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TWI382108B - 製造一混紡紗之方法及以該方法製成之混紡紗、彈性編織品、最終整理後的彈性編織品及包含該最終整理後的彈性編織品的服裝 - Google Patents

製造一混紡紗之方法及以該方法製成之混紡紗、彈性編織品、最終整理後的彈性編織品及包含該最終整理後的彈性編織品的服裝 Download PDF

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TWI382108B
TWI382108B TW93137125A TW93137125A TWI382108B TW I382108 B TWI382108 B TW I382108B TW 93137125 A TW93137125 A TW 93137125A TW 93137125 A TW93137125 A TW 93137125A TW I382108 B TWI382108 B TW I382108B
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Invista Tech Sarl
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Description

被膠塗覆之混紡紗及其製造方法
本發明係關於混紡紗之製造及其在製造編織及針織之拉伸織品以及服裝中的用途。更具體言之，本發明係一種方法，藉此方法彈性體纖維與相對無彈性之相伴紗塗覆有膠材料且由該膠材料而黏結在一起，該膠材料在編織或針織製程期間使該等彈性體纖維穩定並保護該等彈性體纖維。
彈性體纖維通常用於提供編織品及針織品及服裝中之拉伸及彈性回復。"彈性體纖維"為無稀釋劑之連續長絲(視情況為聚結複絲)或複數根長絲，其具有不依賴於任何捲曲之超過100%的斷裂伸長率。當將彈性體纖維(1)拉伸至其兩倍長度；(2)保持1分鐘；並(3)釋放時，其在釋放的1分鐘內收縮至小於其原始長度的1.5倍。本說明書之本文中所用的"彈性體纖維"應解釋為意謂至少一種彈性體纖維或長絲。該等彈性體纖維包括(但不限於)橡膠長絲、雙組份長絲及彈性酯、萊斯特纖維(lastol)及彈性纖維。
"彈性纖維"係其中形成長絲之物質為包含至少85重量%分段聚胺基甲酸酯之長鏈合成聚合物的製造長絲。
"彈性酯"係其中形成纖維之物質係由至少50重量%脂族聚醚及至少35重量%聚酯組成之長鏈合成聚合物的製造長絲。
"雙組份長絲"係包含至少兩種沿長絲長度彼此黏附之聚合物的連續長絲，各聚合物屬於不同的通用類別(generic class)，例如，彈性體聚醚醯胺芯及具有凸起部(lobe)及翼形部(wing)之聚醯胺鞘。
"萊斯特纖維"係交聯合成聚合物之纖維，其具有低但顯著之結晶度且由至少95重量%之乙烯及至少一種其它的烯烴單元組成。此纖維大體為彈性且耐熱性。
對於編織及針織的拉伸織品而言，適度比例之彈性體纖維組合諸如聚酯、棉、耐綸、嫘縈或羊毛之相對無彈性的纖維來使用。為了本說明書之目的，該等相對無彈性之纖維被稱為"硬"纖維。彈性體纖維在織品中之比例可自約1重量%變化至約15重量%以提供該織品之所要拉伸及回復性質。
在織品中，將彈性體纖維作為"裸"纖維或"被塗覆之"纖維來使用，此視織品製造方法及產品應用而定。"被塗覆之"彈性體纖維係經硬紗包圍、與硬紗扭曲或交纏之彈性體纖維。包含彈性體纖維及硬紗之被塗覆之紗在本說明書之本文中亦稱為"混紡紗"。硬紗塗覆物用於保護彈性體纖維在編織及針織製程期間不受磨損。該磨損可導致伴隨處理中斷之彈性體纖維斷裂及不當的織布非均一性。此外，該塗覆物有助於穩定彈性體纖維之彈性行為，以使混紡紗伸長率在編織製程期間可受到比裸彈性體纖維所可能達成者更均一的控制。
用於塗覆彈性體纖維之背景技術方法在應用中通常較緩慢、成本較高及/或受到限制。此等方法包括：(a)以一硬紗單包覆該等彈性體纖維；(b)以一硬紗雙包覆該等彈性體纖 維；(c)以短纖維連續地塗覆(意即，包芯紡絲)一彈性體纖維，然後在捲繞期間扭曲；(d)以噴氣機交纏及纏繞彈性體纖維與硬紗；及(e)將彈性體纖維與硬紗扭曲在一起。圖1A至圖1F係經習知塗覆之混紡紗的示意性代表圖，其中一或多根硬紗塗覆一或多根彈性體纖維。圖1A顯示包覆於彈性體纖維3周圍之硬紗1(意即，單包覆)，及圖1B顯示包覆於彈性體纖維7周圍之兩根硬紗5、6(意即，雙包覆)。圖1C顯示其中彈性體纖維11塗覆有短纖維9之包芯紡絲紗。圖1D顯示包覆於彈性體纖維15周圍之經扭曲之硬紗對13、14，此藉由Hamel AG之Elasto Twist®系統來完成。圖1E顯示以倍扭曲(two-for-one twist)結構與彈性體纖維21扭曲的兩根硬紗17、19。圖1F顯示與彈性體纖維23交纏之複絲硬紗22，其在噴氣塗覆製程中完成。
