TWI414648B - 自混合物製造具有提昇之可逆熱性質之多成分纖維之方法與由該方法製造之多成分纖維及織物 - Google Patents

Description

自混合物製造具有提昇之可逆熱性質之多成分纖維之方法與由該方法製造之多成分纖維及織物 相關申請案之前後參照

本申請案為Magill等人於2005年2月4日提出申請之美國專利序號11/051,543，標題為"具有提昇可逆熱性質之多成分纖維及其製造方法"之專利申請案之一件部份連續案，而該案係為Magill等人於2002年1月15日提出申請之美國專利序號10/052,232，標題為"具有提昇可逆熱性質之多成分纖維及其製造方法"之專利申請案之一件部份連續案，而該案係為Haggard於2000年10月19日提出申請之美國專利序號09/691,164，標題為"能適應溫度之紡織纖維及其製備方法"，與Magill等人於2001年9月21日提出申請之美國專利序號09/960,591，標題為"具有提昇可逆熱性質之多成分纖維"之專利申請案之一件部份連續案，而其係請求2000年9月21日提出申請之美國專利臨時申請案序號60/234,410之權益，彼等之揭示內容係以其全文併於本文供參考。

本發明係關於具有提昇可逆熱性質之合成纖維。更特定言之，本發明係關於包含相變材料之多成分纖維，及經由熔融紡絲方法或溶液紡絲方法形成此種纖維。

許多織物係製自合成纖維。習用上，係使用兩種方法以製造合成纖維：溶液紡絲方法與熔融紡絲方法。溶液紡絲方法一般係用以形成丙烯酸系纖維，而熔融紡絲方法一般係用以形成尼龍纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維及其他類似型式之纖維。正如所習知，丙烯酸系纖維係包括長鏈合成聚合體，其特徵為存在丙烯腈單位，尼龍纖維包括長鏈合成聚醯胺聚合體，其特徵為存在醯胺基-CONH-，聚酯纖維包括長鏈合成聚合體，具有至少85重量百分比之經取代芳族羧酸單位之酯，而聚丙烯纖維包括長鏈合成結晶性聚合體，具有至少85重量百分比之烯烴單位，且典型上具有數目平均分子量為約40,000或較大。

熔融紡絲方法係特別令人感興趣，因為被使用於織物工業中之大部份合成纖維係藉由此項技術製造。熔融紡絲方法一般係涉及使熔融態聚合材料通過被稱為紡嘴之裝置，藉以形成一組個別合成纖維。一旦形成時，可將此合成纖維收集成股線，或切成定長纖維。合成纖維可用以製造經針織、織造或非織造織物，或者，合成纖維可被紡成紗線，以接著被使用於織造或針織方法中，以形成合成物。

相變材料已被摻入單成分丙烯酸系纖維中，以對纖維本身以及對自其製成之織物提供經提昇之可逆熱性質。此係容易地達成，一部份係由於高含量之揮發性物質(例如溶劑)典型上伴隨著形成丙烯酸系纖維之溶液紡絲方法。但是，較有問題的是摻入相變材料至熔紡合成纖維中，因為高含量之揮發性物質典型上係不存在或不想要在熔融紡絲方法中。先前摻入相變材料至熔紡合成纖維中之嘗試，典型上係涉及將含有相變材料之微膠囊與標準纖維級熱塑性聚合體混合，以形成摻合物，及接著將此摻合物熔融紡絲，以形成單成分合成纖維。此種嘗試一般會導致微膠囊在纖維內之不適當分散體，不良纖維性質及不良加工性能，除非使用低濃度之微膠囊。但是，使用低濃度之微膠囊，於正常情況下伴隨著相變材料之利用所要之提昇可逆熱性質，係難以實現。

針對此背景，出現發展本文中所述多成分纖維之需求。

於一方面，本發明係關於多成分纖維。於一項具體實施例中，多成分纖維包括由一組細長構件所形成之纖維本體，且此組細長構件之至少一個係包括溫度調節材料，其具有潛熱為至少40焦耳/克，且轉變溫度在22℃至40℃之範圍內。該溫度調節材料係提供熱調節，以潛熱在該轉變溫度下之吸收與釋出之至少一個為基礎。

於另一項具體實施例中，多成分纖維包括核芯構件，其包含相變材料，具有潛熱為至少40焦耳/克，且轉變溫度在10℃至50℃之範圍內。相變材料係提供熱調節，以潛熱在該轉變溫度下之吸收與釋出之至少一個為基礎。多成分纖維亦包括外殼構件，圍繞該核芯構件且形成多成分纖維之外部。

於又另一項具體實施例中，多成分纖維包括一組島構件，且該組島構件之至少一個係包括相變材料，具有潛熱為至少40焦耳/克，且轉變溫度在10℃至50℃之範圍內。該相變材料係提供熱調節，以潛熱在該轉變溫度下之吸收與釋出之至少一個為基礎。該多成分纖維亦包括海構件，圍繞該組島構件，且形成多成分纖維之外部。

於另一方面，本發明係關於織物。於一項具體實施例中，織物包括一組被混紡在一起之多成分纖維。各該組多成分纖維係包括由一組細長構件所形成之纖維本體，且此組細長構件之至少一個係包括相變材料，具有轉變溫度在22℃至40℃之範圍內。該相變材料係提供熱調節，以相變材料在該轉變溫度下之熔解與結晶化作用之至少一個為基礎。該織物具有潛熱為至少2焦耳/克。

本發明之其他方面與具體實施例亦意欲涵蓋在內。前文摘述與下文詳細說明並非意謂將本發明限制於任何特定具體實施例，而僅只是意謂描述本發明之一些具體實施例。

詳細說明

本發明之具體實施例係關於具有提昇可逆熱性質之多成分纖維，及其製造方法。根據本發明不同具體實施例之多成分纖維具有在不同環境條件下吸收與釋出熱能之能力。此外，此種多成分纖維可顯示經改良之加工性能(例如在纖維或自其製成產物之製造期間)、經改良之強度、相變材料在纖維內之經改良包容性或較高填充量之相變材料。多成分纖維可被使用或摻入各種產物中，以提供熱調節性質，同時對產物提供經改良之強度。例如，根據本發明不同具體實施例之多成分纖維可使用於紡織品(例如織物)、衣物(例如戶外衣著、乾潛水服及保護性服裝)、鞋類(例如短襪、長統靴及中底)、醫療產物(例如尿布、醫療布幔、熱毛毯、治療墊片、失禁用墊片及熱/冷包)、容器與包裝材料(例如飲料/食物容器、食物溫熱器、座墊及電路板積層物)、建築材料(例如在壁或天花板中之絕緣體、壁紙、窗簾內襯、管件包覆物、地毯及瓷磚)、器具(例如在家用器具中之絕緣體)及其他產物(例如汽車內襯材料、睡袋及被褥)。

根據本發明不同具體實施例之多成分纖維，當被摻入例如衣物或鞋類之產物中時，可提供經改良之舒適程度。特定言之，此多成分纖維可在不同或改變之環境條件下提供此種經改良之舒適程度。利用相變材料允許多成分纖維提供"多方向性"或"動態"熱調節，而非"單向"或"靜態"熱調節。特定言之，根據"多方向性"熱調節，多成分纖維可在溫熱氣候中吸收熱能，以及在冷氣候中釋出熱能。以此種方式，多成分纖維可在溫熱氣候中提供冷卻，而在冷氣候中加熱，因此在不同氣候狀態下保持所要之舒適程度。而且，根據"動態"熱調節，多成分纖維可在改變之環境條件下適應或調整其熱調節性質。以此種方式，多成分纖維能夠具有多重用途，譬如供溫熱氣候與冷氣候兩者使用。再者，多成分纖維可適應或調整其熱調節性質，而無需外部觸發機制，譬如濕氣或陽光。

搭配所提供之熱調節性質，根據本發明不同具體實施例之多成分纖維，當被摻入例如衣物或鞋類中時，可在舒適程度上提供其他改良。例如，多成分纖維可提供降低個人之皮膚水份，譬如由於出汗。特定言之，多成分纖維可降低皮膚之溫度或相對濕度，藉以提供較低程度之皮膚水份與較高程度之舒適性。特定材料與特定衣物或鞋類設計特徵之利用，可進一步提昇舒適程度。例如，多成分纖維可併用某些添加劑、處理藥品或塗層，以在熱調節與水份管理性質上提供其他利益。

根據本發明一些具體實施例之多成分纖維可包括一組細長構件。於本文中使用之"組"一詞可指一或多個元件之聚集。根據本發明之一些具體實施例，多成分纖維可包括製自細長構件之纖維本體。纖維本體典型上為細長，並可具有大於其直徑數倍(例如100倍或更多)之長度。纖維本體可具有多種規則或不規則橫截面形狀，作為實例而非藉由限制，譬如圓形、多葉形、八邊形、橢圓形、五邊形、方形、梯形、三角形、楔形等等。根據本發明之一些具體實施例，兩個或多個細長構件(例如兩個相鄰細長構件)可被接合、合併、聯合或黏結以形成單一纖維本體。

根據本發明之一些具體實施例，至少一個細長構件將包括溫度調節材料。典型上，溫度調節材料將包括一或多種相變材料，以提供具有提昇可逆熱性質之多成分纖維。在本發明之一些具體實施例中，細長構件可包括相同或不同聚合材料，且至少一個細長構件可具有已分散於其中之溫度調節材料。典型上，溫度調節材料係均勻地分散在至少一個細長構件內。但是，依想要得自多成分纖維之特定特徵而定，溫度調節材料之分散液可在一或多個細長構件內改變。根據本發明之一些具體實施例，兩個或多個細長構件可包含相同或不同溫度調節材料。

依多成分纖維之特定應用而定，細長構件可以多種型態之一排列。例如，細長構件可以海中島型態或核-殼型態排列。細長構件可以其他型態排列，作為實例而非藉由限制，譬如矩陣或棋盤型態、分段派餡餅型態、並排型態、條狀型態等等。根據本發明之一些具體實施例，細長構件可被排列呈束形式，其中細長構件係大致上相對於彼此平行。根據本發明之其他具體實施例，一或多個細長構件可延伸經過纖維本體長度之至少一部份，及若需要則細長構件可以縱向方式同延伸。例如，根據本發明之一些具體實施例，至少一個內部構件可延伸經過實質上多成分纖維之長度，且可包括溫度調節材料。內部構件延伸經過多成分纖維長度之程度，可依例如對於多成分纖維之所要熱調節性質而定。此外，其他因素(例如所要之機械性質，或形成多成分纖維之方法)可在決定此程度上扮演一項角色。因此，於一項具體實施例中，內部構件可延伸經過，從多成分纖維之約一半至高達整個長度，以提供所要之熱調節性質。外部構件可圍繞內部構件，且形成多成分纖維之外部。

根據本發明之一些具體實施例，多成分纖維可在約0.1至約1,000丹尼之間，或在約0.1至約100丹尼之間。典型上，根據本發明一項具體實施例之多成分纖維可在約0.5至約10丹尼之間。正如一般熟諳此藝者所瞭解，典型上明瞭丹尼係為每單位纖維長度之重量之一種度量(意即每9000米之克數)。

若需要，則根據本發明一些具體實施例之多成分纖維可進一步經處理，以形成一或多個較小丹尼纖維。例如，形成多成分纖維之細長構件可被分裂開來，以形成兩個或多個較小丹尼纖維，其中各較小丹尼纖維可包括一或多個細長構件。替代地或併用，形成多成分纖維之一或多個細長構件(或其一部份或數部份)可被溶解或熔解開來，以產生一或多個較小丹尼纖維。典型上，至少一個所形成之較小丹尼纖維係包括溫度調節材料，以提供所要之熱調節性質。

依製造多成分纖維之方法、進一步加工處理之希求或多成分纖維之特定應用而定，多成分纖維可進一步包含一或多種添加劑，作為實例而非藉由限制，譬如水、界面活性劑、分散劑、消泡劑(例如含聚矽氧之化合物與含氟化合物)、抗氧化劑(例如受阻酚類與亞磷酸鹽)、熱安定劑(例如亞磷酸鹽、有機磷化合物、有機羧酸類之金屬鹽及酚性化合物)、光或UV安定劑(例如羥基苯甲酸鹽、受阻羥基苯甲酸鹽及受阻胺類)、光或UV吸收添加劑(例如第IV族過渡金屬碳化物與氧化物之陶瓷粒子)、微波吸收添加劑(例如多官能性一級醇類、甘油及碳)、補強纖維(例如碳纖維、芳族聚醯胺纖維及玻璃纖維)、導電性纖維或粒子(例如石墨或活性碳纖維或粒子)、潤滑劑、處理助劑(例如脂肪酸類之金屬鹽、脂肪酸酯類、脂肪酸醚類、脂肪酸醯胺類、磺醯胺類、聚矽氧烷、有機磷化合物、含矽化合物、含氟化合物及酚性聚醚)、阻燃劑(例如鹵化物、磷化合物、有機磷酸鹽、有機溴化物、三水合氧化鋁、三聚氰胺衍生物、氫氧化鎂、銻化合物、氧化銻及硼化合物)、防黏連添加劑(例如矽石、滑石、沸石、金屬碳酸鹽及有機聚合體)、防霧添加劑(例如非離子性界面活性劑、甘油酯類、聚甘油酯類、花楸聚糖酯類及其乙氧基化物、壬基苯基乙氧基化物及醇乙氧基化物)、抗靜電添加劑(例如非離子性物質，譬如脂肪酸酯類、乙氧基化烷基胺類、二乙醇醯胺類及乙氧基化醇；陰離子性物質，譬如烷基磺酸鹽與烷基磷酸鹽；陽離子性物質，譬如氯化物之金屬鹽、甲基硫酸鹽或硝酸鹽，及四級銨化合物；以及兩性物質，譬如烷基甜菜鹼)、抗微生物劑(例如砷化合物、硫磺、銅化合物、異噻唑啉類、鄰苯二甲醯胺類、胺基甲酸酯類、銀系無機劑、銀鋅沸石、銀銅沸石、銀沸石、金屬氧化物及矽酸鹽)、交聯劑或受控降解劑(例如過氧化物、偶氮化合物及矽烷)、著色劑、顏料、染料、螢光增白劑或光學增白劑(例如雙-苯并唑類、苯基香豆素類及雙-(苯乙烯基)聯苯)、填料(例如天然礦物與金屬，譬如氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽及矽酸鹽；滑石；黏土；矽灰石；石墨；碳黑；碳纖維；玻璃纖維與珠粒；陶瓷纖維與珠粒；金屬纖維與珠粒；麵粉；及天然或合成來源之纖維，譬如木材纖維、澱粉或纖維素粉末)、偶合劑(例如矽烷、鈦酸鹽、鋯酸鹽、脂肪酸鹽、酐類、環氧類及不飽和聚合酸)、補強劑、結晶或成核劑(例如會增加或改良聚合體中結晶度之任何物質，譬如為改良晶體生長之速率/動力學、所生長晶體之數目或所生長晶體之類型)等等。可使一或多種添加劑分散在形成多成分纖維之一或多個細長構件內。

