纺织设备以及使用其制作熔喷纤维的方法
【专利摘要】本发明提供一种纺织设备，包含熔喷装置、加热装置以及收集元件。熔喷装置用以发射熔融塑料以形成熔喷纤维。加热装置设置于熔喷装置的一侧，并包含外壳以及升温装置。外壳具有通道，用以接收熔喷纤维，其中通道朝向熔喷装置的一端的截面积小于或等于通道另一端的截面积。升温装置设置于外壳的内壁，用以提升通道的温度。因此，本发明的纺织设备可藉由温控的方式，以加热装置控制熔喷纤维的形态，故构造简单且不需要昂贵的设备成本。
【专利说明】
纺织设备从及使用其制作膝喷纤维的方法
技术领域
[0001] 本发明是有关于一种纺织设备，特别是一种关于制作烙喷纤维的纺织设备。
【背景技术】
[0002] 在现今的纺织材料中，烙喷纤维除具备有超细纤维特性外，也具备有高效低阻、过 滤成本低、耐化学性W及无毒无污染的性质。因此，利用烙喷纤维所生产的无纺布产品广泛 使用于过滤性产品，例如烙过滤布、复合滤布、筒状滤忍W及滤袋等。
[0003] 由于烙喷纤维需达到具备超细纤维的特性，为了符合超细纤维规格，纺织设备除 了利用特殊纺嘴外，一般纺织设备也会搭配电纺制程生产。然而，使用特殊纺嘴或电纺制程 的设备昂贵，且也具有复杂的操作步骤，使得使用特殊纺嘴或电纺制程所生产的烙喷纤维 价格也跟着提升。因此，如何能有效简化烙喷纤维制程，并降低其制造成本，实属当前重要 研发课题，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个方面在于提供一种纺织设备，其通过加热装置延长烙融塑料的固化 时间，进而形成具有细纤维丝的烙喷纤维。由于本发明的纺织设备是通过溫控的方式控制 烙喷纤维的形态，因此构造简单且不需要昂贵的设备成本。 阳〇化]本发明的一个方面在于提供一种纺织设备，包含烙喷装置、加热装置W及收集元 件。烙喷装置用W发射烙融塑料W形成烙喷纤维。加热装置设置于烙喷装置的一侧，并包 含外壳W及至少一升溫装置。外壳具有通道，用W接收烙喷纤维，其中通道朝向烙喷装置的 一端的截面积小于或等于通道另一端的截面积。升溫装置设置于外壳的内壁，用W提升通 道的溫度。收集元件设置于加热装置相对烙喷装置的一侧，用W接收通过通道的烙喷纤维。
[0006] 于部分实施例中，通道朝烙喷装置的一端的截面积小于通道另一端的截面积，且 通道的截面积自朝向烙喷装置的一端至另一端为线性渐增。
[0007] 于部分实施例中，外壳包含颈部，颈部位于通道两端之间。通道的截面积从朝向烙 喷装置的一端至颈部渐减，并且通道的截面积从颈部向另一端渐增。
[0008] 于部分实施例中，通道的截面为圆形、矩形或多边形。
[0009] 于部分实施例中，升溫装置的溫度介于100°C至400°C之间。
[0010] 于部分实施例中，升溫装置的数量为多个，且升溫装置于烙喷装置指向收集元件 的方向呈轴向对称。
[0011] 于部分实施例中，升溫装置于烙喷装置指向收集元件的方向上彼此平行。
[0012] 于部分实施例中，烙喷装置更包含喷嘴W及气孔。喷嘴用W发射烙融塑料。气孔 连接至压缩空气源，并用W提供气流导引烙喷纤维。
[0013] 于部分实施例中，升溫装置包含陶瓷管、石英管、加热板、红外线加热管或电热棒。
[0014] 于部分实施例中，纺织设备更包含线圈。线圈设置于外壳内，其中升溫装置包含铁 磁性板体，铁磁性板体通过与线圈电磁感应后升溫。
[0015] 本发明的一个方面在于提供一种烙喷纤维的制作方法，包含下列步骤。提供烙融 塑料至烙喷装置中，并通过烙喷装置发射烙融塑料至通道。提升通道的溫度，用W延长烙融 塑料固化成烙喷纤维的时间，且通道的截面积沿烙融塑料的发射方向渐增或皆相同。接收 通过通道的烙融塑料。
[0016] 于部分实施例中，通道的溫度介于100°C至400°C。
[0017] 综上所述，本发明的纺织设备通过升溫装置延长烙融塑料的固化时间，使其所形 成的烙喷纤维尺寸除了是纤维细丝外，也呈现不规则的丝状。此外，本发明的纺织设备可通 过简易置换设备，例如不同升溫装置或是不同截面的通道，产生不同型态或是不同尺寸的 烙喷纤维。
【附图说明】
[0018] 图IA为本发明纺织设备的第一实施例的侧视剖面示意图；
[0019] 图IB为图IA的烙喷装置射出烙融塑料的侧视示意图；
