具体实施方式

在下文中，将描述本发明的优选实施方式。然而，本发明的实施方式可以被修改成各种其他形式，并且本发明的技术思想不限于以下描述的实施方式。另外，提供本发明的实施方式以向本领域技术人员更充分地解释本发明。

本申请中使用的术语仅用于说明具体示例。因此，例如，单数的表达包括复数表达，除非上下文另外明确指出。另外，在本申请中使用的术语“包括”或“具有”等用于具体表示所陈述的特征、步骤、功能、元件或其组合等的存在，并且不用于准备性地排除元件、步骤、功能、部件或其组合的存在。

除非另有说明，否则参见本文中使用的成分、反应条件、聚合物组合物和制剂的量的所有数字、值和/或表述在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰，因为这些数字本质上是近似值，除其他之外，这些近似值反映了获得此类值时遇到的各种测量不确定性。

此外，除非特别说明或从上下文可以明显看出，否则如本文所用，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差之内。“约”可被理解为所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另有明确说明，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。

在本说明书中，当描述变量的范围时，应当理解，变量包括所有值，包括在所述范围内描述的端点。例如，“5至10”的范围应理解为包括任何子范围，诸如6至10、7至10、6至9、7至9等，以及5、6、7、8、9和10的单独值，并且还将理解为包括所述范围内的有效整数之间的任何值，诸如5.5、6.5、7.5、5.5至8.5、6.5至9等。另外，例如，“10％至30％”的范围将被理解为包括子范围，诸如10％至15％、12％至18％、20％至30％等，以及所有整数，包括10％、11％、12％、13％直至30％的值，并且也应理解为包括所述范围内有效整数之间的任何值，诸如10.5％、15.5％、25.5％等。

应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车”或其他类似术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用车，包括各种船和船只的水运工具，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，衍生自石油以外的资源的燃料)。如本文所指，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动动力车辆。

除非另有定义，否则本文中使用的所有术语应解释为具有如本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。因此，除非本文明确定义，否则某些术语不应以过于理想或形式的意义来解释。

具有优异吸声性能的聚酯中空纤维的相对于聚酯中空纤维的横截面积的中空率可为约27％至35％，并且下式(1)的值可为约1.5或更大，并且横截面中的中空部可对应于下式(1)：

(1)

在上面的式(1)中，A是纤维的横截面积(μm²)，并且P是围绕纤维的横截面的长度(μm)。此处，纤维的横截面积A是指纤维的整个横截面减去中空部的面积。

在另一个方面中，聚酯中空纤维可以是三叶型。

考虑到生态友好性、可回收性和将声能转换成热能的粘弹性，中空纤维材料可包括聚酯材料。例如，聚酯可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)中的一种或多种。

根据本发明的具有优异吸声性能的聚酯中空纤维的相对于横截面积的中空率可为约27％至35％。为了将声能转换成热能，重要的是使摩擦面积最大化。为此，在本发明中，内表面积可以与纤维的外表面积一起增加。内表面积是指与纤维中的中空部接触的纤维的表面积。考虑到吸声特性的改善，优选的是聚酯中空纤维的相对于横截面积的中空率可为约27％或更大。然而，当中空率太高时，由于中空部易受外力影响，因此在加工期间中空部可能会被压碎。这样，聚酯中空纤维的相对于横截面积的中空率可优选为约35％或更小。

具有优异吸声性能的聚酯中空纤维可在下式(1)中满足约1.5或更大的值。

(1)

在上面的式(1)中，A是纤维的横截面积(μm²)，并且P是围绕纤维的横截面的长度(μm)。此处，纤维的横截面积A是指纤维的整个横截面减去中空部的面积。

式(1)与横截面的非圆形度相关。随着式(1)的值增加，纤维表面积变宽，并且吸声系数和传输损耗可以得到改善。当式(1)的值小于约1.5时，纤维表面积可能较小，就需要大量纤维以有效地确保吸声性能，因此不可能进行轻型设计。因此，具有优异吸声性能的聚酯中空纤维可在式(1)中具有约1.5或更大的值。

