TWI606157B - 纖維、纖維母粒及其製造方法以及紡織品及其製造方法 - Google Patents

Description

纖維、纖維母粒及其製造方法以及紡織品及其製造方法

本發明是有關於一種纖維、纖維母粒及其製造方法以及紡織品及其製造方法，且特別是有關於一種在染色後仍具有抗菌性的纖維、此纖維的纖維母粒及它們的製造方法以及使用此纖維製成的紡織品及其製造方法。

隨著生活水準的提升，人類對於居家環境與個人衛生的要求也越來提高。近年來，已開發各種具有抗菌功效的商品，且產品的抗菌功能性為業界不斷創新與發展的主要目標。在各種具有抗菌作用的產品中，抗菌纖維為受到高度重視的商品之一，其機制主要是使纖維含有抗菌劑進而使纖維具有抗菌特性。

在現今的紡織工業中，大多需進行染色製程及固色製程。然而，在整染過程中，固色劑可能過度覆蓋纖維表面的抗菌劑，使抗菌劑外露比例不足，因而使得纖維的抗菌效果降低，甚至可能造成抗菌失效的現象。因此，如何使抗菌劑於纖維表面的外露比例增加，並避免固色劑在整染過程中過度覆蓋抗菌劑，進而提升纖維的抗菌效果，為目前所需研究的重要課題。

本發明提供一種纖維，在染色後仍具有抗菌性。

本發明提供一種纖維母粒及其製造方法，使用此纖維母粒製成上述在染色後仍具有抗菌性的纖維。

本發明提供一種紡織品及其製造方法，使用上述在染色後仍具有抗菌性的纖維製成紡織品。

本發明之纖維母粒的製造方法包括以下步驟。將分散劑及抗菌劑加熱攪拌，以使分散劑均勻包覆抗菌劑。之後，將經分散劑均勻包覆的抗菌劑與高分子基材進行混練，以形成纖維母粒，其中經分散劑均勻包覆的抗菌劑均勻分散於高分子基材中。

