TWI384099B - 複合多層式紗線結構及其製法 - Google Patents

Description

複合多層式紗線結構及其製法

本發明係有關於一種複合多層式紗線結構，且特別係有關於一種藉由本身的結構即可達到吸濕排汗，以調節人體釋出濕氣之複合多層式紗線結構。

由於機能性紡織品(functional textiles)逐漸受到消費者的重視下，紡纖業者無不提升產品附加價值與實用性，還必須掌握流行趨勢，並開發各項複合性機能纖維，才能另創一片美好的藍海。一份最新研究報導指出，吸濕排汗(moisture management/water transport properties)是當今成衣產業判斷是否具機能性的主要標準之一。

吸濕排汗織物纖維可以吸收人體的濕氣，將濕氣轉移到織物的表面，再經過放濕，很快地蒸發於大氣中。換言之，吸濕排汗機能的產品係指該種纖維具有將皮膚表層的汗水和濕氣吸附傳遞至衣服表面的功能。此功能可防止汗液殘留在皮膚上，讓人體肌膚保持乾爽及舒適感。於寒冷的天候下亦不會由於汗水的大量蒸發而帶走人體大部分熱量，使得人體表面溫度下降，而有失溫畏寒的現象。

習知一種具有吸濕排汗纖維的機能，利用纖維表面微細溝槽，將肌膚表層濕氣與汗水，經由蕊吸、擴散及傳輸作用，瞬間排出體外，再藉由布表的纖維將汗水擴散並迅速蒸發掉，使肌膚保持乾爽與涼快，具調節體溫之功效。按照上述原理，亦即毛細孔作用(capillary or wicking phenomenon)，織物纖維間之間隙愈狹窄，吸濕性愈強。因此，具有許多狹窄毛細之超細纖維等之織物，即為擁有理想之吸收水分子功能的織物。此外，影響吸濕排汗織物之另一項因素為吸濕性。織物纖維的吸濕性愈強，愈會增加織物吸收水氣的功能。吸濕性影響衣物穿著時皮膚的舒適度，吸濕性與放濕性越強則乾燥速率快，使皮膚越覺得乾爽舒適。

當迅速吸收濕氣及汗水的織物在吸收水氣的同時，即具有調節體溫、增進肌肉活力與延緩精力耗竭的作用。通常效率最佳的吸濕排汗織物係由聚醯胺(PA;Polyamide)或聚酯纖維(PET;Polyester)製成之高科技合成織物。這些織物為輕質、可超快速吸收汗水，並快速乾燥濕氣。

然而習知吸濕排汗之纖維型態係透過特定的加工方式，添加化學藥劑改變纖維表面的化學結構，或利用混合的纖維型態等方式來加以提升。例如傳統的放吸織物(push-pull fiber)，係藉由芯層為不具吸濕性之物質，與表層具吸濕性之物質，製成雙層之紗線結構，以達到吸濕排汗之功效。這是由於表層之吸濕性物質吸收皮膚表層的汗水和濕氣，再藉由不具吸濕性之物質負責將汗水和濕氣排出，以保持肌膚的乾爽。

因此需要一種新穎的紗線結構，以避免使用大量化學溶劑及達到其它需求。

本發明之目的在於提供一種複合多層式紗線結構及其製法，具有調節人體釋出之濕氣，保持人體穿著衣物時之乾爽與舒適性。

本發明之另一目的在於提供一種複合多層式紗線結構及其製法，使製成後之成品紗具有細滑之獨特手感與豐厚度。

本發明之另一目的在於一種不需添加任何化學溶劑即可達到吸濕排汗的複合多層式紗線結構及其製法。

本發明之另一目的在於提供一種複合多層式紗線結構及其製法，具有濕度控制的效果。

本發明之目的在於提供一種具有微多孔纖維且導濕快的複合多層式紗線結構及其製法。

本發明係提供一種複合多層式紗線結構，包含中芯層、中間層及外層。中芯層具有複數疏水性纖維，在此所述之疏水性纖維較佳係指小於75丹尼(denier)之疏水性細丹尼長纖複絲或單絲構成。中間層係以複數異型斷面纖維包覆中芯層而形成。外層則包覆中間層，尤指以複數親水性纖維包覆中間層而形成之三層紗線結構。

