本发明涉及具有优良的弹性性能和高的尺寸稳定性的、包含生物聚酰胺纱线(biopolyamide yarn)和弹性纤维纱线(elastane yarn)的双弹性织物，以及用于获得该双弹性织物的成本有效的高效工艺。
背景技术：
与纺织工业有关的环境影响问题，特别是水和空气排放物、水和能源的使用，是已知的并且是当前感兴趣的。
因此，能够生产降低能耗和环境影响的纺织品和服装产品而不损害产品本身的技术特征是重要的目标。
因此，本发明的目的是提供对这些问题的解决方案，其同时允许获得优良的质量和技术性能。
发明概述
所述目的是通过如在权利要求1中要求保护的生物弹性织物来实现的。
在另一个方面中，本发明涉及用于获得这种双弹性织物的工艺。
在另外的方面中，本发明涉及至少部分地由这种双弹性织物制成的衣服物品或家具物品。
附图说明
本发明的特征和优点从以下的详述、从通过非限制性实例示出的实施方案以及从附图将变得更明显，在附图中：
-图1示出了从左侧的针织侧(knit side)和从右侧的工艺反面(purl side)看到的平针织物(双反面组织(stocking stitch)的织纹)的图案；
-图2示出了由实施例1获得的双弹性平针织物；
-图3示出了双罗纹织物的图案，其中示出了正针(front stitch)和回针(back stitch)的正面重叠：后者由较细的线表示，仅用于帮助理解图本身，实际上全部具有相同的长度和宽度；
-图4示出了图1中相同的双罗纹织物的图案，其中正针和回针的重叠以透视图示出；和
-图5示出了由实施例3获得的双弹性双罗纹织物。
发明详述
因此，本发明涉及包含生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线的双弹性织物。
术语“双弹性”意指织物在经向和纬向上是弹性的。
术语“生物聚酰胺”意指完全或部分植物来源的聚酰胺。优选地，用于本发明目的的生物聚酰胺源自于其的生物质是被称为“蓖麻(Ricinus communis)”的蓖麻籽。在聚合过程中使用的单体部分地或全部地衍生自蓖麻油。
生物聚酰胺表现出对化学剂、特别是对碳氢化合物的高耐受性、尺寸稳定性、相对低的密度和良好的可加工性。
优选地，所述生物聚酰胺是生物聚酰胺6、生物聚酰胺6.6、生物聚酰胺6.10、生物聚酰胺6.12、生物聚酰胺11、生物聚酰胺12、或其混合物。
更优选地，所述生物聚酰胺是生物聚酰胺6.6。
在实施方案中，生物聚酰胺纱线具有10-200dTex、优选地20-150dTex的支数。
对于“弹性纤维”，意指聚氨酯合成纤维，也被称为氨纶或莱卡。
目前，聚氨酯通常由原材料生产。反应以两个步骤进行，在第一步骤中多元醇被放置为与二异氰酸酯反应，以形成被称为预聚物的中间体，该中间体随后将与胺类或二醇类共键合(co-link)。多元醇的特征在于其在两端处均具有羟基官能团(-OH)并且将形成分子的弹性部分；它可以是聚酯或聚醚或其混合物。相反，二异氰酸酯在其末端处具有异氰酸酯官能团(-NCO)并且将是聚氨酯的刚性部分。最常用的异氰酸酯是二苯基甲烷二异氰酸酯(“MDI”，1-异氰酸基-4-[(4-苯基异氰酸基)甲基]苯(1-isocyanate-4-[(4-phenylisocyanate)methyl]benzene))。
反应在-NCO基团和-OH基团之间发生以形成脲键，并且由于异氰酸酯与多元醇的摩尔比为2:1，所以最终产物将是大二异氰酸酯(macrodiisocyanate)，即预聚物将是末端具有-NCO基团的大分子。
通过将双官能胺类(H2NR-NH2)添加到预聚物来获得扩链，双官能胺类通过与-NCO基团反应形成氨基甲酸酯键。放热反应使分子量增加数百倍并且粘度随分子量而增加；为了使产品保持易控制的，在合适的溶剂中进行反应，并且少量的单官能胺类调节其最终长度。最常见的溶剂是二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAc)。
用于本发明的目的的合适的弹性纤维纱线是在国际专利申请WO0181443中描述的纱线。
在优选的实施方案中，所述弹性纤维纱线是以下物质之间的反应产物：(A)聚(四亚甲基-醚-共-2-甲基四亚甲基-醚)二醇、(B)1-异氰酸基-4-[(4’-异氰酸基苯基)甲基]苯(缩写为“4,4’-MDI”)与占全部二异氰酸酯的23-55摩尔％的1-异氰酸基-2-[(4’-异氰酸基苯基)甲基]苯(缩写为“2,4’-MDI”)的混合物、和(C)至少一种扩链剂。