具有优异吸声性能的聚酯中空纤维可在横截面内具有三叶型(三叶形)中空部。横截面中的中空部的三叶型表示横截面中的中空部是由三个叶组成的结构，每个叶具有尖端。三叶型的示例包括Y形和三角形，并且考虑到吸声可以适当地调节每个叶之间的凹部中的曲率。

传输到中空部中的声波可能会被漫反射，从而致使消除声波之间的相互干扰。随着漫反射率增加，吸声性能改善。考虑到漫反射率，中空可以更优选地是三角形。例如，三角形在抵抗外力方面可能是最稳定的，并且同时确保大表面积，因此其有利于声音的漫反射并可确保优异吸声性能。考虑到上述特性，更优选地，三角形的最大角度可以是锐角。

具有优异吸声性能的聚酯中空纤维的由下式(2)表示的恢复率可为约95％或更大。

(2)(C-B)/(A-B)*100

恢复率是指当施加外力时，其沿施加外力的方向变形，并且当移除外力时，其返回其原始形状的性质。根据式(2)的恢复率的值越大，纤维聚集体就变得越柔性，并且充分确保了纤维的粘弹性。因此，由于粘弹性而产生的振动衰减现象可通过将声能转换成热能来充分确保吸声。而且，恢复率越大，中空部抵抗外力的稳定性就越大。

具有优异吸声的聚酯中空纤维的由下式(3)表示的比容可为约90cm³/g或更大。

(3)(10*10*A)/10

比容是密度的倒数作为相对于物体单位质量的体积。根据式(3)的比容越大，对纤维聚集体为轻型就越有利。

具有优异吸声性能的聚酯中空纤维的由下式(4)表示的压缩率可为约45％或更小。

(4)(A-B)/A*100

压缩率是指材料的体积由于压缩而变化的程度。压缩率越大，施加到纤维的外力压碎的中空部就越多。也即是说，压缩率越大，中空部抵抗外力的稳定性就越低。

在上面的式(2)、(3)和(4)中，以下面方式测量A、B和C：在打开聚酯中空纤维后，将10g立方体以网的形式堆叠在10cm×10cm的丙烯酸容器上，并且然后将其放置24小时以制备样品。A是在向样品施加50g初级载荷，另外施加500g载荷，在10秒后移除各载荷并且在10秒后重新施加各载荷的过程重复三次之后，在移除500g载荷并且施加50g初级载荷的状态下的四个拐角的高度的平均值。B是在测量A并且然后另外施加1000g载荷的状态下60秒之后的四个拐角的高度的平均值。C是在测量B并且然后移除1000g载荷的状态下180秒之后的四个拐角的高度的平均值。

此外，将描述具有优异吸声性能的聚酯中空纤维的制造方法。

聚酯中空纤维的制造方法可以包括制造聚酯切片，通过对聚酯切片进行熔融纺丝来制备聚酯中空纤维，以及缠绕聚酯中空纤维。

聚酯切片的制造可包括通过酯化和聚合使酸性组分和二醇组分起反应成原始切片，或使用消费后再生的原材料和消费前再生的原材料来制造再生的聚酯切片。

酸性组分可以是例如对苯二甲酸二甲酯(DMT)、间苯二甲酸二甲酯(DMI)或对苯二甲酸(TPA)和间苯二甲酸(IPA)。对苯二甲酸二甲酯(DMT)和对苯二甲酸(TPA)与二醇组分起反应以形成晶体区域，并且间苯二甲酸二甲酯(DMI)和间苯二甲酸(IPA)与二醇组分起反应以形成非晶区域，从而向材料赋予低熔点特性和弹性，但是纤维的强度降低。