[0020] 图2为图IA的纺织设备中加热装置的正面示意图，其中图2所绘的视角为自图IA 的收集元件朝向加热装置；
[0021] 图3为本发明纺织设备的第二实施例的加热装置的正面示意图，其中图3的视角 与图2相同；
[0022] 图4为本发明纺织设备第S实施例的加热装置的正面示意图，其中图4的视角与 图2相同；
[0023] 图5为本发明纺织设备第四实施例的加热装置的正面示意图，其中图5的视角与 图2相同；
[0024] 图6为本发明纺织设备第五实施例的侧视剖面示意图； 阳0巧]图7为本发明纺织设备第六实施例的侧视剖面示意图；
[00%] 图8为通过本发明纺织设备所形成的烙喷纤维的扫描式电子显微镜照片；
[0027] 其中，符号说明： 阳02引 100纺织设备 102烙融塑料
[0029] 104烙喷纤维 110烙喷装置
[0030] 112喷嘴 114气孔
[0031] 116压缩空气源 120加热装置
[0032] 122外壳 124通道
[0033] 126颈部 128对称轴
[0034] 130升溫装置 140收集元件 阳03引 Al, Az截面积。
【具体实施方式】
[0036] 下文是举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用W限制本发 明所涵盖的范围，而结构操作的描述非用W限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结 构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，图式仅W说明为目的，并 未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将W相同的符号标示来说明。
[0037] 关于本文中所使用的『约K『大约J或『大致j 一般通常是指数值的误差或范围约 百分之二十W内，较好地是约百分之十W内，而更佳地则是约百分之五W内。文中若无明确 说明，其所提及的数值皆视作为近似值，即如『约K『大约j或『大致j所表示的误差或范围。
[0038] 由于现今烙喷纤维为了达到具备超细纤维的特性，需通过特殊纺嘴或电纺设备生 产，然而特殊纺嘴或电纺设备的设备昂贵，进而使得所生产的烙喷纤维成本也提升。有鉴于 此，本发明的纺织设备包含加热装置，并用W延长烙融塑料的固化时间，进而形成具有细纤 维丝的烙喷纤维。由于本发明的纺织设备是通过溫控的方式控制烙喷纤维的形态，因此构 造简单且不需要昂贵的设备成本。
[0039] 请参照图1A，图IA为本发明纺织设备第一实施例的侧视剖面示意图。纺织设备 100包含烙喷装置110、加热装置120 W及收集元件140。烙喷装置110用W发射烙融塑料 102 W形成烙喷纤维104。加热装置120设置于烙喷装置110的一侧，并包含外壳122 W及 升溫装置130。外壳122具有通道124,用W接收烙喷纤维104,其中通道124朝向烙喷装置 110的一端的截面积Al小于或等于通道另一端的截面积A 2。升溫装置130设置于外壳122 的内壁，用W提升通道124的溫度。收集元件140设置于加热装置120相对烙喷装置110 的一侧，用W接收通过通道124的烙喷纤维104。
[0040] 当烙融塑料102置入烙喷装置110后，其将成为具有烙融状态的烙融塑料102,接 着烙喷装置110再将烙融塑料102朝加热装置120的通道124射出。此时，由于烙融塑料 102自身的粘滞力，烙融状态的烙融塑料102的速度呈拋物线分布，亦即烙融塑料102的速 度是自中屯、向周围递减，使得其形状如图IB所示，其中图IB为图IA的烙喷装置射出烙融 塑料的侧视示意图。图IB中，烙融塑料102朝箭头方向被射出并产生延伸效应，使得烙融 塑料102于固化期间会渐渐被拉伸为较细的线径，接着，烙融塑料102于固化后将成为具有 超细纤维丝的烙喷纤维104(请见图1A)。
[OOW 此时，图IA中，由于通道124内的溫度已经通过升溫装置130提化因此延长了烙 融塑料102固化成烙喷纤维104的固化时间，其中升溫装置130的溫度介于100°C至400°C。 同前所述，当烙喷装置110喷出烙融塑料102,且烙融塑料102尚未完全固化成烙喷纤维 104时，烙融塑料102会于固化期间内渐渐被拉伸而变细，而当固化时间被延长后，烙融塑 料102被拉伸变细的时间也对应延长，因此所形成的烙喷纤维104也具有更细的尺寸。在 此，烙喷纤维104的尺寸所指为烙喷纤维104的纤维丝的线径。