更优选地，所述弹性纤维纱线是以下物质之间的反应产物：(A)聚(四亚甲基-醚-共-2-甲基四亚甲基-醚)二醇、(B)1-异氰酸基-4-[(4’-异氰酸基苯基)甲基]苯与占全部二异氰酸酯的28-55摩尔％的1-异氰酸基-2-[(4’-异氰酸基苯基)甲基]苯的混合物、和(C)至少一种扩链剂。
优选地，扩链剂是乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、1,4-环己二胺、1,3-环己二胺、1,3-二氨基戊烷、或其混合物。
在优选的实施方案中，扩链剂是乙二胺。
弹性纤维纱线优选地通过干法纺丝来获得。
优选地，双弹性织物包含至少60％的生物聚酰胺纱线、更优选地至少70％的生物聚酰胺纱线。
优选地，双弹性织物包含至少5％的弹性纤维纱线、更优选地至少15％的弹性纤维纱线。
在实施方案中，弹性纤维纱线具有10-200dTex、优选地15-100dTex的支数。
可选择地，可以使用可商购的弹性纤维纱线，例如由Invista市售的Easy Set纱线。
优选地，双弹性织物具有50-270g/sqm(克/平方米)的基重。
基重是每单位面积织物的重量，以克每平方米表示，并且基重是织物中纤维总量的指示。通常，提及的“标称基重”出于实际原因而四舍五入至几十克，因此不同于实际基重，实际基重对应于实际重量每单位面积。为了本发明的目的，所指示的基重是标称基重，其对应于实际基重±5g/sqm。基重的测量是通过采取具有11厘米的直径的织物圆形物并且用精密天平称重来获得的。
在一些实施方案中，双弹性织物包含至少60％的生物聚酰胺纱线和至少5％的弹性纤维纱线。
优选地，双弹性织物包含至少70％的生物聚酰胺纱线和至少15％的弹性纤维纱线。
更优选地，双弹性织物包含75-90％的生物聚酰胺纱线和10-25％的弹性纤维纱线。
优选地，双弹性织物具有平针组织或双罗纹组织。
“平针织物(Jersey)”是由双反面组织构成的织物；该名称指的是针织品工业的大部分产品。用针织机生产，它在长度和宽度上都是弹性的，并且如果是以经纱制造，它具有防抽丝的性能。平针织物图案的实例在图1中示出。
“双罗纹织物(Interlock)”是交叉针织的织物；它是平针织物的变体，但更容易切割；它是在双面针织机上制造的纬编的基本织造物中的一种，即具有在相反位置中工作的两个系列的织针。针筒针与针盘针重合，所以它们不能一起针织；因此，一根纱线通过针筒针的奇数针和针盘针的偶数针来加工，从而形成第一排罗纹组织。随后的纱线通过尚未加工第一排罗纹组织的针来加工：由此获得第二罗纹排，与第一排罗纹组织“交叉”。这导致与罗纹组织的厚度和体积类似的厚度和体积，但具有大大降低的延伸性。双罗纹织物图案的实例在图3和图4中示出。
在一些实施方案中，双弹性织物具有100-250g/sqm的基重。
优选地，双弹性织物具有180-210g/sqm、更优选地190-200g/sqm的基重。
优选地，双弹性织物具有100-140g/sqm、更优选地110-130g/sqm的基重。
优选地，双弹性织物具有160-200g/sqm、更优选地170-190g/sqm的基重。
在一些实施方案中，双弹性织物具有40-200％的在纬线中的弹性。
优选地，双弹性织物具有45-90％、更优选地50-80％的在纬线中的弹性。
优选地，双弹性织物具有120-200％、更优选地140-180％的在纬线中的弹性。
优选地，双弹性织物具有110-190％、更优选地130-180％的在纬线中的弹性。
在一些实施方案中，双弹性织物具有30-200％的在经线中的弹性。
优选地，双弹性织物具有35-80％、更优选地45-70％的在经线中的弹性。
优选地，双弹性织物具有120-200％、更优选地140-180％的在经线中的弹性。
优选地，双弹性织物具有50-100％、更优选地60-90％的在经线中的弹性。
更优选地，双弹性织物具有100-250g/sqm的基重、40-200％的在纬线中的弹性、以及30-200％的在经线中的弹性。
为了本发明的目的，通过采取10×5cm2的织物条并将它们放置在测力计(例如测力计Zwick/Roell Z0,5)中来测量弹性。对于“在纬线中的弹性”，意指在纬向上进行的弹性的量度，而对于“在经线中的弹性”，意指在经向上进行的弹性的量度。
