TWI821653B - 感溫調濕纖維及其製備方法 - Google Patents

感溫調濕纖維及其製備方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI821653B
TWI821653B TW110113604A TW110113604A TWI821653B TW I821653 B TWI821653 B TW I821653B TW 110113604 A TW110113604 A TW 110113604A TW 110113604 A TW110113604 A TW 110113604A TW I821653 B TWI821653 B TW I821653B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
temperature
sensing
humidity
regulating
formula
Prior art date
Application number
TW110113604A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202241988A (zh
Inventor
陳玟蓉
林煒翔
劉昭暉
Original Assignee
財團法人紡織產業綜合研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 財團法人紡織產業綜合研究所 filed Critical 財團法人紡織產業綜合研究所
Priority to TW110113604A priority Critical patent/TWI821653B/zh
Priority to CN202110551975.3A priority patent/CN115216852A/zh
Priority to US17/690,118 priority patent/US11885045B2/en
Priority to EP22163506.3A priority patent/EP4083281A1/en
Publication of TW202241988A publication Critical patent/TW202241988A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI821653B publication Critical patent/TWI821653B/zh
Priority to US18/530,316 priority patent/US20240102207A1/en

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10Other agents for modifying properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/92Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/12Applications used for fibers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2310/00Masterbatches
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00Physical properties
    • D10B2401/02Moisture-responsive characteristics
    • D10B2401/022Moisture-responsive characteristics hydrophylic
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00Physical properties
    • D10B2401/04Heat-responsive characteristics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Knitting Of Fabric (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

一種感溫調濕纖維包括親水材料及感溫材料。當感溫材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至32.5℃間的低臨界溶液溫度(LCST),其中光的波長介於450nm至550nm間。

Description

感溫調濕纖維及其製備方法
本揭露內容是有關於一種紡織纖維,且特別是有關於一種感溫調濕纖維及其製備方法。
近年來,隨著人們對生活品質的要求逐漸提高,服飾的穿著舒適度開始成為購買服飾的重要考量因素。因應秋冬溫差、空調環境及運動流汗時的溫度條件及體溫變化加以調節的機能性服飾,已躍升為現今紡織品市場的新興產品。
應用於運動服飾的紡織品需於外在環境條件改變時,提供使用者快乾、涼感及減少熱量散失等特性,以維持紡織品的熱舒適性。然而,傳統的吸濕排汗服飾主要是藉由被動式布料組織結構設計以及後整理加工技術(單面或雙面塗佈)而製成,因此在運動飽和溼度下,存在因悶熱而喪失溫濕調節機能的缺點。
