TWI828460B - 彈性纖維的製造方法及彈性纖維 - Google Patents
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Abstract
提供一種彈性纖維的製造方法及彈性纖維。所述製造方法包括：提供一熱可塑性聚酯彈性體；乾燥所述熱可塑性聚酯彈性體；以壓出機熔融所述熱可塑性聚酯彈性體，以形成一熔體；通過噴絲板將所述熔體擠出，以形成多條絲狀細流；使所述多條絲狀細流進入紡絲通道中進行冷卻固化，以形成多根單絲纖維；及利用油輪將所述多根單絲纖維集束上油，再經第一導絲輥及第二導絲輥延伸導絲後，由捲繞機收捲，即製得熱可塑性聚酯彈性纖維。
Description
本發明係關於一種彈性纖維的製造方法及彈性纖維。
聚氨酯彈性纖維是市面上熟知且廣泛應用於襪類、內衣及泳裝等，需要高度貼身且可伸縮的產品。其原因在於聚氨酯彈性纖維的伸長率高，且具有很強的回復性。然而，聚氨酯彈性纖維的原料及生產成本較高，且存在溶劑汙染、不易染色及會產生皮膚過敏等問題。
在一些實施例中，一種彈性纖維的製造方法包括：提供一熱可塑性聚酯彈性體；乾燥所述熱可塑性聚酯彈性體；以壓出機熔融所述熱可塑性聚酯彈性體，以形成一熔體；通過噴絲板將所述熔體擠出，以形成多條絲狀細流；使所述多條絲狀細流進入紡絲通道中進行冷卻固化，以形成多根單絲纖維；及利用油輪將所述多根單絲纖維集束上油，再經第一導絲輥及第二導絲輥延伸導絲後，由捲繞機收捲，即製得熱可塑性聚酯彈性纖維。
在一些實施例中，一種彈性纖維係藉由如上所述之製造方法獲得。所述彈性纖維包含複絲結構。
本發明之彈性纖維的製造方法，包括以下步驟：
提供一熱可塑性聚酯彈性體。在一些實施例中，所述熱可塑性聚酯彈性體可含有聚對苯二甲酸丁二醇酯和聚酯或聚醚線形嵌段共聚物。且所述熱可塑性聚酯彈性體的硬度可為蕭氏20D到蕭氏60D。
乾燥所述熱可塑性聚酯彈性體。在一些實施例中，乾燥所述熱可塑性聚酯彈性體的溫度可為70至100℃。而乾燥所述熱可塑性聚酯彈性體的時間可為5至8小時。
以壓出機熔融所述熱可塑性聚酯彈性體，以形成一熔體。在一些實施例中，壓出機的溫度可為200至230℃。在一些實施例中，壓出機可包括多個加熱區（包括例如，第一加熱區、第二加熱區及第三加熱區）。所述多個加熱區（例如，第一加熱區、第二加熱區及第三加熱區）的溫度可為200至230℃，且各加熱區的溫度可設定為相同或不相同。
通過噴絲板將所述熔體擠出，以形成多條絲狀細流。在一些實施例中，所述噴絲板可包括多個孔洞。所述熔體可通過所述多個孔洞，以形成所述多條絲狀細流。在一些實施例中，所述多個孔洞的尺寸可依據所需彈性纖維的規格進行調整。
使所述多條絲狀細流進入紡絲通道中進行冷卻固化，以形成多根單絲纖維。在一些實施例中，可通過側吹風方式進行冷卻。
利用油輪將所述多根單絲纖維集束上油，再經第一導絲輥及第二導絲輥延伸導絲後，由捲繞機收捲，即製得熱可塑性聚酯彈性纖維。在一些實施例中，第一導絲輥的溫度可為30至50℃，第一導絲輥的速度可為600至1500M/min。第二導絲輥的溫度可為30至50℃，第二導絲輥的速度可為600至1500M/min。捲繞機的速度可為600至1500M/min。所製得之熱可塑性聚酯彈性纖維可達到如下物性：丹尼數為40至500D、70至350D或100至250D；斷裂強度為0.8至1.5g/D、0.9至1.3g/D或1.0至1.2g/D；斷裂伸長率為360至900%、400至600%或450至550%；100%定伸長量永久變形值為3至10 mm、3至8 mm或3至7 mm；200%定伸長量永久變形值為10至40 mm、15至40 mm或20至40 mm。
此外，所製得之熱可塑性聚酯彈性纖維包含複絲結構。在一些實施例中，所述複絲結構可包括6至48根單絲纖維，以確保所述熱可塑性聚酯彈性纖維的回復性及柔軟性。在一些實施例中，所述複絲結構的橫截面可為數個正圓或非正圓推疊而成的形狀。
本發明以熱可塑性聚酯彈性體及上述製造方法所製得之熱可塑性聚酯彈性纖維，具有無溶劑汙染、易染色及不易引起過敏反應的優點，且其伸長率及回復性高，並具備耐油、耐酸鹼及可回收再利用等特性。此外，相較於習知聚氨酯彈性纖維，本發明之熱可塑性聚酯彈性纖維的製造工藝簡單，且原料相對低廉，並可搭配聚酯紗線進行回收再製，符合環保要求。
在一些實施例中，可以數條外圍纖維環繞本發明之熱可塑性聚酯彈性纖維，以構成例如單包覆紗（Single Covered Yarn, SCY）、雙包覆紗（Double Covered Yarn, DCY）、空氣包覆紗（Air-JetCovered Yarn, ACY）或空氣變形包覆紗（Air textured Yarn, ATY），但不以上述為限。
茲以下列實例予以詳細說明本發明，唯並不意謂本發明僅侷限於此等實例所揭示之內容。
[ 發明例 1]
先將熱可塑性聚酯彈性體於80℃乾燥8小時。壓出機之第一加熱區、第二加熱區及第三加熱區的溫度，分別設定為200℃、200℃及225℃。第一導絲輥和第二導絲輥的溫度為30℃，速度為1090M/min。捲繞機的速度為990M/min。
