CN107663666A - 仿羽绒纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种仿羽绒纤维，其包含中空主干以及多个以中空主干为中心呈放射状排列的异型瓣片，其中该些异型瓣片各包含一底端及一与底端相对的头端，该底端连接于该中空主干的表面，且两相邻异型瓣片的头端不相连，以形成一开口。本发明亦提供用以制造上述纤维的喷丝板与方法。

Description

仿羽绒纤维
技术领域
本发明是关于一种仿羽绒纤维，特别是一种具有中空主干及多个异型瓣片的仿羽绒纤维。
背景技术
天然羽绒之所以具有保暖效果乃因其由羽(feather)和绒(down)构成，前者带有中空羽杆，后者则否，两者相互交错组成不规则空间，进而能困住空气，减少热量流失。然而，天然羽绒一经吸水后，其保暖效果大幅下降。
于现有技术中，虽公开由十字型、Y型、W型等异型瓣片所构成的纤维，例如美国专利US 5057368关于一种由三个或四个T型瓣片所构成的纤维，然而，上述纤维虽有吸湿、排汗功能，惟其保暖性仍不足。相反地，一般市售的聚酯纤维虽有中空构造而具保暖功能，惟其吸湿排汗效果与柔软触感皆不佳。
因此，仍待开发出一种纤维，不仅具有良好的保暖效果，同时具有优异的排水快干性，并能提供轻量、柔软触感等效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种仿羽绒纤维，以提供如羽绒般舒适保暖的效果，并兼具良好的排水快干功能。
本发明提供一种仿羽绒纤维，其包含一中空主干以及多个以该中空主干为中心呈放射状排列的异型瓣片，其中该些异型瓣片各包含一底端及一与底端相对的头端，底端连接于中空主干表面，且两相邻异型瓣片的头端不相连，以形成一开口。
依照本发明一态样，异型瓣片可为T型、十字型、Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型，异型瓣片的数目可为2至6个。
依照本发明一态样，上述的仿羽绒纤维可为长纤维或短纤维。
本发明提供一种用于制造上述仿羽绒纤维的喷丝板，其包含多个纺嘴狭缝，该些纺嘴狭缝各包含一内环部及一外瓣片部，且外瓣片部包含一底端及一与底端相对的头端，该底端连接于该内环部。该些纺嘴狭缝的内环部间隔地呈环形围绕，且两相邻外瓣片部的头端不相连，以形成一开口。
依照本发明一态样，外瓣片部可为T型、十字型、Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型。纺嘴狭缝的数目可为2至6个。
本发明提供一种用于制造上述仿羽绒纤维的方法，其包括将熔融态的聚酯聚合物经由前述的喷丝板吐出。
本发明所提供的仿羽绒纤维，因具有中空主干及异型瓣片结构，除可仿造羽绒结构保留住身体所散发出的热量外，更可使纤维轻量化提供有如羽绒般的柔软触感。再者，由于相邻异型瓣片的头端不相连，所形成的导沟可增进排水快干功能，进而达到保暖与排水兼具的效果。
附图说明
图1为依据本发明实施例，具T型瓣片仿羽绒纤维的断面图；
图2A至2H为依据本发明实施例，具不同异型瓣片仿羽绒纤维的断面图；
图3为具有T型瓣片仿羽绒纤维实体样品的断面图；
图4为依据本发明实施例，多根具T型断面仿羽绒纤维排列堆叠的示意图；
图5A为依据本发明的实施例，用以制造具T型瓣片仿羽绒纤维的喷丝板的示意图；
图5B为依据本发明的实施例，用以制造具十字型瓣片仿羽绒纤维的喷丝板的示意图；及
图6为保暖性能测试结果的条状图。
主要元件符号说明：
10 纤维
11 T型瓣片
12 开口
13 中空主干
20 喷丝板
21 纺嘴狭缝
22 开口
30 喷丝板
31 纺嘴狭缝
111 底端
112 头端
211 内环部
213 外瓣片部
215 底端
217 头端
313 外瓣片部
具体实施方式
图1为依据本发明的一实施例，具有T型瓣片的仿羽绒纤维的断面图。于图1中，纤维10包含中空主干13及四个以中空主干13为中心呈放射状排列的T型瓣片11。每一T型瓣片11包含一头端112及一底端111，其中底端111与中空主干13表面连接，且两相邻T型瓣片11的头端112并不相连，以形成一开口12，开口12可作为导沟，用以疏导水份。