本揭露內容提供一種感溫調濕纖維以及其製備方法。藉由感溫調濕纖維中親水材料及感溫材料的配置,感溫調濕纖維可具有快乾、涼感及減少熱量散失等特性,從而穩定地維持以其所製得的服飾的熱舒適性。
根據本揭露一些實施方式,感溫調濕纖維包括親水材料及感溫材料。當感溫材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至32.5℃間的低臨界溶液溫度(lower critical solution temperature,LCST),其中光的波長介於450nm至550nm間。
在本揭露一些實施方式中,親水材料對感溫材料的重量比介於3:7至7:3間。
在本揭露一些實施方式中,當親水材料與感溫材料以3:7的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,感溫調濕材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至33.5℃間的低臨界溶液溫度。
在本揭露一些實施方式中,當親水材料與感溫材料以1:1的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,感溫調濕材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至34.5℃間的低臨界溶液溫度。
在本揭露一些實施方式中,當親水材料與感溫材料以7:3的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,感溫調濕材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至36.0℃間的低臨界溶液溫度。
在本揭露一些實施方式中,以感溫調濕纖維的總重量計,親水材料與感溫材料的總重量介於0.8wt%至1.2wt%間。
根據本揭露另一些實施方式,感溫調濕纖維的製備方法包括以下步驟。提供本質型感溫調濕母粒,本質型感溫調濕母粒包括親水材料、感溫材料以及聚酯材料,其中當感溫材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至32.5℃間的低臨界溶液溫度(LCST),且光的波長介於450nm至550nm間。提供基材母粒,基材母粒包括聚酯材料。將本質型感溫調濕母粒及基材母粒均勻地混合,以得到感溫調濕纖維。
在本揭露一些實施方式中,感溫材料包括以式(1)表示的結構: 式(1),其中在式(1)中,X包括以式(2)或式(3)表示的結構: 式(2) 式(3),其中x與y的莫耳比介於9:1至1:3間,n為介於7至120間的整數,且m為介於10至1000間的整數。
在本揭露一些實施方式中,感溫調濕纖維的製備方法更包括以下步驟。提供感溫材料,其包括對親水材料進行改質步驟以形成感溫材料。
在本揭露一些實施方式中,感溫調濕纖維的製備方法更包括以下步驟。將親水材料、感溫材料以及聚酯材料均勻地混合,並經粉體細化步驟、粉體分散步驟及混練造粒步驟,以形成本質型感溫調濕母粒,其中感溫材料經粉體細化步驟及粉體分散步驟後的粒徑介於1μm至500μm間。
根據本揭露上述實施方式,由於本揭露的感溫調濕纖維包括親水材料以及感溫材料,且感溫材料具有合適的低臨界溶液溫度,因此感溫調濕纖維在高溫下可快速地乾燥以達到涼爽的功能,且在低溫下可減緩水分的乾燥速率以達到減少熱量散失的功能,從而維持體溫。藉此,以本揭露的感溫調濕纖維所製得的服飾可提供使用者穩定的熱舒適性,以良好地應用於各種吸濕排汗型的產品。
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。
在本文中,有時以鍵線式(skeleton formula)表示聚合物或基團的結構。這種表示法可省略碳原子、氫原子以及碳氫鍵。當然,結構式中有明確繪出原子或原子基團的,則以繪示者為準。
本揭露內容提供一種感溫調濕纖維以及其製備方法。藉由感溫調濕纖維中親水材料及感溫材料的配置,感溫調濕纖維在高溫下可快速地乾燥以達到涼爽的功能,而在低溫下可減緩水分的乾燥速率以達到減少熱量散失的功能,從而維持體溫。藉此,以本揭露的感溫調濕纖維所製得的服飾可提供使用者穩定的熱舒適性。
應瞭解到,為了清楚起見及方便說明,本揭露將首先說明感溫調濕纖維的製備方法,以具體呈現用以達成本揭露的功效的手段。請先參閱第1圖,其繪示根據本揭露一些實施方式的感溫調濕纖維的製備方法的流程圖。感溫調濕纖維的製備方法包括步驟S10、S20以及S30。在步驟S10中,提供本質型感溫調濕母粒。在步驟S20中,提供基材母粒。在步驟S30中,將本質型感溫調濕母粒以及基材母粒均勻地混合,以得到感溫調濕纖維。在以下敘述中,將進一步說明上述各步驟。
在進行步驟S10前,可先提供親水材料、感溫材料及聚酯材料,以形成本質型感溫調濕母粒,以於後續步驟S10中提供本質型感溫調濕母粒。詳細而言,請參閱第2圖,其繪示根據本揭露一些實施方式的本質型感溫調濕母粒的製備方法的流程圖。本質型感溫調濕母粒的製備方法可包括步驟S2、S4、S6及S8。在步驟S2中,提供親水材料。在步驟S4中,提供感溫材料。在步驟S6中,提供聚酯材料。在步驟S8中,將親水材料、感溫材料及聚酯材料均勻地混合,以形成本質型感溫調濕母粒。
[步驟S2:提供親水材料]
在一些實施方式中,親水材料可包括以式(I)表示的結構:
Figure 110113604-A0305-02-0008-1