此等包覆及扭曲製程之操作速度通常約為25公尺/分鐘。噴氣塗覆製程可在高達500公尺/分鐘及更高的速度下操作。然而，噴氣塗覆製程受連續長絲硬紗使用的限制，其中該等長絲先前已經變形(例如，假扭曲變形)。對於諸如棉、羊毛及亞麻之廣泛使用的短纖維或未經變形之連續長絲而言，目前使用傳統的較緩慢的塗覆方法。
針織方法可使用裸彈性體纖維或被塗覆之彈性體纖維來製造用於服裝之拉伸針織品。該選擇視服裝類型及其所要的美觀性及使用效能而定。然而，對於製造拉伸編織品之編織方法而言，工業實踐是僅在經紗中或僅在緯紗中或在經紗及緯紗兩者中使用成本較高之混紡紗(例如，被塗覆之 彈性體纖維)。
此外，習慣在編織操作中製備具有膠塗層之經紗而不管該經紗由硬紗或混紡紗製成。"膠"係由諸如澱粉或聚乙烯醇(PVA)之材料製成的黏附塗層。當施用至經紗時，膠有助於提供平滑的紗表面及增大經紗的強度。在編織中，經紗在卸載機構作用期間經受摩擦力及高壓力(high force)。將膠與經紗一起使用以減小處理期間的斷紗。實務上，可在織品之濕整理操作期間自該等紗移除所有膠。
在用於編織前，通常將包含紡絲棉及彈性體纖維之背景技術混紡紗卷裝染色，但該染色存在缺點。具體言之，彈性體包芯紗在卷裝染色中所用之熱水溫度下會收縮。此外，卷裝上之混紡紗將壓縮並變得非常緊密，藉此阻止染料流進入紗卷裝之內部。此經常可導致紗具有不同的色調及拉伸水平，此視紗在經染色之卷裝內的直徑位置而定。有時將小卷裝用於染色包芯紡絲混紡紗以減少此問題。然而，由於額外的包裝及處理要求，小卷裝染色相對昂貴。
雖然上文強調了一般的工業實踐，但額外的背景技術提供改良編織方法或產品之替代性建議。舉例而言，美國專利第3,169,558號揭示一種在一方向(例如，經向)上具有裸彈性纖維且在另一方向(例如，緯向)上具有硬紗之編織品。然而，在將裸彈性纖維用於緯紗或經紗中之前，必須以單獨的成本較高的操作牽引及大體扭曲該裸彈性纖維。舉例而言，經牽伸4X之100丹尼爾的裸彈性纖維每英吋最小必須具有18.25撚。
英國專利第GB 1513273號揭示經向拉伸之編織品及方法，其中多對經紗(各對均具有一或多根裸彈性體纖維及二級硬紗)平行通過且在不同張力下通過相同的綜線小眼(eyelet)及筘齒(dent)。使用彈性體纖維達成緯向拉伸亦被描述為是可能的，但需將經習知塗覆之混紡紗用於緯紗中。不施用膠。
日本專利第4733754號揭示一種以管理敏感性彈性纖維在編織期間之伸長率的方式來製造拉伸編織品的方法。使以PVA為主之纖維束輕輕地捲繞(包覆)彈性體束，並接著將兩束扭曲在一起以形成紗B。視情況可將紗B上膠以進一步停滯其在編織期間的拉伸能力。稍後使PVA纖維束在織品濕處理期間溶解以提供拉伸產品。此外，以各種連續(合成)纖維束包覆紗B來製造彈性紗C，及接著視情況將其上膠。紗B及C均可用於經紗或緯紗中以提供彈性織品。然而，製造拉伸編織品之此種方法需要使用藉由包覆及可選使用膠來製造的混紡紗。
日本公開申請案第200213045號揭示用於在經紗中使用混紡紗及硬紗來製造經向拉伸之編織品的方法。該混紡紗包含經合成複絲硬紗包覆並接著經膠材料塗佈之聚胺基甲酸酯紗。在經膠材料塗佈之前，該混紡紗之構造為圖1A及圖1B中所表示之混紡紗的構造。將該混紡紗以其與單獨合成複絲硬紗之各種比例用於經紗中以達成經向上所要的拉伸性質。研製此混紡紗及方法以製造經向拉伸之織品，及避免編織緯向拉伸織品中的困難。然而，因為該方法使用 傳統的、較緩慢的包覆方法來使聚胺基甲酸酯紗塗覆有複絲硬紗塗覆物，所以其成本較高。
因此，在此項技術中存在一種對提供"被塗覆之"彈性體纖維的需要，該等纖維：(1)在用於編織及針織操作中時可受到充分保護且穩定；(2)可應用於多種編織品及針織品中；及(3)可應用於速度較背景技術塗覆方法所製造之彼等纖維高且成本較其低的製造中。
吾人已出乎意料地發現：膠單獨可提供足以維持彈性體纖維與硬紗之混紡紗之完整性及保護該混紡紗中之彈性體纖維組份在針織或編織過程期間不受損害之"塗覆物"。另外，由於被膠塗覆之混紡紗的獨特結構，在濕整理操作移除膠之後，該等彈性體纖維及相伴硬紗在織品中大體彼此游離。此性質導致編織品及針織品具有在此項技術中被稱為"手感"之吸引人之觸覺性質。此外，"被膠塗覆"之混紡紗可在可與噴氣塗覆方法中之速度相比較的高速度下來製造。
本發明之一例示性實施例為製造混紡紗之方法，其包含：在至少一種彈性體纖維束之鬆弛長度的1.1X至至少5X範圍拉伸該束；使選自由合成纖維、天然纖維及合成纖維與天然纖維之摻合物組成之群的至少一種硬紗與該經拉伸之束鄰近且大體平行對齊以形成經對齊之紗；向該經對齊之紗施用膠材料；及乾燥或固化該膠材料以形成混紡紗。
本發明之另一例示性實施例為混紡紗，其包含：至少一 種彈性體纖維，其形成具有在束之原始紡絲長度之1.2X至至少6.2X範圍內的總牽伸的束；至少一種選自由合成纖維、天然纖維及合成纖維與天然纖維之摻合物組成之群的硬紗，其中該硬紗與該束鄰近且大體平行對齊以製造經對齊之紗；及形成使該束與該經對齊之紗之硬紗黏附在一起之黏合劑的經乾燥或固化之膠材料。
本發明之又一例示性實施例為最終整理後之彈性編織品，其包含：與緯紗中之硬紗大體平行且鄰近之緯紗中的基本未扭曲的裸彈性體纖維的束。
