CN114540968B - 由膜材切割制成并细化以提升物性的丝及其制法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种丝，其是自一热塑性膜材切割形成的微细的丝，并经热拉伸、热定型所制成。通过本发明，可使以切割形成的丝具有优良的物理性质，包括：高强度、高弹性回复率、低伸缩弹性、低伸率、提高对于环境的耐受性，及增长使用寿命，使切割制成的丝的使用范围更广，并可直接使用于纺织品。本发明可制造出较切割制法所制得的更细的丝。此外，当该丝的表面涂布有功能性涂层时，本发明的丝不会丧失该涂层的功能。

Description

由膜材切割制成并细化以提升物性的丝及其制法
技术领域
本发明与纺织领域的丝线有关，详而言之，关于以切割制成的丝及细化方法。
背景技术
申请人为提升纺织工业的技术，研发出若干关于丝/的技术，例如申请案号第108121685号「弹性膜材的切割方法及弹性丝」发明专利。
先前技术无法以切割方法制成微细弹性丝，上揭专利案所揭露的技术能以切割方法制成微细线径的弹性丝，改进先前技术无法切割制成微细弹性丝的缺失。经申请人测试发现，以上揭专利前案的技术所切割制成的弹性丝仍有若干不完善之处，有待改进。
前述的弹性丝由弹性膜材切割形成，须先制作膜材，再自膜材切割出弹性丝。由于膜材的模量低、分子链排列杂乱，故该切割制成的丝同样模量低、分子链排列杂乱，容易因外界因素而裂解进而导致断裂，例如受到空气、湿气或紫外线照射或高温等环境因素的影响而裂解，使用寿命不长。
再者，上述的切割制成的弹性丝，因模量低、分子链杂乱，其断裂伸率过大，例如可拉伸300％至400％长，且经拉伸后无法回复原有的长度，不适合于衣服类的纺织品使用。
为降低切割制成的丝的断裂伸率，一种解决方法是以数条纱线包住该丝，形成复合纱。然而包覆纱线的方式虽能通过纱线限制该丝的低应力弹性伸缩作用，却造成成品的线径过粗，不再是微细的丝，且包覆纱线后将影响触感，不适合用于编织衣服。此外，该复合纱的纱线并无法防止丝裂解。
再者，若丝设置玻璃微珠而具有反光效果，或丝制成具有夜光功能时，于反光或夜光的丝外周包覆纱线将大大阻碍丝的反光亮度或夜光亮度，甚至丧失其反光与夜光效果，影响丝的使用功能。
发明人为改进以切割方式制成的丝的缺失，进而研发出本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种切割制成的丝，使该丝具有优异的物理性质，以供纺织品使用。
本发明的另一目的在于提供一种切割制成的丝，该丝具有至少一功能性涂层，本发明使此种以切割制成且具有功能性涂层的丝具有优异的机械性能。
本发明的又一目的在于提供一种细化切割制成的丝的制法，让切割制成的丝具有较佳的物理性质，适合纺织品使用。且若所述的丝具有功能性涂层，本发明的制法仍保有丝的涂层所提供的功能。
本发明所提供的一种丝，是自一膜材切割形成的微细的丝，并经热拉伸定型；
该丝的横断面呈椭圆形，且其断面结构具有：
一基层，断面呈椭圆形，其一对相反侧的表面形成二伸展表面；
至少一涂层，以涂布或电镀的方式设于该基层的至少一伸展表面，并以具有热塑性弹性体的粘性材料粘着于该基层的表面，所述的涂层于所述的伸展表面上伸展成更大的比表面积。
经热拉伸及定型制成后的本发明的丝具有优良的物理性质，包括：强度高、弹性回复率高、断裂伸率低，且模量高，于低应力状况下较不易产生形变。该丝对于环境中的不利因素的耐受性高、不易水裂解、光裂解及空气裂解，使用寿命长，可直接使用于纺织品。该粘着层可随着该丝拉伸，确保该涂层粘着于该基层上。
经拉伸及细化后的该丝形成多数的高分子链结晶区及较多的顺向高分子链，且有较高的模量，不易形变，具有优良的物理性质，可直接使用于纺织品。且该丝可直接使用，不需包覆纱线，因此，不会减损或阻碍该涂层的功能，例如所述的涂层提供反光或夜光的功能、或金属色泽的功能、或导电功能。
经拉伸及细化后，于该丝的表面，该功能性涂层具有较大的比表面积，提高涂层于该丝的表面的面积比例。
较佳地，该粘性材料混合于该涂层中；或该丝另包含有：至少一粘着层，为热塑性弹性体的材质，具伸展性；该至少一涂层通过所述的粘着层粘着于该基层的至少一伸展表面。
较佳地，该基层为热塑性弹性体的材质，使该丝具有弹性，该丝拉伸10％时，其弹性回复率至少为96％。该丝的断裂伸率在100％以内，即拉伸一倍的长度后断裂，例如，10公分的弹性丝拉伸成20公分时(拉长10公分)断裂。
较佳地，该基层为低弹性及低伸展性的膜材。
所述的涂层为功能性涂层，为具有微小反光元件(玻璃微珠)的反光层或具有夜光粒子的夜光层或具有金属色泽的涂层或具导电性的涂层。
本发明所提供的一种丝的制法，该丝由膜材切割制成并拉伸细化，该制法包含有：
