具高表面积及柔软性的复合纤维及其制造方法，及包含该复合纤维的基材及其制造方法
【专利摘要】本发明关于一种具有高表面积及柔软性的复合纤维及其制造方法，及包含该复合纤维的基材及其制造方法。该复合纤维具有第一成份、第二成份、最大外径及圆周。该第一成份具有中央部及复数个延伸部，该中央部的最大长度小于该最大外径的四分之三，且该第一成份占该复合纤维总重量比例为50%至95%。该第二成份具有复数个外围部，介于二个延伸部之间，且该第二成份占该复合纤维总重量比例为5%至50%。
【专利说明】具高表面积及柔软性的复合纤维及其制造方法，及包含该复合纤维的基材及其制造方法【技术领域】
[0001]本发明关于一种复合纤维的制造方法，及包含该复合纤维的基材及其制造方法，特别是一种具有高表面积及柔软性的复合纤维及其制造方法，及包含该复合纤维的基材及其制造方法。
【背景技术】
[0002]参考图1，显示美国专利公开第US2008/0108265号“高表面积纤维及纺织品的制造方法”及第US2008/0105612号“高表面积纤维的复合过滤媒介”所揭示的习知复合纤维的剖视示意图。所述专利是利用海岛复合纤维技术，使得岛成份10被海成份11所包覆，以形成复合纤维I。该复合纤维I的横截面为椭圆型或长椭圆型。该岛成份10类似蜈蚣的形状，其包括中央部12及复数个延伸部13。该海成份11完全包覆住该中央部12及所述延伸部13。该中央部12的最大长度LI约为该海成份11最大长度L2的80%。
[0003]复数根复合纤维I可再被制成纺织品，该纺织品经过溶除加工，将该海成份11溶除后，即可得到类似蜈蚣形状的纤维(即只剩下该岛成份10)。该纤维由于触须(即所述延伸部13)多，而可以具有高表面积特性。
[0004]由于该习知复合纤维I的横截面为椭圆型或长椭圆型，其长轴与短轴比过大，受外力时会变形，因此该复合纤维I于后加工，如假捻，织造等步骤，加工不易。此外，由于该海成份11必须完全包覆该岛成份10，所以该海成份11的比例无法太低，换言之，必须溶除的该海成份11比例较多。再者，在该复合纤维I所制成的纺织品中，由于该岛成份10的小单元是类似H形，因此其挺性强，柔软性不佳。
[0005]因此，有必要提供`一创新且富进步性的具高表面积及柔软性的复合纤维及其制造方法，及包含该复合纤维的基材及其制造方法，以解决上述问题。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种具有高表面积及柔软性的复合纤维，其横截面大致为圆形且具有最大外径及圆周。该复合纤维包括第一成份及第二成份。该第一成份具有中央部及复数个延伸部，该中央部的最大长度小于该最大外径的四分之三，所述延伸部是由该中央部延伸至该圆周，且该第一成份占该复合纤维总重量比例为50%至95%。该第二成份具有复数个外围部，每一外围部为扇形，且介于二个延伸部之间，于该圆周中所述延伸部及所述外围部是交替分布，且该第二成份占该复合纤维总重量比例为5%至50%。
[0007]本发明另提供一种具有高表面积及柔软性的复合纤维的制造方法，其包括以下步骤:(a)提供第一成份，该第一成份具有第一粘度；(b)熔融该第一成份后传送至纺丝箱体，且设定第一温度；(C)提供第二成份，该第二成份具有第二粘度，其中该第二粘度大于该第一粘度；(d)熔融该第二成份后传送至该纺丝箱体，且设定第二温度，其中该第二温度小于该第一温度 '及(e)共同挤出该第一成份及该第二成份，以形成上述的复合纤维。[0008]本发明另提供一种不织布基材，其包括复数根第一纤维复数根第二纤维。每一第一纤维具有中央部及复数个延伸部,所述延伸部是由该中央部向外延伸，且所述延伸部的外缘在该第一纤维的横截面上形成不连续的圆周，该圆周大致上为圆形且具有最大外径，该中央部的最大长度小于该最大外径的四分之三。每一第二纤维为扇形，且其尺寸与二个延伸部间的空间相符。
[0009]本发明另提供一种不织布基材的制造方法，其包括以下步骤:(a)提供第一成份，该第一成份具有第一粘度；(b)熔融该第一成份后传送至第一纺丝箱体,且设定第一温度；(C)提供第二成份，该第二成份具有第二粘度，其中该第二粘度大于该第一粘度；(d)熔融该第二成份后传送至第二纺丝箱体，且设定第二温度，其中该第二温度小于该第一温度；
