多机能皮芯式纤维的凉感丹宁布料制造方法
技术领域
本发明的目的在于提供一种兼具吸汗、阻热、凉感、速干、光泽、抗紫外线等多机能皮芯式纤维的凉感丹宁布料制造方法。此布料的结构是由三种不同纤维材质的纱线捻成单一复合纱线，以此为纬线，再经由特定的纱线的织法或独特的经纬交错，以达到透气效果。面临海岛型气候的特征：夏季炎热湿黏，会让人感到很不舒服。欲求改善之道，在户外的服饰材质，必须兼顾阻热、光泽及抗紫外线机能，而在室内尤其是冷气房内的服饰材质，必须兼顾有吸汗、凉感、速干等机能。本发明的技术领域在解决此一问题。
背景技术
传统夏天抗热的织品材料有两类，其中一类为天然麻，有硬挺、透气及强吸水效果等适合夏天抗热需求的特点。但是，缺点是因材质硬挺，皮肤接触感觉略粗糙，较不适合用于贴身服饰。
传统夏天抗热的织品材料另外一类为天然蚕丝，皮肤接触感觉冰凉及光泽佳，因此适合夏天抗热的需求。但是，缺点是因材质相当软滑，穿起来过于垂坠，流汗后更易贴住身体，产生活动不便。
自从1931年最早的合成纤维，聚酰胺纤维，即为尼龙(Nylon)上市后，各种合成纤维如聚脂(Polyester)，尤其是其中的聚对苯二甲酸乙二酯 (Polyethylene terephthalate，PET)。这两种合成纤维各有特色，如尼龙的优点是强韧、耐磨、平滑、重量轻、抗虫、抗霉、散热佳、速干与凉感，而且材质不易产生静电、变形、起毛球和老损等。而聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维常与其它天然纤维合作布料以表现出两者的特征，棉-聚酯的衣物有强韧，防皱防撕裂，不易缩水等胜于棉质衣物的优点。聚酯纤维透气性较差，使湿气不易散发。如何使合成纤维，具有凉感的优点，却能集合各种纤维元素的优点，互补其缺点，成为很多织品的创作或发明的目的。
市售的凉感衣，主要的原理不外乎三类，其一，为合成纤维掺入矿石材质、合成纤维掺入具有冷却特性的材质。这种凉感衣在市面上较常见到。在合成纤维(如聚酯纤维的聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙Nylon)的纺纱过程中添加矿石粉、玉石粉等材料，或在在纱线表面涂抹特殊冷却剂。
相较于纺织衣物材质，矿石的比热小、热平衡快，穿上添加矿石粉的衣物进到冷气房，很快就能快速与环境温度产生平衡作用，达到快速降温的效果。
缺点：因为纺织衣物材质，矿石的比热小、热平衡快，在炎热的环境里温度也相对地热得快，在高温的环境下，穿上这种凉感衣反而会比一般纺织品衣物感觉更热。
凉感衣原理，其二，通过纱线的织法或经纬交错不同，以达到透气效果。这类的合成纤维制成凉感衣，通常会抽成十字形或Y字形的异形断面纱线，织成较疏松透气的针织布料，提升通风排汗的效果。
缺点：但因为采用的是十字形或Y字形异形断面纱线方式，所以虽然温度提升得快，在皮肤接触的舒适度上，有比一般衣服舒服。但正因为夏季高温下，造成人体皮肤快速排汗，穿此种凉感衣时，会因为外衣覆盖，使得热汗气无法快速排出，感觉更加闷热。同时，这种凉感衣如果少了汗水的湿度，合成纤维容易与皮肤磨擦产生静电，在穿着时常有痒感。
凉感衣原理，其三，混用亲水性材质，大量混用吸水性好的纺织材质如棉、黏液缧萦、铜铵嫘萦等纺织纤维，或是在合成纤维上或纤维表面做亲水化加工处理。这类型的凉感衣虽然不会给人瞬间清凉的感受，但在炎热的环境下也不会造成加热的效果，且良好的吸汗功能带来的适度回潮、舒适、不黏，让身体产生一种湿凉感，的确很适合夏天。
缺点一就是大量吸水后不容易干。因此在进行运动过后或是日晒下，汗流浃背时，如果立即进入冷气房，湿透的衣物瞬间变冷，容易让身体着凉。再则，吸收汗水后，容易产生汗臭味，及闷湿感。
中国台湾专利前案中，亦有甚多具有凉感织物的创作与发明，如申请号103208216公告号/证书号M485623冰凉巾、申请号102216817公告号/证书号M476787降温织物COOLING FABRIC、申请号101222816公告号/ 证书号M456187降温排热穿着衣物及配件、申请号100219409公告号/证书号M433107具有凉感降温功能的无缝成型胸罩罩杯结构、申请号 101200727公告号/证书号M431579具有凉感降温功能的胸罩垫片结构、申请号10120l398公告号/证书号M430383降温衣的布料结构、申请号 101200203公告号/证书号M429585具降温效果的布料、申请号101211742 公告号/证书号M445931具有奈米负离子活氧冰凉被、申请号100111465公告号/证书号I475137多层结构编织物及包含其的纤维制品、申请号 101130584公开号201346084一种降温发冷纤维、制备方法及纺织品、申请号087117197公告号/证书号448254抗紫外线聚酯组成物及其所制成的纤维和布种。
