TWI766368B - 用於保暖織物的布料 - Google Patents

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    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]

Abstract

一種用於保暖織物的布料包括中空並列型纖維。中空並列型纖維包括40重量份至60重量份的第一聚酯以及40重量份至60重量份的第二聚酯，其中第一聚酯的特性黏度與第二聚酯的特性黏度的差值介於0.15 dL/g至0.25 dL/g間。

Description

用於保暖織物的布料
本揭露內容是有關於一種布料，且特別是有關於一種由中空並列型纖維織造且用於保暖織物的布料。
近年來，全球溫室效應造成極端的氣候變遷，而極冷與極熱的氣候亦改變著衣著的型態，使得傳統服飾將科技導入以強化保暖的功能。一般而言，中空纖維由於具有比重小且保暖特性佳的優點，因此常被用應用於許多禦寒衣物中。然而，為了確保中空纖維具有高的纖維捲縮率以提升以其所製成的衣物的蓬鬆性，目前常見的一種作法是使用假撚加工，而此舉往往導致中空纖維的纖維中空率下降，以致無法維持或提升其保暖性。因此，如何製備出同時具有高纖維捲縮率及高纖維中空率的中空纖維，仍為紡織業者積極研究的重要課題。
本揭露提供一種用於保暖織物的布料，其是由可自發性地捲縮的中空並列型纖維織造而成，以提供保暖織物良好的保暖效果。
根據本揭露一些實施方式，本揭露用於保暖織物的布料包括中空並列型纖維。中空並列型纖維包括40重量份至60重量份的第一聚酯以及40重量份至60重量份的第二聚酯，其中第一聚酯的特性黏度與第二聚酯的特性黏度的差值介於0.15 dL/g至0.25 dL/g間。
在本揭露一些實施方式中，第一聚酯的特性黏度介於0.60 dL/g至0.70 dL/g間。
在本揭露一些實施方式中，第二聚酯的特性黏度介於0.80 dL/g至0.90 dL/g間。
在本揭露一些實施方式中，第一聚酯的熔點與第二聚酯的熔點的差值介於10℃至20℃間。
在本揭露一些實施方式中，第一聚酯的熔點介於255℃至265℃間。
在本揭露一些實施方式中，第二聚酯的熔點介於235℃至245℃間。
在本揭露一些實施方式中，用於保暖織物的布料的保溫值介於31.0 clo/g至36.5 clo/g間。
在本揭露一些實施方式中，中空並列型纖維的纖維中空率介於22.0%至25.5%間。
在本揭露一些實施方式中，中空並列型纖維的纖維規格介於2.5 dpf至3.5 dpf間。
在本揭露一些實施方式中，中空並列型纖維的纖維強度介於2.7 gf/d至3.2 gf/d間。
根據本揭露上述實施方式，由於中空並列型纖維包括第一聚酯及第二聚酯，且第一聚酯及第二聚酯具有相近但相異的特性黏度，因此中空並列型纖維可良好地成型並具有高的纖維中空率。另一方面，由於第一聚酯及第二聚酯具有不同的熱收縮性，因此中空並列型纖維於紡絲製程期間經冷卻固化後可自發性地捲縮。如此一來，可省去纖維的假撚步驟以提升中空並列型纖維的纖維中空率，並藉此提升以其所織成的布料的蓬鬆感，以提供良好的輕便性及保暖效果。
以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式，為明確地說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的，因此不應用以限制本揭露。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外，為了便於讀者觀看，圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。
本揭露內容提供一種用於保暖織物的布料，其包括雙組份的中空並列型纖維。由於中空並列型纖維中的各組份具有相近但相異的特性黏度，因此中空並列型纖維可良好地成型並具有高的纖維中空率。另一方面，由於中空並列型纖維中的各組份具有不同的的熱收縮性，因此其於紡絲製程的冷卻固化期間可自發性地捲縮。如此一來，可省去纖維的假撚步驟以提升中空並列型纖維的纖維中空率，並藉此提升以其所織成的布料的蓬鬆感，以提供良好的輕便性及保暖效果，從而適用於保暖織物領域。