[0042] 于部分实施例中，烙喷装置110更包含喷嘴112 W及气孔114。喷嘴112用W发射 烙融塑料102。气孔114连接至压缩空气源116,并用W提供气流导引烙喷纤维104。进一 步而言，气流除了导引烙融塑料102沿射出方向行进外，烙融塑料102也会受到气流牵引而 被更进一步拉伸。
[0043] 当烙喷纤维104行进至通道124相对烙喷装置110的一端时，烙喷纤维104再由 收集元件140接收。收集元件140包含滚轮，由通道124射出的烙喷纤维104将行进至收 集元件140的滚轮上，并藉由滚轮转动而收集。
[0044] 本实施例中，通道124朝烙喷装置110的一端的截面积Al小于通道另一端的截面 积As,且通道124的截面积自朝向烙喷装置110的一端至另一端为线性渐增。于此配置下， 通道124内的溫度自设置烙喷装置110的一端至另一端具有梯度。藉由此梯度，可W更进 一步控制烙融塑料102的固化时间W形成不同尺寸的烙喷纤维104。在此，「形成不同尺寸 的烙喷纤维104」所指为收集元件140所接收的烙喷纤维104具有粗细不等（线径不同） 的纤维细丝，亦即烙喷纤维104中的纤维细丝为不规则的丝状。
[0045] 综上所述，本发明的纺织设备100藉由加热装置120延长烙融塑料102的固化时 间，使得烙融塑料102的延伸效应的作用时间对应地延长，进而形成具有细纤维丝的烙喷 纤维104。再者，通道124具有线性变化的截面积，因此所形成的烙喷纤维104尺寸为呈现 不规则的丝状。
[0046] 请同时参见图IA W及图2,图2为图IA的纺织设备中加热装置的正面示意图，其 中图2所绘的视角为自图IA的收集元件朝向加热装置。图2中，用W提升通道124溫度的 升溫装置130设置于外壳122的内壁。于部分实施例中，升溫装置130包含陶瓷管、石英管、 加热板、红外线加热管或电热棒。本实施例中，所绘示的升溫装置130为加热板，如图2中 的斜线区域。
[0047] 于部分实施例中，升溫装置130的数量为多个，且升溫装置130于烙喷装置110指 向收集元件140的方向呈轴向对称。本实施例中，升溫装置130的数量为4个，且通道124 于中屯、处具有对称轴128,其中对称轴128平行烙喷装置110指向收集元件140的方向，而 升溫装置130对称于此对称轴128。为了方便说明，图2中也绘示有对称轴128,图2的对 称轴128方向为平行进入纸面方向。 W48] 于此配置下，由于升溫装置130是W对称的方式提升通道124的溫度，通道124内 的溫度分布也对应地呈现均匀，因此每一条由烙融塑料102固化而成的纤维丝的外缘也同 为均匀地被延长固化时间。也就是说，所形成的烙喷纤维104中，具有较细尺寸的纤维丝比 例因此而增加。
[0049] 本实施例中，通道124的截面为矩形。然而，应了解到，图2所举的截面为矩形的 通道124仅为例示，而非用W限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实 际需要，弹性选择通道124的截面形状，W形成不同尺寸或形貌的烙喷纤维104。
[0050] 于部分实施例中，通道124的截面为圆形、矩形或多边形。举例而言，请参见图3， 图3为本发明纺织设备第二实施例的加热装置的正面示意图，其中图3的视角与图2相同。 本实施例与第一实施例的差异在于加热装置120中的通道124的截面为圆形。此外，升溫 装置130同样设置于外壳122的内壁，且升溫装置130 W通道124的对称轴128为中屯、呈 轴向对称，其中图3的对称轴128方向为平行进入纸面方向。
[0051] 请再参见图4,图4为本发明纺织设备第=实施例的加热装置的正面示意图，其中 图4的视角与图2相同。本实施例与第一实施例的差异在于本实施例加热装置120中的通 道124的截面为多边形，其中本实施例的通道124的截面W屯边型为例。同样地，升溫装置 130设置于外壳122的内壁，且升溫装置130 W通道124的对称轴128为中屯、呈轴向对称， 其中图4的对称轴128方向为平行进入纸面方向。