本發明之再一例示性實施例為最終整理後之彈性編織品，其包含：與經紗中之硬紗大體平行且鄰近之經紗中的基本未扭曲的裸彈性體纖維的束，其中經紗中之該等彈性體纖維與硬紗的比率介於1：2至1：4之範圍內。
被膠塗覆之混紡紗係(諸如)以上文所論述之單包覆、雙包覆、包芯紡絲、扭曲或噴氣纏繞方法習知地塗覆有硬紗之彈性混紡紗的替代物。與經習知塗覆之紗相比，被膠塗覆之紗具有顯著的經濟及產品優勢。舉例而言，膠塗覆方法可在高達500公尺/分鐘或更高的速度下操作。膠塗覆之典型速度大於除噴氣塗覆方法外之其它塗覆方法的速度的10倍。然而，噴氣方法在實踐中受合成連續長絲塗覆紗使用的限制，該等合成連續長絲塗覆紗在某些方面已變形或捲曲以促進由噴射引起之纏繞及交纏。對在本發明之膠塗覆方法中可與彈性體纖維一起使用之相伴硬紗的類型不存 在限制。
可實施本發明之方法的系統的實施例顯示於圖2A中之非限制性示意圖中。所示之處理設備(process equipment)用於製造以下給出之實例中所論述之彈性體纖維。所用之特定設備不應解釋成關於可執行本發明之方法的限制。
將一對電機驅動捲筒29用於控制彈性體纖維供應卷裝33之表面速度及較佳在恆定速率下計量一根或通常為多根之彈性體纖維53之傳遞。彈性纖維為較佳彈性體纖維53之非限制性實例。若將彈性纖維用作彈性體纖維，則該彈性纖維較佳具有介於20丹尼爾至140丹尼爾範圍且最佳介於20丹尼爾至70丹尼爾範圍內之線性密度。
將上膠輪43之表面速度設定在較彈性體纖維供應卷裝33速度高的速度下，以使該等彈性體纖維因此在(不限於)總共約1.1X至至少5X之範圍中被機器牽伸(意即，拉伸)。若在本發明中使用彈性纖維，則1.1X至4X之機器牽伸範圍為較佳，且實際設定視所供應之彈性纖維的類型及丹尼爾而定。此機器牽伸值並不包括在彈性體紡絲狀態紗之卷裝(例如，線管)上發生的彈性體纖維的任何殘餘牽伸或牽引。此殘餘牽伸稱作卷裝鬆弛(PR)，所以隨後處理之總牽伸值為Dt =(V1 /V2 )＊ (1+PR)，其中Dt 為總牽伸，且V1 /V2 為上膠輪43與彈性體纖維供應卷裝33外表面速度之牽伸比率。比率V1 /V2 亦稱作機器牽伸。通常，PR數值自0.05變化至0.25。
此外，圖2A顯示以與上膠輪43之表面速度約相同但其間差異足以提供硬紗中之一些張力的速度自硬紗供應卷裝25 拉出的硬紗27。此硬紗27可為短纖維或連續長絲纖維，且對可用於膠塗覆過程之硬紗材料的類型不存在已知的限制。
對於短纖維紗而言，該材料可為(但不限於)棉、羊毛、聚酯、耐綸、聚丙烯或其摻合物。此外，該紗可由各種紡紗方法製成，諸如環紡絲式、開端式、噴氣式等等。對於連續長絲紗而言，纖維可為(但不限於)諸如聚酯、耐綸、嫘縈、聚丙烯等等之合成材料，且該等長絲可為經變形或扁平式(未經變形)。雖然並不希望在本文中成為限制，但硬紗之線性密度較佳介於45丹尼爾至900丹尼爾之範圍內，且最佳在45至600丹尼爾之範圍內。
在圖2A中所示之本發明實施例中，將彈性體纖維53及硬紗27引導出第一導紗器31並接著將其引導至蛇形(閘)張力器35，該張力器35用於使彈性體纖維53與硬紗27以鄰近且大體平行的方式對齊。彈性體纖維53與硬紗27形成經對齊之紗45。在蛇形(閘)張力器35之出口處將經對齊之紗45引導出張力器後之導紗器41並接著藉由方向捲筒37之變化引導入上膠溶液槽49中。藉由浸沒桿39之作用將經對齊之紗45浸沒於上膠溶液49中以允許該溶液潤濕形成經對齊之紗45之彈性體纖維53與硬紗27。
該上膠溶液較佳包含上膠材料及水，且該上膠材料較佳包含上膠劑及蠟。至於上膠劑之類型，不存在特定的限制，且可使用任何已知之類型。可選擇熟習此項技術者所熟知之用於紡織品的普通上膠劑來用於膠塗覆應用。該等材料 包含(但不限於)澱粉、丙烯酸系聚合物、聚乙烯醇(PVA)及CMC® (醚化半纖維素之商品名稱)。蠟可為烯烴聚合物或熟習此項技術者所已知之其它可接受的蠟。
上膠溶液49中之上膠劑與蠟的濃度量測為上膠劑及蠟材料與槽液體之總重量相比所得的固體重量%。上膠水溶液49中之上膠材料的濃度可介於5%至25%之範圍內，其視特定上膠材料及硬紗27之類型與丹尼爾而定。為上膠材料之可選組份之蠟可介於0%至1%之範圍內、較佳介於0.2%至0.6%之範圍內且最佳為0.5%。當以較佳丹尼爾範圍使用PVA上膠劑與棉硬紗時，PVA固體濃度較佳介於約10%至約20%之範圍內。
上膠溶液溫度應介於攝氏約50至約90度之範圍內、較佳介於攝氏約55至約80度之範圍內且更佳介於攝氏約55至約70度之範圍內。
如圖2A中所示，包含彈性體纖維53及硬紗27、塗佈有濕膠材料的混紡紗55離開上膠溶液49並通過上膠捲筒43與壓力(意即，擠壓)捲筒51之間的輥隙(nip)。彈性體纖維53及硬紗27之類型及丹尼爾、上膠溶液49中之膠材料的濃度及壓力捲筒51所施加之壓力共同決定塗覆被膠塗覆之濕混紡紗55的膠材料的最終量。對於給定之混紡紗及上膠輪43速度而言，設定上膠溶液49中之膠材料的濃度及壓力捲筒51壓力以提供經乾燥之被膠塗覆之混紡紗61上的所要的膠材料重量。上膠捲筒輪43之表面速度及因此上膠過程之速度可介於10至700公尺/分鐘之範圍內。對於棉硬紗27而言， 較佳速度介於約150至約400公尺/每分鐘之範圍內。
