CN1602372A - 具有可逆热性质的多组分纤维及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有增强的可逆热性质的多组分纤维及其制造方法。所述多组分纤维包括由多个细长构件形成的纤维体，所述细长构件至少之一包含分散在其中的调温材料。所述调温材料包括相变材料。所述多组分纤维可通过熔融纺丝法或溶液纺丝法形成，可用于或掺入要求调热性的各种产品中。例如，所述多组分纤维可用于纺织品、服装、鞋类、医用产品、容器和包装、建筑、器具、和其它产品。

Description

具有可逆热性质的多组分纤维及其制造方法

相关申请的交叉参考

本申请是Haggard于2000年10月19日申请的题为“可适应温度的纺织纤维及其制备方法”的USSN 09/691 164和要求2000年9月21日申请的US临时申请No.60/234 410的权益的Magil等于2001年9月21日申请的题为“可逆热性质增加的多组分纤维”的USSN 09/960 591号专利申请的部分继续，其公开均引入本文供参考。

本发明涉及Hartmann于2001年9月21日申请的题为“用于调温合成纤维、织物和纺织品的稳定相变材料”的USSN 09/960 901和Hartmann等于2001年2月6日申请的题为“可逆热性质增强的可熔纺浓缩颗粒”的USSN 09/777 512号共同待审专利申请中公开的发明，其公开均引入本文供参考。

技术领域

本发明涉及可逆热性质增强的合成纤维。本发明尤其涉及包含相变材料的多组分纤维和通过熔融纺丝法或溶液纺丝法形成此纤维。

背景技术

许多织物由合成纤维制成。通常用两种方法制造合成纤维：溶液纺丝法和熔融纺丝法。溶液纺丝法一般用于形成丙烯酸系纤维，而熔纺法一般用于形成耐纶纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、和其它相似类型的纤维。公知耐纶纤维包含以存在酰胺基-CONH-为特征的长链合成聚酰胺聚合物，聚酯纤维包含有至少85％(重)取代芳族羧酸单元的酯的长链合成聚合物，聚丙烯纤维包含有至少85％(重)烯烃单元而且典型地有约40000或更高的数均分子量的长链合成结晶聚合物。

熔纺法特别重要，因为用于纺织工业的大部分合成纤维通过此技术制造。熔纺法一般涉及使熔融的聚合物材料通过称为纺丝板的装置从而形成多个单合成纤维。形成后，可将所述合成纤维集合成股或切成短纤维。合成纤维可用于制造针织、机织或非织造织物，也可将合成纤维纺成纱线后再用于织造或针织过程形成合成织物。

已在单组分丙烯酸系纤维中掺入相变材料使纤维本身以及由其制成的织物具有增强的可逆热性质。这很容易实现，部分原因是形成丙烯酸系纤维的溶液纺丝法典型地伴有较高的挥发性物质(例如溶剂)含量。但在熔纺合成纤维中掺入相变材料则问题较多，因为熔纺法一般不存在或不需要高挥发性物质含量。以前在熔纺合成纤维中掺入相变材料的尝试典型地涉及使包含相变材料的微胶囊与标准纤维级热塑性聚合物混合形成共混物，然后将此共混物熔纺形成单组分合成纤维。此类尝试一般导致所述微胶囊在纤维内的分散不充分、纤维性能差、而且加工性能差，除非使用低浓度的微胶囊。但使用低浓度的微胶囊难以实现正常使用相变材料所带来的所要可逆热性质的增强。

在此背景下需要开发包含相变材料的多组分纤维。

发明内容

第一创新方面，本发明涉及一种具有增强的可逆热性质的多组分纤维。一典型实施方案中，所述多组分纤维可包括由多个细长构件形成的纤维体，其中所述细长构件至少之一包含分散在其中的调温材料。

另一典型实施方案中，所述多组分纤维可包括含第一聚合物材料和分散在第一聚合物材料内的调温材料的第一细长构件。所述多组分纤维可还包括含第二聚合物材料的第二细长构件，其中所述第二细长构件与所述第一细长构件接合。

再另一典型实施方案中，所述多组分纤维可包括含调温材料的芯部分。所述多组分纤维可还包括包围所述芯部分的皮部分。

第二创新方面，本发明涉及一种具有增强的可逆热性质的纤维。一典型实施方案中，所述纤维可包括基本上贯穿所述纤维整个长度且包含第一聚合物材料和调温材料的共混物的至少一个内构件。外构件可包围所述内构件而构成所述纤维的外部，其中所述外构件包含第二聚合物材料。

第三创新方面，本发明涉及一种皮芯型纤维。一典型实施方案中，所述皮芯型纤维可包含位于所述纤维内且基本上贯穿所述纤维整个长度的芯部分，其中所述芯部分包含第一聚合物材料和调温材料的共混物。所述皮芯型纤维可还包括构成所述纤维的外部且包围所述芯部分的皮部分，其中所述皮部分包含第二聚合物材料。

第四创新方面，本发明涉及一种海岛型纤维。一典型实施方案中，所述海岛型纤维可包括多个位于所述纤维内且基本上贯穿所述纤维整个长度的岛部分，其中所述岛部分都相互分离且包含岛聚合物材料和调温材料的共混物。所述海岛型纤维可还包括构成所述纤维的外部且包围每个岛部分的海部分，其中所述海部分包含海聚合物材料。

第五创新方面，本发明涉及一种具有增强的可逆热性质的纤维的制造和加工方法。一典型实施方案中，所述方法包括使调温材料与第一聚合物材料混合形成共混物，和在纤维挤出设备的纺丝头组合体内使所述共混物与第二聚合物材料组合从而使所述第二聚合物材料包围所述共混物。所述方法可还包括将所述共混物和所述第二聚合物材料从所述纺丝头组合体的纺丝板中挤出从而形成有由所述第二聚合物材料形成的外构件并包围由所述共混物形成的内构件的纤维。

第六创新方面，本发明涉及一种具有增强的可逆热性质的纤维的制造方法。一典型实施方案中，所述方法包括形成多种单独的共混物，其中每种共混物都包含调温材料和第一聚合物材料，和在纤维挤出设备的纺丝头组合体内使所述多种单独的共混物与第二聚合物材料组合从而使所述第二聚合物材料包围所述多种单独的共混物。所述方法可还包括将所述多种单独的共混物和所述第二聚合物材料从所述纺丝头组合体的纺丝板中挤出从而形成有由所述第二聚合物材料形成的外构件并包围由所述多种单独的共混物形成的多个内构件的纤维。

第七创新方面，本发明涉及一种织物。一典型实施方案中，所述织物可包括混纺在一起的多根纤维，其中至少一根纤维表现出增强的可逆热性质。所述纤维可包括含第一聚合物材料和调温材料的共混物的至少一个内构件，其中所述内构件基本上贯穿所述纤维的整个长度。所述纤维可还包括构成所述纤维的外部且包围所述内构件的外构件，其中所述外构件包含第二聚合物材料。

另一典型实施方案中，所述织物可包括混纺在一起的多根纤维，其中至少一根纤维表现出增强的可逆热性质。所述纤维可包括由多个细长构件形成的纤维体，其中所述细长构件至少之一包含分散在其中的调温材料。

附图说明

为更好地理解本发明的性质和目的，应结合附图参考以下详述。

图1示出根据本发明一些实施方案的各种典型多组分纤维的放大横断面视图。

图2示出根据本发明一实施方案的一典型皮芯型纤维的三维视图。

图3示出根据本发明一实施方案的另一典型皮芯型纤维的三维视图。

图4示出根据本发明一实施方案的一典型海岛型纤维的三维视图。

图5示出用于按本发明一实施方案形成多组分纤维的典型纤维挤出装置。

图6示出如实施例1中所述生产的六种皮芯型纤维的各种性能和生产参数。

具体实施方式

本发明涉及包含一或多种相变材料的多组分纤维及其制造方法。根据本发明各种实施方案的多组分纤维具有吸收或释放热能以减小或消除热流的能力。此外，此类多组分纤维还可表现出改进的加工性能(例如在制造纤维或由其制成的产品的过程中)、改进的强度、改进的纤维内相变材料的可容度、或相变材料的填充量更高。所述多组分纤维可用于或掺入各种产品使所述产品具有调热性同时具有改进的强度。例如，按本发明实施方案的多组分纤维可用于纺织品(例如织物)、服装(例如户外服装、干式潜水装、和防护服)、鞋类(例如短袜、靴子、和鞋垫)、医用产品(例如加热层、治疗垫、失禁垫、和热/冷敷)、容器和包装(例如饮料/食品容器、食物加温器、座垫、和电路板层压制品)、建筑(例如墙壁或天花板内绝缘、壁纸、窗帘衬、管外包裹物、地毯、和砖)、器具(例如家用器具内绝缘)、和其它产品(例如汽车衬里材料、睡袋、和床上用品)。

在提供调热性能的同时，根据本发明各实施方案的多组分纤维掺入例如服装或鞋类时可使个人皮肤水分(例如因排汗)减少。例如，所述多组分纤维可降低皮肤的温度或相对湿度，从而使皮肤湿度更低而更舒适。采用特殊材料和特殊服装或鞋类设计特点可进一步增强此减湿效果。

根据本发明一些实施方案的多组分纤维可包含多个细长构件。根据本发明一些实施方案，所述多组分纤维可包括由多个细长构件形成的纤维体。所述纤维体一般是细长的，其长度可比其直径大几倍(例如100倍或更大)。所述纤维体可有许多规则或不规则的横截面形状，例如但不限于圆形、多叶形、八边形、椭圆形、五边形、矩形、正方形、梯形、三角形、和楔形等。根据本发明一些实施方案，两或多个细长构件(例如两个相邻的细长构件)可接合、组合、合并、或粘合形成单一纤维体。

根据本发明一些实施方案，所述细长构件至少之一包含调温材料。典型地，所述调温材料包含一或多种相变材料使所述多组分纤维具有增强的可逆热性质。本发明一些实施方案中，所述细长构件可包含相同或不同的聚合物材料，所述细长构件至少之一可有分散在其中的调温材料。典型地，所述调温材料均匀地分散在至少一个细长构件内。但取决于所述多组分纤维所要求的特性，一或多个细长构件内调温材料的分散可能改变。根据本发明一些实施方案，两或多个细长构件可包含相同或不同的调温材料。

取决于所述多组分纤维的具体应用，所述细长构件可以多种构型之一排列。例如，所述细长构件可以海岛构型或皮芯构型排列。所述细长构件可以其它构型例如但不限于矩阵或棋盘构型、分段馅饼构型、并列构型、和条纹构型等排列。根据本发明一些实施方案，所述细长构件可以束的形式排列，其中所述细长构件一般相互平行。根据本发明其它实施方案，一或多个细长构件可贯穿所述纤维体的至少部分长度，需要时所述细长构件可纵向共同延伸。例如，根据本发明一些实施方案，至少一个内构件可基本上贯穿所述多组分纤维的长度且包含调温材料。所述内构件贯穿所述多组分纤维的程度可取决于例如所述多组分纤维所要求的调热性质。此外，其它因素(例如所要求的机械性能或所述多组分纤维的形成方法)在决定此程度中也可能起作用。因此，一实施方案中，所述内构件可贯穿所述多组分纤维的一半至整个长度以提供所要求的调热性质。一外构件可包围所述内构件而构成所述多组分纤维的外部。

