具有多種彈性紗線的拉伸紗線和織物的制作方法
【專利說明】具有多種彈性紗線的拉伸紗線和織物
[0001] 發(fā)明背景 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及拉伸復(fù)合紗線和織物的制造。具體地涉及在一根紗線內(nèi)包括兩組彈性 芯纖維的織物和方法。
[0003] 相關(guān)技術(shù)概述
[0004] 具有彈性復(fù)合紗線的拉伸織物在市場(chǎng)上長(zhǎng)期存在?？椢锖鸵挛镏圃焐掏ǔＲ阎?何制造具有正確質(zhì)量參數(shù)的織物，以得到消費(fèi)者可接受的織物。在當(dāng)前可商購(gòu)獲得的織物 中，在紗線和織物內(nèi)僅存在一種彈性纖維系統(tǒng)。一種彈性纖維提供雙重功能：拉伸性和恢復(fù) 性。難以獲得具有容易拉伸、高恢復(fù)性和低收縮性能的織物。
[0005] 容易拉伸是舒適衣物的一個(gè)重要特征。對(duì)于更加舒適的衣物而言，當(dāng)將衣物穿在 人身體上并且移動(dòng)時(shí)，織物可容易地拉伸開。它們具有的由衣物施加在身體上的壓力低。衣 物可被裁減以獲得更加流線型的外觀，并且能更好地貼合身體，同時(shí)穿著者在運(yùn)動(dòng)時(shí)仍然 保持舒適性?？赏ㄟ^低的織物拉伸模量來實(shí)現(xiàn)所述性能，這通過使衣物對(duì)運(yùn)動(dòng)中身體需求 的阻力最小化來達(dá)成。
[0006]然而，對(duì)于具有低拉伸模量的織物而言，典型的質(zhì)量問題在于織物在身體一些部 位過度拉伸開后不能快速恢復(fù)到原始大小和形狀，如在膝蓋、臀部和腰部，尤其是對(duì)于具有 高拉伸水平的織物而言。通常，當(dāng)拉伸模量低時(shí)，織物具有低恢復(fù)能力。在長(zhǎng)時(shí)間穿著后， 消費(fèi)者會(huì)發(fā)現(xiàn)下垂和松弛問題。
[0007]相比之下，為了得到具有良好恢復(fù)性的織物，織物內(nèi)需要額外的收縮力?？蓪⒏?含量或更多強(qiáng)有力的彈性纖維添加至織物。然而，這些織物具有高伸長(zhǎng)模量和更高的約束 力。消費(fèi)者在穿著和運(yùn)動(dòng)過程中抱怨更高的衣物壓力和不舒適的約束。同時(shí)，織物具有差 的尺寸穩(wěn)定性。熱定型是控制織物收縮的必要處理。衣物舒適性和運(yùn)動(dòng)自由性需要織物形 狀保持和恢復(fù)功能做出讓步。仍然需要具有容易拉伸、高恢復(fù)性和低收縮性能的織物。
[0008] 多年來，復(fù)合彈性紗線是眾所周知的。例如，通過美國(guó)專利號(hào)4470250、4998403、 7134265、6848151，彈性體纖維如斯潘德克斯（spandex)用相對(duì)無彈性的纖維包覆，以便有 利于針織或織造的可接受處理，并且提供具有各種最終用途織物的可接受特征的彈性復(fù)合 紗線。在美國(guó)專利申請(qǐng)US 2008/0268734A1和USA 2008/0318485A1中，剛性長(zhǎng)絲和彈性長(zhǎng) 絲一起用作包芯紗內(nèi)的芯。
[0009] 因此，需要生產(chǎn)拉伸織造物，所述拉伸織造物具有容易拉伸、容易處理、低收縮率、 友好的衣物制造，以及優(yōu)良的恢復(fù)能力和低生長(zhǎng)率。
[0010] 發(fā)明概述
[0011] -方面包括用于制造被稱為雙重彈性復(fù)合紗線的具有兩組不同的彈性芯纖維的 復(fù)合紗線的方法。同時(shí)，還包括雙重彈性復(fù)合紗線和由所述紗線制成的拉伸織物和衣物。
[0012] 根據(jù)所述方法的第一實(shí)施方案，將具有不同特性的兩組彈性纖維和硬纖維包覆在 一起形成復(fù)合紗線，其中兩組彈性纖維在紗線包覆處理過程中被拉伸至其原始長(zhǎng)度的不同 牽伸。彈性纖維可為從11分特至560分特的斯潘德克斯裸紗，并且硬纖維的紗線支數(shù)為從 10分特至900分特。一種合適的硬紗為棉紗。彈性芯纖維I和彈性芯纖維II獨(dú)立地選自 彈性體或非彈性體纖維。