根據本發明之一些具體實施例，可將某些處理藥品或塗層塗敷至多成分纖維以賦予其他性質，作為實例而非藉由限制，譬如防染污性、拒水性、較柔軟感覺及水份管理性質。處理藥品與塗層之實例包括Epic(可得自Nextec應用公司，Vista,California)、Intera(可得自Intera技術公司，Chattanooga,Tennessee)、Zonyl織物保護劑(可得自DuPont公司，Wilmington,Delaware)、Scotchgard(可得自3M公司，Maplewood,Minnesota)等等。

參考圖1與圖2，其係圖解說明根據本發明一些具體實施例之各種多成分纖維12,13,14,21,22,23,24,26,27,28,29,34,84及88之放大橫截面視圖。更特定言之，圖1與圖2係說明排列形成根據本發明一些具體實施例之多成分纖維細長構件之多種型態。

如圖1與圖2中所示，各多成分纖維(例如21)包括一組獨特橫截面區域，相應於一組形成多成分纖維之細長構件(例如39與40)。根據目前所示之具體實施例，細長構件包括第一個細長構件(或第一組細長構件)(例如以陰影顯示於圖1中)與第二個細長構件(或第二組細長構件)(例如未以陰影顯示於圖1中)。此處，第一個細長構件(或第一組細長構件)較佳可製自聚合材料，其具有溫度調節材料已分散於其中。第二個細長構件(或第二組細長構件)可製自相同聚合材料或另一種具有稍微不同性質之聚合材料。應明瞭的是，於圖1與圖2中所示細長構件之數目、形狀及大小，係作為實例而非藉由限制作說明，而各種其他具體實施例係在本發明之範圍內。

雖然圖1與圖2係說明具有圓形或三葉形橫截面形狀之多成分纖維，但具有多種其他規則或不規則橫截面形狀之多成分纖維係被本發明所涵蓋，作為實例而非藉由限制，譬如多葉形、八邊形、橢圓形、五邊形、矩形、方形、梯形、三角形、楔形等等。應明瞭的是，一般而言，第一組細長構件可製自相同或不同聚合材料，且第二組細長構件可製自相同或不同聚合材料。再者，根據本發明之一些具體實施例，溫度調節材料可被分散在第二個細長構件(或第二組細長構件)內。應進一步明瞭的是，兩種或多種不同溫度調節材料可被分散在相同或不同細長構件內。例如，第一種溫度調節材料可被分散在第一個細長構件內，而具有稍微不同性質之第二種溫度調節材料可被分散在第二個細長構件內(例如兩種不同相變材料)。

根據本發明之一些具體實施例，一或多個細長構件可製自不必被分散在聚合材料內之溫度調節材料。例如，溫度調節材料可包括聚合體(或聚合體之混合物)，其係提供經提昇之可逆熱性質，且可用以形成第一個細長構件(或第一組細長構件)。對本發明之此種具體實施例，可能想要但並非必要，第二個細長構件(或第二組細長構件)適當地圍繞第一個細長構件(或第一組細長構件)，以降低或防止溫度調節材料之損失或滲漏。此外，應明瞭的是，一般而言，兩個或多個細長構件可製自相同或不同溫度調節材料。

參考圖1，左手直行10係說明三種多成分纖維12、13及14。多成分纖維12包括一組細長構件，經排列呈分段派餡餅型態。在本具體實施例中，第一組細長構件15,15',15",15'''及15""，與第二組細長構件16,16',16",16'''及16""，係以交替方式排列，且具有楔形之橫截面區域。一般而言，細長構件可具有相同或不同橫截面形狀或大小。再者，雖然多成分纖維12係經顯示包括十個細長構件，但應明瞭的是，一般而言，兩個或多個細長構件可經排列呈分段派餡餅型態，且至少一個細長構件典型上係包括溫度調節材料。

多成分纖維13包括一組細長構件，經排列呈海中島型態。在本具體實施例中，第一組細長構件35,35',35",35'''等係實質上延伸經過多成分纖維13之長度，且彼此分隔。第一組細長構件35,35',35",35'''等係經顯示位在第二個細長構件36內，且完全被其圍繞，於是形成在第二個細長構件36之"海"內之"島"。此等"島"在"海"內之排列可用以提供溫度調節材料在多成分纖維13內之更均勻分佈。在本具體實施例中，各第一組細長構件35,35',35",35'''等係具有梯形之橫截面形狀。但是，應明瞭的是，多種其他規則或不規則橫截面形狀係被本發明所涵蓋，作為實例而非藉由限制，譬如圓形、多葉形、八邊形、橢圓形、五邊形、矩形、方形、三角形、楔形等等。一般而言，第一組細長構件35,35',35",35"'等可具有相同或不同橫截面形狀或大小。再者，雖然多成分纖維13係被顯示為具有十七個細長構件35,35',35",35"'等，位在第二個細長構件36內且被其圍繞，但應明瞭的是，一般而言，一或多個細長構件可位在第二個細長構件36內且被其圍繞。

多成分纖維14包括一組細長構件，經排列呈條狀型態。在本具體實施例中，第一組細長構件37,37',37",37"'及37""，與第二組細長構件38,38',38"及38"'係經排列呈交替式樣，且被製成多成分纖維14之縱向薄片。一般而言，細長構件可具有相同或不同橫截面形狀或大小(例如伴隨著縱向薄片之寬度)。若需要，則多成分纖維14可為自動捲曲或自動變形纖維，其中纖維之捲曲或變形係賦予蓬鬆性、膨鬆度、絕緣、延伸或其他類似性質。雖然多成分纖維14係經顯示包括九個細長構件，但應明瞭的是，一般而言，兩個或多個細長構件可經排列呈條狀型態，且至少一個細長構件典型上係包括溫度調節材料。

在多成分纖維12與14之情況中，第一個細長構件(例如15)係被顯示為被相鄰之一或多個第二個細長構件(例如16與16"")部份圍繞，然而在多成分纖維13之情況中，第一個細長構件(例如35)係被顯示為被單一第二個細長構件36完全圍繞。當第一個細長構件(例如15)未被完全圍繞時，一般可能想要但並非必要，使用包容結構(例如微膠囊)以包含被分散在第一個細長構件內之相變材料。若需要，則多成分纖維12、13及14可經進一步加工，以形成一或多個較小丹尼纖維。因此，例如，形成多成分纖維12之細長構件可被分裂開來，或一或多個細長構件(或其一部份或數部份)可被溶解或熔解開來。所形成之較小丹尼纖維可例如包括細長構件15與16，可接合至彼此。

圖1之中間直行20係說明四種核芯/外殼纖維21,22,23及24。特定言之，核芯/外殼纖維21,22,23及24各包括一組細長構件，經排列呈核-殼型態。核芯/外殼纖維21包括第一個細長構件39，位在第二個細長構件40內且被其圍繞。更特定言之，第一個細長構件39係被製成包含溫度調節材料之核芯構件。此核芯構件係被顯示為同心地位在以外殼構件形成之第二個細長構件40內且被其完全圍繞。此處，核芯/外殼纖維21係包含25重量%之核芯構件與75重量%之外殼構件。

核芯/外殼纖維22包括第一個細長構件41，位在第二個細長構件42內且被其圍繞。與先前討論之具體實施例一樣，第一個細長構件41係被形成核芯構件，其包含溫度調節材料，且係同心地位在以外殼構件形成之第二個細長構件42內，且完全被其圍繞。此處，核芯/外殼纖維22包含50重量%之核芯構件與50重量%之外殼構件。

核芯/外殼纖維23包括第一個細長構件43，位在第二個細長構件44內且被其圍繞。但是，在本具體實施例中，第一個細長構件43係被形成為核芯構件，其係偏心地位在以外殼構件形成之第二個細長構件44內。核芯/外殼纖維23可包含實際上任何重量百分比之核芯構件與外殼構件，以提供所要之熱調節與機械性質。

三葉形核芯/外殼纖維24包括第一個細長構件45，位在第二個細長構件46內且被其圍繞。在本具體實施例中，第一個細長構件45係以核芯構件形成，具有三葉形橫截面形狀。此核芯構件係同心地位在第二個細長構件46內，其係被形成為外殼構件。核芯/外殼纖維23可包含實際上任何重量百分比之核芯構件與外殼構件，以提供所要之熱調節與機械性質。

應明瞭的是，核芯構件可一般性地具有多種規則或不規則橫截面形狀，作為實例而非藉由限制，譬如圓形、多葉形、八邊形、橢圓形、五邊形、矩形、方形、梯形、三角形、楔形等等。雖然核芯/外殼纖維21,22,23及24係被顯示具有一個核芯構件位在外殼構件內且被其圍繞，但應明瞭的是，兩個或多個核芯構件可位在外殼構件內且被其圍繞(例如以類似關於多成分纖維13所示之方式)。此兩種或更多種核芯構件可具有相同或不同橫截面形狀或大小。根據本發明之一些具體實施例，核芯/外殼纖維係包括三個或更多個細長構件，經排列呈核-殼型態，其中細長構件係被製成核芯/外殼纖維之同心或偏心縱向薄片。

圖1之右手直行30係說明許多根據本發明之一些具體實施例之並排纖維。特定言之，並排纖維26,27,28,29及34各包括一組細長構件，經排列呈並排型態。

並排纖維26包括第一個細長構件47，位於鄰近第二個細長構件48內且部份被其圍繞。在本具體實施例中，細長構件47與48具有半圓形橫截面形狀。此處，並排纖維26係包含50重量%之第一個細長構件47，與50重量%之第二個細長構件48。應明瞭的是，細長構件47與48可替代地或搭配地表現其特徵為經排列呈分段派餡餅或條狀型態。

並排纖維27包括第一個細長構件49，位於鄰近第二個細長構件50內且部份被其圍繞。在本具體實施例中，並排纖維27係包含20重量%之第一個細長構件49，與80重量%之第二個細長構件50。應明瞭的是，細長構件49與50可替代地或搭配地表現其特徵為經排列呈核-殼型態，其中第一個細長構件49係偏心地相對於第二個細長構件50定位且部份被其圍繞。

並排纖維28與29係為混合黏度纖維。各纖維包括第一個細長構件51或53，具有溫度調節材料分散於其中，且其係位於鄰近第二個細長構件52或54，且部份被其圍繞。混合黏度纖維典型上係被認為是自動捲曲或自動變形纖維，其中纖維之捲曲或變形係賦予蓬鬆性、膨鬆度、絕緣、延伸或其他類似性質。典型上，混合黏度纖維包括一組製自不同聚合材料之細長構件。例如，對於並排纖維28，第一個細長構件51可製自第一種聚合材料，而第二個細長構件52可製自第二種聚合材料，其可在某種型式上與第一種聚合材料不同。在本具體實施例中，第一種與第二種聚合材料可包含具有不同黏度或分子量之聚合體(例如，兩種具有不同分子量之聚丙烯，或個別為一種聚丙烯與一種聚乙烯)。當並排纖維28被拉伸時，不均勻應力可在兩個細長構件51與52之間產生，且並排纖維28可捲曲或彎曲。根據本發明之其他具體實施例，第一種與第二種聚合材料可包含具有不同程度結晶性之聚合體。例如，第一種聚合材料可具有比第二種聚合材料較低之結晶度。當並排纖維28被拉伸時，第一種與第二種聚合材料可經歷不同程度之結晶化作用與定向作用，以在並排纖維28中"閉鎖"定向作用與強度。可能需要足夠程度之結晶化作用，以防止或降低並排纖維28在熱處理期間之再定向作用。並排纖維28與29可包含實際上任何重量百分比之第一個與第二個細長構件，以提供所要之熱調節、機械及自動捲曲或自動變形性質。

並排纖維34為一種ABA纖維，包括第一個細長構件55，位在第二組細長構件56與56'之間，且部份被其圍繞。在本具體實施例中，第一個細長構件55係製自第一種聚合材料，具有溫度調節材料被分散於其中。此處，第二組細長構件56與56'可製自第一種聚合材料，或製自第二種聚合材料，其可在某種型式上與第一種聚合材料不同。一般而言，細長構件56與56'可具有相同或不同橫截面形狀或大小(例如伴隨著縱向薄片之寬度)。應明瞭的是，細長構件55、56及56'可替代地或搭配地表現其特徵為經排列呈條狀型態。參考圖2，其係說明兩種多成分纖維84與88。多成分纖維84包括一組細長構件，經排列呈核芯/外殼型態，而多成分纖維88包括一組細長構件，經排列呈海中島型態。

核芯/外殼纖維84包括第一個細長構件85，位在第二組細長構件86與86'之間且被其圍繞。特定言之，細長構件85、86及86'係被製成核芯/外殼纖維84之同心縱向薄片。在本具體實施例中，第一個細長構件85係製自第一種聚合材料，具有溫度調節材料被分散於其中。此處，第二組細長構件86與86'可製自第一種聚合材料，或製自第二種聚合材料，其可在某種型式上與第一種聚合材料不同。

