用于制造改进的弹性化织物的方法和由此制造的弹性化织物与流程

本发明涉及用于制造比常规弹性化织物能够更容易处理的弹性化织物的方法，并涉及通过这种方法制造的弹性化织物。特别地，本发明涉及用于制造由可生物降解材料组成的可生物降解织物的方法，该可生物降解材料可以例如通过堆肥处理，并且涉及通过这种方法制造的弹性化织物。本发明还涉及用于制造这种织物的弹性化纱。参考现有技术-技术问题几十年来，使用由多种弹性线纱制成的弹性化织物。这些织物的优点是由其制成的物品的高可变形性。特别地，服装被制造成不妨碍使用者的肢体运动，或者使它们自身适应这些运动，从而产生舒适感。这在内衣或运动服和健身服中特别受欢迎，但在日常生活情况下也很受欢迎，诸如坐在车里、行走以及每当关节必须弯曲时。此外，弹性化织物用于制造用于治疗伤口、扭伤、腹股沟疝等的绷带、敷料和服装。此外，弹性化织物对于制造通用手套以及沙发、扶手椅和椅子的覆盖物是有利的，因为圆形覆盖物可以由其容易地制造。目前可用的弹性化织物的特征取决于用于制造它们的弹性化纱的高弹性。弹性化纱的弹性又取决于芯弹性体纤维与包芯纱的结合使用，该包芯纱围绕芯弹性体纤维缠绕或形成线匝并且可以由各种纺织材料组成。例如，文献wo 2008/130563 a1和wo 2012/062480a2描述了环锭纺弹性复合纱，其中由合成弹性体材料制成的弹性包芯长丝被由大量合成或天然纺纱短纤维(例如棉纤维)组成的纤维鞘包围。其他弹性化纱，如wo 2012/056436和wo 2019/159155中所述的那些，通过绕线机获得，其中基本上不可延伸的纱卷绕在由合成弹性体材料制成的弹性包芯长丝周围以围绕弹性纱形成螺旋线或螺线。通过向以这种方式获得的弹性化纱施加张力，围绕芯形成的螺旋线的线匝彼此远离，并且通过连续释放张力，该线匝和螺旋线倾向于恢复到初始构象。这种行为允许弹性化纱和由其制成的织物的弹性恢复。在上述现有技术弹性化产品中，使用由合成弹性体材料制成的芯弹性纤维会产生缺点。首先，这些织物包括各种材料的弹性体部分和纤维部分。这种不均匀性使得由这些织物制成的制品在被废弃时难以再循环利用，因为这两种类型的材料应当通过特定技术分别再循环利用。此外，即使纤维鞘或卷绕在芯周围的不可延伸的纱由天然的、倾向于可生物降解的材料制成，诸如亚麻；火麻；苎麻；竹；黄麻；棉花；羊毛；蚕丝，合成弹性体部分，即不可生物降解部分的存在，排除了堆肥处理作为由相关织物制成的服装和类似纺织品的可能处理方法，这将是迄今为止已知的用于此类物品的最优选的廉价且环境友好的处理方法之一。简而言之，上述弹性化织物在环境上几乎不可持续，并且不符合循环经济的要求。为了解决这样的问题，在wo 2020/084361中描述了具有与wo 2012/056436中相同结构的弹性化纱，其中弹性体芯由天然橡胶制成，并且围绕天然橡胶芯卷绕的基本上不可延伸的纱基于棉。

背景技术：

技术实现思路

1、因此，本发明的一个目的为提供一种用于制造具有均匀结构(即由可通过相同的处理过程处理的材料形成的结构)的弹性化织物的方法，从而简化由这种弹性化产品制成的服装和类似产品的可再循环性。

2、本发明的一个具体目的为提供一种与现有技术方法不同的方法，该方法用于制造完全可生物降解的弹性化织物，一旦该弹性化织物被丢弃，则可以通过将由其制成的服装进行堆肥处理来处理该弹性化织物。