式(I),並且在式(I)中,x與y的莫耳比介於9:1至1:3間,n為介於7至120間的整數。藉由調整上述x與y的 莫耳比及n值,親水材料與聚酯材料的相容性可大幅提高,使後續形成的感溫調濕纖維具有良好且穩定的親水性,從而強化感溫調濕纖維的導濕性,有利於水分的調節與蒸散。
[步驟S4:提供感溫材料]
本揭露的感溫材料在不同的溫度下具有不同的光穿透率。詳細而言,當感溫材料在相對低溫(例如,31.0℃)時,感溫材料具有高光穿透率;而當感溫材料在相對高溫(例如,33.0℃)時,感溫材料具有低光穿透率。感溫材料的上述特性可透過低臨界溶液溫度(lower critical solution temperature,LCST)來具體地呈現。詳細而言,隨著溫度的上升,感溫材料彼此聚集而造成光穿透率下降,而當所述光穿透率下降至等於3%時,感溫材料的聚集程度幾乎不再隨著溫度上升而改變,此時的溫度為感溫材料的低臨界溶液溫度的最大值;相對地,隨著溫度的下降,感溫材料彼此分散而造成光穿透率上升,而當所述光穿透率上升至等於80%時,感溫材料的分散程度幾乎不再隨著溫度降低而改變,此時的溫度為感溫材料的低臨界溶液溫度的最小值。具體而言,本揭露的感溫材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至32.5℃間的低臨界溶液溫度,其中光的波長介於450nm至550nm間。另一方面,本揭露的感溫材料在不同的溫度下具有不同程度的親水性。詳細而言,當感溫材料在相對低溫時,感溫材料具有強親水性;而當感溫材料在相對高溫時,感溫材料具有弱親水性。基於上述,由於本揭露的感溫材料具有合適的低臨界溶液溫度,且其在不同溫度下具有不同程度的親水性,因此可使後續形成的感溫調濕纖維在高溫下快速地乾燥,以達到涼爽的功能,並在低溫下可減緩水分的乾燥速率,以達到減少熱量散失的功能。
需特別說明的是,感溫材料的低臨界溶液溫度的量測方法包括以下步驟。首先,在室溫下將體積為4毫升的感溫材料置入容量為5毫升的樣品瓶中。接著,將所述樣品瓶置入紫外/可見光分光光度計(型號: JASCO V630)中。隨後,於所述紫外/可見光分光光度計設定初始溫度為25℃,並開始量測。接著,以1℃/分鐘的升溫速率將溫度逐漸提升至36.5℃,並記錄感溫材料於各溫度下的光穿透率。在經上述步驟後,便可得到感溫材料的低臨界溶液溫度。
在一些實施方式中,當感溫材料與親水材料混合以形成感溫調濕材料時,感溫調濕材料的光穿透率可隨著溫度改變。詳細而言,當感溫調濕材料在相對低溫(例如,31.0℃)時,感溫調濕材料具有高光穿透率;而當感溫調濕材料在相對高溫(例如,37.0℃)時,感溫調濕材料具有低光穿透率。感溫調濕材料的上述特性可透過低臨界溶液溫度來具體呈現。舉例而言,當親水材料與感溫材料以3:7的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,感溫調濕材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至33.5℃間的低臨界溶液溫度。再舉例而言,當親水材料與感溫材料以1:1的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,感溫調濕材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至34.5℃間的低臨界溶液溫度。又舉例而言,當親水材料與感溫材料以7:3的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,感溫調濕材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至36.0℃間的低臨界溶液溫度。此外,當感溫材料與親水材料混合以形成感溫調濕材料時,感溫調濕材料的親水性可隨著溫度改變。詳細而言,當感溫調濕材料在相對低溫時,感溫調濕材料具有強親水性;而當感溫調濕材料在相對高溫時,感溫調濕材料具有弱親水性。基於上述,當本揭露的感溫材料與親水材料以適當的重量比均勻地混合時,所形成的感溫調濕材料可具有合適且接近於感溫材料的低臨界溶液溫度。也就是說,親水材料的添加幾乎不影響感溫材料的低臨界溶液溫度,且其在不同溫度下可具有不同程度的親水性。如此一來,以感溫材料與親水材料製成的感溫調濕纖維可具有快乾、涼感及減少熱量散失等特性,從而穩定地維持以其所製得的服飾的熱舒適性。
請先參閱第3圖,其繪示根據本揭露一些實施方式的感溫材料及多個感溫調濕材料的光穿透率─溫度關係圖。詳細而言,第3圖具體呈現感溫材料及感溫調濕材料1~3的光穿透率與溫度間的關係,其中感溫調濕材料1的親水材料與感溫材料的重量比為3:7,感溫調濕材料2的親水材料與感溫材料的重量比為1:1,且感溫調濕材料3的親水材料與感溫材料的重量比為7:3。應瞭解到,第3圖所呈現的量測結果是使用上述低臨界溶液溫度的量測方法進行量測,且所使用的光的波長為500nm。由第3圖的量測結果可知,感溫材料及感溫調濕材料1~3各自的低臨界溶液溫度皆落在前述合適的範圍中,從而穩定地維持以其所製得的服飾的熱舒適性。
在一些實施方式中,感溫材料可包括以式(1)表示的結構: 式(1),其中在式(1)中,X包括以式(2)或式(3)表示的結構: 式(2) 式(3),其中x與y的莫耳比介於9:1至1:3間,n為介於7至120間的整數,且m為介於10至1000間的整數。在一些實施方式中,感溫材料的重量平均分子量可介於10000至150000間。藉由調整上述x與y的莫耳比、m、n值以及重量平均分子量的範圍,感溫材料與聚酯材料的相容性可大幅提高,使後續形成的感溫調濕纖維有效地隨著外界環境溫度或體溫而改變,從而動態地調節溫度及濕度。