在一些实施方案中，双弹性织物包含75-90％的生物聚酰胺纱线和10-25％的弹性纤维纱线，并且具有平针组织、180-210g/sqm的基重、45-90％的在纬线中的弹性和35-80％的在经线中的弹性。优选地，双弹性织物包含80-90％的生物聚酰胺纱线和10-20％的弹性纤维纱线，并且具有平针组织、190-200g/sqm的基重、50-80％的在纬线中的弹性和45-70％的在经线中的弹性。
在其他实施方案中，双弹性织物包含75-90％的生物聚酰胺纱线和10-25％的弹性纤维纱线，并且具有平针组织、100-140g/sqm的基重、120-200％的在纬线中的弹性和120-200％的在经线中的弹性。优选地，双弹性织物包含70-80％的生物聚酰胺纱线和20-30％的弹性纤维纱线，并且具有平针组织、110-130g/sqm的基重、140-180％的在纬线中的弹性和140-180％的在经线中的弹性。
在另外的实施方案中，双弹性织物包含75-90％的生物聚酰胺纱线和10-25％的弹性纤维纱线，并且具有双罗纹组织、160-200g/sqm的基重、110-190％的在纬线中的弹性和50-100％的在经线中的弹性。优选地，双弹性织物包含70-80％的生物聚酰胺纱线和20-30％的弹性纤维纱线，并且具有双罗纹组织、170-190g/sqm的基重、130-180％的在纬线中的弹性和60-90％的在经线中的弹性。
任选地，双弹性织物可以进一步包含至少一种天然纤维的纱线，该天然纤维选自羊毛、棉、丝和亚麻。
任选地，双弹性织物可以进一步包含至少一种合成纤维的纱线，该合成纤维选自聚酯、聚酰胺、醋酸酯、丙烯酸类(acrylic)、人造丝和聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯。
在一些实施方案中，双弹性织物基本上由生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线组成。表述“基本上由......组成”表示织物可以进一步包含其他类型的纱线，但是其他类型的纱线不会改变最终的双弹性织物的技术特征。
在另外的实施方案中，双弹性织物由生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线组成。
应该理解，被认定为对包含生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线的双弹性织物优选的和有利的所有方面将被认为还对基本上由生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线组成的双弹性织物以及对由生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线组成的双弹性织物同样优选的和有利的。
在另一方面中，本发明涉及如上所述的双弹性织物的制造工艺，所述工艺包括以下步骤：
a)针织生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线以获得织物，
b)在不高于160℃的温度在不高于100秒的时间段内对所述织物热定形；并且，任选地，
c)对由此热定形的织物染色。
在该工艺的步骤a)中，根据本领域已知的程序获得织物。优选地，织物是经由圆机针织(circular knitting)用两根纱线针织而获得的。更优选地，织物具有平针组织或双罗纹组织。
为了本发明的目的，基于针织机产生的针迹的隔距(gauge)来选择针织机；优选地，隔距E(表示为“每英国英寸的针数”)范围从E20至E50。
特别地，平针织物是用单面针织机获得的，而双罗纹织物是用双面针织机获得的。
在该工艺的步骤b)中，进行步骤a)中获得的织物的热定形步骤。
热定形是用于定形纤维的热处理，为织物赋予尺寸稳定性和成品织物的每单位面积质量的恒定性(constancy)。
热处理可以用多种热源来进行：
-在拉幅机中的暖空气，
-在蒸发器中的加压蒸汽，
-在HT设备中的温水。
对于标准的聚酰胺织物，进行热定形的典型温度为190-195℃。
生物聚酰胺允许热定形温度下降到约165℃。
对于标准的弹性材料织物，进行热定形的典型温度为190-195℃。
