專利名稱：雙葉形截面纖維以及用它制備的織物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由S-形或Z-形取向、具有雙葉形截面形狀的絲形成的復絲紗。按照本發(fā)明制造的長絲特別適合制造具有高吸濕能力、柔軟手感和如真絲一般光澤外觀等綜合性能的服裝織物。本發(fā)明還涉及用于賦予纖維和制品優(yōu)異芯吸特性的親水劑。
背景技術：
服裝用合成長絲中采用多種多樣截面的纖維，包括圓形、三葉形、帶狀、犬骨形、Y-形以及它們的組合。曾開發(fā)出各種截面來提高長絲吸收或芯吸水分的能力。吸濕，指的是水透過或沿著纖維的毛細運動，被看作服裝織物的一項可人特性，因為它通過將潮濕從皮膚吸走以便較快蒸發(fā)來改善穿戴者的舒適感。另外，已開發(fā)出不同截面、單絲旦數(shù)，以及長絲和織物所施油劑的組合來提高長絲吸收或芯吸潮濕的能力。
還開發(fā)出“兩面”織物，以便依靠其表面化學作用促進潮濕從織物內表面移動到外表面。就典型而言，“兩面”織物具有單絲旦數(shù)(dpf)細的長絲，主要在外表面，以及較粗單絲旦數(shù)的長絲，主要在內表面。雖然，此種“兩面”織物很容易通過針織結構在緯編針織物中做到，但是仍存在通過單絲的最佳形狀進一步改進芯吸的潛力。另外，經(jīng)編和機織織物要想造成使某種長絲主要位于這面或那面則既困難，成本也高。因此，尤其是在機織物和經(jīng)編織物中，需要一種提供優(yōu)異吸濕的長絲來改進穿戴者的舒適，尤其是比賽用運動服。一直存在著對提供這樣一種復絲合成紗的需要，它能給服裝織物既提供柔軟手感和絲一般光澤，同時又具有提高的吸收性能。

發(fā)明內容
根據(jù)上述需要，本發(fā)明提供一種包含具有截面為雙葉S-形或Z-形的長絲的復絲紗，其中S或Z-形的截面包含一個基本上平直邊的矩形中心段，具有兩個相對的端；以及從該中心段每個相對端伸出、具有彎曲尖端部分的基本平直邊的臂，其中中心段與每個臂的寬度基本相同，并且中心段與每個臂的長度基本相同，其中臂與中心段之間形成的角度介于約105°～約165°，且其中長絲的單絲旦數(shù)介于約0.1～約4.0。
在另一種實施方案中，本發(fā)明涉及一種具有截面為雙葉S-形或Z-形的長絲，其中每根絲的截面包含基本上平直邊的矩形中心段，具有兩個相對端，并具有從中心段的每個相對端伸出、具有彎曲尖端部分的基本平直邊的臂，其中中心段與每個臂的寬度基本相同，且中心段與每個臂的長度基本相同，其中臂與中心段之間形成的角度介于約105°～約165°，且其中長絲的單絲旦數(shù)介于約0.1～約4.0。
本發(fā)明還涉及一種至少部分地由按本發(fā)明制造的長絲和紗線構成的織物。在一種實施方案中，本發(fā)明涉及一種雙面織物，它在一面上包含一種至少部分地由具有截面為雙葉S-形或Z-形的長絲構成的復絲紗，其中每根絲的截面包含基本上平直邊的矩形中心段，具有兩個相對端，并具有從中心段的每個相對端伸出、具有彎曲尖端部分的基本平直邊的臂，其中中心段和每個臂的寬度基本相同，且中心段與每個臂的長度基本相同，其中臂與中心段之間形成的角度介于約105°～約165°，且其中長絲的單絲旦數(shù)介于約0.1～約4.0。
本發(fā)明還提供一種可用來賦予長絲、紗線或織物，例如本發(fā)明的那些，芯吸特性的親水整理劑，它包含聚己二酰己二胺-聚[聚(氧乙烯)己二酰胺]共聚物在水和丙二醇中的溶液。
附圖簡述

圖1A畫出具有Z-形取向的長絲用包含三個互連狹縫的紡絲孔的正視圖。
圖1B畫出通過圖1A紡絲孔紡出的絲的Z-形截面視圖。
圖2A畫出具有S-形取向的長絲用包含三個互連狹縫的紡絲孔的正視圖。
圖2B畫出通過圖2A紡絲孔紡出的絲的S-形截面視圖。
圖3A、3B和3C畫出本發(fā)明復絲紗的斷面視圖。圖3A畫出具有50％S-形長絲和50％Z-形長絲的復絲紗的斷面。圖3B畫出具有100％Z-形長絲的斷面。圖3C畫出具有100％S-形長絲的斷面。
發(fā)明優(yōu)選實施方案詳述本發(fā)明長絲的截面形狀是鮮明的雙葉S-形或Z-形。參看圖1B，截面100具有基本平直邊、矩形形狀的中心段110，以及連接在中心段上的臂或葉120。葉120具有從中心段110伸出的彎曲形狀，結果在每個葉120與中心段110之間形成約105°～165°的角?！癦-形”截面在圖1B中畫出；“S-形”截面在圖2B中畫出。