(e)共同挤出该第一成份及该第二成份，以形成上述的复合纤维；(f)将复数根复合纤维形成纤维网 '及(g)分离所述复合纤维内的该第一成份及该第二成份，以形成不织布基材。
[0010]在本发明中，该第一纤维(即该第一成份)的触须(即所述延伸部)多，使得其表面积高而可提供高过滤性。此外，该第二纤维(即该第二成份)为超细纤维，而可增加柔软度。因此，本发明的复合纤维及不织布基材可同时兼具高表面积及柔软性。
[0011]附图简述
[0012]图1显示美国专利公开第US2008/0108265号“高表面积纤维及纺织品的制造方法”及第US2008/0105612号“高表面积纤维的复合过滤媒介”所揭示的习知复合纤维的剖视不意图；
[0013]图2显示本发明具有高表面积及柔软性的复合纤维的一实施例的剖视示意图；及
[0014]图3显示本发明具有高表面积及柔软性的不织布基材的第一纤维的一实施例的剖视示意图。
[0015]主要元件符号说明
[0016]I 习知复合纤维
[0017]2 本发明复合纤维的一实施例
[0018]3 第一纤维
[0019]10 岛成份
[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 圆周
[0028]34 圆周
[0029]211 外围部
[0030]231 延伸部的第一端
[0031]232 延伸部的第二端
[0032]实施方式[0033]参考图2，显示本发明具有高表面积及柔软性的复合纤维的一实施例的剖视示意图。该复合纤维2的横截面大致为圆形且具有最大外径D及圆周24。该复合纤维2包括第一成份20及第二成份21。该第一成份20具有中央部22及复数个延伸部23，该中央部22的最大长度L小于该最大外径D的四分之三，且大于该最大外径D的八分之一。较佳地，该最大长度L约为该最大外径D的六分之一。所述延伸部23是由该中央部22向外延伸至该圆周24。该第一成份20占该复合纤维2总重量比例为50%至95%。
[0034]在本实施例中，该第一成份20的材质为聚酯类聚合物或聚酰胺类聚合物或聚烯烃类聚合物，该聚酯类聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)及其改质物或共聚物。该聚酰胺类聚合物为聚酰胺6 (PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚酰胺12(PA12)及其改质物或共聚物，该聚烯烃类聚合物为聚丙烯(PP)。每一延伸部23具有第一端231及第二端232，该第一端231靠近该中央部22，该第二端232靠近该圆周24，且该第二端232的宽度大于该第一端231的宽度。亦即，所有所述延伸部23为扇形或水滴形。此外，如图所示，部分所述延伸部23为弧状。
[0035]该第二成份21具有复数个外围部211，每一外围部211为扇形，且介于二个延伸部23之间。该第一成份20并未完全包覆该第二成份21，因此，于该圆周24中所述延伸部23及所述外围部211是交替分布。该第二成份21占该复合纤维I总重量比例为5%至50%。在本实施例中，该第二成份21的材质为尼龙(Nylon)或聚烯烃类聚合物。该聚烯烃类聚合物为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及其改质物或共聚物。要注意的是，该第二成份21与该第一成份20间的亲和力不可太高，因为在基材制程中该第二成份21必须与该第一成份20分离。
[0036]本发明另关于一种具有高表面积及柔软性的复合纤维的制造方法，其包括以下步骤。首先，提供第一成份20。该第一成份20具有第一粘度。在本实施例中，该第一成份20的材质为聚酯类聚合物或聚酰胺类聚合物或聚烯烃类聚合物，该聚酯类聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)及其改质物或共聚物。该聚酰胺类聚合物为聚酰胺6 (PA6)、聚酰胺66 (PA66)、聚酰胺12 (PA12)及其改质物或共聚物。该聚烯烃类聚合物为聚丙烯(PP)。
