具高表面積及柔軟性的復合纖維及其制造方法，及包含該復合纖維的基材及其制造方法
【專利摘要】本發明關于一種具有高表面積及柔軟性的復合纖維及其制造方法，及包含該復合纖維的基材及其制造方法。該復合纖維具有第一成份、第二成份、最大外徑及圓周。該第一成份具有中央部及復數個延伸部，該中央部的最大長度小于該最大外徑的四分之三，且該第一成份占該復合纖維總重量比例為50%至95%。該第二成份具有復數個外圍部，介于二個延伸部之間，且該第二成份占該復合纖維總重量比例為5%至50%。
【專利說明】具高表面積及柔軟性的復合纖維及其制造方法，及包含該復合纖維的基材及其制造方法【技術領域】
[0001]本發明關于一種復合纖維的制造方法，及包含該復合纖維的基材及其制造方法，特別是一種具有高表面積及柔軟性的復合纖維及其制造方法，及包含該復合纖維的基材及其制造方法。
【背景技術】
[0002]參考圖1，顯示美國專利公開第US2008/0108265號“高表面積纖維及紡織品的制造方法”及第US2008/0105612號“高表面積纖維的復合過濾媒介”所揭示的習知復合纖維的剖視示意圖。所述專利是利用海島復合纖維技術，使得島成份10被海成份11所包覆，以形成復合纖維I。該復合纖維I的橫截面為橢圓型或長橢圓型。該島成份10類似蜈蚣的形狀，其包括中央部12及復數個延伸部13。該海成份11完全包覆住該中央部12及所述延伸部13。該中央部12的最大長度LI約為該海成份11最大長度L2的80%。
[0003]復數根復合纖維I可再被制成紡織品，該紡織品經過溶除加工，將該海成份11溶除后，即可得到類似蜈蚣形狀的纖維(即只剩下該島成份10)。該纖維由于觸須(即所述延伸部13)多，而可以具有高表面積特性。
[0004]由于該習知復合纖維I的橫截面為橢圓型或長橢圓型，其長軸與短軸比過大，受外力時會變形，因此該復合纖維I于后加工，如假捻，織造等步驟，加工不易。此外，由于該海成份11必須完全包覆該島成份10，所以該海成份11的比例無法太低，換言之，必須溶除的該海成份11比例較多。再者，在該復合纖維I所制成的紡織品中，由于該島成份10的小單元是類似H形，因此其挺性強，柔軟性不佳。
[0005]因此，有必要提供`一創新且富進步性的具高表面積及柔軟性的復合纖維及其制造方法，及包含該復合纖維的基材及其制造方法，以解決上述問題。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種具有高表面積及柔軟性的復合纖維，其橫截面大致為圓形且具有最大外徑及圓周。該復合纖維包括第一成份及第二成份。該第一成份具有中央部及復數個延伸部，該中央部的最大長度小于該最大外徑的四分之三，所述延伸部是由該中央部延伸至該圓周，且該第一成份占該復合纖維總重量比例為50%至95%。該第二成份具有復數個外圍部，每一外圍部為扇形，且介于二個延伸部之間，于該圓周中所述延伸部及所述外圍部是交替分布，且該第二成份占該復合纖維總重量比例為5%至50%。
[0007]本發明另提供一種具有高表面積及柔軟性的復合纖維的制造方法，其包括以下步驟:(a)提供第一成份，該第一成份具有第一粘度；(b)熔融該第一成份后傳送至紡絲箱體，且設定第一溫度；(C)提供第二成份，該第二成份具有第二粘度，其中該第二粘度大于該第一粘度；(d)熔融該第二成份后傳送至該紡絲箱體，且設定第二溫度，其中該第二溫度小于該第一溫度 '及(e)共同擠出該第一成份及該第二成份，以形成上述的復合纖維。[0008]本發明另提供一種不織布基材，其包括復數根第一纖維復數根第二纖維。每一第一纖維具有中央部及復數個延伸部,所述延伸部是由該中央部向外延伸，且所述延伸部的外緣在該第一纖維的橫截面上形成不連續的圓周，該圓周大致上為圓形且具有最大外徑，該中央部的最大長度小于該最大外徑的四分之三。每一第二纖維為扇形，且其尺寸與二個延伸部間的空間相符。
[0009]本發明另提供一種不織布基材的制造方法，其包括以下步驟:(a)提供第一成份，該第一成份具有第一粘度；(b)熔融該第一成份后傳送至第一紡絲箱體,且設定第一溫度；(C)提供第二成份，該第二成份具有第二粘度，其中該第二粘度大于該第一粘度；(d)熔融該第二成份后傳送至第二紡絲箱體，且設定第二溫度，其中該第二溫度小于該第一溫度；