在通過上膠捲筒43與壓力捲筒51之間的輥隙後，必須將濕潤的被膠塗覆的混紡紗55徹底乾燥以在將該被膠塗覆之混紡紗捲繞在被膠塗覆之混紡紗卷裝67上之前提供經乾燥之被膠塗覆之混紡紗61。若經乾燥之被膠塗覆之混紡紗61未經完全乾燥，則在卷緊橫向機構65上通常會很明顯地存在膠材料沉積物，及/或纏繞卷裝67難以或無法展開。
乾燥之一般方法示意性地顯示於圖2A中，雖然本發明並不限於此方法。圍繞允許熱空氣溢出之穿孔圓柱形鼓57及圍繞濕潤的被膠塗覆的紗55的包覆物複數次包覆被膠塗覆之紗55。熱空氣溫度較佳介於攝氏約60至約90度之範圍內，且更佳介於攝氏約60至約80度之範圍內。對於該熱空氣乾燥製程而言，濕潤的被膠塗覆的混紡紗55在乾燥鼓上之滯留時間約為5分鐘。此藉由鼓之大小、鼓之表面速度、穿孔之圓柱形鼓57上之紗包覆數的組合來達成。經乾燥之被膠塗覆之混紡紗61接著離開穿孔之圓柱形鼓57並在方向捲筒59、63改變後前進至用於將被膠塗覆之混紡紗61捲繞在被膠塗覆之混紡紗卷裝67上的纏繞捲筒65。
組成被膠塗覆之混紡紗61之塗覆物的經乾燥之膠材料應較佳在上膠前紗重量的3重量%至20重量%之範圍內。吾人已發現小於約3%的膠施用量無法充分地塗覆混紡紗之表面，導致纖維之間的不良黏附、線曝露及/或彈性體纖維在隨後的處理期間斷裂。吾人進一步相信超過20%之膠百分比可增大膠消耗而無益處，且可導致織品濕整理方法移除 膠之能力減小。然而，熟習此項技術者可發現此範圍外之量將是可接受的。膠之更佳量在以重量計5%至12%之範圍內變化。對特定混紡紗而言，足夠之該膠塗覆物可藉由在以下分析方法部分中所描述之手工"黏附測試"來測試。
在本發明方法之另一實施例中，膠材料係非水性，且其包含熱熔融聚合物上膠劑及蠟。當施用至混紡紗時，該膠材料為非水性，但其可在織品濕整理操作中移除。膠材料之替代類型較佳為諸如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯之可熱熔融之聚合物與諸如烯烴聚合物之蠟的混合物。因為該膠材料為非水性，所以與其中顯示在穿孔鼓57上乾燥之圖2A中所說明之實施例相比，其無需在乾燥步驟中將水移除。因此，無需藉由乾燥來移除水及相關費用，此係一優點。通常藉由應用型噴嘴(例如，噴射式噴霧器)或藉由將經對齊之紗浸沒於膠材料之上膠溶液49中來將熱熔融之上膠劑及蠟施用至該等經對齊之紗45。施用至經對齊之紗45之非水性膠材料的量在上膠前之經對齊之紗45重量的約3重量%至約6重量%範圍內。介於攝氏20至70度範圍且較佳介於攝氏35至45度範圍之溫度下乾燥或固化該熱熔融之膠材料。在隨後之織品濕整理操作期間自被膠塗覆之混紡紗61移除膠。
圖2B顯示本發明方法之一實施例的流程圖。在圖2B之步驟102中，在彈性體纖維之鬆弛長度的1.1X至至少5.0X之範圍內拉伸多根彈性體纖維。接下來，如步驟104中所示，使硬紗與該等彈性體纖維鄰近且大體平行置放以製造經對齊 之紗。圖2B之步驟106係施用膠材料至該經對齊之紗。執行步驟106之實例方法包括(但不限於)將經對齊之紗浸漬於上膠槽中、使該經對齊之紗通過液體膠施用噴嘴、以膠噴塗該經對齊之紗或使其通過旋轉捲筒之被膠塗覆的表面。在步驟108中將施用至該經對齊之紗之膠材料乾燥或固化以製造被膠塗覆之混紡紗。執行步驟108之實例方法包括(但不限於)輻射加熱及強迫空氣對流。
圖3A及圖3B係本發明之被膠塗覆之混紡紗之結構的代表，其顯示彈性體纖維、硬紗及膠塗覆物。圖3A係被膠塗覆之混紡紗61的側視圖，其顯示彈性體纖維53與具有膠材料69塗覆物之硬紗27鄰近且大體平行時的位置。彈性體纖維53基本上未經扭曲。圖3B係沿圖3A之線3B-3B截取的橫截面，其顯示硬紗27之個別長絲、彈性體纖維53及膠材料69組成混紡紗61。當與圖1A至圖1F之被塗覆之背景技術混紡紗的結構相比時，圖3A及圖3B中所示之本發明之被膠塗覆之混紡紗61的獨特結構是容易顯而易見的。
在諸如退漿、沖刷及染色的織品濕整理操作中自混紡紗移除膠材料69。在織品中，使彈性體纖維53與其相伴硬紗27平行放置且在不受膠限制之織品中自由延伸及回復。編織時，所得織品具有與眾不同之編織品"手感"，其在服裝應用中提供圖1A至1F之混紡紗未曾發現之優點。
本發明方法之一優點在於諸如棉之短纖維硬紗可在其藉由施用膠與彈性體纖維組合之前染色。傳統上，當彈性體纖維喂入紡絲纖維之芯時(意即，如圖1C中所示之包芯紡 絲)，短纖維與彈性體纖維之混紡紗同時紡入混紡紗中。結果，棉紗之染色必須在棉與彈性體纖維組合後進行而非視情況在本發明方法所可能發生的組合之前進行。在塗覆前分離染色該棉的能力消除了如上所述之非均勻卷裝染色問題。