在本發明的一實施例中，以30℃至150℃的溫度對分散劑及抗菌劑進行加熱攪拌步驟。

在本發明的一實施例中，加熱攪拌步驟的攪拌速率為30 rpm至3000 rpm，且攪拌時間為5分鐘至30分鐘。

本發明的纖維母粒包括抗菌劑、分散劑以及高分子基材。分散劑均勻包覆抗菌劑，且經分散劑均勻包覆的抗菌劑均勻分散於高分子基材中。

在本發明的一實施例中，以纖維母粒的總重量計，抗菌劑的含量為0.3 wt%至30 wt%，分散劑的含量為0.1 wt%至3 wt%。

在本發明的一實施例中，高分子基材包括聚醯胺類樹脂、聚烯烴類樹脂、聚酯類樹脂或其組合。

在本發明的一實施例中，分散劑包括蒙脫蠟、醯胺蠟、酯化蠟、烯烴蠟、硬脂酸或其組合。

在本發明的一實施例中，抗菌劑是由有機物及無機物組成。

在本發明的一實施例中，有機物包括吡啶類聚合物、銨鹽類聚合物、磺醯胺類聚合物、二碘甲基類聚合物、咪唑類聚合物、雙胍類聚合物或其組合。

在本發明的一實施例中，無機物包括鋅的氧化物、矽的氧化物、鈣的氧化物或其組合。

在本發明的一實施例中，纖維母粒更包括黏著劑，且以纖維母粒的總重量計，黏著劑的含量為0.1 wt%至3wt%。

在本發明的一實施例中，黏著劑包括醯胺共聚物、聚酯共聚物、醋酸乙烯酯共聚物或其組合。

本發明的纖維是使用上述纖維母粒所製成，纖維在染色後仍具有抗菌性，且以纖維的總重量計，抗菌劑的含量為0.1 wt%至0.2 wt%。

本發明的紡織品的製造方法包括使用上述纖維來製造紡織品，並對紡織品進行染色製程及固色製程。

在本發明的一實施例中，染色製程的染色劑包括均染型染色劑、縮絨型染色劑、含金屬螯合劑染料、分散性染料、陽離子型染料或其組合。

在本發明的一實施例中，固色製程的固色劑包括合成單寧酸型固色劑、硫酸化酚醛縮合物型固色劑、芳香基磺酸鹽與甲醛縮聚物型固色劑、芳香基磺酸鹽類固色劑或其組合。

本發明的紡織品是使用上述紡織品的製造方法所製成。

基於上述，本發明所提出之纖維母粒的製造方法使分散劑均勻包覆於抗菌劑表面，因此，經分散劑均勻包覆的抗菌劑能夠均勻分散於高分子基材中。如此一來，當使用此纖維母粒製成纖維時，抗菌劑暴露於纖維表面的機會增加，避免整染過程中固色劑將抗菌劑過度覆蓋，進而使所製成的纖維在染色後仍具有良好的抗菌性。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為根據本發明一實施例之纖維母粒的製造方法的流程示意圖。圖2是根據本發明一實施例之纖維母粒的製造方法中，經分散劑均勻包覆的抗菌劑的示意圖。圖3是根據本發明一實施例的纖維母粒的示意圖。圖4是根據本發明一實施例的纖維的示意圖。必須說明的是，在圖2、圖3及圖4中，為求清楚說明，可能誇大圖中分層及區域的大小及比例。

首先，請參照圖1，進行步驟S110，將分散劑及抗菌劑加熱攪拌，以使分散劑均勻包覆抗菌劑。在本實施例中，例如是以30℃至150℃的溫度對分散劑及抗菌劑進行加熱攪拌步驟，其中加熱攪拌步驟的攪拌速率例如是30 rpm至3000 rpm，且攪拌速率時間例如是5分鐘至30分鐘。在進行圖1的步驟S110之後，進行步驟S120混練造粒之前，可對經分散劑均勻包覆的抗菌劑進行物料乾燥製程，其中乾燥時間例如是12小時至24小時，乾燥溫度例如是80℃至100℃。

藉由圖1的步驟S110，即可形成如圖2所示的經分散劑均勻包覆的抗菌劑20，其中分散劑28均勻包覆抗菌劑26。在本實施例中，分散劑28可包括蒙脫蠟、醯胺蠟、酯化蠟、烯烴蠟、硬脂酸或其組合。抗菌劑26例如是由有機物22及無機物24組成。藉由加熱攪拌步驟，有機物22可熔融滲入多孔型的無機物24中，可利用無機物24的耐熱性來補強有機物22不耐高溫的特性，且無機物24為多孔性材料，故可達成緩慢釋放的作用，進而實現抗菌效果。更詳細而言，有機物22可包括吡啶類聚合物、銨鹽類聚合物、磺醯胺類聚合物、二碘甲基類聚合物、咪唑類聚合物、雙胍類聚合物或其組合。無機物24可包括鋅的氧化物、矽的氧化物、鈣的氧化物或其組合。然而，本發明並不以此為限。

之後，請繼續參照圖1，進行步驟S120，將經分散劑均勻包覆的抗菌劑與高分子基材進行混練，以形成纖維母粒。在本實施例中，高分子基材可包括聚醯胺類樹脂、聚烯烴類樹脂、聚酯類樹脂或其組合。然而，本發明並不以此為限。另外，混練溫度例如是220℃至280℃。經混練後所形成之纖維母粒的直徑例如是2 mm至3 mm，長度例如是2.5 mm至3.5 mm。

藉由圖1的步驟S120，即可形成如圖3所示的纖維母粒30，其中經分散劑均勻包覆的抗菌劑20均勻分散於高分子基材32中。在本實施例中，以纖維母粒的總重量計，抗菌劑的含量例如是0.3 wt%至30 wt%，分散劑的含量例如是0.1 wt%至3 wt%。另外，纖維母粒可更包括黏著劑，且以纖維母粒的總重量計，黏著劑的含量例如是0.1 wt%至3wt%。在本實施例中，黏著劑可包括醯胺共聚物、聚酯共聚物、醋酸乙烯酯共聚物或其組合。

請同時參照圖2、圖3及圖4，使用圖3的纖維母粒30可製成圖4所示的纖維40。更詳細而言，纖維40具有抗菌劑26，且以纖維40的總重量計，抗菌劑26的含量例如是0.1 wt%至0.2 wt%。由於包覆抗菌劑的分散劑的熔點大約為150℃，因此，在紡絲製程中沾黏於抗菌劑表面的分散劑因製程溫度（紡絲溫度例如是245℃至280℃）高於其熔點而融化，使抗菌劑得以外露。在本實施例中，纖維的纖維規格例如是0.8 dpf至1.6 dpf，可製成70丹尼約44根纖維至約88根纖維的紗線，例如是70丹尼48根纖維或72根纖維的紗線。

