捲繞於線軸中。注意在FDY製程中，捲繞線軸係最終紗線產品且準備下游轉化為物品。

一般而言，POY類似於FDY製程，直至自紡絲組合擠壓熔體。在POY中，基本上所有製程拉伸均在紡絲盒與第一組拉伸輥之間發生。此在紗線中形成一定定向，但其並未完全拉伸且不存在熱定形-因此紗線具有最小的結晶度。POY紗線相比FDY紗線具有更高的伸長/斷裂百分比及更低的抗拉強度。此POY紗線在獨立製程中將被拉伸，可能紋理化及熱定形。應注意，在典型的POY紡絲製程中不存在乾燥步驟，因此將捲繞具有比FDY紗線高得多的水分含量的紗線。

發現在纖維表面周邊上具有約56.5%磺酸基聚酯之比較5條帶PET截面多成份纖維對紡絲加工條件極敏感。儘管不希望受理論束縛，但因為纖維暴露於整理劑乳液且接著經加熱以為拉伸步驟準備，所以在整理劑乳液中應用之水的蒸發與進入水分散性聚合物成份中之水的擴散之間可能存在競爭。發現5 PET條帶多成份纖維對輥溫度極其敏感且有可能在水蒸發之前將足夠水分散於磺酸基聚酯中以產生纖維附著及捲繞問題。

在POY紡絲製程中，發現5 PET條帶截面多成份纖維具有兩種額外的問題。首先，磺酸基聚酯成份對總纖維強度(強度主要由非水分散性聚合物成份承載)貢獻極小但其有助於多成份纖維質量。在POY紡絲製程之典型捲繞速度(3000-3600 mpm之範圍)下，發現多成份POY纖維之低強度與高質量的組合在捲繞纖維時引起纖維紋理化，從而導致捲繞去穩定且引起斷裂。其次，高水分之經捲繞POY纖維與纖維表面上之磺酸基聚酯相互作用且產生大量防止均勻解繞之附著。

發現在纖維表面周邊上具有約17.6%磺酸基聚酯之6 PET條帶截面多成份纖維對加工條件之敏感性低得多且附著及捲繞問題大量減少。6 PET條帶截面多成份纖維在POY紡絲製程中表現良好，因為減少量之磺酸基聚酯對纖維質量貢獻較少。另外，6 PET條帶截面多成份纖維並未因較高水分量存在於POY線軸中而呈現出展現顯著附著。發現在捲繞之前對含有水分散性聚合物成份之POY紗線進行一些乾燥可能有利於延長多成份POY線軸之存放期。
實例 7

可用於本發明中之截面之另一實例係分段圓餅式截面。在此截面中，水分散性及非水分散性聚合物圍繞纖維中心對稱地以楔形形狀交替地排列。另外，可能需要分配聚合物，使得存在一些額外量之水分散性聚合物提供於多成份纖維之中心以促進在水分散性成份移除期間楔形之分離。

實例1之磺酸基聚酯聚合物及Nanya^® 全無光0.64 IV PET經紡絲成份段圓餅式雙成份截面纖維，其中32個總段存在於如圖4中所示之截面。16個段由磺酸基聚酯構成且16個段由Nanya^® PET構成。構成纖維之Nanya^® PET與磺酸基聚酯之比率係85:15，且段以對稱排列分佈，因此纖維之外部周邊之不超過15%由磺酸基聚酯構成。一些量之磺酸基聚酯分佈於纖維中心(總磺酸基聚酯進料之約10%)。此實例之截面顯示於圖4中。使用對於Nanya^® 聚酯成份285℃之擠壓溫度及對於水分散性磺酸基聚酯成份275℃之擠壓溫度紡絲此等雙成份纖維。連續紡絲雙成份紗線含有大量細絲(40根細絲-每根細絲具有32段)且以約1015米/分鐘之速度熔融紡絲，從而形成具有7.4之標稱丹尼/細絲的細絲。隨後使用一組雙導絲輥沿直線拉伸雙成份纖維之細絲，分別加熱至85℃及125℃，且在約3030米/分鐘之速度下操作最終拉伸輥以提供約2.9X之細絲拉伸比，因此形成具有約2.5之標稱丹尼/細絲的經拉伸分段圓餅式雙成份細絲。隨後熱定形經拉伸雙成份纖維且捲繞成線軸。在後續加工中移除磺酸基聚酯之後，所得PET之單獨段將大約係0.13 dpf。
比較實例 8