一、制备一膜材，该膜材具有一膜状基层以及至少一膜状涂层，该膜状基层为热塑性的塑胶材质；该至少一膜状涂层以具有热塑性弹性体的粘性材料粘着于该膜状基层的至少一表面；
二、将该膜材切割出数条微细的丝，各该丝的断面呈矩形；
三、对所述的丝施以热拉伸，使该丝受热伸长及细化；
四、对拉伸后的该丝施予热定型，提高该丝的热稳定性，使其受热后不会有过大的收缩；以及
五、冷却该丝，以制成成品；
该拉伸及细化后的丝的横断面呈椭圆形，并具有一基层与至少一涂层。
借此，可制成前述的丝，具有前述的物理性质及使用功效。且通过拉伸的方式，可突破切割设备的切割极限，制造出线径更小的丝，提供更好的触感及更广泛的使用范围。
该至少一膜状涂层至少位于该拉伸后的丝的顶侧或底侧表面，该基层的顶侧与底侧的表面形成伸展表面，具有弧度；且拉伸后，该涂层于所述的伸展表面上伸展成更大的比表面积。
较佳地，该粘性材料混合于该膜状涂层中；或该膜材另包含有：至少一粘着层，为热塑性弹性体的材质；该至少一膜状涂层以该至少一粘着层粘着于该基层。
该制法以滚轮连续性地牵引该丝进行热拉伸、热定型及冷却的程序。
该丝经拉伸后的细化程度界于50～150％。
经拉伸及细化后的该丝的基层的内部有多数高分子链结晶区及较多的顺向高分子链。
本发明的优点在于：
本发明提供的切割制成的丝，使该丝具有优异的物理性质，以供纺织品使用。
进一步地，该丝具有至少一功能性涂层，本发明使此种以切割制成且具有功能性涂层的丝具有优异的机械性能。
本发明提供的细化切割制成的丝的制法，让切割制成的丝具有较佳的物理性质，适合纺织品使用。且若所述的丝具有功能性涂层，本发明的制法仍保有丝的涂层所提供的功能。
附图说明
本发明的目的、特征以及所达成的功效可由下述的较佳实施例的说明及附图获得了解，其中：
图1是本发明一较佳实施例的一种丝的立体示意图，该丝是切割制成且未细化。
图2显示用以制作图1的丝的热塑性膜材的立体示意图，并显示若干刀具的示意图。
图3是本发明第二较佳实施例的一种丝的立体示意图,该丝是切割制成且未细化。
图4显示用以制作图3的丝的热塑性膜材的立体示意图，并显示若干刀具的示意图。
图5是图1及图3的较佳实施例的丝的横剖面的示意图。
图6显示图1及图3的丝的切割制造方法的示意图。
图7显示图1切割制成的丝的应力-应变曲线图。
图8是本发明一较佳实施例细化丝的制造流程的示意图。
图9显示图1及图3的丝经图8的制程细化后的横向剖面示意图。
图10是图1的丝经细化后的丝，其基层的纵向剖面示意图。
图11是图9的拉伸后的弹性丝的应力-应变曲线图。
图12显示另一切割后且未拉伸细化的丝的剖面示意图。
图13显示图12的丝经拉伸细化后的剖面示意图。
图14是本发明第三较佳实施例的一种丝的立体示意图,该丝是切割制成且未细化。
图15显示用以制作图14的丝的热塑性膜材的立体示意图。
图16显示图14的丝经图8的制程细化后的横向剖面示意图。
图17显示未拉伸的丝的显微照片。
图18显示未拉伸的丝及拉伸后的丝的显微照片。
图19显示未拉伸的丝及拉伸后的丝的显微结构照片。
具体实施方式
本发明是针对切割制成的丝的发明，本发明自膜材切割制成丝，并将切割制成的丝细化，以提高切割制成的丝的物理性质及对环境的耐受力，使其能使用于纺织品。
本发明将切割制成的丝细化成可供纺织领域使用的丝，本说明书以标号10统称切割制成但未细化的丝，其中，标号10A指具弹性的丝，而标号10B指伸缩弹性低及延展性低的丝；标号10C为未细化的丝。本发明以标号20统称已细化的丝，为上述未细化的丝10细化后的成品，其中，标号20A指已细化的具弹性的丝，而标号20B指已细化的低伸缩弹性、低延展性的丝。标号20C为细化后的丝。本发明以标号12统称未细化前的丝10的基层，其中：标号12A指未细化的且具弹性的基层，而标号12B指未细化的且低伸缩弹性或低延展性的基层，标号22统称经细化的丝20的基层，其中，标号22A指已细化且具弹性的基层，而标号22B指已细化的且低伸缩弹性或低延展性的基层；标号22C可为具弹性或低伸展性的基层。本说明书以标号30统称用以切割成丝10的膜材，其中：标号30A为具弹性的膜材；而标号30B为低弹性及低延展性的膜材；标号30C为具弹性或低伸展性的膜材。
图1是本发明一较佳实施例的以切割制成的丝10(10A)，具有相当的长度，可长达三千公尺至四千公尺。图1的丝10A具有弹性，且于横断面为多层的结构，具有一基层12A、至少一黏着层14及至少一功能性涂层16。该基层12A的一对相反侧的表面，例如顶面与底面，定义为基层的设置表面，该二设置表面的面积大于基层12A另一对相反侧的表面(即左侧与右侧表面)的面积。所述的至少一功能性涂层16以该至少一粘着层14粘着于该基层12A的至少一设置表面。本发明较佳实施例的丝10A具有二功能性涂层16，分别以二粘着层14粘着于该基层的顶侧及底侧的设置表面。基层12A的另一对相反侧的表面(即左侧与右侧表面)，为切割所形成的表面。
