專利名稱：耐切割的復(fù)合紗線的制作方法
耐切割的復(fù)合紗線本發(fā)明涉及一種耐切割的彈性復(fù)合紗線以及包含所述復(fù)合紗線的產(chǎn)品。特別地， 本發(fā)明涉及包含所述復(fù)合紗線的耐切割織物和手套。WO 2008/046476公開了一種包含絲線和/或短切纖維的耐切割紗線，所述絲線或纖維包含以多根平均直徑為至多25微米的硬質(zhì)纖維形式存在的硬組分。其中還公開了這種紗線的制備方法。根據(jù)WO 2008/046476的紗線易于制造并且顯示出改善的耐切割性、良好的機(jī)械性能并且很柔韌、易于清洗。WO 2008/046476還公開了復(fù)合紗線，其包含圍繞由金屬絲組成的芯纏繞的上述耐切割紗線。本發(fā)明的目的是提供一種具有改善的機(jī)械性能和耐切割性的耐切割復(fù)合紗線。本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有改善的耐切割性、重量輕的織物。因此本發(fā)明提供了一種耐切割的復(fù)合紗線，其包含a)至少一種含有聚合物絲線和/或短切聚合物纖維的第一紗線，所述絲線和/或短切纖維含有硬組分，所述硬組分是多根硬質(zhì)纖維，所述硬質(zhì)纖維的平均直徑為至多25微米；以及b)至少一種連續(xù)的彈性絲線。已觀察到穿戴由本發(fā)明的紗線制成的制品(具體是手套)時不易疲勞，并且此外，與僅由第一紗線組成的紗線或由包含鋼纖維或玻璃纖維的復(fù)合紗線組成的紗線制成的制品相比，所述制品能提供改善的耐切割性。為了達(dá)到相同的耐切割水平，通常使用包含鋼纖維或玻璃纖維的復(fù)合紗線。這些纖維(特別是玻璃纖維)在劇烈使用或延長使用期間斷裂引起皮膚刺激。觀察到包含本發(fā)明的紗線的制品產(chǎn)生較小的皮膚刺激，甚至即使在延長和/或劇烈的使用之后。還觀察到對于相同的耐切割水平，由本發(fā)明的紗線制成的制品顯示出較輕的重量。用于制備第一紗線的聚合物絲線和短切聚合物纖維的示例性例子包括但不限于 例如聚酰胺和聚芳酰胺，諸如聚(對亞苯基對苯二甲酰胺)(例如Kevlar )；聚(間苯二甲酰間苯二胺)(例如Nomex )；聚(己二酰間亞苯基二甲胺) ’聚(癸二酰對亞苯基二甲胺)；聚0，2，2-三甲基-六亞甲基對苯二甲酰胺)；聚(癸二酸哌嗪)；以及脂肪族和脂環(huán)族聚酰胺，例如30%的間苯二甲酸己二胺和70%的己二酸己二胺的共聚酰胺，至多30% 的雙(酰胺環(huán)己基)亞甲基、對苯二甲酸和己內(nèi)酰胺的共聚酰胺 ’聚(四氟乙烯)(PTFE)； 聚{2，6-二咪唑并-[4，恥-4’，5’ e]吡啶_1，4 (2，5-二羥基)苯撐}(通常所說的M5)；聚 (對-苯撐-2，6-苯并二噁唑)(PBO)(通常所說的Zylon )；聚乙烯醇；還有聚烯烴，諸如聚乙烯和/或聚丙烯的均聚物和共聚物。用于制備第一紗線的聚合物絲線和/或短切聚合物纖維的優(yōu)選的材料是聚烯烴， 特別是聚乙烯，更優(yōu)選超高分子量聚乙烯(UHMwPE)，即特性粘度(IV)為至少8dl/g的聚乙烯，其特性粘度測試條件為根據(jù)方法PTC-179 (Hercules Inc. Rev. Apr. 29，1982)，在 135°C下，十氫化萘中，溶解時間為16小時，采用用量為2g/l溶液的DBPC作為抗氧劑，其中將在不同濃度下測量的粘度外推得到零濃度下的粘度。優(yōu)選地，根據(jù)WO 2008/046476(通過引用結(jié)合于此)中描述的方法制備第一紗線。第一紗線中的硬組分是多根由硬質(zhì)材料制成的纖維?！坝病痹诒景l(fā)明的上下文中表示至少比不含硬質(zhì)纖維的絲線或短切纖維本身硬。優(yōu)選地，制備纖維所用的材料的MOHS硬度為至少2. 5，更優(yōu)選地為至少4，最優(yōu)選為至少6。