專利名稱：含有高強(qiáng)度纖維的輕質(zhì)粗斜紋棉布織物及其制備方法和由其制成的衣服的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輕質(zhì)耐用的高性能粗斜紋棉布織物。更確切地說，本發(fā)明涉及含有至少一種高性能高強(qiáng)度纖維和天然纖維成分的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布，其中將這些成分最終用于構(gòu)成織物，所述織物比標(biāo)準(zhǔn)的粗斜紋棉布的重量至少輕15％，耐用性至少高15％。
背景技術(shù)：
粗斜紋棉布織物是已為公知，并且通?？少徺I的粗斜紋棉布可根據(jù)其特殊的應(yīng)用(例如將其用于各種類型的服裝或服飾)而進(jìn)行變化。然而，通?？少徺I的粗斜紋棉布不具備所必需的既日常穿著舒適又保持足夠的撕破和斷裂強(qiáng)度的性能。
對于粗斜紋棉布或任何給定的織物，舒適性通常取決于三個變量，即纖維的類型、纖維的重量和纖維的構(gòu)造，而纖維的強(qiáng)度或耐用性可以用撕裂強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度來描述，二者對于日常使用的粗斜紋棉布是重要的。適當(dāng)?shù)钠胶膺@些變量是關(guān)鍵。已經(jīng)證明試圖生產(chǎn)重量輕的棉布粗斜紋棉布的嘗試是不成功的，因?yàn)闉榱说玫礁p的重量使用了由松散編織的棉布制成的更薄或更輕的織物。而這使得所需要的性能如耐用性和強(qiáng)度受到影響，由此產(chǎn)生不耐穿的衣服，因?yàn)樗龅牟牧蠒捎谌粘Ｊ褂煤?或洗滌而受到永久性的破壞或降解。由松散編織所構(gòu)成的織物會允許更多的水分傳輸性以及柔軟性，然而這樣的織物的性能差并且強(qiáng)度較低。
本領(lǐng)域通常已知的是通過將芳族聚酰胺纖維引入到織物中來提高粗斜紋棉布織物的性能。例如，Kevlar(一種芳族聚酰胺纖維)是一種因其強(qiáng)度高而馳名的高模量纖維，但是，還已知的是，由于其硬度而使其成為服裝或服飾的不舒適性織物成分。
由棉紗和/或合成纖維構(gòu)成的織物在本領(lǐng)域是已知的，正如美國專利4,900,613(Green)、5,223,334(Green)、4,941,884(Green)、5,077,126(Green)、5,918,319(Ba×ter)和5,628,172(Kolmes等人)中所記載的那樣。
含有Kevlar的工業(yè)織物記載于美國專利5,025,537(Green)中，其公開了含有高收縮性人造纖維的粗斜紋棉布織物。然而，Greene的專利公開了具有非常高的緊密性因子的織物，并且針對工業(yè)保護(hù)服裝，而不適宜設(shè)計日常的便裝或織物。這種工業(yè)服裝缺乏常規(guī)服裝所必需的舒適性。
在前述公開(即美國專利5,625,537(Green))中，已知的是利用棉紗、聚(對苯二甲酸對苯二酯)(PPD-T)和尼龍生產(chǎn)粗斜紋棉布織物，如該專利的實(shí)施例1所示。然而，該實(shí)施例僅涉及本發(fā)明的范圍之外的織物，例如，PPD-T僅存在于經(jīng)紗方向上。
因此在工業(yè)內(nèi)需要提供具有高強(qiáng)度和高性能的織物以滿足日常使用的要求，同時還能保留一定的舒適性，本發(fā)明滿足了該工業(yè)需要。本發(fā)明將高強(qiáng)度的纖維引入織物中而并不影響織物自身原有的舒適性。本發(fā)明還進(jìn)一步闡述了生產(chǎn)過程中存在的問題，即，將纖維或紗線不適當(dāng)?shù)匾肟椢飳⒂绊懣椢锏暮线m的耐用性、強(qiáng)度和舒適性。
發(fā)明簡述本發(fā)明涉及耐用的粗斜紋棉布織物，其含有緊密混合的棉紗線和高強(qiáng)度纖維，或者含有具有鞘/芯構(gòu)造的紗線和高強(qiáng)度纖維，所述鞘/芯構(gòu)造的紗線包含由天然纖維(優(yōu)選棉花)形成的外鞘和由高強(qiáng)度纖維形成的芯。該織物或紗線包含至多30％的高強(qiáng)度纖維和相應(yīng)比例的天然纖維。
更確切地說，本發(fā)明涉及適合于休閑裝的粗斜紋棉布織物，其含有(a)經(jīng)紗，其含有(i)75至98重量份的天然纖維，優(yōu)選棉花，和(ii)2至25重量份的高強(qiáng)度纖維，優(yōu)選對芳族聚酰胺，和(b)緯紗，其含有(i)75至98重量份的天然纖維，優(yōu)選棉花，和(ii)2至25重量份地高強(qiáng)度纖維，優(yōu)選對芳族聚酰胺，其中所述織物比標(biāo)準(zhǔn)的粗斜紋棉布的重量至少輕15％，撕裂強(qiáng)度至少高15％，斷裂強(qiáng)度至少高15％，然而優(yōu)選其重量至少輕20％、撕裂強(qiáng)度至少高20％以及斷裂強(qiáng)度至少高20％的織物。