根据本发明一些实施方案，所述多组分纤维可在约0.1至约1000旦之间或在约0.1至约100旦之间。典型地，根据本发明一实施方案的多组分纤维可在约0.5至约10旦之间。如本领域普通技术人员所知，旦数典型地理解为单位长度纤维重量的度量(即克/9000米)。

需要时，根据本发明一些实施方案的多组分纤维可进一步加工成一或多个更小旦数的纤维。例如，可使构成多组分纤维的细长构件分裂成两或多个更小旦数的纤维，其中每个更小旦数的纤维可构成一或多个细长构件。或者或同时，可使构成所述多组分纤维的一或多个细长构件(或其一或多部分)溶解或融化形成一或多个更小旦数的纤维。典型地，至少一个所得更小旦数的纤维包含调温材料以提供所要求的调热性质。

取决于所述多组分纤维的制造方法、深加工的需要、或所述多组分纤维的具体应用，所述多组分纤维可还包含一或多种添加剂，例如但不限于水、表面活性剂、分散剂、消泡剂(例如含硅化合物和含氟化合物)、抗氧化剂(例如受阻酚和亚磷酸盐)、热稳定剂(例如亚磷酸盐、有机磷化合物、有机羧酸的金属盐、和酚类化合物)、光或UV稳定剂(例如羟基苯甲酸酯、受阻的羟基苯甲酸酯、和受阻胺)、吸收微波的添加剂(例如多官能伯醇、甘油、和炭)、增强纤维(例如碳纤维、芳族聚酰胺纤维、和玻璃纤维)、导电纤维或颗粒(例如石墨或活化炭纤维或颗粒)、润滑剂、加工助剂(例如脂肪酸的金属盐、脂肪酸酯、脂肪酸醚、脂肪酸酰胺、磺酰胺、聚硅氧烷、有机磷化合物、含硅化合物、含氟化合物、和酚型聚醚)、阻燃剂(例如卤代化合物、磷化合物、有机磷酸酯、有机溴化物、三水合氧化铝、蜜胺衍生物、氢氧化镁、锑化合物、氧化锑、和硼化合物)、防粘结剂(例如氧化硅、滑石、沸石、金属碳酸盐、和有机聚合物)、防雾剂(例如非离子表面活性剂、甘油酯、聚甘油酯、脱水山梨醇酯及其乙氧基化物、壬基苯基乙氧基化物、和醇乙氧基化物)、抗静电添加剂(例如非离子添加剂如脂肪酸酯、乙氧基化烷基胺、二乙醇胺、和乙氧基化醇；阴离子添加剂如烷基磺酸盐和烷基磷酸盐；阳离子添加剂如氯化物、甲基硫酸酯或硝酸酯的金属盐、和季铵化合物；及两性表面活性剂如烷基甜菜碱)、抗菌剂(例如砷化合物、硫、铜化合物、异噻唑啉邻苯二酰胺、氨基甲酸酯、银基无机试剂、银锌沸石、银铜沸石、银沸石、金属氧化物、和硅酸盐)、交联剂或降解控制剂(例如过氧化物、偶氮化合物、和硅烷)、着色剂、颜料、染料、荧光增白剂或光学增白剂(例如双苯并恶唑、苯基香豆素、和双-(苯乙烯基)联苯)、填料(例如天然矿物和金属如氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、和硅酸盐；滑石；粘土；硅灰石；石墨；炭黑；碳纤维；玻璃纤维和球；陶瓷纤维和球；金属纤维和球；面粉；和天然或合成源的纤维如木材、淀粉或纤维素细屑的纤维)、偶联剂(例如硅烷、钛酸盐、锆酸盐、脂肪酸盐、酐、环氧化物、和不饱和聚合酸)、增强剂、结晶或成核剂(例如提高或改进聚合物结晶度的任何材料，如改进晶体生长速率/动力、晶体生长数量、或晶体生长类型)等。一或多种添加剂可分散在构成所述多组分纤维的一或多个细长构件内。

 根据本发明一些实施方案，某些处理或涂层可作用于所述多组分纤维以赋予附加性能，例如但不限于防污渍性、防水性、柔软感、和调湿性。典型的处理和涂层包括Nextec Applications Inc.的Epic、InteraTechnologies，Inc.的Intera、DuPont Inc.的Zonyl Fabric Protectors、和3M Co.的Scotchgard等。

参见图1，示出根据本发明一些实施方案的各种典型多组分纤维12、13、14、21、22、23、24、26、27、28、29、和34的放大横断面视图。更具体地，图1示出根据本发明一些实施方案构成所述多组分纤维的细长构件的各种典型构型。

如图1中所示，每个多组分纤维(例如21)包括与构成所述多组分纤维的多个细长构件(例如39和40)对应的多个不同的截面区域。按目前所示实施方案，所述细长构件包括第一细长构件(或多个第一细长构件)(图1中阴影部分所示)和第二细长构件(或多个第二细长构件)(图1中无阴影部分所示)。这里，所述第一细长构件(或多个第一细长构件)优选可由其中分散有调温材料的聚合物材料形成。所述第二细长构件(或多个第二细长构件)要由相同的聚合物材料或性质有些不同的另一种聚合物材料形成。应认识到图1中所示细长构件的数量、形状和尺寸是举例说明而非限制性的，各种其它实施方案也在本发明范围内。

虽然图1示出有圆形或三叶形截面形状的多组分纤维，但本发明包括有各种其它规则或不规则截面形状的多组分纤维，例如但不限于多叶形、八边形、椭圆形、五边形、矩形、正方形、梯形、三角形、和楔形等。应认识到多个第一细长构件一般可由相同或不同的聚合物材料形成，多个第二细长构件可由相同或不同的聚合物材料形成。此外，根据本发明一些实施方案，调温材料可分散在第二细长构件(或多个第二细长构件)内。还应认识到两或多个不同的调温材料可分散在相同或不同的细长构件内。例如，第一种调温材料可分散在第一细长构件内，性质有些不同的第二种调温材料可分散在第二细长构件内(例如两种不同的相变材料)。

根据本发明一些实施方案，一或多个细长构件可由不必分散在聚合物材料内的调温材料形成。例如，所述调温材料可包含提供增强的可逆热性质而且可用于形成第一细长构件(或多个第一细长构件)的聚合物(或聚合物混合物)。对于本发明这些实施方案而言，可能希望但不要求第二细长构件(或多个第二细长构件)充分地包围第一细长构件(或多个第一细长构件)以减少或防止调温材料的损失或泄漏。此外，还应认识到两或多个细长构件一般可由相同或不同的调温材料形成。

参见图1，左侧一栏10示出三种典型的多组分纤维12、13和14。多组分纤维12包含多个以分段馅饼构型排列的细长构件。该实施方案中，多个第一细长构件15、15’、15”、15、和15””与多个第二细长构件16、16’、16”、16、和16””交替排列，有楔形横截面积。一般地，所述细长构件可有相同或不同的截面形状或尺寸。此外，虽然示出包括十个细长构件的多组分纤维12，但应认识到一般来说两或多个细长构件可以分段馅饼构型排列，典型地所述细长构件至少之一包含调温材料。

多组分纤维13包括多个以海岛构型排列的细长构件。该实施方案中，多个第一细长构件35、35’、35”、35等基本上贯穿多组分纤维13的长度而且相互分离。多个第一细长构件35、35’、35”、35等位于第二细长构件36内而且完全被第二细长构件36包围，从而在第二细长构件36的“海”内形成“岛”。这些“岛”在“海”内的排列可使多组分纤维13内调温材料的分布更均匀。该实施方案中，所述第一细长构件35、35’、35”、35等都有梯形截面形状。但应认识到本发明包括各种其它规则或不规则的截面形状，例如但不限于圆形、多叶形、八边形、椭圆形、五边形、矩形、正方形、三角形、和楔形等。一般地，多个第一细长构件35、35’、35”、35等可有相同或不同的截面形状或尺寸。此外，虽然所示多组分纤维13有十七个位于第二细长构件36内并被其包围的细长构件35、35’、35”、35等，但应认识到一般来说一或多个细长构件可位于第二细长构件36内并被其包围。

多组分纤维14包含多个以条纹构型排列的细长构件。该实施方案中，多个第一细长构件37、37’、37”、37、和37””与多个第二细长构件38、38’、38”、和38交替排列，形状如多组分纤维14的纵向切片。一般地，所述细长构件可有相同或不同的截面形状或尺寸(例如纵向切片有关的宽度)。需要时，多组分纤维14可以是自卷曲或自变形纤维，其中所述纤维的卷曲或变形赋予纤维膨松、松散、绝缘、弹力、或其它类似性能。虽然示出包括九个细长构件的多组分纤维14，但应认识到一般来说两或多个细长构件可以条纹构型排列，典型地所述细长构件至少之一包含调温材料。

在多组分纤维12和14的情况下，所示第一细长构件(例如15)部分地被相邻的第二细长构件(例如16和16””)包围，而在多组分纤维13的情况下，所示第一细长构件(例如35)完全被单一第二细长构件36包围。第一细长构件(例如15)未被完全包围时，可能希望但不要求用容留结构(例如微胶囊)容纳分散在第一细长构件内的相变材料。需要时，可将多组分纤维12、13和14进一步加工形成一或多个更小旦数的纤维。例如，可使构成多组分纤维12的细长构件分裂，或者可使一或多个细长构件(或其一部分或多部分)溶解或融化。所得更小旦数的纤维例如可包括相互接合的细长构件15和16。

图1中间一栏20示出四种典型的皮芯型纤维21、22、23和24。具体地，皮芯型纤维21、22、23和24都包括以皮芯构型排列的多个细长构件。

皮芯型纤维21包括位于第二细长构件40内并被其包围的第一细长构件39。更具体地，第一细长构件39构成包含调温材料的芯部分。所示芯部分同心地位于构成皮部分的第二细长构件40内并完全被其包围。这里，皮芯型纤维21包括25％(重)的芯部分和75％(重)的皮部分。

皮芯型纤维22包括位于第二细长构件42内并被其包围的第一细长构件41。与前面所述实施方案一样，第一细长构件41构成包含调温材料的芯部分，而且同心地位于构成皮部分的第二细长构件42内并完全被其包围。这里，皮芯型纤维22包括50％(重)的芯部分和50％(重)的皮部分。

皮芯型纤维23包括位于第二细长构件44内并被其包围的第一细长构件43。但该实施方案中，第一细长构件43构成偏心地位于构成皮部分的第二细长构件44内的芯部分。皮芯型纤维23可包括任何重量百分率的芯部分和皮部分以提供所要求的调热性和机械性能。

三叶型皮芯纤维24包括位于第二细长构件46内并被其包围的第一细长构件45。该实施方案中，第一细长构件45构成有三叶形截面形状的芯部分。此芯部分同心地位于构成皮部分的第二细长构件46内。皮芯型纤维23可包括任何重量百分率的芯部分和皮部分以提供所要求的调热性和机械性能。

