具有多种弹性纱线的拉伸纱线和织物的制作方法
【专利说明】具有多种弹性纱线的拉伸纱线和织物
[0001] 发明背景 发明领域
[0002] 本发明涉及拉伸复合纱线和织物的制造。具体地涉及在一根纱线内包括两组弹性 芯纤维的织物和方法。
[0003] 相关技术概述
[0004] 具有弹性复合纱线的拉伸织物在市场上长期存在。织物和衣物制造商通常已知如 何制造具有正确质量参数的织物，以得到消费者可接受的织物。在当前可商购获得的织物 中，在纱线和织物内仅存在一种弹性纤维系统。一种弹性纤维提供双重功能：拉伸性和恢复 性。难以获得具有容易拉伸、高恢复性和低收缩性能的织物。
[0005] 容易拉伸是舒适衣物的一个重要特征。对于更加舒适的衣物而言，当将衣物穿在 人身体上并且移动时，织物可容易地拉伸开。它们具有的由衣物施加在身体上的压力低。衣 物可被裁减以获得更加流线型的外观，并且能更好地贴合身体，同时穿着者在运动时仍然 保持舒适性。可通过低的织物拉伸模量来实现所述性能，这通过使衣物对运动中身体需求 的阻力最小化来达成。
[0006]然而，对于具有低拉伸模量的织物而言，典型的质量问题在于织物在身体一些部 位过度拉伸开后不能快速恢复到原始大小和形状，如在膝盖、臀部和腰部，尤其是对于具有 高拉伸水平的织物而言。通常，当拉伸模量低时，织物具有低恢复能力。在长时间穿着后， 消费者会发现下垂和松弛问题。
[0007]相比之下，为了得到具有良好恢复性的织物，织物内需要额外的收缩力。可将更高 含量或更多强有力的弹性纤维添加至织物。然而，这些织物具有高伸长模量和更高的约束 力。消费者在穿着和运动过程中抱怨更高的衣物压力和不舒适的约束。同时，织物具有差 的尺寸稳定性。热定型是控制织物收缩的必要处理。衣物舒适性和运动自由性需要织物形 状保持和恢复功能做出让步。仍然需要具有容易拉伸、高恢复性和低收缩性能的织物。
[0008] 多年来，复合弹性纱线是众所周知的。例如，通过美国专利号4470250、4998403、 7134265、6848151，弹性体纤维如斯潘德克斯（spandex)用相对无弹性的纤维包覆，以便有 利于针织或织造的可接受处理，并且提供具有各种最终用途织物的可接受特征的弹性复合 纱线。在美国专利申请US 2008/0268734A1和USA 2008/0318485A1中，刚性长丝和弹性长 丝一起用作包芯纱内的芯。
[0009] 因此，需要生产拉伸织造物，所述拉伸织造物具有容易拉伸、容易处理、低收缩率、 友好的衣物制造，以及优良的恢复能力和低生长率。
[0010] 发明概述
[0011] -方面包括用于制造被称为双重弹性复合纱线的具有两组不同的弹性芯纤维的 复合纱线的方法。同时，还包括双重弹性复合纱线和由所述纱线制成的拉伸织物和衣物。
[0012] 根据所述方法的第一实施方案，将具有不同特性的两组弹性纤维和硬纤维包覆在 一起形成复合纱线，其中两组弹性纤维在纱线包覆处理过程中被拉伸至其原始长度的不同 牵伸。弹性纤维可为从11分特至560分特的斯潘德克斯裸纱，并且硬纤维的纱线支数为从 10分特至900分特。一种合适的硬纱为棉纱。弹性芯纤维I和弹性芯纤维II独立地选自 弹性体或非弹性体纤维。
