TWI582278B - A material for producing fibers and fibers made therefrom - Google Patents

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Description

用於產製纖維的材料及由其所製得的纖維
本發明是有關於一種用於產製纖維的材料，特別是指一種用於產製具有雙向調溫功能的纖維的材料。
隨著紡織技術日益進步，市面上已出現各種具有不同性能的織物，特別是同時具有高纖維強度及雙向調溫功能的織物，成為目前紡織工業熱門發展的方向。
CN 102505179A揭示於紡絲過程中，將聚乙二醇丙烯酸酯(相變化單體)接枝於聚合物上，用以製備具有調溫功能的纖維，然而其於紡絲過程中，並無法提高相變化單體的添加量，因此後續所製得纖維的調溫成效不彰。
文獻“Acta Polymerica,vol.41,p31-36,1990”揭示以聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，簡稱PBT)及聚乙二醇(polyethylene glycol，簡稱PEG)所組成的共聚酯(PBT-PEG共聚酯)作為用於產製纖維的材料，並藉由提升紡絲製程的捲曲速度來提升所製得纖維的強度，但是此方法所製得的纖維並不具有調溫功效，且當PBT-PEG共聚酯中的PEG含量大於34wt%時(以共聚酯總重為100wt%計)，也無法有效提升纖維強度。
US 4401792揭示藉由添加苯甲酸鹼金屬鹽類或 離子型聚乙烯鈉鹽結晶成核劑來提升共聚酯的結晶速度，並未提及如何提高熱焓以加強材料的調溫能力。
文獻”合成纖維工業，vol.27(2),p25-26,2004”揭示以聚丙烯(polypropylene，簡稱PP)作為結晶成核劑並添加於PBT-PEG共聚酯中，以提升後續所製得纖維的強度，不過由於聚丙烯分子量高，與PBT-PEG共聚酯混煉後分散均勻性差，因此在高溫時並不能提供有效的結晶成核面給PBT鏈段(即PBT鏈段結晶溫度及結晶度無法提升)，進而無法有效提升所製得纖維的強度。
CN 1051115C揭示一種具有雙向調溫功能且是使用低熔融溫度(20~40℃)的熱塑性聚合物作為相變化材料的芯鞘型纖維，該相變化材料還可以添加過熱熔融防止劑和過冷結晶防止劑，以防止該相變化材料發生過熱熔融或過冷結晶的現象，而達到更好的調溫效果。然而於該篇專利所揭示部分過熱熔融防止劑和過冷結晶防止劑的種類及添加比例(例如只添加單種過熱熔融防止劑和過冷結晶防止劑、或添加含有苯基的過熱熔融防止劑和過冷結晶防止劑)，經實驗後發現並不如預期能有效提升雙向調溫能力。
因此，如何找到一種能用於產製纖維的材料，其可同時有效提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力，成為目前致力研究的目標。
因此，本發明的第一目的，即在提供一種用於產製纖維的材料，其可同時有效提升後續所製得纖維的強 度及雙向調溫能力。
於是本發明用於產製纖維的材料，包含一共聚酯、一無機添加劑及一非芳香族的有機添加劑。
該共聚酯是由一硬段分子與一軟段分子所構成，其中，該硬段分子主要是由聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)所組成，該軟段分子主要是由聚乙二醇(PEG)所組成，且該軟段分子的重量平均分子量介於2500~10000間；該非芳香族的有機添加劑，其熔點介於該硬段分子的結晶溫度與該軟段分子的熔融溫度間，且該非芳香族的有機添加劑的分子量不大於1000；其中，以該共聚酯的總重為100重量份計，該無機添加劑的含量範圍為0.02~1.00重量份，該非芳香族的有機添加劑的含量範圍為0.02~1.00重量份。