应认识到芯部分一般可有各种规则或不规则的截面形状，例如但不限于圆形、多叶形、八边形、椭圆形、五边形、矩形、正方形、梯形、三角形、和楔形等。虽然所示皮芯型纤维21、22、23和24有一个位于皮部分内并被其包围的芯部分，但应认识到两或多个芯部分可位于皮部分内并被其包围(例如以类似于针对多组分纤维13所示的方式)。这两或多个芯部分可有相同或不同的截面形状或尺寸。根据本发明一些实施方案，皮芯型纤维包括三或多个以皮芯构型排列的细长构件，其中所述细长构件形状如皮芯型纤维的同心或偏心的纵向切片。

图1的右侧一栏30示出根据本发明一些实施方案的多种典型的并列型纤维。具体地，并列型纤维26、27、28、29和34均包括多个以并列构型排列的细长构件。

并列型纤维26包括与第二细长构件48相邻并被其部分包围的第一细长构件47。该实施方案中，细长构件47和48有半圆形截面形状。这里，并列型纤维26包括50％(重)的第一细长构件47和50％(重)的第二细长构件48。应认识到所述细长构件47和48可择一或同时表征为以分段馅饼或条纹构型排列。

并列型纤维27包括与第二细长构件50相邻并被其部分包围的第一细长构件49。该实施方案中，并列型纤维27包括20％(重)的第一细长构件49和80％(重)的第二细长构件50。应认识到所述细长构件49和50可择一或同时表征为以皮芯构型排列，其中第一细长构件49处于与第二细长构件50不同心的位置并被其部分包围。

并列型纤维28和29是两种典型的混粘型纤维。每种纤维都包括与第二细长构件52或54相邻并被其部分包围的其中分散有调温材料的第一细长构件51或53。混粘型纤维通常视为自卷曲或自变形纤维，其中所述纤维的卷曲或变形赋予纤维膨松、松散、绝缘、弹力、或其它类似性能。典型地，混粘型纤维包括多个由不同聚合物材料形成的细长构件。例如，对于并列型纤维28而言，第一细长构件51可由第一聚合物材料形成，第二细长构件52可由在某些方面可能与所述第一聚合物材料不同的第二聚合物材料形成。该实施方案中，所述第一和第二聚合物材料可包括有不同粘度或分子量的聚合物(例如不同分子量的两种聚丙烯或分别为聚丙烯和聚乙烯)。拉伸并列型纤维28时，两个细长构件51和52之间可能产生不均匀的应力，并列型纤维28可能卷曲或弯曲。根据本发明其它实施方案，所述第一和第二聚合物材料可包括有不同结晶度的聚合物。例如，第一聚合物材料可有比第二聚合物材料更低的结晶度。拉伸并列型纤维28时，所述第一和第二聚合物材料可经历不同程度的结晶和取向从而在纤维28内“锁住”取向和强度。要防止或减少纤维28在热处理过程中重新取向可能需要足够的结晶度。并列型纤维28和29可包括任何重量百分率的第一和第二细长构件以提供所要求的调热性、机械性能、和自卷曲或自变形性。

并列纤维34是典型的ABA型纤维，包括位于多个第二细长构件56和56’之间并被其部分包围的第一细长构件55。该实施方案中，第一细长构件55由其中分散有调温材料的第一聚合物材料形成。这里，多个第二细长构件56和56’可由所述第一聚合物材料形成或由在某些方面可能与所述第一聚合物材料不同的第二聚合物材料形成。一般地，细长构件56和56’可有相同或不同的截面形状或尺寸(例如与纵向切片有关的宽度)。应认识到细长构件55、56和56’可择一或同时表征为以条纹构型排列。

参见图2，示出一种典型皮芯型纤维59的三维视图。皮芯型纤维59包括位于细长的环形皮部分58内并被其包围的一般为圆柱状的细长芯部分57。该实施方案中，所述芯部分57贯穿所述皮芯型纤维59的基本上整个长度。所述芯部分57有分散在其中的调温材料61，位于构成皮芯型纤维59外部的皮部分58内并完全被其包围或封闭。该实施方案中，所述调温材料61包括许多容纳相变材料的微胶囊，这些微胶囊可均匀地分散在整个芯部分57内。虽然可能优选有均匀地分散在芯部分57内的微胶囊，但并非所有应用中都需要对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。所述芯部分57可同心或偏心地位于皮部分58内，皮芯型纤维59可包含任何重量百分率的芯部分57和皮部分58以提供所要求的调热性和机械性能。

参见图3，示出另一种典型皮芯型纤维60的三维视图。与皮芯型纤维59一样，皮芯型纤维60包括贯穿皮芯型纤维60的基本上整个长度的一般为圆柱形的细长芯部分63。所述芯部分63位于构成皮芯型纤维60的外部的环形细长皮部分64内并完全被其包围或封闭。这里调温材料62包括原型的相变材料(例如所述相变材料未被包封，即未被微胶囊化或胶囊化)，所述相变材料可均匀地分散在整个芯部分63内。虽然可能优选有均匀地分散在芯部分63内的相变材料，但并非所有应用中都需要对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。图3所示实施方案中，所述相变材料构成分散在芯部分63内的不同的畴。通过包围所述芯部分63，所述皮部分64可起将相变材料封闭在芯部分63内的作用。因此，所述皮部分64可减少或防止纤维加工或最终使用过程中相变材料的损失或泄漏。所述芯部分63可同心或偏心地位于皮部分64内，皮芯型纤维60可包含任何重量百分率的芯部分63和皮部分64以提供所要求的调热性和机械性能。

参见图4，示出一种典型海岛型纤维70的三维视图。海岛型纤维70包括位于细长的海部分71内并被其完全包围或封闭的多个一般为圆柱状的细长岛部分72、73、74和75。该实施方案中，所述岛部分72、73、74和75贯穿海岛型纤维70的基本上整个长度。虽然该实施方案中示出四个岛部分，但应认识到海岛型纤维70可包括更多或更少的岛部分，取决于海岛型纤维70的具体应用。海部分71由海聚合物材料82形成，岛部分72、73、74和75分别由岛聚合物材料76、77、78和79形成。海聚合物材料82与岛聚合物材料76、77、78和79可相同，也可在某些方面彼此不同。一或多种调温材料可分散在岛部分72、73、74和75内。如图4中所示，海岛型纤维70包含两种不同的调温材料80和81。岛部分72和75包含调温材料80，而岛部分73和74包含调温材料81。这里，调温材料80和81均可包括在各岛部分内构成不同畴的原型相变材料。通过包围岛部分72、73、74和75，海部分71可起将相变材料封闭在海岛型纤维70内的作用。海岛型纤维70可包含任何重量百分率的岛部分72、73、74和75和海部分71以提供所要求的调热性和机械性能。

如前面所述，根据本发明一些实施方案的多组分纤维可包含一或多种调温材料。调温材料典型地包含一或多种相变材料。一般地，相变材料可包括在温度稳定范围内具有吸收或释放热能以减小或消除热流能力的任何物质(或混合物)。温度稳定范围可包括特定的转变温度或转变温度范围。与本发明各种实施方案一起使用的相变材料优选能在所述相变材料吸收或释放热量时典型地在所述相变材料在两种状态(例如液态和固态、液态和气态、固态和气态、或两固态)之间经历转变期间抑制热能流动。此作用通常是瞬态的，例如持续至加热或冷却过程中相变材料的潜热被吸收或释放。热能可被储存或从相变材料中除去，通常可有效地用热或冷源使相变材料重新装载。通过选择适当的相变材料，可设计所述多组分纤维用于各种产品之任一。

根据本发明一些实施方案，相变材料可以是固/固相变材料。固/固相变材料是典型地在两种固态之间经历转变(例如结晶或介晶相变)类型的相变材料因而在使用过程中通常不变成液体。

按本发明各种实施方案可掺入多组分纤维内的相变材料包括各种有机和无机物质。典型的相变材料包括(例如但不限于)烃(例如直链链烷烃或烷属烃、支链链烷烃、不饱和烃、卤代烃、和脂环烃)、水合盐(例如六水合氯化钙、六水合溴化钙、六水合硝酸镁、三水合硝酸锂、四水合氟化钾、铵矾、六水合氯化镁、十水合碳酸钠、十二水合磷酸二钠、十水合硫酸钠、和三水合乙酸钠)、蜡、油、水、脂肪酸、脂肪酸酯、二元酸、二价酸酯、1-卤化物、伯醇、芳香化合物、包合物、半包合物、气态包合物、酐(例如硬脂酸酐)、碳酸亚乙酯、多元醇(例如2，2-二甲基-1，3-丙二醇、2-羟甲基-2-甲基-1，3-丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、季戊四醇、二季戊四醇、五甘油、四羟甲基乙烷、新戊二醇、四羟甲基丙烷、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、一氨基季戊四醇、二氨基季戊四醇、和三(羟甲基)乙酸)、聚合物(例如聚乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯、聚丙二醇、聚丁二醇、聚丙二酸亚丙酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚戊二酸戊酯、聚肉豆蔻酸乙烯酯、聚硬脂酸乙烯酯、聚月桂酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸十六烷基酯、聚甲基丙烯酸十八烷基酯、二醇(或其衍生物)与二酸(或其衍生物)缩聚产生的聚酯、和共聚物如有烷基烃侧链或有聚乙二醇侧链的聚丙烯酸酯或聚(甲基)丙烯酸酯和包含聚乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯、聚丙二醇、或聚丁二醇的共聚物)、金属、及其混合物。

相变材料的选择典型地取决于所要转变温度或所得多组分纤维的所需应用。例如，对于将所得多组分纤维掺入为使用户保持舒适温度而设计的服装的应用而言，有接近室温的转变温度的相变材料可能是理想的。

根据本发明一些实施方案的相变材料可有在约-5至约125℃范围内的转变温度。目前优选用于服装应用的一种实施方案中，所述相变材料的转变温度在约22至约40℃或约22至约28℃的范围内。

根据本发明一些实施方案，特别适用的相变材料包括有10至44个碳原子的烷属烃(即C₁₀-C₄₄烷属烃)。表1给出可在本文所述多组分纤维中用作相变材料的一系列典型C₁₃-C₂₈烷属烃。烷属烃的碳原子数通常与其熔点有关。例如，每分子含有二十八个直链碳原子的正二十八烷的熔点为61.4℃。相比，每分子含有十三个直链碳原子的正十三烷的熔点为-5.5℃。根据本发明之一实施方案，每分子含有十八个直链碳原子的熔点为28.2℃的正十八烷对于服装应用而言特别理想。

                    表1

烷属烃	碳原子数	熔点(℃)
			正二十八烷	28	61.4
正二十七烷	27	59.0
			正二十六烷	26	56.4
正二十五烷	25	53.7
			正二十四烷	24	50.9
正二十三烷	23	47.6
			正二十二烷	22	44.4
正二十一烷	21	40.5
			正二十烷	20	36.8
正十九烷	19	32.1
			正十八烷	18	28.2
正十七烷	17	22.0
			正十六烷	16	18.2
正十五烷	15	10.0
			正十四烷	14	5.9
正十三烷	13	-5.5