在本發明之上述實施例中，在施用膠材料之前及之後，彈性體纖維53與硬紗27彼此鄰近且大體平行。當硬紗為短纖維之紡絲紗(諸如棉或棉摻合物)時，硬紗短纖維長絲末端自該紗之表面突出。該等末端賦予該紡絲紗"多毛"的外觀或特徵。為幫助達成紡絲硬紗與彈性體纖維之間的黏附，可在張力器後之導紗器41之後添加可選的噴氣纏繞機構36(參見圖2A)，且可在施用膠材料的步驟106前添加可選的噴氣纏繞步驟105(參見圖2B)。在氣體噴射中，表面突出之硬紗末端與彈性體纖維纏繞，但仍保持該等彈性體纖維之位置與該硬紗大致平行及在該硬紗之外部。此纏繞係在表面短纖維長絲末端與連續彈性體纖維之間，且其明顯不同於連續紗與彈性體纖維在先前噴氣塗覆過程中之交纏及交織效果。可(例如)藉由使用在3至6巴的空氣壓力(其中4巴的空氣壓力為較佳)下操作的Heberlein AG Fiber Technology,Inc.interlace nozzle Model Slide Jet-HFP以棉來達成所要之纏繞。
卷裝67上之經乾燥且被膠塗覆之混紡紗61可即時用於隨後的編織或針織製程。被膠塗覆之混紡紗61可用於製造編織品及針織品，但編織品較佳。被膠塗覆之混紡紗61可用 於編織物之緯紗及經紗中，但對於使用紡絲短纖維硬紗之被膠塗覆之混紡紗而言，其較佳用於緯紗中。對於編織品而言，對所用之編織圖案沒有限制。然而，被膠塗覆之混紡紗61應較佳不與噴水編織機器一起使用，因為塗有膠之材料通常是可溶於水的。編織品、緯紗及/或經紗中之被膠塗覆之混紡紗61與硬紗27之比率可在1：1至1：4之範圍內。使用本發明之被膠塗覆之混紡紗61的實例包括(但不限於)平針織品、環式針織品及經編織品。
實例
被膠塗覆之混紡紗應用於製造拉伸編織品及針織品
下列實例論證本發明之膠塗覆方法及其用於製造多種混紡紗及接著彼等混紡紗用於製造拉伸編織品及針織品的能力。被膠塗覆之混紡紗61係在6個單端位置之上膠機上的一個位置上製備。上膠機之非限制性實例為來自日本Kaji Saisakusno,Co.Ltd之KS-3類型，Kaji Single End Sizing Machine "Uni Sizer"型號1101。彈性體纖維53之攜帶型正驅動餵料器靠近該等單端位置之一定位。硬紗27置放在上膠機之紗餵料位置上。將硬紗27與彈性體纖維53引導至第一導紗器31，並自此藉由上膠、乾燥及捲繞操作來連接處理。Lycra®彈性纖維可用於所有實例中。Lycra®係E.I.DuPont de Nemours and Company之品牌彈性纖維的註冊商標。
首先將組合紗處理速度設定為硬紗的處理速度(例如，270公尺/分鐘)，且隨後將彈性纖維正驅動餵料器設定為一定速度以提供3.5X機器牽伸所要之彈性纖維機器牽伸(例 如，77公尺/分鐘)。對於所有實例而言，上膠劑為聚乙烯醇("PVA")，且蠟為烯烴聚合物。組合紗上之膠材料之應用受到上膠槽50中之膠材料的固體濃度%及壓力捲筒51所施加之壓力的控制。蠟濃度在所有情況下均為0.5%。
無額外重量添加至壓力捲筒51，以使壓力捲筒壓力由該壓力捲筒51及其機械機構之重量來確定。上膠槽50中之固體%濃度係藉由使用TechniQuip Corporation製造之Bristix®攜帶型折射器的量測來確認。在熱空氣外殼中之旋轉框上的機器上連續乾燥濕的被膠塗覆的混紡紗56。該旋轉框充當存布器(accumulator)以使紗在300公尺/分鐘速度下的滯留時間為約5分鐘。由此機器，丹尼爾之混紡紗的處理速率可較高，以致乾燥速率較高。在所有實例中，膠在捲繞被膠塗覆之混紡紗之前為完全乾燥。
將被膠塗覆之混紡紗61用於實例中以製造編織品及針織品。編織品係在噴氣織機上製造。除實例1之編織品外，所有編織品均在型號為TYD LTV6/S-2000之Dornier噴氣織機上製造。實例1之編織品係在Rutio L-5000噴氣織機上製造。實例7之針織品係在具有單個汽缸之Lonati 462環式針織機上及以平針樣式來製造。
除非另有注釋，否則實例中之各坯布織品係藉由首先將其在低張力下分別於160℉、180℉及202℉(71℃、82℃及94℃)時通過熱水3次來整理。
在160℉(71℃)下使僅含有合成硬紗之織品退漿及預沖刷30分鐘。預沖刷及退漿係在具有6.0重量%之Synthazyme® (來自Dooley Chemicals LLC之澱粉水解酶)、1.0重量%之Lubit® 64(來自Sybron,Inc.之非離子性潤滑劑)及0.5重量%之Merpol® LFH界面活性劑(E.I.DuPont de Nemours and Company之註冊商標)的水溶液中進行。隨後在110℉(43℃)下將織品在含有0.5重量%之磷酸三鈉、1.0重量%之Lubit® 64及1.0重量%之Merpol® LFH的溶液中沖刷5分鐘。重量百分比係以乾燥織品重量計。接著在230℉(110℃)、pH 5.2下以綠色、褐色或灰色分散染料噴射染色經沖刷之織品30分鐘，並隨後在380℉(193℃)下於拉幅機上熱定型40秒。