此外，本發明的第二目的，即在提供一種由前述用於產製纖維的材料透過一熔融紡絲機械設備所製成的纖維。
本發明的功效在於：由於本發明用於產製纖維的材料同時包含該無機添加劑和分子量不大於1000的該非芳香族的有機添加劑，且該非芳香族的有機添加劑的熔點介於該硬段分子的結晶溫度與該軟段分子的熔融溫度間，因而使本發明用於產製纖維的材料能同時有效提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力。
以下將就前述功效的原理進行詳細說明：
(1)需先說明的是，一般由硬段分子(主要由 PBT組成)與軟段分子(產生相變化部分，主要由PEG組成)所構成的共聚酯，其結晶機制為：當該共聚酯由熔融態逐漸降溫到達該硬段分子的結晶溫度時，該硬段分子會藉由熱擾動隨機碰撞排列成一穩定的結晶核種，當該硬段分子成長至呈一定尺寸大小的結晶粒時，同時也會將該軟段分子排除在該硬段分子結晶區外，並當該共聚酯持續降溫到該軟段分子的結晶溫度時，該軟段分子即會沿著該硬段分子的晶體開始結晶。
而本發明中，當該共聚酯從熔融態逐漸降溫過程中，該無機添加劑可做為該硬段分子的結晶成核劑，同時該非芳香族的有機添加劑在該硬段分子結晶過程中也能在分子間產生潤滑效果，進而能提升該硬段分子的結晶度(即能提升硬段分子結晶熱焓)，使本發明用於產製纖維的材料能提升後續所製得纖維的強度。
此外，當該共聚酯持續降溫至該軟段分子的結晶溫度時，由於該非芳香族的有機添加劑於到達該軟段分子的結晶溫度前即會先結晶，因此該非芳香族的有機添加劑可以作為該軟段分子的結晶成核劑，進而能提升該軟段分子的結晶度[即能提升軟段分子熔融熱焓(即相變化熱焓)]，且降低該軟段分子的熔融溫度與結晶溫度的差值(△T)，使本發明用於產製纖維的材料同時還能提升後續所製得纖維的雙向調溫能力。
(2)由於本發明的該非芳香族的有機添加劑分子量小於1000，因而在與該共聚酯混合後，不易有混合不 均勻情形發生，使其於該硬段分子結晶過程中，能更有效發揮在分子間的潤滑效果，進而能更加提升該硬段分子的結晶度(即結晶熱焓)，使本發明用於產製纖維的材料能更加提升後續所製得纖維的強度。
以下將就本發明內容進行詳細說明：
[共聚酯]
本發明用於產製纖維的材料中的共聚酯是由一硬段分子與一軟段分子所構成。
較佳地，以該共聚酯的總重為100wt%計，該軟段分子所佔的比例為30~80wt%。當該軟段分子所佔的比例小於30wt%時，其後續所製得纖維的調溫能力較低；當該軟段分子所佔的比例大於80wt%時，其共聚酯的熔融強度較低，進而於紡絲過程中，較不易成絲(即較容易斷絲)。更佳地，以該共聚酯的總重為100wt%計，該軟段分子所佔的比例為45~65wt%。
該軟段分子的重量平均分子量介於2500~10000間。當該軟段分子的重量平均分子量小於2500時，熔點及相變化溫度較低，無法有效提升後續所製得纖維的調溫能力，不適用於一般調溫織物的適用溫度範圍；當該軟段分子的重量平均分子量大於10000時，會讓該軟段分子的熔融與結晶溫度過高，而使後續所製得纖維的可調溫之高溫溫度過高，因此不適用於織物上。較佳地，該軟段分子的重量平均分子量介於3000~9000間。更佳地，該軟段分子的重量平均分子量介於3400~8000間。在本發明的具體實 施例中，該軟段分子的重量平均分子量為4000。
該硬段分子主要是由聚對苯二甲酸丁二酯所組成。較佳地，該硬段分子除了含聚對苯二甲酸丁二酯外，還可以再含其它聚酯(polyester)，例如但不限於聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，簡稱PET)及聚對苯二甲酸丙二酯(polytrimethylene terephthalate，簡稱PTT)。在本發明的具體實施例中，該硬段分子是由聚對苯二甲酸丁二酯所組成。