在本實施例中，每一異型斷面纖維形狀較佳為十字形，然而其它不同實施例中亦可包含梅花形、Y字形、W形或其他適當的形狀等。在此所述之異型斷面纖維較佳具有導濕效率高、放濕速度快，以達到調節人體濕氣之功效。異型斷面纖維的材質包含人造纖維或/及天然纖維，人造纖維包含：聚酯纖維(PET;Polyester/Polyethylene Terephthalate)、聚醯胺6纖維(PA6;Polyamide 6)、聚醯胺66纖維(PA66;Polyamide 66)、尼龍6纖維(Nylon 6)、尼龍66纖維(Nylon 66)、聚丙烯纖維(PP;Polypropylene)聚烯烴(Polyolefin)或其它材質；天然纖維包含：棉(cotton)、羊毛(wool)、亞麻纖維(linen)、黃麻纖維(jute)、苧麻纖維(ramie)、聖麻纖維(Shengma)、大麻纖維(hemp)或其它適合材質。

本發明更提供一種複合多層式紗線製法，包含以下步驟：提供複數疏水性纖維形成中芯層繞經第一紡紗區之前羅拉；傳輸複數異型斷面纖維至第一紡紗區之前羅拉並與中芯層重疊，旋轉每一異型斷面纖維並包覆中芯層以形成半成品紗線；傳輸半成品紗線至第二紡紗區之前羅拉；提供複數親水性纖維至第二紡紗區之前羅拉，並與半成品紗線重疊，並藉由紡紗錠之捲取與前羅拉之線速度調整而將每一親水性纖維加撚並包覆半成品紗線以完成成品紗線。

在較佳實施例中，傳輸異型斷面纖維至第一紡紗區之前羅拉時，更包含平行地與中芯層重疊後旋轉製成複合層紗線。在此一步驟中，旋轉異型斷面纖維之前，更包含傳輸異型斷面纖維及中芯層至第一紡紗區之加撚點，藉由第一紡紗之區加撚點旋轉使異型斷面纖維及中芯層共同製成複合層紗線。此外，關於提供親水性纖維至第二紡紗區之前羅拉，更包含平行地與半成品紗線重疊後旋轉製成三層紗線。在此步驟中，旋轉親水性纖維之前，更包含傳輸親水性纖維及半成品紗線至第二紡紗區之加撚點，藉由第二紡紗區之加撚點旋轉使異型斷面纖維及半成品紗線製成三層紗線。

本發明係一種吸濕快乾，以保持人體穿著衣物之乾爽及舒適性之複合多層是紗線結構及其製法。在較佳實施例中，本發明為三層紗線結構，分別由疏水性纖維、異型斷面纖維及親水性纖維等複合性紗線結構構成。在此所述之三層紗線結構較佳係指廣義的具有三種不同材質的紗線所疊合而成，然而每一種紗線結構之纖維層數/圈數在所不問。下即配合所附圖式進一步說明本發明之各實施例及其製程步驟。

如圖1所示，本發明係一種複合多層式紗線結構，包含中芯層100、中間層200及外層300。中芯層100具有複數疏水性纖維110，在此所述之複數疏水性纖維110較佳係指小於75丹尼(denier)之細丹尼長纖之複絲或單絲所構成。在如圖1所示之實施例中，疏水性纖維110為複數纖維成束或多束而成，主要提供紗線較佳之機械強度，例如：拉伸強力等，以提供紗線強韌之伸長量。疏水性纖維110材質較佳為聚酯纖維(PET；Polyester/Polyethylene Terephthalate)。然而在其它不同的實施例中，疏水性纖維110亦包含聚醯胺6纖維(PA6；Polyamide 6)、聚醯胺66纖維(PA66；Polyamide 66)、尼龍6纖維(Nylon 6)、尼龍66纖維(Nylon 66)、聚丙烯纖維(PP；Polypropylene)、聚烯烴(Polyolefin)或其它適合之材質。