在120℉(49℃)下以3.0重量%之Lubit®64沖刷含棉之各編織坯布織品10分鐘。然後，在160℉(71℃)下以6.0重量%之Synthazyme®及2.0重量%之Merpol® LFH將其退漿30分鐘並接著在180℉(82℃)下以3.0重量%之Lubit® 64、0.5重量%之Merpol® LFH及0.5重量%之磷酸三鈉沖刷30分鐘。接著在180℉(82℃)、pH 9.5下以3.0重量%之Lubit® 64、15.0重量%之35%過氧化氫及3.0重量%之矽酸鈉漂白織品60分鐘。織品漂白後進行以下步驟：在200℉(93℃)下以褐色、黑色或綠色直接染料繩狀染色30分鐘及在380℉(193℃)下於拉幅機上熱定型35秒，其中足夠的張力使織品在經向上保持直順而不需經下部進料。
用於表徵被膠塗覆之混紡紗的分析方法
使用各種方法來表徵被膠塗覆之混紡紗、編織操作之效能及該等編織品及針織品實例之品質。此等方法描述於下文。
混紡紗黏結穩定性
本發明所用之膠材料的一個功能為將彈性體纖維與硬紗"黏結"或"黏附"在一起，以使得混紡紗在編織或針織過程中保持固結為一個單元。膠材料較佳塗覆混紡紗之外表面。若彈性體纖維與硬紗之間的黏結在一些點顯著失敗，則該等彈性體纖維不再"被塗覆"或"被黏附"，且紗線在編織或針織期間斷頭的機會大體上增加(意即，處理效率減小)。
在一簡單測試中測試被膠塗覆之混紡紗的黏結穩定性。自卷裝展開一定長度的被膠塗覆的混紡紗61。在相隔約13公分的點處用手抓緊被膠塗覆之混紡紗61。將該被膠塗覆之混紡紗61拉伸至其不會斷裂的最大長度，並接著允許其回復至原始長度；在約5秒的總時間段內將此連續重複5次。接著視覺檢查(抓緊點之間)被膠塗覆之混紡紗61樣品以確認在該等彈性體纖維與該硬紗之間是否有任何分離。若沿樣品長度不存在分離，則該被膠塗覆之混紡紗61通過該測試-該等彈性體纖維及硬紗保持黏附在一起。若存在任何分離，則該被膠塗覆之混紡紗61不通過該測試。對於以下實例而言，所有混紡紗樣品均按上文測試。各樣品必須通過以使黏結穩定性在實例中評定為合格。
編織效能
編織效率係藉由每100,000次投梭中由緯紗所導致的織機的停頓次數來評估。可接受程度為小於5次停頓/100,000次投梭。
編織品伸長率(拉伸)
在特定負載下(意即，力)於織品拉伸方向上評估織品伸長率%，該方向為該等混紡紗之方向(意即，緯向、經向或緯向與經向)。自織品切割三個尺寸為60公分×6.5公分之樣品。長尺寸(60公分)對應於拉伸方向。將該等樣品部分拆開以使樣品寬度減少至5.0公分。接著將該等樣品在20℃+/-2℃及65%+/-2%的相對濕度下調整處理至少16小時。
跨過各樣品寬度在距離樣品末端6.5公分處做第一基準(benchmark)。跨過該樣品寬度在距離該第一基準50.0公分處做第二基準。將自第二基準至樣品之另一末端的多餘織品用於形成及縫合一可插入金屬腳之圈。接著在該圈中切割一凹口以使得砝碼可附著至該金屬腳。
夾持樣品非圈末端並垂直懸掛該織品樣品。藉由懸掛織品圈將30牛頓(N)砝碼(6.75 LB)附著至該金屬腳，以使得織品樣品為該砝碼所拉伸。藉由允許樣品被砝碼拉伸3秒鐘及接著藉由提昇該砝碼來手動地減輕力來"操動"該樣品。如此做三次。接著允許該砝碼自由懸掛，從而拉伸該織品樣品。當該織品在負載下時，量測兩個基準之間之距離到毫米，且將此距離指定為ML。將基準之間的原始距離(意即，未經拉伸之距離)指定為GL。按照下式：伸長率%(E%)=((ML-GL)/GL)×100
來計算各個別樣品之織品伸長率%。
平均三個伸長率結果得到最終結果。
編織品增長(未回復之拉伸)
在拉伸後，無增長之織品正好回復至其拉伸前的原始長 度。然而，拉伸織品在延伸拉伸後通常不會完全回復且稍微較長。長度的此種輕微增大稱作"增長"。
上文之織品伸長率測試必須在增長測試之前完成。僅測試該織品之拉伸方向。對於雙向拉伸織品而言，測試兩個方向。自該織品切割3個各為55.0公分×6.0公分之樣品。此等樣品不同於伸長率測試中所用之彼等樣品。55.0公分方向應對應於拉伸方向。將該等樣品部分拆開以使樣品寬度減小至5.0公分。在如上文伸長率測試中之溫度及濕度下調整處理該等樣品。跨過樣品寬度畫兩個相隔正好50公分之基準。
將來自伸長率測試之已知伸長率%(E%)用於計算該等樣品在此已知伸長率之80%下的長度。此按照下式在80%下的E(長度)=(E%/100)×0.80×L來計算，其中L為基準之間之原始長度(意即50.0公分)。夾持樣品兩端並將樣品拉伸直至基準之間的長度等於上文所計算之L+E(長度)。使此拉伸保持30分鐘，之後釋放拉伸力並允許樣品自由地懸掛及鬆弛。60分鐘後，按照下式增長率%=(L2×100)/L來量測增長率%，其中L2為鬆弛後樣品基準之間之長度上的增加且L為基準之間的原始長度。量測各樣品之此增長率%並將結果平均以確定增長率數值。
編織品收縮率
在清洗後量測織品收縮率。首先在如伸長率及增長測試中之溫度及濕度下調整處理該織品。接著自該織品切割兩 個樣品(60公分×60公分)。該等樣品應遠離織邊至少15公分。在該等織品樣品上標記四條邊為40公分×40公分之正方形。
在具有樣品及負載織品之洗衣機中清洗該等樣品。總洗衣機負載應為2公斤經氣體乾燥之材料，且不多於一半之洗滌物應由測試樣品組成。將要清洗之服裝在40℃的水溫下輕輕地洗滌並旋轉脫水(spun)。根據水硬度，使用1 g/l至3 g/l之清潔劑量。將該等樣品放置在平坦表面上直至乾燥，並接著將其在20℃+/-2℃及65%+/-2% rh的相對濕度下調整處理16小時。
