专利名称：：具有良好芯吸性的荷叶边椭圆双组分纤维及含该纤维的高整齐度短纤纱的制作方法具有良好芯吸性的荷叶边椭圆双组分纤维及含该纤维的高整齐度短纤纱
技术领域：
0001本发明涉及具有荷叶边椭圆截面的聚酯双组分短纤维，以及涉及包含这种聚酯双组分短纤维和棉的短纤纱。更具体地，本发明涉及并列型或偏心皮芯型聚酯双组分短纤维，其包含聚对苯二曱酸丙二醇酯和至少一种选自聚对苯二曱酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二曱酸丁二醇酯或这些成员的组合的聚合物，该双组分短纤维具有拉伸和回复性能、良好的芯吸性和良好的梳理性能。本发明还涉及高整齐度的短纤纱，其具有高拉伸和回复性能且包含荷叶边椭圓截面双组分纤维。另外，本发明涉及由包含这种双组分短纤维的短纤纱制成的织物。
背景技术：
：0002聚酯双组分纤维是公知的。包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯的聚酯双组分公开于例如美国专利3,671,379中。具有荷叶边椭圆截面的聚酯双组分纤维公开于例如美国专利6,656,586中。包含聚酯纤维和棉的纱线公开在美国专利6,413,631、日本公开专利申请JP2002-115149A和美国公开专利申请2003/0159423A1中。然而，这种双组分纤维当与棉纤维混合时可提供质量低下的纱。为满足现代服装舒适性和湿度调节性能的需求，仍在追求具有良好拉伸和回复性能、良好的芯吸性以及良好梳理特性的纤维，以及包含这种纤维的纱线和织物。发明概述图5显示了纺制四沟槽荷叶边椭圆截面纤维的典型喷丝孔。如文中所用，"凹槽率"是指从中心起算，带凹槽的纤维截面的最外层凸出部分的表面之间的平均距离除以纤维截面的凹槽之间的平均距离。另一个实施方案是本发明的短纤纱，其中双组分短纤维具有四沟槽截面形状。本发明的另一个实施方案是一种包含棉和一种包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二曱酸丙二醇酯的聚酯双组分短纤维的短纤纱，该双组分短纤维具有纵横比a:b为约2.2:1到约3.5:1的荷叶边椭圆截面形状，其中"a"是纤维截面长轴长度且"b"是纤维截面短轴长度，聚合物界面基本垂直于截面的长轴，截面构造选自并列型和偏心皮芯型，具有大量的纵向凹槽，凹槽率为约1.1:1到约1.5:1,伸长10%时的韧度为约1.0cN/dtex到约3.5c薩tex,其中短纤纱具有约14到约60的英制棉纱支数和约0.1到约500的质量因数。另一个实施方案是本发明的织物，其中整理后基重为约6.0盎司/平方码(203克/平方米)到约8.0盎司/平方码(271克/平方米)。00049另一个实施方案是本发明的织物，其包含一种包括聚对苯二曱酸乙二醇酯和聚对笨二甲酸丙二醇酯的聚酯双组分短纤维，该双组分短纤维具有纵横比a:b为约2.2:1到约3.5:1的荷叶边椭圆截面形状，其中"a"是纤维截面长轴长度和"b"是纤维截面短轴长度，聚合物界面基本垂直于截面的长轴，截面构造选自并列型和偏心皮芯型，具有大量的纵向凹槽，凹槽率为约l丄l到约1.5:1,且伸长10%时的韧度为约1.0cN/dtex到约3.5cN/dtex，其中织物具有3.0盎司/平方码(102克/平方米)到约8.5盎司/平方码(288克/平方米)的整理后基重。00050另一个实施方案是本发明的织物，其中整理后基重为约6.0盎司/平方码(203克/平方米)到约8.0盎司/平方码(271克/平方米)。又一个实施方案是一种含有包含棉和本发明聚酯双组分纤维混合物的短纤纱的织物，其中短线纱具有约14到约60的英制棉纱支数和约0.1到约500的质量因数。另一个实施方案是一种含有包含棉和本发明短纤维混合物的短纤纱的织物，短纤纱进一步包括约30wt。/o到约69wt。/。