本發(fā)明還任選地包括約1-5重量％的導(dǎo)電纖維或長絲，其中導(dǎo)電纖維或長絲包含分散于其內(nèi)部的碳黑或其等同物，它為纖維提供了抗靜電傳導(dǎo)。
本發(fā)明涉及由包含天然纖維和高強(qiáng)度纖維的紗線制成的服飾用品，以使所述的高強(qiáng)度纖維在經(jīng)紗和緯紗方向上均有分布，其中服飾用品包括褲子、襯衫、夾克等。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了數(shù)種勝過其它目前生產(chǎn)的粗斜紋棉布的優(yōu)點(diǎn)。借助其獨(dú)特構(gòu)造，所以本發(fā)明保留了所需的粗斜紋棉布的性能，同時還提供了便于日常穿戴以及其它應(yīng)用的輕質(zhì)衣服。本發(fā)明所帶來的另一個優(yōu)點(diǎn)是它的多用性。本發(fā)明因其性能例如懸垂性而能夠使服裝設(shè)計師以及其它的織物消費(fèi)者(例如公眾)和/或設(shè)計師(例如家具設(shè)計師或內(nèi)部裝飾家)的設(shè)計具有多樣性，其中設(shè)計師和消費(fèi)者可以不同于先前的較重的粗斜紋棉布的方式使用本發(fā)明的粗斜紋棉布。
本發(fā)明涉及松散織造同時重量較低的織物，它提供了高度的舒適性和提高的撕破和斷裂強(qiáng)度，這些都是本領(lǐng)域未曾出現(xiàn)的。本發(fā)明的織物可以是針織的、機(jī)織的等。
可以通過本領(lǐng)域已知的多種不同的紡紗方法將本發(fā)明的纖維紡制成紗，所述的紡絲方法包括但不限于環(huán)錠紡紗、自由端紡紗、噴氣紡紗和摩擦紡紗。
本文中所用的術(shù)語“輕質(zhì)的粗斜紋棉布織物”(例如對于褲子)是指當(dāng)與重量為13.5-15盎司/平方碼(460-510克/平方米)的標(biāo)準(zhǔn)天然粗斜紋棉布相比時，其最多大約重11盎司/平方碼(373克/平方米)的粗斜紋棉布織物，然而，由于不同類型的衣服(例如襯衫)使用不同重量的粗斜紋棉布，所以“輕質(zhì)粗斜紋棉布織物”還可以指比由重量為6-8盎司/平方碼(200-270克/平方米)的標(biāo)準(zhǔn)天然粗斜紋棉布制成的類似物品至少輕15％的粗斜紋棉布織物用品。
本文中所用的術(shù)語“高強(qiáng)度纖維”是指其韌度至少為10克/分特并且拉伸模量至少為150克/分特的纖維。
“芳族聚酰胺”是指其中的至少85％的酰胺鍵(-CO-NH-)直接連接到兩個芳環(huán)上的聚酰胺。芳族聚酰胺纖維的例子記載于Man-MadeFibers-Science and Technology，Volume 2，“形成纖維的芳族聚酰胺”部分，第297頁，W.Black等，Interscience Publishers，1968。芳族聚酰胺纖維還公開于美國專利4,172,938、3,869,429、3,819,587、3,673,143、3,354,127和3,094,511中。
本發(fā)明的要求是與通常的100％棉質(zhì)粗斜紋棉布織物的等重織物相比能夠承受高度的磨損。對于某些日常穿戴的衣服耐磨損性是重要的，例如，在打斗游戲中兒童牛仔褲會出現(xiàn)高度磨損。由100％棉制成的牛仔褲很快就會出現(xiàn)洞，必須進(jìn)行修補(bǔ)或丟棄。增加的抗磨損性通常意味著服飾用品具有更大的耐用性，由此在必須丟棄之前能夠使用更長的時間。
本發(fā)明涉及輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其包含天然纖維(優(yōu)選棉花)和高強(qiáng)度纖維(優(yōu)選對芳族聚酰胺)，以及在織物的生產(chǎn)過程中由此紡成的紗線，當(dāng)評價粗斜紋棉布的撕裂強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度時，所述的織物比標(biāo)準(zhǔn)的天然粗斜紋棉布的重量至少輕15％，耐用性至少高15％，但優(yōu)選重量至少輕20％、撕裂強(qiáng)度至少高20％并且斷裂強(qiáng)度至少高20％的織物。
