专利名称：4t型断面的纤维的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种纤维，尤指一种具有4个T字型断面(4T型断面)的纤维。
背景技术：
具有异型断面的纤维，例如十字型、Y字型、W字型或圆形断面的纤维等为现有技术，其通常有吸湿、排汗的功能。美国专利US 5，057，368揭露一种具有3个或4个T字型断面的纤维，其纤维的T 型瓣片有特定的长度与宽度间的关系，该专利也揭露用来生产该等纤维的喷丝板。就申请人所知，使用该喷丝板的纺丝作业困难且无商业化产品工艺，且喷丝板的纺嘴狭缝易磨损， 而造成纤维断面变形。因此，亟需一种能够制造简单化、其所织成的织物具有优异的吸水、快干功能的纤维。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种4T型断面的纤维以及用于制造所述4T型断面的纤维的喷丝板，其4T型断面的纤维具有导沟并可使纤维间保有相当空隙，以此纤维所织成的织物因而可具有优异的吸水、快干的功能，而有舒适保暖而不闷热的效果。依据本发明的一个方面，4T型断面的纤维包含4个T型瓣片(lobe)，每一 T型瓣片包含一盖部(cap)及一脚部(leg)，且每一 T型瓣片的脚部连接于纤维的中心，每一 T型瓣片彼此相隔且相邻的T型瓣片形成一开口式中空部。该4T型断面的纤维尚满足下列各式0. 8彡丹尼数彡2010° ( θ ^ 60°10 %彡中空率彡30 %2彡断面异型度=R/r彡6其中，θ表示该开口式中空部的开口幅度，R表示该纤维的外接圆半径，r表示该纤维的内接圆半径。上述方案中，外接圆是指4T型断面的纤维以T型瓣片的盖部最外侧为半径而划出的假想圆。上述方案中，内接圆是指以T型瓣片的脚部彼此连接部分为半径而划出的假想圆。上述方案中，丹尼数是以CNS 13756的纤度(纤维细度)测试方法得出将若干量的纤维试样，以金属梳子平行梳顺，并置于截切台上，以适度的张力拉直下以板规压住，使用安全刀片等切成30mm的长度，数出300根短纤维(如纤维较短，视切刀长度取适当根数，使其总长度为9000mm)为1组，测其质量求其测定纤维丹尼(d’ )。使用另行测定的平衡回潮率，依下式算出标准纤维丹尼(d)。试验次数5次，求其平均值至小数
3点以下1位。
100+Rc
标准纤维丹尼(d) =d'*-----
100+Re其中，d，测定纤维丹尼Re:公定回潮率(％)Re 平衡回潮率(％ )上述方案中，中空率是以光学显微镜将单根纤维放大400倍，测量20个单根纤维中空总面积与单根纤维断面总面积的比值平均值而得出。上述方案中，断面异型度是以光学显微镜将单根纤维放大400倍，测量外接圆半径(R)及内接圆半径(r)，并以下式计算而得到断面异型度。断面异型度=R/r利用纤维具有4T型断面，同时满足上列各式的情况下，可使纤维间不会如现有纤维般紧密堆栈，故能保有相当空隙，以此纤维所织成的织物因而可具有优异的吸水、快干的功能，并具有干爽、柔软触感与舒适保暖而不闷热的效果。本发明4T型断面纤维的开口幅度介于10°至60°之间，中空率介于10%至30% 之间可具有优异的吸水、快干的效果。本发明4T型断面纤维的开口幅度介于15°至45°之间最佳。开口幅度若小于 10°，容易在纺丝过程中形成T型瓣片间的空隙封闭，造成吸水、快干效果降低；开口幅度若大于60°，容易造成纤维间的过度紧密堆栈，影响吸水、快干功能。本发明4T型断面纤维包含4个T型瓣片与4个开口式中空部，开口式中空部占纤维断面的比例(中空率)介于10%至30%之间，以15%至25%之间为较佳。中空率若不满10%，开口式中空部不明显，吸水、快干功能无法充分表现出来；中空率若大于30%，纤维断面的十字状部位的支撑厚度变薄，在后加工纺织过程中容易破坏断裂，产生染斑等问题而使质量降低。本发明纤维的断面异型度可介于2至6之间，介于2. 5至4. 5之间为最佳。断面异型度若小于2，纤维的织物的干爽感不足；断面异型度若大于6，生产作业即会变差。本发明4T型断面的纤维的丹尼数可介于0. 8至15之间、介于1至20之间为较佳， 介于1至15之间为最佳。本发明4T型断面的纤维所制成的短纤维长度可介于22mm至IOOmm之间，介于 38mm至90mm之间为较佳。本发明4T型断面的纤维可呈螺旋状的卷曲型态，或呈锯齿状的卷曲型态。本发明4T型断面的纤维可为聚酯纤维，或者也可运用于尼龙(nylon)、聚丙烯等人造纤维。