如圖2中所示，細長構件86'係界定內部孔穴87，其係被形成作為中空核芯，且絕緣材料，譬如空氣，係被置於內部孔穴87中。除了藉由溫度調節材料所提供者之外，利用絕緣材料係有利地提供經提昇之熱調節性質。核芯/外殼纖維84可包含實際上任何重量百分比之第一個細長構件85，第二組細長構件86與86'，及絕緣材料，以提供所要之熱調節與機械性質。雖然核芯/外殼纖維84係被顯示為具有一個內部孔穴87，但應明瞭的是，核芯/外殼纖維84可包含兩個或多個內部孔穴，其可具有相同或不同橫截面形狀或大小，且可含有相同或不同絕緣材料。應明瞭的是，細長構件85、86及86'可替代地或搭配地表現其特徵為經排列呈並排型態。

海中島纖維88包括第一組細長構件89,89',89",89"'等，位在第二個細長構件90內且完全被其圍繞，於是形成"島"在第二個細長構件90之"海"內。在本具體實施例中，第一組細長構件89,89',89",89"'等係製自第一種聚合材料，具有溫度調節材料被分散於其中。此處，第二個細長構件90可製自第一種聚合材料，或製自第二種聚合材料，其可在某種型式上與第一種聚合材料不同。正如先前所討論者，此等"島"在"海"內之排列，可用以提供溫度調節材料在海中島纖維88內之更均勻分佈。在本具體實施例中，各第一組細長構件89,89',89",89"'等係具有圓形之橫截面形狀。但是，應明瞭的是，多種其他規則或不規則橫截面形狀係意欲涵蓋在內，譬如梯形、多葉形、八邊形、橢圓形、五邊形、矩形、方形、三角形、楔形等等。一般而言，第一組細長構件89,89',89",89"'等可具有相同或不同橫截面形狀或大小。

如圖2中所示，第二個細長構件90係界定內部孔穴91，其係被形成作為中空核芯，且絕緣材料，譬如空氣，係被置於內部孔穴91中。除了藉由溫度調節材料所提供者之外，利用絕緣材料係有利地提供經提昇之熱調節性質。海中島纖維88可包含實際上任何重量百分比之第一組細長構件89,89',89",89"'等，第二個細長構件90，及絕緣材料，以提供所要之熱調節與機械性質。雖然海中島纖維88係被顯示為具有一個內部孔穴91，但應明瞭的是，海中島纖維88可包含兩個或多個內部孔穴，其可具有相同或不同橫截面形狀或大小，並可含有相同或不同絕緣材料。再者，雖然海中島纖維88係被顯示為具有十一個細長構件89,89',89",89"'等，位在第二個細長構件90內，且被其圍繞，但應明瞭的是，一般而言，一或多個細長構件可位在第二個細長構件90內且被其圍繞。

接著翻閱至圖3，其係說明核芯/外殼纖維59之三次元視圖。核芯/外殼纖維59包括一個細長且大致上為圓柱形之核芯構件57，位在細長且環形外殼構件58內且被其圍繞。在本具體實施例中，核芯構件57係實質上延伸經過核芯/外殼纖維59之長度。核芯構件57具有已分散於其中之溫度調節材料61，且係位在形成核芯/外殼纖維59外部之外殼構件58內，並完全被其圍繞或裝入。在本具體實施例中，溫度調節材料61包括一組含有相變材料之微膠囊，且該微膠囊可均勻地分散在整個核芯構件57中。一般熟諳此藝者將明瞭，雖然可較佳具有均勻地分散在核芯構件57內之微膠囊，但這在所有應用中並非必須。核芯構件57可同心地或偏心地位在外殼構件58內，且核芯/外殼纖維59可包含實際上任何重量百分比之核芯構件57與外殼構件58，以提供所要之熱調節與機械性質。

參考圖4，其係說明另一種核芯/外殼纖維60之三次元視圖。與核芯/外殼纖維59一樣，核芯/外殼纖維60包括一個細長且大致上為圓柱形之核芯構件63，實質上延伸經過核芯/外殼纖維60之長度。核芯構件63係位在形成核芯/外殼纖維60外部之細長且環形外殼構件64內且完全被圍繞或裝入。此處，溫度調節材料62包含呈原始形式之相變材料(例如相變材料係未被包膠，意即未被微-或巨包膠)，且相變材料可均勻地分散在整個核芯構件63中。一般熟諳此藝者將明瞭，雖然可較佳地具有相變材料均勻地分散在核芯構件63內，但這在所有應用中並非必須。在圖4中所示之本具體實施例中，相變材料係形成獨特相域，其係被分散在核芯構件63內。藉由圍繞該核芯構件63，外殼構件64可用以包圍相變材料在核芯構件63內。因此，外殼構件64可降低或防止相變材料在纖維加工處理期間或在最終用途期間之損失或滲漏。核芯構件63可同心地或偏心地位在外殼構件64內，且核芯/外殼纖維60可包含實際上任何重量百分比之核芯構件63與外殼構件64，以提供所要之熱調節與機械性質。

參考圖5，其係說明海中島纖維70之三次元視圖。海中島纖維70包括一組細長且大致上為圓柱形之島構件72,73,74及75位在細長海構件71內且完全被其圍繞或裝入。在本具體實施例中，島構件72,73,74及75係實質上延伸經過海中島纖維70之長度。雖然在本具體實施例中係顯示四個島構件，但應明瞭的是，海中島纖維70可包含較多或較少之島構件，依海中島纖維70之特定應用而定。海構件71係由海聚合材料82形成，而島構件72,73,74及75係個別由島聚合材料76,77,78及79形成。海聚合材料82與島聚合材料76,77,78及79可為相同，或可在某種型式上彼此不同。一或多種溫度調節材料可被分散在島構件72,73,74及75內。如圖5中所示，海中島纖維70包含兩種不同溫度調節材料80與81。島構件72與75包含溫度調節材料80，而島構件73與74包含溫度調節材料81。此處，溫度調節材料80與81可各包含呈原始形式之相變材料，其係形成獨特相域在個別島構件內。藉由圍繞島構件72,73,74及75，海構件71可用以包圍相變材料在海中島纖維70內。海中島纖維70可包含實際上任何重量百分比之島構件72,73,74及75與海構件71，以提供所要之熱調節與機械性質。

正如先前所討論，根據本發明一些具體實施例之多成分纖維可包括一或多種溫度調節材料。溫度調節材料典型上係包含一或多種相變材料。一般而言，相變材料可包括任何具有吸收或釋出熱能以降低或排除熱流在溫度安定化範圍下或其內之能力之物質(或物質之混合物)。溫度安定化範圍可包括特定轉變溫度或一範圍之轉變溫度。搭配本發明不同具體實施例使用之相變材料，較佳係能夠在相變材料正在吸收或釋出熱時之期間抑制熱能之流動，典型上係當相變材料經歷兩種狀態間之轉變時(例如液體與固體狀態，液體與氣體狀態，固體與氣體狀態，或兩種固體狀態)。此作用典型上為短暫的，例如將發生直到相變材料之潛熱係在加熱或冷卻過程期間被吸收或釋出為止。於本文中使用之"潛熱"一詞可指稱當物質(或物質之混合物)經歷兩種狀態間之轉變時，被其吸收或釋出之熱量。熱能可被儲存或移離相變材料，且相變材料典型上可有效地藉由熱或冷來源再充填。藉由選擇適當相變材料，多成分纖維可經設計，供使用於許多產物之任一種中。

根據本發明之一些具體實施例，相變材料可為固體/固體相變材料。固體/固體相變材料為一種相變材料類型，其典型上經歷兩種固體狀態間之轉變(例如結晶或介晶相轉變)，且因此在使用期間典型上不會變成液體。

相變材料可包括兩種或多種物質之混合物。藉由選擇兩種或多種不同物質且形成混合物，溫度安定化範圍可針對多成分纖維之任何特定應用作調整。根據本發明之一些具體實施例，兩種或多種不同物質之混合物當被摻入多成分纖維中時，可顯示兩個或多個不同轉變溫度或單一經修正轉變溫度。

根據本發明之不同具體實施例，可被摻入多成分纖維中之相變材料，包括多種有機與無機物質。相變材料之實例，作為實例而非藉由限制，係包括烴類(例如直鏈烷類或石蠟烴、分枝鏈烷類、不飽和烴類、鹵化烴類及脂環族烴類)、水合鹽類(例如氯化鈣六水合物、溴化鈣六水合物、硝酸鎂六水合物、硝酸鋰三水合物、氟化鉀四水合物、硫酸鋁銨、氯化鎂六水合物、碳酸鈉十水合物、磷酸氫二鈉十二水合物、硫酸鈉十水合物及醋酸鈉三水合物)、蠟類、油類、水、脂肪酸類、脂肪酸酯類、二鹽基性酸類、二鹽基性酯類、1-鹵化物、一級醇類、芳族化合物、籠合物、半籠合物、氣體籠合物、酐類(例如硬脂酸酐)、碳酸乙烯酯、多羥醇類(例如2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-羥甲基-2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、異戊四醇、二異戊四醇、五甘油、四羥甲基乙烷、新戊二醇、四羥甲基丙烷、2-胺基-2-甲基-1,3-丙二醇、單胺基異戊四醇、二胺基異戊四醇及參(羥甲基)醋酸)、聚合體(例如聚乙烯、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、聚丙二酸丙烯酯、聚癸二酸新戊二醇酯、聚戊二酸戊酯、聚肉豆蔻酸乙烯酯、聚硬脂酸乙烯酯、聚月桂酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸十六基酯、聚甲基丙烯酸十八基酯、藉由二醇類(或其衍生物)與二酸類(或其衍生物)之聚縮合所製成之聚酯，及共聚物，譬如具有烷基烴側鏈或具有聚乙二醇側鏈之聚丙烯酸酯或聚(甲基)丙烯酸酯，及共聚物，包括聚乙烯、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯、聚丙二醇或聚四亞甲基二醇、金屬及其混合物。

相變材料之選擇典型上係依所要之轉變溫度，或所形成多成分纖維之所要應用而定。例如，具有轉變溫度接近室溫之相變材料可為其中所形成之多成分纖維係被摻入衣物或鞋類中以保持對使用者之舒適溫度之應用所想要。

根據本發明一些具體實施例之相變材料，可具有轉變溫度範圍為約-40℃至約125℃，例如約-40℃至約100℃，或約-5℃至約125℃。在可用於衣物應用之一項較佳具體實施例中，相變材料係具有轉變溫度範圍為約0℃至約50℃，例如約10℃至約50℃，約15℃至約45℃，約22℃至約40℃，或約22℃至約28℃。根據本發明一些具體實施例之相變材料亦可具有至少約40焦耳/克之潛熱，例如至少約50焦耳/克，至少約60焦耳/克，至少約70焦耳/克，至少約80焦耳/克，至少約90焦耳/克，或至少約100焦耳/克。在可用於衣物應用之一項具體實施例中，相變材料係具有潛熱範圍為約40焦耳/克至約400焦耳/克，例如約60焦耳/克至約400焦耳/克，約80焦耳/克至約400焦耳/克，或約100焦耳/克至約400焦耳/克。

根據本發明之一些具體實施例，特別有用之相變材料包括具有10至44個碳原子之石蠟烴(意即C10-C44石蠟烴)。表1係提供C13-C28石蠟烴之清單，其可在本文中所述之多成分纖維中作為相變材料使用。石蠟烴之碳原子數典型上與其熔點有關聯。例如，正-廿八烷，其每分子包含28個直鏈碳原子，具有熔點為61.4℃。藉由比較，正-十三烷，其每分子包含13個直鏈碳原子，具有熔點為-5.5℃。根據本發明之一項具體實施例，正-十八烷，其每分子包含18個直鏈碳原子，且具有熔點為28.2℃，係為衣物應用所特別期望。

其他可使用之相變材料包括聚合體相變材料，具有適合多成分纖維之所要應用之轉變溫度(例如，對衣物應用為約22℃至約40℃)。聚合體相變材料可包括具有多種鏈結構之聚合體(或聚合體之混合物)，其包括一或多種類型之單體單位。特定言之，聚合體相變材料可包括線性聚合體、分枝狀聚合體(例如星狀分枝聚合體、梳狀分枝聚合體或樹狀分枝聚合體)或其混合物。對某些應用，聚合體相變材料係期望包括線性聚合體或具有少量分枝之聚合體，以允許較大密度與較大程度之有規則分子堆積與結晶化作用。此種較大程度之有規則分子堆積與結晶化作用，可導致較大潛熱與較狹窄之溫度安定化範圍(例如經良好界定之轉變溫度)。聚合體相變材料可包括均聚物、共聚物(例如三聚物、統計共聚物、無規則共聚物、交替共聚物、週期共聚物、嵌段共聚物、輻射狀共聚物或接枝共聚物)或其混合物。形成聚合體相變材料之一或多種單體單位類型之性質，可影響聚合體相變材料之轉變溫度。因此，單體單位之選擇可依所要之轉變溫度或包含聚合體相變材料之多成分纖維所要之應用而定。正如一般熟諳此藝者將明瞭的，聚合體之反應性與官能基度可藉由加入官能基而改變，例如胺、醯胺、羧基、羥基、酯、醚、環氧化物、酐、異氰酸酯、矽烷、酮及醛。聚合體相變材料亦可包括能夠形成交聯、纏結或氫鍵之聚合體，以增加其韌性或其對熱、水份或化學品之抵抗性。

正如一般熟諳此藝者將明瞭的，一些聚合體可以具有不同分子量之各種形式提供，因為聚合體之分子量可藉由用於形成聚合體之加工處理條件決定。因此，聚合體相變材料可包括具有特定分子量或特定分子量範圍之聚合體(或聚合體之混合物)。於本文中使用之"分子量"一詞可指數目平均分子量、重量平均分子量或聚合體(或聚合體之混合物)之熔融指數。