該軟段分子主要是由聚乙二醇所組成。較佳地，該軟段分子除了聚乙二醇外，還可以再含其它聚醚，例如但不限於聚丙二醇(polypropylene glycol，簡稱PPG)。在本發明的具體實施例中，該軟段分子是由聚乙二醇所組成。
較佳地，該硬段分子的結晶熱焓為不小於20J/g，該硬段分子的結晶溫度範圍為160~200℃，該軟段分子的熔融熱焓為不小於40J/g，該軟段分子的熔融溫度範圍為20~50℃，該軟段分子的熔融溫度與結晶溫度的差值(△T)不大於20℃。
[無機添加劑]
較佳地，該無機添加劑是選自由滑石粉、雲母、氧化鋅、氧化鈣、二氧化鈦、二氧化矽、碳酸鈣、硫酸鋇及氧化鎂所構成群組中的至少其中一者。在本發明的具體實施例中，該無機添加劑為滑石粉或二氧化鈦。
本發明用於產製纖維的材料中，以該共聚酯的 總重為100重量份計，該無機添加劑的含量範圍為0.02~1.00重量份。當該無機添加劑的含量大於1.00重量份時，其後續所製得纖維的強度較低，且熔融紡絲過程中，較不易成絲(即較容易斷絲)。
[非芳香族的有機添加劑]
較佳地，該非芳香族的有機添加劑是選自由C13~C28直鏈脂肪烴、C13~C28直鏈脂肪烴基酯，及C13~C28直鏈脂肪酸或其鹽所構成群組中的至少其中一者。更佳地，該非芳香族的有機添加劑是選自由硬脂酸或其鹽，及甲基丙烯酸十三烷基酯(tridecyl methacrylate)所構成群組中的至少其中一者。在本發明的具體實施例中，該非芳香族的有機添加劑為甲基丙烯酸十三烷基酯、硬脂酸(stearic acid，簡稱St)、硬脂酸錳[manganese(II)stearate，簡稱MnSt]、硬脂酸鋅(zinc stearate，簡稱ZnSt)或硬脂酸鈣(calcium stearate，簡稱CaSt)。
較佳地，該非芳香族的有機添加劑的熔點介於50~168℃間。更佳地，該非芳香族的有機添加劑的熔點介於55~160℃間。
本發明用於產製纖維的材料中，以該共聚酯的總重為100重量份計，該非芳香族的有機添加劑的含量範圍為0.02~1重量份。當該非芳香族的有機添加劑的含量大於1重量份時，其後續於熔融紡絲製成纖維的過程中，會有冒煙及產生異味的缺點。
[用於產製纖維的材料]
較佳地，本發明用於產製纖維的材料還可以包含其它添加劑，例如但不限於染劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、螢光增白劑、消光劑、抗靜電劑或抗菌劑。
[纖維]
本發明的纖維同時具有高纖維強度及高雙向調溫能力。
本發明的纖維可為任何型式的纖維，例如但不限於鞘芯型複合纖維(sheath-core composite fiber)、並列型複合纖維(side by side composite fiber)及海島型複合纖維(sea-island composite fiber)。
較佳地，本發明的纖維為複合纖維(composite fiber)，可用於製得該纖維的材料為例如但不限於聚酯(polyester)、聚醯胺(polyamide)、聚烯烴(polyolefin)及聚氨脂(polyurethane)，且其中至少一成份由本發明的用於產製纖維的材料所形成。
較佳地，本發明的纖維為鞘芯型複合纖維，且該芯層是由本發明的用於產製纖維的材料所形成。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施的限制。
<化學藥品>
<相對黏度(Rv)的測試方法>
先取0.1g欲測試樣品溶於25mL的酚/四氯乙烷混合溶劑[3/2(v/v)]，再於110℃加熱溶解後，降溫至30℃，以烏氏黏度計(Ubbelohde viscometer)測試相對黏度(Rv)。需特別說明的是，一般適用於熔融紡絲的用於產製纖維的材料，其相對黏度較佳應於2.6~3.5間。
<實施例1~16>
製備用於產製纖維的材料