[0013] 根据所述方法的第二实施方案，将具有不同特性的两组弹性纤维（弹性芯纤维I 和弹性芯纤维II)和硬纤维包覆在一起形成复合纱线，其中两组弹性纤维具有不同的聚合 物组成并且具有不同的应力-应变行为。弹性纤维可为从11分特至560分特的斯潘德克 斯裸纱，并且硬纤维的纱线支数为从10分特至900分特。一种合适的硬纱为棉纱。
[0014] 根据所述方法的第三实施方案，将两组不同的弹性芯纤维（弹性芯纤维弹性I和 弹性芯纤维II)和硬纤维包覆在一起形成复合纱线，其中至少一组弹性芯纤维为预先包覆 的弹性纱线。另一组弹性芯纱线可为裸露的斯潘德克斯或预先包覆的弹性纱线。斯潘德克 斯裸纱纤度为从11分特至560分特，并且硬纤维的纱线支数为从10分特至900分特。一 种合适的硬纱为棉纱。
[0015] 根据所述方法的第四实施方案，将两组不同的弹性芯纤维和硬纤维包覆在一起形 成复合纱线，其中至少一种弹性芯纤维为非弹性体拉伸纤维。另一组弹性芯纱线可为裸露 的弹性体，如斯潘德克斯。斯潘德克斯裸纱纤度为从11分特至560分特，并且硬纤维的纱 线支数为从10分特至900分特。一种合适的硬纱为棉纱。
[0016] 通过使用由这些替代方法中的一种产生的双重弹性纱线制成织物。在织物的至少 一个方向上使用双重弹性纱线。可使用任何形式的织物，包括织造物、圆形针织物、经编针 织物和窄幅织物。进一步处理可包括煮练、漂白、染色、干燥、防缩皱整理、烧毛、退浆、丝光 处理，以及所述步骤的任何组合。所产生的拉伸织物可形成衣物。
[0017] 附图简述
[0018] 详述将参考以下附图进行，其中相同的标号代表相同的元件，并且其中：
[0019] 图1示出具有两种弹性芯的包芯纱。
[0020] 图2为具有用于两种裸露弹性纤维的两个牵伸装置的包芯纺纱设备的示意性描 述。
[0021] 图3为包括具有加重辊的两个牵伸装置的包芯纺纱设备的示意性描述。
[0022] 图4为具有用于一种裸露弹性纤维和一种预先包覆的弹性纱线的两个牵伸装置 的包芯纺纱设备的示意性描述。
[0023] 发明详述
[0024] 弹性体纤维通常用于在织造织物和衣物中提供拉伸和弹性恢复。"弹性体纤维"为 连续长丝（任选的聚集的多丝）或多个长丝，不含稀释剂，其具有与任何卷曲无关的超过 100%的断裂伸长率。弹性体纤维在（1)拉伸至其两倍长；（2)保持一分钟；并且（3)释放 时，在被释放的一分钟内收缩至小于其原始长度的1.5倍。如本说明书文本中所使用的， "弹性体纤维"是指至少一种弹性体纤维或长丝。所述弹性体纤维包括但不限于橡胶长丝、 双成分长丝和弹性聚醚酯（elastoester)、Iastol以及斯潘德克斯。
[0025]"斯潘德克斯"为制造的长丝，其中长丝形成物质是由至少85重量％的嵌段聚氨酯 组成的长链合成聚合物。
[0026]"弹性聚醚酯"为制造的长丝，其中成纤物质是由至少50重量％的脂族聚醚和至少 35重量％的聚酯组成的长链合成聚合物。
[0027] "双成分长丝"连续长丝或包括至少两种沿着长丝的长度彼此粘附的聚合物，每种 聚合物属于不同的一般种类，例如，弹性体聚醚酰胺芯和具有叶瓣或翼的聚酰胺皮。
[0028] "Lastol"为交联的合成聚合物的纤维，具有低但是显著的结晶度，由至少95重 量％的乙烯和至少一种其它烯烃单元组成。此种纤维具有弹性并且基本上耐热。