[0052] 综上所述，本发明纺织设备中的通道的截面形状可W有不同形状，进而对应形成 不同形貌的烙喷纤维。也就是说，对应于不同过滤产品的规格需求（滤效），作为过滤产品 原料的烙喷纤维可W藉由简单置换通道的截面形状满足其规格需求。此外，升溫装置所采 用的装置也能对应地更换，W调整烙喷纤维的滤效。
[0053] 请参照图5,图5为本发明纺织设备第四实施例的加热装置的正面示意图，其中图 5的视角与图2相同。本实施例与第一实施例的差异在于本实施例加热装置120中的升溫 装置130采用加热管，例如陶瓷管、石英管、红外线加热管或电热棒。
[0054] 本实施例中，管状的升溫装置130设置于外壳122的内壁，且管状的升溫装置130 彼此平行，并对称于通道124的对称轴128,呈轴向对称，其中图5的对称轴128方向为平行 进入纸面方向。 阳化5] 请回到图1A。同前所述，纺织设备100是W提升通道124溫度作为延长烙融塑料 102固化成烙喷纤维104的时间。本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要弹 性选择升溫方式。例如，于部分实施例中，纺织设备100更包含线圈（未绘示）。线圈设置 于外壳122内，其中升溫装置130包含铁磁性板体（未绘示），铁磁性板体通过与线圈电磁 感应后升溫。也就是说，纺织设备100也可W通过电磁感应使线圈产生时变磁场后，将铁磁 性板体W电流热效应方式升溫。
[0056] 请参照图6,图6为本发明纺织设备第五实施例的侧视剖面示意图。本实施例与第 一实施例的差异在于本实施例的纺织设备100于通道124内设置有颈部126, W增加引导烙 融塑料102的气流的流速。
[0057] 本实施例中，外壳122包含颈部126,颈部126位于通道124两端之间。通道124 的截面积从朝向烙喷装置110的一端至颈部126渐减，并且通道124的截面积从颈部126 向另一端渐增。
[005引同前所述，烙喷装置110中的气孔114与压缩空气源116连接，W提供引导烙融塑 料102的气流。当此气流经过颈部126时，由于通道124对应颈部126部分的截面积较小， 此将使得对应颈部126位置的气流具有更快的流速。具体而言，具有更快流速的气流将有 助于烙融塑料102的延伸效应，使得其被拉伸为具有更细纤维丝的烙喷纤维104。
[0059] 请参照图7,图7为本发明纺织设备第六实施例的侧视剖面示意图。本实施例与第 一实施例的差异在于本实施例的通道124朝向烙喷装置110的一端的截面积Al等于通道 124另一端的截面积A2。 W60] 本实施例中，通道124自朝向烙喷装置110的一端至另一端的截面积皆相同，因此 能形成不同型态的烙喷纤维104。此外，本实施例的纺织设备100也能设置如第五实施例中 的颈部126 (请见图6)，W提升烙喷装置110提供的气流的流速，使得通道124内通过对应 颈部126位置的气流流速提升。除此之外，升溫装置130于烙喷装置110指向收集元件140 的方向上彼此平行。举例而言，当通道124于烙喷装置110指向收集元件140的方向的截 面为矩形时，设置于外壳122内壁的升溫装置130除了彼此平行外，其也平行于对称轴128。
[0061] 综上所述，本发明的纺织设备延长烙融塑料的固化时间，进而形成具有细纤维丝 的烙喷纤维。此外，上述实施例所举的设置方式能互相搭配，例如，通道采用如第五实施例 具有颈部的配置，而升溫装置采用如第四实施例的加热管。W下叙述中，将结合实验数据W 及扫描式电子显微镜照片（scanning electron microscope ;SEM)，W对所制作而成的烙喷 纤维作进一步说明。
[0062] 请回到图1A。本发明的一个方面在于提供一种烙喷纤维104的制作方法，包含下 列步骤。提供烙融塑料102至烙喷装置110中，并通过烙喷装置110发射烙融塑料102至 通道124。提升通道124的溫度，用W延长烙融塑料102固化成烙喷纤维104的时间，且通 道124的截面积沿烙融塑料102的发射方向渐增或皆相同。接收通过通道124的烙融塑料 102。于部分实施例中，通道124的溫度介于100°C至400°C。
[0063] 表一 W烙喷纤维制成的滤片的滤效W及压损量测结果
[0064]