根據本發明之一些具體實施例，相對於非聚合體相變材料(例如石蠟烴)，由於具有較高分子量、較大分子尺寸或較高黏度之結果，故聚合體相變材料可能是令人滿意的。由於此較大分子尺寸或較高黏度之結果，故聚合體相變材料可顯示較少傾向在加工處理期間或在最終用途期間自多成分纖維滲漏。對本發明之一些具體實施例，聚合體相變材料可包括具有數目平均分子量範圍為約400至約5,000,000之聚合體，例如約2,000至約5,000,000，約8,000至約100,000，或約8,000至約15,000。例如，當被摻入核芯/外殼纖維或海中島纖維中時，其較大分子尺寸或其較高黏度可防止聚合體相變材料流經形成纖維外部之外殼構件或海構件。當被摻入根據本發明不同具體實施例之多成分纖維中時，除了提供熱調節性質以外，聚合體相變材料可提供經改良之機械性質(例如延展性、抗張強度及硬度)。若需要則可將具有所要轉變溫度之聚合體相變材料與聚合材料合併，以形成細長構件。根據本發明之一些具體實施例，聚合體相變材料可提供適當機械性質，以致其可用以形成細長構件，而無需聚合材料，因此允許較高填充量之聚合體相變材料，及經改良之熱調節性質。

例如，聚乙二醇可作為相變材料，使用於本發明之一些具體實施例中。聚乙二醇之數目平均分子量典型上係與其熔點有關聯。例如，具有數目平均分子量在約570至約630範圍內之聚乙二醇(例如CarbowaxTM600，可得自Dow化學公司，Midland,Michigan)，典型上將具有熔點為約20℃至約25℃，使得彼等為衣物應用所期望。可於其他溫度安定化範圍下使用之其他聚乙二醇，包括具有數目平均分子量為約400且熔點在約4℃至約8℃範圍內之聚乙二醇，具有數目平均分子量在約1,000至約1,500之範圍內且熔點在約42℃至約48℃範圍內之聚乙二醇，及具有數目平均分子量為約6,000且熔點在約56℃至約63℃範圍內之聚乙二醇(例如，CarbowaxTM400、1500及6000，可得自Dow化學公司，Midland,Michigan)。

其他可使用之相變材料包括以聚乙二醇為基料之聚合體相變材料，其係以脂肪酸類封端。例如，具有熔點在約22℃至約35℃範圍內之聚四亞甲基二醇脂肪酸二酯類，可製自具有數目平均分子量在約400至約600範圍內之聚乙二醇，其係以硬脂酸或月桂酸封端。進一步可使用之相變材料包括以四亞甲基二醇為基料之聚合體相變材料。例如，具有數目平均分子量在約1,000至約1,800範圍內之聚四亞甲基二醇類(例如Terathane1000與1800，可得自DuPont公司，Wilmington,Delaware)典型上具有熔點在約19℃至約36℃之範圍內。具有熔點在約60℃至約65℃範圍內之聚氧化乙烯，亦可作為相變材料使用於本發明之一些具體實施例中。

對某些應用，聚合體相變材料可包括具有熔點在約0℃至約50℃範圍內之均聚物，其可使用習用聚合方法形成。表2列示可製自不同類型單體單位之各種均聚物之熔點。

進一步期望之相變材料包括具有熔點在約0℃至約40℃範圍內之聚酯，其可藉由例如二醇類(或其衍生物)與二酸類(或其衍生物)之聚縮合形成。表3列示可以二醇類與二酸類之各種組合所形成聚酯之熔點。

根據本發明之一些具體實施例，具有所要轉變溫度之聚合體相變材料，可經由使相變材料(例如上文所討論之相變材料)與聚合體(或聚合體之混合物)反應而形成。因此，例如正-十八烷酸(意即硬脂酸)可與聚乙烯醇反應或酯化，而產生聚硬脂酸乙烯酯，或十二烷酸(意即月桂酸)可與聚乙烯醇反應或酯化，而產生聚月桂酸乙烯酯。相變材料(例如具有一或多個官能基之相變材料，譬如胺、羧基、羥基、環氧基、矽烷、硫酸等等)與聚合體之各種組合，可經反應而產生具有所要轉變溫度之聚合體相變材料。

具有所要轉變溫度之聚合體相變材料可製自各種類型之單體單位。例如，類似聚甲基丙烯酸十八基酯，聚合體相變材料可經由使甲基丙烯酸十八酯聚合而形成，該酯可經由十八基醇與甲基丙烯酸之酯化作用而形成。聚合體相變材料亦可經由使聚合體(或聚合體之混合物)聚合而形成。例如，聚-(聚乙二醇)甲基丙烯酸酯、聚-(聚乙二醇)丙烯酸酯、聚-(聚四亞甲基二醇)甲基丙烯酸酯及聚-(聚四亞甲基二醇)丙烯酸酯，可個別經由使聚甲基丙烯酸乙二醇酯、聚丙烯酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸四亞甲基二醇酯及聚丙烯酸四亞甲基二醇酯聚合而形成。在此實例中，單體單位可經由聚乙二醇(或聚四亞甲基二醇)與甲基丙烯酸(或丙烯酸)之酯化作用而形成。意欲涵蓋的是，聚二醇類可以烯丙醇酯化，或與醋酸乙烯酯進行酯交換，以形成聚二醇乙烯基醚類，其可依次被聚合以形成聚-(聚二醇)乙烯基醚類。以類似方式，意欲涵蓋的是，聚合體相變材料可製自聚二醇類之同系物，例如酯或醚封端之聚乙二醇與聚四亞甲基二醇類。

根據本發明之一些具體實施例，溫度調節材料可包括呈原始形式之相變材料(例如相變材料係未經包膠，意即未經微或巨包膠)。在多成分纖維之製造期間，呈原始形式之相變材料可以固體提供，呈多種形式(例如膨鬆形式、粉末、柱粒、顆粒、薄片等等)，或以液體提供，呈多種形式(例如，熔融態形式、溶於溶劑中等等)。

根據本發明之其他具體實施例，溫度調節材料可包括包容結構，其係包覆、容納、圍繞、吸收相變材料或與其反應。此包容結構可幫助相變材料之處理，同時在多成分纖維或自其製成之產物之製造期間，對相變材料提供某一程度之保護(例如保護以防止高溫或剪切力)。再者，包容結構可在使用期間用以降低或防止相變材料自多成分纖維滲漏。根據本發明之一些具體實施例，當具有相變材料已分散於其中之第一個細長構件未完全被第二個細長構件圍繞時，包容結構之利用可能是想要的，但並非必要。

例如，溫度調節材料可包括一組含有相變材料之微膠囊，且微膠囊可均勻地或不均勻地被分散在至少一個細長構件中。微膠囊可被製成包圍相變材料之殼層，並可包括以多種規則或不規則形狀(例如球體、橢圓體等等)與大小形成之個別微膠囊。個別微膠囊可具有相同或不同形狀或大小。根據本發明之一些具體實施例，微膠囊可具有最高線性尺寸(例如直徑)範圍為約0.01至約100微米。在一項較佳具體實施例中，微膠囊係具有大致上球形，且係具有最高線性尺寸(例如直徑)範圍為約0.5至約10微米，例如約0.5至約3微米。包容結構之其他實例包括矽石粒子(例如沉澱矽石粒子、煙霧狀矽石粒子及其混合物)、沸石粒子、碳粒子(例如石墨粒子、活性碳粒子及其混合物)及吸收性材料(例如吸收性聚合材料、超吸收性材料、纖維素材料、聚(甲基)丙烯酸酯材料、聚(甲基)丙烯酸酯材料之金屬鹽，及其混合物)。例如，溫度調節材料可包括以相變材料浸漬之矽石粒子、沸石粒子、碳粒子或吸收性材料。

根據本發明之一些具體實施例，一或多個細長構件可各包含至高約100重量%之溫度調節材料。典型上，細長構件可包含至高約90重量%之溫度調節材料(例如至高約50重量%或至高約25重量%之溫度調節材料)。在一些較佳具體實施例中，細長構件可包含約5重量%至約70重量%之溫度調節材料。因此，於一項具體實施例中，細長構件可包含約5重量%至約60重量%之溫度調節材料，而在其他具體實施例中，細長構件可包含約10重量%至約30重量%，或約15重量%至約25重量%之溫度調節材料。

正如先前所討論，根據本發明一些具體實施例之多成分纖維可包括一組細長構件。此細長構件可製自相同或不同聚合材料。根據本發明之一些具體實施例，細長構件可包括第一個細長構件(或第一組細長構件)，製自第一種聚合材料，具有溫度調節材料被分散於其中。此外，細長構件可包括第二個細長構件(或第二組細長構件)，製自第二種聚合材料，其可在某種型式上與第一種聚合材料不同。應明瞭的是，細長構件可製自相同聚合材料，於此種情況中，第一種與第二種聚合材料係為相同。根據本發明之一些具體實施例，溫度調節材料可包含聚合體相變材料，其係提供適當機械性質，以致其可用以形成第一個細長構件(或第一組細長構件)，而無需第一種聚合材料。根據本發明之其他具體實施例，溫度調節材料可包含聚合體相變材料，其可與第一種聚合材料反應或摻合，以形成第一個細長構件(或第一組細長構件)。例如，聚甲基丙烯酸十八基酯可與聚丙烯摻合，供熔融紡絲方法用。以下述作為另一項實例，聚月桂酸乙烯酯可被接枝反應在聚丙烯酸主鏈上，供溶液紡絲方法用。作為進一步實例，聚硬脂酸乙烯酯可與聚丙烯酸酯樹脂摻合，供溶液紡絲方法用。

一般而言，聚合材料(例如第一種聚合材料或第二種聚合材料)可包括任何具有被製成細長構件能力之聚合體(或聚合體之混合物)。根據本發明之一些具體實施例，細長構件可製自任何可形成纖維之聚合體(或可形成纖維之聚合體之混合物)。根據本發明之具體實施例，其中係使用熔融紡絲方法以形成多成分纖維，聚合材料可包括熱塑性聚合體(或熱塑性聚合體之混合物)(意即，可被加熱以形成熔融體，且接著成形或模製以形成細長構件者)。根據本發明之其他具體實施例，聚合材料可包括彈性聚合體(或彈性聚合體之混合物)。

聚合材料可包括具有多種鏈結構之聚合體(或聚合體之混合物)，其包括一或多種類型之單體單位。特定言之，聚合材料可包括線性聚合體、分枝狀聚合體(例如星狀分枝聚合體、梳狀分枝聚合體或樹狀分枝聚合體)或其混合物。聚合材料可包括均聚物、共聚物(例如三聚物、統計共聚物、無規則共聚物、交替共聚物、週期共聚物、嵌段共聚物、星形共聚物或接枝共聚物)或其混合物。正如一般熟諳此藝者將明瞭的，聚合體之反應性與官能基度可藉由加入官能基而改變，例如胺、醯胺、羧基、羥基、酯、醚、環氧化物、酐、異氰酸酯、矽烷、酮及醛。聚合材料亦可包括能夠形成交聯、纏結或氫鍵之聚合體，以增加其韌性或其對熱、水份或化學品之抵抗性。

可用以形成根據本發明不同具體實施例之細長構件之聚合體實例，包括聚醯胺(例如尼龍6、尼龍6/6、尼龍12、聚天門冬胺酸、聚麩胺酸等等)、聚胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸酯樹脂(例如聚丙烯醯胺、聚丙烯腈、甲基丙烯酸與丙烯酸之酯類等等)、聚碳酸酯(例如聚雙酚A碳酸酯、聚碳酸丙烯酯等等)、聚二烯類(例如聚丁二烯、聚異戊二烯、聚正烯等等)、聚環氧化物、聚酯類(例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚己內酯、聚乙交酯、聚內交酯、聚羥基丁酸酯、聚羥基戊酸酯、聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚琥珀酸丙二酯等等)、聚醚類(例如聚乙二醇(聚氧化乙烯)、聚丁二醇、聚氧化丙烯、聚甲醛、聚四亞甲基醚(聚四氫呋喃)、聚表氯醇等等)、聚氟碳類、甲醛聚合體(例如尿素-甲醛、三聚氰胺-甲醛、酚甲醛等等)、天然聚合體(例如纖維素材料、脫乙醯殼多糖、木質素、蠟類等等)、聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁烯、聚辛烯等等)、聚苯類(例如聚苯醚、聚苯硫、聚苯醚碸等等)、含矽聚合體(例如聚二甲基矽氧烷、聚羰甲基矽烷等等)、聚胺基甲酸酯、聚乙烯類(例如聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇之酯類與醚類、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯基四氫吡咯酮、聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚、聚乙烯基甲基酮等等)、聚縮醛、聚芳基化物及共聚物(例如聚乙烯-共-醋酸乙烯酯、聚乙烯-共-丙烯酸、聚對苯二甲酸丁二酯-共-聚對苯二甲酸乙二酯、聚月桂基內醯胺-嵌段-聚四氫呋喃等等)。

根據本發明之一些具體實施例，第一種聚合材料可包括會幫助溫度調節材料分散或摻入第一個細長構件(或第一組細長構件)中之聚合體(或聚合體之混合物)。根據本發明之一些具體實施例，第一種聚合材料可包括可與溫度調節材料相容或溶混或對其具有親和力之聚合體(或聚合體之混合物)。在本發明之一些具體實施例中，作為實例而非藉由限制，此親和力可依第一種聚合材料與溫度調節材料之溶解度參數、極性、疏水性特徵或親水性特徵之類似性而定。此種親和力可在多成分纖維之製造期間，幫助溫度調節材料分散在第一種聚合材料之中間熔融態或液體形式中，且因此最後可幫助更均勻或較大量或填充量之相變材料摻入多成分纖維中。在其中溫度調節材料進一步包含包容結構之具體實施例中，第一種聚合材料可包括針對其對於包容結構之親和力，且搭配其對於相變材料之親和力或作為一種替代方式，所選擇之聚合體(或聚合體之混合物)。例如，若溫度調節材料包括一組含有相變材料之微膠囊，則可選擇對於微膠囊(例如對於形成微膠囊之一或多種材料)具有親和力之聚合體(或聚合體之混合物)。例如，本發明之一些具體實施例可選擇第一種聚合材料，以包括與形成微膠囊之聚合體相同或類似之聚合體(例如，若微膠囊包括尼龍殼層，則第一種聚合材料可經選擇，以包括尼龍)。此種親和力可幫助含有相變材料之微膠囊分散在第一種聚合材料之中間熔融態或液體形式中，且因此，最後可幫助更均勻或較大量或填充量之相變材料摻入多成分纖維中。在本發明之一項較佳具體實施例中，第一種聚合材料可經選擇為與溫度調節材料足夠非反應性，以致當溫度調節材料被分散在第一種聚合材料內時，所要之溫度安定化範圍係被保持著。