已经令人惊讶地发现，通过结合如上所述的生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线，可能的是，通过在不高于160℃的温度进行热定形步骤b)获得具有优良的弹性性能和高的尺寸稳定性的热成形织物。由于处理时间减少，这允许在能耗和生产效率方面的明显的优势，所有这些都没有损害织物的技术特征例如触感柔软性和生物弹性，同时保持原始的和亮丽的色彩。
当考虑到对于由Invista市售的Easy Set 纱线，由制造商指定的用于热定形的温度为170-175℃时，此结果甚至更令人惊讶的。
因此，与单独考虑的传统纱线相比，本发明的纱线的组合超出了单一纱线的已有实质优势。
优选地，热定形步骤b)在30-70秒、更优选地40-45秒的时间段内进行。
优选地，热定形步骤b)在100-160℃、更优选地120-160℃的温度进行。
任选地，该工艺还包括对热定形织物染色的步骤c)。
所述步骤可以根据本领域已知的技术来进行，然而，染色优选地在大气压在溢流机(overflow machine)中进行。在这种类型的机器中，织物在由水、辅助产品和染料组成的浴中以可变速度移动。可达到的最大温度低于100℃。
在优选的实施方案中，染色步骤c)包括以下子步骤：
i)在80-100℃精练(scouring)10-20分钟，优选地在90℃精练15分钟，
ii)在50-70℃中和精练物(scouring)5-20分钟，优选地在60℃中和精练物10分钟，
iii)在90-110℃以染料剂量(dye dosage)染色15-30分钟，保持20-40分钟，优选地在98℃以染料剂量染色24分钟，保持30分钟，
iv)在30-50℃汽提(stripping)5-20分钟，优选地在40℃汽提10分钟，
v)在50-90℃用固着剂(fixer)处理10-30分钟，优选地在70℃用固着剂处理20分钟，以及
vi)最终冷洗。
在此步骤之后，将染色的织物从机器中排出并使用特定的机器打开。
之后，将织物干燥。优选地，在拉幅机中在90℃的温度以约20米每分钟的速度进行干燥。
在另一个方面中，本发明涉及通过上述工艺可获得的双弹性织物，所述双弹性织物包含生物聚酰胺纱线和弹性纤维纱线。
由此获得的织物是非常柔软的、舒适的和技术性的(technical)。因此其特别地适用于海洋服装例如泳装、内衣和运动装。
因此，在另外的方面中，本发明还涉及至少部分地由本发明的双弹性织物制成的衣服物品或家具物品。
对于“衣服物品”，意指任何用于男性、女性或儿童的衣服制品，例如衬衫(shirt)、裤子、短裙、外套、连衣裙、衬衣(shirt)、罩衫、毛衣，以及诸如手提包、公文包、钱包、小钱袋、钥匙包、用于手机和平板电脑的罩的配件。特别地，它意指适合作为海洋服装的衣服物品例如泳装、内衣和运动装。
“家具物品”意指包括任何家用亚麻制品，例如床罩、窗帘、桌布以及用于枕头、长凳、扶手椅、沙发、椅子、床和褥榻的亚麻布。
应该理解，被认定为对生物弹性织物优选的和有利的所有方面应被认为还对制造工艺和由此获得的生物弹性织物以及对衣服物品或家具物品同样优选的和有利的。
生物弹性织物的、制备工艺的和由此获得的生物弹性织物的、以及上面陈述的衣服物品或家具物品的优选方面和实施方案的所有组合同样被理解为所描述的。
以下是本发明的非限制性工作实施例。
实施例
实施例1.
通过在单面针织机(隔距E＝E28)中用圆形针织对生物聚酰胺纱线6.6(由Fulgar SpA以Fulgar 市售)和弹性纤维纱线(由Invista以EasySet 市售)针织来生产具有基重195g/sqm并且包含83％的生物聚酰胺纱线(支数88dTex)和17％的弹性纤维纱线(支数44dTex)的平针织物。
使由此得到的平针织物在拉幅机中在160℃的温度在40-45秒的时间段内经历热定形。
此后，进行染色步骤；将织物装入溢流机中并遵循以下染色周期：
·在90℃精练15分钟，
·在60℃中和精练物10分钟，
·在98℃以染料剂量染色24分钟，保持30分钟，
·在40℃汽提10分钟，
·在70℃用固着剂处理20分钟，以及
·最终冷洗。
在此步骤之后，将染色的织物从机器中排出并使用特定的机器打开。
此后，在拉幅机中在90℃的温度以约20米每分钟的速度干燥织物。
由此获得的双弹性织物在图2中示出，并且具有195g/sqm的基重、60％的在纬线中的弹性和50％的在经线中的弹性。基重的测量结果是通过采取具有11厘米的直径的织物圆形物并且用精密天平称量来获得的。相反，弹性是通过采取12厘米长的织物条并将其放置在测力计Zwick/Roell Z0,5中来测量的。
实施例2.