(e)共同擠出該第一成份及該第二成份，以形成上述的復合纖維；(f)將復數根復合纖維形成纖維網 '及(g)分離所述復合纖維內的該第一成份及該第二成份，以形成不織布基材。
[0010]在本發明中，該第一纖維(即該第一成份)的觸須(即所述延伸部)多，使得其表面積高而可提供高過濾性。此外，該第二纖維(即該第二成份)為超細纖維，而可增加柔軟度。因此，本發明的復合纖維及不織布基材可同時兼具高表面積及柔軟性。
[0011]附圖簡述
[0012]圖1顯示美國專利公開第US2008/0108265號“高表面積纖維及紡織品的制造方法”及第US2008/0105612號“高表面積纖維的復合過濾媒介”所揭示的習知復合纖維的剖視不意圖；
[0013]圖2顯示本發明具有高表面積及柔軟性的復合纖維的一實施例的剖視示意圖；及
[0014]圖3顯示本發明具有高表面積及柔軟性的不織布基材的第一纖維的一實施例的剖視示意圖。
[0015]主要元件符號說明
[0016]I 習知復合纖維
[0017]2 本發明復合纖維的一實施例
[0018]3 第一纖維
[0019]10 島成份
[0020]11 海成份
[0021]12 中央部
[0022]13 延伸部
[0023]20 第一成份
[0024]21 第二成份
[0025]22 中央部
[0026]23 延伸部
[0027]24 圓周
[0028]34 圓周
[0029]211 外圍部
[0030]231 延伸部的第一端
[0031]232 延伸部的第二端
[0032]實施方式[0033]參考圖2，顯示本發明具有高表面積及柔軟性的復合纖維的一實施例的剖視示意圖。該復合纖維2的橫截面大致為圓形且具有最大外徑D及圓周24。該復合纖維2包括第一成份20及第二成份21。該第一成份20具有中央部22及復數個延伸部23，該中央部22的最大長度L小于該最大外徑D的四分之三，且大于該最大外徑D的八分之一。較佳地，該最大長度L約為該最大外徑D的六分之一。所述延伸部23是由該中央部22向外延伸至該圓周24。該第一成份20占該復合纖維2總重量比例為50%至95%。
[0034]在本實施例中，該第一成份20的材質為聚酯類聚合物或聚酰胺類聚合物或聚烯烴類聚合物，該聚酯類聚合物為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)及其改質物或共聚物。該聚酰胺類聚合物為聚酰胺6 (PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚酰胺12(PA12)及其改質物或共聚物，該聚烯烴類聚合物為聚丙烯(PP)。每一延伸部23具有第一端231及第二端232，該第一端231靠近該中央部22，該第二端232靠近該圓周24，且該第二端232的寬度大于該第一端231的寬度。亦即，所有所述延伸部23為扇形或水滴形。此外，如圖所示，部分所述延伸部23為弧狀。
[0035]該第二成份21具有復數個外圍部211，每一外圍部211為扇形，且介于二個延伸部23之間。該第一成份20并未完全包覆該第二成份21，因此，于該圓周24中所述延伸部23及所述外圍部211是交替分布。該第二成份21占該復合纖維I總重量比例為5%至50%。在本實施例中，該第二成份21的材質為尼龍(Nylon)或聚烯烴類聚合物。該聚烯烴類聚合物為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及其改質物或共聚物。要注意的是，該第二成份21與該第一成份20間的親和力不可太高，因為在基材制程中該第二成份21必須與該第一成份20分離。
[0036]本發明另關于一種具有高表面積及柔軟性的復合纖維的制造方法，其包括以下步驟。首先，提供第一成份20。該第一成份20具有第一粘度。在本實施例中，該第一成份20的材質為聚酯類聚合物或聚酰胺類聚合物或聚烯烴類聚合物，該聚酯類聚合物為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)及其改質物或共聚物。該聚酰胺類聚合物為聚酰胺6 (PA6)、聚酰胺66 (PA66)、聚酰胺12 (PA12)及其改質物或共聚物。該聚烯烴類聚合物為聚丙烯(PP)。