優(yōu)選所述耐用性粗斜紋棉布織物包含天然纖維(優(yōu)選棉花)和高強(qiáng)度纖維的緊密混合物或鞘/芯構(gòu)造，所述的鞘/芯構(gòu)造包含由天然纖維(優(yōu)選棉花)制成的外鞘和由高強(qiáng)度纖維(優(yōu)選對芳族聚酰胺)制成的芯。所述的織物包含至多約30％的高強(qiáng)度纖維，但優(yōu)選約5％至約20％，粗斜紋棉布織物其它部分由天然纖維構(gòu)成。高強(qiáng)度纖維和天然纖維在經(jīng)紗和緯紗方向上均有分布，由此生成具有更高的強(qiáng)度、能夠減少織物重量的松散編織結(jié)構(gòu)和更高的舒適性的織物。
更確切地說，本發(fā)明還涉及適于休閑裝的粗斜紋棉布織物，其包含(a)經(jīng)紗，其包含(i)75至98重量份的天然纖維，優(yōu)選棉花，和(ii)2至25重量份的高強(qiáng)度纖維，優(yōu)選對芳族聚酰胺，和(b)緯紗，其包含(i)75至98重量份的天然纖維，優(yōu)選棉花，和(ii)2至25重量份的高強(qiáng)度纖維，優(yōu)選對芳族聚酰胺，其中所述織物比標(biāo)準(zhǔn)的天然粗斜紋棉布的重量至少輕l5％，撕裂強(qiáng)度至少高15％，斷裂強(qiáng)度至少高15％，然而優(yōu)選其重量至少輕20％、撕裂強(qiáng)度至少高20％以及斷裂強(qiáng)度至少高20％的織物。
高強(qiáng)度纖維的量將根據(jù)所使用的高強(qiáng)度纖維的具體類型以及服飾用品的最終用途而改變。
舉例來說，與褲子相比襯衫可能需要更小的強(qiáng)度。棉布的含量為90至98重量份，高強(qiáng)度纖維的含量為2至10重量份。
高強(qiáng)度纖維和紗線的例子包括但不限于那些由諸如芳族聚酰胺(特別是對芳族聚酰胺)、完全的芳香族共聚聚酰胺、聚烯烴、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑及其組合等的纖維制成的紗線，并且可以由所述紗線的混合物制成。
對芳族聚酰胺是芳族聚酰胺紗線中的常用聚合物，聚(對苯二甲酸對苯二酰胺)(PPD-T)是常用的對芳族聚酰胺。PPD-T是指由對苯二胺與對苯二酰氯等摩爾聚合生成的均聚物以及引入對苯二胺中的少量其它二胺和少量其它二酰氯與對苯二酰氯所形成的共聚物。作為一般規(guī)律，其它二胺和其它二酰氯的用量最多是對苯二胺或?qū)Ρ蕉Ｂ鹊?0摩爾％，或者可能稍微高些，只要所述其它二胺和二酰氯不含有可干擾聚合反應(yīng)的反應(yīng)性基團(tuán)。PPD-T還可以指引入其它芳香族二胺和其它芳香族二酰氯(例如2，6-萘酰氯或氯-或二氯對苯二酰氯或3，4′-二氨基二苯基醚)所形成的共聚物。對于本發(fā)明的目的，對芳族聚酰胺還包括高度修飾的完全芳香族的共聚聚酰胺，例如共聚(對苯二甲酸對苯二酰胺/對苯二甲酸3，4′-二苯基醚二酰胺)。
“聚烯烴”是指聚乙烯或聚丙烯。聚乙烯主要是指其分子量優(yōu)選大于一百萬的線性聚乙烯材料，它可能含有少量的鏈分支或共聚單體，每100個主鏈碳原子中有不超過5個修飾單元，它還可能含有混在其中的不大于50重量％的一種或多種聚合添加劑例如烯烴-1-聚合物，尤其是低密度聚乙烯、丙烯等，或者是通常引入的低分子量添加劑例如抗氧化劑、潤滑劑、紫外線掩蔽劑、著色劑等。其作為長鏈聚乙烯(ECPE)通常是已知的。類似地，聚丙烯主要是其分子量優(yōu)選大于一百萬的線性聚丙烯物質(zhì)。高分子量的線性聚烯烴纖維是可購買的。聚苯并噁唑和聚苯并噻唑優(yōu)選由如下結(jié)構(gòu)的聚合物構(gòu)成 雖然所示的與氮原子連接的芳基可以是雜環(huán)，但它們優(yōu)選為碳環(huán)；雖然它們可以是稠合的或非稠合的多元環(huán)體系，但是它們優(yōu)選為單一的六元環(huán)。雖然二唑系的主鏈中所表示的基團(tuán)是優(yōu)選的對亞苯基，但該基團(tuán)可以被任何的不會干擾聚合物的制備的二價有機(jī)基團(tuán)所取代，或者根本不帶任何基團(tuán)。例如，該基團(tuán)可以是最多為12個碳原子的脂肪族基團(tuán)、甲代亞苯基、亞聯(lián)苯基、二亞苯基醚等。
天然纖維的適宜例子包括但不限于棉花、人造纖維和其它纖維素纖維以及這些纖維的混合物。
出乎意料地是，當(dāng)與100％棉布的粗斜紋棉布織物以及本領(lǐng)域已知的僅在緯線方向上使用Kevlar的粗斜紋棉布織物相比較時，撕裂強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度均得到提高是引人注目的，正如實(shí)施例的表1中所示的那樣。