合適的硬質(zhì)纖維的好例子包括玻璃纖維、礦物纖維或金屬纖維。優(yōu)選地，第一紗線的絲線和/或短切纖維的纖度(titer)為至少0. ldpf，更優(yōu)選為至少1. Odpf，最優(yōu)選為至少1. 5dpf。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是含較低dpf纖維的織物具有改善的舒適性。優(yōu)選地，所述纖度為至多20dpf，更優(yōu)選為至多IOdpf，最優(yōu)選為至多5dpf。當(dāng)?shù)谝患喚€的纖度為至少lOdtex、優(yōu)選地為至少40dtex、更優(yōu)選地為至少70dtex時得到良好的結(jié)果。第一紗線的最大纖度僅由實踐原因規(guī)定，并且優(yōu)選地為至多7500dtex，更優(yōu)選地為至多 5000dteX，最優(yōu)選地為至多2500dteX。在一個優(yōu)選的實施方式中，第一紗線的纖度介于100 和400dtex之間，更優(yōu)選地介于200和300dtex之間，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是包含其的本發(fā)明的紗線可以適用于構(gòu)建較輕和/或具有改善的耐切割性的制品(例如手套)。優(yōu)選地，本發(fā)明的紗線的纖度介于IOOdtex和lOOOOdtex之間，更優(yōu)選地介于 200dtex和IOOOdtex之間，最優(yōu)選地介于300dtex和500dtex之間。觀察到這種低纖度的本發(fā)明紗線可以適用于構(gòu)建具有改善的耐切割性的制品(例如手套)。例如，包含由纖度介于300dtex和500dtex之間的本發(fā)明紗線構(gòu)建的織物的手套不僅薄、重量輕，而且在處理小的物體時能為穿戴者提供較大的操作靈活性同時具有良好的耐切割性。本發(fā)明的紗線還包含至少一種彈性絲線，即具有伸展及回復(fù)性的絲線。彈性絲線還可以被其他類型的絲線和/或短切纖維包覆從而在所述彈性絲線上形成外鞘，盡管不是很重要但實際上彈性絲線可以被外鞘全部包覆。本發(fā)明紗線中的彈性絲線可以以一根或更多根單絲或一個或更多個絲線結(jié)合體的形式存在。但是優(yōu)選僅使用一個絲線結(jié)合體。不論存在的是一根或更多根單絲或一個或更多個絲線結(jié)合體，松弛狀態(tài)下彈性絲線總的線密度優(yōu)選介于8和560dteX之間，優(yōu)選線密度的范圍介于17和560dtex之間，更優(yōu)選地介于22和220dtex之間，甚至更優(yōu)選地介于40 和220dtex之間，最優(yōu)選地介于44和156dtex之間。觀察到包含纖度在這些優(yōu)選范圍內(nèi)的彈性絲線的本發(fā)明制品的耐切割性得到改善。優(yōu)選的彈性纖維包括基于烯烴的伸縮性纖維，例如DOW XLA ；雙組分聚酯基纖維， 例如來自DuPont的iMOO ；以及變形(texturized)聚酯或尼龍。變形(texturizing)是通過加熱和拉伸使聚酯或尼龍的部分取向的絲紗穩(wěn)定從而制備起皺和彈性的連續(xù)絲紗的過程。更優(yōu)選的彈性纖維是由包含嵌段聚氨酯的長鏈合成聚合物制成的纖維。優(yōu)選地， 所述聚合物包含至少85重量％的嵌段聚氨酯。更優(yōu)選地，所述所述嵌段聚氨酯是彈性纖維型(spandex)。彈性纖維型的嵌段聚氨酯是例如美國專利四四801、四四802、四四803、 2929804、2953839、2957852、2962470、2999839 和 3009901 中描述的那些。本發(fā)明的紗線還可以包含其他絲線和/或短切纖維，例如由上述示例性例子所列舉的聚合物材料制成的絲線和/或短切纖維。這種絲線和/或短切纖維是可商購的。短切纖維通常通過切割或拉斷絲線得到。