其它适用的相变材料包括有适合于所述多组分纤维所要应用的转变温度(例如对于服装应用为约22至约40℃)的聚合物相变材料。聚合物相变材料可包括有各种包括一或多类单体单元的链结构的聚合物(或聚合物混合物)。具体地，聚合物相变材料可包括线型聚合物、支化聚合物(例如星形支化聚合物、梳形支化聚合物、或树枝状支化聚合物)、或其混合物。聚合物相变材料可包括均聚物、共聚物(例如三元共聚物、统计共聚物、无规共聚物、交替共聚物、周期共聚物、嵌段共聚物、星形共聚物、或接枝共聚物)、或其混合物。如本领域普通技术人员所知，可通过加入官能团例如胺、酰胺、羧基、羟基、酯、醚、环氧化物、酐、异氰酸酯、硅烷、酮、和醛改变聚合物的反应性和官能度。而且，构成聚合物相变材料的聚合物还能交联、缠结、或氢键键合以提高其韧性或其耐热、耐湿或耐化学性。

根据本发明一些实施方案，由于具有比非聚合相变材料(例如烷属烃)更高的分子量、更大的分子大小或更高的粘度，聚合物相变材料可能是理想的。由于分子大小更大或粘度更高，聚合物相变材料可表现出更低的在加工或使用过程中从多组分纤维中泄漏的倾向。例如，掺入皮芯型纤维或海岛型纤维内时，分子大小更大或粘度更高可防止聚合物相变材料流动通过构成纤维外部的皮部分或海部分。除提供调热性之外，聚合物相变材料掺入根据本发明各种实施方案的多组分纤维时还可提供改进的机械性能(例如延展性、抗拉强度、和硬度)。需要时，可使有所要转变温度的聚合物相变材料与聚合物材料组合形成细长构件。根据本发明一些实施方案，所述聚合物相变材料可提供足够的机械性能以致可用于形成细长构件而不需要所述聚合物材料，从而使聚合物相变材料的填充量更高并使调热性改进。

例如，聚乙二醇可在本发明一些实施方案中用作相变材料。聚乙二醇的数均分子量典型地与其熔点有关。例如，数均分子量在570至630范围内的聚乙二醇(例如Carbowax 600)熔点将为20至25℃，使之适于服装应用。可在其它温度稳定范围下使用的其它聚乙二醇包括Carbowax400(熔点为4至8℃)、Carbowax 1500(熔点为44至48℃)、和Carbowax6000(熔点为56至63℃)。熔点在60至65℃范围内的聚环氧乙烷也可在本发明一些实施方案中用作相变材料。更理想的相变材料包括熔点在0至40℃范围内的聚酯，例如可通过二醇(或其衍生物)与二酸(或其衍生物)缩聚形成。表2示出可用二醇和二酸的不同组合形成的典型聚酯的熔点。

                            表2

二醇	二酸	聚酯的熔点(℃)
			乙二醇	碳酸	39
乙二醇	庚二酸	25
			乙二醇	二甘醇酸	17-20
乙二醇	硫代二戊酸	25-28
			1，2-丙二醇	二甘醇酸	17
丙二醇	丙二酸	33
			丙二醇	戊二酸	35-39
丙二醇	二甘醇酸	29-32
			丙二醇	庚二酸	37
1，3-丁二醇	磺酰二戊酸	32
			1，3-丁二醇	联苯甲酸	36
1，3-丁二醇	二苯甲烷-m，m’-二酸	38
			1，3-丁二醇	反式-H，H-对苯二甲酸	18
丁二醇	戊二酸	36-38
			丁二醇	庚二酸	38-41
丁二醇	壬二酸	37-39
			丁二醇	硫代二戊酸	37
丁二醇	邻苯二甲酸	17
			丁二醇	联苯甲酸	34
新戊二醇	己二酸	37
			新戊二醇	辛二酸	17
新戊二醇	癸二酸	26
			戊二醇	琥珀酸	32
戊二醇	戊二酸	22
			戊二醇	己二酸	36
戊二醇	庚二酸	39
			戊二醇	对苯基二乙酸	33

戊二醇	二甘醇酸	33
			己二醇	戊二酸	28-34
己二醇	4-辛烯二酸	20
			庚二醇	草酸	31
辛二醇	4-辛烯二酸	39
			壬二醇	间亚苯基二甘醇酸	35
癸二醇	丙二酸	29-34
			癸二醇	间苯二甲酸	34-36
癸二醇	内消旋酒石酸	33
			二甘醇	草酸	10
二甘醇	辛二酸	28-35
			二甘醇	癸二酸	36-44
二甘醇	邻苯二甲酸	11
			二甘醇	反式-H，H-对苯二甲酸	25
三甘醇	癸二酸	28
			三甘醇	磺酰二戊酸	24
三甘醇	邻苯二甲酸	10
			三甘醇	联苯甲酸	38
对二羟甲基苯	丙二酸	36
			间二羟甲基苯	癸二酸	27
间二羟甲基苯	二甘醇酸	35

根据本发明一些实施方案，有所要转变温度的聚合物相变材料可通过相变材料(例如上述典型相变材料)与聚合物(或聚合物混合物)反应形成。例如，可使正十八烷酸(即硬脂酸)与聚乙烯醇反应或酯化产生聚硬脂酸乙烯酯，或者可使十二烷酸(即月桂酸)与聚乙烯醇反应或酯化产生聚月桂酸乙烯酯。可使相变材料(例如有一或多个官能团如胺、羧基、羟基、环氧、硅烷、和硫等)和聚合物的不同组合反应产生有所要转变温度的聚合物相变材料。

相变材料可包括两或多种物质(例如两或多种上述典型相变材料)的混合物。通过选择两或多种不同物质(例如两种不同的烷属烃)并形成其混合物，可在宽范围内调节温度稳定范围用于所述多组分纤维的任何应用。根据本发明一些实施方案，两或多种不同物质的混合物掺入多组分纤维时可显示出两或多个不同的转变温度或单一改性的转变温度。

根据本发明一些实施方案，所述调温材料可包括原型的相变材料(例如所述相变材料未被包封，即未被微胶囊化或胶囊化)。制造多组分纤维的过程中，可以各种形式的固体(例如松散形式、粉末、丸粒、颗粒、和薄片等)或以各种形式的液体(例如熔化形式、溶解在溶剂中等)形式提供所述原型的相变材料。

根据本发明其它实施方案，所述调温材料可还包括包封、容纳、包围、吸收、或与相变材料反应的容留结构。此容留结构可便于相变材料的处理同时在制造多组分纤维或由其制成的产品期间提供对相变材料一定程度的保护作用(例如免受高温或剪切力)。此外，所述容留结构还可起减少或防止相变材料在使用过程中从多组分纤维中泄漏的作用。根据本发明一些实施方案，在其中分散有相变材料的第一细长构件未被第二细长构件完全包围的情况下可能希望但非必需使用所述容留结构。

例如，所述调温材料可包括许多容纳相变材料的微胶囊，所述微胶囊可均匀或非均匀地分散在至少一个细长构件内。所述微胶囊可制成封闭所述相变材料的壳，可包括各种规则或不规则形状(例如球形、椭球形等)和尺寸的单个微胶囊。所述单个微胶囊可有相同或不同的形状或尺寸。根据本发明一些实施方案，所述微胶囊的最大线性尺寸(例如直径)可在约0.01至约100微米的范围内。一优选实施方案中，所述微胶囊大体为球形，最大线性尺寸(例如直径)在约0.5至约3微米的范围内。所述容留结构的其它例子可包括(例如但不限于)氧化硅颗粒(例如沉淀氧化硅颗粒、煅制氧化硅颗粒、及其混合物)、沸石颗粒、碳粒子(例如石墨颗粒、活性炭颗粒、及其混合物)、和吸收材料(例如吸收性高分子材料、超吸收性材料、纤维素材料、聚(甲基)丙烯酸酯材料、和聚(甲基)丙烯酸酯材料的金属盐、及其混合物)。例如，所述调温材料可包括浸渍有相变材料的氧化硅颗粒、沸石颗粒、碳粒、或吸收材料。

根据本发明一些实施方案，一或多种细长构件可都包含最多约100％(重)的调温材料。典型地，细长构件可包含最多约90％(重)的调温材料(例如最多约50％或最多约25％(重)的调温材料)。一些优选实施方案中，细长构件可包含约5至约70％(重)的调温材料。因此，一实施方案中，细长构件可包含60％(重)的调温材料，其它实施方案中，所述细长构件可包含约10至约30％(重)或约15至约25％(重)的调温材料。

如前面所述，根据本发明一些实施方案的多组分纤维可包含多个细长构件。这些细长构件可由相同或不同的聚合物材料形成。根据本发明一些实施方案，所述细长构件可包括由其中分散有调温材料的第一聚合物材料形成的第一细长构件(或多个第一细长构件)。此外，所述细长构件可包括由在某些方面可能与所述第一聚合物材料不同的第二聚合物材料形成的第二细长构件(或多个第二细长构件)。应认识到所述细长构件可由相同的聚合物材料形成，在此情况下所述第一和第二聚合物材料将相同。根据本发明一些实施方案，所述调温材料可包括提供足够的机械性能使之可用于形成第一细长构件(或多个第一细长构件)而不需第一聚合物材料的聚合物相变材料。

一般地，聚合物材料(例如第一聚合物材料或第二聚合物材料)可包括能制成细长构件的任何聚合物(或聚合物混合物)。根据本发明一些实施方案，细长构件可由任何成纤聚合物(或成纤聚合物的混合物)制成。其中用熔纺法制成多组分纤维的本发明实施方案中，聚合物材料可包括热塑性聚合物(或热塑性聚合物的混合物)(即可加热形成熔体然后成型或模塑制成细长构件的)。根据本发明其它实施方案，聚合物材料可包括弹性聚合物(或弹性聚合物的混合物)。

聚合物材料可包括有各种包括一或多类单体单元的链结构的聚合物(或聚合物混合物)。具体地，聚合物材料可包括线型聚合物、支化聚合物(例如星形支化聚合物、梳形支化聚合物、或树枝状支化聚合物)、或其混合物。聚合物材料可包括均聚物、共聚物(例如三元共聚物、统计共聚物、无规共聚物、交替共聚物、周期共聚物、嵌段共聚物、星形共聚物、或接枝共聚物)、或其混合物。如本领域普通技术人员所知，可通过加入官能团例如胺、酰胺、羧基、羟基、酯、醚、环氧化物、酐、异氰酸酯、硅烷、酮、和醛等改变聚合物的反应性和官能度。而且，构成聚合物材料的聚合物还能交联、缠结、或氢键键合以提高其韧性或其耐热、耐湿或耐化学性。

