发明名称 具有强化之可逆热学性质之多成份纤维以及其制造方法
摘要 本发明系有关一种具有强化之可逆热学性质之多成份纤维及其制造方法。该多成份纤维包括一种由众多延伸成份形成的纤维体,其中至少一种延伸成份包括一种份散于其中的温度调节性材料。该温度调节性材料包括一种相变材料。该多成份纤维可以经由熔融纺丝或溶液纺丝法形成并同被用于或掺加到不同的希望具有热学调控性质的产品中。例如,该多成份纤维可以用于纺织品、衣物、足部用品、医用产品、容器或包装材料、建材、器皿和其他产品。
申请公布号 TW587110 申请公布日期 2004.05.11
申请号 TW091100612 申请日期 2002.01.16
申请人 长青科技股份有限公司;希尔斯股份有限公司 发明人 莫内 马吉尔;麦克 哈克曼;杰佛瑞 哈葛尔得
分类号 D01F8/04;D01F1/10 主分类号 D01F8/04
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种具有强化的可逆热学性质的多成份纤维,其 包括: 由衆多延伸成份形成的一纤维体,该延伸成份中至 少一者包括分散在其内的温度调节性材料,其中该 温度调节性材料含有一种相变材料以及衆多含有 该相变材料的微囊(microcapsules)。2.如申请专利范 围第1项之多成份纤维,其中该相变材料具有转变 温度在22℃至40℃范围。3.如申请专利范围第1项之 多成份纤维,其中该相变材料系从下列族群中选出 :烃、水合盐、蜡、油、水、脂肪酸、脂肪酸酯、 二元酸、二元酸酯、1-卤化物、第一醇、芳族化 合物、包合物、半-包合物、气态包合物、硬脂酸 酐、碳酸伸乙基酯、多羟基醇、聚合物、金属和 彼等的混合物。4.如申请专利范围第1项之多成份 纤维,其中该相变材料系为具有13至28个碳原子的 石蜡烃。5.如申请专利范围第1项之多成份纤维,其 中该延伸成份中至少一者包含10重量百分比至30重 量百分比之温度调节性材料。6.如申请专利范围 第1项之多成份纤维,其中该延伸成份系经排列成 海包岛型结构、花瓣型结构、芯/鞘型结构、并列 型结构或条纹型结构。7.如申请专利范围第1项之 多成份纤维,其中该纤维体的横截面形状为圆形、 多叶形、八边形、椭圆形、五边形、长方形、正 方形、梯形或三角形。8.如申请专利范围第1项之 多成份纤维,其中该纤维体的细度介于0.1到1000丹 尼之间。9.如申请专利范围第1项之多成份纤维,其 更包括分散于至少一该延伸成份中的添加剂,其中 该添加剂系从下列所构成的组合中选出者:水、界 面活性剂、分散剂、消泡剂、抗氧化剂、热安定 剂、光安定剂、紫外线安定剂、微波吸收添加剂 、强化纤维、传导纤维、传导粒子、润滑剂、加 工助剂、阻燃剂、防阻断剂、防雾添加剂、抗静 电剂、抗微生物剂、交联剂、控制降解剂、着色 剂、色素、染料、萤光增白剂、光学增亮剂、填 充物、偶合剂、强化季、结晶剂、晶核形成剂和 彼等的混合物。10.一种具有强化的可逆热学性质 之多成份纤维,其包括: 一第一延伸成份,其包括第一聚合物型材料与分散 在该第一聚合物型材料中的一温度调节性材料,其 中该温度调节性材料含有一种具有转变温度在22 ℃至40℃范围之相变材料,以及其中该相变材料系 选自固体/固体相变材料和聚合物型相变材料所组 成之群;和 一第二延伸成份,其包括一第二聚合物型材料,其 中该第二延伸成份系与该第一延伸成份接合。11. 如申请专利范围第10项之多成份纤维,其中该相变 材料系为多羟基醇。12.如申请专利范围第10项之 多成份纤维,其中该相变材料系选自聚乙二醇、聚 环氧乙烷和聚酯所组成之群。13.如申请专利范围 第10项之多成份纤维,其中该温度调节性材料更包 括衆多含有相变材料的微囊。14.如申请专利范围 第10项之多成份纤维,其中该第一聚合物型材料对 于该温度调节性材料具有亲合力,因而帮助该温度 调节性材料分散于该聚合物型材料中。15.