[0037]接着，利用押出机熔融该第一成份20，之后将该熔融的第一成份20传送至第一纺丝箱体，且设定第一温度。
[0038]接着，提供第二成份21。该第二成份21具有第二粘度，其中该第二粘度大于该第一粘度。在本实施例中，该第二成份21的材质为尼龙(Nylon)或聚烯烃类聚合物。该聚烯烃类聚合物为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及其改质物或共聚物。
[0039]接着，利用押出机熔融该第二成份21，之后将该熔融的第二成份21传送至第二纺丝箱体，且设定第二温度，其中该第二温度小于该第一温度，以提高该第二成份21的粘度。
[0040]接着，调整该第一成份20及该第二成份21复合比例，其中该第一成份20的重量百分比为50%至95%，该第二成份21的重量百分比为5%至50%。接着，利用纺口组件共同挤出该第一成份20及该第二成份21,以形成该复合纤维2,其中该第一成份20占该复合纤维2总重量比例为50%至95%，该第二成份21占该复合纤维2总重量比例为5%至50%。
[0041]本发明另关于一种不织布基材的制造方法，其是将复数根上述复合纤维2形成纤维网。在一实施例中，是将所述复合纤维2形成短纤维后再经过开棉，梳棉，迭棉，针钆等不织布制造流程，以形成该纤维网。在另一实施例中，直接利用纺粘制程而形成该纤维网。
[0042]接着，分离所述复合纤维2内的该第一成份20及该第二成份21，以形成不织布基材。该分离方法包括但不限于微波、机械拍打、机械搓揉、高压水柱冲击、化学膨润及碱液减除。此外，参考图3，在该不织布基材中，该第一成份20形成第一纤维3，每一第一纤维3具有中央部22及复数个延伸部23，所述延伸部23是由该中央部22向外延伸，且所述延伸部23的外缘在该第一纤维3的横截面上形成不连续的圆周34，该圆周34大致上为圆形且具有最大外径D，该中央部22的最大长度L小于该最大外径D的四分之三，且大于该最大外径D的八分之一。较佳地，该最大长度L约为该最大外径D的六分之一。
[0043]每一延伸部23具有第一端231及第二端232，该第一端231靠近该中央部22，该第二端232靠近该圆周34，且该第二端232的宽度大于该第一端231的宽度。亦即，所有所述延伸部23为扇形或水滴形。所述第一纤维3占该不织布基材总重量比例为50%至95%。
[0044]同时，该第二成份21的所述外围部211形成复数根第二纤维(图中未示)，每一第二纤维为扇形，且其尺寸与二个延伸部23间的空间相符。所述第二纤维占该不织布基材总重量比例为5%至50%。
[0045]在本发明中，该第一纤维3 (即该第一成份20)的触须(即所述延伸部23)多，使得其表面积高(57600cm2/g?230400cm2/g)而可提供高过滤性。此外,该第二纤维(即该第二成份21)为超细纤维，其细度范围在0.01、.001丹尼(den)，而可增加柔软度。因此，本发明的复合纤维及不织布基材可同时兼具高表面积及柔软性。
[0046]兹以下列实例予以详细说明本发明，唯并不意谓本发明仅局限于这些实施例所揭示的内容。
[0047]实施例1:
[0048]使用长春企业公司生产的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),极限粘度(IntrinsicViscosity, IV):0.83，于120°C干燥3小时，测得含水率为180ppm，上述为第一成份。使用巴斯夫股份公司(BASF)生产的尼龙(Nylon)，相对粘度(RV):2.4，于100°C干燥5小时，测得含水率为IlOppm,上述为第二成份。
