紡織設備以及使用其制作熔噴纖維的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種紡織設備，包含熔噴裝置、加熱裝置以及收集元件。熔噴裝置用以發(fā)射熔融塑料以形成熔噴纖維。加熱裝置設置于熔噴裝置的一側，并包含外殼以及升溫裝置。外殼具有通道，用以接收熔噴纖維，其中通道朝向熔噴裝置的一端的截面積小于或等于通道另一端的截面積。升溫裝置設置于外殼的內壁，用以提升通道的溫度。因此，本發(fā)明的紡織設備可藉由溫控的方式，以加熱裝置控制熔噴纖維的形態(tài)，故構造簡單且不需要昂貴的設備成本。
【專利說明】
紡織設備從及使用其制作膝噴纖維的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明是有關于一種紡織設備，特別是一種關于制作烙噴纖維的紡織設備。
【背景技術】
[0002] 在現(xiàn)今的紡織材料中，烙噴纖維除具備有超細纖維特性外，也具備有高效低阻、過 濾成本低、耐化學性W及無毒無污染的性質。因此，利用烙噴纖維所生產的無紡布產品廣泛 使用于過濾性產品，例如烙過濾布、復合濾布、筒狀濾忍W及濾袋等。
[0003] 由于烙噴纖維需達到具備超細纖維的特性，為了符合超細纖維規(guī)格，紡織設備除 了利用特殊紡嘴外，一般紡織設備也會搭配電紡制程生產。然而，使用特殊紡嘴或電紡制程 的設備昂貴，且也具有復雜的操作步驟，使得使用特殊紡嘴或電紡制程所生產的烙噴纖維 價格也跟著提升。因此，如何能有效簡化烙噴纖維制程，并降低其制造成本，實屬當前重要 研發(fā)課題，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的一個方面在于提供一種紡織設備，其通過加熱裝置延長烙融塑料的固化 時間，進而形成具有細纖維絲的烙噴纖維。由于本發(fā)明的紡織設備是通過溫控的方式控制 烙噴纖維的形態(tài)，因此構造簡單且不需要昂貴的設備成本。 陽〇化]本發(fā)明的一個方面在于提供一種紡織設備，包含烙噴裝置、加熱裝置W及收集元 件。烙噴裝置用W發(fā)射烙融塑料W形成烙噴纖維。加熱裝置設置于烙噴裝置的一側，并包 含外殼W及至少一升溫裝置。外殼具有通道，用W接收烙噴纖維，其中通道朝向烙噴裝置的 一端的截面積小于或等于通道另一端的截面積。升溫裝置設置于外殼的內壁，用W提升通 道的溫度。收集元件設置于加熱裝置相對烙噴裝置的一側，用W接收通過通道的烙噴纖維。
[0006] 于部分實施例中，通道朝烙噴裝置的一端的截面積小于通道另一端的截面積，且 通道的截面積自朝向烙噴裝置的一端至另一端為線性漸增。
[0007] 于部分實施例中，外殼包含頸部，頸部位于通道兩端之間。通道的截面積從朝向烙 噴裝置的一端至頸部漸減，并且通道的截面積從頸部向另一端漸增。
[0008] 于部分實施例中，通道的截面為圓形、矩形或多邊形。
[0009] 于部分實施例中，升溫裝置的溫度介于100°C至400°C之間。
[0010] 于部分實施例中，升溫裝置的數(shù)量為多個，且升溫裝置于烙噴裝置指向收集元件 的方向呈軸向對稱。
[0011] 于部分實施例中，升溫裝置于烙噴裝置指向收集元件的方向上彼此平行。
[0012] 于部分實施例中，烙噴裝置更包含噴嘴W及氣孔。噴嘴用W發(fā)射烙融塑料。氣孔 連接至壓縮空氣源，并用W提供氣流導引烙噴纖維。
[0013] 于部分實施例中，升溫裝置包含陶瓷管、石英管、加熱板、紅外線加熱管或電熱棒。
[0014] 于部分實施例中，紡織設備更包含線圈。線圈設置于外殼內，其中升溫裝置包含鐵 磁性板體，鐵磁性板體通過與線圈電磁感應后升溫。