如申请 专利范围第10项之多成份纤维,其中该温度调节性 材料为一第一温度调节性材料,且其中该第二延伸 成份进一步包括一第二温度调节性材料分散在该 第二聚合物型材料中。16.如申请专利范围第15项 之多成份纤维,其中该第一温度调节性材料和该第 二温度调节性材料不相同。17.如申请专利范围第 10项之多成份纤维,其中该第一聚合物型材料和该 第二聚合物型材料系独立地从下列族群中选出:聚 醯胺、多胺、聚醯亚胺、聚丙烯酸、聚碳酸酯、 聚二烯烃、聚环氧化物、聚酯、聚醚、聚氟碳化 合物、甲醛聚合物、天然聚合物、聚烯烃、聚伸 苯基、含矽聚合物、聚胺基甲酸酯、乙烯聚合物 、聚缩醛、聚芳基化合物、共聚物和彼等的混合 物。18.如申请专利范围第10项之多成份纤维,其中 该第一聚合物型材料包括聚乙烯-共-乙酸乙烯酯, 其具有介于5重量%到90重量%之间的乙酸乙烯酯。19 .如申请专利范围第10项之多成份纤维,其中该第一 延伸成份系被该第二延伸成份所包围。20.如申请 专利范围第19项之多成份纤维,其中该第一延伸成 份位于第二延伸成份内并被它完全包围。21.如申 请专利范围第10项之多成份纤维,其中该第一延伸 成份占有该多成份纤维总重量的10%到90%。22.如申 请专利范围第10项之多成份纤维,其中该多成份纤 维系介于0.1到1000丹尼之间。23.如申请专利范围第 10项之多成份纤维,其更包括分散于至少一该第一 聚合物型材料和该第二聚合物型材料中的添加剂, 其中该添加剂系从下列族群中选出:水、界面活性 剂、分散剂、消泡剂、抗氧化剂、热安定剂、光 安定剂、紫外线安定剂、微波吸收添加剂、强化 纤维、传导纤维、传导粒子、润滑剂、加工助剂 、阻燃剂、防阻断剂、防雾添加剂、防静电添加 剂、抗微生物剂、交联剂、控制降解剂、着色剂 、色素、染料、萤光增白剂、光学增亮剂、填充 物、偶合剂、强化剂、结晶剂、晶核形成剂和彼 等的混合物。24.一种具有强化的可逆热学性质之 多成份纤维,其包括: 一包括一温度调节性材料的芯成份,其中该温度调 节性材料含有一种具有转变温度在22℃至40℃范围 之聚合物型相变材料;和 一包围该芯成份的鞘成份。25.如申请专利范围第 24项之多成份纤维,其中该聚合物型相变材料的转 变温度系在22℃至28℃之范围。26.如申请专利范围 第24项之多成份纤维,其中该聚合物型相变材料系 选自聚乙二醇、聚环氧乙烷和聚酯所组成之群。 27.如申请专利范围第24项之多成份纤维,其中该芯 成份占有该多成份纤维总重量的10%到90%。28.如申 请专利范围第24项之多成份纤维,其中该芯成份进 一步包括一第一聚合物型材料,其中该温度调节性 材料系经分散在该第一聚合物型材料中,且其中该 鞘成份则包括一第二聚合物型材料。29.如申请专 利范围第28项之多成份纤维,其中该芯成份含有5重 量%到70重量%的温度调节性材料。30.如申请专利范 围第28项之多成份纤维,其中该第一聚合物型材料 对该聚合物型相变材料具有部份亲合力,且其中该 第二聚合物型材料在芯成份内包围该聚合物型相 变材料并且为多成份纤维提供所希望的物理性质 。31.如申请专利范围第28项之多成份纤维,其中该 温度调节性材料为一第一温度调节性材料,且其中 该鞘成份更包括分散于该第二聚合物型材料中的 一第二温度调节性材料。32.如申请专利范围第31 项之多成份纤维,其中该第一温度调节性材料和该 第二温度调节性材料系不同者。33.如申请专利范 围第28项之多成份纤维,其中该第一温度调节性材 料和该第二温度调节性材料系独立地从下列族群 中选出:聚醯胺、多胺、聚醯亚胺、聚丙烯酸、聚 碳酸酯、聚二烯烃、聚环氧化物、聚酯、聚醚、 聚氟碳化合物、甲醛聚合物、天然聚合物、聚烯 烃、聚伸苯基、含矽聚合物、聚胺基甲酸酯、乙 烯聚合物、聚缩醛、聚芳基化合物、共聚物和彼 等的混合物。34.如申请专利范围第24项之多成份 纤维,其中该芯成份位于该鞘成份内并完全被该鞘 成份包围。35.