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布，其重量小于約11盎司/平放碼(373克/平方米)，并且包含高強(qiáng)度纖維(優(yōu)選對芳族聚酰胺)和天然纖維(優(yōu)選棉花)，由此形成適宜的織物。為了所需程度的舒適性、耐用性和強(qiáng)度，粗斜紋棉布織物應(yīng)該包含至少約70％、更優(yōu)選至少約80％的棉紗和最多約30％的高強(qiáng)度纖維，然而優(yōu)選約5％至約20％；其中將高強(qiáng)度纖維(優(yōu)選對芳族聚酰胺纖維，更優(yōu)選Kevlar)分布在經(jīng)紗和緯紗兩個方向上。
織物可能包含具有緊密混合或鞘/芯構(gòu)造的紗線。高強(qiáng)度纖維芯可以是單長絲或纖維束。此外，高強(qiáng)度纖維芯中的纖維束可以是連續(xù)的長絲，或者是多根的短纖維，其中多根短纖維的長度至少約為1.12英寸(2.8厘米)，但優(yōu)選約1.25英寸(3.2厘米)至約10英寸(25厘米)。
用于本發(fā)明的粗斜紋棉布織物的細(xì)紗通常由常規(guī)的棉紡系統(tǒng)、短絨紡紗工藝制得。這些工藝?yán)檬崂頇C(jī)將短纖維斷開或形成紗條。通常將梳理機(jī)用于纖維工業(yè)以分離、排列然后將纖維形成松散集合的纖維的連續(xù)長線而沒有加捻，通常將其稱作粗梳紗條。
一般通過但不限于兩步拉伸工藝將粗梳紗條加工成拉伸紗條。緊密混合的短纖維通過在梳理之前混合短纖維來得到，或者通過在拉伸之前混合粗梳紗條來得到。對于制備良好混合的、均勻的、緊密混合的細(xì)紗，在梳理之前混合短纖維是優(yōu)選的方法。
為了制備緊密混合的細(xì)紗，將拉伸的紗條制成粗紗，然后通常利用制備細(xì)紗的任何常用方法(例如環(huán)錠紡紗)形成加捻紗。為了制備包芯紗，將拉伸的紗條制成粗紗，然后在紡紗步驟中的最后拉伸輥(也將其稱作“鞘殼”)之前將紗芯材料插入拉伸/牽伸的粗砂中。然后將合并的粗紗和芯紗共捻成紗線。將導(dǎo)紗器用于控制包芯紗插入一個或多個拉伸/牽伸的粗紗的中心。另外，還可以利用(例如自由端紡紗機(jī)(其中的一個例子是Murata噴氣紡紗機(jī))或包芯紡紗機(jī)(其中的一個例子是DREF摩擦紡紗機(jī)))將紗條直接紡成紗線。
對于根據(jù)本發(fā)明的方法可能制成的紗線的類型或尺寸沒有限制。然而，該方法特別適于提供單紗支數(shù)為8.5公制支數(shù)(約為5英制棉紗支數(shù))或更細(xì)的短紗，并且優(yōu)選單紗支數(shù)為8.5至34公制支數(shù)(約為5至20英制棉紗支數(shù))的短紗。還可以將這些單紗進(jìn)行合并以形成合股線。
本發(fā)明的另一種實(shí)施方案還任選地包含約1-5重量％的導(dǎo)電纖維或長絲，如記載于美國專利4,612,150(DeHowitt)和美國專利3,803,453(Hull)的方法中所提到的導(dǎo)電纖維或長絲，其中導(dǎo)電纖維包含在其內(nèi)部分散有碳黑或其等同物的纖維，它為纖維提供了抗靜電傳導(dǎo)。將抗靜電纖維結(jié)合入本發(fā)明使得粗斜紋棉布具有抗靜電的品質(zhì)，以使粗斜紋棉布不易帶上靜電，由此能夠防止寵物的毛發(fā)、灰塵、變應(yīng)性物質(zhì)以及通常易受靜電荷吸引的其它外來物體的粘附。
除了棉花或?qū)Ψ甲寰埘０芬酝猓景l(fā)明的粗斜紋棉布織物還可含有纖維。這些纖維通常是合成纖維諸如聚酰胺例如尼龍、尼龍6，6和/或聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯)?？椢镏泻铣衫w維的添加纖維含量的一個例子是2至10重量份，更優(yōu)選3至8重量份。應(yīng)理解的是，在經(jīng)紗和緯紗內(nèi)上述纖維在纖維濃度中的相對含量可以有所不同。以銷售為目的服裝設(shè)計師可能使得一種織物表面與其它表面相比具有更柔軟的觸覺。
本發(fā)明涉及從包含天然纖維和高強(qiáng)度纖維的紗線制成的服飾用品，以使高強(qiáng)度纖維分布在經(jīng)紗和緯紗兩個方向上，其中所述的服飾用品包括褲子、襯衫、夾克等。
通過如下實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方案做進(jìn)一步的解釋。應(yīng)理解的是，雖然指出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案和最優(yōu)選的實(shí)施方案，但這些實(shí)施例僅僅是為了解釋目的。從上述討論和這些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以確定本發(fā)明的本質(zhì)特征，并且在不偏離其精神實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改變和改進(jìn)以使其適應(yīng)各種用途和條件。因此，除了本文中所示的和所描述的改進(jìn)之外，根據(jù)以上描述對本發(fā)明進(jìn)行的各種改進(jìn)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。雖然已經(jīng)參照材料和實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)理解的是，本發(fā)明不限于特定的公開內(nèi)容，而是在權(quán)利要求的范圍內(nèi)擴(kuò)展到所有的等同物。