已歷經5至6小時之過程大量嘗試使高度定向(HOY)六條帶雙成份「條紋狀」截面纖維或細絲(圖2)之樣品紋理化，但難以經由摩擦盤拉伸紋理化機器對雙成份纖維挑線(或僅操作)。摩擦盤拉伸機器具有以下元件：第一加熱區，其具有3米長加熱元件及180℃溫度、加撚單元及冷卻區；第二加熱區，其具有加熱元件及超饋軸。評估輸入進料紗線、拉伸比、速度及D/Y比之各種組合。在各種情況下，紗線將在加撚單元之前斷裂且從未到達第二加熱器或超饋軸。第一加熱元件之溫度設定為180℃，此係常用於標準聚酯紗線之溫度。應注意，細絲極脆且有時在從第一加熱元件出來時融合在一起，且不可能使纖維紋理化或不能製備紗線。
實例 9

使用比較實例1中所描述之製程額外嘗試使高度定向(HOY)雙成份「條紋狀」截面纖維之樣品紋理化，不同之處在於第一加熱元件在第一區中在約85℃之低溫下運行。在此實例中，3米長加熱器不能維持低溫，因此不同的1米長電加熱器用於以500 m/min移動之紗線。使起始纖維穿過系統以藉由將第一區中之加熱器設定為約85℃製造良好紗線。
實例 10

在確定良好的紋理化紗線可使用第一區中之較低加熱器溫度製造之後，使其他起始紗線紋理化。藉由在不同條件下操作起始紗線卷裝製造多種紗線線軸。隨後評估製造之六條帶雙成份「條紋狀」截面纖維(圖2)之許多樣品以測定紋理化量或範圍。藉由改變諸如以下之參數製造樣品：輸入進料(丹尼、截面、磺酸基聚酯成份%、FOY%及伸長)、穩定劑(或超饋軸拉伸)、D/Y比、圓盤組態、圓盤材料、捲繞% (超饋軸對線軸速度)、拉伸比、主要加熱器溫度及導絲輥溫度。

第一加熱元件在85至120℃間變化。第二加熱元件在75至110℃間變化。拉伸比在剛高於1.0至剛高於2.0間變化，D/Y比率在約1.7至4.0間變化，且進料紗線之丹尼在約140至剛高於260間變化。所使用之進料紗線係FDY或POY紗線。用於製備紗線之加熱器溫度、起始紗線之類型、拉伸比及D/Y比條件之細節展示於表3中。

表 3

示於表3中之所有條件製造適用於進一步加工成織物或其他材料之紗線。
實例 11

在進行如實例10中所描述之測試之後，在所選擇條件設定下在本發明之摩擦盤製程中使其他六條帶雙成份纖維(圖2)紋理化以製造約120個紗線線軸以供進一步使用(諸如用於針織、織造、覆蓋及其類似者)。摩擦盤機器係SSM型RG12DTB，其使用1-6-1陶瓷摩擦盤及在主要加熱區中使用一米主要加熱器。主要加熱器溫度設定為100℃，且加工速度係約800 m/min。第二加熱區使用設定為110℃溫度之導絲輥。D/Y比(圓盤之圓周速度/紗線之處理量)係約4.0，且拉伸比係約1.4。使用此等條件，製造可接受之紋理化紗線以供進一步加工成織物或其他材料。

如所展示及上文所述，使用本發明之紋理化製程提供比來自非紋理化紡紗製程之紗線更厚或更蓬鬆之紗線。另外，使用本發明之紋理化製程以及如所描述之多成份纖維提供比標準聚酯紗線更厚或更蓬鬆之紗線。如圖6及7中所示，使用本發明之摩擦盤製程紋理化之紗線比不使用本發明製程紋理化之彼等更厚或更蓬鬆。如圖6中所示，呈雙針織組態來自本發明之製程之紋理化纖維具有比完全拉伸但未紋理化之相同類型之紗線或纖維厚約41%的厚度。儘管單面針織允許兩種紗束變厚，如圖7中所示，呈單面針織組態來自本發明之製程之紋理化纖維具有比對照紗線或完全拉伸但未紋理化的纖維厚約8%的厚度。

圖8A及8B視覺上描繪展示於圖6中呈雙面針織互鎖構造之紗線。在500x放大倍數下採集圖像。如圖8B中所示，使用本發明之製程紋理化的紗線比全拉伸紗線(FDY)更厚或更蓬鬆。圖9A及圖9B視覺上描繪展示於圖7中呈單面針織平針織物構造之紗線。在500x放大倍數下採集圖像。如圖9B中所示，本發明之紗線更厚或更蓬鬆。圖10A、10B、11A及11B展示在100x放大倍數下的相同紗線。