而这些专利，都不出上述三种凉感衣原理，且都有其优点与缺点。因此，亟需要研究出一种在夏天能有冰凉衣优点的多机能纤维的凉感丹宁(denim)布料，来解决能吸汗、阻热、凉感、速干、光泽、抗紫外线等六种需求的合成纤维及其复合纱线的制造方法。
一般牛仔裤的丹宁布料主要是利用天然棉或者缧萦当原料，除了触感好、柔软之外，再加上吸水性佳，穿起来不闷热，所以广为大众所接受使用。但是温室效应影响，天气越来越热的情况下，一般牛仔裤的缺点包含：厚重、服贴皮肤产生的湿黏性、慢干、因为低散热性导致抗热性差，已经成为亟待改善的课题。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种多机能皮芯式纤维的凉感丹宁布料制造方法，其兼具有吸汗、阻热、凉感、速干、光泽、抗紫外线的功效。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
鉴于天然棉虽然含湿率高(8％)，但是缺点是毛羽多，阻碍热传递速度。
鉴于人造丝缧萦纤维(Rayon)含湿率更高(12％)，穿着更凉爽。但是如果采用短纤型，仍是毛羽多，以及吸汗后，不易干，且容易产生臭味及湿黏性。
本发明用来做为牛仔裤的复合纱线，其中纬线是采用三层纱线结构如下：
外层使用木浆制成的人造丝缧萦纤维(Rayon)长纤素材，目的是保持高含湿率，穿着冰凉特性，同时避免短纤毛羽，改善热扩散速度，以及快速吸水，降低皮肤表层湿黏闷热感。
中层使用复合皮芯结构，芯层使用聚酯纤维素材的聚对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)，并添加高含量的抗紫外线材质，皮层使用高含水率尼龙材质，提高纱线冰凉感。
作为一种优选方案，芯层使用聚酯纤维，主要原因是聚酯纤维具有尺寸安定性，而且染色稳定度高，可以稳定布料质量。
作为一种优选方案，芯层使用异形断面聚酯纤维，可提高布料水分扩散速度，降低布料干燥时间。
作为一种优选方案，芯层使用高含量的抗紫外线材质(例如二氧化钛)，可以避免紫外线及红外线入侵皮肤，降低阳光对皮肤的伤害，以及因阳光照射，而产生的体表温度上升。
作为一种优选方案，芯层使用高含量的抗紫外线材质，可避免在织布时，抗紫外线材质与织布针头摩擦，产生织布质量不稳定。
作为一种优选方案，使用皮芯结构的纱当中层，可以降低整体纱线的含水率，并让汗水扩散面积变大，提高纱线干燥速度。
作为一种优选方案，使用皮芯结构的纱当中层，可以改善缧萦纤维 (Rayon)长纤的低抗拉强度的缺点，让布料的耐用性提升。
作为一种优选方案，使用皮芯结构的纱当中层，可以让布料的硬度稍许提升，配合低码重的组织设计，让布料整体的质感提升，避免软绵绵手感.。
内层使用弹性材料(elastic material)，如弹性纱(Spendex)高弹力 PU材质，或聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)/聚对苯二甲酸乙二酯纤维(PET) 双组成的聚酯纤维弹性材质，提高穿着延展舒适性。
纱线组合方式，可以为双包，喷结，合捻或其它。
在三种纱线的组成纤维成分也有特定的定义。其中一种提供同时兼具有阻热、抗紫外线、快散热性、吸汗性的合成纤维，由这三种纱线复合加工而成复合式纱线。
本发明属合成纤维的创新结构，虽渗入矿石粉的二氧化钛(Ti02)，但由于采用皮芯式纤维复合模式，矿石粉加在芯层的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)内，故无上述加矿石粉的缺点。
本发明包含这种类，但在合成纤维上有全新的作法，可以克服上述先前技术的缺点：在大量吸水后不容易干。因此在进行运动过后或是日晒下，汗流浃背时，如果立即进入冷气房，湿透的衣物瞬间变冷，容易让身体着凉。最好是换件衣服避免感冒。再则，吸收汗水后，容易产生汗臭味，及闷湿感。