接著藉由量測標記之間的距離來量測經向及緯向上之織品樣品收縮率。按照下式C%=((L1-L2)/L1)×100來計算清洗後之收縮率C%，其中L1為標記之間的原始長度(40公分)且L2為乾燥後的距離。將該等樣品之結果平均並以緯向及經向兩者來報導。負收縮率數值反映膨脹，由於硬紗行為，其在一些情況下是可能的。
應用實例
對於下列8個實例中之每一個而言，使用本發明之膠塗覆方法來首先製備含有Lycra®彈性纖維及硬紗之混紡紗。表1列出用於製造各實例之混紡紗的材料及處理條件。舉例而言，在標題為"Lycra®"之行中，40d意謂牽伸前為40丹尼爾；T162或T563B係指Lycra®彈性纖維之市售類型；且3.5X意謂藉由上膠機強加之Lycra®彈性纖維的牽伸(機器牽 伸)。舉例而言，在標題為"硬紗"之行中，20Ne為藉由English Cotton Count System來量測之紡絲紗的線性密度，而50 d、34 fil為34根長絲之50丹尼爾連續複絲紗。清楚地標記表1中之其餘項。
使用表1中之各實例的混紡紗來隨後製造拉伸織品。被膠塗覆之混紡紗在編織中用作緯紗並作為餵料紗用於緯紗針織織品。對於編織品而言，經紗為紡絲棉紗或合成聚酯假撚變形連續複絲紗。
表2概述織品中所用之紗、編織或針織圖案、編織或針織效能及該等織品之品質特徵。各個實例之一些額外注釋於 下文給出。
實例1：編織拉伸棉卡其布(Khakis)
經紗為具有3.8撚/公尺(t/m)之16Ne支之環紡絲紗。在50次投梭/英吋之投梭水平下，織機速度為478次投梭/分鐘。在退漿及沖刷後，使織品染有藍色。在熱定型後，該織品為46.5英吋寬。
實例2：編織拉伸棉粗斜棉布(Denim)
經紗為10Ne的開端式紡絲棉，且在編織前染有靛藍色。緯紗為10Ne棉/70D易定型(T563B)之Lycra®被膠塗覆之 紗。在38次投梭/英吋下，織機速度為400次投梭/分鐘。織品為砂洗粗斜棉布且在洗滌後具有60%的有效拉伸及4%的增長率。在通過攝氏30度及pH值為11之10%亞氯酸鹽的漂白溶液30分鐘後，該織品具有54%的有效拉伸。
實例3：編織拉伸聚酯織品
在55次投梭/英吋下，織機速度為500次投梭/分鐘。在退漿及沖刷後，在攝氏110度下使織品染有卡其色。經整理之織品的根數在經紗中為105根/英吋(EPI)且在緯紗中為73次投梭/英吋(PPI)。
實例4：編織拉伸襯衫料
經紗為40cc環紡絲棉且緯紗為75D耐綸/40D實驗性熔融紡絲Lycra®。在65次投梭/英吋下，織機速度為400次投梭/分鐘。經整理之織品的根數在經向及緯向上分別為135 EPI與75 PPI。
實例5：編織拉伸棉府綢
織機具有12根經紗密度為96根/英吋之吊帶。織品中之Lycra®彈性纖維含量為織品重量的3.48%。經整理之織品的根數在經向及緯向上分別為135 EPI與68 PPI。
實例6：紗染色條帶編織品
在與40丹尼爾Lycra®纖維並膠塗覆組合之前，以卷裝形式使混紡緯紗中所用之20Ne棉紗染成藍色。在55次投梭/英吋下，織機速度為500次投梭/分鐘。因為緯向中之有色紗及白色紗排列為4：4，所以在織品緯向上形成有色條帶。
實例7：圓形針織拉伸織品
針數為168根/英吋且汽缸直徑為3.75英吋。在攝氏82度下使用1.0 g/l的Merpol＊ LHP及0.5 g/l的苛性鹼沖刷織品30分鐘且接著冷卻至攝氏76.5度並沖洗。織品重量與水重量的比率為1：30。接著在攝氏37.8度下以乙酸使濕織品中和10分鐘至pH值7.0。最後將該織品在270℉下、在霍夫曼壓力機(Hoffman press)中蒸3個15秒蒸汽週期，然後15秒真空。該針織樣品較小且因此針織效能無法量化。
實例8：摻合拉伸編織品
在45次投梭/英吋下，織機速度為500次投梭/分鐘。織品在織機上的寬度為80英吋。經整理之織品的根數在經向與緯向上分別為111 EPI與62 PPI。
雖然已根據較佳實施例描述了本發明，但顯而易見的是其可以許多方式改變。不應視該等變化為本發明之精神及範疇的背離，且熟習此項技術者所顯而易見的的所有該等修改意欲包括於下列申請專利範圍之範疇內。
1‧‧‧硬紗
3‧‧‧彈性體纖維
5‧‧‧硬紗
6‧‧‧硬紗
7‧‧‧彈性體纖維
9‧‧‧短纖維
11‧‧‧彈性體纖維
13‧‧‧經扭曲之硬紗
14‧‧‧經扭曲之硬紗
15‧‧‧彈性體纖維
17‧‧‧硬紗
19‧‧‧硬紗
21‧‧‧彈性體纖維
22‧‧‧複絲硬紗
23‧‧‧彈性體纖維
25‧‧‧硬紗供應卷裝
27‧‧‧硬紗
29‧‧‧一對電機驅動捲筒
31‧‧‧第一導紗器
33‧‧‧彈性體纖維供應卷裝
35‧‧‧張力器
36‧‧‧噴氣纏繞機構
37‧‧‧方向捲筒
39‧‧‧浸沒桿
41‧‧‧張力器後之導紗器
43‧‧‧上膠輪
45‧‧‧經對齊之紗
49‧‧‧上膠溶液槽/上膠溶液
50‧‧‧上膠槽
51‧‧‧壓力捲筒
53‧‧‧彈性體纖維
55‧‧‧被膠塗覆之混紡紗
57‧‧‧穿孔之圓柱形鼓
59‧‧‧方向捲筒
61‧‧‧被膠塗覆之混紡紗
63‧‧‧方向捲筒