采用本發(fā)明長絲形成的紗線可具有任何S-形或Z-形截面取向的比例。在本發(fā)明一種實施方案中，紗線由具有S-形和Z-形截面的長絲的混合物構成。圖3A畫出具有S-形與Z-形截面的長絲的混合物。具體地說，S-形截面可占到復絲紗全部長絲根數(shù)的至少約25％，例如，至少約50％，例如至少約60％，例如，至少約75％，且在某些實施方案中，約100％。Z-形截面可占到復絲紗全部長絲根數(shù)的至少約25％，例如，至少約50％，例如至少約60％，例如，至少約75％，且在某些實施方案中，約100％。
在本發(fā)明另一種實施方案中，該紗線的長絲具有均一的指向。術語“均一指向”在本文中被用來指長絲截面的取向基本相同。例如，長絲可全部處于相同的S-形取向，例如圖3C中所畫的。替代地，長絲可全部處于相同的Z-形取向，例如圖3B中所畫的。
本發(fā)明長絲由任何熱塑性聚合物構成。本發(fā)明長絲可由能形成可熔融紡絲聚合物的單體的均聚物、共聚物和/或三元共聚物構成?？扇廴诩徑z聚合物包括聚酰胺，如聚己二酰己二胺(尼龍6，6)；聚己內酰胺(尼龍6)；聚庚酰胺(尼龍7)；尼龍10；聚十二內酰胺(尼龍12)；聚己二酰丁二胺(尼龍4，6)；聚癸二酰己二胺均聚物(尼龍6，10)；正十二烷二酸與(1，6-)己二胺的均聚物聚酰胺(尼龍6，12)；以及(1，12-)十二烷二胺與正十二烷二酸的聚酰胺(尼龍12，12)；聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(“2-GT”)、聚對苯二甲酸(1，3-)丙二醇酯(“3-GT”)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(“4-GT”)、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚萘二羧酸乙二醇酯；聚烯烴，例如，聚丙烯、聚乙烯和聚氨酯；以及它們的組合。本發(fā)明使用的均聚物、共聚物和三元共聚物的制造方法是技術上已知的，可包括采用催化劑、助催化劑和鏈支化劑來形成共聚物和三元共聚物，正如技術上所知。優(yōu)選的是，成纖聚合物是至少一種聚酰胺，因為聚酰胺基于其模量較低通常都比較柔軟，并且它們由于自身聚合物表面化學的緣故比較親水。更優(yōu)選的是，該聚合物是尼龍6、尼龍6，6或它們的組合。最優(yōu)選的是，聚酰胺是尼龍6，6。
本發(fā)明使用的聚合物及其長絲、紗線和制品可包含傳統(tǒng)添加劑，它們可在聚合加工期間加入或者加入到成形后的聚合物或制品中，并可對聚合物或纖維性能的改善做出貢獻。這些添加劑的例子包括抗靜電劑、抗氧化劑、抗菌劑、耐焰劑、染料、光穩(wěn)定劑、聚合催化劑和助劑、增粘劑、消光劑如二氧化鈦、消光劑(matting agent)、有機磷酸酯以及它們的組合。
本發(fā)明使用的聚合物及其長絲、紗線和制品可在其表面上施以永久或半永久親水處理劑或整理劑。這些處理劑可改善制品的吸濕性能。
適合本發(fā)明使用的芯吸處理劑包括親水聚合物組合物，例如，被制成具有親水鏈段的聚酰胺，例如，聚(己二酰己二胺)-聚[聚(氧乙烯)己二酰胺]共聚物[化學文摘社號(CAS No.)92717-79-8]，例如，描述在美國專利4,468,505中，在此將其全部內容收作參考；親水化聚硅氧烷微乳液，例如“Sandotor HV Liquid”，由Clariant公司銷售；親水共聚聚酯，例如，含有聚氧乙烯二酯和亞烷基二酯兩種鏈段的共聚聚酯；以及某些非離子表面活性劑，例如，公開在加拿大專利1,234,656中的那些。
這些芯吸處理劑在其改進吸水性能上各不相同，在其耐水洗牢度或耐久性上各不相同。此種在性能上的變化取決于幾種因素，包括被處理纖維的組成、芯吸處理劑在纖維上的施涂量，以及處理劑的耐水洗牢度。
聚(己二酰己二胺)-聚[聚(氧乙烯)己二酰胺]共聚物據(jù)發(fā)現(xiàn)特別適合用來處理本發(fā)明制品。該聚合物由聚氧乙烯己二酰胺鏈段和聚(己二酰己二胺)鏈段組成。聚(氧乙烯)己二酰胺鏈段是通過聚(氧乙烯)二胺[CAS號65605-36-9]與己二酸之間的反應生成的。該聚(氧乙烯)二胺可包括少量，例如小于25mol％氧丙烯基團，以及氧乙烯基團。
