TW202246604A - 編織色線及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種編織色線，包括編織集合成束的複數條股線，且該複數條股線包含至少三條股線，以及色料附著於該編織色線的一表面並且被包夾於各該股線之間，其中該色料填充該編織色線內部之該複數條股線之間的間隙以及該編織色線表面之該複數條股線之間的凹陷。

Description

編織色線及其製作方法

本發明涉及紡織技術領域，特別是關於一種聚合物纖維構成之編織色線及其製作方法。

聚合物纖維(或稱為合成纖維)為一種人造纖維，主要是由石油化學原料經聚合反應而成的鏈狀聚合物所構成。其中，超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene, UHMWP)纖維具有高強度、高切水性、高耐磨性、高化學穩定性、重量輕等特性，因此已廣泛應用於製作高性能紡織產品，例如但不限於高拉力釣線、拋投繩、風箏線、手術線、帳篷繩、滑翔傘繩、纜繩、漁網、船帆、防彈衣、頭盔、安全防護衣、防磨布、建築用布或工業用繩等。

聚合物纖維普遍缺乏可與染料進行化學結合所需的極性基團或染色座基團，而且聚合物纖維一般會經過高倍拉伸，使得分子具有高順向度和結晶度，造成染料不易擴散/滲透(diffusion/osmosis)到纖維內部。由於上述特性，目前業界普遍是以塗覆(coating)色料的方式來對聚合物纖維構成之色線進行上色。

請參考第1A圖和第1B圖，分別示出了一種習知技術之聚合物纖維構成之色線1的構造示意圖和截面示意圖，其利用線纜編織機或加撚機將纖維1a集束成線後，再將摻有顏料或染料之色料2塗覆在色線1的表面上，然後使色料1成膜定型於色線1表面而獲得上色效果。然而，上述上色方法存在著色力較差、色彩濃度不足、色料不易擴散到色線1內部，以及經一段使用時間後容易磨損掉色的問題。

本發明目的在於提供一種編織色線及其製作方法，不僅具有提高的著色力和色彩濃度，還可延緩掉色，並且減少色料的使用。

本發明一方面提供了一種編織色線，包括複數條股線，該複數條股線編織集合成束，且該複數條股線包含至少三條股線；以及一色料，包覆於該編織色線的一表面並且被包夾於各該股線之間，其中該色料填充該編織色線內部之該複數條股線之間的間隙以及該編織色線表面之該複數條股線之間的凹陷。

在一些實施例中，於該編織色線的一截面中，自該編織色線的中心至表面均包括該色料。

在一些實施例中，各該股線包括單絲。

在一些實施例中，各該股線是由複數條纖維構成之複絲。

在一些實施例中，該色料滲透至各該股線之該些纖維之間，而形成各該股線內之一上色層。

在一些實施例中，該上色層沿著該股線之表面具有不均勻的厚度。

在一些實施例中，於該截面中，該些股線之該上色層及被包夾於各該股線之間的該色料之面積的總和佔該截面之面積的40%至99%之間。

在一些實施例中，於該截面中，該些股線之該上色層及被包夾於各該股線之間的該色料之面積的總和佔該截面之面積的40%至60%之間。

在一些實施例中，該股線包括超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)纖維。

本發明另一方面提供了一種編織色線的製作方法，包括提供複數條股線，且該複數條股線包含至少三條股線，以及編織該複數條股線以集束成線，其中於編織該複數條股線時，同時將一色料附著至各該股線表面並且被包夾於各該股線之間，其中該色料填充該編織色線內部之該複數條股線之間的空隙以及該編織色線表面之該複數條股線之間的凹陷。

在一些實施例中，各該股線包括單絲。

在一些實施例中，各該股線是由複數條纖維構成之複絲。

在一些實施例中，該色料滲透至各該股線之該些纖維之間，而形成各該股線內之一上色層，其中該上色層沿著該股線之表面具有不均勻的厚度。

在一些實施例中，編織該複數條股線包括對各該股線施予一張力。

在一些實施例中，該色料包括樹脂。

在一些實施例中，該色料包括熱塑性聚合物。

在一些實施例中，編織該複數條股線包括使該複數條股線於一集束器中互相纏繞以集合成束，以及將該色料提供至該集束器以附著至各該股線表面。

在一些實施例中，該色料包括界面活性劑。

接下來的詳細描述並非用來對本發明加以限制。本發明涵蓋的範圍由其權利要求界定。與本發明權利要求具同等意義者，也應屬本發明涵蓋的範圍。各圖式為簡化示意圖，相同或類似的特徵通常以相同的附圖標記描述。為了便於說明與理解，圖式中各元件不必然按比例繪製，也省略了部份結構。