[0049]将该第一成份输送至第一押出机，并将该第一押出机依入口顺序设定以下温度:278°C、288°C及288°C。该第一成份熔融后进入第一纺丝箱体，该第一纺丝箱体内热煤温度设定为288°C。将该第二成份输送至第二押出机，并将该第二押出机依入口顺序设定以下温度:275°C，285°C& 283°C。该第二成份熔融后进入第二纺丝箱体，该第二纺丝箱体内热煤温度设定为280°C。
[0050]接着，该第一成份经过第一计量泵(Gear Pump)，且该第二成份经过第二计量泵(Gear Pump)。分别调整该第一计量泵及该第二计量泵，使该第一成份的复合比例(重量比)为73%，该第二成份的复合比例(重量比)为27%。接着，然后将该第一成份及该第二成份于纺口组件共同挤出，经冷却风冷却，冷却风温为22°C，冷却风相对湿度为78%。再由卷取机卷绕，卷绕的速度为1620m/min，可得细度:8.5丹尼(den)，强度:1.61g/den，断裂伸长率:420%的复合纤维。
[0051]该复合纤维先经过50°C的温水水洗，再以85°C的热水，3倍延伸倍率来延伸该复合纤维，以喷雾器对纤维束喷油，然后再送入依序为78 V ,80 °C, 80 V，75 °C，70 V ,70 °C,65 °C, 60 °C的烘箱干燥区，再经过切断刀盘裁切，即可得到长度51mm，细度:2.91 den，强度:4.55g/den,断裂伸长率:48%,卷曲度(Crimp):9%的短纤维。将上述短纤维,经过开棉，梳棉，迭棉，针钆等不织布制造流程，即可得到基重为230g/m2，厚度1.4mm的纤维网，该纤维网再经IlObar的水柱冲击，以分离该第一成份及该第二成份，最后可得到同时具有超细纤维(即上述第二纤维)及高表面积纤维(即上述第一纤维)的不织布基材。
[0052]实施例2:
[0053]使用新光合成纤维公司生产的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，极限粘度(IV):0.53，于130°C干燥4小时，测得含水率为60ppm，上述为第一成份。使用李长荣化学公司生产的聚丙烯(PP)，流动指数(Melt Flow Rate, MFR):25，上述为上述为第二成份。
[0054]将该第一成份输送至第一押出机，并将该第一押出机依入口顺序设定以下温度:2780C，290°C及290°C。该第一成份熔融后进入第一纺丝箱体，该第一纺丝箱体内热煤温度设定为292°C。将该第二成份输送至第二押出机，并将该第二押出机依入口顺序设定以下温度:19(TC，23(TC及230°C。该第二成份熔融后进入第二纺丝箱体，该第二纺丝箱体内热煤温度设定为265°C。
[0055]接着，该第一成份经过第一计量泵(Gear Pump),且该第二成份经过第二计量泵(Gear Pump)。分别调整该第一计量泵及该第二计量泵，使该第一成份的复合比例(重量比)为82%，该第二成份的复合比例(重量比)为18%。接着，然后将该第一成份及该第二成份于纺口组件共同挤出，使用llkg/cm2空气压力喷出的高速流动气墙，将纤维予以气流牵伸及冷却，可得基重为80g/m2，厚度0.7mm的纤维网，其中单独的复合纤维的细度为:2.2den，强度:2.2g/den,断裂伸长率:35%。将该纤维网经90bar的水柱冲击，以分离该第一成份及该第二成份，可得到同时具有超细纤维(即上述第二纤维)及高表面积纤维(即上述第一纤维)的不织布基材。
[0056]上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此习于此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如后述的权利要求所列。
【权利要求】
1.一种具有高表面积及柔软性的复合纤维，其横截面大致为圆形且具有最大外径及圆周，该复合纤维包括: 第一成份，具有中央部及复数个延伸部，该中央部的最大长度小于该最大外径的四分之三，所述延伸部是由该中央部延伸至该圆周，且该第一成份占该复合纤维总重量比例为50% 至 95% ;及 第二成份，具有复数个外围部，每一外围部为扇形，且介于二个延伸部之间，于该圆周中所述延伸部及所述外围部是交替分布，且该第二成份占该复合纤维总重量比例为5%至50%。