[0015] 本發(fā)明的一個方面在于提供一種烙噴纖維的制作方法，包含下列步驟。提供烙融 塑料至烙噴裝置中，并通過烙噴裝置發(fā)射烙融塑料至通道。提升通道的溫度，用W延長烙融 塑料固化成烙噴纖維的時間，且通道的截面積沿烙融塑料的發(fā)射方向漸增或皆相同。接收 通過通道的烙融塑料。
[0016] 于部分實施例中，通道的溫度介于100°C至400°C。
[0017] 綜上所述，本發(fā)明的紡織設備通過升溫裝置延長烙融塑料的固化時間，使其所形 成的烙噴纖維尺寸除了是纖維細絲外，也呈現(xiàn)不規(guī)則的絲狀。此外，本發(fā)明的紡織設備可通 過簡易置換設備，例如不同升溫裝置或是不同截面的通道，產生不同型態(tài)或是不同尺寸的 烙噴纖維。
【附圖說明】
[0018] 圖IA為本發(fā)明紡織設備的第一實施例的側視剖面示意圖；
[0019] 圖IB為圖IA的烙噴裝置射出烙融塑料的側視示意圖；
[0020] 圖2為圖IA的紡織設備中加熱裝置的正面示意圖，其中圖2所繪的視角為自圖IA 的收集元件朝向加熱裝置；
[0021] 圖3為本發(fā)明紡織設備的第二實施例的加熱裝置的正面示意圖，其中圖3的視角 與圖2相同；
[0022] 圖4為本發(fā)明紡織設備第S實施例的加熱裝置的正面示意圖，其中圖4的視角與 圖2相同；
[0023] 圖5為本發(fā)明紡織設備第四實施例的加熱裝置的正面示意圖，其中圖5的視角與 圖2相同；
[0024] 圖6為本發(fā)明紡織設備第五實施例的側視剖面示意圖； 陽0巧]圖7為本發(fā)明紡織設備第六實施例的側視剖面示意圖；
[00%] 圖8為通過本發(fā)明紡織設備所形成的烙噴纖維的掃描式電子顯微鏡照片；
[0027] 其中，符號說明： 陽02引 100紡織設備 102烙融塑料
[0029] 104烙噴纖維 110烙噴裝置
[0030] 112噴嘴 114氣孔
[0031] 116壓縮空氣源 120加熱裝置
[0032] 122外殼 124通道
[0033] 126頸部 128對稱軸
[0034] 130升溫裝置 140收集元件 陽03引 Al, Az截面積。
【具體實施方式】
[0036] 下文是舉實施例配合所附附圖作詳細說明，但所提供的實施例并非用W限制本發(fā) 明所涵蓋的范圍，而結構操作的描述非用W限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結 構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，圖式僅W說明為目的，并 未依照原尺寸作圖。為使便于理解，下述說明中相同元件將W相同的符號標示來說明。
[0037] 關于本文中所使用的『約K『大約J或『大致j 一般通常是指數(shù)值的誤差或范圍約 百分之二十W內，較好地是約百分之十W內，而更佳地則是約百分之五W內。文中若無明確 說明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，即如『約K『大約j或『大致j所表示的誤差或范圍。
[0038] 由于現(xiàn)今烙噴纖維為了達到具備超細纖維的特性，需通過特殊紡嘴或電紡設備生 產，然而特殊紡嘴或電紡設備的設備昂貴，進而使得所生產的烙噴纖維成本也提升。有鑒于 此，本發(fā)明的紡織設備包含加熱裝置，并用W延長烙融塑料的固化時間，進而形成具有細纖 維絲的烙噴纖維。由于本發(fā)明的紡織設備是通過溫控的方式控制烙噴纖維的形態(tài)，因此構 造簡單且不需要昂貴的設備成本。