在一些實施方式中,感溫材料可以是透過對親水材料進行改質步驟而得。舉例而言,感溫材料的製備方法包括以下步驟。首先,將200克的親水材料、400克的接枝材料以及3500毫升的水混合,以形成混合液。隨後,於混合液中加入含10克的鈰(IV)起始劑的500毫升1N硝酸溶液,並於55℃反應5小時。待反應完畢並冷卻後,析出過濾並乾燥以得到感溫材料。
在一些實施方式中,接枝材料可包括以式(4)表示的結構: 式(4),其中X可包括以式(4-1)或式(4-2)表示的結構: 式(4-1), 式(4-2)。在一些實施方式中,鈰(IV)起始劑可包括硝酸銨鈰(ceric ammonium nitrate),且可包括以式(5)表示的結構: 式(5)。在一些實施方式中,鈰(IV)起始劑的CAS NO.可以是16774-21-3,且可以是購自阿克柔斯有機物股份有限公司(ACROS ORGANICS Ltd.)。
[步驟S6:提供聚酯材料]
在一些實施方式中,聚酯材料可包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)或其組合。
[步驟S8:形成本質型感溫調濕母粒]
將親水材料、感溫材料及聚酯材料均勻地混合,並經粉體細化步驟、粉體分散步驟及混練造粒步驟,以形成本質型感溫調濕母粒。在一些實施方式中,親水材料對感溫材料的重量比可介於3:7至7:3間,從而提供後續形成的感溫調濕纖維良好的導濕性及動態調節溫度與濕度的能力。詳細而言,若上述重量比小於3:7(例如,2:8),容易導致感溫調濕纖維的親水性不足,從而影響感溫調濕纖維的導濕性以及水分蒸散率,且感溫材料的比例過高易導致製程過於繁瑣(因感溫材料的製程步驟較親水材料的製程步驟複雜);而若上述重量比大於7:3(例如,8:2),容易導致感溫調濕纖維調節溫度與濕度的能力不足,從而影響以其所製得的織物的感溫調濕性。
在一些實施方式中,粉體細化步驟可以是利用粉碎機在常溫下進行粉體粉碎。在一些實施方式中,粉體分散步驟可以是在轉速為約500rpm下對進行粉體分散約5分鐘。在一些實施方式中,感溫材料經粉體細化步驟及粉體分散步驟後的粒徑可介於1μm至500μm間,從而有利於混練造粒步驟的進行。在一些實施方式中,混練造粒步驟的混練溫度可介於220℃至270℃間,且螺桿轉速可介於150rpm至250rpm間。值得一提的是,由於本揭露的親水材料及感溫材料經熱重分析(thermogravimetric analysis,TGA)後的結果顯示分別具有約362℃及約375℃的熱分解溫度(分析條件:溫度範圍為20℃至600℃,且升溫速率為10℃/分鐘),因此可穩定地存在於上述混練溫度的環境下而不發生變質。
請回到第1圖,在透過步驟S2至S8以形成本揭露的本質型感溫調濕母粒後,可進行步驟S10,以提供本質型感溫調濕母粒。隨後,進行步驟S20,以提供基材母粒。在一些實施方式中,基材母粒可包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)或其組合。
接著,進行步驟S30,將本質型感溫調濕母粒以及基材母粒均勻地混合,以得到感溫調濕纖維。在一些實施方式中,可透過對本質型感溫調濕母粒以及基材母粒進行熔融紡絲步驟,以得到感溫調濕纖維。在一些實施方式中,紡絲溫度可介於285℃至290℃間,且紡絲速度可介於2000公尺/分鐘至3000公尺/分鐘間。如前所述,由於本揭露的親水材料以及感溫材料具有足夠高的熱分解溫度,因此可穩定地存在於上述紡絲溫度的環境下而不發生變質。在完成步驟S30後,便可得到感溫調濕纖維。在一些實施方式中,以感溫調濕纖維的總重量計,親水材料與感溫材料的總重量可介於0.8wt%至1.2wt%間,以提供感溫調濕纖維良好的導濕性、溫度與濕度調節性及纖維強度。詳細而言,若上述總重量小於0.8wt%,容易導致感溫調濕纖維的導濕性及溫度與濕度調節性不足;而若上述總重量大於1.2wt%,容易導致感溫調濕纖維的纖維強度不足,不利於後續應用。在一些實施方式中,感溫調濕纖維的纖維規格可介於75d/72f至75d/36f間。
應瞭解到,已敘述過的元件連接關係與功效將不再重複贅述。在以下敘述中,將列舉多個比較例及多個實施例進行各種測試與評估,以進一步驗證本揭露的功效。有關於各比較例及各實施例的詳細說明如表一所示。應瞭解到,各比較例及各實施例所使用的聚酯材料皆是PET,且各比較例及各實施例的纖維規格皆是75d/72f。
表一
  親水材料與感溫材料的總重量 (以感溫調濕纖維的總重量計) 親水材料對感溫材料的重量比
比較例1 無添加親水材料與感溫材料
比較例2 1.0wt% 1:0
比較例3 1.0wt% 0:1
比較例4 1.5wt% 0:1
實施例1 1.0wt% 3:7
實施例2 1.0wt% 5:5
實施例3 1.0wt% 7:3
<實驗例1:纖維的纖維強度測試>
在本實驗例中,使用ASTM D2256標準方法對各比較例的纖維及各實施例的感溫調濕纖維進行纖維強度的測試,測試結果如表二所示。
表二
  纖維強度(g/d)
比較例1 4.62
比較例2 3.13
比較例3 2.85
比較例4 2.47
實施例1 3.06
實施例2 2.62
實施例3 2.98
如表二所示,各實施例的感溫調濕纖維皆可具有一定的纖維強度大於2.5g/d,符合標準。另一方面,比較例4的纖維強度明顯較差,不符合標準。 <實驗例2:織物的乾燥時間測試>