该基层12A为热塑性弹性体材质的材料，例如热塑性聚烯烃(TPO，Thermoplasticpolyolefin)的弹性材料，具体而言，例如，但不为限，TPU(热塑性聚氨酯，Thermoplasticpolyurethanes)、TPE(热塑性弹性体，Thermoplastic Elastomer)、TPOE(热塑性聚烯烃弹性体，Thermoplastic Polyolefin Elastomer)、TPEU(热塑性聚醚基聚氨酯弹性体，Thermoplastic Polyether-based Urethane Elastomer)等材质的塑胶弹性体，或为TPU基(TPU base)的热熔胶的弹性体。该基层12A为该丝10A的伸缩弹性的基础，使该丝10A成为弹性丝。
各该粘着层14为热塑性弹性体材质的粘着剂，具弹性及伸展性，例如，但不以此为限，TPU的热熔胶。
各该功能性涂层16为以涂布方式所形成的涂层，并具有特定功能，所述的功能性涂层可为有机物或无机物，例如夜光层、反光层、具金属色泽的涂层、或导电层。所述的夜光层为包含有夜光粒子的涂层，例如夜光(luminescent)粒子与高分子树脂的混合液混合形成的涂层，提供夜光效果，所述的树脂可为聚胺酯(PU，Polyurethane)树脂。所述的反光层为微小反光元件(例如玻璃微珠)形成的涂层，涂布于基层12A的设置表面，提供反光作用。所述的金属色层的涂层可为铝粉与聚氨酯(Polyurethane，PU)的混合物，经电镀或涂布方式设于基层10A顶侧或底侧的设置表面，以使丝10A的表面具有亮丽的金属表面的效果，该聚氨酯为涂层的基材，该铝粉混合于该基材中。依铝粉的颜色，该金属色泽的涂层可制成金、银、红、蓝、绿、橙等各种颜色。所述导电性的涂层可为导电浆涂层，以涂布或电镀方式设于该基层12A的顶侧或底侧的设置表面，并通过粘着层14粘着于基层上。如图5所示，本实施例的功能性涂层16以玻璃微珠161形成的反光层为例。该二功能性涂层16可为相同功能的涂层，例如均为夜光层或均为反光层；亦可为不同功能的涂层，例如，一个功能性涂层为夜光层，而另一功能性涂层为反光层。
图1的弹性丝10A是以图2所示的具弹性的膜材30A切割制成，该膜材30A为热塑性弹性体制成的薄膜(以下称热塑性弹性膜材或简称弹性膜材)，具有一具弹性的膜状基层32A以及设于该膜状基层30A的至少一设置表面的至少一粘着层34与至少一膜状涂层36，该膜状涂层36为膜状的功能层。该热塑性弹性膜材30A具有二膜状功能层36，以二粘着层34粘着于该膜状基层32A的顶侧与底侧的设置表面。该膜状基层32A的材质与前述的丝10A的基层12A的材质相同，为热塑性弹性体材料。各该粘着层34的材质与前述的粘着层14相同，为热塑性弹性体材质的粘着剂。各该膜状功能层36的材质或成分与前述的功能性涂层16相同，可为反光涂层、夜光涂层、具金属色泽的涂层或具导电性的涂层。
该弹性膜材30A经图6的切割方法切割制成复数条弹性丝10A，弹性膜材30A经由滚轮37输送，复经至少一列刀具38切割，制成复数条弹性丝10A。如图1及图5所示，由于弹性丝10A是切割形成，其横断面呈矩形，其二侧面为切割的平面P，而其顶面与底面为该弹性膜材30A的顶面与底面。图5所示的弹性丝10A的二功能性涂层16均为反光层，具有玻璃微珠161；图17显示该弹性丝10A的显微照片。于本较佳实施例，弹性膜材30A的厚度Y为0.22mm，而相邻二刀具38之间的刀距(刀尖之间的距离)为0.25mm，因此，切割制成的该弹性丝10A的宽度W为0.25mm，而厚度T为0.22mm。受限于切割机械的物理限制，相邻二刀具38之间的刀距必须大于弹性膜材10A的厚度，始能进行切割；若刀距小于弹性膜材的厚度，弹性膜材将被挤压于刀具之间，弹性膜材与刀具之间产生相当大的压力及摩擦力，造成弹性膜材卡死于刀具中，甚至造成刀具断裂，无法进行切割。因此，切割制成的弹性丝10A的线径有物理上的限制。
该弹性丝10A由前述的弹性膜材30A割制成，该弹性膜材30A由液态状的混合物定型形成，其内部的分子链杂乱，且对环境的耐受性低，无法抵抗紫外线、氧气、水份、湿气等环境因素的影响，该弹性丝10A受到紫外线照射、在大气中、在水中或在湿气高的环境中，其分子链容易裂解、断裂，使用寿命短。
因该弹性丝10A的分子链杂乱、排列不规则，且几乎没有高分子链结晶区，其初始模量低，断裂伸率(elongation)高，可达250％～300％，亦即，10公分长的该弹性丝拉长至35公分(伸率250％)或40公分(伸率300％)才断裂。图7显示该弹性丝10的应力-应变曲线图，由于其初始模量低，容易受力变形。