實施例1~16的用於產製纖維的材料是依據表2選擇無機添加劑、有機添加劑的種類與添加量(以PBT-PEG 共聚酯的總重為100重量份計)及聚乙二醇的重量平均分子量，並根據下列步驟所製得：
步驟(1)：分別將195.2g對苯二甲酸二甲酯、138.3g 1,4-丁二醇、285.0g聚乙二醇、無機添加劑及有機添加劑加入批式反應釜中，製得反應混合物。
步驟(2)：先將該步驟(1)所得的反應混合物加熱至155℃，待完全熔解，再加入1000ppm異丙醇鈦進行酯化反應至甲醇餾出量達到64.34g後，製得聚合前驅物。
步驟(3)：將步驟(2)所得的聚合前驅物，加入 1000ppm異丙醇鈦後，於250℃、真空環境下進行聚合反應至相對黏度(Rv)範圍為2.6~3.5後(相對黏度測試方法如前所述)，即製得該用於產製纖維的材料(含PBT-PEG共聚酯；呈粒狀)，其中，以該PBT-PEG共聚酯的總重為100wt%計，該軟段分子(PEG)所佔的比例為57wt%。
<比較例1~7、9~13>
製備用於產製纖維的材料
比較例1~7、9~13的用於產製纖維的材料(含PBT-PEG共聚酯)的製備方法與實施例1類似，其差別在於，比較例1~7、9~13是依據表3選擇無機添加劑、有機添加劑的種類與添加量(添加量皆以PBT-PEG共聚酯的總重為100重量份計)及聚乙二醇的重量平均分子量。
<比較例8>
製備用於產製纖維的材料
比較例8的用於產製纖維的材料是依據上表3選擇無機添加劑的種類與添加量、有機添加劑(聚丙烯)的添加量(以PBT-PEG共聚酯的總重為100重量份計)及聚乙二醇的重量平均分子量，並根據下列步驟所製得：步驟(1)：混合195.2g對苯二甲酸二甲酯、138.3g 1,4-丁二醇、285.0g聚乙二醇、無機添加劑，以上述聚合方式製備PBT-PEG共聚酯。步驟(2)：將該步驟(1)的共聚酯及聚丙烯(PP)置於雙螺桿壓出機的主進料槽內，經熔融混摻後擠壓成束狀，再以造粒機切割成顆粒狀，即製得該用於產製纖維的材料(含PBT-PEG共聚酯)。
<比較例14>
製備用於產製纖維的材料
比較例14的製備方法與比較例1相似，其差別在於，比較例14是以聚四亞甲基醚二醇(PTMEG2000；重量平均分子量為2000)取代比較例1的聚乙二醇作為軟段分子。
<比較例15~18>
製備用於產製纖維的材料(共聚酯為PET-PEG)
比較例15~18的用於產製纖維的材料是依據表4選擇無機添加劑、有機添加劑的種類與添加量(以PET-PEG共聚酯的總重為100重量份計)及聚乙二醇的重量平均分子量，並根據下列步驟所製得：
步驟(1)：分別將221.6g對苯二甲酸二甲酯、108.8g 1,2-乙二醇、285.0g聚乙二醇、無機添加劑及有機添加劑加入批式反應釜中，製得反應混合物。
步驟(2)：先將該步驟(1)所得的反應混合物加熱至155℃，待完全熔解，再加入1000ppm異丙醇鈦進行酯化反應至甲醇餾出量達到73.13g後，製得聚合前驅物。
步驟(3)：將步驟(2)所得的聚合前驅物，加入1000ppm異丙醇鈦後，於250℃、真空環境下進行聚合反應至相對黏度(Rv)範圍為2.6~3.5後(相對黏度測試方法如前所述)，即製得該用於產製纖維的材料(共聚酯為PET-PEG；呈粒狀)，其中，以該PET-PEG共聚酯的總重為100wt%計，該軟段分子(PEG)所佔的比例為57wt%。
<應用例1>
製備複合纖維(芯：實施例2的材料；鞘：PET)
將實施例2的用於產製纖維的材料與聚對苯二甲酸乙二酯[PET；Rv為1.60~1.75]分別置於一台熔融紡絲機的兩個壓出機(extruder)中進行紡絲，製得鞘芯型複合纖維，其中，該複合纖維的芯層為實施例2，鞘層為PET， 且實施例2的材料與PET的重量比為1：1。
<比較應用例1>
製備複合纖維(芯：比較例1的材料；鞘：PET)
比較應用例1的製備方法與應用例1類似，其差別在於，比較應用例1為選用比較例1的用於產製纖維的材料作為芯層，鞘層為PET，且比較例1的材料與PET的重量比為1：1。