聚氧乙烯己二酰胺鏈段具有高親水性并賦予共聚物親水特性，進而賦予被處理纖維親水特性，而聚(己二酰己二胺)鏈段具有低水溶性，從而賦予處理劑在纖維上的耐久性。這些己二酰胺共聚物當被處理基材中使用的聚合物是尼龍6、尼龍6，6或其組合時尤其有用，當聚酰胺基材是尼龍6，6時，最有用。
聚氧乙烯己二酰胺和聚(己二酰己二胺)鏈段各自的長度皆可變化。增加聚氧乙烯己二酰胺鏈段的長度將增加處理劑的吸水性能，但同時增加其水溶性并從而降低其洗滌耐久性。增加聚(己二酰己二胺)鏈段的長度將降低其水溶性并從而增加處理劑的洗滌耐久性。
聚氧乙烯己二酰胺鏈段的適宜長度在一定程度上也取決于聚(氧乙烯)二胺的市售供應情況。分子量600、900和2000的聚(氧乙烯)二胺可從Huntsman公司購得，因此特別有用。它們的商品名分別是XTJ-500、XTJ-501和XTJ-502。
這些鏈段的每一種彼此間在處理組合物中的相對含量也可按任意要求的比例改變。增加聚氧乙烯己二酰胺鏈段的比例將增加處理劑的吸水性能，但同時增加其水溶性并從而降低其洗滌耐久性。反之，增加聚(己二酰己二胺)鏈段的比例將降低其水溶性并從而增加其洗滌耐久性。應對聚氧乙烯己二酰胺與聚(己二酰己二胺)鏈段在共聚物中的相對含量進行權衡，以達到在盡可能增加吸收性能的同時維持適當?shù)哪头磸拖礈炖味取１景l(fā)明優(yōu)選的共聚物采用分子量介于約900～約2000的聚(氧乙烯)二胺，同時尼龍6，6的重量百分比介于約18～22％。該聚合物可按照美國專利4,468,505中所述方法制備。
此種共聚物當用于本發(fā)明中時，可溶解在任何適當溶液中。優(yōu)選的體系據(jù)發(fā)現(xiàn)是1，2-丙二醇與水的溶液。此種組合提供一種溶液，它既可本身施加到織物上，也可與如下所述其他加工劑組合使用。聚(己二酰己二胺)-聚[聚(氧乙烯)己二酰胺]共聚物在溶液中的數(shù)量介于約0.1％～約40wt％。最優(yōu)選的范圍是約8％～約15％。當共聚物的百分含量更高時，溶液將具有膠凝的傾向。更低的百分含量雖可接受但不太經(jīng)濟。為施加到織物上，溶液可進一步用水稀釋，以利于整理劑的施涂量剛好達到要求，而不致過度施涂。
1，2-丙二醇被用來促使共聚物溶解在水中。1，2-丙二醇的優(yōu)選用量大致等于親水聚酰胺共聚物的重量。更多的1，2-丙二醇雖可使用(例如，1.5倍于共聚物的重量)，但可能拖長施涂過程中所要求的干燥時間。更低的1，2-丙二醇用量(例如，0.5倍親水聚酰胺共聚物的重量)雖可使用，但將降低親水聚酰胺共聚物的溶解度。與乙醇相比，優(yōu)選使用1，2-丙二醇，正如美國專利4,468,505中所公開的，原因在于它不可燃，它毒性小，致癌作用小，需要的用量小，以及它具有較高沸點，因此逸出較少。
親水共聚聚酯也可用于本發(fā)明中作為親水劑。親水共聚聚酯包括含有聚氧乙烯二酯和亞烷基二酯兩種鏈段的共聚聚酯。它們可以是簡單共聚聚酯，即，它們可僅包含聚氧乙烯二酯和聚亞烷基二酯鏈段，就是說，該共聚聚酯由單一一種聚環(huán)氧乙烷、二酯和二醇衍生而來。各種不同分予量的聚環(huán)氧乙烷、對苯二甲酸二甲酯和乙二醇乃是此種共聚物的最常見原料，主要基于成本和易得兩方面的原因。在這些用于制備此種簡單親水共聚聚酯的共聚單體基礎上的各種各樣變換方案也是可能的。這類共聚物公開在美國專利3,416,952中，在此將其全部內容收作參考。此類共聚物的例子包括“ZELCON”5126[CAS號9074-67-3]，由Stepan公司市售供應；以及“MILEASE”T[CAS號9016-88-0]，由帝國化學工業(yè)公司(倫敦，英國)市售供應，“ZELCON”5126和“MILEASE”T均以含水最高達85％的水分散體形式銷售。
這些以前公開的永久或半永久親水處理組合物可采用任何適當手段施加到織物或纖維上，例如，刮涂、刷涂、浸涂、發(fā)泡、喂入輥隙、噴涂或其他手段。該組合物的典型最低施涂量為纖維的至少0.1wt％固體，優(yōu)選至少0.5wt％固體，以達到吸水和牢度。更高的施涂量將改進親水特性。干燥或趕出溶劑之后，一種耐久、親水涂層將留在織物或纖維表面。該涂層將導致置于表面的水迅速潤濕織物并沿纖維長度移動和透過織物層。