肇因于该弹性丝的分子链杂乱，其弹性回复率甚差，例如，将10公分长的该弹性丝10A拉伸至11公分时(拉长10％)，释放拉力后，该弹性丝10A仅些微回缩为10.8公分，无法回复原本的10公分长度。由于拉伸后无法回复原长度，弹性丝便成悬垂状，无法使用于纺织品。
请参阅图8，本发明对上述的弹性丝10A进一步施以热牵伸(热拉伸)的制程，以增强其机械性能与物理性能。于弹性丝10A的融点以下的温度，例如60～120℃的温度，对基层12A为橡胶态的弹性丝10A进行牵伸(牵引及拉伸)，使该弹性丝10A细化并重组该基层12A的分子链与内部结构，例如但不以此为限，将弹性丝10由750丹尼(denier)细化至500～300丹尼，其细化程度界于50％～150％。经热牵伸(热拉伸)后，获得细化后的弹性丝20A成品，具有优良的机械性能与物理性能，可使用于纺织工艺。以下详细说明本发明的较佳实施例的热牵伸、细化弹性丝的制法。
弹性丝10A经图6的切割作业切割制成后，可先卷收成卷K，接着再进行图8的热牵伸(热拉伸)的制程；或者，弹性丝10A经切割后，不经卷收，直接进行图8的热牵伸(热拉伸)作业。
本发明以60℃以上、弹性丝的融点以下的温度，对切割制成的弹性丝10A施予热牵伸(热拉伸)D程序、热定型F程序，之后对拉伸细化后的弹性丝施予冷却C程序，以获得细化后的弹性丝20。图8的实施例以若干组滚轮R1、R2、R3及R4牵引且拉伸该弹性丝10A，通过不同转速的滚轮拉伸及定型弹性丝。下文说明本发明的热牵伸制程。
本发明先将弹性丝10A进行热牵引(热拉伸)D(以下简称牵伸或拉伸)，复将热拉伸后的弹性丝实施热定型F，接着将弹性丝冷却C，使其结构稳定，便可细化完成弹性丝20A最终产品。热拉伸D可于一道或一道以上的拉伸程序中完成，本实施例是以二道拉伸D1、D2程序拉伸弹性丝10A。该第一组滚轮R1以一第一转速S1输送弹性丝10A，而该第二组滚轮R2以一第二转速S2牵引该弹性丝10A；接着，该第三组滚轮R3以一第三转速S3牵引该弹性丝10A，该第一组滚轮R1至第三组滚轮R3之间拉伸该弹性丝10A，于热拉伸D程序后，于第三组滚轮R3及第四组滚轮R4之间对弹性丝实施热定型F程序，并使该弹性丝略微收缩。之后，经冷却C程序制成本发明的弹性丝20A。
下文说明上述的制程，其中，滚轮的转速S1～S4为例示而非限制，该第一组滚轮R1以10m/min(每分钟10公尺)的转速S1输送该弹性丝10A，而第二组滚轮R2以40m/min(每分钟40公尺)的转速S2牵引弹性丝，第二组滚轮R2及第一组滚轮R1之间对该弹性丝10A进行第一道拉伸D1，并将弹性丝10A拉伸300％(即拉长300％)；第三组滚轮R3以48m/min的转速S3牵引弹性丝，第三组滚轮R3及第二组滚轮R2之间对该弹性丝10A进行第二道拉伸D2，将弹性丝更拉伸20％。本发明的热拉伸D程序将弹性丝的长度拉长200％至450％。
本实施例以二道拉伸D1、D2程序拉伸弹性丝10A，使得弹性丝的伸展更为稳定。第一道拉伸D1以较大的拉伸倍率拉伸该弹性丝，经第一道拉伸D1后，第二道拉伸D2以较小的拉伸倍率拉伸弹性丝。通过该二道拉伸D1、D2，弹性丝10A被细化，线径变细，丹尼数降低，包含基层12A被细化，且经拉伸D后，弹性丝10A的基层12A的高分子链顺向(沿着弹性丝的纵向)排列。该热牵伸D程序将该弹性丝10A的丹尼数至少降低一半，例如，将弹性丝10A拉伸300％或400％(例如将10公分长的弹性丝拉长至40公分或50公分)，使弹性丝由例如800丹尼降至例如300丹尼或300丹尼以下，丹尼数为拉伸前的0.375倍。以图1的弹性丝为例，未拉伸前的该弹性丝10A的截面积为0.055mm2(宽度W：0.25mm x厚度T：0.22mm)，经热牵伸D后，如图9所示，弹性丝20A的截面积成为0.0275mm2，线径变细，丹尼数大幅降低。
于拉伸D过程中，以加热器利用气体或液体为媒介对弹性丝10A提供热能，使弹性丝各部位的分子链于活跃的状态下进行拉伸。拉伸细化后，如图10所示，该弹性丝20的基层22A获得多数高分子链的结晶区23及顺向排列的高分子链24，仅剩下少量的不规则排列的高分子链26，使得弹性丝的物理性质获得提升，顺向的高分子链24沿着弹性丝的纵向排列。本实施例于第1道拉伸D1时，以一流体槽40承装液体，并以60～100℃温度H1的液体(例如热水)加热弹性丝，而于第2道拉伸D2时，以电加热器44提供100～120℃温度H2的热风加热弹性丝。热水的热交换速度快，故第1道拉伸D时，可快速及均匀地将弹性丝10加热至热拉伸的温度，而第2道拉伸D2时，电加热器44则提供较高的温度H2持续加热弹性丝。