<比較應用例2>
製備複合纖維(芯：比較例12的材料；鞘：PET)
比較應用例2的製備方法與應用例1類似，其差別在於，比較應用例2為選用比較例12的用於產製纖維的材料作為芯層，鞘層為PET，且比較例12的材料與PET的重量比為1：1。
<應用例2>
製備不織布(使用應用例1的複合纖維製備)
將應用例1所製得的複合纖維製成基重為500g/m2的不織布。
<比較應用例3>
製備不織布(使用比較應用例1的複合纖維製備)
將比較應用例1所製得的複合纖維製成基重為500g/m2的不織布。
<用於產製纖維的材料、複合纖維或不織布的熱性質測試方法>
(a)硬段分子與軟段分子的結晶溫度(Tc)及軟段分子的熔融溫度(Tm)：
將欲測試用於產製纖維的材料(或複合纖維、不織布)的樣品以示差掃描熱量分析儀(differential scanning calorimeter，簡稱DSC，由美國TA instrument公司製造，型號DSC 2910)量測其硬段分子與軟段分子的結晶溫度，及軟段分子的熔融溫度。測量方法是參照該DSC的操作手冊，並依序按照下列步驟進行：將該樣品於-80℃至250℃區間，以10℃/min升降溫速率測得該硬段分子及該軟段分子的熔融峰值(即熔融溫度)與結晶峰值(即結晶溫度)。
(b)軟段分子的熔融熱焓及硬段分子的結晶熱焓：
利用DSC儀器分別對由前述(a)所得該軟段分子的熔融峰及該硬段分子的結晶峰進行積分計算，所得熔融及結晶峰面積即分別為該軟段分子的熔融熱焓及該硬段分子的結晶熱焓。
(c)軟段分子的熔融溫度與結晶溫度的差值(△T)：
將前述(a)所得該軟段分子的熔融溫度與結晶溫度利用下式I計算出該軟段分子的熔融溫度與結晶溫度的差值(△T)。
式I：△T(℃)=軟段分子的熔融溫度-軟段分子的結晶溫度
<實施例1~16與比較例1~18的熱性質比較與討 論>
(a)實施例1~16的熱性質數據：
實施例1~16的用於產製纖維的材料，依照前述的測試方法所測得的各種熱性質數據如下表5所示：
由上表5可知，實施例1~16所測得的軟段分子(PEG)熔融溫度皆介於20~50℃範圍內，熔融熱焓皆不小於40J/g，且△T也皆小於20℃；此外，還可以發現實施例1~16所測得的硬段分子(PBT)結晶熱焓皆不小於24J/g。
(b)實施例1~5、11與比較例1~4的比較與討論：
比較例1~4的用於產製纖維的材料，依照前述 的測試方法所測得的各種熱性質數據如下表6所示。
由表5及表6可以發現，於有機添加劑(皆非芳香族、分子量皆小於1000且熔點皆介於該硬段分子結晶溫度與該軟段分子熔融溫度間)及/或無機添加劑具有相同添加量，並軟段分子(PEG)重量平均分子量也相同的條件下，未添加無機與有機添加劑的比較例1、只有添加無機添加劑(不添加有機添加劑)的比較例2或只有添加非芳香族的有機添加劑(不添加無機添加劑)的比較例3~4，其硬段分子(PBT)結晶熱焓皆小於16J/g，低於皆同時添加有無機添加劑與非芳香族的有機添加劑的實施例1~5、11(不小於25J/g)[即比較例1~4的該硬段分子(PBT)結晶度低於實施例1~5、11]，表示比較例1~4的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的強度低於由實施例1~5、11所製得纖維的強度。
此外，比較例1~4的軟段分子(PEG)熔融熱焓皆小於37J/g，低於實施例1~5、11(不小於46J/g)，且比較 例1、3~4的△T大於20℃(實施例1~5、11為小於20℃)，表示比較例1~4的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的雙向調溫能力低於由實施例1~5、11所製得的纖維。