3、本发明的另一个目的为提供一种用于制造弹性化织物的方法，该弹性化织物根据需要向使用者提供舒适且清爽的触感，特别是在夏季服装的情况下。

4、这些和其他目的通过由所附权利要求1和15所限定的方法来实现。本发明的示例性具体实施方案由相应的从属权利要求限定。

5、根据本发明的第一方面，用于制造弹性化织物的方法包括以下步骤：

6、-形成卷绕纱，包括以下步骤：

7、-预先布置具有第一线性质量密度nmc的芯纱：

8、-预先布置具有第二线性质量密度nmw并且以在″z″和″s″之间选择的初始加捻方向加捻的络纱，

9、其中芯纱以与络纱的初始加捻方向相同的初始加捻方向加捻；

10、-向芯纱施加预定的拉力；

11、-将芯纱和络纱以相应的输送速度朝向所述卷绕纱(51)的收集筒管输送，

12、其中进行所述输送步骤，使得络纱在缠绕空间中侧向地到达芯纱的附近；

13、-在缠绕空间中将络纱卷绕在芯纱周围，使得在卷绕步骤中，络纱以与初始加捻方向相反的最终加捻方向加捻，即以分别在″s″和″z″之间选择的最终加捻方向加捻；

14、-在收集筒管上获得卷绕纱；

15、-通过在针织工艺和机织工艺之间选择的织物制造工艺由卷绕纱形成织物；

16、其中所述方法包括在洗涤织物的步骤或/和洗涤卷绕纱的步骤之间选择的洗涤步骤，

17、其中

18、-所述芯纱为非弹性体纱；

19、-进行卷绕步骤，使得所述在芯纱周围形成一系列线匝，所述线匝具有比络纱的直径更长的节距，使得在线匝之间留有自由空间；

20、-施加到芯纱的拉力低于最小预定力值，选择所述最小预定力值使得芯纱形成在自由空间之间突出的一系列脊，

21、-选择输送速度，使得在卷绕步骤中，每单位长度的卷绕纱被卷绕高于所述络纱的预定的最小线匝数t0且低于所述络纱的预定的最小线匝数t1的线匝数t，

22、最小线匝数t0和最大线匝数t1取决于第二线性质量密度nmw，

23、其中，对于下表的相应行中指示的第二线性质量密度nmw的每个值

24、 <![cdata[nm_w]]> <![cdata[t₀]]> <![cdata[t₁]]> 1 20 50 2 40 500 3 60 600 10 150 1000 20 200 1300 30 250 1400 40 300 1500 50 300 1600 70 400 1700 90 500 1800 120 600 2000

25、最小线匝数t0和最大线匝数t1为分别写入表的相应行和以t0和t1开头的列中的数字。

26、在本说明书中，字词″卷绕″可以涉及非常松散的卷绕构造，其中在随后的线匝之间存在宽的空间(节距)；或者更紧密的构造，其中所述空间更窄，只要在随后的线匝之间留有一些空间。

27、每米卷绕纱的线匝数是指可以直接计数为一段具有预定长度的卷绕纱为了从其中完全去除线匝而应当接收的反向线匝数的线匝数，这段纱被布置在两个固定端点之间并且具有预定的初始拉伸应变。特别地，根据iso规则2061选择预定长度和拉伸应变。

28、因此，通过洗涤步骤，卷绕纱被收缩，使得芯纱的脊在络纱的线匝之间被压缩，导致掺入织物中的卷绕纱变得有弹性，并因此也导致织物本身变得有弹性，这是完全出乎意料的结果。

29、由于卷绕步骤是通过使络纱的加捻方向反转来进行的，因此络纱和芯纱在卷绕纱中将具有彼此相反的加捻方向。

30、特别地，由于形成卷绕纱的结构的两根纱，即芯纱和络纱在卷绕纱中以相反的加捻方向加捻，即它们分别是z-加捻和s-加捻，或者分别是s-加捻和z-加捻，因此在洗涤步骤之后，收缩的卷绕纱在络纱和芯纱之间具有内部相反的反作用力。这导致固有弹性，使得在拉伸织物并然后释放织物时，该织物执行弹性恢复。

31、出于同样的原因，卷绕纱将固有地抵抗任何进一步的加捻作用。因此，在芯纱和络纱具有相同加捻方向的卷绕纱的情况下，特别是如果卷绕纱打算通过针织来制造织物，则将更难以获得平衡织物。由这种织物制成的制品的尺寸稳定性和规整性将得到改善。

32、此外，由于卷绕纱的线匝彼此间隔开，因此在织物中并排存在满区和空区。这减少了使用者的皮肤和由根据本发明制造的织物制造的服装之间的摩擦，这有助于使用者与环境的生理热和水分交换，简言之，提供了清爽的触感，这对于目前可获得的弹性化织物来说是不常见的。因此，可以用根据本发明的方法制造的织物有利地制造夏季服装。