中間層200係以複數異型斷面纖維210包覆中芯層100而形成。在本實施例中，每一異型斷面纖維210形狀較佳為十字形。然而如圖2或3所示，異型斷面纖維210亦可包含梅花形、Y字形、W形或其他適當的形狀等。

如圖1所示，由於異型斷面纖維210之纖維截面為十字形等異型截面，其「比表面積」(specific surface；單位重量的表面積，Ex.：m² /g)較大，且纖維表面具有無數細微孔洞20，其中該些細微孔洞之輪廓包含圓形及橢圓形，因此得以利用較佳之毛細現象(Capillarity effect)，將肌膚排出的濕氣與水分，經由芯吸、擴散及傳輸作用，將濕氣與水分快速排出體外，從而保持肌膚乾爽與舒適性。此外，異型斷面纖維210材質包含人造或天然纖維，可純紡，也能與棉、毛、絲、麻及各類化學纖維混紡，亦可梭織，也可針織，應用廣泛。異型斷面纖維210的人造纖維包含：聚酯纖維(PET；Polyester/Polyethylene Terephthalate)、聚醯胺6纖維(PA6；Polyamide 6)、聚醯胺66纖維(PA66；Polyamide 66)、尼龍6纖維(Nylon 6)、尼龍66纖維(Nylon 66)、聚丙烯纖維(PP；Polypropylene)聚烯烴(Polyolefin)或其它材質。天然纖維則包含：棉(cotton)、羊毛(wool)、亞麻纖維(linen)、黃麻纖維(jute)、苧麻纖維(ramie)、聖麻纖維(Shengma)、大麻纖維(hemp)或其它適合材質。

外層300則以複數親水性纖維310包覆中間層200而形成之三層紗線結構。在此所述之親水性纖維310較佳為天然纖維或纖維素纖維，例如：棉纖維、羊毛纖維、苧麻纖維、亞麻纖維、聖麻纖維、大麻纖維、銅胺嫘縈纖維、黏液嫘縈纖維、竹纖維、醋酸纖維、醋酸纖維素纖維或再生纖維素纖維。

在如圖1所示之實施例中，三層紗線結構排列較佳為第一層中芯層100之不吸水PET纖維，並提供紗線結構強韌的拉伸力。第二層中間層200較佳為異型斷面形狀之PET纖維，公定回潮率(Moisture regain；表示紡織材料吸濕程度的指標)為0.4%以下。第三層外層300之親水性纖維310較佳為棉(cotton)，其公定回潮率為8%。然而在其它不同的實施例中，三層紗線結構的排列亦可為第一層為中芯層100、第二層為親水性纖維310及第三層為異型斷面形狀之PET纖維。各層結構相關材質如前所述，可視織物/服飾所需提供之功能，作適度的調整改變。

如圖4所示，本發明更提供一種複合多層式紗線製法，包含以下步驟：步驟400，提供複數疏水性纖維形成中芯層繞經第一紡紗區之前羅拉。步驟410，傳輸複數異型斷面纖維至第一紡紗區之前羅拉並與中芯層重疊，旋轉每一異型斷面纖維並包覆中芯層以形成半成品紗線。步驟420，傳輸半成品紗線至 第二紡紗區之前羅拉。步驟430，提供複數親水性纖維至第二紡紗區之前羅拉，並與半成品紗線重疊，旋轉每一親水性纖維並包覆半成品紗線以完成成品紗線。

