TWI650451B - 仿羽絨纖維、用於製造該纖維之噴絲板及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種仿羽絨纖維，其包含中空主幹以及複數個以中空主幹為中心呈放射狀排列之異型瓣片，其中該些異型瓣片各包含一底端及一與底端相對之頭端，該底端連接於該中空主幹之表面，且兩相鄰異型瓣片之頭端不相連，以形成一開口。本發明亦提供用以製造上述纖維之噴絲板與方法。

Description

仿羽絨纖維、用於製造該纖維之噴絲板及方法
本發明係關於一種仿羽絨纖維，特別是一種具有中空主幹及複數個異型瓣片之仿羽絨纖維。
天然羽絨之所以具有保暖效果乃因其由羽(feather)和絨(down)構成，前者帶有中空羽桿，後者則否，兩者相互交錯組成不規則空間，進而能困住空氣，減少熱量流失。然而，天然羽絨一經吸水後，其保暖效果大幅下降。
於習知技術中，雖揭露由十字型、Y型、W型等異型瓣片所構成之纖維，例如美國專利US 5057368係關於一種由三個或四個T型瓣片所構成之纖維，然而，上述纖維雖有吸濕、排汗功能，惟其保暖性仍不足。相反地，一般市售之聚酯纖維雖有中空構造而具保暖功能，惟其吸濕排汗效果與柔軟觸感皆不佳。
因此，仍待開發出一種纖維，不僅具有良好的保暖效果，同時具有優異的排水快乾性，並能提供輕量、柔軟觸感等效果。
為解決上述問題，本發明提供一種仿羽絨纖維，以提供如羽絨般舒適保暖之效果，並兼具良好的排水快乾功能。
本發明提供一種仿羽絨纖維，其包含一中空主幹以及複數個以該中空主幹為中心呈放射狀排列之異型瓣片，其中該些異型瓣片各包含一底端及一與底端相對之頭端，底端連接於中空主幹表面，且兩相鄰異型瓣片之頭端不相連，以形成一開口。
依照本發明一態樣，異型瓣片可為T型、十字型、Y型、↑ 型、♀型、W型、H型、V型或矩型，異型瓣片之數目可為2至6。
依照本發明一態樣，上述之仿羽絨纖維可為長纖維或短纖維。
本發明提供一種用於製造上述仿羽絨纖維之噴絲板，其包含複數個紡嘴狹縫，該些紡嘴狹縫各包含一內環部及一外瓣片部，且外瓣片部包含一底端及一與底端相對之頭端，該底端連接於該內環部。該些紡嘴狹縫之內環部間隔地呈環形圍繞，且兩相鄰外瓣片部之頭端不相連，以形成一開口。
依照本發明一態樣，外瓣片部可為T型、十字型、Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型。紡嘴狹縫之數目可為2至6。
本發明提供一種用於製造上述仿羽絨纖維之方法，其包括將熔融態之聚酯聚合物經由前述之噴絲板吐出。
本發明所提供之仿羽絨纖維，因具有中空主幹及異型瓣片結構，除可仿造羽絨結構保留住身體所散發出的熱量外，更可使纖維輕量化提供有如羽絨般之柔軟觸感。再者，由於相鄰異型瓣片之頭端不相連，所形成的導溝可增進排水快乾功能，進而達到保暖與排水兼具之效果。
10‧‧‧纖維
11‧‧‧T型瓣片
12‧‧‧開口
13‧‧‧中空主幹
20‧‧‧噴絲板
21‧‧‧紡嘴狹縫
22‧‧‧開口
30‧‧‧噴絲板
31‧‧‧紡嘴狹縫
111‧‧‧底端
112‧‧‧頭端
211‧‧‧內環部
213‧‧‧外瓣片部
215‧‧‧底端
217‧‧‧頭端
313‧‧‧外瓣片部
圖1係依據本發明實施例，具T型瓣片仿羽絨纖維的斷面圖；圖2A至2H係依據本發明實施例，具不同異型瓣片仿羽絨纖維的斷面圖；圖3係具有T型瓣片仿羽絨纖維實體樣品的斷面圖；圖4係依據本發明實施例，多根具T型斷面仿羽絨纖維排列堆疊的示意圖；圖5A係依據本發明之實施例，用以製造具T型瓣片仿羽絨纖維之噴絲板的示意圖；圖5B係依據本發明之實施例，用以製造具十字型瓣片仿羽絨纖維之噴絲板的示意圖；及圖6係保暖性能測試結果的條狀圖。
圖1係繪示依據本發明之一實施例，具有T型瓣片之仿羽絨纖維的斷面圖。於圖1中，纖維10包含中空主幹13及四個以中空主幹13為中 心呈放射狀排列的T型瓣片11。每一T型瓣片11包含一頭端112及一底端111，其中底端111係與中空主幹13表面連接，且兩相鄰T型瓣片11之頭端112並不相連，以形成一開口12，開口12可作為導溝，用以疏導水份。
圖2A至2H係繪示依據本發明之其他實施例，不同異型瓣片之仿羽絨纖維的斷面圖。如圖2A至2H所示，異型瓣片之形狀分別可為十字型、Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型。異形瓣片之數目較佳為2至6，此係因異型瓣片數目若超過6個以上，將造成紡嘴設計複雜，提高製造成本，若數目過低，將影響纖維之排水與保暖效果。