例如，第一種聚合材料可包括具有熔融指數在約4至約36克/10分鐘範圍內之高密度聚乙烯(例如，具有熔融指數為4、12及36克/10分鐘之高密度聚乙烯，可得自Sigma-Aldrich公司，St. Louis,Missouri)，高密度聚乙烯之經改質形式(例如FusabondE MB100D，可得自DuPont公司，Wilmington,Delaware)，及乙烯丙烯橡膠之經改質形式(例如FusabondN MF416D，可得自DuPont公司，Wilmington,Delaware)。正如一般熟諳此藝者將明瞭的，熔融指數典型上係指聚合體(或聚合體之混合物)流動特性之一種度量，且與聚合體(或聚合體之混合物)之分子量逆相關。對極性相變材料(例如聚乙二醇、聚四亞甲基二醇及其同系物)，第一種聚合材料可包括極性聚合體(或極性聚合體之混合物)以幫助極性相變材料之分散。因此，例如，第一種聚合材料可包括聚酯之共聚物，例如聚對苯二甲酸丁二酯-嵌段-聚四亞甲基二醇類(例如Hytrel3078、5544及8238，可得自DuPont公司，Wilmington,Delaware)，與聚醯胺之共聚物，例如聚醯胺-嵌段-聚醚(例如Pebax2533、4033、5533、7033、MX 1205及MH 1657，可得自ATOFINA化學公司，Philadelphia,Pennsylvania)。

根據本發明之一些具體實施例，第一種聚合材料可包括對溫度調節材料具有稍微或部份相容性或溶混性或親和力之聚合體(或聚合體之混合物)(例如半可溶混聚合體)。此種部份親和力可適當地幫助溫度調節材料之分散，且幫助在較高溫度下及在熔融紡絲方法期間之加工處理。於較低溫度與剪切條件下，及一旦多成分纖維已被形成時，此部份親和力可允許溫度調節材料分離開來。對其中使用呈原始形式之相變材料之本發明具體實施例而言，此部份親和力可導致相變材料之不溶解作用，及增加之相變材料相域在多成分纖維內形成。根據本發明之一些具體實施例，相域形成可藉由幫助相變材料在兩種狀態間之轉變，導致經改良之熱調節性質。此外，相域形成可用以降低或防止相變材料於加工處理期間或在使用期間自多成分纖維之損失或滲漏。

例如，某些相變材料，譬如石蠟烴，可在較低濃度之相變材料下，或當溫度高於臨界溶液溫度時，與聚烯烴或聚烯烴之共聚物相容。因此，例如石蠟烴(或石蠟烴之混合物)與聚乙烯或聚乙烯-共-醋酸乙烯酯之混合，可在較高溫度及較高濃度之石蠟烴下達成，以產生均勻摻合物，其可容易地在熔融紡絲方法中控制、泵送及加工處理。一旦多成分纖維已被形成且已冷卻，石蠟烴可變成不溶解，且可分離開來，成為獨特相域。此等相域可允許石蠟烴之純熔解或結晶化作用，以提供經改良之熱調節性質。此外，此等相域可用以降低或防止石蠟烴之損失或滲漏。根據本發明之一些具體實施例，聚乙烯-共-醋酸乙烯酯可具有約5與約90重量%間之醋酸乙烯酯，而根據本發明之其他具體實施例，醋酸乙烯酯含量係在約5與約50重量%之間。在一項較佳具體實施例中，醋酸乙烯酯含量係期望在約18至約25重量%之間。當使石蠟烴與聚乙烯-共-醋酸乙烯酯混合以形成摻合物時，此含量之醋酸乙烯酯可允許溫度溶混性控制。特定言之，此醋酸乙烯酯含量可允許較高溫度下之優越溶混性，因此幫助熔融紡絲製程安定性與控制，此係由於摻合物之均一性所致。於較低溫度(例如室溫或正常商用織物使用溫度)下，聚乙烯-共-醋酸乙烯酯係與石蠟烴半可溶混，因此允許石蠟烴之分離且微相域形成。

當多成分纖維正被根據本發明之一些具體實施例形成時，第一種聚合材料可充作溫度調節材料之載體。此外，第一種聚合材料可幫助保持第一個細長構件(或第一組細長構件)在纖維加工處理期間之完整性，並可對所形成之多成分纖維提供經提昇之機械性質。

根據本發明之一項具體實施例，第一種聚合材料可包括低分子量聚合體(或低分子量聚合體之混合物)。低分子量聚合體當被加熱以形成熔融體時，典型上具有低黏度，此低黏度可幫助溫度調節材料在熔融體中之分散。正如先前所討論，一些聚合體可以具有不同分子量之多種形式提供。因此，於本文中使用之"低分子量聚合體"一詞可指聚合體之低分子量形式(例如，先前所討論聚合體之低分子量形式)。例如，具有數目平均分子量為約20,000(或較低)之聚乙烯，可作為低分子量聚合體，用於本發明之一項具體實施例中。應明瞭的是，與低分子量聚合體有關聯之分子量或分子量範圍，可依所選擇之特定聚合體(例如聚乙烯)或依用以分散溫度調節材料在低分子量聚合體之熔融體中之方法或設備而定。

根據本發明之另一項具體實施例，第一種聚合材料可包括低分子量聚合體與高分子量聚合體之混合物。高分子量聚合體典型上具有經提昇之物理性質(例如機械性質)，但當被加熱以形成熔融體時，可具有高黏度。於本文中使用之"高分子量聚合體"一詞可指聚合體之高分子量形式(例如先前討論聚合體之高分子量形式)。低分子量聚合體與高分子量聚合體可經選擇為可與彼此相容或溶混，或對彼此具有親和力。此種親和力可在多成分纖維製造期間，幫助形成低分子量聚合體、高分子量聚合體及溫度調節材料之混合物，且因此可最終幫助摻入更均勻或較大量或填充量之相變材料於多成分纖維中。根據本發明之一些具體實施例，低分子量聚合體係充作高分子量聚合體與溫度調節材料間之促相容連結，藉以幫助摻入溫度調節材料於多成分纖維中。

根據本發明之一些具體實施例，細長構件典型上可包含約10重量%至約30重量%之溫度調節材料，而細長構件之其餘部份係包含低分子量聚合體與高分子量聚合體。例如，在一項較佳具體實施例中，細長構件可包含15重量%之低分子量聚合體、70重量%之高分子量聚合體及15重量%之溫度調節材料。

根據本發明之一些具體實施例，第二種聚合材料可包括一種聚合體(或聚合體之混合物)，其具有或對多成分纖維提供一或多種所要之物理性質。所要物理性質之實例包括機械性質(例如延展性、抗張強度及硬度)、熱性質(例如可熱成形性)及化學性質(例如反應性)。第二種聚合材料可包括一種經選擇之聚合體(或聚合體之混合物)，以彌補第一種聚合材料或第一個細長構件(或第一組細長構件)之任何缺失(例如機械或熱缺失)，譬如由於高填充量之溫度調節材料所致。根據本發明之一些具體實施例，第二種聚合材料係操作以改良多成分纖維之整體物理性質(例如機械性質)與多成分纖維之加工性能(例如藉由幫助其經由熔融紡絲方法之形成)。第二種聚合材料可用以包圍被包含在第一個細長構件(或第一組細長構件)中之溫度調節材料。因此，第二種聚合材料可允許利用對於高溫與高剪切纖維加工處理並非最佳化之第一種聚合材料或溫度調節材料。此外，第二種聚合材料可降低或防止相變材料在纖維加工處理期間或在最終用途期間之損失或滲漏。根據本發明之一些具體實施例，第二種聚合材料可足夠地與溫度調節材料不具反應性，以保持溫度調節材料所要之溫度安定化範圍。

根據本發明之一項具體實施例，第二種聚合材料可包括高分子量聚合體。正如先前所討論，高分子量聚合體典型上具有經提昇之物理性質(例如機械性質)，且可經選擇為聚合體之高分子量形式(例如先前所討論聚合體之高分子量形式)。

根據一些較佳具體實施例，本發明之第二種聚合材料可包括聚酯，此係部份由於其優越加工性能，對所形成纖維賦予之性質，及其對某些相變材料譬如石蠟烴之抵抗性所致，以降低或防止此等相變材料之損失或滲漏。根據本發明之一項具體實施例，聚酯可具有數目平均分子量為約20,000(或較多)。根據本發明之其他具體實施例，第二種聚合材料可包括聚烯烴，譬如聚丙烯，具有熔融指數在約8至約1,500克/10分鐘之範圍內，譬如約12克/10分鐘，約18克/10分鐘，約30克/10分鐘。

此時，一般熟諳此藝者可明瞭許多與本發明不同具體實施例有關聯之優點。例如，根據本發明不同具體實施例之多成分纖維可提供經改良之熱調節性質，當多成分纖維被摻入產物例如衣物或鞋類中時，其允許經改良之舒適程度。根據本發明不同具體實施例之多成分纖維可包含高填充量之一或多種相變材料在第一個細長構件(或第一組細長構件)內。根據本發明之一些具體實施例，可提供高填充量，因為第二個細長構件(或第二組細長構件)係圍繞第一個細長構件(或第一組細長構件)。第二個細長構件可包括經選擇之聚合體(或聚合體之混合物)，以彌補與第一個細長構件有關聯之任何缺失(例如機械或熱缺失)，譬如由於高填充量之相變材料所致。再者，第二個細長構件可包括經選擇之聚合體(或聚合體之混合物)，以改良纖維之整體物理性質(例如機械性質)與纖維加工性能(例如藉由幫助其經由熔融紡絲方法之形成)。藉由圍繞第一個細長構件，第二個細長構件可用以包圍相變材料在多成分纖維內，以降低或防止相變材料之損失或滲漏。

根據本發明不同具體實施例之多成分纖維，可以纖維總重量之實際上任何比例包含第一個細長構件(或第一組細長構件)，相對於第二個細長構件(或第二組細長構件)，其包含溫度調節材料。作為實例而非藉由限制，當多成分纖維之熱調節性質為控制考量時，較大比例之多成分纖維可包含第一個細長構件，其包括溫度調節材料。另一方面，當多成分纖維之物理性質(例如機械性質)為控制考量時，較大比例之多成分纖維可包含第二個細長構件，其不包括溫度調節材料。或者，當平衡多成分纖維之熱調節與物理性質時，可能期望第二個細長構件包含相同或不同溫度調節材料。再者，正如先前所討論，可能期望多成分纖維包含絕緣材料，其可被包含在多成分纖維內形成之一或多個內部孔穴中。

根據本發明一些具體實施例之多成分纖維可包含約1重量%至高達約99重量%之第一個細長構件(或第一組細長構件)。典型上，根據本發明一項具體實施例之多成分纖維可包含約10重量%至約90重量%之第一個細長構件(或第一組細長構件)。例如，核芯/外殼纖維之一項具體實施例，可包含90重量%之核芯構件與10重量%之外殼構件。對此項具體實施例，核芯構件可包含60重量%之溫度調節材料，以致核芯/外殼纖維係包含54重量%之溫度調節材料。核芯/外殼纖維之另一項具體實施例可包含至高約50重量%之核芯構件，其依次可包含至高約50重量%之溫度調節材料。利用此種重量百分比係提供核芯/外殼纖維具有至高約25重量%之溫度調節材料，且對核芯/外殼纖維提供有效熱調節與機械性質。應明瞭的是，細長構件相對於多成分纖維總重量之重量百分比可以改變，例如藉由調整細長構件之橫截面面積，或藉由調整細長構件延伸經過多成分纖維長度之程度。

根據本發明一些具體實施例之多成分纖維可具有潛熱，其係為至少約2焦耳/克，例如至少約5焦耳/克，至少約8焦耳/克，至少約11焦耳/克，或至少約14焦耳/克。例如，根據本發明一項具體實施例之多成分纖維可具有潛熱範圍為約2焦耳/克至約20焦耳/克，例如約5焦耳/克至約20焦耳/克，約8焦耳/克至約20焦耳/克，約11焦耳/克至約20焦耳/克，或約14焦耳/克至約20焦耳/克。

根據本發明不同具體實施例之多成分纖維可使用多種方法製造，例如使用熔融紡絲方法或溶液紡絲方法(濕式或乾式)。對任一種方法，多成分纖維可經由將材料壓出經過紡嘴中之一組孔口而形成，以形成纖維，其係自孔口出射。於本文中使用之"紡嘴"一詞可指一部份纖維壓出裝置，其係輸送一或多種聚合材料與一或多種溫度調節材料，經過壓出孔口，進入外部環境中。典型紡嘴每米紡嘴長度可包含1至500,000個孔口，例如每米紡嘴長度1至5,000個孔口。紡嘴可以經鑽孔或蝕刻經過板之孔洞或以能夠流出所要纖維之任何其他結構施行。

在熔融紡絲方法中，可將形成多成分纖維之一或多種聚合材料與一或多種溫度調節材料，以熔融態輸送至紡嘴之孔口。在通過孔口之前，可將溫度調節材料與第一種聚合材料混合，以形成摻合物。由於混合之結果，溫度調節材料可被分散在第一種聚合材料內，且至少部份被其包圍。未被第一種聚合材料包圍之溫度調節材料部份，可在從紡嘴出射時被第二種聚合材料包圍，以降低或防止溫度調節材料自所形成之多成分纖維損失或滲漏。可將摻合物與第二種聚合材料合併，並以各種型態導引經過各孔口，以個別形成第一個細長構件(或第一組細長構件)與第二個細長構件(或第二組細長構件)，因此形成多成分纖維。例如，摻合物可被導引經過孔口，以形成核芯/外殼纖維之核芯構件或海中島纖維之島構件，及第二種聚合材料可被導引經過孔口，以形成核芯/外殼纖維之外殼構件或海中島纖維之海構件。於一些情況中，可將摻合物與第二種聚合材料合併，並導引經過各孔口，以在所形成之多成分纖維內形成一或多個內部孔穴，該一或多個內部孔穴可含有絕緣材料，譬如空氣。