由于本实施例于第1道拉伸D1时以热水加热弹性丝，故可于该流体槽40及第二组滚轮R2之间设置一抽风设备42或一吹风设备，于弹性丝离开该流体槽40后，将弹性丝的水气抽掉或吹掉，以去除危险因子。
该弹性丝10A经拉伸后消除其内应力，接着，于第三组滚轮R3及第四组滚轮R4之间进行该热定型F程序，使弹性丝10A的基层22A定型于拉伸后的状态，令基层的内部结构保持前述的高分子链结晶区23与顺向排列的分子链24，于热定型F程序中，以加热设备，例如一电加热器46提供温度H3对弹性丝10A加热，使弹性丝于该温度H3中记忆及定型热牵伸后的状态及内部结构，该热定型F的温度H3大于热拉伸D程序的温度，但不超过弹性丝的熔点，例如80～140℃，以100～140℃为佳。该第四组滚轮R4的第四转速S4不超过第三组滚轮R3的第三转速S3，且相同或略小于转速S3，故热定型F程序中并不拉伸弹性丝。该第四转速S4于本实施例为46m/min(每分钟46公尺)，略小于第三转速S3，如此，于热定型F阶段中，弹性丝将回缩一点点，使制成后的弹性丝于使用时对热更为稳定。经热定型后，提高该弹性丝的热稳定性，使弹性丝受热后不会有过大的收缩，以稳定弹性丝于后段加工(例如作为缝线、绣线等)受热的收缩率。
再者，为防止拉伸后的弹性丝产生静电，可于拉伸D程序中(例如第二组滚轮R2与第三组滚轮R3之间)，或于定性F阶段中设置静电消除装置，以消除弹性丝的静电。
经过热定型F的定型阶段后，对弹性丝施以冷却C程序，以制成本发明的弹性丝20A，之后，可将弹性丝20A卷收成卷U，以待使用。本实施例是以气冷冷却弹性丝，例如以冷气房的温度(例如18～28℃)冷却弹性丝。该多个滚轮R1～R4一连贯地牵引该弹性丝完成热拉伸、热定型及冷却等制程。
图1的弹性丝10A经热牵伸、细化后制成图9所示的弹性丝20A，于断面结构上，该弹性丝20A的基层22A的顶侧与底侧的设置表面形成拉伸后的伸展表面221，所述的伸展表面221具有因拉伸而形成的弧度/曲度；该基层22A顶侧及底侧的伸展表面221具有二功能性涂层16，图9所示的涂层16为具有玻璃微珠161的反光层，该二反光层16以二粘着层14粘着于基层22A。经拉伸及细化后，弹性丝20的线径变细、丹尼数降低，且弹性丝20的横断面呈椭圆形，不再是矩形，该基层22A的横断面亦呈矩形；该二功能性涂层16与基层22A一起被拉伸，且顺着伸展表面221的弧度/曲度粘着于该基层上。弹性丝20A的另一对相反侧，即切割所形成的二侧G的面呈弧形。
图12及图13分别显示本发明另一种丝的剖面示意图，其中，图12的丝10为切割制成但未拉伸细化，其断面呈矩形。而图13的丝20为图12的丝10经上述的拉伸D、热定型F及冷却C等程序制成，该丝20的断面形状呈椭圆形。图12及图13用于显示非反光功能的涂层16，例如夜光涂层、金属色泽的涂层或导电性涂层，这些涂层呈膜状，夜光粒子或铝粉或导电浆的导电物质存在于该涂层中。
如图9及图13所示，经拉伸及细化后，丝20的断面形状及基层22的横断面形状均呈椭圆形，该二功能性涂层16及该二粘着层14伸展成更大的比表面积。若涂层16为夜光或反光涂层时，拉伸后的发光或反光面积更广。
涂层16及粘着层14与基层22一起拉伸，细化后的丝20的该二涂层16及该二粘着层14呈弧形，且该二涂层16通过该二粘着层14粘着于该基层22的伸展表面221，涂层16及粘着层14顺着基层22的伸展表面221的弧度/曲度而设置于基层上。由于该二粘着层14以热塑性弹性体的材质制成，因此，该丝10伸长时，该二粘着层14可随着该基层22伸展而不断裂，确保功能性涂层16，尤其是玻璃微珠161，得以保持粘着于基层22上而不掉落或分离。
图18及图19显示未热牵伸(热拉伸)的弹性丝10及经热牵伸(热拉伸)的弹性丝20的显微照片。图18以顶视的角度拍摄弹性丝10及20，经热牵伸、细化的弹性丝20，其丹尼数降至未热牵伸的弹性丝10的一半以下，且线径较弹性丝10更细。
图19呈现弹性丝10与弹性丝20的端视状态的显微结构，弹性丝10的横断面呈矩形；而经拉伸、细化后的弹性丝20(包含基材与涂层)的横断面呈椭圆形，弹性丝20的二侧G呈弧形。如图9及图13所示，牵伸后的丝20(20A、20B)的椭圆形横断面具有二个不同长度的轴向，以图9及图13为准，其二侧方向的横轴X与上下方向的纵轴Z，其中，横轴X的长度大于纵轴Z。
本发明所制成的该拉伸及细化后的弹性丝20A的基层22A内部结构产生高分子链结晶区23及顺向的高分子链24，仅剩下少量的不规则状分子链26。本发明消除弹性丝10A中的不规则排列的分子链，将不规则排列的分子链转换成该结晶区23及顺向分子链24，提升弹性丝20A的物理性质，包括提高弹性丝20的强度与初始模量、提高弹性回复率、降低断裂伸率，及提高对环境的耐受性，可承受紫外线照射、以及承受水气、空气的影响而不裂解，使用寿命长。该结晶区23及顺向分子链24可提高弹性丝20所能承受的拉力，增加其强度，其强度可增加1.3～2倍，使弹性丝20A更为强壮。图11显示经热拉伸及热定型制成后的弹性丝20A的应力-应变曲线图，其初始模量高、断裂伸率低，不容易受力变形。