其他添加劑也可施加到纖維上，例如，在紡絲和/或牽伸加工期間，包括抗靜電劑、滑爽劑、增粘劑、抗氧化劑、抗菌劑、耐焰劑、潤滑劑或它們的組合。另外，這些附加的添加劑可在各種不同的工藝步驟中加入，正如技術上已知的。
本發(fā)明長絲也可采用兩種聚合物制成，例如，兩種尼龍，或兩種聚酯，成形為所謂“雙組分”長絲。還有，本發(fā)明具有雙葉截面的長絲，包括成形為雙組分的那些，可與其他截面和/或聚合物的長絲混合形成紗線。
本發(fā)明長絲采用任何適當紡絲方法成形，可根據(jù)所用聚合物的類型而有所不同，正如技術上所知。一般而言，該可熔融紡絲聚合物經(jīng)熔融并通過一種其式樣對應于本發(fā)明要求的雙葉形截面的紡絲孔擠出。擠出的纖維隨后以適當介質，如空氣，驟冷或固化，以便從離開紡絲孔的纖維中撤出熱量。驟冷后，長絲進行集束，交絡處理并卷繞成復絲束。
用于生產本發(fā)明長絲的紡絲孔可以是任何能產生上述雙葉形截面的適當紡絲孔。一種合適的紡絲板，例如，描述在美國專利5,447,771中，在此將其全部內容收作參考。具體地并如同本文附圖1A和2A所示，紡絲板包括具有上、下表面的板，二表面由分段的毛細孔連接。該分段毛細孔包括中心部分和兩個徑向臂，其中每個臂呈矩形形狀。如圖A1、1B和2B所示，角(C1或C2)是一個臂與中心部分之間的夾角。角C1通常介于約105°～約165°。角C2通常介于約105°～約165°。該截面的角C1和C2可相同或不同。優(yōu)選的是，二角基本相同。優(yōu)選的是，在S-形截面的情況下，每個臂的角C1和C2(如圖2B所示)介于約105°～約165°，最優(yōu)選介于約120°～約135°。優(yōu)選的是，在Z-形截面的情況下，每個臂的角C1和C2(如圖1B所示)介于約105°～約165°，最優(yōu)選介于約120°～約135°。
另外，參見圖2A，狹縫可具有任何長度(A1和A2)，例如，介于約0.005～約0.050英寸，優(yōu)選介于約0.010～約0.020英寸，以及任何寬度(B1和B2)，例如，介于約0.001～約0.015英寸，優(yōu)選以0.003～約0.005英寸。中心部分110可具有任何長度(D)，例如，介于約0.005～約0.025，優(yōu)選約0.012～約0.020，以及任何寬度(E)，例如，介于約0.001～約0.015英寸，優(yōu)選約0.003～約0.005英寸。圖1A可具有類似的尺寸。
在一種優(yōu)選實施方案中，每個狹縫的尺寸進一步由下列比例規(guī)定1.5＜A1/B1＜10，其中A1是狹縫的長度，B1是狹縫寬度。對于第二臂而言的公式將是1.5＜A2/B2＜10，其中A2是另一狹縫的長度，B2是那個狹縫的寬度。一般地，紡絲孔應具有如上所述尺寸才能制造出本發(fā)明的長絲。然而，要理解，在上述范圍內的具體尺寸和比例可隨著諸如聚合物類型、粘度和驟冷介質之類的因素而變化。還應當知道，狹縫的形狀可以修改，例如，如圖1A所示，其中徑向狹縫的尖端部分略微彎曲。優(yōu)選的是，每個徑向狹縫的尺寸和形狀基本上彼此相同。
熔融聚合物擠出時所通過的紡絲孔被加工成能夠產生本發(fā)明要求的截面。圖1A和2A畫出成形該長絲的紡絲孔正視圖。紡絲孔或紡絲板孔可采用任何適當方法加工，例如，激光切割，如美國專利5,168,143中所描述的，在此將其全部內容收作參考，鉆孔、放電加工(EDM)，以及沖孔，正如技術上已知的。優(yōu)選的是，紡絲孔采用激光束加工。紡絲孔可具有任何合適的尺寸，并可以加工成連續(xù)狹縫或非連續(xù)狹縫。非連續(xù)毛細孔可通過按照某種讓聚合物坍塌并形成本發(fā)明雙葉形截面的圖案鉆出許多小孔來獲得。
該長絲可成形為任何類型紗線，例如，全牽伸紗或部分取向紗，例如用于變形加工的喂入紗。據(jù)此，在一種實施方案中，長絲被紡成全牽伸紗，例如，一種具有約35～約50％斷裂伸長的取向度、可直接用于制造制品的紗線。然而，任選地，本發(fā)明長絲可按照已知方法進行變形加工，亦稱作“膨體的”或“卷曲的”紗。在此種本發(fā)明實施方案中，長絲可牽伸成為部分取向紗，例如，具有約55～約75％斷裂伸長的取向度的紗線，任何采用正如牽伸-假捻變形、空氣噴嘴變形、齒輪卷曲之類的技術進行變形加工。