可用于形成本发明各实施方案的细长构件的典型聚合物包括(例如但不限于)聚酰胺(例如尼龙6、尼龙6/6、尼龙12、聚天冬氨酸、和聚谷氨酸等)、多胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸类(例如聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、甲基丙烯酸和丙烯酸的酯等)、聚碳酸酯(例如聚双酚A碳酸酯、和聚碳酸亚丙酯等)、聚二烯烃(例如聚丁二烯、聚异戊二烯、和聚降冰片烯等)、聚环氧化物、聚酯(例如聚对苯二甲酸亚乙酯、聚对苯二甲酸亚丁酯、聚对苯二甲酸亚丙酯、聚己酸内酯、聚乙醇酸交酯、聚交酯、聚羟丁酸酯、聚羟戊酸酯、聚己二酸亚乙酯、聚己二酸亚丁酯、和聚琥珀酸亚丙酯等)、聚醚(例如聚乙二醇(聚环氧乙烷)、聚丁二醇、聚环氧丙烷、聚甲醛(低聚甲醛)、聚四亚甲基醚(聚四氢呋喃)、和聚表氯醇等)、聚氟碳、甲醛类聚合物(例如脲-甲醛、蜜胺-甲醛、和酚醛等)、天然聚合物(例如纤维素、壳聚糖、木质素、和蜡等)、聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯(polybutylene)、聚丁烯(polybutene)、和聚辛烯等)、聚亚苯基类(例如聚苯醚、聚苯硫、和聚苯醚砜等)、含硅聚合物(例如聚二甲基硅氧烷、和聚甲基硅烷(polycarbomethyl silane)等)、聚氨酯、乙烯类聚合物(例如聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇的酯和醚、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚、和聚乙烯基甲基酮等)、聚缩醛、聚丙烯酸酯、和共聚物(例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、对苯二甲酸亚丁酯-对苯二甲酸亚乙酯共聚物、和月桂基内酰胺-四氢呋喃嵌段共聚物等)。

根据本发明一些实施方案，所述第一聚合物材料可包括有利于使所述调温材料分散或掺入第一细长构件(或多个第一细长构件)内的聚合物(或聚合物混合物)。根据本发明一些实施方案，所述第一聚合物材料可包括与所述调温材料相容或溶混或有亲合力的聚合物(或聚合物混合物)。本发明一些实施方案中，此亲合力可取决于(例如但不限于)第一聚合物材料和调温材料的溶解度参数、极性、疏水性、或亲水性的相似性。此亲合力可在制造多组分纤维过程中促进调温材料在中间熔融或液体形式的第一聚合物材料中的分散，最终便于在多组分纤维中掺入更均匀或更大量或更大填充量的相变材料。所述调温材料还包括容留结构的实施方案中，所述第一聚合物材料可包括为与所述容留结构有亲合力同时或者与所述相变材料有亲合力而选择的聚合物(或聚合物混合物)。例如，如果所述调温材料包括多个容纳所述相变材料的微胶囊，则可选择与所述微胶囊(例如形成所述微胶囊的材料)有亲合力的聚合物。例如，本发明一些实施方案可选择包含与构成所述微胶囊的聚合物相同或类似聚合物的第一聚合物材料(例如，如果所述微胶囊包含尼龙壳，则可选择包含尼龙的第一聚合物材料)。此亲合力可促进容纳相变材料的微胶囊在中间熔融或液体形式的第一聚合物材料中的分散，最终便于在多组分纤维中掺入更均匀或更大量或更大填充量的相变材料。本发明一优选实施方案中，可选择与所述调温材料不反应以致所述调温材料分散在第一聚合物材料内时保持所要温度稳定范围的第一聚合物材料。

根据本发明一些实施方案，所述第一聚合物材料可包括与所述调温材料有微或部分相容性或溶混性或亲合力的聚合物(或聚合物混合物)例如半溶混聚合物。此部分亲合力可能足以促进所述调温材料的分散并便于在更高温度下和在熔纺过程中加工。在较低的温度和剪切条件下且已形成多组分纤维之后，此部分亲合力使所述调温材料能析出。对于使用原型相变材料的实施方案而言，此部分亲合力可导致所述相变材料在多组分纤维内不溶解而更多形成相变材料畴。根据本发明一些实施方案，形成畴可通过促进相变材料在两种状态之间的转变导致调热性改善。此外，形成畴还可起减少或防止加工或使用过程中相变材料从多组分纤维中损失或泄漏。

例如，某些相变材料如烷属烃在所述相变材料的浓度较低或温度高于临界溶液温度时可与包含聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的聚合物材料相容。可在更高温度和更高烷属烃浓度下实现烷属烃(或烷属烃混合物)与聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合产生均匀共混物，在熔纺过程中可容易控制、泵送和加工。一旦多组分纤维已形成并已冷却，所述烷属烃则可能变得不溶而析出形成不同的畴。这些畴使所述烷属烃能单纯地熔融或结晶而改进调热性。此外，这些畴还可起减少或防止烷属烃损失或泄漏的作用。根据本发明一些实施方案，所述第一聚合物材料可包括乙酸乙烯酯含量在约5和约90％(重)之间的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，根据本发明其它实施方案，乙酸乙烯酯含量在约5和约50％(重)之间。一优选实施方案中，乙酸乙烯酯含量在18和25％(重)之间。在使烷属烃与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物混合形成共混物时此乙酸乙烯酯含量可允许用温度控制混溶性。具体地，此乙酸乙烯酯含量可使较高温度下混溶性极好，从而因所述共混物的均匀性有利于熔纺过程的稳定和控制。在较低温度(例如室温或商业织物的正常使用温度)下，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与烷属烃半混溶，从而使所述烷属烃能分离而形成微畴。

按本发明一些实施方案形成多组分纤维时，所述第一聚合物材料可作为所述调温材料的载体。此外，所述第一聚合物材料可促使第一细长构件(或多个第一细长构件)在纤维加工过程中保持完整，使所得多组分纤维具有增强的机械性能。

根据本发明一实施方案，所述第一聚合物材料可包括低分子量聚合物(或低分子量聚合物的混合物)。加热成熔体时低分子量聚合物通常有低粘度，粘度低可促进所述调温材料在熔体中的分散。如本领域普通技术人员所知，某些聚合物可以不同分子量的多种形式提供，因为聚合物的分子量可由生产聚合物所用条件决定。因此，本文所用术语“低分子量聚合物”可指聚合物的低分子量形式(例如前面所述典型聚合物的低分子量形式)，术语“分子量”可指数均分子量、重均分子量、或聚合物的熔体指数。例如，本发明一实施方案中可用数均分子量为约20000(或更低)的聚乙烯作为所述低分子量聚合物。应认识到与低分子量聚合物有关的分子量或分子量范围可能取决于所选聚合物(例如聚乙烯)或使调温材料分散在低分子量聚合物熔体内所用方法或设备。

根据本发明另一实施方案，所述第一聚合物材料可包括低分子量聚合物和高分子量聚合物的混合物。高分子量聚合物典型地有增强的物理性能(例如机械性能)但加热成熔体时可能有较高的粘度。本文所用术语“高分子量聚合物”可指聚合物的高分子量形式(例如前面所述典型聚合物的高分子量形式)。可选择低分子量聚合物或高分子量聚合物使之相互兼容或混溶或有亲合力。此亲合力可有利于在制造多组分纤维的过程中形成低分子量聚合物、高分子量聚合物和调温材料的混合物，最终有利于在多组分纤维中掺入更均匀或更大量或更大填充量的相变材料。根据本发明一些实施方案，所述低分子量聚合物作为高分子量聚合物和调温材料之间的增容链从而有利于在多组分纤维中掺入调温材料。

根据本发明一些实施方案，细长构件通常可包含约10至约30％(重)的调温材料，所述细长构件的剩余部分包括低分子量聚合物和高分子量聚合物。例如，一优选实施方案中，所述细长构件可包含15％(重)的低分子量聚合物、70％(重)的高分子量聚合物、和15％(重)的调温材料。

根据本发明一些实施方案，所述第二聚合物可包含具有或使所述多组分纤维具有一或多种所要物性的聚合物(或聚合物混合物)。所要求的物性典型地包括(例如但不限于)机械性能(例如延展性、抗拉强度、和硬度)、热性质(例如热成型性)、和化学性质(例如反应性)。所述第二聚合物材料可包括为补偿所述第一聚合物材料或第一细长构件(或多个第一细长构件)的任何缺陷(如机械缺陷或热缺陷)如因调温材料的填充量高所致缺陷而选择的聚合物(或聚合物混合物)。根据本发明一些实施方案，所述第二聚合物材料起改善多组分纤维的总物性(例如机械性能)和多组分纤维的加工性能(例如使之容易通过熔纺法成型)的作用。所述第二聚合物材料可用于包围构成第一细长构件(或多个第一细长构件)的调温材料。因此，所述第二聚合物材料可允许使用对于高温和高剪切纤维加工而言不是最优的第一聚合物材料或调温材料。此外，所述第二聚合物材料可减少或防止相变材料在纤维加工或使用过程中的损失或泄漏。根据本发明一些实施方案，所述第二聚合物材料可以是与所述调温材料不反应的以保持所要求的所述调温材料的温度稳定范围。

根据本发明一实施方案，所述第二聚合物材料可包括高分子量聚合物。如前面所述，高分子量聚合物典型地有增强的物理性质(例如机械性能)，可选择聚合物的高分子量形式(例如前面所述典型聚合物的高分子量形式)。

根据本发明一些优选实施方案，所述第二聚合物材料可包括聚酯，部分原因在于其极好的加工性、赋予所得纤维的性能、及其对某些相变材料如烷属烃的耐性以减少或防止这些相变材料的损失或泄漏。根据本发明一实施方案，所述聚酯的数均分子量可为约20 000(或更高)。

此时，本领域普通技术人员可意识到本发明各种实施方案的许多优点。例如，根据本发明各种实施方案的多组分纤维可包含高填充量的在第一细长构件(或多个第一细长构件)内的一或多种相变材料。根据本发明一些实施方案，由于第二细长构件(或多个第二细长构件)包围所述第一细长构件(或多个第一细长构件)，所以可提供高填充量。所述第二细长构件可包括为补偿与所述第一细长构件相伴的如因相变材料的填充量高所致任何缺陷(例如机械或热缺陷)而选择的聚合物(或聚合物混合物)。此外，所述第二细长构件可包括为改善纤维的总物性(例如机械性能)和纤维的加工性能(例如使之容易通过熔纺法成型)所选的聚合物(或聚合物混合物)。通过包围第一细长构件，所述第二聚合物材料可将所述相变材料封闭在多组分纤维内以减少或防止相变材料的损失或泄漏。

根据本发明各种实施方案的多组分纤维可有纤维总重的任何比例构成相对于第二细长构件(或多个第二细长构件)的包括调温材料的第一细长构件(或多个第一细长构件)。作为非限制性实例，多组分纤维的调热性是控制因素时，所述多组分纤维的更大比例可由包括调温材料的第一细长构件构成。另一方面，所述多组分纤维的物性(例如机械性能)为控制因素时，所述多组分纤维的更大比例可由不包括调温材料的第二细长构件构成。或者，在平衡多组分纤维的调热性和物性时，所述第二细长构件包括相同或不同的调温材料可能是理想的。

根据本发明一些实施方案的多组分纤维可包含约1至约99％(重)的第一细长构件(或多个第一细长构件)。典型地，根据本发明一实施方案的多组分纤维可包含约10至约90％(重)的第一细长构件(或多个第一细长构件)。例如，皮芯型纤维之一实施方案可包含90％(重)的芯部分和10％(重)的皮部分。对于该实施方案而言，所述芯部分可包含60％(重)的调温材料，从而所述皮芯型纤维包含54％(重)的调温材料。皮芯型纤维的另一实施方案可包含最多约50％(重)的芯部分，所述芯部分可包含最多约50％(重)的调温材料。采用此重量百分率得到有最多约25％(重)调温材料的皮芯型纤维，使所述皮芯型纤维具有有效的调热性和机械性能。应认识到可通过例如调节细长构件的横截面积或调节细长构件贯穿多组分纤维长度的程度改变细长构件相对于多组分纤维总重的重量百分率。