第1圖繪示根據本揭露一些實施方式的用於保暖織物的布料(以下亦可簡稱為布料)10的立體示意圖。第2A圖繪示第1圖的布料10的局部放大示意圖。第2B圖繪示第2A圖的布料10中的中空並列型纖維100的剖面示意圖。請同時參閱第1圖至第2B圖，本揭露的布料10是由中空並列型纖維100以例如是針織、梭織或其組合等方式織造而成，其中中空並列型纖維100是指具有中空結構的雙組份並列型纖維。詳細而言，中空並列型纖維100包括第一聚酯110及第二聚酯120，且第一聚酯110及第二聚酯120彼此結合以共同圍繞出中空腔130，其中所述中空腔130大致位於中空並列型纖維100的中央位置，並沿著中空並列型纖維100的延伸方向貫穿中空並列型纖維100。具體而言，當由中空並列型纖維100的剖面(即第2B圖的視角)觀察時，第一聚酯110及第二聚酯120於各自的兩末端相互連接以共同圍繞出圓形(或橢圓形)剖面的中空腔130。在本揭露的中空並列型纖維100中，第一聚酯110的特性黏度與第二聚酯120的特性黏度的差值介於0.15 dL/g至0.25 dL/g間，從而使得中空並列型纖維100可良好地成型並具有高的纖維中空率，此將於下文中進行更詳細的說明。
中空並列型纖維100包括40重量份至60重量份的第一聚酯110。在一些實施方式中，第一聚酯110可例如是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。在一些實施方式中，根據ASTM D4603標準方法在酚及1,1,2,2四氯乙烷的混合溶液中所測得的第一聚酯110的特性黏度可介於0.60 dL/g至0.70 dL/g間。具有上述特性黏度的第一聚酯110可具有合適的流動性，從而符合紡絲製程的加工條件。詳細而言，若第一聚酯110的特性黏度小於0.60 dL/g，可能使得第一聚酯110的流動性過大，導致纖維不易成型為中空的態樣；若第一聚酯110的特性黏度大於0.70 dL/g，可能使得第一聚酯110的流動性過小且過於黏稠，導致纖維成絲性不佳而無法進行紡絲。
中空並列型纖維100包括40重量份至60重量份的第二聚酯120。在一些實施方式中，第二聚酯120可例如是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。在一些實施方式中，第一聚酯110的材料可與第二聚酯120的材料相同(例如，皆為聚對苯二甲酸乙二酯或者皆為聚對苯二甲酸丁二酯)，以有利於中空並列型纖維100的回收再利用，從而提升中空並列型纖維100的環保性。在一些實施方式中，根據ASTM D4603標準方法在酚及1,1,2,2四氯乙烷的混合溶液中所測得的第二聚酯120的特性黏度可介於0.80 dL/g至0.90 dL/g間。具有上述特性黏度的第二聚酯120可具有合適的流動性，從而符合紡絲製程的加工條件。詳細而言，若第二聚酯120的特性黏度小於0.80 dL/g，可能使得第二聚酯120的流動性過大，導致纖維不易成型為中空的態樣；若第二聚酯120的特性黏度大於0.90 dL/g，可能使得第二聚酯120的流動性過小且過於黏稠，導致纖維成絲性不佳而無法進行紡絲。
值得說明的是，由於本揭露的第一聚酯110的特性黏度與第二聚酯120的特性黏度的差值介於0.15 dL/g至0.25 dL/g間，因此可使得第一聚酯110與第二聚酯120具有相近但相異的流動性。如此一來，第一聚酯110與第二聚酯可大致上以相同的速度由紡嘴吐出，並大致上以相同的速度集結成絲，從而使得中空並列型纖維100良好地成型並具有高的纖維中空率，以提供以其所織成的布料10良好的保暖效果。應瞭解到，本文中的「纖維中空率」是指中空腔130於第2B圖的視角的截面積A1對中空並列型纖維100於第2B圖的視角的截面積A2(其中截面積A2包括截面積A1)的比值。在一些實施方式中，中空並列型纖維100的纖維中空率可介於22.0%至25.5%間，從而提供良好的保暖效果並維持其結構的硬挺性。更詳細而言，若中空並列型纖維100的纖維中空率小於22.0%，可能使得以中空並列型纖維100織成的布料10無法具有良好的保暖效果；若中空並列型纖維100的纖維中空率大於25.5%，可能使得中空並列型纖維100的中空腔130因占比太大而導致中空並列型纖維100的結構脆弱且容易扁塌。