本发明4T型断面的纤维在织造成织物时可单独使用或者与其它的纤维混纤使用，均可获致干爽、柔软的效果。本发明尚关于一种用于制造如上所述4T型断面的纤维的喷丝板(spinneret)，此喷丝板包含4个T型纺嘴狭缝，每一 T型纺嘴狭缝包含一盖部及一脚部，每一 T型纺嘴狭缝的脚部彼此隔开而不相连。本发明亦关于一种制造如上所述4T型断面的纤维的方法，此方法是经由所述的喷丝板将熔融态的聚合物吐出，并经骤冷、延伸、热定型、冷却、起皱、上油、干燥、切棉、打包等步骤而完成。因此，通过上述喷丝板的设计与制造方法，即可以简单化方式制造出本发明4T型断面的纤维。本发明具有的有益效果如下该纤维具有特定丹尼数、开口幅度、中空率、断面异型度而使纤维间保有相当空隙，以此纤维所织成的织物因而可具有改进的吸水、快干的功能，并具有干爽、柔软触感与舒适保暖而不闷热的效果。另外，本发明4T型断面的纤维其织物可具有如上所述的优异的吸湿、快干功效，若再配合亲水性油剂处理，织物的吸湿、快干效果可更为提升。
图1是本发明4T型断面的纤维的一实施例的断面示意图；图2是本发明4T型断面的纤维的一实施例实物样品断面示意图；图3是本发明多根4T型断面的纤维的排列断面示意图；图4是本发明4T型断面的纤维的一实施例卷曲形态示意图；图5是本发明4T型断面的纤维的另一实施例卷曲形态示意图；图6是本发明喷丝板的一实施例的断面示意图；图7是本发明喷丝板的另一实施例的断面示意图；及图8是本发明喷丝板的另一实施例的断面示意图。主要元件符号说明10纤维
11T型瓣片
111脚部
112盖部
12开口式中空部
21喷丝板
211T型纺嘴狭缝
212盖部
213脚部
22喷丝板
23喷丝板
θ开口幅度
R外接圆半径
r内接圆半径
具体实施例方式
图1显示依据本发明4T型断面的纤维的一实施例的纤维10，其包含4个T型瓣片11，每一 T型瓣片11包含一盖部112及一脚部111。每一 T型瓣片11的脚部111连接于纤维10的中心，每一 T型瓣片11彼此相隔，相邻的二个T型瓣片11间形成一开口式中空部12，作为一种导沟以疏导水份。纤维10尚满足下列各式0. 8彡丹尼数彡2010° ( θ ^ 60°10 %彡中空率彡30 %2彡断面异型度=R/r彡6其中，θ表示该开口式中空部12的开口幅度，R表示该纤维10的外接圆半径，r 表示该纤维10的内接圆半径。在图1所示实施例中，纤维10的开口式中空部12的开口幅度θ为15°，外接圆半径R为8. 2 μ m,内接圆半径r为2. 1 μ m，丹尼数为3. 0，断面异型度(R/r)为3. 9。图2是显示多根本发明4T型断面纤维的实物样品的断面，纤维因具有特殊T型瓣片的设计，相较于现有技术，较不会造成纤维紧密堆栈情形，而能保持纤维间相当大的空隙。图3以示意方式显示，当多个4T型断面的纤维10排列堆栈时，通过纤维10的开口式中空部12作为导沟，可使纤维10所织成的织物于吸收水气或汗水时，在纤维10表面的(汗) 水透过开口式中空部12而渗入，使织物表现出优异的吸水性。同时，于干燥此纤维10的时候，(汗)水透过开口式中空部12而被排出，使织物表现出优异快干的效果。再者，4T型断面的纤维10因具有T型瓣片11，使得纤维10在织成织物后中能保持纤维10间的空隙，较不会造成纤维10断面紧密堆栈情形。因此使织物可达到吸水快干、舒适保暖而不闷热等效^ ο图4显示，于一实施例中，本发明4T型断面的纤维10可经加工卷曲成二维 (2-demension,2d)的锯齿状。图5显示，于另一实施例中，本发明4T型断面的纤维10可经加工卷曲成三维(3-demensi0n，3d)的螺旋状。当然本发明4T型断面的纤维亦可以其它卷曲形态显现。请参阅图6，其显示用于制造图1所示4T型断面纤维10的喷丝板21的一实施例， 此喷丝板21包含4个T型纺嘴狭缝211，每一 T型纺嘴狭缝211包含一直线形盖部212及一脚部213，且每一脚部213的末端彼此隔开而不相连。大体上，盖部212的宽度为0. 05 0. 09mm,长度为0. 30 0. 60mm,脚部213的宽度为0. 03 0. 08mm，长度为0. 50 0. 80mm，相邻的脚部213的末端相隔距离D为0. 02 0. 05mmo4个T型纺嘴狭缝211的脚部213并未在末端相连接，利用聚合物自脚部213挤出后产生膨胀而相连一起，以得到如图1所示的4T型断面的纤维10。与T型纺嘴狭缝的脚部在末端相连接的现有技术(例如US5，057，368)相较，在长时间纺丝后，本发明的T型纺嘴狭缝211的脚部213末端较无磨损的问题，因而使纺丝作业容易，并使纤维断面保持率佳且喷丝板管理容易。