如申请专利范围第24项之多成份纤 维,其中该芯成份系经同心地配置于该鞘成份内。 36.如申请专利范围第24项之多成份纤维,其中该芯 成份系经偏心地配置于该鞘成份内。37.如申请专 利范围第24项之多成份纤维,其中该芯成份的截面 形状为圆形、多叶形、八边形、椭圆形、五边形 、矩形、正方形、梯形、三角形或楔形。38.如申 请专利范围第24项之多成份纤维,其中多成份纤维 系介于0.1到1000丹尼之间。39.如申请专利范围第24 项之多成份纤维,其更包括分散于该芯成份和该鞘 成份中至少一者之中的一添加剂,该添加剂系从下 列族群中选出:水、界面活性剂、分散剂、防泡沫 剂、抗氧化剂、热安定剂、光安定剂、紫外安定 剂、微波吸收添加剂、强化纤维、传导纤维、传 导粒子、润滑剂、加工助剂、阻燃剂、防阻断剂 、防雾添加剂、防静电添加剂、抗微生物剂、交 联剂、控制降解剂、着色剂、色素、染料、萤光 增白剂、光学增亮剂、填充物、偶合剂、强化剂 、结晶剂、晶核形成剂和彼等的混合物。40.一种 具有强化的热学性质之纤维,其包括: 至少一内部成份,其实质地延伸贯穿该纤维的长度 ,且包括由一第一聚合物型材料和一相变材料所形 成的掺合物,其中该第一聚合物型材料对该相变材 料具有部份亲合力,以致于该相变材料形成分散于 该第一聚合物型材料中之衆多区域(domains);和 一外部成份,其包围该内部成份并形成该纤维的外 部,其中该外部成份包括一第二聚合物型材料。41. 如申请专利范围第40项之纤维,其中该第一聚合物 型材料和第二聚合物型材料系独立地从下列族群 中选出:聚烯烃、聚醯胺、聚酯、弹性体聚合物和 彼等的混合物。42.如申请专利范围第41项之纤维, 其中该第一聚合物型材料和该第二聚合物型材料 系独立地从下列族群中选出的聚烯烃:聚乙烯、聚 丙烯和彼等的混合物。43.如申请专利范围第40项 之纤维,其中该相变材料在温度-5℃到125℃之范围 吸收或放出热量。44.如申请专利范围第40项之纤 维,其中该相变材料在温度22℃到40℃之范围吸收 或放出热量。45.如申请专利范围第40项之纤维,其 中该相变材料为从下列族群中选出:C10-44石蜡烃、 聚环氧乙烷、聚乙二醇和彼等的混合物。46.如申 请专利范围第40项之纤维,其中该第一聚合物型材 料包含具有介于5重量%和90重量%乙酸乙烯酯的聚 乙烯-共聚-乙酸乙烯酯。47.如申请专利范围第40项 之纤维,其中该内部成份包括两种或两种以上不同 的相变材料。48.如申请专利范围第40项之纤维,其 中该内部成份包括至多50重量%的相变材料。49.如 申请专利范围第40项之纤维,其中该内部成份包括 至多25重量%的相变材料。50.如申请专利范围第40 项之纤维,其中该衆多该相变材料的区域系被该第 一聚合物型材料所包围。51.如申请专利范围第40 项之纤维,其中该内部成份为界定纤维内的芯之单 一内部成份。52.如申请专利范围第40项之纤维,其 中该纤维包括衆多彼此隔离并被该外部成份包围 的内部成份。53.如申请专利范围第40项之纤维,其 中该纤维是一连续纤维或短纤维。54.一种芯/鞘型 纤维,其包括: 一芯成份,其经配置于该纤维之内并实质地延伸贯 穿该纤维的长度,其中该芯成份包括一由一第一聚 合物型材料和一相变材料所形成的掺合物,其中该 第一聚合物型材料对该相变材料具有部份亲合力, 以致于该相变材料形成分散于该第一聚合物型材 料中之衆多区域(domains);和 一鞘成份,其形成该纤维的外部并包围该芯成份, 其中该鞘成份包括一第二聚合物型材料。55.如申 请专利范围第54项之芯/鞘型纤维,其中该第一聚合 物型材料和第二聚合物型材料系独立地从下列族 群中选出:聚烯烃、聚醯胺、聚酯、弹性体聚合物 和彼等的混合物。56.如申请专利范围第55项之芯/ 鞘型纤维,其中该第一聚合物型材料和该第二聚合 物型材料系独立地从下列族群中所选出的聚烯烃: 聚乙烯、聚丙烯和彼等的混合物。57.