65‧‧‧卷緊橫向機構/卷緊捲筒
67‧‧‧被膠塗覆之混紡紗卷裝
69‧‧‧膠材料
圖1A顯示形成一束在該束上具有經包覆、單塗覆之紗的多根彈性體纖維的背景技術實例；圖1B顯示形成一束在該束上具有經包覆、雙塗覆之紗的多根彈性體纖維的背景技術實例；圖1C顯示形成一束在該束上具有經包芯紡絲塗覆之紗的多根彈性體纖維的背景技術實例；圖1D顯示形成一束具有Hamel＊ 扭曲對塗覆紗之多根彈性體纖維的背景技術實例； 圖1E顯示形成一束之多根彈性體纖維的背景技術實例，在該束上一對硬紗對已經扭曲；且圖1F顯示形成一束在該束上具有噴氣塗覆之紗的多根彈性體纖維的背景技術實例；圖2A顯示製造本發明之被膠塗覆之混紡紗之系統的非限制性系統示意圖；圖2B顯示一種製造本發明之混紡紗之方法的非限制性流程圖；圖3A顯示本發明之被膠塗覆之混紡紗的非限制性實例圖；且圖3B顯示本發明之被膠塗覆之混紡紗之非限制性實例的橫截面。
27‧‧‧硬紗
53‧‧‧彈性體纖維
61‧‧‧被膠塗覆之混紡紗
69‧‧‧膠材料

Claims (20)

  1. 一種製造一混紡紗之方法，其包含：將一或多種彈性體纖維之束在該束之鬆弛長度的1.1X至5X範圍內拉伸；使選自由合成纖維、天然纖維及合成纖維與天然纖維之摻合物組成之群的至少一種硬紗鄰近且大體平行對齊該經拉伸之束以形成一經對齊之紗；將一膠材料施用至該經對齊之紗；及乾燥或固化該膠材料以形成一混紡紗。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含將與該一或多種彈性體纖維之束對齊之至少一種硬紗的表面纖維纏繞，其中該纏繞係在將一膠材料施用至該經對齊之紗之前完成。
  3. 如請求項1之方法，其中該膠材料包含一上膠劑及一蠟。
  4. 如請求項3之方法，其中該束包含20至140丹尼爾之彈性纖維紗，且其中該硬紗具有45至900之總丹尼爾。
  5. 如請求項3之方法，其中該上膠劑係選自由澱粉、丙烯酸系聚合物、PVA及CMC組成之群，且其中蠟之濃度為0重量%至1重量%。
  6. 如請求項3之方法，其中該上膠劑為熱熔融之聚合物，且其中將該膠材料以該經對齊之紗之上膠前重量計為3重量%及6重量%的量施用至該經對齊之紗。
  7. 如請求項5之方法，其中該膠材料係在將該膠材料施用至該經對齊之紗之前溶解於水中以形成一溶液，且其中該溶液中之膠材料的濃度為5重量%至25重量%。
  8. 如請求項6之方法，其中該熱熔融聚合物係選自由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯組成之群，且其中蠟的濃度為0重量%至1重量%。
  9. 一種以請求項1之方法製成之混紡紗，其包含：至少一種彈性體纖維，其形成一具有在束之原始紡絲長度之1.2X至6.2X範圍內的總牽伸的束；至少一種硬紗，其選自由合成纖維、天然纖維及合成與天然纖維之摻合物組成之群，其中該硬紗與該束鄰近且大體平行對齊以製成一經對齊之紗；及一經乾燥或經固化之膠材料，其形成使該束與該經對齊之紗之硬紗黏附在一起的黏合劑。
  10. 如請求項9之混紡紗，其中該束由拉伸前為20至140丹尼爾之彈性體纖維紗形成，且其中該硬紗具有45至900之總丹尼爾。
  11. 如請求項9之混紡紗，其中該膠材料包含一上膠劑及一蠟。
  12. 如請求項9之混紡紗，其中該經乾燥之膠材料形成一塗佈在該經對齊之紗上的黏合劑。
  13. 一種彈性編織品，其在編織後及最終織品整理前包含：經紗中具有如請求項9之混紡紗及硬紗；及緯紗中具有如請求項9之混紡紗及硬紗，其中該等混紡紗與該等硬紗在該經紗與該緯紗兩者中的比率為1：1至1：4。
  14. 一種彈性編織品，其在編織後及最終織品整理前包含： 緯紗中具有如請求項9之混紡紗及硬紗；及經紗中具有硬紗，其中該等混紡紗與該等硬紗在緯紗中的比率介於1：1至1：4之範圍內。
  15. 一種彈性編織品，其在編織後及最終織品整理前包含：經紗中具有如請求項9之混紡紗及硬紗；及緯紗中具有硬紗；其中該等混紡紗與該等硬紗在經紗中的比率介於1：1至1：4之範圍內。
  16. 一種彈性針織品，其在針織後及最終整理前包含：如請求項9之混紡紗。
  17. 一種最終整理後的彈性編織品，其包含：緯紗中之基本上未經扭曲之裸彈性體纖維的束，其在緯紗中與硬紗大體平行且鄰近；其中在將該彈性體纖維及硬紗與一或多個經紗或纖維編織之前，該彈性體纖維並未與該等硬紗扭曲、包覆、交織、或包芯紡絲。
  18. 一種包含如請求項17之彈性編織品的服裝。
  19. 一種最終整理後的彈性編織品，其包含：經紗中之基本上未經扭曲之裸彈性體纖維的束，其在經紗中與硬紗大體平行且鄰近，其中在將該彈性體纖維及硬紗與一或多個緯紗或纖維編織之前，該彈性體纖維並未與該等硬紗扭曲、包覆、交織、或包芯紡絲，且其中該等彈性體纖維與硬紗在經紗中的比率介於1：2至1：4 之範圍內。
  20. 一種包含如請求項19之彈性編織品的服裝。
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