專利名稱：紗、高耐磨性織物和從其制造的制品的制作方法
紗、高耐磨性織物和從其制造的制品本發(fā)明涉及含有尼龍短纖維和高韌性人造纖維素短纖維的紗和織物，和從它們制 造的制品如衣服、床上用品或室內(nèi)裝飾材料，并且特別涉及在保持高舒適感的同時(shí)具有高 耐磨性的織物。某些形式的工作服，包括在高磨損條件下使用的那些，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)非常迅速地磨損。 這對(duì)于預(yù)計(jì)用于沙質(zhì)的條件下的工作服尤其是如此。眾所周知的是，纖維素纖維如棉紗、粘 膠人造絲或萊賽爾(lyocell)能夠制成具有高水平的舒適感的衣服。這是因?yàn)樵撘路?水分和具有冷的舒適觸感。然而纖維素純衣服不具有超高水平的耐磨性。在織物和衣服中的耐磨性是通過Martindale試驗(yàn)中測(cè)量的并且在本專利申請(qǐng)中 給出直至2根線(thread)斷裂為止時(shí)的摩擦次數(shù)。這是標(biāo)準(zhǔn)纖維品試驗(yàn)，它的詳細(xì)情況已 描述在ASTM D4966-98中和在IS012947中。50% /50%棉紗/聚酯織物具有良好的舒適水平，但是具有20，000-50, 000次摩擦 的耐磨性，這例如取決于織物結(jié)構(gòu)，重量，等等。但是，甚至這不能勝任極端要求的條件如沙 漠。也已知的是，含棉的織物的耐磨性能夠通過生產(chǎn)棉/尼龍織物來提高。由美國軍隊(duì)用 于沙漠偽裝制服的織物是具有大于80，000次摩擦的Martindale耐磨性的50% /50%棉/ 尼龍織物，已知為NyCo。另外織物需要具有足夠的撕裂強(qiáng)度。撕裂強(qiáng)度是在特定的條件下開始或繼續(xù)撕裂 所需要的力。撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)的細(xì)節(jié)已描述在ASTMD-2261，ASTM D-2262和BS EN ISO 13937中。該規(guī)格是由所需的特性設(shè)定的。例如對(duì)于根據(jù)U. K.技術(shù)規(guī)格的2x1斜紋織物 聚酯/棉戰(zhàn)斗服，在經(jīng)紗中28N和在緯紗中20N的撕裂強(qiáng)度是所要求的。所謂的防破裂 (ripstop)織物能夠具有不同的要求，例如25N經(jīng)紗和60N緯紗。萊賽爾是，在沒有從纖維素在水性有機(jī)化合物(通常N-甲基嗎啉-N-氧化物 (NMMO))中的溶液形成衍生物的情況下，所生產(chǎn)的人造纖維素纖維的一般名稱。萊賽爾具有 比常規(guī)粘膠纖維高得多的韌性。盡管處于調(diào)理的狀態(tài)下的萊賽爾通常顯示出約37cN/tex 的斷裂韌性，但是在相同條件下常規(guī)粘膠纖維顯示出低于25cN/tex的斷裂韌性，但強(qiáng)烈地 取決于各自生產(chǎn)工藝。相比之下，尼龍-6. 6顯示出約56cN/tex的斷裂韌性和棉紗顯示出約25cN/tex的 斷裂韌性。除由美國軍隊(duì)使用的棉紗和尼龍織物，某些尼龍/萊賽爾織物已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)規(guī)模上 生產(chǎn)。這些尼龍/萊賽爾織物是通過將萊賽爾緯紗編織到連續(xù)長絲尼龍經(jīng)紗中來生產(chǎn)的。 雖然萊賽爾是作為短纖維生產(chǎn)的，并且紡絲成紗以使得它被機(jī)織或針織形成衣服，但對(duì)于 尼龍而言情況不是這樣的。大量的尼龍是作為連續(xù)長絲材料制備的，它被制成經(jīng)紗。經(jīng)紗 有效地是一組的紗線(thread)，它們被繞在繞線筒上并且在織造開始之前被放置在織布機(jī) 上。該緯紗常常通過使用梭子前后穿過該經(jīng)紗。在織造開始之前經(jīng)紗需要構(gòu)造(made up) 并且連續(xù)尼龍長絲的經(jīng)紗是可獲得的。該實(shí)驗(yàn)織物是通過將萊賽爾紗線作為緯紗編織穿過 該連續(xù)長絲尼龍經(jīng)紗而制造的。此類織物還沒有在任何規(guī)模上為工業(yè)所使用，并且純粹作為實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品制造。尼龍短纖維，即在擠出和紡絲成紗之后切成規(guī)定長度的纖維，從未用于本 應(yīng)用中。除萊賽爾之外的另一種人造纖維素纖維是莫代爾(Modal)，它是通過改進(jìn)的粘膠 纖維方法生產(chǎn)的。莫代爾同樣是高韌性人造纖維素纖維，因?yàn)樵谡{(diào)理的狀態(tài)下它顯示出約 35cN/tex的斷裂韌性。