根据本发明各种实施方案的多组分纤维可用各种方法制造，例如用熔纺法或溶液纺丝法(湿或干)。对于任何方法而言，都可通过纺丝板中的多个喷丝孔挤出材料形成从喷丝孔中排出的纤维制成多组分纤维。本文所用术语“纺丝板”可指输送一或多种聚合物材料和一或多种调温材料通过喷丝孔挤入外部环境的纤维挤出设备的一部分。典型的纺丝板可包括每米纺丝板长1至5000个孔。所述纺丝板可配有通过板钻或蚀刻的孔或能流出所要纤维的任何其它结构。

在熔纺法中，形成多组分纤维的一或多种聚合物材料和一或多种调温材料可以熔融状态输送至纺丝板的喷丝孔。通过所述喷丝孔之前，可使调温材料与第一聚合物材料混合形成共混物。通过混合，可使调温材料分散在第一聚合物材料内并至少部分地被其包围。未被第一聚合物材料包围的调温材料部分可在从纺丝板中排出时被第二聚合物材料包围以减少或防止所述调温材料从所得多组分纤维中损失或泄漏。所述共混物和第二聚合物材料可结合并通过各种构型的喷丝孔分别形成第一细长构件(或多个第一细长构件)和第二细长构件(或多个第二细长构件)，从而形成多组分纤维。例如，可使所述共混物通过喷丝孔形成皮芯型纤维的芯部分或海岛型纤维的岛部分，可使所述第二聚合物材料通过喷丝孔形成皮芯型纤维的皮部分或海岛型纤维的海部分。

根据本发明一些实施方案，可用包含第一聚合物材料和调温材料的丸粒形成多组分纤维。所述丸粒可包含例如调温材料、低分子量聚合物、和高分子量聚合物的固化的熔体混合物。根据本发明其它实施方案，所述丸粒可由第一聚合物材料形成，可使所述丸粒浸渍或吸入相变材料。可使所述丸粒熔融形成共混物并如上所述与第二聚合物材料一起加工制成多组分纤维。

在溶液纺丝法中，可使形成多组分纤维的一或多种聚合物材料和一或多种调温材料溶于溶剂，然后通过纺丝板的喷丝孔。在湿纺法中，所述纺丝板可浸没在化学浴中以致所述材料离开纺丝板时从溶液中沉淀而形成固态纤维。在干纺法中，所述材料从空气包围的纺丝板中排出，因溶剂(例如丙酮)在空气中蒸发而固化。

对于任何方法而言，应认识到某些应用未必使用所述第一聚合物材料。例如，所述调温材料可包括具有所要转变温度并在掺入多组分纤维内时提供足够机械性能的聚合物相变材料。因此，可使所述调温材料和第二聚合物材料结合并通过各种构型的喷丝孔分别形成第一细长构件(或多个第一细长构件)和第二细长构件(或多个第二细长构件)。例如，可使所述调温材料通过喷丝孔形成皮芯型纤维的芯部分或海岛型纤维的岛部分，可使所述第二聚合物材料通过喷丝孔形成皮芯型纤维的皮部分或海岛型纤维的海部分。

从纺丝板中排出之后，可用导丝辊或吸丝器拉伸多组分纤维。例如，在熔纺法中从纺丝板中排出的多组分纤维可形成向下移动纤维的垂直取向帘，在进入位于纺丝板下面的长缝状空气吸丝器之前至少部分地骤冷。所述吸丝器可引入通过将来自一或多个吸气喷嘴的空气压缩产生的快速向下移动的气流。所述气流可在纤维上产生拉伸力，使之在纺丝板和空气射流之间拉伸而使纤维变细。所述生产过程的此部分期间，形成多组分纤维的聚合物材料通常固化。

形成后，多组分纤维可深加工用于本领域已知的各种纤维应用。具体地，可使多组分纤维经过例如但不限于机织、非织造、针织、或织造过程形成各种类型的花边、编织、加捻、缩绒、针织、机织、或非织造织物。例如，可将多组分纤维缠绕在筒管上或纺成纱，然后在各种常规的针织或织造工艺中使用。另一例是可将多组分纤维无规地铺在成型表面(例如移动输送机的网带如Fourdrinier丝)上形成连续的非织造纤维网。根据本发明一实施方案，在形成所述网之前可将多组分纤维切成短纤维。使用短纤维的一个潜在优点是可形成更加各向同性的非织造纤维网，因为短纤维可在纤维网中比较长或未切的纤维(例如连续纤维)更无规地取向。然后可用任何常规方法(例如纺粘法)使纤维网粘合形成稳定的非织造织物用于生产各种纺织品。一种典型的粘合方法涉及将纤维网从移动的网带上举起，使纤维网通过两个被加热的压延辊。需要时，可将所述辊之一压纹使纤维网在许多点粘合。也可由根据本发明一些实施方案的多组分纤维形成空气梳理或无纬纤维网。

应认识到可由包含两或多种不同调温材料的多组分纤维形成织物。根据本发明一些实施方案，此调温材料的组合可显示出两或多个不同的转变温度。例如，用于生产手套的织物可由包含相变材料A和B的多组分纤维制成。相变材料A的熔点可为约5℃，相变材料B的熔点可为约75℃。所述多组分纤维中的此相变材料组合可提供在冷环境(例如在冬季室外使用)及热环境(例如处理加热物体如炉盘时)中具有增强的调热性的手套。此外，还可由在某些方面不同(例如有不同构型或包含不同的调温材料)的两或多类多组分纤维制成织物。例如，可由一定百分率的包含第一调温材料的皮芯型纤维和剩余百分率的包含第二调温材料的皮芯型纤维制成织物。此皮芯型纤维组合可提供在不同环境(例如冷和热)中有增强的调热性的织物。

参见图5，示出用于按本发明一实施方案形成多组分纤维134的典型纤维挤出装置110。装置110可用于通过熔纺法形成多组分纤维134。此外，装置110还可用于使制成的多组分纤维134经纺粘过程生产具有所要调热性的非织造织物。

装置110包括用于挤出和形成多组分纤维134的纺丝头组合体128。本文所用术语“纺丝头组合体”可指用于加工一或多种聚合物材料和一或多种调温材料产生挤出纤维的组件。根据本发明一些实施方案，纺丝头组合体可包括过滤系统、分布系统、和纺丝头组合体。典型的纺丝头组合体描述在Hills题为“多组分纤维的制备方法”的US 5 162 074及其中所引参考文献，其公开全部引入本文供参考。该实施方案中，所述纺丝头组合体128设有两或多种熔融聚合物材料的流动路径，所述多组分纤维134可从有一或多种构型(例如皮芯或海岛构型)的纺丝板130中排出。

如图5所示，装置110还包括分别接收聚合物材料A和聚合物材料B的料斗112和114。聚合物材料A和B可以液体或固体(例如以颗粒)形式提供，分别从料斗112和114供入螺杆挤出机116和118。如果最初以固体形式提供，则聚合物材料A和B被送至加热管120和122时通常熔化。调温材料C可在沿装置110的一或多个位置加入聚合物材料B中并与之混合而在纺丝板130处遇到聚合物材料A之前形成共混物。图5示出在装置110中用于将调温材料C加入聚合物材料B中的各种典型位置。例如，调温材料C可在位置113处加至料斗114中、在位置119处加至螺杆挤出机118中、或在位置127处加至纺丝头组合体128中。应认识到调温材料C可加入聚合物材料B中形成共混物，此共混物可以液体或固体(例如丸粒)形式提供，然后供入料斗114中。或者或同时，调温材料C(或性质有些不同的另一种调温材料)可在沿装置110的一或多个位置加入聚合物材料A中并混合形成共混物。根据本发明一些实施方案，调温材料C可包含掺入多组分纤维134时提供足够机械性能的聚合物相变材料。对于本发明的此类实施方案而言，可省去聚合物材料B，调温材料C可只在位置113处加入料斗114中，在纺丝板130处与聚合物材料A结合形成多组分纤维134。

图5所示本发明实施方案中，调温材料C与聚合物材料B的混合可以静态或动态或两种方式实现。动态混合可通过有效地搅拌或使调温材料C与聚合物材料B混合形成共混物的任何机械方法例如用螺杆挤出机118进行。例如，调温材料C加入料斗114或螺杆挤出机118时，发生动态混合，所述共混物的液流在螺杆挤出机118内向加热管122中移动。

与动态混合相反，静态混合通常不必采用任何机械搅拌或混合方法。根据本发明一些实施方案，静态混合可通过使不同材料的两或多股移动液流交叉足够多次实现所要混合。根据本发明一实施方案可采用的典型静态混合器描述在Haggard等题为“瞬时混合纺丝头组合体”的US5 851 562中，其公开内容全部引入本文供参考。在纺丝板130处与聚合物材料A结合之前，调温材料C与聚合物材料B的静态混合可在纺丝头组合体128内或在装置110内各种其它位置进行。例如，可在位置121处加入调温材料C，在加热管122内移动时与聚合物材料B静态混合。具体地，可使调温材料C的第一液流与聚合物材料B的第二液流交叉在所得液流中形成所要共混物。需要时，在纺丝板130处与聚合物材料A结合之前可使所得液流再经静态或动态混合或两种混合。

参见图5，聚合物材料A和所述共混物的液流可分别通过加热管120和122流入计量泵124和126，将两液流供入纺丝头组合体128。纺丝头组合体128有能形成有所要构型(例如皮芯型或海岛构型)的多组分纤维134的适合内件。图5的装置110中，所述液流在纺丝头组合体128中结合使聚合物材料A包围所述共混物。纺丝头组合体128包括纺丝板130，具有通过其挤出形成多组分纤维134的喷丝孔132。一排多组分纤维134离开纺丝板130，通过吸丝器136向下拉而使之变细。由管138向吸丝器136中供应压缩空气或水蒸汽。吸丝器136可以是例如枪或缝型的，需要时可横跨纤维列的整个宽度延伸，例如在与由多组分纤维134形成的纤维网的宽度对应的方向。

应认识到可形成多种分离的共混物，其中每种共混物都包含一或多种调温材料和一或多种聚合物材料。所述分离的共混物可在某些方面彼此不同。例如，所述分离的共混物可包含不同的调温材料或不同的聚合物材料。形成后，可在纺丝头组合体128中使所述分离的共混物与聚合物材料A结合从而使聚合物材料A包围许多分离的共混物。然后可将所述分离的共混物和聚合物材料A从纺丝板130中挤出从而形成有所要构型(例如海岛构型)的多组分纤维。根据本发明一实施方案，外构件(例如海部分)可由聚合物材料A形成，可包围由许多分离的共混物形成的多个内构件(例如岛部分)。

参见图5，吸丝器136将变细的多组分纤维140输送至形成纤维网的网带142上，网带142由辊144、146和150支撑和驱动。可使吸纤维箱148与风扇(图5中未示出)相连通过网带142吸入环境空气使变细的多组分纤维140在网带142上形成非织造纤维网。然后可将所得非织造纤维网深加工形成赋予调热性的纺织品、服装、或其它产品。