在一些實施方式中，第一聚酯110的熔點可介於255℃至265℃間，且第二聚酯120的熔點可介於235℃至245℃間。上述第一聚酯110及第二聚酯120各自的熔點可使第一聚酯110及第二聚酯120在紡絲製程期間具有合適的特性黏度，以具有合適的流動性。詳細而言，若第一聚酯110及第二聚酯120的熔點分別小於255℃及235℃，可能使得第一聚酯110及第二聚酯120各自的流動性過大，導致纖維不易成型為中空的態樣；若第一聚酯110及第二聚酯120的熔點分別大於265℃及245℃，可能使得第一聚酯110及第二聚酯120各自的流動性過小且過於黏稠，導致纖維成絲性不佳而無法進行紡絲。在一些實施方式中，第一聚酯110的熔點與第二聚酯120的熔點的差值可介於10℃至20℃間，使得第一聚酯110與第二聚酯120可具有相近的黏度及流動性。如此一來，第一聚酯110與第二聚酯120可大致上以相同的速度由紡嘴吐出，並大致上以相同的速度集結成絲，從而使得中空並列型纖維100良好地成型並具有高的纖維中空率，以提供以其所織成的布料10良好的保暖效果。
值得說明的是，本揭露的第一聚酯110及第二聚酯120不僅具有相近但相異的特性黏度以及熔點，還具有相異的熱收縮性，使得中空並列型纖維100於紡絲製程的冷卻固化期間可自發性地捲縮。如此一來，可省去纖維的假撚步驟以避免中空腔130扁塌，從而良好地維持中空腔130的形狀並提升中空並列型纖維100的纖維中空率，並藉此提升以其所織成的布料10的蓬鬆感，從而提供良好的輕便性以及保暖效果，此將於下文中進行更詳細的說明。
第3A圖繪示根據本揭露一些實施方式的中空並列型纖維100的紡絲製程示意圖。第3B圖繪示第3A圖的區域R的局部放大示意圖。請同時參閱第3A圖及第3B圖。在一些實施方式中，可將第一聚酯材料110'及第二聚酯材料120'分別由第一進料口22及第二進料口24輸送至第一擠壓機32及第二擠壓機34中，並分別透過第一擠壓機32及第二擠壓機34所提供的高溫高壓以轉化為熔融狀態。隨後，熔融狀態的第一聚酯材料110'及第二聚酯材料120'分別經過第一分流道42及第二分流道44以抵達具有紡嘴55的紡絲箱體50，並分別透過第一泵浦62及第二泵浦64所提供的高壓及紡絲箱體50所提供的高溫以由紡嘴55的紡嘴口58噴出並纖維化，從而集結以形成流線型的中空並列型纖維。接著，流線型的中空並列型纖維經冷卻固化以自發性地捲縮為本揭露具有類螺旋狀的中空並列型纖維100。在一些實施方式中，紡絲箱體50所提供的溫度可介於290℃至300℃間，以確保第一聚酯材料110'及第二聚酯材料120'在紡絲箱體50中維持在熔融狀態。在一些實施方式中，紡絲製程的紡絲速度可例如介於2500公尺/分鐘至4500公尺/分鐘間。
在一些實施方式中，當第一聚酯材料110'及第二聚酯材料120'由紡嘴55噴出並纖維化的瞬間(例如是發生於第3A圖中的位置R1處)，由第一聚酯110及第二聚酯120所形成的流線型的中空並列型纖維尚未完全地冷卻固化。更具體而言，請同時參見第4A圖及第4B圖，其中第4A圖繪示根據本揭露一些實施方式的中空並列型纖維100於紡絲製程期間經冷卻固化前的立體示意圖(中空並列型纖維100經冷卻固化前即為流線型的中空並列型纖維)，且第4B圖繪示第4A圖的流線型的中空並列型纖維的剖面示意圖。如第4A圖及第4B圖所示，當第一聚酯110及第二聚酯120由紡嘴55(見第3A圖)噴出並纖維化的瞬間，所形成的流線型的中空並列型纖維是呈現未捲縮的態樣，且多根流線型的中空並列型纖維彼此緊密且平行地排列，亦即多根流線型的中空並列型纖維間不具有明顯的空隙。在一些實施方式中，流線型的中空並列型纖維可具有明顯的中空腔130，亦即具有高的纖維中空率。
在一些實施方式中，當流線型的中空並列型纖維經冷卻固化後(例如是發生於第3A圖中的位置R2處)，流線型的中空並列型纖維可自發性地捲縮為具有類螺旋狀的中空並列型纖維100。更具體而言，請同時參見第5A圖及第5B圖，其中第5A圖繪示根據本揭露一些實施方式的中空並列型纖維100於紡絲製程期間經冷卻固化後的立體示意圖，且第5B圖繪示第5A圖的中空並列型纖維100的剖面示意圖。如第5A圖及第5B圖所示，由於中空並列型纖維100中的第一聚酯110及第二聚酯120具有不同的熱收縮性，因此第一聚酯110及第二聚酯120於冷卻固化期間可具有不同的收縮程度，使得第4A圖的流線型的中空並列型纖維可自發性地捲縮，以形成第5A圖的類螺旋狀的中空並列型纖維100。當類螺旋狀的中空並列型纖維100形成後，多根中空並列型纖維100間具有明顯的空隙，以提升以其所織成的布料的蓬鬆感，從而提供良好的輕便性及保暖效果。在一些實施方式中，中空並列型纖維100的纖維捲縮率可介於5.5%至16.0%間。另一方面，由於中空並列型纖維100可自發性地捲縮，因此可省去纖維的假撚步驟以避免中空腔130扁塌，從而良好地維持中空腔130的形狀並提升中空並列型纖維100的纖維中空率，以提供以其所織成的布料良好的保暖效果。如第4B圖及第5B圖所示，捲縮前的流線型的中空並列型纖維以及捲縮後的類螺旋狀的中空並列型纖維100皆具有明顯的中空腔130，且兩者的纖維中空率大致上相同。