如申请专利 范围第54项之芯/鞘型纤维,其中该相变材料为从下 列族群中选出:C10-44石蜡烃、聚环氧乙烷、聚乙二 醇和彼等的混合物。58.如申请专利范围第54项之 芯/鞘型纤维,其中该相变材料具有转变温度在22℃ 至40℃范围。59.如申请专利范围第54项之芯/鞘型 纤维,其中该芯成份包括一由该第一聚合物型材料 和至少两不同的相变材料所成的掺合物。60.一种 海包岛型(island-in-sea)纤维,其包括: 一衆多岛成份,其经配置在该纤维之内并实质地延 伸贯穿该纤维的长度,其中每一该岛成份都彼此隔 离,并且包括由一岛状聚合物型材料和相变材料所 成的掺合物,其中该岛状聚合物型材料对该相变材 料具有部份亲合力,以致于该相变材料形成分散于 该岛状聚合物型材料中之衆多区域(domains);和 一海成份,其形成该纤维的外部且包围每一该岛成 份,其中该海成份包括一海型聚合物型材料。61.如 申请专利范围第60项之海包岛型纤维,其中该岛状 聚合物型材料和该海型聚合物型材料系独立地从 下列族群中选出:聚烯烃、聚醯胺、聚酯、弹性体 聚合物和彼等的混合物。62.如申请专利范围第61 项之海包岛型纤维,其中该岛状聚合物型材料和该 海型聚合物型材料系独立地从下列族群中所选出 的聚烯烃:聚乙烯、聚丙烯和彼等的混合物。63.如 申请专利范围第60项之海包岛型纤维,其中该温度 调节性材料为一从下列所构成的组合中选出的相 变材料:C10-44链烷烃、聚环氧乙烷、聚乙二醇和彼 等的混合物。64.如申请专利范围第60项之海包岛 型纤维,其中该相变材料具有转变温度在22℃至40 ℃范围。65.如申请专利范围第60项之海包岛型纤 维,其中至少一岛成份包括一由鸟状聚合物型材料 和至少两不同的相变材料所成之掺合物。66.如申 请专利范围第60项之海包岛型纤维,其中至少两岛 成份包括不同的相变材料。67.如申请专利范围第 60项之海包岛型纤维,其中至少两岛成份包括不同 的岛状聚合物型材料。68.一种制造和加工具有强 化的可逆热学性质的纤维之方法,其包括: 将一相变材料和一第一聚合物型材料混和以形成 一掺合物,其中该第一聚合物型材料对该相变材料 具有部份亲合力; 在一纤维挤出装置的纺丝箱中,将该掺合物与一第 二聚合物型材料组合使得该第二聚合物型材料包 围该掺合物;和 将该掺合物与该第二聚合物型材料从纺丝箱的纺 嘴挤出以形成一纤维,该纤维的外部成份由该第二 聚合物型材料所形成并包围由该掺合物形成的内 部成份,其中该相变材料形成分散于该内部成份中 之衆多区域(domains)。69.如申请专利范围第68项之 方法,其更包括在混合之前,将该相变材料加到该 第一聚合物型材料中,其中该相变材料和该第一聚 合物型材料各别均呈液体或固体的形式。70.如申 请专利范围第68项之方法,其中该将相变材料和该 第一聚合物型材料混和的方法包括: 提供一由该相变材料形成的一第一液体流; 提供一由该第一聚合物型材料形成的第二液体流; 及 使该第一液体流和该第二液体流相交混流以形成 该相变材料和该第一聚合物型材料的掺合物。71. 如申请专利范围第68项之方法,其中该将掺合物与 该第二聚合物型材料挤出的程序为熔融纺丝或溶 液纺丝程序。72.如申请专利范围第68项之方法,其 更包括将该纤维拉细。73.如申请专利范围第72项 之方法,其更包括于拉细纤维后,将该纤维绕在线 轴上或与其他纤维组合以形成一不织布。74.一种 制造具有强化的可逆热学性质的纤维之方法,其包 括: 形成衆多单独的掺合物,其中每一掺合物包括一温 度调节性材料和一聚合物型材料,其中该温度调节 性材料含有一种相变材料以及衆多含有该相变材 料的微囊(microcapsules); 在一个纤维挤出装置的纺丝箱中,将该衆多单独掺 合物与一第二聚合物型材料组合使得该第二聚合 物型材料包围该衆多单独掺合物;及 将该衆多单独掺合物与该第二聚合物型材料从纺 丝箱的喷丝口挤出以形成一纤维,该纤维的外部成 份细由该第二聚合物型材料形成并且包围由该衆 多单独掺合物形成的内部成份。