[0039] 請參照圖1A，圖IA為本發(fā)明紡織設備第一實施例的側視剖面示意圖。紡織設備 100包含烙噴裝置110、加熱裝置120 W及收集元件140。烙噴裝置110用W發(fā)射烙融塑料 102 W形成烙噴纖維104。加熱裝置120設置于烙噴裝置110的一側，并包含外殼122 W及 升溫裝置130。外殼122具有通道124,用W接收烙噴纖維104,其中通道124朝向烙噴裝置 110的一端的截面積Al小于或等于通道另一端的截面積A 2。升溫裝置130設置于外殼122 的內壁，用W提升通道124的溫度。收集元件140設置于加熱裝置120相對烙噴裝置110 的一側，用W接收通過通道124的烙噴纖維104。
[0040] 當烙融塑料102置入烙噴裝置110后，其將成為具有烙融狀態(tài)的烙融塑料102,接 著烙噴裝置110再將烙融塑料102朝加熱裝置120的通道124射出。此時，由于烙融塑料 102自身的粘滯力，烙融狀態(tài)的烙融塑料102的速度呈拋物線分布，亦即烙融塑料102的速 度是自中屯、向周圍遞減，使得其形狀如圖IB所示，其中圖IB為圖IA的烙噴裝置射出烙融 塑料的側視示意圖。圖IB中，烙融塑料102朝箭頭方向被射出并產生延伸效應，使得烙融 塑料102于固化期間會漸漸被拉伸為較細的線徑，接著，烙融塑料102于固化后將成為具有 超細纖維絲的烙噴纖維104(請見圖1A)。
[OOW 此時，圖IA中，由于通道124內的溫度已經(jīng)通過升溫裝置130提化因此延長了烙 融塑料102固化成烙噴纖維104的固化時間，其中升溫裝置130的溫度介于100°C至400°C。 同前所述，當烙噴裝置110噴出烙融塑料102,且烙融塑料102尚未完全固化成烙噴纖維 104時，烙融塑料102會于固化期間內漸漸被拉伸而變細，而當固化時間被延長后，烙融塑 料102被拉伸變細的時間也對應延長，因此所形成的烙噴纖維104也具有更細的尺寸。在 此，烙噴纖維104的尺寸所指為烙噴纖維104的纖維絲的線徑。
[0042] 于部分實施例中，烙噴裝置110更包含噴嘴112 W及氣孔114。噴嘴112用W發(fā)射 烙融塑料102。氣孔114連接至壓縮空氣源116,并用W提供氣流導引烙噴纖維104。進一 步而言，氣流除了導引烙融塑料102沿射出方向行進外，烙融塑料102也會受到氣流牽引而 被更進一步拉伸。
[0043] 當烙噴纖維104行進至通道124相對烙噴裝置110的一端時，烙噴纖維104再由 收集元件140接收。收集元件140包含滾輪，由通道124射出的烙噴纖維104將行進至收 集元件140的滾輪上，并藉由滾輪轉動而收集。
[0044] 本實施例中，通道124朝烙噴裝置110的一端的截面積Al小于通道另一端的截面 積As,且通道124的截面積自朝向烙噴裝置110的一端至另一端為線性漸增。于此配置下， 通道124內的溫度自設置烙噴裝置110的一端至另一端具有梯度。藉由此梯度，可W更進 一步控制烙融塑料102的固化時間W形成不同尺寸的烙噴纖維104。在此，「形成不同尺寸 的烙噴纖維104」所指為收集元件140所接收的烙噴纖維104具有粗細不等（線徑不同） 的纖維細絲，亦即烙噴纖維104中的纖維細絲為不規(guī)則的絲狀。
[0045] 綜上所述，本發(fā)明的紡織設備100藉由加熱裝置120延長烙融塑料102的固化時 間，使得烙融塑料102的延伸效應的作用時間對應地延長，進而形成具有細纖維絲的烙噴 纖維104。再者，通道124具有線性變化的截面積，因此所形成的烙噴纖維104尺寸為呈現(xiàn) 不規(guī)則的絲狀。
[0046] 請同時參見圖IA W及圖2,圖2為圖IA的紡織設備中加熱裝置的正面示意圖，其 中圖2所繪的視角為自圖IA的收集元件朝向加熱裝置。圖2中，用W提升通道124溫度的 升溫裝置130設置于外殼122的內壁。于部分實施例中，升溫裝置130包含陶瓷管、石英管、 加熱板、紅外線加熱管或電熱棒。本實施例中，所繪示的升溫裝置130為加熱板，如圖2中 的斜線區(qū)域。