根據本發明之一些具體實施例，多成分纖維可使用包含第一種聚合材料與溫度調節材料之柱粒形成。此等柱粒可例如包含溫度調節材料、低分子量聚合體及高分子量聚合體之經固化熔體混合物。根據本發明之其他具體實施例，柱粒可製自第一種聚合材料，並可將柱粒以相變材料浸漬或吸取。可使柱粒熔解以形成摻合物，且伴隨著如上文所討論之第二種聚合材料加工處理，以形成多成分纖維。

於溶液紡絲方法中，可在通過紡嘴孔口之前，使形成多成分纖維之一或多種聚合材料與一或多種溫度調節材料溶於溶劑中。在濕式紡絲方法中，可將紡嘴浸沒在化學浴中，以致在離開紡嘴時，材料可自溶液沉澱，並形成固體纖維。在乾式紡絲方法中，材料可自紡嘴出射於空氣中，且由於溶劑(例如丙酮)在空氣中蒸發而固化。

對任一種方法，應明瞭的是，第一種聚合材料不必使用於某些應用。例如，溫度調節材料當被摻入多成分纖維中時，可包括具有所要轉變溫度且提供適當機械性質之聚合體相變材料。因此，可將溫度調節材料與第二種聚合材料合併，並以各種型態導引經過各孔口，以個別形成第一個細長構件(或第一組細長構件)與第二個細長構件(或第二組細長構件)。例如，溫度調節材料可被導引經過孔口，以形成核芯/外殼纖維之核芯構件或海中島纖維之島構件，且第二種聚合材料可被導引經過孔口，以形成核芯/外殼纖維之外殼構件或海中島纖維之海構件。

自紡嘴出射後，多成分纖維可利用導盤或吸氣器拉伸或延伸。例如，在熔融紡絲方法中，自紡嘴出射之多成分纖維可形成向下移動纖維之垂直取向帷幕，在進入被定位於紡嘴下方之長槽縫形空氣吸氣器中之前，其係至少部份被驟冷。吸氣器可引進快速向下移動空氣流，其係藉由來自一或多個空氣送氣噴射之壓縮空氣所產生。此空氣流可產生拉伸力於纖維上，造成彼等在紡嘴與空氣噴射之間被拉伸，並使纖維變細。正如一般熟諳此藝者將明瞭的，熔融紡絲方法可被分類為熔噴方法或紡黏方法，依例如用以使纖維變細之空氣溫度與體積，及其中使纖維變細之位置而定。與紡黏方法比較，熔噴方法典型上係使用較大體積之空氣，在較高溫度下使纖維變細。而且，與紡黏方法比較，熔噴方法典型上係較接近紡嘴施加變細力，以致使形成所造成纖維之聚合材料仍可正在固化中。

一旦形成時，多成分纖維可供許多纖維應用進一步加工處理。特定言之，作為實例而非藉由限制，可使多成分纖維接受織造、非織造、針織或編織程序，以形成各種類型之褶邊、編結、加捻、縮絨、針織、織造或非織造織物。例如，可將多成分纖維捲繞在筒管上，或紡成紗線，然後使用在各種習用針織或織造程序中。以下述作為另一項實例，多成分纖維可被無規則地舖設在形成表面(例如移動輸送機濾網皮帶，譬如Fourdrinier金屬網)上，以形成纖維之連續非織造網層。根據本發明之一項具體實施例，多成分纖維可在形成網層之前，被切成短定長纖維。採用定長纖維之一種潛在優點是可形成較具各向同性之非織造網層，因為定長纖維可比起較長或未切割纖維(例如連續纖維)較無規則地在網層中定向。然後，可使網層使用任何習用黏結方法黏結，以形成安定非織造織物，供使用於製造多種紡織品。黏結方法之實例係涉及自移動中之濾網皮帶舉起網層，並使網層通過兩個經加熱之壓延輥。若需要則至少一個輥可被壓花，以造成網層在許多點上被黏結。空氣梳理或紡絲舖設網層亦可根據本發明之一些具體實施例，自多成分纖維形成。作為進一步實例，根據熔噴方法形成之多成分纖維，可形成中間層，置於根據紡黏方法形成之兩層纖維之間，因此形成纖維之非織造積層物。根據紡黏方法形成之纖維可包含較大丹尼纖維，其係經拉伸且提供經改良之機械性質，而根據熔噴方法形成之纖維可包含較小丹尼纖維，其係未經拉伸且提供經改良之被覆率與熱調節性質。然後，可將非織造積層物使用任何習用黏結方法黏結，以形成紡黏-熔噴-紡黏("SMS")織物。

根據本發明一些具體實施例之織物可具有潛熱，其係為至少約2焦耳/克，例如至少約5焦耳/克，至少約8焦耳/克，至少約11焦耳/克，或至少約14焦耳/克。例如，根據本發明一項具體實施例之織物可具有潛熱範圍為約2焦耳/克至約20焦耳/克，例如約5焦耳/克至約20焦耳/克，約8焦耳/克至約20焦耳/克，約11焦耳/克至約20焦耳/克，或約14焦耳/克至約20焦耳/克。

應明瞭的是，織物可製自包含兩種或多種不同溫度調節材料之多成分纖維。根據本發明之一些具體實施例，溫度調節材料之此種組合可顯示兩個或多個不同轉變溫度。例如，供使用於製造手套之織物可製自包含相變材料A與B之多成分纖維。相變材料A可具有熔點為約5℃，而相變材料B可具有熔點為約75℃。相變材料在多成分纖維中之此種組合，可提供在冷環境(例如在冬天條件期間之戶外用途)以及溫熱環境(例如當處理經加熱物體譬如烘箱淺盤時)中具有提昇熱調節性質之手套。此外，織物可製自兩種或多種類型之多成分纖維，其在某種型式上不同(例如以不同型態形成，或包含不同溫度調節材料)。例如，織物可製自某一百分比之包含第一種溫度調節材料之核芯/外殼纖維，與其餘百分比之包含第二種溫度調節材料之核芯/外殼纖維。核芯/外殼纖維之此組合可提供在不同環境(例如冷與溫熱)中具有提昇熱調節性質之織物。

接著翻閱至圖6，其係說明用於形成根據本發明一項具體實施例之多成分纖維134之纖維壓出裝置110。裝置110可經由熔融紡絲方法，用以形成多成分纖維134。此外，可使用裝置110，以使所形成之多成分纖維134接受紡黏方法，以產生具有所要熱調節性質之非織造織物。

裝置110包括噴絲組件128，用於壓出與形成多成分纖維134。於本文中使用之"噴絲組件"一詞可指用於加工處理一或多種聚合材料與一或多種溫度調節材料以產生經壓出纖維之組裝。根據本發明之一些具體實施例，噴絲組件可包括過濾系統、分佈系統及紡嘴。噴絲組件之實例係描述於Hills美國專利5,162,074之專利，其標題為"製造多個成分纖維之方法"，及其中引述之參考資料中，其揭示內容係以其全文併於本文供參考。在本具體實施例中，噴絲組件128係提供兩種或多種熔融態聚合材料之流動路徑，且多成分纖維134可自具有一或多種型態(例如核-殼或海中島型態)之紡嘴130出射。

如圖6中所示，裝置110亦包括裝料斗112與114，其係個別接受聚合材料A與聚合材料B。聚合材料A與B可以液體或固體(例如以柱粒)形式提供，且個別自裝料斗112與114餵入螺桿壓出機116與118中。若最初以固體形式提供，則聚合材料A與B典型上係當其被輸送朝向經加熱管件120與122時熔解。可在沿著裝置110之一或多個位置，添加溫度調節材料C，並與聚合材料B混合，以在紡嘴130處遭遇聚合材料A之前，形成摻合物。圖6顯示在裝置110中添加溫度調節材料C至聚合材料B之不同位置。例如，溫度調節材料C可在位置113添加至裝料斗114，在位置119添加至螺桿壓出機118，或在位置127添加至噴絲組件128。應明瞭的是，溫度調節材料C可被添加至聚合材料B，以形成摻合物，且此摻合物可以液體或固體(例如，以柱粒)形式提供，然後餵入裝料斗114中。替代地或併用，可在沿著裝置110之一或多個位置添加溫度調節材料C(或另一種具有稍微不同性質之溫度調節材料)並與聚合材料A混合，以形成摻合物。根據本發明之一些具體實施例，溫度調節材料C可包含聚合體相變材料，當被摻入多成分纖維134中時，其係提供適當機械性質。對本發明之此具體實施例，可省略聚合材料B，且溫度調節材料C可僅只是在位置113添加至裝料斗114，並與聚合材料A在紡嘴130合併，以形成多成分纖維134。

在圖6中所示之本發明具體實施例中，溫度調節材料C與聚合材料B之混合，可以靜態或動態方式之任一個或兩者達成。動態混合可藉任何機械方法發生，其係有效地攪拌或混合溫度調節材料C與聚合材料B，以形成摻合物，例如利用螺桿壓出機118。例如，當溫度調節材料C被添加至裝料斗114或至螺桿壓出機118時，動態混合係發生，且摻合物之液流係在螺桿壓出機118內移動，朝向經加熱之管件122。

與動態混合對照，靜態混合典型上不必利用任何機械攪拌或混合方法。根據本發明之一些具體實施例，靜態混合可以下述方式達成，使兩種或多種運行中之不同材料液流之途徑相交足夠次數，以達成所要之混合。根據本發明之一項具體實施例，可使用靜態混合器之實例係描述於Haggard等人之美國專利5,851,562之專利中，其標題為"立即混合器噴絲組件"，其揭示內容係以其全文併於本文供參考。溫度調節材料C與聚合材料B之靜態混合，可在與聚合材料A於紡嘴130處合併之前，發生於噴絲組件128內或於裝置110中之各種其他位置處。例如，溫度調節材料C可在位置121處添加，且當其在經加熱管件122內運行時，與聚合材料B以靜態方式混合。特定言之，溫度調節材料C之第一個液流可與聚合材料B之第二個液流相交，以在所造成之液流中形成所要之摻合物。若需要則所形成之液流，可在與聚合材料A於紡嘴130處合併之前，進一步接受靜態或動態混合之任一個或兩者。

參考圖6，聚合材料A與摻合物之液流可個別流經加熱管件120與122，至計量泵124與126，其係餵入此兩種液流至噴絲組件128。噴絲組件128具有能夠形成多成分纖維134具有所要型態(例如核-殼或海中島型態)之適當內部組件。在圖6之裝置110中，液流係被合併在噴絲組件128中，以致使聚合材料A圍繞該摻合物。噴絲組件128包括具有孔口132之紡嘴130，該孔口係形成經過其間壓出之多成分纖維134。一陣列多成分纖維134係離開紡嘴130，且被拉取向下並藉由吸氣器136變細。吸氣器136係被來自管件138之壓縮空氣或水蒸汽餵入。吸氣器136可為例如槍型或槽縫型，及若需要則可延伸越過纖維陣列之全寬度，例如在相應於欲自多成分纖維134形成之網層寬度之方向上。

應明瞭的是，可形成一組個別摻合物，其中各摻合物包含一或多種溫度調節材料與一或多種聚合材料。個別摻合物可在某種型式上彼此不同。例如，個別摻合物可包含不同溫度調節材料或不同聚合材料。一旦形成時，個別摻合物可與聚合材料A在噴絲組件128中合併，以致使聚合材料A圍繞該組個別摻合物。個別摻合物與聚合材料A可接著自紡嘴130壓出，以形成具有所要型態(例如海中島型態)之多成分纖維。根據本發明之一項具體實施例，一個外部構件(例如海構件)可由聚合材料A形成，並可圍繞由該組個別摻合物形成之一組內部構件(例如島構件)。

參考圖6，吸氣器136係輸送已變細之多成分纖維140至可形成網層之濾網皮帶142上，其係被輥144、146及150所承載與驅動。抽氣箱148可連接至送風機(未示於圖6中)，以抽取環境空氣經過濾網皮帶142，以造成已變細之多成分纖維140，在濾網皮帶142上形成非織造網層。所形成之非織造網層可接著進一步加工處理，以形成紡織品、衣物或其他產物，其係被賦與熱調節性質。

實例

下述實例係描述本發明一些具體實施例之特定方面，以闡明且對一般熟諳此項技藝者提供說明。此等實例不應被解釋為限制本發明，因為此等實例僅只是提供可用於瞭解且實施本發明一些具體實施例之特定操作法。

實例1

將約五磅之低分子量聚乙烯均聚物(AC-16聚乙烯，滴點102℃，由Honeywell特用化學品製造)添加至濕沖洗裝置，並使均聚物在約110°至約130℃下慢慢地熔解且混合。一旦均聚物被熔解，即將約八磅之濕餅狀物於約30分鐘時期內，慢慢添加至熔融態均聚物，以形成第一種摻合物。該濕餅狀物包含水潤濕之微膠囊，含有相變材料(微PCM批號#M 45-22，63.2重量%微膠囊與相變材料，由Microtek實驗室公司製造)。

當含有相變材料之微膠囊被添加且分散於熔融態均聚物中時，閃蒸移除水。持續混合，直到低於約0.15重量%水留下為止(當使用Karl-Fischer滴定法度量時)。然後，使所形成之第一種摻合物冷卻並切碎，以形成經切碎之材料，供進一步加工處理。

乾摻合物係接著經由將約三十磅該已切碎之材料與約七十磅纖維級聚丙烯熱塑性聚合體(聚丙烯均聚物6852，由BP Amoco聚合體公司製造)乾摻合而形成。

然後，將所形成之乾摻合物使用21/2英吋單螺桿壓出機壓出，其中全部區帶均設定在約230℃下，具有螺桿速度為約70 rpm，具有150網目濾網，並使用氮滌氣。依此方式形成柱粒。然後，使柱粒在乾燥劑床聚合體柱粒乾燥系統中，於105℃且於-40℃露點下乾燥過夜。當藉由示差掃描卡計("DSC")度量法度量時，此等柱粒提供23.1焦耳/克之熱能儲存容量(意即潛熱)。

然後，使用雙成分纖維噴絲組件，在230°與245℃間之溫度下，使多成分纖維(此處，雙成分纖維)熔紡。此一般類型之噴絲組件係描述於Hills之專利中，美國專利5,162,074，其標題為"製造多個成分纖維之方法"。使用此等柱粒以形成核芯構件，且使用聚丙烯或尼龍以形成外殼構件。