在此將本文中提到的所有參考資料所公開的內(nèi)容全文引入作為參考。
實(shí)施例在以下實(shí)施例中，所有的份均是重量份，所表示的度均是攝氏度，除非另有說明。
對于實(shí)施例的織物，斷裂強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度分別根據(jù)ASTM D5034和ASTM D1424進(jìn)行測定。斷裂強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度表示特定織物的耐用性。
鞘/芯紗樣以及由其制成的織物的生產(chǎn)制備具有如下組成的兩份6.8千克(15磅)的樣品實(shí)施例1a.中級棉鞘材料-75重量％b.50公制支數(shù)(30/1s英制棉紗支數(shù))，1.7分特/長絲(1.5dpf)Kevlar棉紡環(huán)錠紡成的紗芯材料-25重量％。
實(shí)施例2a.中級棉鞘材料-75重量％b.50公制支數(shù)(30/1s英制棉紗支數(shù))，1.7分特/長絲(1.5dpf)Kevlar(R)拉伸斷面的紗芯材料-25重量％。
利用常規(guī)的短紗環(huán)錠紡紗設(shè)備將棉花紡成1.4公制支數(shù)(0.80亨司)的粗紗。利用CMC固定蓋板梳棉機(jī)將棉纖維梳理成粗梳紗條。通過兩次穿經(jīng)拉伸(頭道梳毛機(jī)/末道清棉機(jī))利用Saco LowellVersamatic/Shaw Drafting System 4 Over 5將粗梳棉紗條加工成拉伸的棉紗條，然后在Saco Lowell 1/B/F/B Roving Frame上將拉伸的棉紗條加工成1.4nM(0.8亨司)的棉粗紗。
為了制備包芯紗，在Roberts Arrow Spinning Frame上用50mm(2英寸)的環(huán)錠將1.4nM(0.8亨司)棉粗紗的兩端換雙倍粗紗。在拉伸/牽伸棉粗紗的過程中，將50公制支數(shù)(30/1s cc)的對芳族聚酰胺細(xì)紗(來自實(shí)施例1，然后是實(shí)施例2)在最后的牽伸輥(也將其稱作“鞘殼”)之前從中心插入兩個抽出的1.4nM(0.80亨司)棉粗紗端之間。然后在相同的Roberts Arrow Spinning Frame上用50mm(2英寸)的環(huán)錠將合并抽出的棉粗紗端和對芳族聚酰胺細(xì)紗端共捻成短細(xì)紗。使用導(dǎo)紗器以控制將50nM(30/1s cc)對芳族聚酰胺細(xì)紗插入兩個抽出的粗紗端的中心。將121捻度系數(shù)(圈/米/(nM)1/2)(或按照英制棉紗支數(shù)體系為4.0捻度系數(shù)(圈/英寸/(cc)1/2))用于13公制支數(shù)(7.5/1cc)的包芯紗。
實(shí)施例3將實(shí)施例1的13公制支數(shù)(7.5棉紗支數(shù))的短細(xì)紗用作經(jīng)紗和緯紗以在梭織機(jī)上織成粗斜紋棉布織物?？椢镌诳棽紮C(jī)上是2×1的右向斜紋編織，結(jié)構(gòu)為25.2經(jīng)紗/cm和13.4緯紗/cm。原織物的單位重量是353g/m2。實(shí)施例3中所述的本發(fā)明的實(shí)施方案的撕裂強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度值遠(yuǎn)大于單位重量為492g/m2的100％棉質(zhì)粗斜紋棉布的實(shí)測值。更確切地說，實(shí)施例3的斷裂強(qiáng)度比39％重質(zhì)棉質(zhì)粗斜紋棉布織物的相應(yīng)值在經(jīng)紗方向上大約高96％，在緯紗方向上大約高20％。類似地，實(shí)施例3的撕裂強(qiáng)度比重質(zhì)粗斜紋棉布織物的相應(yīng)值在經(jīng)紗方向上大約高306％，在緯紗方向上大約高236％。因此，實(shí)施例3的織物的耐用性比標(biāo)準(zhǔn)的重質(zhì)棉質(zhì)粗斜紋棉布織物至少高15％。