依據上述實施例的纖維母粒的製造方法，是將抗菌劑及添加劑加熱攪拌，使分散劑均勻地將抗菌劑包覆於其中，進而使抗菌劑能更加均勻地分散於所製成的纖維母粒中。如此一來，當使用依據本發明之纖維母粒的製造方法製成纖維時，能夠使抗菌劑暴露於纖維表面的機會增加，避免染整過程中固色劑將抗菌劑過度覆蓋，因此，纖維在染色後仍具有抗菌性。

本發明亦提出一種紡織品的製造方法，其中包括使用上述實施例的纖維來製造紡織品，並對紡織品進行染色製程及固色製程。更詳細而言，染色製程的染色劑可包括均染型染色劑、縮絨型染色劑、含金屬螯合劑染料、分散性染料、陽離子型染料或其組合。固色製程的固色劑可包括合成單寧酸型固色劑、硫酸化酚醛縮合物型固色劑、芳香基磺酸鹽與甲醛縮聚物型固色劑、芳香基磺酸鹽類固色劑或其組合。

以下，藉由實驗例來詳細說明上述實施例所提出的纖維母粒所製成之纖維。然而，下述實驗例並非用以限制本發明。實驗例

為了證明本發明所提出的纖維母粒所製成之纖維在染色後仍具有抗菌性，以下特別作此實驗例。

必須說明的是，由於纖維母粒的製造方法已於上文中詳細地描述，因此，下文中有關纖維母粒的製備，為求方便說明故省略製備細節之敘述。纖維母粒的製備 實例 1

使用2 wt%的硬酯酸醯胺蠟作為分散劑及6 wt%的含二碘甲基碸化合物抗菌材料（粒徑：0.1 μm~0.3 μm）作為抗菌劑，在溫度30℃及攪拌速率500 rpm下加熱攪拌，再與作為高分子基材的PA6（polyamide, R.V.=2.4）進行混練，以形成纖維母粒。實例 2

使用2 wt%的硬酯酸醯胺蠟作為分散劑及6 wt%的含二碘甲基碸化合物抗菌材料（粒徑：0.1 μm~0.3 μm）作為抗菌劑，在溫度150℃及攪拌速率3000 rpm下加熱攪拌，再與作為高分子基材的PA6（polyamide, R.V.=2.4）進行混練，以形成纖維母粒。實例 3

使用2 wt%的硬酯酸醯胺蠟作為分散劑及12 wt%的含二碘甲基碸化合物抗菌材料（粒徑：0.1 μm~0.3 μm）作為抗菌劑，在溫度30℃及攪拌速率500 rpm下加熱攪拌，再與作為高分子基材的PA6（polyamide, R.V.=2.4）進行混練，以形成纖維母粒。實例 4

使用1.5 wt%的硬酯酸醯胺蠟作為分散劑及12 wt%的含二碘甲基碸化合物抗菌材料（粒徑：0.1 μm~0.3 μm）作為抗菌劑，在溫度150℃及攪拌速率3000 rpm下加熱攪拌，再與作為高分子基材的PA6（polyamide, R.V.=2.4）進行混練，以形成纖維母粒，其中纖維母粒更包含1.5 wt%的共聚醯胺作為黏著劑。實例 5

使用1 wt%的硬酯酸醯胺蠟作為分散劑及12 wt%的含二碘甲基碸化合物抗菌材料（粒徑：0.1 μm~0.3 μm）作為抗菌劑，在溫度150℃及攪拌速率3000 rpm下加熱攪拌，再與作為高分子基材的PA6（polyamide, R.V.=2.4）進行混練，以形成纖維母粒，其中纖維母粒更包含1 wt%的共聚醯胺作為黏著劑。實例 6

使用3 wt%的硬酯酸醯胺蠟作為分散劑及15 wt%的含二碘甲基碸化合物抗菌材料（粒徑：0.1 μm~0.3 μm）作為抗菌劑，在溫度150℃及攪拌速率3000 rpm下加熱攪拌，再與作為高分子基材的PA6（polyamide, R.V.=2.4）進行混練，以形成纖維母粒。實例 7