本发明采用尼龙材质以符合天然蚕丝触感及冰凉感，但是又要避开尼龙材质过软的问题。因此加入聚酯纤维材质，让它具有天然麻的硬挺度。拥有聚酯材质加上尼龙材质的双重优点，但是化纤穿起来闷热缺点，因为化纤表面没有亲水基，无法主动吸汗。
为使化纤纱能快速吸汗，而非只感受瞬间冰凉而已，无法维持长期冰凉，所以需再加入强吸水天然材质。木浆人造纤维缧萦(Rayon)，属于天然材质，其吸湿排汗能力为天然棉的150％又因为触感，冰凉如天然麻，所以更适合春夏使用。
根据中国台湾纺织综合研究所(TTRI)的降温检测报告确认，模拟人体汗液，在吸收与人体温度相当的水分后，复合纱布料可降低5度，同时间天然棉布料仅可降低3度，所以可确定的是复合纱织成的牛仔丹宁布料在夏天的穿著舒适感受，远远超过天然棉。
总之，复合纱可以取代天然麻、天然棉、天然蚕丝的新世代商品，它融合天然素材及机能化纤素材，整体物性不仅超越天然素材，有如科技亚麻，而且可应用至各种织物领域，可说是划世纪商品。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术得知，具有下列绝对的优势：
天然合成纤维与永久机能，不受时间影响而减损其效益。
兼具室内冰凉、室外防晒、光泽质感、吸汗速干、吸汗降温等效果。
使用缧萦的木醣醇原料来源的纤维，具吸汗降温功效。
为更清楚地阐述本发明的原理，及制成牛仔布料的制造方法实际态. 样，以显示此制造方法的功效，以下结合图表实例说明本发明的内涵。
本发明的有益效果是，其兼具有吸汗、阻热、凉感、速干、光泽、抗紫外线的功效。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是凉感衣原理图。
图2是取代(天然麻棉蚕丝)的新世代商品图。
图3是新型的复合纱线(三层四成分)图。
图4是尼龙与PET两种成分复合纱线图。
图5是本发明牛仔裤采用复合纱线的编织图。
图中标号说明：
1凉感衣
2矿石粉、玉石粉或其它冷却物质
3十字形、Y字形编织
4棉、黏液缧萦、铜铵缧萦等
5天然蚕丝
6天然麻
7天然棉
8尼龙(Nylon)
81亲水基混合物
9对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)
91二氧化钛等矿石粉
10木浆纤维的缧萦(Rayon)人造丝或称(Viscose)
11弹性材质如弹性纱(spandex)
12复合型长纤(纬线)Nylon/PET复合纱
13本发明三层四成分的复合纱线
具体实施方式
请参照图1，说明既有凉感衣1的原理，有三类，第一类为掺入具有冷却特性材质，冷却特性材质比衣物材质比热小、热平衡快。例如矿石粉、玉石粉或其它冷却物质2；第二类为织法经纬交错的透气效果，如十字形、Y字形织法3；第三类为混用亲水性材质或表面亲水加工，如具有吸汗作用的棉、黏液缧萦、铜铵缧萦等4。
请参照图2说明新世代的合成纤维如何取代天然麻6、天然棉7与天然蚕丝5。天然蚕丝5具有触感冰凉、光泽佳的优点，但也具有软滑、垂墬、贴住身体的缺点，可用尼龙(Nylon)8取代，但因为过软，有必要以聚对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)9补强；天然麻6具有透气、吸水、凉爽的优点，但同时也有硬挺且触感粗糙的缺点，可用聚对苯二甲酸乙二酯纤维 (PET)9取代，但仍有闷热及不吸汗的缺点，有必要以木浆纤维缧萦 (Rayon)10补强；天然棉7具有吸水排汗的优点，也有大量吸水及不易干的缺点，得以用木浆纤维(Rayon)10取代，因为它具有吸水及释水力为大然棉150％的特性。
复合纱组织架构，简单的说，就是把多种纤维分层复合而成，各纤维之间各有不同成分，就有不同特性，让每层发挥不同的效果，借以模拟天然棉7、天然麻6及天然蚕丝5特性优点，同时具有合成纤维的优点，相互互补天然棉7、天然麻6及天然蚕丝5与聚对苯二甲酸乙二酯纤维 (PET)9、尼龙纤维的缺点，达到最佳效果。
请参照图3，本发明是利用三种不同纱线，用包覆方式，组合成单一复合纱线。而其复合方式，在合成纤维中是属于皮芯式纤维。