2.如权利要求1的复合纤维，其中该第一成份的材质为聚酯类聚合物、聚酰胺类聚合物或聚烯烃类聚合物，该第二成份的材质为尼龙(Nylon)或聚烯烃类聚合物，且该中央部的该最大长度大于该最大外径的八分之一。
3.如权利要求1的复合纤维，其中每一延伸部具有第一端及第二端，该第一端靠近该中央部，该第二端靠近该圆周，且该第二端的宽度大于该第一端的宽度，所述延伸部为扇形或水滴形。
4.一种具高表面积及柔软性的复合纤维的制造方法，包括: (a)提供第一成份，该第一成份具有第一粘度； (b)熔融该第一成份后传送至纺丝箱体，且设定第一温度； (c)提供第二成份，该第 二成份具有第二粘度，其中该第二粘度大于该第一粘度； (d)熔融该第二成份后传送至该纺丝箱体，且设定第二温度，其中该第二温度小于该第一温度；及 (e)共同挤出该第一成份及该第二成份，以形成复合纤维，其中该第一成份占该复合纤维总重量比例为50%至95%，该第二成份占该复合纤维总重量比例为5%至50%，该复合纤维的横截面大致为圆形且具有最大外径及圆周，该复合纤维的第一成份具有中央部及复数个延伸部，该中央部的最大长度小于该最大外径的四分之三，所述延伸部是由该中央部延伸至该圆周，该复合纤维的第二成份具有复数个外围部，每一外围部为扇形，且介于二个延伸部之间，于该圆周中所述延伸部及所述外围部是交替分布。
5.如权利要求4的制造方法，其中该复合纤维的该中央部的该最大长度大于该最大外径的八分之一，该复合纤维的每一延伸部具有第一端及第二端，该第一端靠近该中央部，该第二端靠近该圆周，且该第二端的宽度大于该第一端的宽度，且该复合纤维的所述延伸部为扇形或水滴形。
6.一种不织布基材，包括: 复数根第一纤维，每一第一纤维具有中央部及复数个延伸部，所述延伸部是由该中央部向外延伸，且所述延伸部的外缘在该第一纤维的横截面上形成不连续的圆周，该圆周大致上为圆形且具有最大外径，该中央部的最大长度小于该最大外径的四分之三；及 复数根第二纤维，每一第二纤维为扇形，且其尺寸与二个延伸部间的空间相符。
7.如权利要求6的不织布基材，其中所述第一纤维的材质为聚酯类聚合物、聚酰胺类聚合物或聚烯烃类聚合物，所述第二纤维的材质为尼龙(Nylon)或聚烯烃类聚合物。
8.如权利要求6的不织布基材，其中所述第一纤维占该不织布基材总重量比例为50%至95%，所述第二纤维占该不织布基材总重量比例为5%至50%，该中央部的该最大长度大于该最大外径的八分之一，且所述延伸部为扇形或水滴形。
9.一种不织布基材的制造方法，包括: (a)提供第一成份，该第一成份具有第一粘度； (b)熔融该第一成份后传送至第一纺丝箱体,且设定第一温度； (c)提供第二成份，该第二成份具有第二粘度，其中该第二粘度大于该第一粘度； (d)熔融该第二成份后传送至第二纺丝箱体，且设定第二温度，其中该第二温度小于该第一温度； (e)共同挤出该第一成份及该第二成份，以形成复合纤维，其中该第一成份占该复合纤维总重量比例为50%至95%，该第二成份占该复合纤维总重量比例为5%至50%，该复合纤维的横截面大致为圆形且具有最大外径及圆周，该复合纤维的第一成份具有中央部及复数个延伸部，该中央部的最大长度小于该最大外径的四分之三，所述延伸部是由该中央部延伸至该圆周，该复合纤维的第二成份具有复数个外围部，每一外围部为扇形，且介于二个延伸部之间，于该圆周中所述延伸部及所述外围部是交替分布； (f)将复数根复合纤维形成纤维网'及 (g)分离所述复合纤维内的该第一成份及该第二成份，以形成不织布基材。
10.如权利要求9的制造方法，其中该复合纤维的该中央部的该最大长度大于该最大外径的八分之一，且该步骤(g)是利用水柱冲击该纤维网，以分离该第一成份及该第二成份。`
【文档编号】D04H1/4382GK103789872SQ201210432055
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】冯崇智, 林至逸, 杨高隆 申请人:三芳化学工业股份有限公司