33、如在市场上可获得的纱中常见的那样，预先布置的络纱可以具有初始″z″加捻方向，并且卷绕步骤以顺时针或逆时针卷绕方向进行，使得卷绕纱在围绕芯纱卷绕的同时被反向加捻到完全松开其初始″z″加捻方向并且在相反的″s″加捻方向上被加捻的程度，直到获得最终的捻度，这取决于围绕芯纱形成的最终线匝数。作为替代方案，预先布置的卷绕纱可以具有初始″s″加捻方向，并且进行卷绕步骤，使得卷绕纱在围绕芯纱卷绕的同时被反向加捻到完全松开其初始″s″加捻方向并且在相反的″z″加捻方向上被加捻的程度，直到获得最终的捻度，这取决于围绕芯纱形成的最终线匝数。相反，如果以增加初始″z″或″s″加捻方向上的扭转的方式进行卷绕步骤，则所得卷绕将太″紧″而不允许在卷绕纱中产生任何弹性，或者卷绕纱将很快变得足够紧而在围绕芯纱形成所需数量的线圈之前断裂。

34、众所周知，纱或长丝的线性质量密度nm(此处为nmc和nmw)对应于1kg丝或纱或长丝的以千米计的长度，并因此可以km/kg表示。特别地，络纱和芯纱彼此独立地具有设定在1km/kg和120km/kg之间的线性质量密度。

35、优选地，施加到芯纱的拉力f高于预定的最小力f0。芯纱的较差张力将使络纱基本上不可能在芯纱周围卷绕。此外，施加到芯纱的拉力必须超过最小值，以便确保由同一绕线机的多个卷绕单元获得的卷绕纱的均匀特征。预定的最小力取决于芯纱的线性质量密度。

36、特别地，对于在表1的相应行中指示的每个第一线性质量密度值nmc，最小力f0等于写入表1的相同行中的以克表示的力值f0，而对于在表1的相应相邻行中指示的第一线性质量密度nmc的两个相邻值之间的中间值，最小力f0可以通过对写入表1的相同相邻行中的力值f0进行线性插值来获得。

37、

38、根据本发明，如所预期的，施加到芯纱的拉力f低于预定的最大力f1。如果施加到芯纱的拉力超过上述最大力值，则芯纱将在卷绕步骤期间和之后保持刚性和线性，而不是如先前所述形成脊。因此，在这些条件下获得的卷绕纱或由其制成的织物在拉伸时都不能表现出弹性。出于相同的原因，在卷绕纱的线匝上的脊的上述间隔效果将会消失，并且织物的低摩擦和高热和水分传递特性将会丧失，同时向穿着由这种织物制成的服装的使用者提供的舒适且清爽的触感也会丧失。

39、特别地，对于在表2的相应行中指示的每个第一线性质量密度值nmc，最大力f1等于写入表2的相同行中的以克表示的力值f1。特别地，对于在表2的相应相邻行中指示的第一线性质量密度nmc的两个相邻值之间的中间值，通过对写入表2的相同相邻行中的力值f1进行线性插值来获得最大力f1。

40、根据本发明，如上所述，在卷绕步骤期间，选择芯纱和络纱的输送速度，使得每单位长度的纱的线匝数t高于预定的最小线匝数t0。

41、特别地，对于在表3的相应行中指示的每个第二线性质量密度值nmw，最小线匝数t0等于写入表3的相同行中的数目t0。特别地，对于在表的相应相邻行中指示的第二线性质量密度nmw的两个相邻值之间的中间值，通过对写入表3的相同相邻行中的数字to进行线性插值来获得最小线匝数to。

42、

43、优选地，在卷绕步骤期间，选择芯纱和络纱的输送速度，使得每单位长度的纱的线匝数t低于预定的最大线匝数t1。如果卷绕的络纱的线匝数超过上述最大数目，则任何两个相邻脊之间的芯纱的在相应的成对线匝之间突出的部分将会太短以至于在拉伸/释放卷绕纱时不允许卷绕纱整体伸长/弹性恢复，并且因此卷绕纱以及由其制成的织物即使在已经进行洗涤步骤之后也将具有较差的弹性性能。此外，如果在芯纱周围卷绕太多线匝，则在卷绕纱的线匝上的脊的上述间隔效果将会消失，并且织物的低摩擦及高热和水分传递特性将会丧失，同时向穿着由这种织物制成的服装的使用者提供的舒适且清爽的触感也会丧失。

44、特别地，对于在表4的相应行中指示的每个第二线性质量密度值nmw，最大线匝数t1等于写入表的相同行中的数目t1，而对于在表的相应相邻行中指示的第二线性质量密度nmw的两个值之间的中间值，通过对写入表4的相同相邻行中的数目t1进行线性插值来获得最大线匝数t1。