皮芯式复合纤维是由不同性能或结构的聚合物以一种组分包围另一种组分或相互间层层包覆并沿纤维轴向复合而成的。本发明的皮芯式复合纤维是属于同心圆型。这种纤维可利用各组分不同的性质而产生不同的形态和效果。本发明是以聚酰胺(尼龙Nylon 8)和聚酯纤维的PET 9的皮芯式复合纤维，主要以聚酰胺(尼龙Nylon 8)为皮，聚酯纤维的PET9 为芯，兼具尼龙(Nylon)8和聚对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)9的优点。
在三种纱线的由三种纤维，而其中有四种成分。成分也有特定的定义。采用皮芯式纤维方式，把各种纤维的优点集合成独一无二的产品。同时具有其中一种提供同时兼具有吸汗、阻热、凉感、速干、光泽、抗紫外线等特性的合成纤维，由这三种纱线复合加工而成复合式纱线。
三条纱线的一为弹性纱11，为弹性纤维(台湾习称0P，或日本习称PU，或欧美习称Lycra或Spandex)。依据ISO2076或DIN60001，弹性纤维 (Elastan fibers)是由重量85％以上的链结聚胺基甲酸酯(Segmented Polyurethane)组成的线性大分子合成纤维。其具有很强的弹性与高伸展度。
三条纱线由另外两条纱线缠绕弹性纤维，其中层纱是由尼龙 (Nylon)8与聚脂纤维的聚对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)9组成，由尼龙 Nylon 8呈现散热性、凉感性和速干性。聚对苯二甲酸乙二酯纤维(PET) 则呈现阻光、隔热的效果。而其外层纱则由木浆制成的人造丝缧萦纤维 (Rayon)10，具有吸水佳、易染色、光泽优的特性。
第一层使用弹性材料(elastic material)11，第二层使用尼龙Nylon 8与PET 9复合，第三层使用木浆纤维10的Rayon嫘萦(人造丝Viscose)，这项发明因四种纤维的特殊性，合成了具有吸汗、阻热、凉感、速干、光泽、抗紫外线等多机能的纱线特质。
请参照图4，特别一提的是第二层：复合型长纤(纬线)Nylon/PET复合纱12，其中尼龙Nylon 8与对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)9的复合成此纱线，并非分开的两种纤维，而是，将两种成分，分流注入合成同一条纱线。此种分流注入抽成纱的好处在于：
1.制造过程中在芯层的聚对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)9中添加二氧化钛等矿石粉91或其它冷却剂，因皮肤不直接接触矿石粉，触感较佳，且有阻光作用。
2.矿石粉因包在芯层内，不损及织布机器的损针。
3.有助于染色准确性。
4.皮层的尼龙(Nylon)8可添加高含水率的亲水基混合物81，使表面光滑。
请参照图4，特别一提的是第二层：复合型长纤(纬线)Nylon/PET复合纱12，其中尼龙Nylon 8若改以聚丙烯(Polypropylene，简称PP)，以其同样具有轻量、速干、快速排汗的功能，与PET 9的复合成此纱线，并非分开的两种纤维，而是，将两种成分，分流注入合成同一条纱线。
请参照图5，本发明凉感丹宁(denim)布料的复合纱线编织法，以天然棉7为经，复合型长纤13为纬，垂直交叉编织而成。
复合型长纤纱线13由三层四成分组成，内层由弹性纱11构成，以提高延展舒适性，中层的皮芯结构，由聚酯纤维的对苯二甲酸乙二酯纤维(PET)9为芯层，并添加抗紫外线材质，皮层使用尼龙Nylon 8，提高纱线的冰凉感，外层使用木浆纤维的缧萦Rayon或称人造丝Viscose10的长纤素材，保持高含湿率、穿着冰凉性。
复合纱线由三层四成分组成，中层的皮芯结构芯层使用聚酯纤维PET 9，皮层使用尼龙Nylon 8材质，内层使用弹性纱Spandax 11，外层使用木浆纤维的Rayon嫘萦(或称人造丝Viscose)10，这项发明因三种纱的特殊性，合成了具有光泽质感、吸湿速干、吸汗降温等多重凉感机能的纱线特质。
总结本发明的凉感丹宁布料的优势有五：
优势一：皮芯结构比单纯复合更细，织成布的后可以更轻薄透气。
优势二：添加矿石凉感剂可至于芯层，避免粉末突出纤维表面造成织布困扰及受热快速升温问题。
优势三：芯鞘结构在染色上可避免双染色的困扰或对色的困难。
优势四：避免聚酯纤维的PET 9与尼龙Nylon8因热收缩率不同造成布面瑕疵。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