在一些實施方式中，流線型的中空並列型纖維的冷卻固化可伴隨著紡絲製程的順向延伸加工及纖維捲取等後處理步驟。詳細而言，流線型的中空並列型纖維可透過如第3A圖所示的多個輥輪70及滾筒80來進行順向延伸加工及纖維捲取，且在此過程中，流線型的中空並列型纖維可持續自發性地捲縮，從而形成本揭露的中空並列型纖維100。在一些實施方式中，經順向延伸加工的中空並列型纖維100可具有介於2.7 gf/d至3.2 gf/d間的纖維強度以及介於12.5%至40.5%間的纖維伸度，使得中空並列型纖維100可同時具有良好的韌性以及彈性，以提供使用者穿戴舒適性。在一些實施方式中，中空並列型纖維100可經適當的順向延伸加工以具有介於2.5 dpf至3.5 dpf間的纖維規格。
在以下敘述中，將列舉本揭露多個實施例以及多個比較例的纖維來進行各種分析以驗證本揭露的功效。各實施例及各比較例的纖維的詳細說明如表一所示。
表一
纖維態樣 第一聚酯 (50wt%) 第二聚酯 (50wt%) 順向延伸倍率(%)
實施例1 雙組份中空並列型 PET 1 (I.V.=065) PET 2 (I.V.=085) 1.6
實施例2 雙組份中空並列型 PET 1 (I.V.=065) PET 2 (I.V.=085) 1.5
實施例3 雙組份中空並列型 PET 1 (I.V.=065) PET 2 (I.V.=085) 1.4
實施例4 雙組份中空並列型 PET 1 (I.V.=065) PET 2 (I.V.=085) 1.3
實施例5 雙組份中空並列型 PET 1 (I.V.=065) PET 2 (I.V.=085) 1.2
  纖維態樣 材料 順向延伸倍率(%)
比較例1 單組份實心型 PET 1 (I.V.=065) 1.6
比較例2 單組份中空型 PET 1 (I.V.=065) 1.6
比較例3 單組份中空型(經假撚) PET 1 (I.V.=065) 1.6
在以下實驗例中，將對各實施例及各比較例的纖維進行纖維強度、纖維伸度及纖維中空率的測試，並對以各實施例及各比較例的纖維所織成的布料進行單位布重保溫值的測試。測試結果如表二所示。
表二
纖維強度 (gf/d) 纖維伸度 (%) 纖維中空率 (%) 單位布重保溫值 (clo/g)
實施例1 2.71 12.7 25.1 31.5
實施例2 3.07 18.9 24.6 34.0
實施例3 3.16 22.7 22.3 32.6
實施例4 3.19 31.5 24.8 36.3
實施例5 2.94 40.3 23.5 36.2
比較例1 3.56 33.0 0 19.4
比較例2 3.26 28.5 15.3 27.2
比較例3 3.15 32.8 6.3 25.0
由表二可知，各實施例的中空並列型纖維的纖維中空率皆高於各比較例的纖維的纖維中空率，從而提供較佳的輕便性及保暖效果。值得說明的是，雖然比較例3的纖維亦具有中空結構，但由於其為單組份結構，因此無法透過前述熱收縮性的差異來達到自發性的捲縮，故須經過假撚步驟來使纖維捲縮，而由於假撚步驟容易導致中空型纖維的中空腔扁塌變形，因此比較例3的纖維具有較低的纖維中空率。另一方面，相較於以各比較例的纖維所織成的布料，以各實施例的中空並列型纖維所織成的布料具有較高的單位布重保溫值。具體而言，以各實施例的中空並列型纖維所織成的布料根據ASTM D1518標準方法所測得的單位布重保溫值介於31.0 clo/g至36.5 clo/g間。由此可見，在相同的布重下，以各實施例的中空並列型纖維所織成的布料具有較佳的保暖效果，從而適用於保暖織物領域。