45、优选地，洗涤步骤包括在水中对织物进行平幅洗涤或绳洗的步骤，特别地，洗涤步骤在织物收缩15％至30％的条件下和洗涤时间内进行。

46、有利地，芯纱和络纱彼此独立地由天然纤维或人造纤维、或天然纤维和人造纤维的组合制成。如果不使用合成纤维，诸如尼龙、聚酯、丙烯酸纤维，则织物和由其制成的制品将更容易通过暴露于环境，特别是通过堆肥而降解。特别地，用于制造卷绕纱的天然纤维可以选自由以下组成的组：亚麻；火麻；苎麻；竹；黄麻；棉花；羊毛；蚕丝；上述纤维的组合。特别地，用于制造卷绕纱的人造纤维可以选自由以下组成的组：人造丝、天丝、莱赛尔纤维、牛奶纤维、鲜橙纤维、荨麻纤维、木棉纤维、所有可生物降解材料以及上述纤维的组合。

47、特别地，芯纱和络纱具有相同的组成。这样，根据一种材料的配方，所获得的织物是完全均匀的，并且可以甚至更容易地处理。

48、特别地，络纱为不连续纱，并且缠绕空间为封闭在容器中的受保护空间。这是天然纤维和大多数人造纤维如人造丝的情况。众所周知，纤维之间的内聚力以及因此由其制成的不连续纱的阻力主要通过加捻过程中络纱与空气的摩擦提供。通过上述方法，不连续络纱在失去其初始加捻方向(例如″z″)之后，并且在以相反的最终加捻方向(例如″s″)加捻之前，通过形成纱的不连续纤维的内聚力非常差或不存在的未加捻状态。如上所述，通过保护封闭容器中的缠绕空间，纤维和空气之间的摩擦被最小化，这防止了不连续络纱当瞬时解捻时解聚的风险。

49、芯纱和络纱可以彼此独立地为单长丝纱或多长丝纱。例如，芯纱可以为双长丝纱，其中一根长丝由山羊绒制成并且另一根长丝由蚕丝制成，而络纱由亚麻制成，或者在类似但更便宜的结构中，芯纱可以为双长丝纱，其中一根长丝由羊毛制成并且另一根长丝由人造丝制成，而络纱由火麻制成。这使得有可能获得由其制成的服装的此类特性如热舒适性、亮度和触感的不寻常组合，特别是，它允许目前不寻常地使用此类材料如山羊绒和羊毛来制造夏季服装，或在任何情况下都可以在湿热环境中舒适地穿着的服装。

50、特别地，输送步骤包括：

51、-使芯纱和络纱分别沿着以预定速度旋转的圆柱形中空体的侧表面穿过纵向凹槽的步骤，所述纵向凹槽具有用于芯纱的入口和出口；

52、-使芯纱和络纱穿过喷丝孔的步骤，所述喷丝孔面向圆柱形中空体的纵向凹槽的出口并且布置在距所述出口的预定距离处，并且

53、其中将缠绕空间布置在圆柱形主体的纵向凹槽的出口与喷丝孔之间，使得容器在喷丝孔处具有开口，并且使芯纱和络纱穿过喷丝孔以形成卷绕纱。

54、更详细地，预先布置芯的步骤包括预先布置容纳卷绕芯纱的第一筒管的步骤，而预先布置络纱的步骤包括将容纳络纱的第二筒管或线轴同轴地安装到圆筒形中空体的步骤。输送芯的步骤包括在将芯纱输送到圆柱形中空体的中心通孔中之前，通过预定拉力并以等于所述输送速度的预定退绕速度从第一筒管中拉出芯纱的步骤。输送步骤还包括在喷丝孔的出口处对芯施加拉力，络纱正在被卷绕，并且将卷绕纱收集在第三收集筒管上的步骤。