在如圖4所示之實施例中，在步驟410中，傳輸複數異型斷面纖維至第一紡紗區之前羅拉時，更包含平行地與中芯層重疊後旋轉製成複合層紗線。此外，在旋轉複數異型斷面纖維之前，更包含傳輸每一異型斷面纖維及中芯層至第一紡紗區之加撚點，藉由第一紡紗區之加撚點的旋轉包覆使每一異型斷面纖維及中芯層共同製成複合層紗線。在步驟430中，即提供複數親水性纖維至第二紡紗區之前羅拉時，更包含平行地與半成品紗線重疊後旋轉製成三層紗線；其中，旋轉複數親水性纖維之前，更包含傳輸每一親水性纖維及半成品紗線至第二紡紗區之加撚點，藉由第二紡紗區之加撚點旋轉包覆使每一異型斷面纖維及半成品紗線製成三層紗線。

以下將進一步配合本發明之製程設備，詳細說明本發明紗線結構之製法，其中圖5A及6A為本發明製程設備之前視圖，圖5B及圖6B為本發明製程設備之側視圖。

如圖5A及圖5B所示，提供/傳輸複數疏水性纖維110及複數異型斷面纖維210並繞經第一紡紗區之前羅拉500後，兩者纖維較佳係相互平行且彼此重疊。然而，在繞經第一紡紗區之前羅拉500之前，每一疏水性纖維110及每一異型斷面纖維210係由不同路徑的各別導紗裝置負責輸送，如圖5B所示。在如圖5B所示之實施例中，傳輸複數異型斷面纖維210之導紗裝置包含三組牽伸羅拉500、520及550，負責將每一異型斷面纖維210予以牽伸並平齊化，並可藉由其速度調配而控制紗線之紡製規格。在此階段的撚係數(撚係數=撚數/英吋÷√棉 支數)與其紗線規格設定較佳為1.5~4。然而在其它不同的實施例中，撚係數亦可包含4以上，負責傳輸異型斷面纖維210之導紗裝置則可包含多於三組的牽伸羅拉裝置，端視需求而調整。此外，提供複數疏水性細丹尼長纖110的導紗裝置為兩組，除了第一紡紗區之前羅拉500以外，更包含穩定導紗羅拉560，提供紗線穩定之張力與控制疏水性纖維110進/餵入位置。因此藉由上述所述之穩定導紗羅拉，再經由第一紡紗區之加撚點800共同加撚包覆疏水性細丹尼長纖110及異型斷面纖維210，以確保疏水性纖維110能穩定地被異型斷面纖維210所包覆，以形成半成品紗線600，如圖5A所示。

當完成半成品紗線600後，再傳輸半成品紗線600至第二紡紗區之前羅拉510，如圖6A及圖6B所示。在如圖6A及6B之實施例中所示，複數親水性纖維310亦繞經第二紡紗區之前羅拉510後，與半成品紗線600平行且重疊。在此之前，半成品紗線600及每一親水性纖維310係由不同路徑的各別導紗裝置負責輸送，如圖6B所示。在如圖6B所示之實施例中，傳輸複數親水性纖維310之導紗裝置包含三組牽伸羅拉510、530及540，負責將每一親水性纖維310予以牽伸並平齊化，並可藉由其速度調配而控制紗線粗細之紡製規格。在此階段的撚係數與其紗線規格設定較佳為2~4.5。然而在其它不同的實施例中，撚係數亦可包含4.5以上，負責傳輸複數親水性纖維310之牽伸羅拉裝置則可包含多於三組的牽伸羅拉裝置，端視需求而調整。此外，提供半成品紗線600的導紗裝置為兩組，除了第一紡紗區之前羅拉510以外，更包含穩定導紗羅拉570，提供紗線穩定之張力與控制半成品紗線600進/餵入位置。藉由上述所述之穩定導紗羅拉，再經由第二加撚點810共同加撚旋 轉包覆半成品紗線600及複數親水性纖維310，以確保半成品紗線600能穩定地被每一親水性纖維310所包覆，以完成成品紗線610，如圖6A所示。