本發明可應用於各種天然纖維或人造纖維構成之編織色線，特別適用於聚合物纖維構成之編織色線，可顯著的改善色彩濃度以及延緩掉色，並且減少色料的使用。此外，本發明之編織色線可根據應用需求而具有合適的線徑。舉例來說，在一實施例中，編織色線可用作高拉力釣線，線徑可介於0.05 mm(毫米)至0.8 mm之間。在另一實施例中，編織色線可用作魚槍拋投繩，線徑可介於1.5 mm至2.5 mm之間。在又另一實施例中，編織色線可用作帳篷繩，線徑可介於2 mm至5 mm之間。以上線徑範圍僅為舉例，並不以此為限。

請參考第2圖，為根據本發明一實施例之編織色線的製作方法200的步驟示意圖。方法200開始於步驟202，提供複數條股線。接著進行步驟204，編織該複數條股線以使該複數條股線集束成線，並且於編織時同步將色料附著至各股線的表面。然後，進行步驟206，使色料成膜定型。

在一些實施例中，步驟202可包括將各股線12分別捲繞於一線軸上，然後將這些線軸安裝在一放線台上。步驟204可包括使各股線自線軸同時釋放，然後將股線牽引至一集束器中以進行編織，與此同時還透過一上色裝置提供一色料(coloring agent)至集束器中，以於編織股線時同步將色料附著至各股線的表面上，各股線的表面包含股線交會處，使色料被包夾於各股線之間，尤其靠近編織色線的中心，色料被各股線包夾情況較習知技術為明顯。本發明之色料主要包括顏料或染料分子及介質，步驟206可包括跟據色料之介質的種類來選用適合的方法使色料成膜定型。例如在一些實施例中，當色料包括可熱固化及/或光固化之摻有顏料或染料之樹酯(resin)時，可選擇使自集束器釋放出的編織色線通過一固化箱進行熱固化及/或光固化處理以使色料成膜定型。在一些實施例中，色料可包括摻有顏料或染料之低熔點熱塑性(thermoplastic)聚合物，可選擇使自集束器釋放出的編織色線通過一冷卻槽進行冷凝處理以使色料成膜定型。在一些實施例中，色料包括界面活性劑時，可選擇使自集束器釋放出的編織色線通過一烘箱進行乾燥以使色料成膜定型。在一些實施例中，步驟204和步驟206之間還可包括其他步驟，例如加熱烘乾以去除溶劑，或去除多餘的色料的步驟，但不限於此。

在一些實施例中，可在進行步驟204之前，將股線加撚(twist)至合適之撚度，例如可介於2至30 TPI ( twist per inch)之間，但不限於此。根據本發明另一實施例，各股線也可以基本上無撚。

股線於步驟204中纏繞交叉的次數(即編織密度)會影響編織色線的性能，也會影響色料的附著量。根據本發明一實施例，股線纏繞交叉的次數可介於每英寸交叉3次至每英寸交叉120次，但不限於此。

本發明系以盡量不影響產能速度及製程變動最小狀況下，改善產品色彩表現，又能減少色料的使用，方法200於編織股線時同步將色料附著至各該股線表面而後再進行色料的成膜定型，可達到簡化製造工序及減少色料用量的功效。

請參考第3圖、第4圖、第5圖和第6圖。第3圖為根據本發明一實施例之編織色線10的構造示意圖。第4圖為沿著線徑方向(例如A-A’切線方向)切過本發明一實施例之編織色線10的截面示意圖。第5圖為沿著線徑方向(例如A-A’切線方向)切過本發明另一實施例之編織色線10的截面示意圖。第6圖為第5圖之其中一條股線12的放大截面示意圖，繪示出各股線12之纖維12a。

本發明之編織色線10可以是通過第2圖的方法200製作而得，包括編織集合成束的複數條股線12，以及包覆於編織色線10表面的並且被包夾於各股線12之間的色料20。股線12的數量可根據應用需求調整，例如可為3條、4條、5條，或者更多條。圖中繪示的股線12數量僅為舉例，並不用於限制本發明。