使用2 wt%的硬酯酸醯胺蠟作為分散劑及5 wt%的含二碘甲基碸化合物抗菌材料（粒徑：0.1 μm~0.3 μm）作為抗菌劑，在溫度30℃及攪拌速率500 rpm下加熱攪拌，再與作為高分子基材的PA6（polyamide, R.V.=2.4）進行混練，以形成纖維母粒。可紡性評估

對實例1至實例7的纖維母粒進行纖維紡絲及布料染整，並量測其相對黏度（relative viscosity，RV）、色度及可紡性，並將各量測結果顯示在下方表1中。

相對黏度是利用簡易毛細管黏度計量測。可紡性評估是以ASTM D 6265標準測試方式進行，使用的機台型號為Thermo Haake，在長時間作業性下，將壓力差與時間比小於0.5 bar/kg的量測結果視為具有較佳的可紡性。

在表1中，可紡性評估的結果分別是以｢◎」、｢○」、｢△」或｢×」的符號表示，其中各符號所代表的意義如下： ◎：△bar小於2.5 bar/kg ○：△bar介於2.5 bar/kg ~10 bar/kg △：△bar介於10.1 bar/kg ~19.9 bar/kg ×：△bar大於20 bar/kg表 1

由上方表1可得知，實例2及實例5具有極佳的可紡性，因此，以下將針對實例2及實例5的纖維母粒進行有關抗菌性的進一步評估。抗菌性評估 1 ：鬚髮癬菌測試

將實例2的纖維母粒進行纖維紡絲及布料染整，纖維規格為1.46 dpf。分別對未水洗及經水洗20次的成品進行AATCC-G21鬚髮癬菌測試，同時藉由以下列式1計算抗菌纖維有效濃度：(式1) 所計算出之抗菌纖維有效濃度為0.2 %。

鬚髮癬菌的試驗方法為CNS2690 L3063-2008（乾式法），其分級定義如下： 甲級：鬚髮癬菌在試片的發育面積未達1/10 乙級：鬚髮癬菌在試片的發育面積為1/10至1/3 丙級：鬚髮癬菌在試片的發育面積超過1/3 將測試結果顯示在下方表2中。表 2

由上方表2可得知，依據本發明所提出的纖維母粒經纖維紡絲及布料染整所得之成品，無論在未經水洗或是經水洗20次的情況下，在鬚髮癬菌測試結果中均呈現良好的抗菌效果。抗菌性評估 2 ：肺炎桿菌測試

將實例2及實例5的纖維母粒進行纖維紡絲及布料染整，纖維規格分別為0.97 dpf及1.46 dpf，以AATCC-100-2012肺炎桿菌測試進行評估，並藉由以下式2計算抗菌率，其中立即沖刷的菌數是指對照組與樣品組和菌液一經接觸（培養0秒）就立即沖刷的菌數，而培養後的菌數是指樣品組培養18小時至24小時的菌數。同時，藉由上述式1計算抗菌纖維有效濃度。(式2) 將實例2的評估結果顯示於下方表3中，而實例5的評估結果顯示於下方表4中。表 3 表 4 （*：0S及2S分別表示一個染料單體含有0個及2個磺酸根）

由上方表3及表4可得知，依據本發明所提出的纖維母粒經纖維紡絲及布料染整所得之成品，在肺炎桿菌測試中均呈現良好的抗菌效果。

綜上所述，本發明所提出之纖維母粒的製造方法是將抗菌劑及添加劑加熱攪拌，使分散劑均勻地將抗菌劑包覆其中，進而使抗菌劑能更加均勻地分散於所製成的纖維母粒中。如此一來，當製成纖維時，能夠使抗菌劑暴露於纖維表面的機會增加，避免染整過程中固色劑將抗菌劑過度覆蓋，因此，纖維在染色後仍具有抗菌性。另外，本發明所使用的抗菌劑是由有機物及無機物組成，可利用無機物的耐熱性來補強有機物不耐高溫的特性，且無機物為多孔性材料，故可達成緩慢釋放的目的，因此能夠增加抗菌效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S110、S120‧‧‧步驟
20‧‧‧經分散劑均勻包覆的抗菌劑
22‧‧‧有機物
24‧‧‧無機物
26‧‧‧抗菌劑
28‧‧‧分散劑
30‧‧‧纖維母粒
32‧‧‧高分子基材
40‧‧‧纖維