根據(jù)BISFA的定義，莫代爾纖維是具有高斷裂力和高濕模量的纖維 素纖維。在調(diào)理的狀態(tài)下莫代爾纖維的斷裂力(B。)是B。(cN)≥1,3 V T+2T。在莫代爾纖 維的濕狀態(tài)下產(chǎn)生5%的伸長率所需要的力(Bm)是Bm((cN)≥0，5* V Τ。T是單位為分特 (decitex)的平均線密度。萊賽爾纖維和莫代爾纖維的混合物是市場(chǎng)上已知的，但是迄今它們沒有大量銷售。本發(fā)明的目的是提供織物，該織物在從該織物制造的衣服的穿戴者的舒適感與良 好的耐磨性和抗撕裂性之間有良好的平衡。獲得良好水平的舒適感或耐磨性和耐撕裂性是 容易做到的事情。然而，更加難的是在織物中獲得兩者，因?yàn)闉榱肆己玫氖孢m感所要求的織 物性能和為了良好的耐磨性和耐撕裂性所要求的織物性能常常是互相排斥的。再一個(gè)優(yōu)選的目的是生產(chǎn)織物，它能夠均勻地染色，特別用通常用于染色軍服的 染料來染色，其中此類染料具有紅外線(IR)反射特性，該特性能夠與應(yīng)用于軍服的偽裝材 料的性質(zhì)相適應(yīng)。已知的FR整理劑通常顯著地降低含有纖維素纖維的織物的機(jī)械性能。因此仍然 再一個(gè)優(yōu)選的目的是生產(chǎn)織物，它能夠用阻燃(“Fr”)整理劑例如Proban 處理，但不會(huì) 損失太多的強(qiáng)度和耐磨性。本發(fā)明的附加目的是提供紗，該紗能夠用于生產(chǎn)具有上述性能的織物。至于本發(fā)明，提供由尼龍短纖維和高韌性人造纖維素短纖維的均勻混合物形成的 紗以及含有該紗的織物。優(yōu)選該高韌性人造纖維素短纖維顯示出大于32cN/tex的在調(diào)理 狀態(tài)下的斷裂韌性。該紗可以含有10-75%尼龍和該織物可以含有10%到50%尼龍。優(yōu)選在各情況下 的平衡是高韌性人造纖維素纖維，但是在任何情況下從該紗制造的織物必須含有至少50% 的高韌性人造纖維素纖維。在這里使用的術(shù)語尼龍是指已知為聚酰胺得到一組塑料。尼龍以酰胺基(CONH) 為特征并且包括多種的材料類型，例如尼龍4，6 ；尼龍6 ；尼龍6，6 ；尼龍12 ；尼龍6，12。全 部都是合適的，但是尼龍6和尼龍6，6是優(yōu)選的。進(jìn)一步優(yōu)選，該尼龍和高韌性人造纖維素纖維兩者都具有相同或非常相似的平均 線密度(“titre”)，按分特(dtex)計(jì)。例如1. 7分特或1. 4分特的萊賽爾纖維能夠與1. 7 或2. 0分特的尼龍纖維共混。一般，類似的平均線性密度是指在兩種纖維之間有不超過 50%的差異。該尼龍和高韌性人造纖維素纖維的短纖維長度也是相同的或非常類似的。例如 38mm萊賽爾短纖維能夠與35_40mm尼龍短纖維，更優(yōu)選與38mm尼龍短纖維共混。一般，類 似的纖維長度是指在兩種纖維之間有不超過15%的長度差異。該高韌性人造纖維素纖維優(yōu)選是萊賽爾短纖維，莫代爾短纖維或它們的混合物。萊賽爾和莫代爾具有比包括棉紗的其它纖維素塑料更高的斷裂韌性。它們還具有高的濕強(qiáng)度。因此對(duì)于織物的抗撕裂性的顯著影響能夠是可預(yù)期的。但是因?yàn)槟猃埦哂腥?然較高的斷裂韌性，本領(lǐng)域中技術(shù)人員將會(huì)預(yù)期如果尼龍的量減少，則含有尼龍和高韌性 人造纖維素纖維的織物的抗撕裂性將下降。因此本領(lǐng)域中技術(shù)人員僅僅將為了給穿戴者產(chǎn) 生足夠的舒適感引入所需要的用量的纖維素纖維。但是令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，通過增加量的高韌性人造纖維素纖維的引入，所得織物的 抗撕裂性會(huì)提高。因此，由從高韌性人造纖維素短纖維和尼龍短纖維混紡得到的紗所形成 的織物具有高的拉伸強(qiáng)度并且同時(shí)從尼龍纖維和高韌性人造纖維素纖維獲得強(qiáng)度。另外已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了獲得這一方面的益處，尼龍短纖維和高韌性人造纖維素短纖 維兩者必須用于構(gòu)造(make up)該紗。當(dāng)高韌性人造纖維素纖維與尼龍混紡時(shí)，尼龍超過20%時(shí)沒有更多優(yōu)點(diǎn)。耐磨性， 拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度全部非常接近地達(dá)到適合于高性能應(yīng)用的水平。高韌性人造纖維素纖維能夠是暗纖維(dull fier)，即含有消光劑例如TiO2的人 造纖維素。