本發(fā)明長絲可加工成具有任何要求的旦數(shù)、長絲支數(shù)和dpf(單絲旦數(shù))的復絲纖維或紗線。由本發(fā)明長絲成形的紗線的總旦數(shù)通常介于約10～約300旦，優(yōu)選介于約15～約250旦，最優(yōu)選介于約20～約150旦。本發(fā)明長絲的單絲旦數(shù)介于約0.1～約4dpf，優(yōu)選介于約0.8～約3.5dpf，最優(yōu)選介于約0.9～約3.0。在一種實施方案中，dpf小于約2.9，或低于約2.5。該雙葉形長絲可與其他長絲，例如與具有dpf高于或低于約4的長絲混合。
本發(fā)明紗線還可由多種具有不同dpf范圍的不同紗線構成。在此種情況下，該紗線應由至少一種具有本發(fā)明多葉形截面的長絲構成。優(yōu)選的是，含有多種不同長絲的紗線的每一根絲具有相同或不同的dpf，且每種dpf介于約0.1～約4dpf，優(yōu)選介于約0.8～約3.5，最優(yōu)選介于約0.9～約3.0。
本發(fā)明長絲可用于制造織物。任何已知適合制造織物的方法均可使用。例如，經(jīng)編、圓型針織、襪類針織，并且普通短纖維鋪網(wǎng)成形為非織造布的方法也適合制造織物。在一種實施方案中，兩面織物是在織物的基本上一面采用本發(fā)明長絲制造的。任何其他類型紗線均可用來構成該織物的另一面，但優(yōu)選它具有不同的芯吸能力。適合作兩面織物另一面的紗線可由聚酰胺、聚酯、聚烯烴、天然纖維如棉、毛、絲、人造絲及其組合構成。兩面織物可采用技術上已知的方法制造。例如，該織物可針織，其中一面采用本發(fā)明具有雙葉形截面的復絲紗，而另一面則采用另一種紗線。制造兩面織物的合適的方法包括紗線的經(jīng)編和添紗。兩面織物的好處在于，它能把潮濕從身體吸走。一般地，在服裝的里面采用較高dpf的織物，而服裝的外面采用較低dpf織物。但是，本發(fā)明雙葉形截面復絲紗可用于兩面織物的任何一面。例如，本發(fā)明雙葉形截面復絲紗可用于織物的外面，并以諸如上面描述的親水劑之類的整理劑進行處理。在另一種實施方案中，一種不同的紗線，例如，棉，可用于成形織物的外面，而將雙葉形復絲紗放在里面。
在另一種優(yōu)選的實施方案中，織物由至少約50％，優(yōu)選至少約80％本發(fā)明長絲構成，以單絲總數(shù)為基準。在另一種優(yōu)選實施方案中，由本發(fā)明長絲成形的織物與一種如上所述永久或半永久親水潤濕劑組合起來。該織物可用于制造任何類型服裝，包括泳裝、比賽用運動服和現(xiàn)成服裝。
任何要求的添加劑皆可直接施涂到織物上。此種添加劑的例子包括抗靜電劑、抗氧化劑、抗菌劑、耐焰劑、染料、光穩(wěn)定劑、聚合催化劑和助劑、增粘劑、消光劑如二氧化鈦、消光劑(matting agent)、有機磷酸酯、永久或半永久親水潤濕劑以及它們的組合。優(yōu)選的是，在采用本發(fā)明復絲紗制造的織物中加入一種適當潤濕劑。適合直接施用到織物上的潤濕劑包括如上面所描述的親水劑。
采用本發(fā)明長絲和紗線制造的織物據(jù)發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)出優(yōu)異吸濕性能、柔軟手感和絲一般光澤。已開發(fā)出高dpf長絲的復絲紗，用于具有相反指向雙葉截面的地毯中。例如，Mill等人，美國專利5,447,771，描述一種復絲紗，其中在截面中，“S”與“Z”以40∶60～60∶40的比例存在。本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，該S和Z截面長絲可用于制造具有優(yōu)異芯吸特性的服裝，特別是以小于約4的dpf。
本發(fā)明紗線的吸濕按已知方法確定，例如通過垂直芯吸試驗或水平芯吸試驗確定。垂直芯吸試驗可這樣進行將紗線針織成管狀，然后煮練或以任何要求的試劑處理該管狀物，并讓處理的管狀物氣干。然后，管狀物被裁成1英寸寬、約8英寸長的條狀，然后垂直地懸掛在水的上方，令3英寸在水中，5英寸在水面以上。以肉眼觀察規(guī)定時間，例如，1min、5min、10min和30min內水沿條狀物吸上的高度。