由前述兩段說明證實，本發明該用於產製纖維的材料同時包含無機添加劑與非芳香族的有機添加劑時，能同時提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力。
(c)實施例1~5與比較例5~7的比較與討論：
比較例5~7的用於產製纖維的材料，依照前述的測試方法所測得的各種熱性質數據如下表7所示。
由表7可以發現，於有機添加劑(皆非芳香族且分子量皆小於1000)及無機添加劑(皆為Talc)具有相同添加量，並軟段分子(PEG)重量平均分子量也相同的條件下，該非芳香族的有機添加劑的熔點未介於該硬段分子(PBT)結晶溫度與該軟段分子(PEG)熔融溫度間的比較例5~7，其硬段分子(PBT)結晶熱焓皆小於17J/g，低於熔點皆介於該硬段分子(PBT)結晶溫度與該軟段分子(PEG)熔融溫度間的實施例1~5(不小於25J/g)[即比較例5~7的該硬段分子(PBT)結晶度低於實施例1~5]，表示比較例5~7的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的強度低於由實施例1~5所製得纖維的強度。
此外，比較例5~7的軟段分子(PEG)熔融熱焓皆小於38J/g，低於實施例1~5(不小於47J/g)，且比較例5~7的△T也皆大於21℃(實施例1~5為小於20℃)，表示比較例5~7的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的雙向調溫能力低於由實施例1~5所製得的纖維。
由前述兩段說明證實，本發明該用於產製纖維的材料中的非芳香族的有機添加劑，其熔點介於該硬段分子的結晶溫度與該軟段分子的熔融溫度間時，能同時提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力。
(d)實施例1~5與比較例8的比較與討論：
比較例8的用於產製纖維的材料，依照前述的測試方法所測得的各種熱性質數據如下表8所示。
表8
由表8可以發現，於有機添加劑(皆非芳香族且熔點皆介於該硬段分子結晶溫度與該軟段分子熔融溫度間)及無機添加劑(皆為Talc)具有相同添加量，並軟段分子(PEG)重量平均分子量也相同的條件下，該有機添加劑分子量大於1000的比較例8，其硬段分子(PBT)結晶熱焓僅為15.3J/g，低於有機添加劑分子量不大於1000的實施例1~5(不小於25J/g)[即比較例8的該硬段分子(PBT)結晶度低於實施例1~5]，表示比較例8的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的強度低於實施例1~5所製得纖維的強度。
此外，比較例8的軟段分子(PEG)熔融熱焓僅為37.1J/g，低於實施例1~5(不小於47J/g)，且比較例8的△T也大於20℃(實施例1~5為小於20℃)，表示比較例8的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的雙向調溫能力低 於由實施例1~5所製得的纖維。
由前述兩段說明證實，本發明該用於產製纖維的材料中的非芳香族的有機添加劑，其分子量不大於1000時，能同時提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力。
(e)實施例1~16與比較例9的比較與討論：
比較例9的用於產製纖維的材料，依照前述的測試方法所測得的各種熱性質數據如下表9所示。
由上表5及表9可以發現，於有機添加劑(分子量皆小於1000且熔點皆介於該硬段分子結晶溫度與該軟段分子熔融溫度間)及無機添加劑具有相同添加量，並軟段分子(PEG)重量平均分子量也相同的條件下，該有機添加劑含有苯基(芳香基)的比較例9，其硬段分子(PBT)結晶熱焓僅為15.5J/g，低於有機添加劑非為芳香族的實施例1~16(不小於24J/g)[即比較例9的該硬段分子(PBT)結晶度低於實施例1~16]，表示比較例9的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的強度低於由實施例1~16所製得纖維的強度。