這會(huì)帶來某些優(yōu)點(diǎn)，如在沙漠地區(qū)使用時(shí)有增強(qiáng)的日光防護(hù)作用。高韌性人造纖維素纖維可以是亮纖維，即不含有消光劑的高韌性人造纖維素纖 維。至于本發(fā)明，還提供含有上述紗的織物。此外通過本發(fā)明，還提供含有由尼龍短纖維和高韌性人造纖維素短纖維的均勻混 合物形成的紗的織物。根據(jù)本發(fā)明的織物可以含有10%-50%尼龍。優(yōu)選該織物是機(jī)織織 物并且在經(jīng)紗和緯紗兩者中含有該紗。該織物可具有100-500g/m2，優(yōu)選120_300g/m2，進(jìn)一步優(yōu)選180_250g/m2的基重。該織物可以是斜紋織物和可以是2x1斜紋織物。它還可以具有另一種構(gòu)造，例如 平紋織物。優(yōu)選該織物具有至少60，000次擦洗(rub)，優(yōu)選至少100，000次擦洗的 Martindale耐磨性，和至少20牛頓，優(yōu)選至少30牛頓的抗撕裂性。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的織物主要用于軍用和工作服，它們可通過幾種整理劑如印刷 染料、FR整理劑或IR反射整理劑來處理。根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)，這些整理劑將影響到該纖維 或紗的原始性能。但是例如如果Proban FR整理劑被施涂到根據(jù)本發(fā)明的織物的表面 上，則強(qiáng)度幾乎保持。拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度都下降了約10-15%但是耐磨性仍然保持高于 100，000。Proban 方法是基于thpc(四羥基甲基磷鐺氯化物)與脲的應(yīng)用以產(chǎn)生預(yù)縮合 物。該預(yù)縮合物被浸軋到織物上和該織物被干燥至 15%水分含量。該織物然后在特殊的 反應(yīng)室中暴露于氨蒸氣，隨后用過氧化氫氧化。該方法是本領(lǐng)域中的專家熟知的。使用的 化學(xué)品和說明可從Rhodia獲得。類似的合適FR整理劑是Pyrovatex 整理劑，它也已知適用于纖維素纖維如莫代 爾纖維或萊賽爾纖維。Pyrovatex 是耐久的含磷的整理劑，它是在浸軋-干燥-固化方 法中通過N-羥甲基二甲基膦?；０?N-methylol dimethylphosphonopropionamide) 與三羥甲蜜胺相結(jié)合和磷酸用作催化劑而產(chǎn)生的。使用的化學(xué)品和說明可從Huntsman獲得。歸因于預(yù)期的用途，根據(jù)本發(fā)明的紗也可用于針織品。所得針織物顯示非常高
5的爆裂強(qiáng)度兼有優(yōu)異的穿著舒適感。針織物的耐磨性顯示出與在機(jī)織織物中對(duì)混合物比 例纖維素/尼龍的相同依賴性。因?yàn)獒樋椢锏臉?gòu)造是更開放的，與機(jī)織織物相比，能夠由 Martindale試驗(yàn)法測(cè)量的耐磨性一般是更低的。然而對(duì)于許多應(yīng)用來說需要針織構(gòu)造，尤 其當(dāng)對(duì)于穿著舒適感和彈性的要求是高的時(shí)，但必須與某些耐久性要求相結(jié)合，例如對(duì)于 團(tuán)體穿著(corporate wear)來說。對(duì)于這些應(yīng)用，至少25，000次擦洗的耐磨性將是足夠 的。根據(jù)本發(fā)明的織物能夠用于工作服、團(tuán)體服裝或制服的制造。由于它們的良好耐 磨性，它們也能夠用于家具、辦公椅或在運(yùn)輸車輛如小汽車、客車、列車或飛機(jī)中的座位的 裝飾織物的制造。在根據(jù)本發(fā)明的裝飾織物上，F(xiàn)R整理劑也可施涂。為此目的，本領(lǐng)域中 專家已知的非耐久性FR化學(xué)品，如硼酸與硼砂或強(qiáng)酸(尤其磷酸)的銨鹽如磷酸二銨或氨 基磺酸銨鹽或溴化銨的混合物是可施涂的。根據(jù)本發(fā)明的織物的其它應(yīng)用領(lǐng)域是醫(yī)院和旅 館的床上用品的制造，尤其當(dāng)工業(yè)的洗衣店用于洗衣時(shí)。甚至提高根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品的積極性能的一種可能性是含有所引入的脫乙酰殼 多糖的萊賽爾纖維的使用，它早已從WO 2004/007818和奧地利實(shí)用新型AT 008 388 U2中 公知。這將使織物具有抗細(xì)菌功能以及增強(qiáng)的皮膚友好性。也可能的是引入了脫乙酰殼多糖的萊賽爾纖維與上述整理劑，尤其與FR整理劑 如Proban的結(jié)合物。