[0037]接著，利用押出機熔融該第一成份20，之后將該熔融的第一成份20傳送至第一紡絲箱體，且設定第一溫度。
[0038]接著，提供第二成份21。該第二成份21具有第二粘度，其中該第二粘度大于該第一粘度。在本實施例中，該第二成份21的材質為尼龍(Nylon)或聚烯烴類聚合物。該聚烯烴類聚合物為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及其改質物或共聚物。
[0039]接著，利用押出機熔融該第二成份21，之后將該熔融的第二成份21傳送至第二紡絲箱體，且設定第二溫度，其中該第二溫度小于該第一溫度，以提高該第二成份21的粘度。
[0040]接著，調整該第一成份20及該第二成份21復合比例，其中該第一成份20的重量百分比為50%至95%，該第二成份21的重量百分比為5%至50%。接著，利用紡口組件共同擠出該第一成份20及該第二成份21,以形成該復合纖維2,其中該第一成份20占該復合纖維2總重量比例為50%至95%，該第二成份21占該復合纖維2總重量比例為5%至50%。
[0041]本發明另關于一種不織布基材的制造方法，其是將復數根上述復合纖維2形成纖維網。在一實施例中，是將所述復合纖維2形成短纖維后再經過開棉，梳棉，迭棉，針釓等不織布制造流程，以形成該纖維網。在另一實施例中，直接利用紡粘制程而形成該纖維網。
[0042]接著，分離所述復合纖維2內的該第一成份20及該第二成份21，以形成不織布基材。該分離方法包括但不限于微波、機械拍打、機械搓揉、高壓水柱沖擊、化學膨潤及堿液減除。此外，參考圖3，在該不織布基材中，該第一成份20形成第一纖維3，每一第一纖維3具有中央部22及復數個延伸部23，所述延伸部23是由該中央部22向外延伸，且所述延伸部23的外緣在該第一纖維3的橫截面上形成不連續的圓周34，該圓周34大致上為圓形且具有最大外徑D，該中央部22的最大長度L小于該最大外徑D的四分之三，且大于該最大外徑D的八分之一。較佳地，該最大長度L約為該最大外徑D的六分之一。
[0043]每一延伸部23具有第一端231及第二端232，該第一端231靠近該中央部22，該第二端232靠近該圓周34，且該第二端232的寬度大于該第一端231的寬度。亦即，所有所述延伸部23為扇形或水滴形。所述第一纖維3占該不織布基材總重量比例為50%至95%。
[0044]同時，該第二成份21的所述外圍部211形成復數根第二纖維(圖中未示)，每一第二纖維為扇形，且其尺寸與二個延伸部23間的空間相符。所述第二纖維占該不織布基材總重量比例為5%至50%。
[0045]在本發明中，該第一纖維3 (即該第一成份20)的觸須(即所述延伸部23)多，使得其表面積高(57600cm2/g?230400cm2/g)而可提供高過濾性。此外,該第二纖維(即該第二成份21)為超細纖維，其細度范圍在0.01、.001丹尼(den)，而可增加柔軟度。因此，本發明的復合纖維及不織布基材可同時兼具高表面積及柔軟性。
[0046]茲以下列實例予以詳細說明本發明，唯并不意謂本發明僅局限于這些實施例所揭示的內容。
[0047]實施例1:
[0048]使用長春企業公司生產的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT),極限粘度(IntrinsicViscosity, IV):0.83，于120°C干燥3小時，測得含水率為180ppm，上述為第一成份。使用巴斯夫股份公司(BASF)生產的尼龍(Nylon)，相對粘度(RV):2.4，于100°C干燥5小時，測得含水率為IlOppm,上述為第二成份。