在本實驗例中,分別以比較例1、2、4的纖維以及各實施例的感溫調濕纖維製成織物,並使用經微調的AATCC-199標準方法對各織物進行乾燥時間測試。在本實驗例中,測試條件為:溫度20℃,濕度65%,加熱板溫度35℃,水量0.1mL。測試結果如表三所示。
表三
  織物乾燥時間
比較例1 23秒13
比較例2 15秒01
比較例4 12秒41
實施例1 13秒07
實施例2 14秒36
實施例3 12秒57
如表三所示,相較於以比較例1及2所製成的織物,以各實施例所製成的織物可具有較短的乾燥時間,顯示具有較佳的乾燥效果。值得說明的是,雖然以比較例4所製成的織物在乾燥時間的表現上較突出,但由前述實驗例1的測試結果可知,比較例4的纖維具有較低的且不符合標準纖維強度,不利於織造織物等的後續應用。 <實驗例3:織物的高/低溫水分蒸發率差測試>
在本實驗例中,分別以各比較例的纖維及各實施例的感溫調濕纖維製成織物,並在不同溫度及濕度的環境下對各織物進行水分乾燥率測試,並經計算以得到織物的高/低溫水分蒸散率差。在本實驗例中,水分乾燥率測試方法為:記錄織物的初始重量,接著於織物表面滴水,並間隔固定時間記錄織物的重量,從而計算水分蒸散率。測試條件為:織物面積5x5cm 2,水量0.2mL。測試結果如表四所示。
表四
  歷時15分鐘的水分蒸散率(%) 高/低溫水分蒸散率差 (B-A) 高/低溫水分蒸散率差 (C-A)
溫度20℃ 濕度65% (A) 溫度35℃ 濕度65% (B) 溫度35℃ 濕度30% (C)
比較例1 11.59 25.50 44.32 13.91 32.73
比較例2 22.14 40.51 58.82 17.37 36.68
比較例3 26.02 47.70 70.68 21.68 44.66
比較例4 25.50 57.71 75.36 30.21 49.86
實施例1 22.02 52.37 72.99 30.35 50.97
實施例2 19.92 46.05 69.38 26.13 49.46
實施例3 22.63 51.41 70.08 28.78 47.45
如表四所示,相較於以比較例1至比較例3所製成的織物,以各實施例所製成的織物皆可具有較大的高/低溫水分蒸散率差,顯示其在高溫下可快速地乾燥以達到涼爽的功能,並在低溫下可減緩水分的乾燥速率以達到減少熱量散失的功能。值得說明的是,雖然以比較例4所製成的織物在高/低溫水分蒸散率差的表現上較突出,且與各實施例所製成的織物的高/低溫水分蒸散率差十分接近,但由前述實驗例1的測試結果可知,比較例4的纖維具有較低的且不符合標準纖維強度,不利於後續應用。 <實驗例4:織物的回潮率測試>
在本實驗例中,分別以比較例3的纖維及各實施例的感溫調濕纖維製成織物,並將各織物放置在不同環境中以分別得到織物重W1~W2,再根據織物重W1~W2計算出各織物的回潮率。在本實驗例中,W1為於絕乾環境 (攝氏105度、RH 0%、歷時2小時)下量測而得的織物重量,W2為於高濕環境 (攝氏20度、RH 65%、歷時24小時)下量測而得的織物重量。測試結果如表五所示。
表五
  回潮率(%)
比較例3 0.76
實施例1 0.87
實施例2 0.93
實施例3 1.00
如表五所示,相較於以比較例3製成的織物,以各實施例所製成的織物皆具有較大的回潮率,顯示以各實施例所製成的織物適用於各種需要吸濕排汗機能的產品。
根據本揭露上述實施方式,由於本揭露的感溫調濕纖維包括親水材料以及感溫材料,且感溫材料具有合適的低臨界溶液溫度,因此感溫調濕纖維在高溫下可快速地乾燥以達到涼爽的功能,且在低溫下可減緩水分的乾燥速率以達到減少熱量散失的功能,從而維持體溫。藉此,以本揭露的感溫調濕纖維所製得的服飾可提供使用者穩定的熱舒適性,以良好地應用於各種吸濕排汗型的產品。
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。
S2,S4,S6,S8,S10,S20,S30:步驟
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感溫調濕纖維的製備方法的流程圖; 第2圖繪示根據本揭露一些實施方式的本質型感溫調濕母粒的製備方法的流程圖;以及 第3圖繪示根據本揭露一些實施方式的感溫材料及多個感溫調濕材料的光穿透率─溫度關係圖。
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
S10~S30:步驟

Claims (9)

  1. 一種感溫調濕纖維,包括:親水材料,其中所述親水材料包括以式(I)表示的結構:
    Figure 110113604-A0305-02-0022-2
    式(I),其中在所述式(I)中,x與y的莫耳比介於9:1至1:3間,n為介於7至120間的整數;以及感溫材料,其中當所述感溫材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至32.5℃間的低臨界溶液溫度(lower critical solution temperature,LCST),所述光的波長介於450nm至550nm間,且所述感溫材料包括以式(1)表示的結構:
    Figure 110113604-A0305-02-0022-3
    式(1),其中在所述式(1)中,X包括以式(2)或式(3)表示的結構:
    Figure 110113604-A0305-02-0022-4
    Figure 110113604-A0305-02-0022-6