單絲旦數(shù)介于約0.1～約4.0的混合S-形和Z-形截面據(jù)發(fā)現(xiàn)顯示出提高的吸濕。優(yōu)異的結果也在如這里所述的指向均一S-形或Z-形截面的復絲紗上觀察到。
本發(fā)明紗線具有適合用于服裝的強度。強度是在Instron(抗張試驗機)上測定的，其上備有以10英寸隔距夾緊樣品的兩個夾子。隨后，紗線以10英寸每分鐘的應變速率接受拉伸，數(shù)據(jù)由載荷傳感器記錄，于是獲得應力-應變曲線。強度是斷裂強力(克數(shù))除以紗線的旦數(shù)。本發(fā)明部分取向紗和全牽伸紗都可具有介于約2～約8的強度，優(yōu)選介于約3～約6克/旦。
紗線的斷裂伸長可采用已知的設備測定。例如，一種方法涉及在一種Instron Tester TTB(Instron工程公司)上拉伸至斷裂，其上配備了Alfred Suter公司制造的Twister Head，并采用1英寸×1英寸的平面爪夾子(Instron工程公司)。典型尺寸為約10英寸長的樣品在65％相對濕度和70°F環(huán)境下預先施加每英寸2個捻回并以60％每分鐘的拉伸速率進行拉伸。對于本發(fā)明全牽伸紗和部分取向紗而言，斷裂伸長均介于約30％～約80％，優(yōu)選介于約40％～約60％。
紗線的沸水收縮可采用任何已知方法測定。例如，可這樣測定，將一重物從一定長度紗線上懸吊下來以便在紗線上產生0.1克/旦的載荷，然后測定其長度(L0)。然后，拿掉重物，并將紗線浸沒在沸水中30min。繼而，取出紗線，再次以同一重物加載，并記錄下其新長度(Lf)。收縮百分率(S)按下式計算收縮(％)＝100(L0-Lf)/L0低收縮是大多數(shù)紡織用途高度青睞的。本發(fā)明紗線的收縮小于約10％，優(yōu)選小于約7％，最優(yōu)選小于約6％。
現(xiàn)在，將通過下面的非限定性實施例說明本發(fā)明。
實施例實例1的整理劑中使用的聚(己二酰己二胺)-聚[聚(氧乙烯)己二酰胺]共聚物的制備聚氧亞烷基胺XTJ-501(Huntsman，CAS 65605-36-9，分子量900)506g、己二酸82.1g和277.6g尼龍鹽溶液(己二胺與己二酸按1∶1摩爾比在水中的53.2％溶液，加熱至均一)，在2L配備機械攪拌器、熱電偶、攪拌槳葉、蒸餾頭和氮氣管的樹脂釜中合并。開始攪拌，隨后通過反復3次抽真空并以氮氣解除真空趕出所有空氣?；旌衔锍氏”“咨贊{?；旌衔镅杆偌訜岬?20℃的釜內溫度，以蒸出水分。整個反應期間，利用氮氣吹掃促進水的移出?？刹捎谜羝訜峄蛟诟捻敳坎捎脽釒頊p少水的回流。水的蒸出一旦放慢(收集到約130mL)，混合物加熱到200℃的釜溫，并保持4h。水繼續(xù)蒸出，混合物在1h內加熱到260℃，并在260℃保持30min，然后冷卻至室溫。固體聚合物從燒瓶中取出，剁碎或磨碎到要求的大小。
聚(己二酰己二胺)-聚[聚(氧乙烯)己二酰胺]共聚物溶液的制備1，2-丙二醇100g，和水800g在混合機中合并，然后加熱到90～95℃。加入100g上面制備的聚(己二酰己二胺)-聚[聚(氧乙烯)己二酰胺]共聚物并快速攪拌30min直至其溶解。溶液經(jīng)濾布過濾以除掉未溶解顆粒，然后加入少量戊二醛(670mg)(Ucarcide 225)作為防腐劑。
實例1紡制40旦-14根單絲雙葉形截面紗，其中50％的長絲是“S”-形的，50％的長絲是“Z”-形的。長絲在290℃的溫度紡出。該紗線是采用尼龍6，6紡制的，其相對粘度(RV)介于45～47。采用了一種常用尼龍組件配方，其中采取3頭/組件構型的具有雙葉形截面的紡絲板。尼龍6，6是以3000～3200碼/分鐘的卷繞速度紡出并以2.5～2.7倍的拉伸比拉伸的。長絲的強度是3.6克/旦；紗線的斷裂伸長是42％。紗線的截面類似于圖3A中給出的。采用了一般紡絲/二次紡絲油劑。