该顺向的分子链24强化弹性丝20A的弹性回复力，本发明制成的弹性丝20A进行10％的拉伸测试，例如，10公分的弹性丝20A拉伸至11公分，几乎可100％弹性回复，即回复至10公分。若拉伸20％，即由10公分拉伸至12公分，其弹性回复率亦高达97％，亦即，弹性回复的长度为10.03公分。因此，弹性丝20A拉伸10％的弹性回复率至少96％以上，拉伸20％的弹性回复率至少95％以上。
由于消除不规则排列的分子链，得以降低所制成的弹性丝20A的弹性，细化前的弹性丝10的300％的断裂伸率，降至细化后的弹性丝20的150％的断裂伸率，断裂伸率限缩于二倍(200％)以内。
图3是本发明第二较佳实施例的以切割制成的丝10B，该丝10B的伸缩弹性低、伸展性低。该丝10B的横断面为多层的结构，具有一基层12B、至少一粘着层14及至少一功能性涂层16。本较佳实施例的丝10B具有二功能性涂层16，分别以二粘着层14粘着于该基层的顶侧及底侧的设置底面。
该基层12B由伸缩弹性低、伸展性低的热塑性塑胶材质制成，例如尼龙(Nylon)、或聚酯材料，例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯，Polyethylene terephthalate)。该基层12B为该丝10B的主体。
各该粘着层14为热塑性弹性体材质的粘着剂，具伸缩弹性，例如，但不以此为限，TPU的热熔胶。
各该功能性涂层16为以涂布方式所形成的涂层，并具有特定功能，所述的功能性涂层可为夜光层、反光层、具金属色泽的涂层或导电层，本实施例的功能性涂层16与第一较佳实施例同，请参第一实施例的说明。
图3的丝10B是以图4所示的热塑性膜材30B切割制成，该膜材30B的伸缩弹性低、伸展性低，具有一膜状基层32B以及设于该膜状基层30B的至少一设置表面的至少一粘着层34与至少一膜状功能层36。该热塑性膜材30B具有二膜状功能层36，以二粘着层34粘着于该膜状基层32B的顶侧与底侧的表面。该膜状基层32B的材质与前述的丝10B的基层12B的材质相同。各该粘着层34的材质与前述的粘着层14相同。各该膜状功能层36的材质或成分与前述的功能性涂层16相同，可为反光涂层、夜光涂层、具金属色泽的涂层或具导电性的涂层。
该膜材30B同样以图6的切割方法切割制成复数条丝10B，切割制成的该丝10B如图5及图12所示，其横断面呈矩形、二侧面为切割的平面P，而其顶面与底面为该膜材30B的顶面与底面，该丝10B的显微照片亦如图17至图19所示。本较佳实施例的膜材30B的厚度Y为0.22mm，而相邻二刀具38之间的刀距(刀尖之间的距离)为0.25mm，因此，切割制成的该丝10B的宽度W为0.25mm，而厚度T为0.22mm。
该丝10B同样以图8的热牵伸(热拉伸)D程序、热定型F程序、以及冷却C程序，获得细化后的丝20B，如图9及图13所示，该丝20拉伸150％或300％(例如将10公分长的丝拉长至25公分或40公分)，丝的细化程度界于50～150％。图8的制程的详细内容请参阅第一较佳实施例所述。该丝20B的断面呈椭圆形，具有二个不同长度的轴向X及Z，且其一对相反侧，例如图示的左、右二侧G呈弧形，该丝20B的显微照片如图18、19所示。该基层22B的断面亦呈椭圆形。拉伸及细化后的该丝20B的线径变细、丹尼数至少降低一半，包含其基层22B被细化，且经图8的制程后，该丝20B的基层22B的内部结构亦如图10所示，具有多数高分子链的结晶区23及顺向排列的高分子链24，仅剩下少量的不规则排列的高分子链26，使得该丝20B的物理性质获得提升，包括提高丝20B的强度与初始模量、降低断裂伸率，及提高对环境的耐受性，可承受紫外线照射、水气、空气的影响而不裂解，使用寿命长，以及提高丝20B所能承受的拉力，增加其强度，其强度可增加1.3～2倍。
细化后的丝20B的该二涂层16及该二粘着层14呈弧形，且该二涂层16通过该二粘着层14顺着伸展表面221粘着于该基层22B上。由于该二粘着层14为热塑性弹性体的材质，因此，该二粘着层14可随着该基层22B伸展而不断裂，使功能性涂层16，尤其是玻璃微珠161，得以保持粘着于基层22B上而不掉落或分离。