    ,其中x與y的莫耳比介於9:1至1:3間,n為介於7至120間的整數,且m為介於10至1000間的整數。
  2. 如請求項1所述的感溫調濕纖維,其中所述親水材料對所述感溫材料的重量比介於3:7至7:3間。
  3. 如請求項1所述的感溫調濕纖維,其中當所述親水材料與所述感溫材料以3:7的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,所述感溫調濕材料在所述光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至33.5℃間的低臨界溶液溫度。
  4. 如請求項1所述的感溫調濕纖維,其中當所述親水材料與所述感溫材料以1:1的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,所述感溫調濕材料在所述光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至34.5℃間的低臨界溶液溫度。
  5. 如請求項1所述的感溫調濕纖維,其中當所述親水材料與所述感溫材料以7:3的重量比均勻混合以形成感溫調濕材料時,所述感溫調濕材料在所述光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至36.0℃間的低臨界溶液溫度。
  6. 如請求項1所述的感溫調濕纖維,其中以所述感溫調濕纖維的總重量計,所述親水材料與所述感溫 材料的總重量介於0.8wt%至1.2wt%間。
  7. 一種感溫調濕纖維的製備方法,包括:提供本質型感溫調濕母粒,所述本質型感溫調濕母粒包括親水材料、感溫材料以及聚酯材料,其中,當所述感溫材料在光穿透率為3%至80%時具有介於31.2℃至32.5℃間的低臨界溶液溫度(LCST),且所述光的波長介於450nm至550nm間,且所述親水材料包括以式(I)表示的結構:
    Figure 110113604-A0305-02-0024-7
    式(I),其中在所述式(I)中,x與y的莫耳比介於9:1至1:3間,n為介於7至120間的整數,所述感溫材料包括以式(1)表示的結構:
    Figure 110113604-A0305-02-0024-8
    式(1),其中在所述式(1)中,X包括以式(2)或式(3)表示的結構:
    Figure 110113604-A0305-02-0024-10
    Figure 110113604-A0305-02-0024-11
    ,其中x與y的莫耳比介於9:1至1:3 間,n為介於7至120間的整數,且m為介於10至1000間的整數;提供基材母粒,所述基材母粒包括所述聚酯材料;以及將所述本質型感溫調濕母粒以及所述基材母粒均勻地混合,以得到所述感溫調濕纖維。
  8. 如請求項7所述的感溫調濕纖維的製備方法,更包括:提供所述感溫材料,其包括對所述親水材料進行改質步驟以形成所述感溫材料。
  9. 如請求項7所述的感溫調濕纖維的製備方法,更包括:將所述親水材料、所述感溫材料以及所述聚酯材料均勻地混合,並經粉體細化步驟、粉體分散步驟及混練造粒步驟,以形成所述本質型感溫調濕母粒,其中所述感溫材料經所述粉體細化步驟及所述粉體分散步驟後的粒徑介於1μm至500μm間。
TW110113604A 2021-04-15 2021-04-15 感溫調濕纖維及其製備方法 TWI821653B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110113604A TWI821653B (zh) 2021-04-15 2021-04-15 感溫調濕纖維及其製備方法
CN202110551975.3A CN115216852A (zh) 2021-04-15 2021-05-20 感温调湿纤维及其制备方法
US17/690,118 US11885045B2 (en) 2021-04-15 2022-03-09 Temperature-sensing and humidity-controlling fiber and fabricating method thereof
EP22163506.3A EP4083281A1 (en) 2021-04-15 2022-03-22 Temperature-sensing and humidity-controlling fiber and fabricating method thereof
US18/530,316 US20240102207A1 (en) 2021-04-15 2023-12-06 Fabricating method of temperature-sensing and humidity-controlling fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110113604A TWI821653B (zh) 2021-04-15 2021-04-15 感溫調濕纖維及其製備方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202241988A TW202241988A (zh) 2022-11-01
TWI821653B true TWI821653B (zh) 2023-11-11

Family