的聚对苯二曱酸乙二醇酯单组分短纤维。另一个实施方案是包含本发明短纤维的非织造织物。纤维截面的凹槽率可以至少为约0.75:1,例如至少约1.05:1，或约1.1:1,或约1.5:1,且不超过约1.9:1。当凹槽率太低时，纤维可能芯吸性不足，而当太高时，纤维可能很容易分裂。双组分短纤维可以具有任何合适的长度。如果双组分短纤维太短，则可能难以梳理。如果太长，则可能难以在棉式系统设备上纺纱。因此，长度典型地应足以适合梳理同时也可在棉式系统设备上纺纱。合适的双组分短纤维长度的一个例子是约1.3厘米到约5.5厘米。棉可以具有约2到约4厘米的长度。双组分纤维可以具有约0.7dtex到约3.0dtex,例如约0.9dtex到约2.5dtex的线密度。当双组分短纤维具有大于约3.0dtex的线密度时，纱线可能具有粗糙的手感，且可能难以与棉混纺。当线密度低于约0.7dtex时，则可能难以梳理。荷叶边椭圆双組分纤维可以由本领域7>知的纺丝组件来纺丝，例如在美国专利6,656，586中公开的，排列喷丝孔以获得希望的界面取向。00089本发明短纤纱具有约8到约60,例如约14到约60，或约16到约40的英制棉纱支数，且包含棉和聚酯双组分短纤维，该聚酯双组分短纤维含有聚对苯二曱酸丙二醇酯和至少一种选自聚对苯二曱酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯或这些成员的组合的聚合物。短纤纱可以具有每1000米约1到约70个细节(thinregion),例如每1000米约15到约50个细节。短纤纱可以具有约1到400个粗节(thickregion),例如每1000米约40到320个，和每1000米约1到约200个毛粒，例如约10到约175个。短纤纱可以具有约20%到约45%,例如约30%到约45%的总沸溶收缩率。当总沸溶收缩率低于约20%时，当机织或针织纱线制成织物时，纱线的拉伸回复性能太低。描述短纤纱整齐度的另一种方法是根据整齐度l-B测试仪确定的变异系数。本发明短纤纱可以具有约13%到约20%,例如约15%到约17%的质量变异系数。x100表中的干燥百分比测试结果四舍五入到最接近的整数。纱线质量因数用下面的公式计算纱线质量因数=([A+B+C]xD)/E其中A是每1000码纱线中的粗节数，B是每1000码纱线中的细节数，C是每1000码纱线中的毛粒数，D是以百分比为单位的纱线质量变异系数("CV"),各数值均由Uster整齐度l-B测试仪测定，且E是以cN/tex为单位的纱线断裂韧度。000112每一种织物用10cm直径的沖模冲压出三块样品。每一个切出的织物样品以克为单位称重并取三块样品结果的平均。然后按克/平方米(g/m"计算出"织物重量"，通过除以33.91转换成盎司/平方码(oz/yd2)。夹住样品的非环端并竖直悬挂织物样品。将30牛(N)重的砝码(6.75LB)通过悬挂的织物环加在金属钉上，使得织物样品被砝码拉伸。样品用砝码拉伸3秒钟"进行训炼，，，然后通过抬高砝码手动去除外力。这样进行三次。然后自由悬挂砝码，由此拉伸织物样品。在织物承受负荷时以毫米为单位测量两个基准线之间的距离，且该距离指定为ML。基准线之间的初始距离(也就是未拉伸距离)指定为GL。每一个单独的样品织物伸长百分比按下面的公式计算伸长％(E％)=((ML-GL)/GL)x100。聚对苯二甲酸乙二醇酯的连续双组分长丝(IntercontinentalPolymers,Inc.的T211,0.56dl/glV),和IV值为0.94dl/g的Sorona⑧牌聚对苯二甲酸丙二醇酉旨(Sorona⑧是E丄DuPontdeNemoursandCompany的注册商标)，以50/50的重量比在272。C经由计量泵从一个模子挤出到装备有蚀刻计量盘的双组分纺丝组件中，其将聚合物流直接连接到喷丝头毛细管的扩孔之上。