在此需說明的是，本實施例中，雖然以兩組不同的設備製作半成品紗線600與成品紗線610。然而在其它不同實施例中，亦可以使用同一組設備來完成半成品紗線600及成品紗線610。換言之，第二紡紗區之前羅拉510及第二紡紗區之加撚點810，可共同使用第一紡紗區之前羅拉500及第一紡紗區之加撚點800，其它穩定導紗羅拉亦可相互使用，僅需依不同的製作對象，調整不同的撚係數即可。再者，本發明之紗線結構，亦可藉由第一紡紗區之加撚點800/第二紡紗區之加撚點810的轉速(rpm)搭配第一紡紗區之前羅拉500/第二紡紗區之前羅拉510的轉速(cm/sec)可控制半成品600/成品紗線610之粗細。換言之，當第一紡紗區之加撚點800/第二紡紗區之加撚點810的轉速一定，第一紡紗區之前羅拉500/第二紡紗區之前羅拉510傳輸之速度越快時，形成半成品600/成品紗線610之粗細越粗(即兩者成正比)。

如圖7所示，本發明更提供一種複數多層式紗線製法，包含以下步驟：步驟710，傳輸中芯層。步驟720，提供複數異型斷面纖維，包覆中芯層以形成半成品紗線。步驟730，傳輸半成品紗線。步驟740，提供複數親水性纖維，包覆半成品紗線以完成一成品紗線。

在步驟720中，包覆中芯層以形成半成品紗線，更包含將每一異型斷面纖維與中芯層平行地重疊再共同旋轉地包覆中芯層。在步驟740中，包覆半成品紗線以形成成品紗線，更包含將每一親水性纖維與半成品紗線平行地重疊再共同旋轉地 包覆半成品紗線。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。根據本發明之精神及原則所做之修改及均等設置均包含於所附申請專利範圍內。

100‧‧‧中芯層

110‧‧‧疏水性纖維

200‧‧‧中間層

210‧‧‧異型斷面纖維

300‧‧‧外層

310‧‧‧親水性纖維

500‧‧‧第一紡紗區之前羅拉

510‧‧‧第二紡紗區之前羅拉

520~550‧‧‧牽伸羅拉

560~570‧‧‧穩定導紗羅拉

600‧‧‧半成品紗線

610‧‧‧成品紗線

800‧‧‧第一紡紗區之加撚點

810‧‧‧第二紡紗區之加撚點

20‧‧‧細微孔洞

圖1為本發明複合多層式紗線結構之剖視圖；圖2為本發明異型斷面纖維之另一實施例圖；圖3為本發明異型斷面纖維之又一實施例圖；圖4為本發明複合多層式紗線製法之流程圖；圖5A為本發明複合多層式紗線製法之第一實施例圖；圖5B為圖5A之側視圖；圖6A為本發明複合多層式紗線製法之第二實施例圖；圖6B為圖6A之側視圖；及圖7為本發明複合多層式紗線製法之另一流程圖。

100‧‧‧中芯層

110‧‧‧疏水性纖維

200‧‧‧中間層

210‧‧‧異型斷面纖維

300‧‧‧外層

310‧‧‧親水性纖維

20‧‧‧細微孔洞

Claims (15)