股線12本身可為由一條聚合物纖維構成之單絲(例如第4圖實施例)，或者為由複數條聚合物纖維構成之複絲(例如第5圖和第6圖實施例，由複數條纖維12a構成)。構成股線12之聚合物纖維可通過溶液紡絲(solution spinning)、凝膠紡絲(gel spinning)或其他合適的紡絲技術製得，材料可包括聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚醯胺 (Nylon)，但不限於此，並且選擇性地於紡絲過程中被牽引拉伸而具有合適的線徑。根據本發明一實施例，股線12的聚合物纖維12a(參考第6圖)可具有介於25 um至200 um之間的線徑，但不限於此。根據本發明一實施例，股線12可由一條或多條超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)纖維構成。

如第4圖和第5圖所示所示，編織纏繞時的擠壓可使得股線12具有扁平形、橢圓形，或不規則形狀的截面形狀。當股線12為複數條纖維構成之複絲時，纖維也可能由於纏繞時的擠壓而略變形。需特別說明的是，第6圖示出的纖維12a具有接近於圓形的截面形狀是以便於繪圖為目的，並不用於限制本發明。

在一些實施例中，可根據應用需求於編織色線10中加入機能性紗線(圖未示)，用以調整編織色線10的機能，例如提高彈性或賦予抗輻射性，但不限於此。加入機能性紗線的方法例如可將機能性紗線(圖未示)捲繞在一線軸並安裝在放線台上，然後被釋放至集束器中與股線一起編織。當股線12為複絲時，可選擇將機能性紗線整合在股線12的纖維之中。機能性紗線可包括天然纖維或人造纖維。

色料20包括可黏附或吸附至股線12表面的材料，例如可為膠狀材料、溶液，或氣態粒子材料。在一些實施例中，色料20可包括摻有顏料或染料之樹酯(resin)，並且可被熱固化及/或光固化而成膜定型。在一些實施例中，色料20可包括摻有顏料或染料之低熔點熱塑性(thermoplastic)聚合物，而且熔點需低於股線12之纖維的熔點。例如當股線12纖維的熔點溫度介於140 °C至160 °C之間時，色料20的熔點溫度可介於90 °C至110 °C之間。適用於色料20的低熔點熱塑性聚合物例如可包括低熔點聚乙烯(polyethylene, PE)或低熔點聚氨酯(thermoplastic urethane, TPU)，但不限於此。在一些實施例中，色料20可包括摻有顏料或染料之添加界面活性劑之水性溶液，並且可通過一烘箱進行乾燥以使色料成膜定型。可根據色料20的種類及樣態選用合適的技術將色料20黏附或吸附於各股線12，例如使各股線12通過容納有色料20的腔體，或將色料20擠壓至股線12上，或使股線12通過帶有色料20的滾輪，但不限於此。

本發明特徵在於，藉由在編織時同時將色料20附著於各股線12表面，使得色料20隨著編織而被包夾在編織色線10的股線12之間，以填充編織色線10內部的股線12之間的間隙10a以及編織色線10表面的股線之間的凹陷10b。因此，相較於習知技術之編織色線的色料僅能覆蓋在編織纖維的外表面(如第1B圖所示)，本發明之編織色線10可包括顏色較明顯的色料12的色塊20a分布在編織色線10較內部的部分，因此提高了編織色線10整體的色彩濃度。在一些實施例中，編織色線10表面的股線12之間的凹陷10b處可累積較多的色料20，因而具有較明顯的顏色。

詳細來說，在第4圖的實施例中，當各條股線12是單絲時，色塊20a大致上會對應於股線12之間的間隙10a處。在第5圖和第6圖的實施例中，當各條股線12是複絲時，色料20不僅被包夾在股線12之間，還會沿著纖維12a之間的間隙往股線12內部(擴散)滲透(diffusion/osmosis)，因此除了對應於股線12之間的間隙10a處的色塊20a，也會滲透入纖維12a之間的間隙處形成一由多個色塊20b組成之上色層。因此，於截面圖中，第5圖實施例之編織色線10相較於第4圖實施例之編織色線10會呈現更明顯的顏色。由於股線12之間及/或纖維12a之間的間隙尺寸及/或形狀不同，使得色料20的色塊20a和色塊20b可具有不同的尺寸及/或形狀。由於滲透作用，上色層之色塊20b越靠近各條股線12外部尺寸可能越大，形成一漸層視覺的上色層。在一些實施例中，上色層之色塊20b均勻分布於各條股線12，形成一均色的上色層，此外，夾在股線12及/或纖維12a之間的色料20可連接在部分色塊20a和色塊20b之間。