實(shí)施例4將實(shí)施例3的13公制支數(shù)(7.5棉紗支數(shù))的短細(xì)紗用作經(jīng)紗和緯紗以在梭織機(jī)上織成粗斜紋棉布織物?？椢镌诳棽紮C(jī)上是2×1的右向斜紋編織，結(jié)構(gòu)為25.2經(jīng)紗/cm和13.4緯紗/cm。原織物的單位重量是363g/m2。實(shí)施例4中所述的本發(fā)明的實(shí)施方案撕破和斷裂強(qiáng)度值遠(yuǎn)大于單位重量為492g/m2的100％棉質(zhì)粗斜紋棉布的實(shí)測值。更確切地說，實(shí)施例4的斷裂強(qiáng)度比39％重質(zhì)棉質(zhì)粗斜紋棉布織物的相應(yīng)值在經(jīng)紗方向上大約高125％，在緯紗方向上大約高57％。類似地，實(shí)施例4的撕裂強(qiáng)度比重質(zhì)粗斜紋棉布織物的相應(yīng)值在經(jīng)紗方向上大約高277％，在緯紗方向上大約高341％。因此，實(shí)施例4的織物的耐用性比標(biāo)準(zhǔn)的重質(zhì)棉質(zhì)粗斜紋棉布織物至少高15％。
對比例對比例5是包含100％棉紗的標(biāo)準(zhǔn)的重質(zhì)粗斜紋棉布織物，并且將其用作比較其它織物的斷裂強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度的基準(zhǔn)材料。織物是3×1右向斜紋編織而成的，結(jié)構(gòu)為23.6經(jīng)紗/cm和16緯紗/cm?？椢锏膯挝恢亓渴?92g/m2。對比例5的斷裂強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度是標(biāo)準(zhǔn)的重質(zhì)粗斜紋棉布的典型值。
織物的比較表1
緊密混合的細(xì)紗樣以及由其制成的織物的生產(chǎn)制備具有如下組成的兩份11.4千克(25lb)的樣品細(xì)紗實(shí)施例6a.中級梳棉-70重量％b.回收利用的對芳族聚酰胺防彈織物-12.5重量％c.1.7分特/長絲(1.5dpf)×3.8cm(1.5″)對芳族聚酰胺纖維-12.5重量％d.4.3分特/長絲(3.9dpf)×3.8cm(1.5″)尼龍/碳鞘/芯抗靜電纖維-5重量％細(xì)紗實(shí)施例7a.中級梳棉-55重量％b.2.0分特/長絲(1.8dpf)×3.8cm(1.5″)尼龍纖維-15重量％c.回收利用的對芳族聚酰胺防彈織物-12.5重量％d.1.7分特/長絲(1.5dpf)×3.8cm(1.5″)對芳族聚酰胺纖維-12.5重量％e.4.3分特/長絲(3.9dpf)×3.8cm(1.5″)尼龍/碳鞘/芯抗靜電纖維-5重量％注釋在實(shí)施例6和7中，對芳族聚酰胺是聚(對苯二甲酸對苯二酰胺)。
首先將11.4千克(25lb)纖維樣品手工混合，然后通過Kitson/SacoLowell Picker分兩次加入以形成不同纖維的混合物。一旦混合后，將每種樣品通過Double Lickerin Roll/Single Cylinder Davis Furber Rollertop Card加入，將精梳取下以制備粗梳紗條。與蓋板式梳棉系統(tǒng)相比，優(yōu)選使用羅拉蓋板式梳理機(jī)系統(tǒng)。該方法使得分離出的100％芳族聚酰胺防彈織物碎片和其它混合的短纖維可以形成包含分離出的長絲的紗條。
用于分離出100％芳族聚酰胺防彈織物碎片的以上梳棉過程優(yōu)選是將100％芳族聚酰胺防彈織物碎片單獨(dú)加入到梳棉機(jī)中，然后手工混合。在沒有混合的情況下，梳棉機(jī)在將織物碎片分離成獨(dú)立的長絲方面不是有效的。
利用常規(guī)的短纖維環(huán)錠紡紗法將粗梳紗條紡成短紗。通過兩次穿經(jīng)拉伸(頭道梳毛機(jī)/末道清棉機(jī))利用SacoLowell Versamatic/ShawDrafting System 4 Over 5將粗梳棉紗條加工成拉伸的棉紗條。然后在Saco Lowell1/B/F/B Roving Frame上將拉伸的棉紗條加工成粗紗。然后在Roberts Arrow Spinning Frame上用5cm(2英寸)的環(huán)錠將粗紗加工成14公制支數(shù)(8cc)的短細(xì)紗。將121捻度系數(shù)(圈/米/(nM)1/2)(或按照英制棉紗支數(shù)系統(tǒng)捻度系數(shù)為4.0(圈/英寸/(cc)1/2))用于細(xì)紗。
由于常用棉纖維的平均長度為2.9cm至3.5cm(1-1/8英寸至1-3/8英寸)，所以使用具有類似長度的芳族聚酰胺纖維可以得到最好的拉伸結(jié)果以及細(xì)紗重量的均勻性(也將其稱作“紗線均勻度”)。