二醇组分可包括例如乙二醇(EG)，1,4-丁二醇(1,4-BD)和聚丁二醇(PTMG)。1,4-丁二醇与酸性组分起反应以形成晶体区域，并且聚丁二醇与酸性组分起反应以形成非晶区域，由此赋予低熔点特性和弹性。考虑到低熔点特性和弹性，可以适当地选择酸性组分和二醇组分并且可以调整量。

此外，可以将间苯二甲酸和新戊二醇中的一者或多者作为高收缩改性剂添加到所制备的聚酯中。间苯二甲酸可以减小聚酯的晶体区域的体积，并且可以通过经由添加新戊二醇来增加非晶区域的体积以及减小晶体区域而增加收缩率。通常，就纤维形成而言，它可以分为两相结构，其被分成晶体区域和非晶区域。晶体区域可以具有聚合物链的规则和有序排列，并且可以在功能上涉及纤维的强度、弹性和耐热性。当添加间苯二甲酸和新戊二醇时，非晶区域的体积可增加并且晶体区域的体积可减少，使得纤维的强度减少，并且与柔性相关的卷曲特性可被改善。

通过对聚酯切片进行熔融纺丝来制备聚酯中空纤维可以是通过控制中空纤维的中空率、非圆形度和形状的关键制造步骤。

聚酯切片可以首先熔融并且然后通过喷丝头排出。此时，纺丝温度可为约270℃至275℃。喷丝头可由以下构成：诱导孔，该诱导孔被设置成允许熔融聚酯沿一个方向流动；以及排出孔，通过该排出孔排出穿过诱导孔的聚酯。排出孔可包括排出狭缝，并且可以考虑受控中空部的尺寸和形状来适当地改变设计。

排出狭缝可以由三个狭缝构成以制成三叶型中空部。图1示出了根据本发明的实施例的排出狭缝的示例性形状。如图1所示，通过适当地控制每个排出狭缝的厚度a和间距b以及排出孔的内径c，可将其制造为三叶型中空部。

根据本发明的各种示例性实施方式，通过控制快速冷却的条件并且在可能最短的时间内固化从喷丝头排出的聚酯，可以使纤维的体特性和非圆形度(诸如比容、压缩率和恢复率)最大化。例如，从喷丝头表面到冷却起始场的距离可被控制为约40mm或更小。当冷却起始场的距离大于约40mm时，会担心在纺丝过程之后在纤维上可能发生卷曲。此外，此时，为了使非圆形度最大化，冷却空气的风速可以优选地在约80m/min至100m/min的范围内，并且为了使非圆形度最大化，排气可以优选地为约50％至100％。可以将通过快速冷却而固化的纤维拉出并且然后卷起来。

聚酯中空纤维可以与其他组合物一起构成纤维聚集体。除了聚酯中空纤维之外，根据期望的物理特性，纤维聚集体中包含的组合物还可包括低熔点弹性体、再生的常规纱线等。纤维聚集体可以是例如非织造织物、织造织物、针织织物、薄膜、纺粘织物、熔喷织物、短纤网等。

图2A是在常规横截面中具有两叶型中空形状的纤维的纤维聚集体的SEM照片，并且图2B是根据本发明的示例性实施方式的纤维聚集体的SEM照片。比较图2A和图2B，可以看出，常规纤维由于加工后的压碎中空部而具有较差体特性，并且根据本发明的示例性实施方式的纤维即使在加工后也保持中空形状，使得其抵抗外力是稳定的。

根据本发明的各种示例性实施方式的聚酯中空纤维和纤维聚集体可用作车辆的吸声材料，其阻止外部噪声流入车辆内部，或可以在火车、轮船、飞机等中使用，并且可能以多种方式用于改善使用电机零件的电子产品中的噪声阻挡性能。

在下文中，将通过实施例更详细地描述本发明。然而，应当注意，以下实施例是用于本发明的说明性和更详细的描述并且不是用于限制本发明的范围。这是因为，本发明的范围由权利要求中描述的内容以及由其合理推断的内容确定。