在一些實施例中，如第6圖所示，編織股線12時施予股線12之張力及/或股線12互相纏繞時受到的壓力或從編織色線10/編織股線12外部施加壓力，可促進色料20沿著股線12的纖維12a之間的間隙往股線12內部滲透，從而形成股線12的一上色層122。在一些實施例中，股線12內部還可包括未被色料20滲透的部分，即股線之未上色層121。如第6圖所示，股線12未上色層121大致上被上色層122包圍。在一些實施例中，股線12內部不包括未被色料20滲透的部分，即股線之不包含未上色層121。

色料20含量及滲透量決定了上色層122的色彩濃度。由於股線12不同位置於編織纏繞時受度不同壓力或從編織色線10/編織股線12外部施加壓力，會使股線12不同位置具有不同的色料12滲透深度及滲透量，因此股線12的上色層122可能形成漸層視覺效果，具有不均勻的厚度及不同的色彩濃度。

請參考第7圖，左側為本發明一實施例之編織色線的截面的顯微鏡圖，右側為左側之顯微鏡圖標示出股線交界以及一些特徵的區域。詳細來說，第7圖之編織色線包括複數條編織集合成束的股線，且股線為複絲。區域A1和區域A2為至少三條股線交會的區域，區域A3和區域A4為股線內部的區域。本發明藉由編織時同時將色料附著至各股線表面，使得色料可被包夾在股線之間並且滲透至股線的纖維之間，因此區域A1、A2、A3和A4都可具有明顯的顏色，其中區域A1和區域A2的顏色是由於色塊20a和色塊20b的呈現，而區域A3和區域A4的顏色主要是由於色塊20b的呈現(參考第5圖)。

請參考第8圖，左側為本發明另一實施例之編織色線的截面的顯微鏡圖，右側為左側之顯微鏡圖標示出股線交界以及一些特徵的區域。第8圖之編織色線包括複數條編織集合成束的股線，且股線為複絲。區域B1和區域B2為至少三條股線交會的區域，區域B3、B4、B5和B6為股線內部的區域。本發明藉由編織時同時將色料附著至各股線表面，使得色料可被包夾在股線之間並且滲透至股線的纖維之間，因此區域B1-B6都可具有明顯的顏色，其中區域B1和區域B2的顏色是由於色塊20a和色塊20b的呈現，而區域B3、B4、B5和B6的顏色主要是由於色塊20b的呈現(參考第5圖)。

由第7圖和第8圖可明顯看出，本發明提供之編織色線，自編織色線的中心(例如第8圖的區域B1)至表面(例如第8圖的區域B5)均可有色料分布。

請參考第9圖，左側為一種習知技術之編織色線的截面的顯微鏡圖，右側為左側之顯微鏡圖標示出股線交界以及一些特徵的區域。第9圖之編織色線包括複數條編織集合成束的股線，且股線為複絲。區域C1和區域C3為至少三條股線交會的區域，區域C2為股線內部的區域。第9圖的編織色線是在股線集束成線之後，才塗覆上色料。很明顯的，區域C1、C2、C3相較於第7圖的區域A1-A4和第8圖的B1-B6具有較淺的顏色(即包含較少的色料)，特別是編織色線中心處的區域C1幾乎沒有顏色(幾乎不包含色料)。

綜合以上，本發明提供之編織色線10，利用編織股線12時同時將色料20附著於各股線12表面，使色料隨著編織而被包夾在各股線12之間，尤其靠近編織色線10的中心。本發明還可藉由編織纏繞時股線12受到的壓力或從編織色線10/編織股線12外部施加壓力促使尚未定型(即具有可塑性或流動性)的色料20滲透至股線12內部形成上色層122，可更提高編織色線10的色彩濃度。根據本發明一實施例，於截面圖中，上色部分的總面積(例如包括各股線12的上色層122面積、色塊20a的面積、色塊20b的面積，以及包覆於各股線12表面的色料20的面積)可高達編織色線10的截面面積的40%至99%之間，例如至少介於40%至60%之間。換句話說，本發明之編織色線10的上色的部分可高達整體的40%至99%之間，並且於截面中，自編織色線的中心至表面均可有色料分布。相較於習知技術編織後再上色的方法所獲得之編織色線(例如第1A圖和第1B圖示出之色線1)上色部分的比例僅介於10%至25%之間，本發明之編織色線可具有較高的上色比例以及色彩濃度。此外，本發明將部分色料20包夾在股線12及/或纖維12a之間，可減緩編織色線10磨損掉色的問題。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1:色線 1a:纖維 2:色料 10:編織色線 12:股線 20:色料 200:方法 202:步驟 204:步驟 206:步驟 10a:空隙 10b:凹陷 12a:纖維 121:未上色層 122:上色層 20a:色塊 20b:色塊 A-A':切線 A1~A4:區域 B1~B6:區域 C1~C3:區域