該紗線在單頭針織機上被針織成勞森管狀物。編織成管狀物之后，上面實施例中的每種產品通過垂直芯吸試驗進行測試。產品按兩種方式制備(1)充分煮練以除掉所有油劑，以及(2)隨后，以親水吸濕劑處理，然后氣干。該試驗中采用的具體親水整理劑是如上面所述制備的共聚物分散體。隨后，產品被裁成1英寸寬、約8英寸長的條狀，然后垂直地懸掛在水上，其中3英寸在水中，5英寸在水面以上。然后，試驗人用肉眼觀察水沿條狀物吸上的高度，最高到5英寸。觀察是在1min、5min、10min和30min進行的。當達到5英寸時，停止試驗。用圓形、三葉形和犬骨形截面尼龍6，6的對照樣進行比較。有趣的是，當煮練時，這些不同截面芯吸得都不太好，而當以親水整理劑處理時結果就大不一樣了。雙葉形截面從加入親水整理劑中受益最大。該結果總括在表I中。
實例2按照類似于實例1的方式，制成一種40旦-14根單絲的雙葉形截面紗，具有100％S-形絲截面并采用尼龍6，6紡成。長絲的強度是4.3克/旦；紗線斷裂伸長是41％。再有，紗線的沸水收縮是5.3％并以11個結每米進行交絡。該紗線具有類似于圖3C所示截面。隨后，紗線的吸濕能力按垂直芯吸試驗做了測試，如表1所載。
實例3
按照類似于實例1的方式，制成一種40旦-14根單絲的雙葉形截面紗，具有100％Z-形絲截面并采用尼龍6，6紡成。紗線的吸濕能力按垂直芯吸試驗做了測試，如表1所載。紗線的截面類似于圖3B所示。該紗線的旦數(shù)、伸長和沸水收縮類似于實例1的紗線。
實例4按照類似于實例1的方式，只是拉伸比降低到1.9倍，紡制一種44旦-14根單絲雙葉形部分取向紗，具有50％S-形絲截面和50％Z-形絲截面并采用尼龍6，6紡成。紗線的截面類似于圖3A所示。該紗線的強度是3.1克/旦；紗線的斷裂伸長是59％。
實例5按照類似于實例1的方式，制成一種80旦-28根單絲的雙葉形截面紗，具有50％S-形絲截面和50％Z-形絲截面并采用尼龍6，6紡成。長絲的強度是4.2克/旦；紗線的斷裂伸長是42％。紗線的沸水收縮是6.0％；紗線以15個結每米的速率進行了交絡。隨后，紗線的吸濕能力按垂直芯吸試驗做了測試，如表1所載。然而由于標準試驗在30min內已達到5英寸的最大值，故對經(jīng)處理的80-28紗線采用更長的條狀物進行附加的試驗，結果發(fā)現(xiàn)，該80-28雙葉形樣品的芯吸超過5英寸后繼續(xù)上升，在30min內最高達6.2英寸。
對比例A～F對比紗線按照類似于實例1的方式成形，其旦數(shù)-根數(shù)和截面載于表1中。每種紗線均由尼龍6，6制成。隨后，紗線的吸濕能力按垂直芯吸試驗做了測試，如表1所載。
表I

如表1所示，本發(fā)明處理的雙葉形截面在芯吸能力上遠超過其他截面。例如，本發(fā)明處理的雙葉形截面在30min內每一種都芯吸到全部紗線長度。這一點特別出乎意料，因為當作為煮練的織物試驗時，三葉形和犬骨形截面具有比雙葉形好的芯吸表現(xiàn)，可是當以親水整理劑處理時卻不然。因此，始料未及的是雙葉形截面與親水整理劑之間的協(xié)同效應。據(jù)信，此種協(xié)同效應可能與雙葉形纖維斂集在一起時纖維之間形成微小毛細孔的方式有關，后者在纖維表面一旦因親水整理劑的作用而潤濕之后便可加強芯吸，而這在三葉形和犬骨形截面的情況下則未出現(xiàn)。
實例6實例1的紗線和具有各種不同截面的紗線，如犬骨形和圓形，采用尼龍6，6紡成。這些紗線的每一種緯編成基本“兩面的結構”，其中第二紗線是70旦34根單絲的尼龍6，6，其中織物中的每種紗線各占50wt％?？椢锏倪@種兩面特性是通過控制針織線圈的長度和針織機的喂入張力達到的。隨后，這些織物采用尼龍通常采用的技術染色和整理。Clariant公司的Sandator HV液體作為親水劑施用。
芯吸試驗涉及在一次試驗中測定芯吸速率和織物吸濕量的方法。具體地說，該試驗涉及采用一種設備，它包括一個55mm直徑、固定在木制臺子上以保持穩(wěn)定并連接一段非壓縮性軟管的多孔板。軟管置于1L液體池中，液體池放在電子天平上以測定池中剩余液體的重量。隨著水被從池中芯吸到織物上，連接天平的電腦記錄下重量損失，從而確定出水吸入量?？椢锊贸?20mm乘130mm的樣品，并放在多孔板的頂面，在頂面放有一圓柱體質量用以促進與濕多孔板的接觸。測定織物的總體吸濕量并根據(jù)該數(shù)據(jù)計算出芯吸速率。該試驗的結果載于表2中。
表2

如表2所載，本發(fā)明雙葉形截面在蓄積表面水和吸水的能力上遠超過其他截面。
本領域技術人員在從上面給出的本發(fā)明公開中獲益之后，將能夠對其做出許許多多修改。這些修改應視為涵蓋在如所附權利要求所規(guī)定的本發(fā)明范圍之內。