实施例

比较例1的制备

使用具有两个排出狭缝的喷丝头，对由对苯二甲酸和乙二醇作为原材料制成的聚酯切片进行熔融纺丝，从而产生在常规横截面中具有两叶型中空形状的纤维。冷却起始场与喷丝头表面的距离为50mm或更多，冷却空气的风速为80m/min或更少，并且纺丝温度为270℃至275℃。比较例1的所制备的中空纤维的中空率为10％至24％，并且式(1)的非圆形度值为1.0至1.2。

发明例1的制备

将对苯二甲酸和乙二醇酯化以制备聚对苯二甲酸乙二醇酯，并且然后添加间苯二甲酸作为高收缩改性剂以制备聚酯切片。然后，使用具有三个排出狭缝的喷丝头对聚酯切片进行熔融纺丝以制造在横截面中具有三叶型中空形状的纤维。冷却起始场与喷丝头表面的距离为40mm或更少，冷却空气的风速为80m/min至100m/min，并且纺丝温度为270℃至275℃。发明例1的所制备的中空纤维的中空率为27％至35％，并且式(1)的非圆形度值为1.5或更大。

为了评价发明例1和比较例1的体特性，测量了比容、压缩率和恢复率。在打开发明例1和比较例1的聚酯中空纤维后，将10g立方体以网的形式堆叠在10cm×10cm的丙烯酸容器上，并且然后将其放置24小时以制备样品。

A：在向样品施加50g初级载荷，另外施加500g载荷，在10秒后移除各载荷并且在10秒后重新施加各载荷的过程重复三次之后，在移除500g载荷并且施加50g初级载荷的状态下的四个拐角的高度的平均值。

B：在测量A并且然后另外施加1000g载荷的状态下60秒之后的四个拐角的高度的平均值。

C是在测量B并且然后移除1000g载荷的状态下180秒之后的四个拐角的高度的平均值。

比容、压缩率和恢复率通过下式得出。

比容(cm³/g)＝(10*10*A)/10(样品重量10g)

压缩率(％)＝(A-B)/A*100

恢复率(％)＝(C-B)/(A-B)*100

在下表1中示出了所测量的比容、压缩率和恢复率。

表1

参照表1，可以看出发明例1的比容高于比较例1的比容，使得在构造纤维聚集体时，其对于重量减小而言更有利。此外，可以看出，发明例1的压缩率低于比较例1的压缩率，因此中空部的抵抗外力的稳定性更高。此外，可以看出，发明例1的恢复率高于比较例1的恢复率，因此对吸声性能是更有利的。

以非织造织物的形式的发明例2和比较例2通过由以下组成来制备：40重量％的发明例1和比较例1中的每一者的中空纤维、30重量％的低熔点弹性体、30重量％的再生的常规纱线。

评价了发明例2和比较例2的非织造织物的吸声性能。将发明例2和比较例2制备为1m×1.2m的样本，然后根据ISO 354标准输入从400Hz至10000Hz的15个声源，并且针对混响测量吸声系数。在下表2和图3中示出了所测量的吸声的结果。

表2

参照表2和图3，可以看出，在400Hz至10000Hz的频率范围内，发明例2的吸声性能优于比较例2的吸声性能。由此可知，当构成纤维聚集体时，发明例1的中空纤维在吸声方面比比较例1的中空纤维更有利。

上面已经描述了参考附图和表公开的实施方式。本领域普通技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。所公开的实施方式是说明性的并且不应解释为限制性的。

根据本发明的各种示例性实施方式，可以通过将纤维的中空部形状控制为三叶型中空部来确保稳定的中空率。此外，可以提供具有优异吸声的聚酯中空纤维，其可以通过确保稳定中空率而保持加工后的均匀密度和优异纤维均匀性。