圖3係顯示多根具有T型瓣片仿羽絨纖維實體樣品的斷面圖。由圖3可知，纖維因具有T型瓣片之設計，故纖維間可保有相當的空隙，較不會造成緊密堆疊情形。圖4係繪示多根具T型瓣片纖維排列堆疊之示意圖。於圖4中，由於相鄰T型瓣片11之頭端112並不相連，所形成的開口12可作為導溝。當纖維10所織成之織物於吸收水氣或汗水時，水分可透過開口12而被排出，使織物表現出優異快乾的效果。再者，T型瓣片11之頭端112在堆疊排列後所形成的多個空氣室，連同封閉式中空主幹13，更可保留住身體所散發出的熱量，提升保暖效果。
圖5A係繪示依據本發明之一實施例，用以製造圖1具T型瓣片仿羽絨纖維之噴絲板的示意圖。如圖5A所示，此噴絲板20包含4個「工」型紡嘴狹縫21。每一紡嘴狹縫21包含內環部211及外瓣片部213，而外瓣片部213具有底端215及與底端215相對之頭端217，底端215與內環部211相連接。4個紡嘴狹縫21之內環部211間隔地呈環形圍繞，且兩相鄰外瓣片部213之頭端217不相連，以形成開口22。由於聚合物自紡嘴狹縫21擠出後，聚合物會產生膨脹並於內環部211處相連形成中空環形，進而可得如圖1所示之纖維10。
用以製造本發明纖維之聚合物包括，但不限於聚酯、尼龍(nylon)、聚烯烴(polyolefin)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)或纖維素，其中聚酯可為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)或聚對苯二甲酸丙二酯(polypropylene terephthalate,PPT)；尼龍可為尼龍6(N6)或尼龍66(N66)；及聚烯烴可為聚丙烯(polypropylene,PP)或聚乙烯(polyethylene,PE)。另外，本發 明之纖維亦可包含添加劑，該添加劑包括，但不限於抗菌防霉劑、抗導電劑、除臭劑、抗紫外線劑或放射遠紅外線劑。
圖5B係繪示依據本發明之一實施例，用以製造圖2A具十字型瓣片仿羽絨纖維之噴絲板的示意圖。如圖5B所示，此噴絲板30包含4個「士」型紡嘴狹縫31。紡嘴狹縫31之外瓣片部313係呈「十字型」。於本發明之其他實施例中，為製造圖2B至2H所示不同異型瓣片之仿羽絨纖維，外瓣片部313亦可為Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型。
以下進一步說明本發明仿羽絨纖維之製造實例及功效測試。
實例一：具T型瓣片仿羽絨短纖維之製造
以紡溫290℃，將熔融態之聚酯聚合物經由圖5A之噴絲板吐出，再經過冷卻風1.0m/s驟冷，紡絲速度700m/min成絲條，將絲條經延伸倍率2.89、160℃定型處理、冷卻、起皺、上油、乾燥、切棉、打包之步驟，進而得到斷面結構為中空主幹並具四個T型瓣片之3d*51mm仿羽絨短纖維。
實例二：具十字型瓣片仿羽絨短纖維之製造
以紡溫290℃，將熔融態之聚酯聚合物經由圖5B之噴絲板吐出，再經過冷卻風1.0m/s驟冷，紡絲速度700m/min成絲條。將絲條經延伸倍率2.89、160℃定型處理、冷卻、起皺、上油、乾燥、切棉、打包之步驟，進而得到斷面結構為中空主幹並具四個十型瓣片之3d*51mm仿羽絨短纖維。
實例三：具T型瓣片仿羽絨長纖維加工絲之製造
以紡溫290℃，將熔融態之聚酯聚合物經由圖5A之噴絲板吐出，再經過冷卻風0.6m/s驟冷，紡絲速度2500m/min捲繞成120/36之半延伸絲紗(partially oriented yarn,POY)。將該半延伸絲紗經延伸倍率1.6、160℃定型處理、捲繞之步驟，以得到75/36斷面結構為中空主幹並且四個T型瓣片之仿羽絨長纖維加工絲。
實例四：具T型瓣片仿羽絨長纖維延伸絲之製造
以紡溫290℃，將熔融態之聚酯聚合物經由圖5A之噴絲板吐出，經過冷卻風0.6m/s驟冷，紡絲速度4000m/min，延伸溫度90℃、延伸倍率2.0，之後經130℃定型處理及捲繞之步驟，以得到75/36斷面結構為中空主幹並具四個T型瓣片之仿羽絨長纖維延伸絲。
測試一：水分蒸發率測試
以下就本發明具T型瓣片之仿羽絨纖維與習知之中空圓形聚酯纖維、實心圓形聚酯纖維、以及其他異型斷面實心纖維所織得之織物，進行水分蒸發率的測試比較。首先，將10×10公分之樣品置於23℃，65%RH之恆溫恆濕環境下24小時。再將樣品置於天平上，以定量吸管吸取定量之水(W1，單位：克)，於布面上1公分處滴下，於5分鐘後記錄織物上殘存水量(W2，單位：克)，並以下式求得水分蒸發率：水分蒸發率=(W1-W2)/W1×100%