75.如申请专利范 围第74项之方法,其中该相变材料具有转变温度在 22℃至40℃范围。76.一种织物,其包括衆多掺合在 一起的纤维,其中至少一纤维展现出强化的可逆热 学性质且包括: 至少一内部成份,其包括由一第一聚合物型材料与 一相变材料所形成的掺合物,其中该内部成份实质 地延伸贯穿该纤维的长度,且其中该第一聚合物型 材料对该相变材料具有部份亲合力,以致于该相变 材料形成分散于该第一聚合物型材料中之衆多区 域(domains);及 一外部成份,其形成该纤维的外部且包围该内部成 份,其中该外部成份包括一第二聚合物型材料。77. 如申请专利范围第76项之纺织品,其中该内部成份 包括至少两不同的相变材料。78.如申请专利范围 第76项之织物,其中该织物包括衆多展现出强化的 可逆热学性质的纤维,且其中至少两纤维包括不同 的相变材料。79.如申请专利范围第76项之织物,其 中该纤维包括衆多被该外部成份包围的内部成份 。80.如申请专利范围第79项之织物,其中至少两该 内部成份包括不同的相变材料。81.如申请专利范 围第76项之织物,其中该衆多纤维系藉由一织造程 序或非织程序而掺合在一起。82.如申请专利范围 第76项之织物,其中该衆多的纤维系利用纺粘法掺 合在一起。83.一种织物,其包括衆多掺合在一起的 纤维,其中至少一纤维展现出强化的可逆热学性质 且包括: 一纤维体,其系由衆多延伸成份形成的,其中至少 一该延伸成份包括一经分散在其内的温度调节性 材料,其中该温度调节性材料含有一种相变材料以 及衆多含有该相变材料的微囊。84.如申请专利范 围第83项之织物,其中该相变材料具有转变温度在 22℃至40℃范围。85.如申请专利范围第83项之织物, 其中该相变材料系从下列族群中选出:烃、含水盐 、蜡、油、水、脂肪酸、脂肪酸酯、二元酸、二 元酸酯、1-卤化物、伯醇、芳香化合物、包合物 、部分包合物、气态包合物、硬脂酸酐、碳酸乙 烯、多羟基醇、聚合物、金属和彼等的混合物。 86.如申请专利范围第83项之织物,其中该相变材料 系为具有13至28个碳原子的石蜡烃。87.如申请专利 范围第83项之织物,其中该延伸成份中至少一者包 含10重量百分比至30重量百分比之温度调节性材料 。88.如申请专利范围第83项之织物,其中该等延伸 成份系经排列成海包岛型结构、花瓣结构、芯/鞘 结构、并列结构或条状结构。89.如申请专利范围 第83项之织物,其中该纤维体的横截面形状为圆形 、多叶形、八边形、椭圆形、五边形、矩形、正 方形、梯形或三角形。90.如申请专利范围第83项 之织物,其中该纤维体系介于0.1到1000之间。91.如 申请专利范围第83项之织物,其进一步包括分散在 至少一延伸成份中的添加剂,该添加剂系从下列族 群中选出:水、界面活性剂、分散剂、防泡沫剂、 抗氧化剂、热安定剂、光安定剂、紫外安定剂、 微波吸收添加剂、强化纤维、传导纤维、传导粒 子、润滑剂、加工助剂、阻燃剂、防阻断剂、防 雾添加剂、防静电添加剂、抗微生物剂、交联剂 、控制降解剂、着色剂、色素、染料、萤光增白 剂、光学增亮剂、填充物、偶合剂、强化剂、结 晶剂、晶核形成剂和彼等的混合物。92.如申请专 利范围第83项之织物,其中该衆多纤维系藉由机织 法、非织法或编织法掺合在一起。图式简单说明: 图1显示在本发明一些具体实例中的各种范例多成 份纤维的放大截面图。 图2显示在本发明一具体实例中的一范例芯/鞘型 纤维的三维图。 图3显示在本发明一具体实例中的另一范例芯/鞘 型纤维的三维图。 图4显示在本发明一具体实例中的一范例海包岛型 纤维的三维图。 图5显示本发明一具体实例中形成多成份纤维所用 的范例纤维挤出装置。 图6显示按如实施例1中讨论者制成的6种芯/鞘型纤 维的许多性质和制造参数。
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