ID=80930285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110113604A TWI821653B (zh) 2021-04-15 2021-04-15 感溫調濕纖維及其製備方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11885045B2 (zh)
EP (1) EP4083281A1 (zh)
CN (1) CN115216852A (zh)
TW (1) TWI821653B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6090160B2 (ja) * 2012-02-08 2017-03-08 東レ株式会社 刺激応答性材料およびそれを用いた医療材料
TW201904536A (zh) * 2017-06-05 2019-02-01 日商東洋紡股份有限公司 不織布以及積層不織布
CN111321596A (zh) * 2018-12-17 2020-06-23 财团法人纺织产业综合研究所 感温调湿后整理加工用组成物
TW202102639A (zh) * 2019-07-08 2021-01-16 財團法人紡織產業綜合研究所 溫度響應材料、溫度響應纖維及其製備方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173300A (en) 1990-06-28 1992-12-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Hindered phenolic antioxidant containing hydrophilic urethane polymer; dry cleaning solvent resistant, waterproof, moisture-vapor permeable material containing the polymer; and method of making the same
JP2009057522A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Univ Of Yamanashi 温度応答性高分子、およびこれを用いた温度応答性ファイバーおよび不織布、並びにその製造方法
CN101382668B (zh) * 2007-09-04 2010-09-08 成都博深高技术材料开发有限公司 热敏调光材料及其制备方法和由其构成的光学器件
CN101748511A (zh) * 2009-12-14 2010-06-23 天津工业大学 一种温度响应性高分子凝胶纤维材料的制备方法及其产品
WO2013032859A1 (en) * 2011-08-26 2013-03-07 University Of Florida Research Foundation, Inc. Fast response nanofiber articles with tunable wettability and bulk properties
EP2813513B1 (en) * 2012-02-08 2019-07-03 Stella Pharma Corporation Method for producing cereulide and derivative thereof, intermediate for production of cereulide, and cereulide derivative
CN102660799A (zh) * 2012-05-31 2012-09-12 南京龙颐纺织科技发展有限公司 纳米ZrO2复合聚酯功能纤维及其制造方法与应用
CN104264372B (zh) * 2014-08-13 2017-01-25 东华大学 一种静电纺制备聚n‑异丙基丙烯酰胺与乙基纤维素混合纳米纤维膜的方法
WO2016035409A1 (ja) * 2014-09-05 2016-03-10 シャープ株式会社 調湿装置
JP6349556B2 (ja) * 2014-10-29 2018-07-04 シャープ株式会社 吸湿材およびこれを用いた除湿機
CN104777632B (zh) * 2015-04-23 2018-04-20 东华大学 一种含nipam单体水溶液的可见光波段温敏调光玻璃及其应用
US10829872B2 (en) * 2015-05-20 2020-11-10 University Of Maryland, College Park Composite materials with self-regulated infrared emissivity and environment responsive fibers
CN105155012B (zh) 2015-07-21 2017-08-01 东华大学 一种具有可调环境温度响应的水凝胶基智能纤维的制备方法
CN105040153B (zh) 2015-07-21 2017-06-06 东华大学 一种具有双重温度响应的智能水凝胶纤维的制备方法
CN105859997A (zh) 2016-04-15 2016-08-17 江苏利田科技股份有限公司 一种3官能度聚己内酯聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法和应用