選擇棉紡系統(tǒng)環(huán)錠紡紗以實(shí)現(xiàn)芳族聚酰胺與棉紗的最佳拉伸均勻性。
機(jī)織實(shí)施例8將細(xì)紗實(shí)施例6的14公制支數(shù)(8棉紗支數(shù))的短細(xì)紗用作緯紗以在常規(guī)的Tsudakoma Model 209噴氣織布機(jī)上織成粗斜紋棉布織物。經(jīng)紗由兩類接近異經(jīng)(end-to-end)設(shè)計的細(xì)紗所構(gòu)成。第一類是16公制支數(shù)(9.5c.c.)的環(huán)錠紡紗線，其含有84重量％棉紗和16重量％長度為3.8厘米的未使用過的對芳族聚酰胺纖維。第二類是16公制支數(shù)(9.5c.c.)的環(huán)錠紡紗線，其含有84重量％棉紗和16重量％的長度為3.8厘米的聚酯纖維。織物在織布機(jī)上是3×1的右向斜紋編織，結(jié)構(gòu)為23.6經(jīng)紗/cm和15.7緯紗/cm。按照常規(guī)方法將織物進(jìn)行防縮處理，防縮織物的單位重量是354g/m2。
機(jī)織實(shí)施例9重復(fù)與機(jī)織實(shí)施例8相同的過程，所不同的是，緯紗是14公制支數(shù)(8棉紗支數(shù))的100％環(huán)錠紡棉紗。防縮織物的單位重量是370g/m2。
機(jī)織實(shí)施例10重復(fù)與機(jī)織實(shí)施例8相同的過程，所不同的是，緯紗是14公制支數(shù)(8c.c.)的環(huán)錠紡紗線，其含有75重量％棉紗和25重量％長度為3.8厘米的黑色、未使用過的對芳族聚酰胺纖維。防縮織物的單位重量是366g/m2。
測試對織物樣品進(jìn)行兩種至關(guān)重要的測試(尤其是在緯紗方向上)，從而確定織物的性能?？椢锏臄嗔褟?qiáng)度通過ASTM D 5034“強(qiáng)度和紡織物的斷裂強(qiáng)度和伸長率的標(biāo)準(zhǔn)測試法(抓樣強(qiáng)力試驗(yàn))”進(jìn)行測定?？椢锏乃毫褟?qiáng)度通過ASTM D 1424“通過下降鐘擺型(Elmendorf)裝置進(jìn)行織物的撕裂強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)測試方法”進(jìn)行測定?？椢锏撵o電荷消失通過Federal Standard 191A Method 5931“織物的靜電荷消失的測定”來測定。在21℃及20％相對濕度下，對樣品進(jìn)行調(diào)理，然后進(jìn)行測試。
下面給出了機(jī)織實(shí)施例8和10的織物相對于機(jī)織實(shí)施例9(由100％棉紗制成)的試驗(yàn)結(jié)果。
試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其包含(a)經(jīng)紗，其包含(i)75至98重量份的天然纖維，和(ii)2至25重量份的高強(qiáng)度纖維，和(b)緯紗，其包含(i)75至98重量份天然纖維，和(ii)2至25重量份的高強(qiáng)度纖維，其中所述輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物比標(biāo)準(zhǔn)的基本上天然的粗斜紋棉布的重量至少輕15％，撕裂強(qiáng)度至少高15％，斷裂強(qiáng)度至少高15％。
2.權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的天然纖維是棉花，所述的高強(qiáng)度纖維是對芳族聚酰胺。
3.權(quán)利要求2所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述對芳族聚酰胺是聚(對苯二甲酸對苯二酰胺)。
4.權(quán)利要求2所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述對芳族聚酰胺是共聚(對苯二甲酸對苯二酰胺/對苯二甲酸3，4′-二苯基醚二酰胺)。
5.權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的高強(qiáng)度纖維選自聚苯并噁唑和聚苯并噻唑及其組合。
6.權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)粗耐用的斜紋棉布織物，其中所述織物由包含緊密混合纖維的紗線所制成。