此外，比較例9的軟段分子(PEG)熔融熱焓僅為37.4J/g，低於實施例1~16(不小於40J/g)，且比較例9的△T也大於20℃(實施例1~16為小於20℃)，表示比較例9 的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的雙向調溫能力低於由實施例1~16所製得的纖維。
由前述兩段說明證實，本發明該用於產製纖維的材料中的有機添加劑非為芳香族時，能同時提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力。
(f)實施例2、14~16與比較例10~11、13~14的比較與討論：
比較例10~11、13~14的用於產製纖維的材料，依照前述的測試方法所測得的各種熱性質數據如下表10所示。
由表10可以發現，於有機添加劑(皆為St)及無機添加劑(皆為Talc)具有相同添加量的條件下，軟段分子(PEG)重量平均分子量小於2500的比較例10，其軟段分子(PEG)熔融熱焓僅為33.7J/g，低於實施例2、14~16(不小於40J/g)，且比較例10的△T也大於21℃(實施例2、14~16為小於20℃)，表示比較例10的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的雙向調溫能力低於實施例2、14~16所製得的纖維。
而軟段分子(PEG)重量平均分子量大於10000的比較例11，其軟段分子(PEG)熔融溫度大於實施例2、14~16(不大於50℃)，使後續所製得纖維的可調溫之高溫溫度過高，不適用於織物上。
由前述說明證實，本發明該用於產製纖維的材料中的軟段分子重量平均分子量於2500~10000時，能提升後續所製得纖維的雙向調溫能力，且其可調溫的高溫溫度適中，適於應用在織物上。
另外，需說明的是，比較例14所用之軟段分子為PTMEG 2000，與比較例13(軟段分子為PEG 2000)相較，若軟段分子的碳數太長，則會使所製得的纖維△T變大，進而導致雙向調溫的效果不佳。
(g)實施例2與比較例15~18的比較與討論：
比較例15~18的用於產製纖維的材料，依照前 述的測試方法所測得的各種熱性質數據如下表11所示。
由表11可以發現，該硬段分子以PET取代PBT的比較例15~18，不論有無添加有機或無機添加劑，其硬段分子(PET)結晶熱焓皆小於15J/g，低於硬段分子為PBT的實施例2(27.8J/g)[即比較例15~18的該硬段分子(PET)結晶度低於實施例2]，表示比較例15~18的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的強度低於由實施例2所製得纖維的強度。
此外，比較例15~18的軟段分子(PEG)熔融熱焓皆小於41J/g，低於實施例2(48.5J/g)，且比較例15~18的△T也大於22℃(實施例2為19.4℃)，表示比較例15~18的用於產製纖維的材料，其後續所製得纖維的雙向調溫能力低於由實施例2所製得的纖維。
由前述兩段說明證實，本發明該用於產製纖維的材料中的硬段分子由PBT組成時，能同時提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力。
<應用例1與比較應用例1~2的熱性質比較與討論>
應用例1與比較應用例1~2的複合纖維，依照前述的測試方法所測得的各種熱性質數據如下表12所示，並將應用例1與比較應用例1~2的複合纖維進行纖維強度測試，所得結果同樣如表12所示。