1. 一種複合多層式紗線結構，包含：一中芯層，具有複數疏水性纖維；複數異型斷面纖維，包覆該中芯層以形成一中間層；以及一外層，包覆該中間層，該外層具有複數親水性纖維，且該等異型斷面纖維之一表面具有複數個細微孔洞，使得該等異型斷面纖維產生毛細現象。
2. 如申請專利範圍第1項所述之複合多層式紗線結構，其中每一該疏水性纖維包含一疏水性細丹尼纖維。
3. 如申請專利範圍第2項所述之複合多層式紗線結構，其中該疏水性細丹尼纖維，細度包含小於75丹尼(denier)之纖維。
4. 如申請專利範圍第1項所述之複合多層式紗線結構，其中該疏水性纖維包含聚酯纖維(PET；Polyester/Polyethylene Terephthalate)、聚醯胺6纖維(PA6；Polyamide 6)、聚醯胺66纖維(PA66；Polyamide 66)、尼龍6纖維(Nylon 6)、尼龍66纖維(Nylon 66)、聚丙烯纖維(PP；Polypropylene)或聚烯烴(Polyolefin)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之複合多層式紗線結構，其中該些異型斷面纖維形狀包含十字形、Y字形、梅花形或W形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之複合多層式紗線結構，其中該些異型斷面纖維包含聚酯纖維(PET；Polyester/Polyethylene Terephthalate)、聚醯胺6纖維(PA6；Polyamide 6)、聚醯胺66纖維(PA66；Polyamide 66)、尼龍6纖維(Nylon 6)、尼龍66纖維(Nylon 66)、聚丙烯纖維(PP；Polypropylene)及聚烯烴(Polyolefin)。
7. 如申請專利範圍第1項所述之複合多層式紗線結構，其中該些親水性纖維包含棉纖維、羊毛纖維、苧麻纖維、亞麻纖維、 聖麻纖維、大麻纖維、銅胺嫘縈纖維、黏液嫘縈纖維、竹纖維、醋酸纖維、醋酸纖維素纖維或再生纖維素纖維。
8. 一種複合多層式紗線製法，包含以下步驟：提供複數疏水性纖維形成一中芯層繞經第一紡紗區之前羅拉；傳輸複數異型斷面纖維至該第一紡紗區之前羅拉並與該中芯層重疊，旋轉該些異型斷面纖維並包覆該中芯層以形成一半成品紗線，其中該等異型斷面纖維之一表面具有複數個細微孔洞，使得該等異型斷面纖維產生毛細現象；傳輸該半成品紗線至一第二紡紗區之前羅拉；以及提供複數親水性纖維至該第二紡紗區之前羅拉，並平行地與該半成品紗線重疊，旋轉該些親水性纖維並包覆該半成品紗線以完成該成品紗線，其中該成品紗線係為一三層紗線。
9. 如申請專利範圍第8項所述之複合多層式紗線製法，其中傳輸該些異型斷面纖維至該第一紡紗區之前羅拉更包含平行地與該中芯層重疊後旋轉製成一複合層紗線。
10. 如申請專利範圍第9項所述之複合多層式紗線製法，其中旋轉該些異型斷面纖維之前，更包含傳輸該些異型斷面纖維及該中芯層至一第一紡紗區之加撚點，藉由該第一紡紗區之加撚點旋轉包覆使該些異型斷面纖維及該中芯層製成該複合層紗線。
11. 如申請專利範圍第10項所述之複合多層式紗線製法，其中當該第一紡紗區之加撚點轉速一定時，該第一紡紗區之前羅拉傳輸該些異型斷面纖維及該中芯層之速度與成形該半成品紗線之粗細成正比。
12. 如申請專利範圍第8項所述之複合多層式紗線製法，其中旋轉該些親水性纖維之前，更包含傳輸該些親水性纖維及該半成品紗線至一第二紡紗區之加撚點，藉由該第二紡紗區之加撚點旋轉包覆使該些異型斷面纖維及該半成品紗線製成該三層紗線。
13. 如申請專利範圍第12項所述之複合多層式紗線製法，其中當該第二紡紗區之加撚點轉速一定時，該第二紡紗區之前羅拉傳輸該些親水性纖維及該半成品紗線之速度與成形該成品紗線之粗細成正比。
14. 一種複合多層式紗線製法，包含以下步驟：傳輸一中芯層；提供複數異型斷面纖維，包覆該中芯層以形成一半成品紗線，其中該等異型斷面纖維之一表面具有複數個細微孔洞，使得該等異型斷面纖維產生毛細現象；傳輸該半成品紗線；以及提供複數親水性纖維，將該些親水性纖維與該半成品紗線平行地重疊再旋轉地包覆該半成品紗線，接著包覆該半成品紗線以完成一成品紗線。
15. 如申請專利範圍第14項所述之複合多層式紗線製法，其中包覆該中芯層形成該半成品紗線更包含將該些異型斷面纖維與該中芯層平行地重疊再旋轉地包覆該中芯層。