製成以各種核芯/外殼比例形成之多成分纖維與聚合材料。參考圖7，其係列示所製成六種核芯/外殼纖維之多種性質與製造參數。此等纖維均摻有相變材料及含有相變材料之微膠囊("mPCM")，其係構成各纖維核芯構件之約15重量%，及各纖維總重量之約7.5重量%至約11.25重量%。試樣1、2及3具有包含聚丙烯("PP")之外殼構件，其係為得自BP Amoco聚合體公司之聚丙烯均聚物。試樣4、5及6具有包含尼龍6之外殼構件，其係由BASF公司，以名稱Ultramid B製成。

實例2

使各種聚乙烯-共-醋酸乙烯酯("EVA")柱粒吸取K19石蠟(熔點29℃，150焦耳/克潛熱，由美國精煉集團(Bradford,PA)製造)，其方式是浸泡且加熱以使柱粒膨潤。特定言之，係將Elvax 350(19熔融指數，25重量%醋酸乙烯酯，由DuPont公司製造)與Elvax 450(8熔融指數，18重量%醋酸乙烯酯，由DuPont公司製造)柱粒加熱，歷經不同時間與溫度。在排流槽桶中，將柱粒過濾離開石蠟之其餘部份，並自最初與最後柱粒重量，計算被吸取至柱粒中之石蠟量(意即為相對於最初柱粒重量之重量百分比增加)。表4列示在不同條件下所獲得之結果。

核芯/外殼纖維係接著以標準Hills公司雙成分纖維噴絲組件，使用一些上述柱粒製成，以形成核芯構件。特定言之，核芯構件係使用無論是經26百分比蠟吸取之Elvax 450柱粒或經31百分比蠟吸取之Elvax 350柱粒形成。外殼構件係使用無論是聚對苯二甲酸乙二酯(Eastman F61HC，由Eastman化學公司(Kingsport,TN)製造)("PET")或聚對苯二甲酸丙二酯(Corterra 509210，由Shell化學公司(Houston,TX)製造)("PTT")形成。

核芯/外殼纖維之DSC度量係使用Perkin Elmer Pyris 1儀器施行。冷卻係使用FTS系統中間冷卻器1達成，而數據分析係使用Perkin Elmer Pyris熱分析系統與視窗軟體3.72版進行。測試試樣係被製備在Perkin Elmer不透氣密封鋁試樣淺盤中，且進行測試而同時使測試試樣連續接受N₂ 流動。

試驗條件包括：1)使測試試樣冷卻至約-10℃；2)在-10℃下等溫保持約1分鐘；3)在每分鐘約5℃之速率下加熱，從-10℃至約50℃；4)在50℃下等溫保持約1分鐘；然後5)在每分鐘約5℃之速率下冷卻，從50℃至約-10℃。結果係使用石蠟之經度量結晶放熱吸收峰之自動機器積分計算而得。表5列示核芯/外殼纖維之各種性質。

實例3

核芯/外殼纖維係使用聚丙烯形成。此等核芯/外殼纖維摻有相變材料，以提供12焦耳/克之潛熱，且被織造成100百分比起絨產物("PP耐久物")，具有12焦耳/克之潛熱。表6列示當與對照起絨產物("PP對照物")比較時，PP耐久物之各種性質，該對照物係製自缺乏相變材料之聚丙烯纖維。

PP耐久物與PP對照物之動態熱度量係按Hittle等人之專利，美國專利6,408,256，其標題為"熱評估任何薄材料之裝置與方法"，及美國測試與材料學會("ASTM") D7024-04-紡織材料之穩定狀態與動態熱性能之標準試驗方法中所述施行，其揭示內容係以其全文併於本文供參考。表6列示各種度量設定與結果，包括耐熱值("R值")，及最高溫度值與最低溫度值間之差異("溫度振幅")。參考圖8，與PP耐久物及PP對照物有關聯之溫度值，係作為時間之函數顯示。正如可藉由參考表6與圖8所明瞭的，當與PP對照物比較時，PP耐久物顯示降低1.8℃之溫度振幅。

實例4

核芯/外殼定長纖維係使用聚對苯二甲酸乙二酯形成。此等核芯/外殼纖維係摻有相變材料，以提供7.1焦耳/克之潛熱，並以80/20與使用低熔點黏合劑形成之纖維摻合，使蓬鬆，並加熱以形成蓬鬆非織造絕緣產物("聚酯非織造物")，具有潛熱為5.7焦耳/克。表7列示當與製自缺乏相變材料之纖維對照產物("對照物")比較時，聚酯非織造物之各種性質。

聚酯非織造物與對照物之動態熱度量，係按實例3中所述施行。表7列示各種度量設定與結果，包括耐熱值("R值")，及最高溫度值與最低溫度值間之差異("溫度振幅")。參考圖9，與聚酯非織造物及對照物有關聯之溫度值，係作為時間之函數顯示。正如可藉由參考表7與圖9所明瞭的，當與對照物比較時，聚酯非織造物顯示降低0.87℃之溫度振幅。

實例5

核芯/外殼定長纖維係使用聚對苯二甲酸乙二酯形成。此等核芯/外殼纖維係摻有相變材料，以提供8.9焦耳/克之潛熱，且經梳理與針刺以形成針刺非織造絕緣產物("針刺NW")，具有潛熱為8.9焦耳/克。表8列示當與製自缺乏相變材料之纖維對照產物("對照物")比較時，針刺NW之各種性質。

針刺NW與對照物之動態熱度量係按實例3中所述施行。表8列示各種度量設定與結果，包括耐熱值("R值")，及最高溫度值與最低溫度值間之差異("溫度振幅")。參考圖10，與針刺NW及對照物有關聯之溫度值係作為時間之函數顯示。正如可藉由參考表8與圖10所明瞭的，當與對照物比較時，針刺NW顯示降低1.40℃之溫度振幅。

實例6

核芯/外殼纖維係使用聚對苯二甲酸乙二酯形成。此等核芯/外殼纖維係摻有相變材料，且用以形成紗線(160丹尼/72纖絲)，具有潛熱為2.3焦耳/克。然後，將紗線單端針織，以形成織物("PET針織物")，具有潛熱為2.3焦耳/克。核芯/外殼纖維亦使用聚對苯二甲酸丙二酯形成。此等核芯/外殼纖維係摻有相變材料，且用以形成紗線(150丹尼/36纖絲)，具有潛熱為10.1焦耳/克。接著，將紗線單端針織，以形成織物("PTT針織物")，具有潛熱為10.1焦耳/克。表9列示當與製自缺乏相變材料之聚對苯二甲酸乙二酯纖絲紗線(60丹尼/50纖絲)之對照產物("PET對照物")比較時，PET針織物與PTT針織物之各種性質。

PET針織物、PTT針織物及PET對照物之動態熱度量係按實例3中所述施行。表9列示各種度量設定與結果，包括耐熱值("R值")，及最高溫度值與最低溫度值間之差異("溫度振幅")。參考圖11，與PET針織物、PTT針織物及PET對照物有關聯之溫度值，係作為時間之函數顯示。正如可藉由參考表9與圖11所明瞭的，當與PET對照物比較時，PET針織物顯示降低1.00℃之溫度振幅，及當與PET對照物比較時，PTT針織物顯示降低2.40℃之溫度振幅。

實例7

核芯/外殼纖維係使用聚對苯二甲酸丁二酯形成。一組核芯/外殼纖維係摻有相變材料，且用以形成紗線，具有12.9焦耳/克之潛熱。然後，將紗線單端針織，以形成織物("#2 PBT針織物")，具有潛熱為12.9焦耳/克。另一組核芯/外殼纖維亦摻有相變材料，且用以形成紗線，具有19.9焦耳/克之潛熱。接著，將紗線單端針織，以形成織物("#3 PBT針織物")，具有潛熱為19.9焦耳/克。表10列示當與製自缺乏相變材料之聚對苯二甲酸乙二酯紗線之對照產物("PET對照物")比較時，#2 PBT針織物與#3 PBT針織物之各種性質。

#2 PBT針織物、#3 PBT針織物及PET對照物之動態熱度量，係按實例3中所述施行。表10列示各種度量設定與結果，包括耐熱值("R值")，及最高溫度值與最低溫度值間之差異("溫度振幅")。參考圖12，與#2 PBT針織物、#3 PBT針織物及PET對照物有關聯之溫度值，係作為時間之函數顯示。正如可藉由參考表10與圖12所明瞭的，當與PET對照物比較時，#2 PBT針織物顯示降低1.1℃之溫度振幅，而當與PET對照物比較時，#3 PBT針織物顯示降低1.8℃之溫度振幅。

一般熟諳此藝之業者在發展本文中所述之多成分纖維時，不需要其他解釋，但雖然如此，藉由檢視Hartmann之專利，其標題為"供使用於溫度調節合成纖維、織物及紡織品之安定相變材料"，2004年2月10日頒予之美國專利6,689,466，及Hartmann等人之專利，其標題為"具有提昇可逆熱性質之熔融可紡絲濃縮柱粒"，2004年9月21日頒予之美國專利6,793,856，可發現某些有幫助之指引，其揭示內容係以其全文併於本文供參考。

在本專利說明書中所提及或引用之各專利申請案、專利、公報及其他已發表之文件，均以其全文併於本文供參考，達猶如各個別專利申請案、專利、公報及其他已發表之文件係明確地且個別地顯示為併於本文供參考一般之相同程度。

雖然本發明已參考其特殊具體實施例加以描述，但熟諳此藝者應明瞭的是，可在未偏離如藉由隨文所附之請求項所定義之本發明真實精神與範圍下，施行各種改變且等效事物可替代使用。此外，可施行許多修正，以適應特定狀況、材料、物質之組合物、方法、一或多個處理步驟，以達本發明之目的、精神及範圍。所有此種修正係意欲在隨文所附請求項之範圍內。特定言之，雖然本文中所揭示之方法已參照依特定順序施行之特定步驟加以描述，但應明瞭的是，此等步驟可在未偏離本發明之陳述內容下，被合併、再細分或重排序，以形成等效方法。因此，除非本文明確地指示，否則諸步驟之順序與組合並非本發明之限制。

12‧‧‧多成分纖維

13‧‧‧多成分纖維

14‧‧‧多成分纖維

15‧‧‧第一組細長構件

15'‧‧‧第一組細長構件

15"‧‧‧第一組細長構件

15"'‧‧‧第一組細長構件

15""‧‧‧第一組細長構件

16‧‧‧第二組細長構件

16'‧‧‧第二組細長構件

16"‧‧‧第二組細長構件

16"'‧‧‧第二組細長構件

16""‧‧‧第二組細長構件

21‧‧‧核芯/外殼纖維

22．．．核芯/外殼纖維

23．．．核芯/外殼纖維

24．．．核芯/外殼纖維

26．．．並排纖維

27．．．並排纖維

28．．．並排纖維

29．．．並排纖維

34．．．並排纖維

35．．．第一組細長構件

35'．．．第一組細長構件

35"．．．第一組細長構件

35"'．．．第一組細長構件

36．．．第二個細長構件

37．．．第一組細長構件

37'．．．第一組細長構件

37"．．．第一組細長構件

37"'．．．第一組細長構件

37""．．．第一組細長構件

38．．．第二組細長構件

38'．．．第二組細長構件

38"．．．第二組細長構件

38"'．．．第二組細長構件

39．．．第一個細長構件

40．．．第二個細長構件

41．．．第一個細長構件

42．．．第二個細長構件

43．．．第一個細長構件

44．．．第二個細長構件

45．．．第一個細長構件

46．．．第二個細長構件

47．．．第一個細長構件

48．．．第二個細長構件

49．．．第一個細長構件

50．．．第二個細長構件

51．．．第一個細長構件

52．．．第二個細長構件

53．．．第一個細長構件

54．．．第二個細長構件

55．．．第一個細長構件

56．．．第二組細長構件

56'．．．第二組細長構件

57．．．核芯構件

58．．．外殼構件

59．．．核芯/外殼纖維

60．．．核芯/外殼纖維

61．．．溫度調節材料

62．．．溫度調節材料

63．．．核芯構件

64．．．外殼構件

70．．．海中島纖維

71．．．海構件

72．．．島構件

73．．．島構件

74．．．島構件

75．．．島構件

76．．．島聚合材料

77．．．島聚合材料

78．．．島聚合材料

79．．．島聚合材料

80．．．溫度調節材料

81．．．溫度調節材料

82．．．海聚合材料

84．．．多成分纖維

85．．．第一個細長構件

86．．．第二組細長構件

86'．．．第二組細長構件

87．．．孔穴

88．．．多成分纖維

89．．．第一組細長構件

89'．．．第一組細長構件

89"．．．第一組細長構件

89"'．．．第一組細長構件

90．．．第二個細長構件

91．．．內部孔穴

110．．．纖維壓出裝置

112．．．裝料斗

113．．．位置

114．．．裝料斗

116．．．螺桿壓出機

118．．．螺桿壓出機

119．．．位置

120．．．加熱管件

121．．．位置

122．．．加熱管件

124．．．計量泵

126．．．計量泵

127．．．位置

128．．．噴絲組件

130．．．紡嘴

132．．．孔口

134．．．多成分纖維

136．．．吸氣器

138．．．管件

140．．．變細之多成分纖維

142．．．濾網皮帶

144．．．輥

146．．．輥

148．．．抽氣箱

150．．．輥

為更良好地瞭解本發明一些具體實施例之性質與目的，應參考上文詳細說明並搭配附圖。

圖1與圖2係說明根據本發明一些具體實施例之各種多成分纖維之放大橫截面視圖，其中20代表核芯/外殼纖維及30代表並排纖維。

圖3係說明根據本發明一項具體實施例之核芯/外殼纖維之三次元視圖。

圖4係說明根據本發明一項具體實施例之另一種核芯/外殼纖維之三次元視圖。

圖5係說明根據本發明一項具體實施例之海中島纖維之三次元視圖。

圖6係說明根據本發明之一項具體實施例，用於形成多成分纖維之纖維壓出裝置。

圖7係說明按實例1中所討論製成之六種核芯/外殼纖維之許多性質與製造參數。

圖8係說明根據本發明之一項具體實施例，關於包含相變材料之起絨產物("PP耐久物")與對照起絨產物("PP對照物")之動態溫度度量結果。

圖9係說明根據本發明之一項具體實施例，關於包含相變材料之蓬鬆非織造絕緣產物("聚酯非織造物")與對照產物("對照物")之動態溫度度量結果。

圖10係說明根據本發明之一項具體實施例，關於包含相變材料之針刺非織造絕緣產物("針刺NW")與對照產物("聚酯對照物")之動態溫度度量結果。

圖11係說明根據本發明之一項具體實施例，關於包含相變材料之兩種織物("PET針織物"與"PTT針織物")與對照產物("PET對照物")之動態溫度度量結果。

圖12係說明根據本發明之一項具體實施例，關於包含相變材料之兩種織物("#2 PBT針織物"與"#3 PBT針織物")與對照產物("PET對照物")之動態溫度度量結果。