[0029] "聚酯双组分长丝"是指包括沿着纤维的长度彼此紧密粘附的一对聚酯的连续长 丝，以使得纤维横切面为例如并列的偏心皮-芯或其它合适的横截面，由其可产生有用的 卷曲。用此种长丝如Ela Sterell-p、PTT/PET双组分纤维制成的织物具有优良的恢复特征。
[0030] "非弹性体弹性纤维"是指不含有弹性体纤维的拉伸长丝。然而，所述纱线的可恢 复拉伸率必须高于20%，如通过ASTMD6720方法所测试的，如纹理化PPT拉伸长丝、纹理化 PET拉伸长丝、双组分拉伸长丝纤维，或PBT拉伸长丝。
[0031] "预先包覆的弹性纱线"为在包芯纺纱工艺之前，由硬纱围绕、与硬纱捻合或与硬 纱交络的一种纱线。包括弹性体纤维和硬纱的预先包覆的弹性纱线在本说明书文本中还称 为"预先包覆的纱线"。硬纱包覆用于保护弹性体纤维在纺织工艺期间不被磨损。所述磨损 可导致弹性体纤维的断裂，以及相继的工艺中断和不希望的织物不均匀性。此外，包覆有助 于稳定弹性体纤维的弹性行为，以使得与裸露的弹性体纤维相比，在纺织工艺期间可更均 匀地控制预先包覆的弹性纱线的伸长。预先包覆的纱线还可增加纱线和织物的拉伸模量， 这有助于改善织物恢复能力和尺寸稳定性。
[0032] 预先包覆纱线包括：(a)用硬纱单包缠的弹性体纤维；(b)用硬纱双包缠的弹性体 纤维；（c)用短纤维连续包覆（即，包芯纺纱（corespun或core-spinning))弹性体纤维， 随后在卷绕过程中捻合；（d)用喷气流将弹性体和硬纱交络并缠结在一起；以及（e)将弹性 体纤维和硬纱捻合在一起。
[0033] "双重弹性复合纱线"为包括由硬质短纤维皮包覆的具有单纱的两组弹性芯纤维 的复合纱线。术语"双重弹性纱线"在本说明书中可互换使用。
[0034] 一些实施方案的拉伸纤维包括在炜向上的双重弹性包芯纱。在一些实施方案中， 获得具有出乎意料的高恢复特性的织物，特别是高拉伸织物。这是通过使用含有具有不同 拉伸特性的两种不同弹性纤维的包芯纱达成的。本领域的技术人员将认识到，在期望炜向 拉伸的情况下，织物可在炜向上包括具有双重弹性纤维的所述包芯纱。
[0035] 如图1所示，根据本发明的双重弹性纱线8将必须包括两种弹性长丝芯：弹性芯 I (4,图1中）和弹性芯II (6,图1中）。弹性芯长丝优选地沿着其整个长度由包括纺织的 短纤维的纤维皮2环绕。
[0036] 图2示出代表性的包芯纺纱设备40的一个实施方案。两个单独的纤维牵伸装置 46和64被安装在机器上。在包芯纺纱处理过程中，弹性芯长丝I 48和弹性芯长丝II 60 分别放置在传输辊46和64上，并且与硬纱组合以形成复合包芯纱。来自管48和管60的 芯弹性长丝在箭头50和62的方向上通过正向驱动的进料辊46和64的动作而退绕。进料 辊46和64用作管48和管60的支架，并且以预先确定的速度传输纱线52和66的弹性纤 维。
[0037] 硬纤维或纱线44从管54上退绕以在前辊组42处与弹性芯长丝52和66汇合。组 合的弹性芯长丝52、66和硬纤维44在纺纱装置56处包芯在一起。
[0038] 弹性芯长丝I 52和弹性芯长丝II 66在其进入前辊42之前被拉伸（牵伸）。通 过进料辊46或64与前辊42之间的速度差拉伸弹性长丝。前辊42的传输速度大于进料辊 46和64的速度。调节进料辊46和64的速度，以得到所需的牵伸或拉伸比。
[0039] 拉伸比与非拉伸纤维相比通常为I.OlX倍至5.OX倍（I