測試結果如下表1所示，樣品1至5分別為以本發明具T型瓣片之短纖維、4T型斷面實心短纖維、十字型斷面實心短纖維、實心圓形聚酯纖維及中空圓形聚酯纖維(以上皆為新光合成纖維股份有限公司之產品，其中4T型斷面實心短纖維之專利證書號為I374952)所織成之幅寬36吋*26針雙面鳥眼針織布。
從表1可知，本發明T型瓣片之仿羽絨纖維的水分蒸發率可達約76.8%，遠優於實心圓形聚酯纖維的50.1%與中空圓形聚酯纖維的49.6%。此結果證實，本發明之纖維因具有瓣片結構可作為導溝之用，在織成織物後纖維間仍能保持較大空隙，進而促進排水，故與習知之中空或實心圓形聚酯纖維相較，本發明纖維更可達快乾效果。再者，本發明纖維之水分蒸發速率亦高於其他異形斷面之實心纖維(即樣品2、3)，此顯示與習知4T型斷面或十字型斷面實心纖維相較，本發明纖維具有較優良之排水性，因此，所製得之織物可達到吸水後快乾而不悶熱的效果。
測試二：保暖性能測試
以下就本發明具T型瓣片之仿羽絨纖維所織得織物進行保暖性能測試。首先，以AGEMA Thermal vision 900熱傳儀作為測試儀器，採用500W鹵素燈為熱源，將樣品距離熱源100公分，照射10分鐘，並測量樣品照射前後溫度差，測試結果如下表2及圖6所示，其中樣品1至4分別為以本發明具T型瓣片之仿羽絨纖維、與習知之4T型斷面實心纖維、實心圓形聚酯纖維、中空圓形聚酯纖維四種不同纖維所織得之幅寬36吋*26針雙面鳥眼針織布。
圖6係繪示上述保暖性能測試結果之條狀圖，參照表2及圖6可知，以本發明纖維所織得之織物，在照射光源後，溫度顯著上升，除溫度上升幅度明顯高於樣品3、4之圓形聚酯纖維外，較樣品2之習知4T型斷面實心纖維亦有較佳之保暖效果。
由上述可知，本發明所提供之仿羽絨纖維藉由如羽梗般之中空主幹，除可使纖維輕量化外，亦可提供保暖效果。再者，主幹周圍之異型瓣片因相鄰之頭端不相連，可提供多個空氣室，除進一步增進保暖效果外，所形成的導溝結構，更可增進排水、快乾功能。據此，本發明所提供之仿羽絨纖維可克服鳥類羽絨吸水後保暖性下降，以及習知異型斷面纖維雖具排水性但保暖度不足之缺點。同時，因本發明之纖維結構上的輕量化，仍可保有羽絨般柔軟之觸感。
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，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之變化與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (6)

  1. 一種仿羽絨纖維，其包含：一中空主幹，其為圓形中空；以及複數個異型瓣片，以該中空主幹為中心呈放射狀排列，其中該些異型瓣片各包含一底端及一與該底端相對之頭端，該底端連接於該中空主幹之表面，且兩相鄰該異型瓣片之頭端不相連，以形成一開口；其中該些異型瓣片為T型。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之纖維，其中該些異型瓣片之數目為2至6。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之纖維，其中該纖維可為長纖維或短纖維。
  4. 一種用於製造如申請專利範圍第1項所述之仿羽絨纖維之噴絲板，其包含複數個紡嘴狹縫，該些紡嘴狹縫各包含：一內環部；以及一外瓣片部，該外瓣片部呈T型，其包含一底端及一與該底端相對之頭端，該底端連接於該內環部；其中該些紡嘴狹縫之內環部間隔地呈環形圍繞，且兩相鄰該外瓣片部之頭端不相連，以形成一開口。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之噴絲板，其中該些紡嘴狹縫之數目為2至6。
  6. 一種用於製造如申請專利範圍第1項之仿羽絨纖維之方法，其包括：將熔融態之聚酯聚合物經由如申請專利範圍第4或5項所述之噴絲板吐出；該聚酯聚合物以0.6m/s-1.0m/s冷卻風驟冷；將該聚酯聚合物以700m/min-4000m/min紡絲速度紡成絲條；以及將該絲條延伸並定型。
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