实施例

以下实施例描述本发明的具体方面以举例说明和描述给本领域普通技术人员。这些实施例不应解释为限制本发明，仅提供适用于理解和实施本发明的具体方法。

实施例1

将约5磅低分子量聚乙烯均聚物(AC-16聚乙烯，滴点102℃，Honeywell Specialty Chemical生产)加至湿冲洗装置中，使所述均聚物缓慢熔化，在约110至约130℃下混合。所述均聚物熔化后，经约30分钟的时间周期将约8磅的湿滤饼缓慢加入所述熔融的均聚物中形成第一共混物。所述湿滤饼包括含相变材料的水湿微胶囊(micro PCM lot#M45-22，63.2％(重)微胶囊和相变材料，Microtek Laboratories，Inc.生产)。

加入包含相变材料的微胶囊并分散在熔融均聚物中时闪蒸出水。继续混合直至剩余低于约0.15％(重)的水(用Karl-Fischer滴定法测量)。然后使所得第一共混物冷却和切碎形成碎料用于深加工。

然后使约30磅的所述碎料与约70磅的纤维级聚丙烯热塑性聚合物(聚丙烯均聚物6852，BP Amoco Polymers生产)干混形成干混物。

然后将所得干混物用21/2英寸单螺杆挤出机挤出，所有区段都在约230℃下，螺杆转速为约70rpm，有150目滤网，并用氮气吹扫。这样形成丸粒。然后使所述丸粒在有干燥剂床层的聚合物丸粒干燥系统中于105℃和-40℃露点下干燥过夜。通过DSC(示差扫描量热计)测量这些丸粒有23.1J/g的热能储存容量(即潜热)。

然后用双组分纤维纺丝头组合体在230和245℃之间的温度下熔纺多组分纤维(此处为双组分纤维)。此通用型纺丝头组合体描述在Hills题为“多组分纤维的制造方法”的US 5 162 074中。用所述丸粒形成芯部分，用聚丙烯或尼龙形成皮部分。

生产用不同皮芯比和聚合物材料形成的多组分纤维。参见图6，示出六种皮芯型纤维的性能和生产参数。这些纤维都掺入相变材料和包含相变材料的微胶囊(“mPCM”)，占各纤维芯部分的约15％(重)，占各纤维总重的约7.5至约11.25％(重)。试样1、2和3有包含聚丙烯(“PP”)的皮部分，是来自BP Amoco Polymers的聚丙烯均聚物。试样4、5和6有包含尼龙6的皮部分，由BASF Corp以商品名Ultramid B生产。

实施例2

通过浸泡和加热使丸粒溶胀使各种乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(“EVA”)丸粒吸入K19石蜡(熔点29℃，潜热150J/g，American Refining Group，Bradford，PA生产)。具体地，在不同的时间和温度下加热Elvax 350(熔体指数19，25％(重)乙酸乙烯酯，DuPont Inc.生产)和Elvax 450(熔体指数8，18％(重)乙酸乙烯酯，DuPont Inc.生产)丸粒。在排水槽中从剩余的石蜡中滤出所述丸粒，由丸粒的初始和最终重量(即相对于初始丸粒重量增加的重量百分率)计算吸入丸粒中的石蜡量。表3示出在不同条件下得到的结果。

                                          表3

EVA类型	吸液时间(hr)	吸液温度(℃)	吸入蜡％	注释
					Elvax450	1.0	50	16	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
Elvax450	1.0	40	16	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
					Elvax450	1.0	80		熔融
Elvax450	1.0	55	16	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
					Elvax450	3.0	55	32	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
Elvax450	2.0	55	26	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
					Elvax450	1.0	60	43	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
Elvax450	2.0	60	43	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
					Elvax450	5.0	60	44	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
Elvax450	3.0	60	39	粘附在排液槽中。第二天排液较多。
					Elvax350	2.0	40	31	在排液槽中干燥。保持干燥。微粘。
Elvax350	3.5	40	38	在排液槽中干燥。保持干燥。微粘。
					Elvax350	2.5	45	48	在排液槽中干燥。保持干燥。微粘。
Elvax350	2.0	40	20	在排液槽中干燥。保持干燥。微粘。
					Elvax350	2.0	40	20	在排液槽中干燥。保持干燥。微粘。

然后用标准Hills，Inc.双组分纤维纺丝头组合体生产皮芯型纤维，用某些上述丸粒形成芯部分。具体地，用吸入26％蜡的Elvax 450丸粒或吸入31％蜡的Elvax 350丸粒形成芯部分。用聚对苯二甲酸亚乙酯(EastmanF61HC，Eastman Chemical，Inc.，Kingsport，TN生产)(“PET”)或聚对苯二甲酸亚丙酯(Corterra 509210，Shell Chemical Corp.，Houston，TX生产)(“PTT”)形成皮部分。

用Perkin Elmer Pyris 1仪器进行所述皮芯型纤维的DSC测量。用FTS Systems Intercooler 1进行冷却，用Perkin Elmer Pyris ThermalAnalysis System and Software for Windows，version 3.72进行数据分析。在Perkin Elmer密封式铝样盘中制备试样，在使试样不断经受氮气流的同时进行测试。

测试条件包括：1)使试样冷却至约-10℃；2)在-10℃下保持恒温约1分钟；3)以约5℃/min的速度从-10℃加热至约50℃；4)在50℃下保持恒温约1分钟；和5)以约5℃/min的速度从50℃冷却至约-10℃。用所述石蜡的测量结晶放热峰的自动积分计算结果。表4示出所述皮芯型纤维的各种性能。

                                           表4

皮部分	芯部分	潜热(J/g)	旦/丝	韧度(g/d)	伸长率(％)
						PTT	吸入26％蜡的Elvax 450	12.3	4.4	2.2	35
PET	吸入31％蜡的Elvax 350	6.9	3.7	2.8	30
						PET	吸入31％蜡的Elvax 350	8.4	34.5	1.43	57

本说明书中提及或引用的所有专利申请、专利、出版物、和其它公开文献均引入本文供参考，达到好像各专利申请、专利、出版物、和其它公开文献被具体而且单独指出要引入供参考的程度。

虽然已结合其具体实施方案描述了本发明，但本领域普通技术人员应理解在不背离精神实质和所附权利要求书所限定的发明范围的情况下可做各种改变和等同替代。此外，可做许多修改以使具体的情况、材料、物质组合物、方法、工艺步骤适应本发明的目的、精神和范围。所有这些修改都在所附权利要求书的范围内。具体地，虽然已结合以特定顺序进行的特定步骤描述了本文所公开的方法，但应理解这些步骤可组合、细分、或重新排序在不背离本发明教导的情况下形成等价方法。因此，除非本文中具体指出，这些步骤的顺序和分组不是本发明的限制。

Claims (92)

1.一种具有增强的可逆热性质的多组分纤维，包括：

由多个细长构件形成的纤维体，所述细长构件至少之一包含分散在其中的调温材料。

2.权利要求1的多组分纤维，其中所述调温材料包括相变材料。

3.权利要求2的多组分纤维，其中所述相变材料选自烃、水合盐、蜡、油、水、脂肪酸、脂肪酸酯、二元酸、二价酸酯、1-卤化物、伯醇、芳香化合物、包合物、半包合物、气态包合物、硬脂酸酐、碳酸亚乙酯、多元醇、聚合物、金属、及其混合物。

4.权利要求2的多组分纤维，其中所述调温材料还包括许多容纳相变材料的微胶囊。

5.权利要求2的多组分纤维，其中所述调温材料还包括浸渍有相变材料的氧化硅颗粒、沸石颗粒、碳粒、或吸收材料。

6.权利要求1的多组分纤维，其中所述细长构件以海岛构型、分段馅饼构型、皮芯构型、并列构型、或条纹构型排列。

7.权利要求1的多组分纤维，其中所述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。

8.权利要求1的多组分纤维，其中所述纤维体在0.1和1000旦之间。

9.权利要求1的多组分纤维，还包括分散在至少一个细长构件内的添加剂，其中所述添加剂选自水、表面活性剂、分散剂、消泡剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、UV稳定剂、吸收微波的添加剂、增强纤维、导电纤维、导电颗粒、润滑剂、加工助剂、阻燃剂、防粘结剂、防雾剂、抗静电剂、抗菌剂、交联剂、降解控制剂、着色剂、颜料、染料、荧光增白剂、光学增白剂、填料、偶联剂、增强剂、结晶剂、成核剂、及其混合物。

10.一种具有增强的可逆热性质的多组分纤维，包括：

包含第一聚合物材料和分散在第一聚合物材料内的调温材料的第一细长构件；和

包含第二聚合物材料的第二细长构件，其中所述第二细长构件与所述第一细长构件接合。

11.权利要求10的多组分纤维，其中所述调温材料包括相变材料。

12.权利要求11的多组分纤维，其中所述相变材料为烃或烃的混合物。

13.权利要求11的多组分纤维，其中所述调温材料还包括许多容纳相变材料的微胶囊。

14.权利要求13的多组分纤维，其中所述第一聚合物材料与所述微胶囊有亲合力以促使所述微胶囊分散在所述第一聚合物材料内。

15.权利要求10的多组分纤维，其中所述调温材料为第一调温材料，所述第二细长构件还包括分散在第二聚合物材料内的第二调温材料。

16.权利要求15的多组分纤维，其中所述第一调温材料与所述第二调温材料不同。

17.权利要求10的多组分纤维，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料独立地选自聚酰胺、多胺、聚酰亚胺、丙烯酸类聚合物、聚碳酸酯、聚二烯烃、聚环氧化物、聚酯、聚醚、聚氟碳、甲醛类聚合物、天然聚合物、聚烯烃、亚苯基类聚合物、含硅聚合物、聚氨酯、乙烯类聚合物、聚缩醛、聚丙烯酸酯、共聚物、及其混合物。

18.权利要求10的多组分纤维，其中所述第一聚合物材料包括乙酸乙烯酯含量在5和90％(重)之间的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。

19.权利要求10的多组分纤维，其中所述第一细长构件被第二细长构件包围。

20.权利要求19的多组分纤维，其中所述第一细长构件位于第二细长构件内并完全被其包围。

21.权利要求10的多组分纤维，其中所述第一细长构件占所述多组分纤维总重的10至90％。

22.权利要求10的多组分纤维，其中所述多组分纤维在0.1和1000旦之间。

23.权利要求10的多组分纤维，还包括分散在第一聚合物材料和第二聚合物材料至少之一内的添加剂，其中所述添加剂选自水、表面活性剂、分散剂、消泡剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、UV稳定剂、吸收微波的添加剂、增强纤维、导电纤维、导电颗粒、润滑剂、加工助剂、阻燃剂、防粘结剂、防雾剂、抗静电剂、抗菌剂、交联剂、降解控制剂、着色剂、颜料、染料、荧光增白剂、光学增白剂、填料、偶联剂、增强剂、结晶剂、成核剂、及其混合物。

24.一种具有增强的可逆热性质的多组分纤维，包括：

包含调温材料的芯部分；和

包围所述芯部分的皮部分。

25.权利要求24的多组分纤维，其中所述调温材料包括相变材料。

26.权利要求25的多组分纤维，其中所述相变材料选自烃、水合盐、蜡、油、水、脂肪酸、脂肪酸酯、二元酸、二价酸酯、1-卤化物、伯醇、芳香化合物、包合物、半包合物、气态包合物、硬脂酸酐、碳酸亚乙酯、多元醇、聚合物、金属、及其混合物。