它將特別在其中織物應(yīng)該具有兩種理想性能的 應(yīng)用中發(fā)揮作用。本發(fā)明的又一個(gè)目的是含有如上所述的織物的衣服。此類衣服優(yōu)選是工作服，團(tuán) 體服裝或制服，但是也能夠是其它類型的衣服，對(duì)于此類衣服來說該織物的典型性能是有 利的。本發(fā)明的另一個(gè)目的是含有該織物的室內(nèi)裝飾品或床上用品以及含有該室內(nèi)裝 飾品的家具。本發(fā)明現(xiàn)在通過實(shí)施例來舉例說明。這些實(shí)施例無論如何不限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1-6具有2. 0分特的纖度和38mm切斷長度的商購PA_6. 6短纖維按照在表1中所述的 比率與具有1. 4分特的纖度和38mm切斷長度的商購TENCEL 短纖維混合并紡絲得到 Nm 1/26 (Ne 1/15)的紗。該紗通過織造具有249g/m2的重量和32根經(jīng)紗和24根緯紗的2x1斜紋織物來進(jìn) 一步加工。編織的織物然后燒毛，脫漿，沖洗，干燥，在205°C下熱定形，印花到符合軍隊(duì)的 IR反射率技術(shù)規(guī)格，然后用FC拒水劑整理。這些方法是現(xiàn)有技術(shù)中的任何技術(shù)人員公知 的。測(cè)量在經(jīng)紗方向以及在緯紗方向上的撕裂強(qiáng)度并且將Martindale試驗(yàn)應(yīng)用于每 一種這樣整理的織物。表 1
6 能夠清楚地從表1中推測(cè)，當(dāng)將尼龍含量從0提高到20%時(shí)，織物的機(jī)械性能的最 高改進(jìn)將會(huì)出現(xiàn)。然后獲得實(shí)際上重要的值，而且進(jìn)一步增加量的尼龍將僅僅導(dǎo)致輕微的 改進(jìn)。當(dāng)達(dá)到100，000次擦洗的水平時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)上的原因停止Martindale試驗(yàn)。在實(shí)施例1，3，4和5的織物上采用GATS-試驗(yàn)，它將得到關(guān)于汗水從穿著者身體 上離開的速率的印象。所得曲線示于

圖1中。需要指出的趨勢(shì)是，一般來說，TENCEL含量 越高，水的攝取越快(曲線的斜率)，和能夠保持的體積越高(曲線的高度)。該速度是關(guān) 鍵點(diǎn)。實(shí)施例7-9:2x1斜紋織物是由含有根據(jù)實(shí)施例1的纖維的Tencel/PA-6. 670% /30% (w/w)混 合物的Ne 1/15紗制成。重量和整理劑根據(jù)表2來變化，但是該工藝步驟與在實(shí)施例1-6 中的相同。在實(shí)施例8中，之后施涂普通的Proban 處理。在實(shí)施例9中制造不同的織物結(jié) 構(gòu)，但是使用與在實(shí)施例7中相同的紗。表2 能夠看出，根據(jù)本發(fā)明的全部三種織物都符合28cN(經(jīng)紗)，20cN(緯紗)和 45，OOOMartindale擦洗次數(shù)的英國軍用規(guī)格。實(shí)施例8的織物也通過了 EN 532的阻燃性試驗(yàn)。實(shí)施例10 具有30根經(jīng)紗/22根緯紗和180g/m2的重量的2x1防破裂(ripstop)斜紋織物 是從實(shí)施例4的70/30紗制造的，但是，其中350f/136尼龍絲防破裂縫口線作為每一個(gè)第 九緯紗。表3顯示了與對(duì)于防破裂織物的英國軍用規(guī)格的比較。表 3 實(shí)施例11至13:通過使用環(huán)錠紗Nm50/1來針織單面針織物(single jersey)，其含有具有表4中 所列的各種組成的、與在實(shí)施例2-6中所用的相同的纖維。針織的織物用通常的反應(yīng)活性 染料染色。表 4 在機(jī)織織物中同樣地，觀察到通過添加少量的尼龍所導(dǎo)致的耐磨性的強(qiáng)烈增加。實(shí)施例14 與實(shí)施例3中同樣地制造紗，但是使用1. 4分特的含脫乙酰殼多糖的萊賽爾纖維 (Lenzing AG的“Tencel C”，在纖維中含有0. 5% (w/w)脫乙酰殼多糖)代替常規(guī)Tencel 纖維。Tencel C =PA 6. 6的比率是80% /20% (w/w)。該紗被加工成具有203g/m2的重量 的2x1斜紋織物。測(cè)量的性能列于表5中。實(shí)施例15
與實(shí)施例3中同樣地制造紗，但是使用由Lenzing AG生產(chǎn)的1，4分特的莫代爾纖 維代替Tencel纖維。莫代爾=PA 6. 6比率是80% /20% (w/w)。該紗被加工成具有212g/ m2的重量的2x1斜紋織物。測(cè)量的性能列于表5中。表 權(quán)利要求