根據本揭露上述實施方式，本揭露用於保暖織物的布料是由雙組份的中空並列型纖維所織成，且由於中空並列型纖維中的各組份具有相近但相異的特性黏度及熔點，因此其可良好地成型並具有高的纖維中空率。另一方面，由於中空並列型纖維中的各組份具有相異的熱收縮性，因此其於紡絲製程的冷卻固化期間可自發性地捲縮。如此一來，可省去纖維的假撚步驟，從而提升中空並列型纖維的纖維中空率，並藉此提升以其所織成的布料的蓬鬆感，以提供良好的輕便性及保暖效果，從而適用於保暖織物領域。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:布料 22:第一進料口 24:第二進料口 32:第一擠壓機 34:第二擠壓機 42:第一分流道 44:第二分流道 50:紡絲箱體 55:紡嘴 58:紡嘴口 62:第一泵浦 64:第二泵浦 70:輥輪 80:滾筒 100:中空並列型纖維 110:第一聚酯 110':第一聚酯材料 120:第二聚酯 120':第二聚酯材料 130:中空腔 R:區域 R1,R2:位置 A1,A2:剖面面積
為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖繪示根據本揭露一些實施方式的用於保暖織物的布料的立體示意圖； 第2A圖繪示第1圖的布料的局部放大示意圖； 第2B圖繪示第2A圖的布料中的中空並列型纖維的剖面示意圖； 第3A圖繪示根據本揭露一些實施方式的中空並列型纖維的紡絲製程示意圖； 第3B圖繪示第3A圖的區域R的局部放大示意圖； 第4A圖繪示根據本揭露一些實施方式的中空並列型纖維於紡絲製程期間經冷卻固化前的立體示意圖； 第4B圖繪示第4A圖的流線型的中空並列型纖維的剖面示意圖； 第5A圖繪示根據本揭露一些實施方式的中空並列型纖維於紡絲製程期間經冷卻固化後的立體示意圖；以及 第5B圖繪示第5A圖的中空並列型纖維的剖面示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:中空並列型纖維 110:第一聚酯 120:第二聚酯 130:中空腔 A1,A2:剖面面積

Claims (10)

  1. 一種用於保暖織物的布料，包括：中空並列型纖維，包括：40重量份至60重量份的第一聚酯；以及40重量份至60重量份的第二聚酯，其中所述第一聚酯的特性黏度的範圍與所述第二聚酯的特性黏度的範圍不重疊，所述第一聚酯的所述特性黏度與所述第二聚酯的所述特性黏度的差值介於0.15dL/g至0.25dL/g間，且所述第一聚酯的所述特性黏度及所述第二聚酯的所述特性黏度是根據ASTM D4603標準方法在酚及1,1,2,2四氯乙烷的混合溶液中測得的。
  2. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述第一聚酯的所述特性黏度介於0.60dL/g至0.70dL/g間。
  3. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述第二聚酯的所述特性黏度介於0.80dL/g至0.90dL/g間。
  4. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述第一聚酯的熔點與所述第二聚酯的熔點的差值介於10℃至20℃間。
  5. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述第一聚酯的熔點介於255℃至265℃間。
  6. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述第二聚酯的熔點介於235℃至245℃間。
  7. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述用於保暖織物的布料的保溫值介於31.0clo/g至36.5clo/g間。
  8. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述中空並列型纖維的纖維中空率介於22.0%至25.5%間。
  9. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述中空並列型纖維的纖維規格介於2.5dpf至3.5dpf間。
  10. 如請求項1所述的用於保暖織物的布料，其中所述中空並列型纖維的纖維強度介於2.7gf/d至3.2gf/d間。
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