7.權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述織物包含鞘/芯紗或包芯紗。
8.權(quán)利要求7所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的紗芯包括單長絲芯。
9.權(quán)利要求7所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的紗芯包括纖維束。
10.權(quán)利要求8所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的紗芯包括連續(xù)長絲。
11.權(quán)利要求9所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的紗芯包括連續(xù)長絲。
12.權(quán)利要求9所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的紗芯包括多根短纖維。
13.權(quán)利要求12所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的多根短纖維的長度為約2.8厘米至約25厘米。
14.權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)粗斜紋棉布織物，其中所述織物還包含導(dǎo)電纖維。
15.權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)粗斜紋棉布織物，其中所述織物還包含2至10重量份的其它合成纖維。
16.一種輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其包含高強(qiáng)度纖維和天然纖維，所述織物比基本上只含天然纖維的粗斜紋棉布的重量至少輕15％，并且比相同的天然纖維的粗斜紋棉布的撕裂強(qiáng)度至少高15％，斷裂強(qiáng)度至少高15％。
17.權(quán)利要求16所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述的天然纖維是棉花，所述的高強(qiáng)度纖維是對芳族聚酰胺。
18.權(quán)利要求17所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述對芳族聚酰胺是聚(對苯二甲酸對苯二酰胺)。
19.權(quán)利要求17所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述對芳族聚酰胺是共聚(對苯二甲酸對苯二酰胺/對苯二甲酸3，4′-二苯基醚二酰胺)。
20.權(quán)利要求16所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其中所述對芳族聚酰胺選自聚苯并噁唑和聚苯并噻唑及其組合。
21.一種輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物，其在經(jīng)紗和緯紗方向上均包含至少約70％的棉和最多約30％的對芳族聚酰胺。
22.包含權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物的襯衫。
23.包含權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布織物的褲子。
24.制備輕質(zhì)耐用的粗斜紋棉布的方法，該方法包括如下步驟形成包含經(jīng)紗和緯紗的織物所述的經(jīng)紗包含75至98重量份的天然纖維，和2至25重量份的高強(qiáng)度纖維，和所述的緯紗包含75至98重量份的天然纖維，和2至25重量份的高強(qiáng)度纖維。
25.權(quán)利要求24所述的方法，其中所述織物比標(biāo)準(zhǔn)的基本上天然的粗斜紋棉布的重量至少輕15％，撕裂強(qiáng)度至少高15％，斷裂強(qiáng)度至少高15％。
全文摘要
一種輕質(zhì)耐用的高性能粗斜紋棉布織物。更確切地說，本發(fā)明涉及含有高強(qiáng)度成分和天然纖維的輕質(zhì)耐用的高性能粗斜紋棉布，由其制成的織物比標(biāo)準(zhǔn)的粗斜紋棉布的重量大約輕15％，耐用性大約高15％。
文檔編號A41D1/06GK1575359SQ02821047
公開日2005年2月2日 申請日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者紀(jì)成航, 拉里·約翰·普里克特 申請人:杜邦公司