通过在单面针织机(隔距E＝E44)中用圆形针织对生物聚酰胺纱线6.6(由Fulgar SpA以Fulgar 市售)和弹性纤维纱线(由Invista以EasySet 市售)针织来生产具有基重115g/sqm并且包含76％的生物聚酰胺纱线(支数28dTex)和24％的弹性纤维纱线(支数22dTex)的平针织物。
使由此得到的平针织物在拉幅机中在160℃的温度在40-45秒的时间段内经历热定形。
此后，进行染色步骤；将织物装入溢流机中并遵循以下染色周期：
·在90℃精练15分钟，
·在60℃中和精练物10分钟，
·在98℃以染料剂量染色24分钟，保持30分钟，
·在40℃汽提10分钟，
·在70℃用固着剂处理20分钟，以及
·最终冷洗。
在此步骤之后，将染色的织物从机器中排出并使用特定的机器打开。
此后，在拉幅机中在90℃的温度以约20米每分钟的速度干燥织物。
由此获得的双弹性织物具有115g/sqm的基重、160％的在纬线中的弹性和160％的在经线中的弹性。基重的测量结果是通过采取具有11厘米的直径的织物圆形物用精密天平称量来获得的。相反，弹性是通过采取12厘米长的织物条并将其放置在测力计Zwick/Roell Z0,5中来测量的。
实施例3.
通过在双面针织机(隔距E＝E40)中用圆形针织对生物聚酰胺纱线6.6(由Fulgar SpA以Fulgar 市售)和弹性纤维纱线(由Invista以EasySet 市售)针织来生产具有基重175g/sqm并且包含77％的生物聚酰胺纱线(支数28dTex)和23％的弹性纤维纱线(支数22dTex)的双罗纹织物。
使由此获得的双罗纹织物在拉幅机中在160℃的温度在40-45秒的时间段内经历热定形。
此后，进行染色步骤；将织物装入溢流机中并遵循以下染色周期：
·在90℃精练15分钟，
·在60℃中和精练物10分钟，
·在98℃以染料剂量染色24分钟，保持30分钟，
·在40℃汽提10分钟，
·在70℃用固着剂处理20分钟，以及
·最终冷洗。
在此步骤之后，将染色的织物从机器中排出并使用特定的机器打开。
此后，在拉幅机中在90℃的温度以约20米每分钟的速度干燥织物。
由此获得的双弹性织物在图5中示出，并且具有175g/sqm的基重、150％的在纬线中的弹性和70％的在经线中的弹性。基重的测量结果是通过采取具有11厘米的直径的织物圆形物并且用精密天平称量来获得的。相反，弹性是通过采取12厘米长的织物条并将其放置在测力计Zwick/Roell Z0,5中来测量的。
实施例4
通过在双面针织机(隔距E＝E28)中用圆形针织对生物聚酰胺纱线6.6(由Fulgar SpA以Fulgar 市售)和弹性纤维纱线(由Invista以EasySet 市售)针织来生产具有基重195g/sqm并且包含83％的生物聚酰胺纱线(支数88dTex)和17％的弹性纤维纱线(支数44dTex)的平针织物。
使由此得到的平针织物在拉幅机中在150℃的温度在50-55秒的时间段内经历热定形。
此后，进行染色步骤；将织物装入溢流机中并遵循以下染色周期：
·在90℃精练15分钟，
·在60℃中和精练物10分钟，
·在98℃以染料剂量染色24分钟，保持30分钟，
·在40℃汽提10分钟，
·在70℃用固着剂处理20分钟，以及
·最终冷洗。
在此步骤之后，将染色的织物从机器中排出并使用特定的机器打开。
此后，在拉幅机中在90℃的温度以约20米每分钟的速度干燥织物。
由此获得的双弹性织物具有195g/sqm的基重、60％的在纬线中的弹性和50％的在经线中的弹性。基重的测量结果是通过采取具有11厘米的直径的织物圆形物并且用精密天平称量来获得的。相反，弹性是通过采取12厘米长的织物条并将其放置在测力计Zwick/Roell Z0,5中来测量的。