權利要求
1.一種至少部分地由具有截面為雙葉S-形或Z-形的長絲成形的紗線，其中S-形或Z-形的截面的長絲包含一個基本上平直邊的矩形中心段，具有兩個相對的端；以及從該中心段每個相對端伸出、具有彎曲尖端部分的基本平直邊的臂，其中中心段和每個臂的寬度基本相同，并且中心段與每個臂的長度基本相同，其中臂與中心段之間形成的角度介于約105°～約165°，且其中該紗線中的長絲的單絲旦數(shù)介于約0.1～約4.0。
2.權利要求1的紗線，其中所述紗線包含至少約50％Z-形或S-形截面的長絲，以絲的總根數(shù)為基準。
3.權利要求2的紗線，其中所述紗線包含至少約90％Z-形或S-形截面的長絲。
4.權利要求1的紗線，其旦數(shù)介于約15～200旦。
5.權利要求1的紗線，其中每種長絲由選自聚酰胺、聚烯烴、聚酯及其組合的聚合物的均聚物、共聚物、三元共聚物或其組合形成。
6.權利要求1的紗線，其中每種長絲由選自尼龍6、尼龍6，6、尼龍6，12及其組合的聚酰胺形成。
7.權利要求5的紗線，其中聚酰胺是尼龍6，6。
8一種具有截面為雙葉S-形或Z-形的長絲，其中每根絲的截面包含一個基本上平直邊的矩形中心段，具有兩個相對的端；以及從該中心段每個相對端伸出、具有彎曲尖端部分的基本平直邊的臂，其中中心段和每個臂的寬度基本相同，并且中心段與每個臂的長度基本相同，其中臂與中心段之間形成的角度介于約105°～約165°，且其中長絲的單絲旦數(shù)介于約0.1～約4.0。
9.一種至少部分地由具有截面為雙葉S-形或Z-形的長絲成形的紗線，其中每根雙葉形長絲的截面包含一個基本上平直邊的矩形中心段，具有兩個相對的端；以及從該中心段每個相對端伸出、具有彎曲尖端部分的基本平直邊的臂，其中中心段和每個臂的寬度基本相同，并且中心段與每個臂的長度基本相同，其中臂與中心段之間形成的角度介于約105°～約165°，且其中該紗線包含至少約70％Z-形或S-形截面長絲，以絲的總根數(shù)為基準。
10.一種至少部分地由權利要求1的復絲紗制成的織物。
11.一種至少部分地由權利要求9的復絲紗制成的織物。
12.一種至少部分地由權利要求8的長絲制成的織物。
13.一種雙面織物，它在一面包含至少部分地由一種或多種具有截面為雙葉S-形或Z-形的長絲構成的復絲紗，其中每根雙葉形長絲的截面包含一個基本上平直邊的矩形中心段，具有兩個相對的端；以及從該中心段每個相對端伸出、具有彎曲尖端部分的基本平直邊的臂，其中中心段和每個臂的寬度基本相同，并且中心段與每個臂的長度基本相同，其中臂與中心段之間形成的角度介于約105°～約165°，而在另一面包含另一種紗線。
14.權利要求13的織物，其中長絲的單絲旦數(shù)介于約0.1～約4.0。
15.權利要求13的織物，其中一種潤濕劑施加到包含具有S-或Z-形截面的長絲那一面。
16.權利要求15的織物，其中所述潤濕劑選自親水聚酰胺、親水硅氧烷和親水聚酯。
17.權利要求14的織物，其中織物的另一面包含聚酯、聚酰胺、聚烯烴或者天然纖維。
18.權利要求10的織物，它包含在其至少一個表面上的潤濕劑，選自親水聚酰胺、親水硅氧烷和親水聚酯。
19.權利要求12的織物，它包含在其至少一個表面上的潤濕劑，選自親水聚酰胺、親水硅氧烷和親水聚酯。
20.一種聚己二酰己二胺-聚[聚(氧乙烯)己二酰胺]共聚物在水和1，2-丙二醇中的溶液。
21.一種增加制品的芯吸能力的方法，包括由至少一種如權利要求8所要求保護的長絲成形該制品，其中該長絲任選地用親水芯吸劑進行處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種至少部分地由具有截面雙葉S－形或Z－形的長絲成形的復絲紗。該紗線優(yōu)選的單絲旦數(shù)介于約0.1～約4.0。另外，還公開用本發(fā)明紗線制造的織物。該織物具有高吸濕、柔軟的手感和絲一般光澤的外觀。
文檔編號D06M15/643GK1436253SQ01811204
公開日2003年8月13日 申請日期2001年6月14日 優(yōu)先權日2000年6月16日
發(fā)明者T·L·米爾斯, C·F·小帕爾默, R·T·舍馬克 申請人:納幕爾杜邦公司