通过上述喷丝板21，将熔融态的聚合物(例如聚酯聚合物)由喷丝板21的T型纺嘴狭缝211吐出，并经骤冷、延伸、热定型、冷却、起皱、上油、干燥、切棉、打包等步骤，而制造出如图1所示的4T型断面的纤维10。图7及图8显示本发明的具有不同样式的喷丝板02，23)，即用于制造本发明4T型断面的纤维的喷丝板(22，23)可做形态上的稍微改变，例如T型纺嘴狭缝的盖部不是前述实例的直线形，而为内凹弧形或外凹弧形，且其同样可达成上述的各种效果。本发明的实施例及比较例中制得的产物的物理性质依照下列方法进行测定及评估。1.纤度(纤维细度)测试方法(CNS 13756的纤维细度测试方法)将若干量的纤维试样，以金属梳子平行梳顺，并置于截切台上，以适度的张力拉直下以板规压住，使用安全刀片等切成30mm的长度，数出300根短纤维(如纤维较短，视切刀长度取适当根数，使其总长度为9000mm)为1组，测其质量求其测定纤维丹尼(d’ )。使用另行测定的平衡回潮率，依下式算出标准纤维丹尼(d)。试验次数5次，求其平均值至小数点以下1位。
标准纤维丹尼(d) =d'*--i--
100+Re其中，d，测定纤维丹尼Re 公定回潮率(％ )Re:平衡回潮率(％)2.中空率是以光学显微镜将单根纤维放大400倍，测量20个单根纤维中空总面积与单根纤维断面总面积的比值平均值而得出。3.断面异型度是以光学显微镜将单根纤维放大400倍，测量外接圆的半径(R)及内接圆半径(r)，并以下式计算而得到断面异型度。断面异型度=R/r4.每克棉含水测量试取5克(Gl)的样品，放入具有滤网器皿，完全浸泡水中10分钟后，取出后自然悬挂摆放并待水不再滴出后，再进行秤重(G2)，按照下列公式得到每克棉含水量。(G2-G1)/G1 =每克棉含水量实施例1 将熔融态聚酯聚合物经图6所示喷丝板吐出，再经过冷却风40nm/hr骤冷，纺丝速度700m/min成丝条，将丝条经延伸倍率2. 89、160°C定型处理、冷却、起皱、上油、干燥、切棉、打包等步骤，得到3D*51mm的4T型断面纤维，特性如下表1、2。比较例1 依实施例1的步骤，将熔融态聚酯聚合物经由具有圆形断面孔隙的现有喷丝板吐出，并依实施例1步骤，得到3D*51mm圆形断面纤维，特性如下表1、2。表1 :4T型断面纤维与圆形断面纤维的物性比较
权利要求
1.一种4T型断面的纤维，包含4个T型瓣片，每一 T型瓣片包含一盖部及一脚部，每一 T型瓣片的脚部连接于纤维的中心，每一 T型瓣片彼此相隔且相邻的T型瓣片形成一开口式中空部，该纤维并满足下列各式0.8 <丹尼数< 2010° ^ θ ^ 60°10%彡中空率彡30%2彡断面异型度=R/r彡6其中，θ表示该开口式中空部的开口幅度，R表示该纤维的外接圆半径，r表示该纤维的内接圆半径。
2.根据权利要求1所述的纤维，其中该中空率是介于15%至30%之间。
3.根据权利要求2所述的纤维，其中该中空率是介于15%至25%之间。
4.根据权利要求1所述的纤维，其中该断面异型度是介于2至5之间。
5.根据权利要求4所述的纤维，其中该断面异型度是介于2.5至4. 5之间。
6.根据权利要求1所述的纤维，其中每一开口式中空部的开口幅度是介于15°至45° 之间。
7.根据权利要求1所述的纤维，其为一聚酯纤维结构。
8.一种用于制造如权利要求1所述4T型断面的纤维的喷丝板，包含4个T型纺嘴狭缝，每一 T型纺嘴狭缝包含一盖部及一脚部，每一 T型纺嘴狭缝的脚部的末端彼此隔开而不相连。
9.一种制造如权利要求1所述4T型断面的纤维的方法，包括经由如权利要求8所述的喷丝板将熔融态的聚酯聚合物吐出的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种4T型断面的纤维，其包含4个T型瓣片，每一T型瓣片包含一盖部及一脚部，每一T型瓣片的脚部连接于纤维的中心。每一T型瓣片彼此相隔以使相邻的T型瓣片间形成开口式中空部作为导沟。该纤维具有特定丹尼数、开口幅度、中空率、断面异型度而使纤维间保有相当空隙，以此纤维所织成的织物因而可具有改进的吸水、快干的功能，并具有干爽、柔软触感与舒适保暖而不闷热的效果。
文档编号D01D5/253GK102251297SQ20101018432
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者吴国忠 申请人:新光合成纤维股份有限公司