CN105859957A (zh) 2016-04-27 2016-08-17 浙江理工大学 适用于纺织品的转变温度可调控的柔性温敏聚合物材料
CN105926080A (zh) * 2016-06-14 2016-09-07 东华大学 一种温敏性PNIPAAm/PVP复合纤维的制备方法
EP3704295B1 (en) 2017-10-30 2023-11-15 HeiQ Materials AG Functional thermo-regulating textile additives and uses thereof
TWM565705U (zh) 2018-06-15 2018-08-21 財團法人紡織產業綜合研究所 涼感織物
CN110857889A (zh) * 2018-08-23 2020-03-03 江阴市鼎众新能源材料有限公司 一种温感智能复合光学玻璃
JP2020164627A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 国立大学法人秋田大学 感温性遮光材及びその製造方法
TWI754912B (zh) 2020-03-31 2022-02-11 財團法人紡織產業綜合研究所 耐磨纖維

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6090160B2 (ja) * 2012-02-08 2017-03-08 東レ株式会社 刺激応答性材料およびそれを用いた医療材料
TW201904536A (zh) * 2017-06-05 2019-02-01 日商東洋紡股份有限公司 不織布以及積層不織布
CN111321596A (zh) * 2018-12-17 2020-06-23 财团法人纺织产业综合研究所 感温调湿后整理加工用组成物
TW202102639A (zh) * 2019-07-08 2021-01-16 財團法人紡織產業綜合研究所 溫度響應材料、溫度響應纖維及其製備方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4083281A1 (en) 2022-11-02
US20220333275A1 (en) 2022-10-20
CN115216852A (zh) 2022-10-21
TW202241988A (zh) 2022-11-01
US11885045B2 (en) 2024-01-30
US20240102207A1 (en) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Preparation and characterization of microencapsulated phase change material with low remnant formaldehyde content
CN107354527B (zh) 一种速热保暖纤维素纤维的制备方法
Li et al. Composition and characterization of thermoregulated fiber containing acrylic-based copolymer microencapsulated phase-change materials (MicroPCMs)
Li et al. Effects of ammonium chloride and heat treatment on residual formaldehyde contents of melamine-formaldehyde microcapsules
CN101144206B (zh) 一种多微孔聚酯纤维及制备方法
TWI821653B (zh) 感溫調濕纖維及其製備方法
CN108360083A (zh) 快速吸放热的纳米储热调温纤维及其制备方法
CN111253675A (zh) 一种植物源pp母粒及其制备方法和应用
CN106400197A (zh) 一种舒适性涤纶长丝的制造方法
CN107723833B (zh) 一种α-纳米氧化铝改性的聚酯纤维的制备方法
TWI753274B (zh) 溫度響應材料、溫度響應纖維及其製備方法
KR100713246B1 (ko) 온도제어형 고분자마스터배치와 이의 제조방법 및 이를 이용한 복합섬유와 이의 제조방법
CN107740277A (zh) 艾草/棉混纺纱线浆料及其制备与应用
KR101045957B1 (ko) 온도제어형 고분자마스터배치와 이의 제조방법 및 이를이용한 복합섬유와 이의 제조방법
CN116732628A (zh) 一种高效辐射制冷纤维及其制备方法
CN111364112A (zh) 消臭纤维
TW202407044A (zh) 感溫調濕織物
TWI856891B (zh) 抗靜電抗起球抗菌保暖功能性纖維及其製備方法
CN116555937A (zh) 一种复合相变纤维的制备方法
CN114592252B (zh) 一种具有吸热性能涤纶长丝的制备方法
JP3948990B2 (ja) 伸縮の少ない減容高性能エアフィルタ濾材及びその製造方法
JPH01314723A (ja) 遠赤外線放射ポリエステル繊維
TWI734280B (zh) 製造共聚酯纖維的方法
WO2024187559A1 (zh) 一种多功能复合改性母粒的制备方法
TW202144493A (zh) 溫度調節耐隆纖維