[0047] 于部分實施例中，升溫裝置130的數(shù)量為多個，且升溫裝置130于烙噴裝置110指 向收集元件140的方向呈軸向對稱。本實施例中，升溫裝置130的數(shù)量為4個，且通道124 于中屯、處具有對稱軸128,其中對稱軸128平行烙噴裝置110指向收集元件140的方向，而 升溫裝置130對稱于此對稱軸128。為了方便說明，圖2中也繪示有對稱軸128,圖2的對 稱軸128方向為平行進入紙面方向。 W48] 于此配置下，由于升溫裝置130是W對稱的方式提升通道124的溫度，通道124內 的溫度分布也對應地呈現(xiàn)均勻，因此每一條由烙融塑料102固化而成的纖維絲的外緣也同 為均勻地被延長固化時間。也就是說，所形成的烙噴纖維104中，具有較細尺寸的纖維絲比 例因此而增加。
[0049] 本實施例中，通道124的截面為矩形。然而，應了解到，圖2所舉的截面為矩形的 通道124僅為例示，而非用W限制本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，可依實 際需要，彈性選擇通道124的截面形狀，W形成不同尺寸或形貌的烙噴纖維104。
[0050] 于部分實施例中，通道124的截面為圓形、矩形或多邊形。舉例而言，請參見圖3， 圖3為本發(fā)明紡織設備第二實施例的加熱裝置的正面示意圖，其中圖3的視角與圖2相同。 本實施例與第一實施例的差異在于加熱裝置120中的通道124的截面為圓形。此外，升溫 裝置130同樣設置于外殼122的內壁，且升溫裝置130 W通道124的對稱軸128為中屯、呈 軸向對稱，其中圖3的對稱軸128方向為平行進入紙面方向。
[0051] 請再參見圖4,圖4為本發(fā)明紡織設備第=實施例的加熱裝置的正面示意圖，其中 圖4的視角與圖2相同。本實施例與第一實施例的差異在于本實施例加熱裝置120中的通 道124的截面為多邊形，其中本實施例的通道124的截面W屯邊型為例。同樣地，升溫裝置 130設置于外殼122的內壁，且升溫裝置130 W通道124的對稱軸128為中屯、呈軸向對稱， 其中圖4的對稱軸128方向為平行進入紙面方向。
[0052] 綜上所述，本發(fā)明紡織設備中的通道的截面形狀可W有不同形狀，進而對應形成 不同形貌的烙噴纖維。也就是說，對應于不同過濾產品的規(guī)格需求（濾效），作為過濾產品 原料的烙噴纖維可W藉由簡單置換通道的截面形狀滿足其規(guī)格需求。此外，升溫裝置所采 用的裝置也能對應地更換，W調整烙噴纖維的濾效。
[0053] 請參照圖5,圖5為本發(fā)明紡織設備第四實施例的加熱裝置的正面示意圖，其中圖 5的視角與圖2相同。本實施例與第一實施例的差異在于本實施例加熱裝置120中的升溫 裝置130采用加熱管，例如陶瓷管、石英管、紅外線加熱管或電熱棒。
[0054] 本實施例中，管狀的升溫裝置130設置于外殼122的內壁，且管狀的升溫裝置130 彼此平行，并對稱于通道124的對稱軸128,呈軸向對稱，其中圖5的對稱軸128方向為平行 進入紙面方向。 陽化5] 請回到圖1A。同前所述，紡織設備100是W提升通道124溫度作為延長烙融塑料 102固化成烙噴纖維104的時間。本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，可依實際需要彈 性選擇升溫方式。例如，于部分實施例中，紡織設備100更包含線圈（未繪示）。線圈設置 于外殼122內，其中升溫裝置130包含鐵磁性板體（未繪示），鐵磁性板體通過與線圈電磁 感應后升溫。也就是說，紡織設備100也可W通過電磁感應使線圈產生時變磁場后，將鐵磁 性板體W電流熱效應方式升溫。