请参阅图14，是本发明第三较佳实施例的以切割制成但未细化的丝10C(10)，该丝具有一基层12C，一或二功能性涂层16’涂布或镀着于该基层的顶侧或/及底侧的设置表面，该丝10C(10)的二侧为切割的平面P。该丝10C(10)的显微结构可参考图17至图19所示。该基层12C可为第一较佳实施例所述的具有弹性的基层12A、或第二较佳实施例所述的低弹性、低伸展性的基层12B。各该涂层16’具有一高分子树脂材质的基材，例如聚胺酯树脂，该基材内并混合夜光粒子、或铝粉，或为导电浆，且该涂层中并混合有热塑性弹性体材质的粘性材料(未示)，所述的粘性材料为前述实施例的粘着层14的材质。该涂层16’以涂布或镀着的方式布设于基层12C的至少一设置表面，并以该粘性材料粘着于该基层12C的设置表面。通过所述的夜光粒子或铝粉或导电浆，使该涂层成为夜光涂层或金属光泽的涂层或导电涂层。
该丝10C是由图15的膜材30C以图6的制法切割制成，该膜材30C具有一膜状基层32C以及一个或二个设于该膜状基层32C的顶侧或/及底侧表面的膜状涂层36’。该膜状基层32C可为第一实施例的具弹性的基材32A或第二实施例的低弹性、低伸展性的基层32B；各该膜状涂层36’的组成及成份与前述的功能性涂层16’相同，亦即，该膜状涂层36’的基材混合有热塑性弹性体材质的粘性材料，并以该粘性材料粘着于膜状基层32C。该膜状涂层36’可为夜光涂层、具金属色泽的涂层或具导电性的涂层。
该丝10C以图8的热牵伸(热拉伸)D程序、热定型F程序、以及冷却C程序制成拉伸细化后的丝20C(20)，如图16所示，该丝20C的物理性质可参阅前述的丝20A或丝20B。该丝20C及该基层22C的断面呈椭圆形，且该丝20C具有二个不同长度的轴向X及Z，其二侧G呈弧形。该丝20C(20)的显微结构可参考图18、图19所示。该基层22B的断面亦呈椭圆形。拉伸及细化后的该丝20C的线径变细、丹尼数大幅降低，且该基层22C的内部结构亦如图10所示，具有多数高分子链的结晶区23及顺向排列的高分子链24，及少量的不规则排列的高分子链26，使得该丝20C的物理性质获得提升，且不受不利因素的影响，故不裂解，使用寿命长倍。
该二涂层16’以热塑性弹性体的粘性材料粘着于该基层22C的伸展表面221上，于拉伸过程中，该粘性材料可随基层22C伸展而不断裂，使功能性涂层16’保持粘着于基层22C上而不掉落或分离。
本发明所制成的丝20(20A、20B、20C)的强度高、断裂伸率低、初始模量高、弹性回复率高，具有各种优异的物理性质，可直接作为纺织品的主线(面线)，以及直接作为缝线、绣线或提花用的线使用。该丝20(20A、20B、20C)可直接使用，不需另外以纱线包住丝，丝20直接裸露，故其夜光或反光的涂层不会受到阻碍，保持其夜光或反光功能的完整。
本发明所制成的丝，其功能性涂层(16、16’)具有更大的比表面积，增加涂层于丝的表面的面积比例，从而让涂层的功能更为提升。
玻璃微珠的反光层只能通过涂布的方法才能形成于膜材12及丝10的表面，因此，欲制成表面具玻璃微珠161的丝，唯有利用涂布的方式将玻璃微珠涂层涂布于膜材30(30A、30B)上，再通过切割的方式制成。本发明的热牵伸的制法尤其适用于功能性涂层只能以涂布方式形成于膜材的表面、再进行切割作业制成的丝。
本发明的丝自热塑性膜材切割并经热拉伸细化制成，其线径更细，可制成较切割方法更细的丝，触感更佳，适用范围更广。
上揭诸实施例仅是说明本发明的特征而非限制，举凡由本发明的等效修改，均应视为本发明的保护范围。

Claims (29)

1.一种由膜材切割制成并细化的丝，其特征在于，该丝是自一膜材切割形成的微细的丝，并经拉伸定型；该丝的横断面呈椭圆形，其断面结构具有：
一基层，断面呈椭圆形，其一对相反侧的表面形成二伸展表面，具有弧度；
至少一涂层，以涂布或镀着的方式设于该基层的至少一伸展表面，并以具有热塑性弹性体的粘性材料粘着于该基层的至少一伸展表面；所述的涂层顺着所述的伸展表面黏设于该基层上，所述的涂层于所述的伸展表面上伸展成更大的比表面积。
2.如权利要求1所述的丝，其特征在于，该粘性材料混合于该涂层中。
3.如权利要求1所述的丝，其特征在于，另包含有：至少一粘着层，为热塑性弹性体的材质，具伸展性，所述的粘着层设于该基层的至少一伸展表面；该至少一涂层以所述的粘着层粘着于该基层的至少一伸展表面。
4.如权利要求1至3任一项所述的丝，其特征在于，该基层内部结构具有高分子链结晶区及顺向的高分子链。
5.如权利要求1至3任一项所述的丝，其特征在于，该丝的该基层为热塑性弹性体的材质，使该丝形成一具弹性的丝。
6.如权利要求5所述的丝，其特征在于，该丝拉伸10％时，其弹性回复率至少为96％。
7.如权利要求5所述的丝，其特征在于，该丝的断裂伸率为100％以内。
8.如权利要求1或2所述的丝，其特征在于，所述的涂层为功能性涂层，为具有玻璃微珠的反光层或具有夜光粒子的夜光层或具有金属色泽的涂层或具导电性的涂层。