[0013] 根據(jù)所述方法的第二實(shí)施方案，將具有不同特性的兩組彈性纖維（彈性芯纖維I 和彈性芯纖維II)和硬纖維包覆在一起形成復(fù)合紗線，其中兩組彈性纖維具有不同的聚合 物組成并且具有不同的應(yīng)力-應(yīng)變行為。彈性纖維可為從11分特至560分特的斯潘德克 斯裸紗，并且硬纖維的紗線支數(shù)為從10分特至900分特。一種合適的硬紗為棉紗。
[0014] 根據(jù)所述方法的第三實(shí)施方案，將兩組不同的彈性芯纖維（彈性芯纖維彈性I和 彈性芯纖維II)和硬纖維包覆在一起形成復(fù)合紗線，其中至少一組彈性芯纖維為預(yù)先包覆 的彈性紗線。另一組彈性芯紗線可為裸露的斯潘德克斯或預(yù)先包覆的彈性紗線。斯潘德克 斯裸紗纖度為從11分特至560分特，并且硬纖維的紗線支數(shù)為從10分特至900分特。一 種合適的硬紗為棉紗。
[0015] 根據(jù)所述方法的第四實(shí)施方案，將兩組不同的彈性芯纖維和硬纖維包覆在一起形 成復(fù)合紗線，其中至少一種彈性芯纖維為非彈性體拉伸纖維。另一組彈性芯紗線可為裸露 的彈性體，如斯潘德克斯。斯潘德克斯裸紗纖度為從11分特至560分特，并且硬纖維的紗 線支數(shù)為從10分特至900分特。一種合適的硬紗為棉紗。
[0016] 通過使用由這些替代方法中的一種產(chǎn)生的雙重彈性紗線制成織物。在織物的至少 一個(gè)方向上使用雙重彈性紗線。可使用任何形式的織物，包括織造物、圓形針織物、經(jīng)編針 織物和窄幅織物。進(jìn)一步處理可包括煮練、漂白、染色、干燥、防縮皺整理、燒毛、退漿、絲光 處理，以及所述步驟的任何組合。所產(chǎn)生的拉伸織物可形成衣物。
[0017] 附圖簡(jiǎn)述
[0018] 詳述將參考以下附圖進(jìn)行，其中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的元件，并且其中：
[0019] 圖1示出具有兩種彈性芯的包芯紗。
[0020] 圖2為具有用于兩種裸露彈性纖維的兩個(gè)牽伸裝置的包芯紡紗設(shè)備的示意性描 述。
[0021] 圖3為包括具有加重輥的兩個(gè)牽伸裝置的包芯紡紗設(shè)備的示意性描述。
[0022] 圖4為具有用于一種裸露彈性纖維和一種預(yù)先包覆的彈性紗線的兩個(gè)牽伸裝置 的包芯紡紗設(shè)備的示意性描述。
[0023] 發(fā)明詳述
[0024] 彈性體纖維通常用于在織造織物和衣物中提供拉伸和彈性恢復(fù)。"彈性體纖維"為 連續(xù)長(zhǎng)絲（任選的聚集的多絲）或多個(gè)長(zhǎng)絲，不含稀釋劑，其具有與任何卷曲無關(guān)的超過 100%的斷裂伸長(zhǎng)率。彈性體纖維在（1)拉伸至其兩倍長(zhǎng)；（2)保持一分鐘；并且（3)釋放 時(shí)，在被釋放的一分鐘內(nèi)收縮至小于其原始長(zhǎng)度的1.5倍。如本說明書文本中所使用的， "彈性體纖維"是指至少一種彈性體纖維或長(zhǎng)絲。所述彈性體纖維包括但不限于橡膠長(zhǎng)絲、 雙成分長(zhǎng)絲和彈性聚醚酯（elastoester)、Iastol以及斯潘德克斯。
[0025]"斯潘德克斯"為制造的長(zhǎng)絲，其中長(zhǎng)絲形成物質(zhì)是由至少85重量％的嵌段聚氨酯 組成的長(zhǎng)鏈合成聚合物。
[0026]"彈性聚醚酯"為制造的長(zhǎng)絲，其中成纖物質(zhì)是由至少50重量％的脂族聚醚和至少 35重量％的聚酯組成的長(zhǎng)鏈合成聚合物。
[0027] "雙成分長(zhǎng)絲"連續(xù)長(zhǎng)絲或包括至少兩種沿著長(zhǎng)絲的長(zhǎng)度彼此粘附的聚合物，每種 聚合物屬于不同的一般種類，例如，彈性體聚醚酰胺芯和具有葉瓣或翼的聚酰胺皮。
[0028] "Lastol"為交聯(lián)的合成聚合物的纖維，具有低但是顯著的結(jié)晶度，由至少95重 量％的乙烯和至少一種其它烯烴單元組成。此種纖維具有彈性并且基本上耐熱。