[0049]將該第一成份輸送至第一押出機，并將該第一押出機依入口順序設定以下溫度:278°C、288°C及288°C。該第一成份熔融后進入第一紡絲箱體，該第一紡絲箱體內熱煤溫度設定為288°C。將該第二成份輸送至第二押出機，并將該第二押出機依入口順序設定以下溫度:275°C，285°C& 283°C。該第二成份熔融后進入第二紡絲箱體，該第二紡絲箱體內熱煤溫度設定為280°C。
[0050]接著，該第一成份經過第一計量泵(Gear Pump)，且該第二成份經過第二計量泵(Gear Pump)。分別調整該第一計量泵及該第二計量泵，使該第一成份的復合比例(重量比)為73%，該第二成份的復合比例(重量比)為27%。接著，然后將該第一成份及該第二成份于紡口組件共同擠出，經冷卻風冷卻，冷卻風溫為22°C，冷卻風相對濕度為78%。再由卷取機卷繞，卷繞的速度為1620m/min，可得細度:8.5丹尼(den)，強度:1.61g/den，斷裂伸長率:420%的復合纖維。
[0051]該復合纖維先經過50°C的溫水水洗，再以85°C的熱水，3倍延伸倍率來延伸該復合纖維，以噴霧器對纖維束噴油，然后再送入依序為78 V ,80 °C, 80 V，75 °C，70 V ,70 °C,65 °C, 60 °C的烘箱干燥區，再經過切斷刀盤裁切，即可得到長度51mm，細度:2.91 den，強度:4.55g/den,斷裂伸長率:48%,卷曲度(Crimp):9%的短纖維。將上述短纖維,經過開棉，梳棉，迭棉，針釓等不織布制造流程，即可得到基重為230g/m2，厚度1.4mm的纖維網，該纖維網再經IlObar的水柱沖擊，以分離該第一成份及該第二成份，最后可得到同時具有超細纖維(即上述第二纖維)及高表面積纖維(即上述第一纖維)的不織布基材。
[0052]實施例2:
[0053]使用新光合成纖維公司生產的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，極限粘度(IV):0.53，于130°C干燥4小時，測得含水率為60ppm，上述為第一成份。使用李長榮化學公司生產的聚丙烯(PP)，流動指數(Melt Flow Rate, MFR):25，上述為上述為第二成份。
[0054]將該第一成份輸送至第一押出機，并將該第一押出機依入口順序設定以下溫度:2780C，290°C及290°C。該第一成份熔融后進入第一紡絲箱體，該第一紡絲箱體內熱煤溫度設定為292°C。將該第二成份輸送至第二押出機，并將該第二押出機依入口順序設定以下溫度:19(TC，23(TC及230°C。該第二成份熔融后進入第二紡絲箱體，該第二紡絲箱體內熱煤溫度設定為265°C。
[0055]接著，該第一成份經過第一計量泵(Gear Pump),且該第二成份經過第二計量泵(Gear Pump)。分別調整該第一計量泵及該第二計量泵，使該第一成份的復合比例(重量比)為82%，該第二成份的復合比例(重量比)為18%。接著，然后將該第一成份及該第二成份于紡口組件共同擠出，使用llkg/cm2空氣壓力噴出的高速流動氣墻，將纖維予以氣流牽伸及冷卻，可得基重為80g/m2，厚度0.7mm的纖維網，其中單獨的復合纖維的細度為:2.2den，強度:2.2g/den,斷裂伸長率:35%。將該纖維網經90bar的水柱沖擊，以分離該第一成份及該第二成份，可得到同時具有超細纖維(即上述第二纖維)及高表面積纖維(即上述第一纖維)的不織布基材。
[0056]上述實施例僅為說明本發明的原理及其功效，并非限制本發明，因此習于此技術的人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明的精神。本發明的權利范圍應如后述的權利要求所列。
【權利要求】
1.一種具有高表面積及柔軟性的復合纖維，其橫截面大致為圓形且具有最大外徑及圓周，該復合纖維包括: 第一成份，具有中央部及復數個延伸部，該中央部的最大長度小于該最大外徑的四分之三，所述延伸部是由該中央部延伸至該圓周，且該第一成份占該復合纖維總重量比例為50% 至 95% ;及 第二成份，具有復數個外圍部，每一外圍部為扇形，且介于二個延伸部之間，于該圓周中所述延伸部及所述外圍部是交替分布，且該第二成份占該復合纖維總重量比例為5%至50%。