所製得之熱可塑性聚酯彈性纖維的丹尼數為215D，斷裂強度為1.1g/D，斷裂伸長率為434%，100%定伸長量永久變形值為3 mm，200%定伸長量永久變形值為 29 mm。
[ 發明例 2]
先將熱可塑性聚酯彈性體於80℃乾燥8小時。壓出機之第一加熱區、第二加熱區及第三加熱區的溫度，分別設定為200℃、220℃及235℃。第一導絲輥和第二導絲輥的溫度為35℃，速度為1250M/min。捲繞機的速度為1250M/min。
所製得之熱可塑性聚酯彈性纖維的丹尼數為200D，斷裂強度為1.2g/D，斷裂伸長率為415%，100%定伸長量永久變形值為3 mm，200%定伸長量永久變形值為32 mm。
[ 發明例 3]
先將熱可塑性聚酯彈性體於80℃乾燥8小時。壓出機之第一加熱區、第二加熱區及第三加熱區的溫度，分別設定為200℃、200℃及225℃。第一導絲輥和第二導絲輥的溫度為30℃，速度為1200M/min。捲繞機的速度為900M/min。
所製得之熱可塑性聚酯彈性纖維的丹尼數為140D。斷裂強度為1.0g/D，斷裂伸長率為368%，100%定伸長量永久變形值為7 mm，200%定伸長量永久變形值為40 mm。
[ 發明例 4]
先將熱可塑性聚酯彈性體於80℃乾燥8小時。壓出機之第一加熱區、第二加熱區及第三加熱區的溫度，分別設定為200℃、200℃及225℃。第一導絲輥和第二導絲輥的溫度為30℃，速度為830M/min。捲繞機的速度為600M/min。
所製得之熱可塑性聚酯彈性纖維的丹尼數為203D，斷裂強度為1.1g/D，斷裂伸長率為453%，100%定伸長量永久變形值為3 mm，200%定伸長量永久變形值為27 mm。
上述發明例1-4之熱可塑性聚酯彈性纖維的物性整理如下表1。表1中，丹尼數測試方法參照ASTM D6717，斷裂強度及斷裂伸長率測試方法參照ASTM D2653，永久變形值測試方法參照ASTM D2731。由表1之物性結果，可觀察到發明例1-4之熱可塑性聚酯彈性纖維的斷裂伸長率可達368%(含)以上、100%定伸長量永久變形值可達3 mm(含)以上及200%定伸長量永久變形值可達27 mm(含)以上，說明發明例1-4之熱可塑性聚酯彈性纖維具有高伸長率及高回復性。
表1
| 丹尼數 | 斷裂 強度 | 斷裂 伸長率 | 100%定伸長量永久變形值 | 200%定伸長量永久變形值 | |
| 發明例1 | 215D | 1.1g/D | 434% | 3 mm | 29 mm |
| 發明例2 | 200D | 1.2g/D | 415% | 3 mm | 32 mm |
| 發明例3 | 140D | 1.0g/D | 368% | 7 mm | 40 mm |
| 發明例4 | 203D | 1.1g/D | 453% | 3 mm | 27 mm |
上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制本發明。習於此技術之人士對上述實施例所做之修改及變化仍不違背本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
Claims (9)
- 一種彈性纖維的製造方法，包括： 提供一熱可塑性聚酯彈性體； 乾燥所述熱可塑性聚酯彈性體； 以壓出機熔融所述熱可塑性聚酯彈性體，以形成一熔體； 通過噴絲板將所述熔體擠出，以形成多條絲狀細流； 使所述多條絲狀細流進入紡絲通道中進行冷卻固化，以形成多根單絲纖維；及 利用油輪將所述多根單絲纖維集束上油，再經第一導絲輥及第二導絲輥延伸導絲後，由捲繞機收捲，即製得熱可塑性聚酯彈性纖維。
- 如請求項1之製造方法，其中所述熱可塑性聚酯彈性體含有聚對苯二甲酸丁二醇酯和聚酯或聚醚線形嵌段共聚物。
- 如請求項1之製造方法，其中所述熱可塑性聚酯彈性體的硬度為蕭氏20D到蕭氏60D。
- 如請求項1之製造方法，其中壓出機的溫度為200至230℃，捲繞機的速度為600至1500M/min。
- 如請求項1之製造方法，其中第一導絲輥的溫度為30至50℃，第一導絲輥的速度為600至1500M/min，第二導絲輥的溫度為30至50℃，第二導絲輥的速度為600至1500M/min。
- 一種彈性纖維，其係藉由如請求項1至5中任一項所述之製造方法獲得，且其包含複絲結構。
- 如請求項6之彈性纖維，其中所述複絲結構的橫截面為數個正圓或非正圓推疊而成的形狀。
- 如請求項6之彈性纖維，其中所述複絲結構包括6至48根單絲纖維。
- 如請求項6之彈性纖維，其丹尼數為40至500D，斷裂強度為0.8至1.5g/D，斷裂伸長率為360至900%，100%定伸長量永久變形值為3至10 mm，200%定伸長量永久變形值為10至40 mm。
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