[0056] 請參照圖6,圖6為本發(fā)明紡織設備第五實施例的側視剖面示意圖。本實施例與第 一實施例的差異在于本實施例的紡織設備100于通道124內設置有頸部126, W增加引導烙 融塑料102的氣流的流速。
[0057] 本實施例中，外殼122包含頸部126,頸部126位于通道124兩端之間。通道124 的截面積從朝向烙噴裝置110的一端至頸部126漸減，并且通道124的截面積從頸部126 向另一端漸增。
[005引同前所述，烙噴裝置110中的氣孔114與壓縮空氣源116連接，W提供引導烙融塑 料102的氣流。當此氣流經(jīng)過頸部126時，由于通道124對應頸部126部分的截面積較小， 此將使得對應頸部126位置的氣流具有更快的流速。具體而言，具有更快流速的氣流將有 助于烙融塑料102的延伸效應，使得其被拉伸為具有更細纖維絲的烙噴纖維104。
[0059] 請參照圖7,圖7為本發(fā)明紡織設備第六實施例的側視剖面示意圖。本實施例與第 一實施例的差異在于本實施例的通道124朝向烙噴裝置110的一端的截面積Al等于通道 124另一端的截面積A2。 W60] 本實施例中，通道124自朝向烙噴裝置110的一端至另一端的截面積皆相同，因此 能形成不同型態(tài)的烙噴纖維104。此外，本實施例的紡織設備100也能設置如第五實施例中 的頸部126 (請見圖6)，W提升烙噴裝置110提供的氣流的流速，使得通道124內通過對應 頸部126位置的氣流流速提升。除此之外，升溫裝置130于烙噴裝置110指向收集元件140 的方向上彼此平行。舉例而言，當通道124于烙噴裝置110指向收集元件140的方向的截 面為矩形時，設置于外殼122內壁的升溫裝置130除了彼此平行外，其也平行于對稱軸128。
[0061] 綜上所述，本發(fā)明的紡織設備延長烙融塑料的固化時間，進而形成具有細纖維絲 的烙噴纖維。此外，上述實施例所舉的設置方式能互相搭配，例如，通道采用如第五實施例 具有頸部的配置，而升溫裝置采用如第四實施例的加熱管。W下敘述中，將結合實驗數(shù)據(jù)W 及掃描式電子顯微鏡照片（scanning electron microscope ;SEM)，W對所制作而成的烙噴 纖維作進一步說明。
[0062] 請回到圖1A。本發(fā)明的一個方面在于提供一種烙噴纖維104的制作方法，包含下 列步驟。提供烙融塑料102至烙噴裝置110中，并通過烙噴裝置110發(fā)射烙融塑料102至 通道124。提升通道124的溫度，用W延長烙融塑料102固化成烙噴纖維104的時間，且通 道124的截面積沿烙融塑料102的發(fā)射方向漸增或皆相同。接收通過通道124的烙融塑料 102。于部分實施例中，通道124的溫度介于100°C至400°C。
[0063] 表一 W烙噴纖維制成的濾片的濾效W及壓損量測結果
[0064]
陽0化]請參見表一，表一為W烙噴纖維制成的濾片的濾效W及壓損量測結果，其中表一 所使用的測試粒徑為0.3微米（ym)的氯化鋼、測試流量為每秒5.3厘米（cm/sec) W及濾 片尺寸為100平方厘米（cm2)。表一中，比較例的烙噴纖維為直接藉由烙噴裝置烙噴形成， 亦即比較例的烙噴纖維是在烙噴纖維不經(jīng)由任何后續(xù)通道的條件下制成。實驗例的烙噴纖 維為通過本發(fā)明包括通道的紡織設備所制成，其中通道內的溫度藉由開啟升溫裝置大致提 升至215°C。
[0066] 根據(jù)表一的結果，通過本發(fā)明紡織設備所形成的烙噴纖維具有更佳的過濾效果。 此外，所形成的烙噴纖維也具有較低的壓損，使得使用者配戴通過此烙噴纖維制成的口罩 時，不會造成呼吸不順楊的問題。