阳0化]请参见表一，表一为W烙喷纤维制成的滤片的滤效W及压损量测结果，其中表一 所使用的测试粒径为0.3微米（ym)的氯化钢、测试流量为每秒5.3厘米（cm/sec) W及滤 片尺寸为100平方厘米（cm2)。表一中，比较例的烙喷纤维为直接藉由烙喷装置烙喷形成， 亦即比较例的烙喷纤维是在烙喷纤维不经由任何后续通道的条件下制成。实验例的烙喷纤 维为通过本发明包括通道的纺织设备所制成，其中通道内的溫度藉由开启升溫装置大致提 升至215°C。
[0066] 根据表一的结果，通过本发明纺织设备所形成的烙喷纤维具有更佳的过滤效果。 此外，所形成的烙喷纤维也具有较低的压损，使得使用者配戴通过此烙喷纤维制成的口罩 时，不会造成呼吸不顺杨的问题。
[0067] 请再参见图8,图8为通过本发明纺织设备所形成的烙喷纤维的扫描式电子显微 镜照片。图8为将烙喷纤维放大3500倍的结果。图8中，通过本发明纺织设备所形成的烙喷 纤维为不规则的纤维细丝，且烙喷纤维尺寸大致小于0. 5微米（ym)，且平均直径为0. 448 微米（Ji m)。
[0068] 综上所述，本发明的纺织设备藉由加热装置延长烙融塑料的固化时间，使得烙融 塑料进行延伸效应的时间被延长，进而形成具有细纤维丝的烙喷纤维。再者，所形成的烙喷 纤维尺寸为呈现不规则的丝状。此外，本发明的纺织设备可通过简易置换设备，例如不同升 溫装置或是不同截面的通道，产生不同型态或是不同尺寸的烙喷纤维，W配合不同的过滤 效果。
[0069] 虽然本发明已W实施方式掲露如上，然其并非用W限定本发明，任何熟习此技艺 者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当 视后附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种纺织设备，包含： 熔喷装置，用以发射熔融塑料以形成熔喷纤维； 加热装置，设置于所述熔喷装置的一侧，并包含： 外壳，具有通道，用以接收所述熔喷纤维，其中所述通道朝向所述熔喷装置的一端的截 面积小于或等于所述通道另一端的截面积；以及 至少一升温装置，设置于所述外壳的内壁，用以提升所述通道的温度；以及 收集元件，设置于所述加热装置相对所述熔喷装置的一侧，用以接收通过所述通道的 所述熔喷纤维。2. 如权利要求1的纺织设备，其中所述通道朝向所述熔喷装置的一端的截面积小于所 述通道另一端的截面积，且所述通道的截面积自朝向所述熔喷装置的一端至所述另一端为 线性渐增。3. 如权利要求1的纺织设备，其中所述外壳包含位于所述两端之间的颈部，所述通道 的截面积从朝向所述熔喷装置的一端至所述颈部渐减，并且所述通道的截面积从所述颈部 向所述另一端渐增。4. 如权利要求1的纺织设备，其中所述通道的截面为圆形、矩形或多边形。5. 如权利要求1的纺织设备，其中所述升温装置的温度介于100°C至400°C。6. 如权利要求1的纺织设备，其中所述升温装置的数量为多个，且所述升温装置于所 述熔喷装置指向所述收集元件的方向呈轴向对称。7. 如权利要求6的纺织设备，其中所述升温装置于所述熔喷装置指向所述收集元件的 方向上彼此平行。8. 如权利要求1的纺织设备，其中所述熔喷装置更包含： 喷嘴，用以发射所述熔融塑料；以及 气孔，连接至压缩空气源，用以提供气流导引所述熔喷纤维。9. 如权利要求1的纺织设备，其中所述升温装置包含陶瓷管、石英管、加热板、红外线 加热管或电热棒。10. 如权利要求1项的纺织设备，更包含线圈，设置于所述外壳内，其中所述升温装置 包含铁磁性板体，所述铁磁性板体通过与所述线圈电磁感应后升温。11. 一种熔喷纤维的制作方法，包含： 提供熔融塑料至熔喷装置中，并通过所述熔喷装置发射所述熔融塑料至通道； 提升所述通道的温度，用以延长所述熔融塑料固化成熔喷纤维的时间，且所述通道的 截面积沿所述熔融塑料的发射方向渐增或皆相同；以及 接收通过所述通道的所述熔融塑料。12. 如权利要求11项的熔喷纤维的制作方法，其中所述通道的温度介于100°C至 400。。。
【文档编号】D01D13/00GK105821500SQ201510644141
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年10月8日
【发明人】廖元培, 周欣颖
【申请人】财团法人纺织产业综合研究所