[0029] "聚酯雙組分長(zhǎng)絲"是指包括沿著纖維的長(zhǎng)度彼此緊密粘附的一對(duì)聚酯的連續(xù)長(zhǎng) 絲，以使得纖維橫切面為例如并列的偏心皮-芯或其它合適的橫截面，由其可產(chǎn)生有用的 卷曲。用此種長(zhǎng)絲如Ela Sterell-p、PTT/PET雙組分纖維制成的織物具有優(yōu)良的恢復(fù)特征。
[0030] "非彈性體彈性纖維"是指不含有彈性體纖維的拉伸長(zhǎng)絲。然而，所述紗線的可恢 復(fù)拉伸率必須高于20%，如通過ASTMD6720方法所測(cè)試的，如紋理化PPT拉伸長(zhǎng)絲、紋理化 PET拉伸長(zhǎng)絲、雙組分拉伸長(zhǎng)絲纖維，或PBT拉伸長(zhǎng)絲。
[0031] "預(yù)先包覆的彈性紗線"為在包芯紡紗工藝之前，由硬紗圍繞、與硬紗捻合或與硬 紗交絡(luò)的一種紗線。包括彈性體纖維和硬紗的預(yù)先包覆的彈性紗線在本說明書文本中還稱 為"預(yù)先包覆的紗線"。硬紗包覆用于保護(hù)彈性體纖維在紡織工藝期間不被磨損。所述磨損 可導(dǎo)致彈性體纖維的斷裂，以及相繼的工藝中斷和不希望的織物不均勻性。此外，包覆有助 于穩(wěn)定彈性體纖維的彈性行為，以使得與裸露的彈性體纖維相比，在紡織工藝期間可更均 勻地控制預(yù)先包覆的彈性紗線的伸長(zhǎng)。預(yù)先包覆的紗線還可增加紗線和織物的拉伸模量， 這有助于改善織物恢復(fù)能力和尺寸穩(wěn)定性。
[0032] 預(yù)先包覆紗線包括：(a)用硬紗單包纏的彈性體纖維；(b)用硬紗雙包纏的彈性體 纖維；（c)用短纖維連續(xù)包覆（即，包芯紡紗（corespun或core-spinning))彈性體纖維， 隨后在卷繞過程中捻合；（d)用噴氣流將彈性體和硬紗交絡(luò)并纏結(jié)在一起；以及（e)將彈性 體纖維和硬紗捻合在一起。
[0033] "雙重彈性復(fù)合紗線"為包括由硬質(zhì)短纖維皮包覆的具有單紗的兩組彈性芯纖維 的復(fù)合紗線。術(shù)語(yǔ)"雙重彈性紗線"在本說明書中可互換使用。
[0034] 一些實(shí)施方案的拉伸纖維包括在煒向上的雙重彈性包芯紗。在一些實(shí)施方案中， 獲得具有出乎意料的高恢復(fù)特性的織物，特別是高拉伸織物。這是通過使用含有具有不同 拉伸特性的兩種不同彈性纖維的包芯紗達(dá)成的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在期望煒向 拉伸的情況下，織物可在煒向上包括具有雙重彈性纖維的所述包芯紗。
[0035] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的雙重彈性紗線8將必須包括兩種彈性長(zhǎng)絲芯：彈性芯 I (4,圖1中）和彈性芯II (6,圖1中）。彈性芯長(zhǎng)絲優(yōu)選地沿著其整個(gè)長(zhǎng)度由包括紡織的 短纖維的纖維皮2環(huán)繞。
[0036] 圖2示出代表性的包芯紡紗設(shè)備40的一個(gè)實(shí)施方案。兩個(gè)單獨(dú)的纖維牽伸裝置 46和64被安裝在機(jī)器上。在包芯紡紗處理過程中，彈性芯長(zhǎng)絲I 48和彈性芯長(zhǎng)絲II 60 分別放置在傳輸輥46和64上，并且與硬紗組合以形成復(fù)合包芯紗。來自管48和管60的 芯彈性長(zhǎng)絲在箭頭50和62的方向上通過正向驅(qū)動(dòng)的進(jìn)料輥46和64的動(dòng)作而退繞。進(jìn)料 輥46和64用作管48和管60的支架，并且以預(yù)先確定的速度傳輸紗線52和66的彈性纖 維。
[0037] 硬纖維或紗線44從管54上退繞以在前輥組42處與彈性芯長(zhǎng)絲52和66匯合。組 合的彈性芯長(zhǎng)絲52、66和硬纖維44在紡紗裝置56處包芯在一起。
[0038] 彈性芯長(zhǎng)絲I 52和彈性芯長(zhǎng)絲II 66在其進(jìn)入前輥42之前被拉伸（牽伸）。通 過進(jìn)料輥46或64與前輥42之間的速度差拉伸彈性長(zhǎng)絲。前輥42的傳輸速度大于進(jìn)料輥 46和64的速度。調(diào)節(jié)進(jìn)料輥46和64的速度，以得到所需的牽伸或拉伸比。
[0039] 拉伸比與非拉伸纖維相比通常為I.OlX倍至5.OX倍（I