[0067] 請再參見圖8,圖8為通過本發(fā)明紡織設備所形成的烙噴纖維的掃描式電子顯微 鏡照片。圖8為將烙噴纖維放大3500倍的結果。圖8中，通過本發(fā)明紡織設備所形成的烙噴 纖維為不規(guī)則的纖維細絲，且烙噴纖維尺寸大致小于0. 5微米（ym)，且平均直徑為0. 448 微米（Ji m)。
[0068] 綜上所述，本發(fā)明的紡織設備藉由加熱裝置延長烙融塑料的固化時間，使得烙融 塑料進行延伸效應的時間被延長，進而形成具有細纖維絲的烙噴纖維。再者，所形成的烙噴 纖維尺寸為呈現(xiàn)不規(guī)則的絲狀。此外，本發(fā)明的紡織設備可通過簡易置換設備，例如不同升 溫裝置或是不同截面的通道，產生不同型態(tài)或是不同尺寸的烙噴纖維，W配合不同的過濾 效果。
[0069] 雖然本發(fā)明已W實施方式掲露如上，然其并非用W限定本發(fā)明，任何熟習此技藝 者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當 視后附的權利要求書所界定的范圍為準。
【主權項】
1. 一種紡織設備，包含： 熔噴裝置，用以發(fā)射熔融塑料以形成熔噴纖維； 加熱裝置，設置于所述熔噴裝置的一側，并包含： 外殼，具有通道，用以接收所述熔噴纖維，其中所述通道朝向所述熔噴裝置的一端的截 面積小于或等于所述通道另一端的截面積；以及 至少一升溫裝置，設置于所述外殼的內壁，用以提升所述通道的溫度；以及 收集元件，設置于所述加熱裝置相對所述熔噴裝置的一側，用以接收通過所述通道的 所述熔噴纖維。2. 如權利要求1的紡織設備，其中所述通道朝向所述熔噴裝置的一端的截面積小于所 述通道另一端的截面積，且所述通道的截面積自朝向所述熔噴裝置的一端至所述另一端為 線性漸增。3. 如權利要求1的紡織設備，其中所述外殼包含位于所述兩端之間的頸部，所述通道 的截面積從朝向所述熔噴裝置的一端至所述頸部漸減，并且所述通道的截面積從所述頸部 向所述另一端漸增。4. 如權利要求1的紡織設備，其中所述通道的截面為圓形、矩形或多邊形。5. 如權利要求1的紡織設備，其中所述升溫裝置的溫度介于100°C至400°C。6. 如權利要求1的紡織設備，其中所述升溫裝置的數(shù)量為多個，且所述升溫裝置于所 述熔噴裝置指向所述收集元件的方向呈軸向對稱。7. 如權利要求6的紡織設備，其中所述升溫裝置于所述熔噴裝置指向所述收集元件的 方向上彼此平行。8. 如權利要求1的紡織設備，其中所述熔噴裝置更包含： 噴嘴，用以發(fā)射所述熔融塑料；以及 氣孔，連接至壓縮空氣源，用以提供氣流導引所述熔噴纖維。9. 如權利要求1的紡織設備，其中所述升溫裝置包含陶瓷管、石英管、加熱板、紅外線 加熱管或電熱棒。10. 如權利要求1項的紡織設備，更包含線圈，設置于所述外殼內，其中所述升溫裝置 包含鐵磁性板體，所述鐵磁性板體通過與所述線圈電磁感應后升溫。11. 一種熔噴纖維的制作方法，包含： 提供熔融塑料至熔噴裝置中，并通過所述熔噴裝置發(fā)射所述熔融塑料至通道； 提升所述通道的溫度，用以延長所述熔融塑料固化成熔噴纖維的時間，且所述通道的 截面積沿所述熔融塑料的發(fā)射方向漸增或皆相同；以及 接收通過所述通道的所述熔融塑料。12. 如權利要求11項的熔噴纖維的制作方法，其中所述通道的溫度介于100°C至 400。。。
【文檔編號】D01D13/00GK105821500SQ201510644141
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年10月8日
【發(fā)明人】廖元培, 周欣穎
【申請人】財團法人紡織產業(yè)綜合研究所