图2A至2H为依据本发明的其他实施例，不同异型瓣片的仿羽绒纤维的断面图。如图2A至2H所示，异型瓣片的形状分别可为十字型、Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型。异形瓣片的数目较佳为2至6，此系因异型瓣片数目若超过6个以上，将造成纺嘴设计复杂，提高制造成本，若数目过低，将影响纤维的排水与保暖效果。
图3显示多根具有T型瓣片仿羽绒纤维实体样品的断面图。由图3可知，纤维因具有T型瓣片的设计，故纤维间可保有相当的空隙，较不会造成紧密堆叠情形。图4为多根具T型瓣片纤维排列堆叠的示意图。于图4中，由于相邻T型瓣片11的头端112并不相连，所形成的开口12可作为导沟。当纤维10所织成的织物于吸收水气或汗水时，水分可通过开口12而被排出，使织物表现出优异快干的效果。再者，T型瓣片11的头端112在堆叠排列后所形成的多个空气室，连同封闭式中空主干13，更可保留住身体所散发出的热量，提升保暖效果。
图5A为依据本发明的一实施例，用以制造图1具T型瓣片仿羽绒纤维的喷丝板的示意图。如图5A所示，此喷丝板20包含4个“工”型纺嘴狭缝21。每一纺嘴狭缝21包含内环部211及外瓣片部213，而外瓣片部213具有底端215及与底端215相对的头端217，底端215与内环部211相连接。4个纺嘴狭缝21的内环部211间隔地呈环形围绕，且两相邻外瓣片部213的头端217不相连，以形成开口22。由于聚合物自纺嘴狭缝21挤出后，聚合物会产生膨胀并于内环部211处相连形成中空环形，进而可得如图1所示的纤维10。
用以制造本发明纤维的聚合物包括，但不限于聚酯、尼龙(nylon)、聚烯烃(polyolefin)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)或纤维素，其中聚酯可为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(polybutyleneterephthalate,PBT)或聚对苯二甲酸丙二酯(polypropylene terephthalate,PPT)；尼龙可为尼龙6(N6)或尼龙66(N66)；及聚烯烃可为聚丙烯(polypropylene,PP)或聚乙烯(polyethylene,PE)。另外，本发明的纤维亦可包含添加剂，该添加剂包括，但不限于抗菌防霉剂、抗导电剂、除臭剂、抗紫外线剂或放射远红外线剂。
图5B为依据本发明的一实施例，用以制造图2A具十字型瓣片仿羽绒纤维的喷丝板的示意图。如图5B所示，此喷丝板30包含4个“士”型纺嘴狭缝31。纺嘴狭缝31的外瓣片部313呈“十字型”。于本发明的其他实施例中，为制造图2B至2H所示不同异型瓣片的仿羽绒纤维，外瓣片部313亦可为Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型。
以下进一步说明本发明仿羽绒纤维的制造实例及功效测试。
实例一：具T型瓣片仿羽绒短纤维的制造
以纺温290℃，将熔融态的聚酯聚合物经由图5A的喷丝板吐出，再经过冷却风1.0m/s骤冷，纺丝速度700m/min成丝条，将丝条经延伸倍率2.89、160℃定型处理、冷却、起皱、上油、干燥、切棉、打包的步骤，进而得到断面结构为中空主干并具四个T型瓣片的3d*51mm仿羽绒短纤维。
实例二：具十字型瓣片仿羽绒短纤维的制造
以纺温290℃，将熔融态的聚酯聚合物经由图5B的喷丝板吐出，再经过冷却风1.0m/s骤冷，纺丝速度700m/min成丝条。将丝条经延伸倍率2.89、160℃定型处理、冷却、起皱、上油、干燥、切棉、打包的步骤，进而得到断面结构为中空主干并具四个十型瓣片的3d*51mm仿羽绒短纤维。
实例三：具T型瓣片仿羽绒长纤维加工丝的制造
以纺温290℃，将熔融态的聚酯聚合物经由图5A的喷丝板吐出，再经过冷却风0.6m/s骤冷，纺丝速度2500m/min卷绕成120/36的半延伸丝纱(partially oriented yarn,POY)。将该半延伸丝纱经延伸倍率1.6、160℃定型处理、卷绕的步骤，以得到75/36断面结构为中空主干并且四个T型瓣片的仿羽绒长纤维加工丝。
实例四：具T型瓣片仿羽绒长纤维延伸丝的制造
以纺温290℃，将熔融态的聚酯聚合物经由图5A的喷丝板吐出，经过冷却风0.6m/s骤冷，纺丝速度4000m/min，延伸温度90℃、延伸倍率2.0，之后经130℃定型处理及卷绕的步骤，以得到75/36断面结构为中空主干并具四个T型瓣片的仿羽绒长纤维延伸丝。
测试一：水分蒸发率测试