将Ti02微粒消光剂以0.1-0.4\\1%的含量添加到两种聚合物中。聚合物从288孔的喷丝头纺丝，其中毛细管深度为0.38mm并且具有为0.58mm长狭槽的截面，每个长侧面的中间(最大宽度0.14mm)和端部(最大宽度O.llmm)带有向外的三角形凸起。聚合物界面基本垂直于所得荷叶边椭圆截面纤维的长轴。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>注释(1)聚合物界面基本垂直于截面长轴(2)聚合物界面基本平行于截面长轴000136表2<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>注释(1)100%聚酯双组分纤维(2)60wt。/c)聚酯双组分纤维，40wt。/o棉(3)100%聚对苯二甲酸乙二醇酯单组分纤维(4)60wto/o聚对苯二曱酸乙二醇酯单组分纤维，40wto/o棉表7<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>表7中的数据显示了圆筒形针织物样品的干燥百分比随时间的结果。包含混纺聚酯双组分/棉或单组分聚对苯二甲酸乙二醇酯/棉混纺物的织物样品(分别为实施例13和对比例ll)在给定时间内显示出较低的干燥百分比，较之包含100%四沟槽荷叶边椭圆聚酯双组分纤维的织物(实施例IO)或包含100%单组分聚对苯二曱酸乙二醇酯纤维的织物，显示出较差的芯吸特性。实施例10的圓筒形针织物，整理后基重组分聚酯纤维的短纤纱，展示了芯吸性足以使织物14分钟后干燥约80%。织物18分钟后千燥约96%。实施例13的织物，整理后基重为7.49盎司/平方码(254克/平方米)且含有包含60wt。/。荷叶边椭圆双组分聚酯纤维和40wt。/o棉的短纤纱，展示了芯吸性足以使织物14分钟后干燥约62%。织物18分钟后干燥约77%。000156]表8中的数据显示了机织斜紋织物样品的干燥百分比随时间的结果。实施例8和11的织物样品，分别包含28.7wt。/o和17.2wt%的四沟槽荷叶边椭圆聚酯双组分纤维，余量为棉，显示了芯吸性足以使织物在14分钟后干燥约62%。18分钟后织物分别干燥约78%和约77%。织物整理后基重分别为6.40盎司/平方码(217克/平方米)和6.09盎司/平方码(206克/平方米)。000157表9中的数据显示了平紋组织织物样品的干燥百分比随时间的结果，所有织物含有棉和单组分聚对苯二曱酸乙二醇酯。实施例9和12的织物还包含四沟槽荷叶边椭圓聚酯双组分纤维。实施例9和12的织物样品显示了芯吸性足以使织物在14分钟后分别干燥约70%和约74%。18分钟后织物分别干燥约85%和约91%。整理后基重对于实施例9为6.63盎司/平方码(约225克/平方米)和对于实施例12为4.74盎司/平方码(约161克/平方米)。000158表2-9中数据表明本发明的荷叶边椭圆聚酯双组分纤维具有拉伸和回复性能、良好的芯吸性、可赋予短纤纱高沸溶收缩率(及由此产生的高拉伸回复性能)的良好的梳理性能和高整齐度的组合，同时织物具有良好的拉伸和回复性、低的增长百分比和良好的芯吸性能。[000159为比较之目的，表10中给出了100%棉和只有水的情况下的千燥百分比随时间的结果。[000160表10<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>0001611表10中的数据显示了100%棉圆筒针织物和不接触任何织物水蒸发的芯吸性结果。对于100%棉圆筒针织物，干燥百分比随时间的结果显著低于上面表格中记录的关于棉/聚酯混纺物或100%聚酯织物的结果。对于只有水的情况，干燥百分比随时间的结果是指蒸发的水量并显示出没有织物的芯吸效应的情况下水蒸发速率显著较低。[000162j在此说明的对本发明的各种修改和其它实施方案对本领域技术人员来说是可以想到的，这些发明得益于前面描述的内容和相关图中展示的教导。