第1A圖和第1B圖分別為習知技術之一編織色線的構造示意圖和截面示意圖。 第2圖為根據本發明一實施例之編織色線的製作方法的步驟示意圖。 第3圖為根據本發明一實施例之編織色線的構造示意圖。 第4圖為本發明一實施例中，沿著線徑方向切過編織色線的截面示意圖。 第5圖為本發明一實施例中，沿著線徑方向切過編織色線的截面示意圖。 第6圖為第5圖之編織色線的其中一條股線的放大截面示意圖。 第7圖左側為本發明一實施例之編織色線的截面的顯微鏡圖，右側為包含標記之該顯微鏡圖。 第8圖左側為本發明另一實施例之編織色線的截面的顯微鏡圖，右側為包含標記之該顯微鏡圖。 第9圖左側為一種習知之編織色線的截面的顯微鏡圖，右側為包含標記之該顯微鏡圖。

10:編織色線

12:股線

20:色料

20a:色塊

20b:色塊

Claims (17)

1. 一種編織色線，包括: 複數條股線，該複數條股線編織集合成束，且該複數條股線包含至少三條股線；以及 一色料，包覆於該編織色線的一表面並且被包夾於各該股線之間，其中該色料填充該編織色線內部之該複數條股線之間的空隙以及該編織色線表面之該複數條股線之間的凹陷。
2. 如申請專利範圍第1項所述之編織色線，其中於該編織色線的一截面中，自該編織色線的中心至該編織色線的表面均包括該色料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之編織色線，其中各該股線包括單絲。
4. 如申請專利範圍第1項所述之編織色線，其中各該股線是由複數條纖維構成之複絲。
5. 如申請專利範圍第4項所述之編織色線，其中該色料滲透至各該股線之該些纖維之間，而形成各該股線內之一上色層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之編織色線，其中該上色層沿著該股線之表面具有不均勻的厚度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之編織色線，其中於一截面中，該些股線之該上色層及被包夾於各該股線之間的該色料之面積的總和佔該截面之面積的40%至60%之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之編織色線，其中該股線包括超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)纖維。
9. 一種編織色線的製作方法，包括: 提供複數條股線，且該複數條股線包含至少三條股線；以及 編織該複數條股線以集束成線，其中於編織該複數條股線時，同時將一色料附著至各該股線表面並且被包夾於各該股線之間，其中該色料填充該編織色線內部之該複數條股線之間的空隙以及該編織色線表面之該複數條股線之間的凹陷。
10. 如申請專利範圍第9項所述之編織色線的製作方法，其中各該股線包括單絲。
11. 如申請專利範圍第9項所述之編織色線的製作方法，其中各該股線是由複數條纖維構成之複絲。
12. 如申請專利範圍第11項所述之編織色線的製作方法，其中該色料滲透至各該股線之該些纖維之間，而形成各該股線內之一上色層，其中該上色層沿著該股線之表面具有不均勻的厚度。
13. 如申請專利範圍第9項所述之編織色線的製作方法，其中編織該複數條股線包括對各該股線施予一張力。
14. 如申請專利範圍第9項所述之編織色線的製作方法，其中該色料包括樹脂。
15. 如申請專利範圍第9項所述之編織色線的製作方法，其中該色料包括熱塑性聚合物。
16. 如申請專利範圍第9項所述之編織色線的製作方法，其中該編織製程包括: 使該複數條股線於一集束器中互相纏繞以集合成束；以及 將該色料提供至該集束器以附著至各該股線表面。
17. 如申請專利範圍第9項所述之編織色線的製作方法，其中該色料包括界面活性劑。

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