由表12可以發現，未添加有機及無機添加劑的比較應用例1，其軟段分子(PEG)熔融熱焓低於同時添加有 機及無機添加劑的應用例1，且比較應用例1的△T範圍也較應用例1寬，表示比較應用例1的複合纖維的雙向調溫能力低於應用例1，此外，從纖維強度數據也可以發現，應用例1的纖維強度高於比較應用例1，再次證實本發明該用於產製纖維的材料同時包含無機添加劑與非芳香族的有機添加劑時，能提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力。
需特別說明的是，比較例12的該用於產製纖維的材料，因其無機添加劑添加量較高(以共聚酯的總重為100重量份計時，大於1重量份)，所以於後續進行熔融紡絲製成複合纖維(即比較應用例2)的過程中容易斷絲而無法進行後續加工，因此無法取得數據。
<應用例2與比較應用例3的熱動態調節指數(temperature regulation factor，簡稱TRF)比較>
將應用例2與比較應用例3的不織布，依照ASTM D7024-2004方法分別測試其TRF，所得結果如下表13所示。需說明的是，當外界溫度改變時，TRF的數值越小，纖維表面的溫度隨時間變化就越小，因此纖維的雙向調溫能力就越好。
由表13可知，未添加有機及無機添加劑的比較 應用例3，其TRF數值高於同時添加有機及無機添加劑的應用例2，表示比較應用例3的雙向調溫能力較低，更加證實本發明該用於產製纖維的材料同時包含無機添加劑與非芳香族的有機添加劑時，能提升後續所製得纖維的雙向調溫能力。
綜上所述，由於本發明用於產製纖維的材料同時包含該無機添加劑和分子量不大於1000的該非芳香族的有機添加劑，且該非芳香族的有機添加劑的熔點介於該硬段分子的結晶溫度與該軟段分子的熔融溫度間，因而使本發明用於產製纖維的材料能同時有效提升後續所製得纖維的強度及雙向調溫能力，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (10)

  1. 一種用於產製纖維的材料，包含：一共聚酯，是由一硬段分子與一軟段分子所構成，其中，該硬段分子主要是由聚對苯二甲酸丁二酯所組成，該軟段分子主要是由聚乙二醇所組成，且該軟段分子的重量平均分子量介於2500~10000間；一無機添加劑；及一非芳香族的有機添加劑，其熔點介於該硬段分子的結晶溫度與該軟段分子的熔融溫度間，且該非芳香族的有機添加劑的分子量不大於1000；其中，以該共聚酯的總重為100重量份計，該無機添加劑的含量範圍為0.02~1.00重量份，該非芳香族的有機添加劑的含量範圍為0.02~1.00重量份。
  2. 如請求項1所述的材料，其中，以該共聚酯的總重為100wt%計，該軟段分子所佔的比例為30~80wt%。
  3. 如請求項1所述的材料，其中，該軟段分子的重量平均分子量介於3000~9000間。
  4. 如請求項3所述的材料，其中，該軟段分子的重量平均分子量介於3400~8000間。
  5. 如請求項1所述的材料，其中，該非芳香族的有機添加劑是選自由C13~C28直鏈脂肪烴、C13~C28直鏈脂肪烴基酯，及C13~C28直鏈脂肪酸或其鹽所構成群組中的至少其中一者。
  6. 如請求項5所述的材料，其中，該非芳香族的有機添加 劑是選自由硬脂酸或其鹽，及甲基丙烯酸十三烷基酯所構成群組中的至少其中一者。
  7. 如請求項1所述的材料，其中，該非芳香族的有機添加劑的熔點介於50~168℃間。
  8. 如請求項7所述的材料，其中，該非芳香族的有機添加劑的熔點介於55~160℃間。
  9. 如請求項1所述的材料，其中，該無機添加劑是選自由滑石粉、雲母、氧化鋅、氧化鈣、二氧化鈦、二氧化矽、碳酸鈣、硫酸鋇及氧化鎂所構成群組中的至少其中一者。
  10. 一種纖維，是由如請求項1至9項中任一項所述的用於產製纖維的材料透過一熔融紡絲機械設備所製成。
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