因此，应理解本发明不限于公开的具体实施方案且任何修改和其它实施方案将包括在附加的权利要求范围之内。权利要求1、一种聚酯双组分短纤维，其包含聚对苯二甲酸丙二醇酯和至少一种选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯或这些成员的组合的聚合物，所述双组分短纤维具有a)荷叶边椭圆截面形状，纵横比a∶b为约2∶1到约5∶1，其中“a”是纤维截面长轴长度以及“b”是纤维截面短轴长度；b)聚合物界面基本垂直于长轴；c)截面构造选自并列型和偏心皮芯型；d)大量纵向凹槽；以及e)凹槽率为约1.05∶1到约1.9∶1。2、权利要求1的短纤维，其中纵横比a:b为约2.2:1到约3.5:1且凹槽率为约1.1:1到约1.5:1。3、权利要求1的短纤维，伸长10%时的韧度为约1.0cN/dtex到约3.5c扁tex。4、权利要求1的短纤维，芯吸性足以使含有包含100wt。/o双组分纤维的短纤纱的圆筒形针织物通过干燥百分比时间测试14分钟后干燥至少70%。5、权利要求1的短纤维，丝束巻曲生长值为约25%到约55%且丝束巻曲指数为约10%到约25%。6、权利要求1的短纤维，具有重量比为至少约30:70到不超过约70:30的聚对苯二甲酸丙二醇酯和至少一种选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二曱酸丁二醇酯或这些成员的组合的聚合物。7、权利要求l的短纤维，其中纤维具有四沟槽截面形状。8、权利要求l的短纤维，其中纤维具有双沟槽截面形状。9、权利要求1的短纤维，其中纤维包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯。10、权利要求l的短纤维，其中纤维包含聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二曱酸丙二醇酯。11、一种聚酯双組分短纤维，含有聚对苯二曱酸乙二醇酯和聚对笨二曱酸丙二醇酯，所述双组分短纤维具有a)荷叶边椭圆截面形状，纵横比a:b为约2.2:1到约3.5:1，其中"a"是纤维截面长轴长度以及"b"是纤维截面短轴长度；b)聚合物界面基本垂直于长轴；c)截面构造选自并列型和偏心皮芯型；d)大量的纵向凹槽；e)凹槽率为约1.1:1到约1.5:1,以及f)伸长10%时的韧度为约1.0cN/dtex到约3.5cN/dtex。12、一种短纤纱，包含棉和权利要求1的聚酯双组分短纤维，其中该短纤纱的英制棉纱支数为约14到约60且质量因数为约0.1到约500。13、权利要求12的短纤纱，其中短纤纱的总沸溶收缩率为约20%到约45%。14、权利要求12的短纤纱，具有约13%到约20%的质量变异系数。15、权利要求12的短纤纱，其中所述双组分短纤维具有四沟槽截面形状。16、权利要求12的短纤纱，其中所述双组分短纤维具有双沟槽截面形状。17、权利要求12的短纤纱，其中双组分短纤维存在的含量为约30wtM到约100wtG/Q，基于纱线总重量。18、权利要求12的短纤纱，进一步包含约30wt。/。到约69wt。/。的聚对苯二曱酸乙二醇酯单组分短纤维。19、权利要求12的短纤纱，其中所述双组分短纤维包含聚对苯二曱酸乙二醇酯和聚对苯二曱酸丙二醇酯。20、权利要求12的短纤纱，其中所述双组分短纤维包含聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯。21、一种短纤纱，包含棉和权利要求11的聚酯双组分短纤维，其中所述短纤纱的英制棉纱支数为约14到约60且质量因数为约0.1到约500。22、一种包含权利要求12的短纤纱的织物。23、一种包含权利要求17的短纤纱的织物。24、一种包含权利要求18的短纤纱的织物。