2.如權利要求1的復合纖維，其中該第一成份的材質為聚酯類聚合物、聚酰胺類聚合物或聚烯烴類聚合物，該第二成份的材質為尼龍(Nylon)或聚烯烴類聚合物，且該中央部的該最大長度大于該最大外徑的八分之一。
3.如權利要求1的復合纖維，其中每一延伸部具有第一端及第二端，該第一端靠近該中央部，該第二端靠近該圓周，且該第二端的寬度大于該第一端的寬度，所述延伸部為扇形或水滴形。
4.一種具高表面積及柔軟性的復合纖維的制造方法，包括: (a)提供第一成份，該第一成份具有第一粘度； (b)熔融該第一成份后傳送至紡絲箱體，且設定第一溫度； (c)提供第二成份，該第 二成份具有第二粘度，其中該第二粘度大于該第一粘度； (d)熔融該第二成份后傳送至該紡絲箱體，且設定第二溫度，其中該第二溫度小于該第一溫度；及 (e)共同擠出該第一成份及該第二成份，以形成復合纖維，其中該第一成份占該復合纖維總重量比例為50%至95%，該第二成份占該復合纖維總重量比例為5%至50%，該復合纖維的橫截面大致為圓形且具有最大外徑及圓周，該復合纖維的第一成份具有中央部及復數個延伸部，該中央部的最大長度小于該最大外徑的四分之三，所述延伸部是由該中央部延伸至該圓周，該復合纖維的第二成份具有復數個外圍部，每一外圍部為扇形，且介于二個延伸部之間，于該圓周中所述延伸部及所述外圍部是交替分布。
5.如權利要求4的制造方法，其中該復合纖維的該中央部的該最大長度大于該最大外徑的八分之一，該復合纖維的每一延伸部具有第一端及第二端，該第一端靠近該中央部，該第二端靠近該圓周，且該第二端的寬度大于該第一端的寬度，且該復合纖維的所述延伸部為扇形或水滴形。
6.一種不織布基材，包括: 復數根第一纖維，每一第一纖維具有中央部及復數個延伸部，所述延伸部是由該中央部向外延伸，且所述延伸部的外緣在該第一纖維的橫截面上形成不連續的圓周，該圓周大致上為圓形且具有最大外徑，該中央部的最大長度小于該最大外徑的四分之三；及 復數根第二纖維，每一第二纖維為扇形，且其尺寸與二個延伸部間的空間相符。
7.如權利要求6的不織布基材，其中所述第一纖維的材質為聚酯類聚合物、聚酰胺類聚合物或聚烯烴類聚合物，所述第二纖維的材質為尼龍(Nylon)或聚烯烴類聚合物。
8.如權利要求6的不織布基材，其中所述第一纖維占該不織布基材總重量比例為50%至95%，所述第二纖維占該不織布基材總重量比例為5%至50%，該中央部的該最大長度大于該最大外徑的八分之一，且所述延伸部為扇形或水滴形。
9.一種不織布基材的制造方法，包括: (a)提供第一成份，該第一成份具有第一粘度； (b)熔融該第一成份后傳送至第一紡絲箱體,且設定第一溫度； (c)提供第二成份，該第二成份具有第二粘度，其中該第二粘度大于該第一粘度； (d)熔融該第二成份后傳送至第二紡絲箱體，且設定第二溫度，其中該第二溫度小于該第一溫度； (e)共同擠出該第一成份及該第二成份，以形成復合纖維，其中該第一成份占該復合纖維總重量比例為50%至95%，該第二成份占該復合纖維總重量比例為5%至50%，該復合纖維的橫截面大致為圓形且具有最大外徑及圓周，該復合纖維的第一成份具有中央部及復數個延伸部，該中央部的最大長度小于該最大外徑的四分之三，所述延伸部是由該中央部延伸至該圓周，該復合纖維的第二成份具有復數個外圍部，每一外圍部為扇形，且介于二個延伸部之間，于該圓周中所述延伸部及所述外圍部是交替分布； (f)將復數根復合纖維形成纖維網'及 (g)分離所述復合纖維內的該第一成份及該第二成份，以形成不織布基材。
10.如權利要求9的制造方法，其中該復合纖維的該中央部的該最大長度大于該最大外徑的八分之一，且該步驟(g)是利用水柱沖擊該纖維網，以分離該第一成份及該第二成份。`
【文檔編號】D04H1/4382GK103789872SQ201210432055
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月2日 優先權日:2012年11月2日
【發明者】馮崇智, 林至逸, 楊高隆 申請人:三芳化學工業股份有限公司