9.如权利要求3所述的丝，其特征在于，所述的涂层为功能性涂层，为具有玻璃微珠的反光层或具有夜光粒子的夜光层或具有金属色泽的涂层或具导电性的涂层。
10.如权利要求1至3任一项所述的丝，其特征在于，该丝的该基层为热塑性的塑胶材质，使该丝形成一弹性低及伸展性低的丝。
11.如权利要求1或2所述的丝，其特征在于，该丝具有二涂层，分别粘着于该基层的该二伸展表面。
12.如权利要求3所述的丝，其特征在于，该丝具有二粘着层及二涂层，该二涂层分别通过该二粘着层粘着于该基层的该二伸展表面。
13.如权利要求5所述的丝，其特征在于，该基层为热塑性弹性体(TPE)。
14.如权利要求5所述的丝，其特征在于，该基层为热塑性聚烯烃(TPO)的弹性材料、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚醚基聚氨酯弹性体(TPEU)、或为热塑性聚氨酯基(TPU基)的弹性体。
15.如权利要求10所述的丝，其特征在于，该基层为尼龙(Nylon)、或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
16.如权利要求10所述的丝，其特征在于，该基层为聚酯材料。
17.一种由膜材切割制成并细化的丝的制法，其特征在于，包含有下列步骤：
一、制备一膜材，该膜材具有一膜状基层以及至少一膜状涂层，该膜状基层为热塑性的塑胶材质；该至少一膜状涂层以具有热塑性弹性体的粘性材料粘着于该膜状基层的顶侧或底侧的表面；
二、将该膜材切割出数条微细的丝，各该丝的断面呈矩形，且其二侧面为切割的平面；
三、热拉伸程序，对所述的丝施以热拉伸，以至少一道拉伸来拉伸该丝，使该丝受热伸长及细化；
四、热定型程序，对经热拉伸的该丝施予热定型，稳定该丝；以及
五、冷却该丝，以制成该丝的成品；
该拉伸及细化后的丝的横断面呈椭圆形，并具有一基层与至少一涂层，该基层的顶侧与底侧的表面形成伸展表面，具有弧度；所述的涂层于所述的伸展表面上伸展成更大的比表面积。
18.如权利要求17所述的制法，其特征在于，该粘性材料混合于该膜状涂层中。
19.如权利要求17所述的制法，其特征在于，该膜材另包含有：至少一粘着层，为热塑性弹性体的材质；该至少一膜状涂层以该至少一粘着层粘着于该膜状基层的顶侧或底侧的表面。
20.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，于步骤三的热拉伸程序中，对该丝施以至少二道拉伸，包括第一道拉伸及第二道拉伸，该第二道拉伸的拉伸倍率小于该第一道拉伸的拉伸倍率。
21.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，步骤三的热拉伸程序中，以气态或液态的流体加热该丝。
22.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，该热拉伸程序中以液态的流体加热该丝，于丝离开该加热用的液态流体后，以一吹风设备或一抽风设备除去该丝上的流体。
23.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，该丝受若干滚轮的牵引进行热拉伸、热定型及冷却的程序。
24.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，该丝经拉伸后是细化，其细化程度界于50～150％，且该丝的内部具有高分子链的结晶及顺向的高分子链。
25.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，步骤三的热拉伸的温度为60～120℃；该热定型的温度高于该热拉伸的温度但低于该丝的熔点。
26.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，该膜状基层为热塑性弹性体的材质，使该膜材具有弹性。
27.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，该膜状基层为热塑性的塑胶材质，使该膜材为弹性低及伸展性低的膜材。
28.如权利要求17或18或19所述的制法，其特征在于，所述的膜状涂层为功能性涂层，为具有微小反光元件的反光层或具有夜光粒子的夜光层或具有金属色泽的涂层或具导电性的涂层。
29.如权利要求26或27所述的制法，其特征在于，所述的膜状涂层为功能性涂层，为具有微小反光元件的反光层或具有夜光粒子的夜光层或具有金属色泽的涂层或具导电性的涂层。
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