12．．．多成分纖維

13．．．多成分纖維

14．．．多成分纖維

15．．．第一組細長構件

15'．．．第一組細長構件

15"．．．第一組細長構件

15"'．．．第一組細長構件

15""．．．第一組細長構件

16．．．第二組細長構件

16'．．．第二組細長構件

16"．．．第二組細長構件

16"'．．．第二組細長構件

16""．．．第二組細長構件

21．．．核芯/外殼纖維

22．．．核芯/外殼纖維

23．．．核芯/外殼纖維

24．．．核芯/外殼纖維

26．．．並排纖維

27．．．並排纖維

28．．．並排纖維

29．．．並排纖維

34．．．並排纖維

35．．．第一組細長構件

35'．．．第一組細長構件

35"．．．第一組細長構件

35"'．．．第一組細長構件

36．．．第二個細長構件

37．．．第一組細長構件

37'．．．第一組細長構件

37"．．．第一組細長構件

37"'．．．第一組細長構件

37""．．．第一組細長構件

38．．．第二組細長構件

38'．．．第二組細長構件

38"．．．第二組細長構件

38"'．．．第二組細長構件

39．．．第一個細長構件

40．．．第二個細長構件

41．．．第一個細長構件

42．．．第二個細長構件

43．．．第一個細長構件

44．．．第二個細長構件

45．．．第一個細長構件

46．．．第二個細長構件

47．．．第一個細長構件

48．．．第二個細長構件

49．．．第一個細長構件

50．．．第二個細長構件

51．．．第一個細長構件

52．．．第二個細長構件

53．．．第一個細長構件

54．．．第二個細長構件

55．．．第一個細長構件

56．．．第二組細長構件

56'．．．第二組細長構件

Claims (58)

1. 一種製造具有提昇之可逆熱性質之多成分纖維之方法，其包含：將一天然聚合體及一聚合材料之至少一者與一溫度調節材料混合以形成摻合物，其中該天然聚合體包含纖維素材料，該聚合材料具有不同於該天然聚合體之黏度及分子量，該溫度調節材料包含具有至少40焦耳/克之潛熱的相變材料，且該天然聚合體及該聚合材料之該至少一者具有對於該溫度調節材料之親和力；及壓出該摻合物以形成該多成分纖維。
2. 如請求項1之方法，其中混合一天然聚合體及一聚合材料之至少一者及一溫度調節材料以形成摻合物，包含形成至少一可用於壓出及熔融紡絲之製程之聚合體基礎(polymer-based)、纖維素基礎(cellulose-based)及聚合體纖維素基礎(polymer-cellulose-based)之柱粒。
3. 如請求項2之方法，其中形成至少一可用於壓出及熔融紡絲之製程之聚合體基礎、纖維素基礎及聚合體纖維素基礎之柱粒，包含：熔化至少一分散聚合體及纖維素以形成一熔融體；添加一相變材料之濕餅狀物於該熔融體以形成一分散液；加熱該分散液以減少該分散液之含水量；冷卻該分散液以形成一固體；及加工該固體以形成至少一聚合體基礎、纖維素基礎及 聚合體纖維素基礎之柱粒，每一柱粒各自含有該相變材料。
4. 如請求項3之方法，其中該相變化材料係大致上均勻分散在該分散液中。
5. 如請求項3之方法，其中該加工該固體之步驟包含在形成至少一聚合體基礎及聚合體纖維素基礎之柱粒前，摻合一熱塑性聚合體與該固體之步驟。
6. 如請求項5之方法，其中該分散聚合體係一具有對於該相變材料之親合力之低分子量聚合體，且其中該熱塑性聚合體係一具有對於該低分子量聚合體之親合力之高分子量聚合體。
7. 如請求項5之方法，其中該分散聚合體係一低分子量聚合體，且其中該熱塑性聚合體係一高分子量聚合體，其選自聚醯胺、聚胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯、聚二烯類、聚環氧化物、聚酯類、聚醚類、聚氟碳類、甲醛聚合體、天然聚合體、聚烯烴、聚苯類、含矽聚合體、聚胺基甲酸酯、聚乙烯類、聚縮醛及聚芳基化物。
8. 如請求項3之方法，其中至少一該聚合體基礎柱粒及聚合體纖維素基礎柱粒各自含有約10到約30重量%之該相變材料。
9. 如請求項3之方法，其中該濕餅狀物含有約60到約70重量%之該相變材料。
10. 如請求項3之方法，其中該分散聚合體係低分子量聚合 體。
11. 如請求項3之方法，其中該分散聚合體係聚乙烯均聚物。
12. 如請求項3之方法，其中加工該固體以形成至少一聚合體基礎、纖維素基礎及聚合體纖維素基礎之柱粒，包含一壓出步驟。
13. 如請求項3之方法，其中該至少一聚合體基礎、纖維素基礎及聚合體纖維素基礎之柱粒各自含有約15到約25重量%之該相變材料。
14. 如請求項3之方法，其中該加熱該分散液之步驟包括加熱該分散液熔融體直到該分散液之該含水量低於約0.15重量%。
15. 如請求項1之方法，其中該相變材料係一經包膠之相變材料。
16. 如請求項1之方法，其中該相變材料藉由添加選自由矽石、煙霧狀矽石及沸石粒子組成之群組之材料，而為物理上被包含。
17. 一種製造可用於壓出及熔融紡絲之製程以形成塑膠物件之聚合體基礎柱粒之方法，其包含下列步驟：提供至少一相變材料，其具有至少40焦耳/克之潛熱；提供一低分子量聚合體，其具有對於該至少一相變材料之親合力；提供一高分子量聚合體，其具有對於該低分子量聚合 體之親合力及適合該塑膠物件之預期用途之物理性質；熔化該低分子量聚合體以形成一第一熔融體；大致上均勻摻合該相變材料至該第一熔融體中以形成一第一摻合物；冷卻該第一摻合物以形成一第一固體；加工該第一固體以形成顆粒；熔化該高分子量聚合體以形成一第二熔融體；大致上均勻摻合該顆粒至該第二熔融體中以形成一第二摻合物；冷卻該第二摻合物以形成一第二固體；加工該第二固體以形成該聚合體基礎柱粒。
18. 如請求項17之方法，其中該聚合體基礎柱粒各自含有約10到約30重量%之該至少一相變材料。
19. 如請求項17之方法，其中：該低分子量聚合體係選自一由聚乙烯、聚丙烯、尼龍12、聚對苯二甲酸丁二酯、及聚乙烯-共-醋酸乙烯酯、聚乙烯-共-丙烯酸、聚對苯二甲酸丁二酯-共-聚對苯二甲酸乙二酯(polytetramethylene terephthalate)、及聚月桂基內醯胺-嵌段-聚四氫呋喃組成之群組；及該高分子量聚合體係選自一由聚醯胺、聚胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯、聚二烯類、聚環氧化物、聚酯類、聚醚類、聚氟碳類、甲醛聚合體、天然聚合體、聚烯烴、聚苯類、含矽聚合體、聚胺基甲酸酯、聚乙烯類、聚縮醛及聚芳基化物組成之群組。
20. 如請求項17之方法，其中該至少一相變材料係一經包膠之相變材料。
21. 如請求項17之方法，其中該至少一相變材料藉由添加選自由矽石、煙霧狀矽石及沸石粒子組成之群組之材料，而物理上被封閉於複數個物理容積中。
22. 如請求項17之方法，其中該加工該第一固體及加工該第二固體各自包含一壓出步驟。
23. 如請求項17之方法，其中摻合該至少一相變材料至該第一熔融體中，包含添加一該至少一相變材料之濕餅狀物於該第一熔融體以形成該第一摻合物，且該方法進一步包含加熱該第一摻合物直到該第一摻合物之含水量低於約0.15重量%。
24. 如請求項23之方法，其中該聚合體基礎柱粒各自含有約15到約25重量%之該至少一相變材料。
25. 如請求項17之方法，其中該至少一相變材料係被微包膠在複數個空殼中，且其中該低分子量聚合體包含一具有對於該等空殼之親合力之組成。
26. 如請求項17之方法，其中該至少一相變材料係被裝入在複數個尼龍殼中，且其中該低分子量聚合體包含一尼龍組成。
27. 一種製造可用於壓出/熔融紡絲之製程以形成合成纖維之聚合體基礎柱粒之方法，包含：提供一水基礎(water-based)型式之相變材料，其具有至少40焦耳/克之潛熱； 提供一低分子量聚合體，其具有對於該相變材料之親合力；提供一高分子量聚合體，其具有對於該低分子量聚合體之親合力及適合該合成纖維之預期用途之物理性質；熔化該低分子量聚合體以形成一第一熔融體；摻合該水基礎型式之該相變材料至該第一熔融體中以形成一第一摻合物；加熱該第一摻合物直到該第一摻合物之含水量大致上消除；冷卻該第一摻合物以形成一第一固體；物理加工該第一固體以形成顆粒；熔化該高分子量聚合體以形成一第二熔融體；大致上均勻摻合該顆粒至該第二熔融體中以形成一第二摻合物；冷卻該第二摻合物以形成一第二固體；物理加工該第二固體以形成該聚合體基礎柱粒。
28. 如請求項27之方法，其中該聚合體基礎柱粒各自含有約10到約30重量%之該相變材料。
29. 如請求項27之方法，其中該相變材料係被微包膠在複數個空殼中，且其中該低分子量聚合體具有對於該等空殼之親合力。
30. 如請求項27之方法，其中物理加工該第一固體及物理加工該第二固體各自包含一先於一研磨步驟之壓出步驟。
31. 如請求項27之方法，其中加熱該第一摻合物包含加熱該 第一摻合物直到該第一摻合物之該含水量減少至低於至少約0.15重量%。
32. 如請求項27之方法，其中該水基礎型式之該相變材料係該相變材料之一濕餅狀物。
33. 如請求項32之方法，其中該相變材料之該濕餅狀物含有約60到約70重量%之該相變材料。
34. 如請求項32之方法，其中該相變材料之該濕餅狀物含有約1到約90重量%之該相變材料。
35. 一種多成分纖維，其包含：一纖維主體，其包含一纖維素材料及一分散於該纖維素材料中之未經包膠之相變材料，該未經包膠之相變材料形成複數個分散在該纖維素材料中之區域且具有對於該纖維素材料之親和力，該未經包膠之相變材料具有至少40焦耳/克之潛熱及在0℃至100℃範圍內之轉變溫度，該未經包膠之相變材料提供熱調節，以潛熱在該轉變溫度下之吸收與釋出之至少一個為基礎。
36. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維素材料包含纖維素及醋酸纖維素中至少之一。
37. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維素材料包含萊賽爾纖維(lyocell)。
38. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維素材料包含黏膠。
39. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維素材料包含人造纖維。
40. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維素材料包含至少兩種纖維素產品之混合物。
41. 如請求項35之多成分纖維，其中該未經包膠之相變材料包含具有13到28個碳原子之石蠟烴。
42. 如請求項35之多成分纖維，其中該未經包膠之相變材料包含聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚四亞甲基二醇及聚酯類其中之一。
43. 如請求項35之多成分纖維，其中該區域係大體上均勻分散在該纖維素材料中。
44. 如請求項35之多成分纖維，其中該未經包膠之相變材料係固體/固體相變材料。
45. 如請求項35之多成分纖維，其中該未經包膠之相變材料係可聚合相變材料。
46. 如請求項35之多成分纖維，其進一步包含一分散於該纖維素材料中之第二未經包膠之相變材料。
47. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維主體包含10重量%至30重量%之相變材料。
48. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維主體包含15重量%至25重量%之相變材料。
49. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維主體包含10重量%至70重量%之未經包膠之相變材料。
50. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維主體進一歩包含添加劑，其提供該纖維主體抗火性質。
51. 如請求項35之多成分纖維，其中該纖維主體進一歩包含 添加劑，其提供該纖維主體抗微生物性質。
52. 一種織物，其包含：被摻合在一起之複數個纖維素纖維，該複數個纖維素纖維包含一個具有提昇可逆熱性質之纖維素纖維，及包含：一纖維主體，其包含一纖維素材料及一分散於該纖維素材料中之溫度調節材料，該溫度調節材料包含一未經包膠之相變材料，該未經包膠之相變材料形成複數個分散在該纖維素材料中之區域且具有對於該纖維素材料之親和力，該未經包膠之相變材料具有至少40焦耳/克之潛熱及在0℃至100℃範圍內之轉變溫度，該未經包膠之相變材料提供熱調節，以潛熱在該轉變溫度下之吸收與釋出之至少一個為基礎。
53. 如請求項52之織物，其中該纖維素材料包含纖維素及醋酸纖維素中之一者。
54. 如請求項52之織物，其中該相變材料包含石蠟烴、多羥醇類、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚四亞甲基二醇及聚酯類其中之一。
55. 如請求項52之織物，其中該纖維素材料包含萊賽爾纖維(lyocell)。
56. 如請求項52之織物，其中該纖維素材料包含黏膠。
57. 如請求項52之織物，其中該纖維素材料包含人造纖維。
58. 如請求項52之織物，其中該纖維素材料包含至少兩種纖維素產品之混合物。