55、该方法可以通过常规的空心轴机器如hamel型机器来执行。如果使用不连续的络纱，则机器将优选地配备有封闭在容器中的受保护的缠绕空间。

56、根据本发明的第二方面，用于制造弹性化织物的替代方法包括以下步骤：

57、-形成卷绕纱，包括以下步骤：

58、-预先布置具有第一线性质量密度nmc的芯纱；

59、-预先布置具有第二线性质量密度nmw的络纱

60、-向芯纱施加预定的拉力；

61、-将芯纱和络纱以相应的输送速度朝向卷绕纱的收集筒管输送，

62、其中进行输送步骤，使得络纱在缠绕空间中侧向地到达芯纱的附近；

63、-在缠绕空间中将络纱卷绕在芯纱周围；

64、-在收集筒管上获得卷绕纱；

65、-通过在针织工艺和机织工艺之间选择的织物制造工艺由卷绕纱形成织物；

66、其中方法包括在洗涤织物的步骤或/和洗涤卷绕纱的步骤之间选择的洗涤步骤，

67、其中：

68、-所述芯纱为非弹性体纱；

69、-进行卷绕步骤，使得

70、-络纱在芯纱周围形成一系列线匝，所述线匝具有比络纱的直径更长的节距，使得在线匝之间留有自由空间；

71、-在卷绕纱中，芯纱和络纱以彼此相反的相应加捻方向加捻；

72、-施加到芯纱的拉力低于预定力值(f1)，选择所述最小预定力值使得芯纱形成在自由空间之间突出的一系列脊，

73、使得通过洗涤步骤，卷绕纱被收缩，使得芯纱的脊在络纱的线匝之间被压缩，导致掺入织物中的卷绕纱变得有弹性，并因此也导致织物变得有弹性，

74、其中选择输送速度(v1、v2)，使得在卷绕步骤中，每单位长度的卷绕纱被卷绕一定线匝数t，

75、-高于所述络纱的预定的最小线匝数t0，并且

76、-低于所述络纱的预定的最小线匝数t1，

77、最小线匝数t0和最大线匝数t1取决于第二线性质量密度nmw，

78、其中，对于下表的相应行中指示的第二线性质量密度nmw的每个值

79、 <![cdata[nm_w]]> <![cdata[t₀]]> <![cdata[t₁]]> 1 20 50 2 40 500 3 60 600 10 150 1000 20 200 1300 30 250 1400 40 300 1500 50 300 1600 70 400 1700 90 500 1800 120 600 2000

80、最小线匝数t0和最大线匝数t1为分别写入表的相应行和以t0和t1开头的列中的数字。

81、根据本发明的第一方面的方法所共有的特征的技术效果也适用于这种情况。上述任选的特征也可以任选地与根据第二方面的方法的特征组合存在，从而产生类似的技术效果和优点。

82、本发明的上述目的还通过如所附权利要求16所限定的弹性化纱和如所附权利要求23所限定的弹性化织物来实现。本发明的示例性具体实施方案由从属权利要求17至22限定。

83、根据本发明的第三方面，弹性化纱包括：

84、-具有第一线性质量密度nmc的芯纱；

85、-具有第二线性质量密度nmw的络纱；

86、其中

87、-所述芯纱为非弹性体纱；

88、-络纱在芯纱周围形成一系列线匝，所述线匝具有比络纱的直径(d)更长的节距(p)，使得在线匝之间留有自由空间；

89、-在卷绕纱中，芯纱和络纱以彼此相反的相应加捻方向加捻；

90、-络纱形成每单位长度的卷绕纱的线匝数t

91、-高于预定的最小线匝数t0，并且

92、-低于所述卷绕丝的预定的最大线匝数t1

93、最小线匝数和最大线匝数取决于第二线性质量密度nm，

94、其中，对于下表的相应行中指示的第二线性质量密度nm的每个值

95、 <![cdata[n_m]]> <![cdata[t₀]]> <![cdata[t₁]]> 1 20 50 2 40 500 3 60 600 10 150 1000 20 200 1300 30 250 1400 40 300 1500 50 300 1600 70 400 1700 90 500 1800 120 600 2000

96、最小线匝数t0和最大线匝数t1为写入表的相应行和分别以t0和t1开头的列中的数字。

97、有利地，对于在表的相应相邻行中指示的第二线性质量密度nmw的两个相邻值之间的中间值，最小线匝数t0和最大线匝数t1是通过对分别写入表的相应行和分别以t0和t1开头的列中的数字进行线性插值而获得的。

98、有利地，芯线和卷绕线彼此独立地获自选自天然纤维和人造纤维、或天然纤维和人造纤维的组合的纤维。

99、有利地，天然纤维选自亚麻；火麻；苎麻；竹；黄麻；棉花；羊毛；蚕丝；上述的组合。

100、有利地，人造纤维选自由以下组成的组：人造丝、天丝、莱赛尔纤维、牛奶纤维、鲜橙纤维、荨麻纤维、木棉纤维、上述的组合。

101、根据权利要求17所述的弹性化纱，其中芯线和卷绕线彼此独立地选自单股线和多股线。

102、有利地，芯线分别为山羊绒和蚕丝的双股线，而卷绕线为亚麻的双股线。

103、有利地，芯线分别为羊毛和粘胶纤维的双股线，而卷绕线为火麻的双股线。

104、至少部分地由上述弹性化纱制成的弹性化织物也落入本发明的范围内。