27.权利要求25的多组分纤维，其中所述相变材料为聚合物相变材料。

28.权利要求25的多组分纤维，其中所述芯部分还包含第一聚合物材料，其中所述调温材料分散在所述第一聚合物材料内，所述皮部分包含第二聚合物材料。

29.权利要求28的多组分纤维，其中所述调温材料还包括容纳所述相变材料的容留结构，其中所述容留结构包括微胶囊、氧化硅颗粒、沸石颗粒、碳粒、或吸收材料。

30.权利要求28的多组分纤维，其中所述第一聚合物材料与所述相变材料有部分亲合力，所述第二聚合物材料将所述相变材料封闭在芯部分内并使所述多组分纤维具有所要物性。

31.权利要求28的多组分纤维，其中所述调温材料为第一调温材料，所述皮部分还包括分散在第二聚合物材料内的第二调温材料。

32.权利要求31的多组分纤维，其中所述第一调温材料与所述第二调温材料不同。

33.权利要求28的多组分纤维，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料独立地选自聚酰胺、多胺、聚酰亚胺、丙烯酸类聚合物、聚碳酸酯、聚二烯烃、聚环氧化物、聚酯、聚醚、聚氟碳、甲醛类聚合物、天然聚合物、聚烯烃、亚苯基类聚合物、含硅聚合物、聚氨酯、乙烯类聚合物、聚缩醛、聚丙烯酸酯、共聚物、及其混合物。

34.权利要求24的多组分纤维，其中所述芯部分位于所述皮部分内并完全被其包围。

35.权利要求24的多组分纤维，其中所述芯部分同心地位于所述皮部分内。

36.权利要求24的多组分纤维，其中所述芯部分偏心地位于所述皮部分内。

37.权利要求24的多组分纤维，其中所述芯部分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、三角形、或楔形。

38.权利要求24的多组分纤维，其中所述多组分纤维在0.1和1000旦之间。

39.权利要求24的多组分纤维，还包括分散在所述芯部分和所述皮部分至少之一内的添加剂，其中所述添加剂选自水、表面活性剂、分散剂、消泡剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、UV稳定剂、吸收微波的添加剂、增强纤维、导电纤维、导电颗粒、润滑剂、加工助剂、阻燃剂、防粘结剂、防雾剂、抗静电剂、抗菌剂、交联剂、降解控制剂、着色剂、颜料、染料、荧光增白剂、光学增白剂、填料、偶联剂、增强剂、结晶剂、成核剂、及其混合物。

40.一种具有增强的可逆热性质的纤维，包括：

基本上贯穿所述纤维整个长度且包含第一聚合物材料和调温材料的共混物的至少一个内构件；和

包围所述内构件而构成所述纤维外部的外构件，其中所述外构件包含第二聚合物材料。

41.权利要求40的纤维，其中所述第一聚合物材料和第二聚合物材料独立地选自聚烯烃、聚酰胺、聚酯、弹性聚合物、及其混合物。

42.权利要求41的纤维，其中所述第一聚合物材料和第二聚合物材料是独立地选自聚乙烯、聚丙烯及其混合物的聚烯烃。

43.权利要求40的纤维，其中所述调温材料在-5至125℃范围内的温度下吸收或释放热量。

44.权利要求40的纤维，其中所述调温材料在22至28℃范围内的温度下吸收或释放热量。

45.权利要求40的纤维，其中所述调温材料是选自C₁₀-C₄₄烷属烃、聚环氧乙烷、聚乙二醇、及其混合物的相变材料。

46.权利要求40的纤维，其中所述调温材料是固/固相变材料。

47.权利要求40的纤维，其中所述内构件包含两或多种不同的调温材料。

48.权利要求40的纤维，其中所述内构件包含最多50％(重)的调温材料。

49.权利要求40的纤维，其中所述内构件包含最多25％(重)的调温材料。

50.权利要求40的纤维，其中所述调温材料部分被第一聚合物材料包围。

51.权利要求40的纤维，其中所述内构件是所述纤维内限定芯的单一内构件。

52.权利要求40的纤维，其中所述纤维包括多个相互分离且被所述外构件包围的内构件。

53.权利要求40的纤维，其中所述纤维是连续纤维或短纤维。

54.一种皮芯型纤维，包括：

位于所述纤维内且贯穿所述纤维基本上整个长度的芯部分，其中所述芯部分包含第一聚合物材料和调温材料的共混物；和

构成所述纤维的外部且包围所述芯部分的皮部分，其中所述皮部分包含第二聚合物材料。

55.权利要求54的皮芯型纤维，其中所述第一聚合物材料和第二聚合物材料独立地选自聚烯烃、聚酰胺、聚酯、弹性聚合物、及其混合物。

56.权利要求55的皮芯型纤维，其中所述第一聚合物材料和第二聚合物材料是独立地选自聚乙烯、聚丙烯及其混合物的聚烯烃。

57.权利要求54的皮芯型纤维，其中所述调温材料是选自C₁₀-C₄₄烷属烃、聚环氧乙烷、聚乙二醇、及其混合物的相变材料。

58.权利要求54的皮芯型纤维，其中所述调温材料是固/固相变材料。

59.权利要求54的皮芯型纤维，其中所述芯部分包含第一聚合物材料和至少两种不同调温材料的共混物。

60.一种海岛型纤维，包括：

多个位于所述纤维内且贯穿所述纤维基本上整个长度的岛部分，其中所述岛部分都相互分离且包含岛聚合物材料和调温材料的共混物；和

构成所述纤维的外部且包围每个岛部分的海部分，其中所述海部分包含海聚合物材料。

61.权利要求60的海岛型纤维，其中所述岛聚合物材料和海聚合物材料独立地选自聚烯烃、聚酰胺、聚酯、弹性聚合物、及其混合物。

62.权利要求61的海岛型纤维，其中所述岛聚合物材料和海聚合物材料是独立地选自聚乙烯、聚丙烯及其混合物的聚烯烃。

63.权利要求60的海岛型纤维，其中所述调温材料是选自C₁₀-C₄₄烷属烃、聚环氧乙烷、聚乙二醇、及其混合物的相变材料。

64.权利要求60的海岛型纤维，其中所述调温材料是固/固相变材料。

65.权利要求60的海岛型纤维，其中至少一个岛部分包含所述岛聚合物材料和至少两种不同调温材料的共混物。

66.权利要求60的海岛型纤维，其中至少两个岛部分包含不同的调温材料。

67.权利要求60的海岛型纤维，其中至少两个岛部分包含不同的岛聚合物材料。

68.一种具有增强的可逆热性质的纤维的制造和加工方法，包括：

使调温材料与第一聚合物材料混合形成共混物；

在纤维挤出设备的纺丝头组合体内使所述共混物与第二聚合物材料组合从而使所述第二聚合物材料包围所述共混物；和

将所述共混物和所述第二聚合物材料从所述纺丝头组合体的纺丝板中挤出从而形成有由所述第二聚合物材料形成的外构件并包围由所述共混物形成的内构件的纤维。

69.权利要求68的方法，还包括在混合之前将所述调温材料加入所述第一聚合物材料中，其中所述调温材料和所述第一聚合物材料均为液体或固体形式。

70.权利要求68的方法，其中使调温材料与第一聚合物材料混合包括：

提供所述调温材料的第一液流；

提供所述第一聚合物材料的第二液流；和

使所述第一液流和第二液流交叉从而形成调温材料和第一聚合物材料的共混物。

71.权利要求68的方法，其中将所述共混物和所述第二聚合物材料挤出以熔纺法或溶液纺丝法进行。

72.权利要求68的方法，还包括使所述纤维变细。

73.权利要求72的方法，还包括在使所述纤维变细之后将所述纤维缠绕在筒管上或使所述纤维与其它纤维组合形成非织造纤维网。

74.一种具有增强的可逆热性质的纤维的制造方法，包括：

形成多种分离的共混物，其中每种共混物都包含调温材料和第一聚合物材料；

在纤维挤出设备的纺丝头组合体内使所述多种分离的共混物与第二聚合物材料组合从而使所述第二聚合物材料包围所述多种分离的共混物；和

将所述多种分离的共混物和所述第二聚合物材料从所述纺丝头组合体的纺丝板中挤出从而形成有由所述第二聚合物材料形成的外构件并包围由所述多种分离的共混物形成的多个内构件的纤维。

75.权利要求74的方法，其中至少两种分离的共混物包含不同的调温材料。

76.一种织物，包括混纺在一起的多根纤维，其中至少一根纤维表现出增强的可逆热性质且包括：

包含第一聚合物材料和调温材料的共混物的至少一个内构件，其中所述内构件贯穿所述纤维的基本上整个长度；和

构成所述纤维的外部且包围所述内构件的外构件，其中所述外构件包含第二聚合物材料。

77.权利要求76的织物，其中所述内构件包含至少两种不同的调温材料。

78.权利要求76的织物，其中所述织物包括多根表现出增强的可逆热性质的纤维，其中至少两根纤维包含不同的调温材料。

79.权利要求76的织物，其中所述纤维包括多个被所述外构件包围的内构件。

80.权利要求79的织物，其中至少两个内构件包含不同的调温材料。

81.权利要求76的织物，其中所述多根纤维通过织造或非织造法混纺在一起。

82.权利要求76的织物，其中所述多根纤维通过纺粘法混纺在一起。

83.一种织物，包括混纺在一起的多根纤维，其中至少一种纤维表现出增强的可逆热性质且包括：

由多个细长构件形成的纤维体，其中所述细长构件至少之一包含分散在其中的调温材料。

84.权利要求83的织物，其中所述调温材料包括相变材料。

85.权利要求84的织物，其中所述相变材料选自烃、水合盐、蜡、油、水、脂肪酸、脂肪酸酯、二元酸、二价酸酯、1-卤化物、伯醇、芳香化合物、包合物、半包合物、气态包合物、硬脂酸酐、碳酸亚乙酯、多元醇、聚合物、金属、及其混合物。

86.权利要求84的织物，其中所述调温材料还包括许多容纳相变材料的微胶囊。

87.权利要求84的织物，其中所述调温材料还包括浸渍有相变材料的氧化硅颗粒、沸石颗粒、碳粒、或吸收材料。

88.权利要求83的织物，其中所述细长构件以海岛构型、分段馅饼构型、皮芯构型、并列构型、或条纹构型排列。

89.权利要求83的织物，其中所述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.权利要求83的织物，其中所述纤维体在0.1和1000旦之间。

91.权利要求83的织物，还包括分散在至少一个细长构件内的添加剂，其中所述添加剂选自水、表面活性剂、分散剂、消泡剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、UV稳定剂、吸收微波的添加剂、增强纤维、导电纤维、导电颗粒、润滑剂、加工助剂、阻燃剂、防粘结剂、防雾剂、抗静电剂、抗菌剂、交联剂、降解控制剂、着色剂、颜料、染料、荧光增白剂、光学增白剂、填料、偶联剂、增强剂、结晶剂、成核剂、及其混合物。

92.权利要求83的织物，其中所述多根纤维通过织造法、非织造法、或针织法混纺在一起。

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