由尼龍短纖維和高韌性人造纖維素短纖維的均勻混合物形成的紗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的紗，其中高韌性人造纖維素短纖維顯示出大于32cN/tex的在調(diào)理 狀態(tài)下的斷裂韌性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的紗，它含有10-75%尼龍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的紗，其中該尼龍和纖維素纖維的短纖維長度是相同的或非常類似的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的紗，其中纖維素短纖維是萊賽爾纖維的短纖維，莫代爾短纖維或 它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的紗，其中尼龍材料選自尼龍_4，6，尼龍-6，尼龍_6，6，尼龍-12和 尼龍-6，12。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的紗，其中尼龍材料是尼龍_6或尼龍-6，6。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的紗用于制造織物的用途，其特征在于該織物含有至少 50 %的高韌性人造纖維素短纖維。
9.含有尼龍短纖維和高韌性人造纖維素短纖維的織物。
10.含有根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的紗的織物。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的織物，其中織物含有10%-50%的尼龍。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的織物，其中織物是在經(jīng)紗和緯紗中都含有該紗的機(jī)織織物。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中一項(xiàng)的織物，具有至少60，000次擦洗的Martindale耐磨性。
14.根據(jù)權(quán)利要求9-13中一項(xiàng)的織物，具有至少20牛頓的抗撕裂性。
15.根據(jù)權(quán)利要求9-14中一項(xiàng)的織物，其中織物具有100-500g/m2的基重。
16.根據(jù)權(quán)利要求9-11中一項(xiàng)的織物，其中織物是針織物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的織物，具有至少25，000次擦洗的馬丁代爾耐磨性。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的織物，含有FR整理劑。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的織物用于工作服、團(tuán)體服裝或制服的制造的用途。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的織物用于家具、辦公椅或在小汽車、列車或飛機(jī)中座位 的裝飾織物的制造中的用途。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的織物用于醫(yī)院和旅館的床上用品的制造中的用途。
22.含有根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的織物的衣服。
23.含有根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)的織物的床上用品。
24.含有室內(nèi)裝飾織物的家具、辦公椅或在運(yùn)輸車輛中的座位，它們含有根據(jù)前述權(quán)利 要求中一項(xiàng)的織物作為室內(nèi)裝飾織物。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有尼龍短纖維和高韌性人造纖維素短纖維的紗和織物，和從它們制造的衣服，并且特別涉及在保持高舒適感的同時(shí)具有高耐磨性的織物。
文檔編號(hào)D03D15/00GK101903580SQ200880121452
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者J·M·泰勒, M·克爾諾賈-科西克 申請(qǐng)人:連津格股份公司