圖1為根據本發明一實施例之纖維母粒的製造方法的流程示意圖。 圖2是根據本發明一實施例之纖維母粒的製造方法中，經分散劑均勻包覆的抗菌劑的示意圖。 圖3是根據本發明一實施例的纖維母粒的示意圖。 圖4是根據本發明一實施例的纖維的示意圖。

S110、S120‧‧‧步驟

Claims (16)

1. 一種纖維母粒的製造方法，包括：使用多孔無機物來吸附有機物於所述多孔無機物的孔洞中來形成抗菌劑；將分散劑及所述抗菌劑加熱攪拌，以使所述分散劑均勻包覆所述抗菌劑；以及將經所述分散劑均勻包覆的所述抗菌劑與高分子基材進行混練，以形成所述纖維母粒，其中經所述分散劑均勻包覆的所述抗菌劑均勻分散於所述高分子基材中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之纖維母粒的製造方法，其中以30℃至150℃的溫度對所述分散劑及所述抗菌劑進行加熱攪拌步驟。
3. 如申請專利範圍第2項所述之纖維母粒的製造方法，其中所述加熱攪拌步驟的攪拌速率為30rpm至3000rpm，且攪拌時間為5分鐘至30分鐘。
4. 一種纖維母粒，包括：抗菌劑，所述抗菌劑包括多孔無機物和有機物，所述有機物吸附於所述多孔無機物的孔洞中；分散劑，均勻包覆所述抗菌劑；以及高分子基材，經所述分散劑均勻包覆的所述抗菌劑均勻分散 於所述高分子基材中。
5. 如申請專利範圍第4項所述之纖維母粒，其中以所述纖維母粒的總重量計，所述抗菌劑的含量為0.3wt%至30wt%，所述分散劑的含量為0.1wt%至3wt%。
6. 如申請專利範圍第4項所述之纖維母粒，其中所述高分子基材包括聚醯胺類樹脂、聚烯烴類樹脂、聚酯類樹脂或其組合。
7. 如申請專利範圍第4項所述之纖維母粒，其中所述分散劑包括蒙脫蠟、醯胺蠟、酯化蠟、烯烴蠟、硬脂酸或其組合。
8. 如申請專利範圍第1項所述之纖維母粒，其中所述有機物包括吡啶類聚合物、銨鹽類聚合物、磺醯胺類聚合物、二碘甲基類聚合物、咪唑類聚合物、雙胍類聚合物或其組合。
9. 如申請專利範圍第1項所述之纖維母粒，其中所述多孔無機物包括鋅的氧化物、矽的氧化物、鈣的氧化物或其組合。
10. 如申請專利範圍第4項所述之纖維母粒，更包括黏著劑，且以所述纖維母粒的總重量計，所述黏著劑的含量為0.1wt%至3wt%。
11. 如申請專利範圍第10項所述之纖維母粒，其中所述黏著劑包括醯胺共聚物、聚酯共聚物、醋酸乙烯酯共聚物或其組合。
12. 一種纖維，使用如申請專利範圍第4項至第12項所述之纖維母粒所製成，所述纖維在染色後仍具有抗菌性，且以所述纖維的總重量計，所述抗菌劑的含量為0.1wt%至0.2wt%。
13. 一種紡織品的製造方法，包括：使用至少一如申請專利範圍第12項所述之纖維來製造所述紡織品；以及對所述紡織品進行染色製程及固色製程。
14. 如申請專利範圍第13項所述之紡織品的製造方法，其中所述染色製程的染色劑包括均染型染色劑、縮絨型染色劑、含金屬螯合劑染料、分散性染料、陽離子型染料或其組合。
15. 如申請專利範圍第13項所述之紡織品的製造方法，其中所述固色製程的固色劑包括合成單寧酸型固色劑、硫酸化酚醛縮合物型固色劑、芳香基磺酸鹽與甲醛縮聚物型固色劑、芳香基磺酸鹽類固色劑或其組合。
16. 一種紡織品，如申請專利範圍第13項所述之紡織品的製造方法所製成。