1‧‧‧線軸

2a‧‧‧輸入軸或輥/進料輥

2b‧‧‧輸入軸或輥/進料輥

3‧‧‧加熱元件

4‧‧‧冷卻裝置

5‧‧‧加撚單元

6a‧‧‧中心軸或輥

6b‧‧‧中心軸或輥

7‧‧‧後加熱區/第二加熱區

8a‧‧‧超饋軸或輥

8b‧‧‧超饋軸或輥

9‧‧‧上加工劑裝置

10‧‧‧線軸

在本文中參考以下附圖描述本發明之實施例，其中：

圖1係比較多成份纖維截面，其具有含5個非水分散性合成聚合物條帶及6個水分散性聚合物條帶之條帶或條紋狀組態，其中水分散性聚合物條帶位於外部周邊上。非水分散性聚合物係聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，且水分散性聚合物係磺酸基聚酯(5條帶PET多成份纖維)。此比較多成份纖維在多成份纖維表面截面上具有56.5%磺酸基聚酯。

圖2係本發明多成份纖維之實施例，該多成份纖維具有含6個非水分散性合成聚合物條帶及5個水分散性聚合物條帶之條帶或條紋狀組態。非水分散性合成聚合物條帶位於外部周邊上。此多成份纖維在多成份纖維表面截面之周邊具有17.6%水分散性聚合物。在一個實施例中，非水分散性聚合物係聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，且水分散性聚合物係磺酸基聚酯(6條帶PET多成份纖維)。此多成份纖維在多成份纖維表面截面上具有17.6%磺酸基聚酯。

圖3係本發明多成份纖維之實施例，該多成份纖維具有含16個段之分段圓餅式組態，水分散性聚合物及非水分散性合成聚合物之段交替。水分散性聚合物段小於非水分散性合成聚合物，使得處於多成份纖維表面截面之周邊處之水分散性聚合物為約21.6%水分散性的。

圖4係本發明多成份纖維之實施例，該多成份纖維具有含32個段之分段圓餅式組態，水分散性聚合物及非水分散性合成聚合物之段交替。水分散性聚合物段小於非水分散性合成聚合物，使得處於多成份纖維表面截面之周邊處之水分散性聚合物為約21.6%水分散性的。

圖5.係展示各種類型之紋理化纖維或紗線的圖。在圖5(a)中，紋理化纖維或紗線捲曲。在圖5(b)中，紋理化纖維或紗線係高蓬鬆的(拉伸及鬆弛原理)。在圖5(c)中，紋理化纖維或紗線依靠使用噴氣具有上升效果。在圖5(d)中，紋理化纖維或紗線拉伸芯紋理化的，可保留良好的彈性。在圖5(e)中，紋理化纖維或紗線具有辛福姆紋理化(加撚及解撚方法)。在圖5(f)中，紋理化纖維或紗線具有成峰狀之捲曲效果。在圖5(g)中，紋理化纖維或紗線具有圓形捲曲效果。在圖5(h)中，加熱齒輪向纖維或紗線提供捲曲。在圖5(i)中，已藉由填料盒方法製造紋理化纖維或紗線。在圖5(j)中，製造具有高加撚但不具有高彈性之紋理化纖維或紗線。在圖5(k)中，紋理化纖維或紗線經捲曲。

圖6係比較本發明之雙面針織紗線之實例相比於相同類型之全拉伸紗線之厚度的圖。

圖7係比較本發明之單面針織紗線之實例相比於相同類型之全拉伸紗線之厚度的圖。

圖8A係雙面針織全拉伸紗線之實例在500x放大率下獲取之圖像。

圖8B係本發明之雙面針織紋理化紗線之實例在500x放大率下獲取之圖像。

圖9A係單面針織全拉伸紗線之實例在500x放大率下獲取之圖像。

圖9B係本發明之單面針織紋理化紗線之實例在500x放大率下獲取之圖像。

圖10A係雙面針織全拉伸紗線之實例在100x放大率下獲取之圖像。

圖10B係本發明之雙面針織紋理化紗線之實例在100x放大率下獲取之圖像。

圖11A係單面針織全拉伸紗線之實例在100x放大率下獲取之圖像。

圖11B係本發明之單面針織紋理化紗線之實例在100x放大率下獲取之圖像。

圖12係展示摩擦盤拉伸紋理化方法之圖式。

Claims (17)