25、一种包含权利要求19的短纤纱的织物。26、一种包含权利要求21的短纤纱的织物。27、一种织物，包含权利要求1的短纤维且芯吸性足以使该织物通过干燥百分比时间测试14分钟后干燥至少60%,其中该织物整理后基重为约102克/平方米到约288克/平方米。28、权利要求27的织物，其中整理后基重为约203克/平方米到约271克/平方米。29、一种织物，包含权利要求11的短纤维且芯吸性足以使该织物通过干燥百分比时间测试14分钟后干燥至少60%,其中该织物整理后基重为约102克/平方米到约288克/平方米。30、权利要求29的织物，其中整理后基重为约203克/平方米到约271克/平方米。31、一种含有第一种短纤维和第二种短纤维的聚酯双组分短纤维混合物，所述第一种和第二种短纤维各自包含聚对苯二曱酸丙二醇酯和至少一种选自聚对苯二曱酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯或这些成员的组合的聚合物，所述第一种双组分短纤维具有a)荷叶边椭圆截面形状，纵横比a:b为约2:l到约5:l，其中"a"是纤维截面长轴长度以及"b"是纤维截面短轴长度；b)聚合物界面基本垂直于长轴；c)截面构造选自并列型和偏心皮芯型；d)大量的纵向凹槽；以及e)凹槽率为约1.05:1到约1.9:1;所述第二种短纤维具有a)截面构造选自并列型和偏心皮芯型；b)截面形状选自基本椭圆形和荷叶边椭圓形；以及其中聚酯双组分短纤维混合物任选地进一步包含至少一种聚酯双组分短纤维。32、一种包含棉和权利要求31的聚酯双组分短纤维的短纤纱，其中所述短纤纱的英制棉纱支数为约14到约60且质量因数为约0.1到约500。33、权利要求32的短纤纱，具有约20%到约45%的总沸溶收缩率。34、权利要求32的短纤纱，具有约13%到约20%的质量变异系数。35、权利要求32的短纤纱，其中双组分短纤维混合物存在的量为约30wt。/Q到约100wt%,基于短纤纱的总重量。36、权利要求32的短纤纱，进一步包含约30wt。/。到约69wt。/。的聚对苯二曱酸乙二醇酯单组分短纤维。37、权利要求32的短纤纱，其中双组分短纤维混合物包含聚对苯二曱酸乙二醇酯和聚对苯二曱酸丙二醇酯。38、一种包含权利要求32的短纤纱的织物。39、一种包含权利要求35的短纤纱的织物。40、一种包含权利要求36的短纤纱的织物。41、一种包含权利要求37的短纤纱的织物。42、一种织物，包含权利要求32的短纤维混合物且芯吸性足以使该织物通过干燥百分比时间测试中14分钟后干燥至少60%,其中织物整理后基重为约102克/平方米到约288克/平方米。43、权利要求42的织物，其中织物整理后基重为约203克/平方米到约271克/平方米。44、一种包含权利要求22或26或27或29的织物的衣服。45、一种包含权利要求38或39或42的织物的衣服。46、一种包含权利要求1的短纤维的非织造织物。全文摘要本发明提供了一种聚酯双组分短纤维，包含聚对苯二甲酸丙二醇酯和至少一种选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯或这些成员的组合的聚合物，所述双组分短纤维具有a)荷叶边椭圆截面形状，纵横比a∶b为约2∶1到约5∶1，其中“a”是纤维截面长轴长度以及“b”是纤维截面短轴长度；b)聚合物界面基本垂直于长轴；c)截面构造选自并列型和偏心皮芯型；d)大量的纵向凹槽；和e)凹槽率为约1.05∶1到约1.9∶1。另外，本发明还提供了一种包含棉和本发明聚酯双组分短纤维的短纤纱，以及包含本发明短纤纱的织物和衣服。文档编号D02G3/04GK101273159SQ200680035683公开日2008年9月24日申请日期2006年8月17日优先权日2005年9月29日发明者D·A·老普赖斯,G·D·希特帕斯,S·W·史密斯申请人:因维斯塔技术有限公司