以下就本发明具T型瓣片的仿羽绒纤维与常见的中空圆形聚酯纤维、实心圆形聚酯纤维、以及其他异型断面实心纤维所织得的织物，进行水分蒸发率的测试比较。首先，将10×10公分的样品置于23℃，65％RH的恒温恒湿环境下24小时。再将样品置于天平上，以定量吸管吸取定量的水(W1，单位：克)，于布面上1公分处滴下，于5分钟后记录织物上残存水量(W2，单位：克)，并以下式求得水分蒸发率：
水分蒸发率＝(W1-W2)/W1×100％
测试结果如下表1所示，样品1至5分别为以本发明具T型瓣片的短纤维、4T型断面实心短纤维、十字型断面实心短纤维、实心圆形聚酯纤维及中空圆形聚酯纤维(以上皆为新光合成纤维股份有限公司的产品，其中4T型断面实心短纤维的台湾专利证书号为TWI374952B1)所织成的幅宽36吋*26针双面鸟眼针织布。
表1
从表1可知，本发明T型瓣片的仿羽绒纤维的水分蒸发率可达约76.8％，远优于实心圆形聚酯纤维的50.1％与中空圆形聚酯纤维的49.6％。此结果证实，本发明的纤维因具有瓣片结构可作为导沟之用，在织成织物后纤维间仍能保持较大空隙，进而促进排水，故与常见的中空或实心圆形聚酯纤维相较，本发明纤维更可达快干效果。再者，本发明纤维的水分蒸发速率亦高于其他异形断面的实心纤维(即样品2、3)，此显示与常见4T型断面或十字型断面实心纤维相较，本发明纤维具有较优良的排水性，因此，所制得的织物可达到吸水后快干而不闷热的效果。
测试二：保暖性能测试
以下就本发明具T型瓣片的仿羽绒纤维所织得织物进行保暖性能测试。首先，以AGEMA Thermal vision 900热传仪作为测试仪器，采用500W卤素灯为热源，将样品距离热源100公分，照射10分钟，并测量样品照射前后温度差，测试结果如下表2及图6所示，其中样品1至4分别为以本发明具T型瓣片的仿羽绒纤维、与常见的4T型断面实心纤维、实心圆形聚酯纤维、中空圆形聚酯纤维四种不同纤维所织得的幅宽36吋*26针双面鸟眼针织布。
表2
图6为上述保暖性能测试结果的条状图，参照表2及图6可知，以本发明纤维所织得的织物，在照射光源后，温度显著上升，除温度上升幅度明显高于样品3、4的圆形聚酯纤维外，较样品2的常见4T型断面实心纤维亦有较佳的保暖效果。
由上述可知，本发明所提供的仿羽绒纤维通过如羽梗般的中空主干，除可使纤维轻量化外，亦可提供保暖效果。再者，主干周围的异型瓣片因相邻的头端不相连，可提供多个空气室，除进一步增进保暖效果外，所形成的导沟结构，更可增进排水、快干功能。据此，本发明所提供的仿羽绒纤维可克服鸟类羽绒吸水后保暖性下降，以及常见异型断面纤维虽具排水性但保暖度不足的缺点。同时，因本发明的纤维结构上的轻量化，仍可保有羽绒般柔软的触感。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变化与修饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种仿羽绒纤维，其特征在于，包含：
一中空主干；以及
多个异型瓣片，以该中空主干为中心呈放射状排列，其中该些异型瓣片各包含一底端及一与底端相对的头端，该底端连接于该中空主干的表面，且两相邻异型瓣片的头端不相连，以形成一开口。
2.如权利要求1所述的仿羽绒纤维，其特征在于，该些异型瓣片为T型、十字型、Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型。
3.如权利要求1所述的仿羽绒纤维，其特征在于，该些异型瓣片的数目为2至6。
4.如权利要求1所述的仿羽绒纤维，其特征在于，该纤维可为长纤维或短纤维。
5.一种用于制造仿羽绒纤维的喷丝板，其特征在于，包含多个纺嘴狭缝，该些纺嘴狭缝各包含：
一内环部；以及
一外瓣片部，其包含一底端及一与底端相对的头端，该底端连接于该内环部；
其中该些纺嘴狭缝的内环部间隔地呈环形围绕，且两相邻外瓣片部的头端不相连，以形成一开口。
6.如权利要求5所述的喷丝板，其特征在于，该外瓣片部为T型、十字型、Y型、↑型、♀型、W型、H型、V型或矩型。
7.如权利要求5所述的喷丝板，其特征在于，该些纺嘴狭缝的数目为2至6。
8.一种用于制造仿羽绒纤维的方法，其特征在于，包括经由如权利要求5-7中任一项所述的喷丝板，将熔融态的聚酯聚合物吐出。
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