1. 一種用於紋理化具有成形截面之多成份纖維的方法，該等步驟包含： (A) 提供多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且其中該水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於該多成份纖維之外側截面之周邊；及 (B) 使該多成份纖維穿過包含第一加熱裝置及加撚單元之第一區，其中該第一加熱裝置具有比用於以下纖維之溫度低至少10%之加熱溫度：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，在該纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。
2. 如請求項1之方法，其中該第一區包含冷卻區，且該使該多成份纖維穿過第一區之步驟進一步包含向該多成份纖維提供加撚及冷卻該多成份纖維。
3. 如請求項1之方法，其進一步包含步驟(C)使該纖維穿過第二區，其中該第二區包含第二加熱裝置。
4. 如請求項3之方法，其中該第二加熱裝置包含至少一個導絲輥。
5. 如請求項3之方法，其中該第二加熱裝置之加熱溫度比用於以下纖維之溫度低至少10%：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，在該纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。
6. 如請求項1之方法，其進一步包含提供至少一種額外纖維，該額外纖維不同於該具有成形截面及至少一種水分散性聚合物之多成份纖維，及紋理化該額外纖維以及該具有成形截面及至少一種水分散性聚合物之多成份纖維以形成包含至少兩種不同纖維之紋理化紗線；視情況，該額外纖維係多成份纖維。
7. 如請求項1之方法，其中該第一加熱裝置之該加熱溫度比用於以下纖維之溫度低至少15%：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，在該纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。
8. 一種用於紋理化具有成形截面之多成份纖維的方法，該等步驟包含： (A) 提供多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且其中該水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於該多成份纖維之外側截面之周邊； (B) 使該多成份纖維穿過包含加熱裝置、加撚單元及冷卻區之第一區，其中該使該多成份纖維穿過第一區之步驟包含加熱該多成份纖維，向該多成份纖維提供加撚及冷卻該多成份纖維，且其中該第一加熱裝置具有比用於以下纖維之溫度低至少10%之加熱溫度：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼；及 (C) 視情況，使該纖維穿過第二區，其中該第二區包含第二加熱裝置。
9. 如請求項8之方法，其中該第二加熱裝置包含至少一個導絲輥。
10. 如請求項8之方法，其進一步包含提供至少一種額外纖維，該額外纖維不同於該具有成形截面及至少一種水分散性聚合物之多成份纖維，及紋理化該額外纖維以及該具有成形截面及至少一種水分散性聚合物之多成份纖維以形成包含至少兩種不同纖維之紋理化紗線；視情況，該額外纖維係多成份纖維。
11. 如請求項8之方法，其中該第一加熱裝置之該加熱溫度比用於以下纖維之溫度低至少15%：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，在該纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼。
12. 一種用於紋理化纖維之方法，該等步驟包含： (A) 提供第一纖維，其中該第一纖維係多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且其中該水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於該多成份纖維之外側截面之周邊； (B) 提供第二纖維； (C) 使該第一纖維穿過第一加工區，其中該第一加工區包含加熱裝置及加撚區，其中該第一纖維經加熱，其中該第一加熱裝置之加熱溫度比用於以下纖維之溫度低至少10%：對於給定類型之設備及加工條件，其不含水分散性成份，具有相同的非水分散性聚合物，該纖維中具有相同數目之總細絲，及相同的總丹尼，其中該加撚區包含至少一個摩擦盤； (D) 使該第二纖維穿過第二加工區，其中該第二加工區包含加熱裝置及加撚區，其中該第二纖維經加熱；及 (E) 組合該第一纖維及該第二纖維以製備紗線，該紗線包含該具有成形截面及至少一種水分散性聚合物之多成份纖維以及該第二纖維。
13. 如請求項12之方法，其中該第二纖維包含多成份纖維，該多成份纖維具有成形截面及至少一種水分散性聚合物；及包含一或多種非水分散性聚合物之複數個域，其中該等域實質上由插入該等域之間的該水分散性聚合物彼此分隔開；且其中該水分散性聚合物以不大於55%水分散性聚合物之比例存在於該多成份纖維之外側截面之周邊。
14. 如請求項12之方法，其中該第二纖維係選自由以下組成之群：棉、亞麻、蠶絲、劍麻/草、皮革、乙酸酯、丙烯酸類、改質聚丙烯腈纖維、聚乳酸、莎隆(saran)、纖維素纖維漿料、無機纖維、聚酯纖維、耐綸纖維、聚烯烴纖維、嫘縈纖維、溶解性纖維、纖維素酯纖維、消費後回收纖維、彈性纖維及其組合。
15. 如請求項12之方法，其中該第一加工區進一步包含冷卻區，且該使該多成份纖維穿過該第一加工區之步驟進一步包含冷卻該多成份纖維。
16. 如請求項12之方法，其中該第二加工區進一步包含冷卻區，且該使該多成份纖維穿過該第二加工區之步驟進一步包含冷卻該多成份纖維。
17. 如請求項12之方法，其進一步包含第三纖維。