優(yōu)選地，本發(fā)明的紗線進(jìn)一步包含至少一種含有聚酯的絲線和/或短切纖維的紗線，諸如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)，聚(對苯二甲酸丁二醇酯)和聚(對苯二甲酸1，4亞環(huán)己基二亞甲基酯)。觀察到由這種紗線制成的織物顯示出良好的可染性以及進(jìn)一步改善的耐切割性。優(yōu)選地，本發(fā)明的紗線進(jìn)一步包含至少一種含有尼龍的絲線和/或短切纖維的紗線，諸如聚(六亞甲基己二酰胺)(通常所說的尼龍6，6)；聚(4-氨基丁酸)(通常所說的尼龍6)。觀察到由這種紗線制成的織物也顯示出良好的可染性以及改善的耐切割性。 優(yōu)選地，所述包含尼龍的絲線和/或短切纖維的紗線的纖度為至少lOdtex，更優(yōu)選為至少 50dtex，最優(yōu)選為至少lOOdtex。所述包含尼龍的絲線和/或短切纖維的紗線的最大纖度僅受實際所限，優(yōu)選地所述纖度為至多l(xiāng)OOOOdtex，更優(yōu)選為至多5000dteX，最優(yōu)選為至多 IOOOdtex0優(yōu)選地，本發(fā)明的紗線進(jìn)一步包含至少一種含有聚乙烯的熔融紡絲的絲線和/或短切纖維的紗線。觀察到由這種紗線制成的織物顯示出改善的舒適性。優(yōu)選地，本發(fā)明的紗線進(jìn)一步包含至少一種含有UHMwPE (例如已知為Dyneema 的UHMwPE紗線)的凝膠紡絲的絲線和/或短切纖維的紗線。觀察到由這種紗線制成的織物顯示出進(jìn)一步改善的耐切割性。上述優(yōu)選的紗線可以組合并用在本發(fā)明的紗線中。本發(fā)明紗線的第一紗線和彈性絲線可以加捻在一起，因為觀察到加捻的紗線具有改善的機(jī)械穩(wěn)定性。當(dāng)加捻系數(shù)(匝/米)介于50和500之間、更優(yōu)選地介于150和400 之間時，得到改善的耐磨性和舒適性。在一個更優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的紗線通過如下構(gòu)建使彈性絲線保持拉伸， 同時將第一紗線纏繞在所述彈性絲線上。優(yōu)選地，將第二紗線(例如聚酯紗線)纏繞在第一紗線上從而形成雙層纏繞的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含本發(fā)明的紗線的織物。本發(fā)明的織物可以具有本領(lǐng)域中已知的任何一種結(jié)構(gòu)，諸如紡織、針織、摺疊、編織或非織或其組合。紡織織物可包括平紋、羅紋、席紋和斜紋織物等等。針織織物可以是緯編的織物(例如單面針織物或雙面針織物)或經(jīng)編的織物。非織物的例子是毛氈。 "Handbook of Technical Textiles”，ISBN 978-1-59124-651-0 的第4、5、6章描述了紡織、 針織或非織織物的其他例子及其制造方法，這些公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。這本手冊的第11章描述了編織織物的種類和例子，更具體是在11. 4. 1段中，這些公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。優(yōu)選地，本發(fā)明的織物是針織織物或紡織織物。圓筒針或經(jīng)編針織物、平針或平織織物取得良好的結(jié)果。觀察到，這種織物具有增大的柔韌度和柔軟性，同時具有改善的耐切割性。已證明當(dāng)用于制造手套時，平織織物特別有利。到目前為止，不可能利用機(jī)號(gauge)高達(dá)18或更高的針織機(jī)來用聚合物紗線 (即不含玻璃或鋼纖維的紗線)制造具有高水平耐切割性的織物。在這種高機(jī)號的機(jī)器中， 只能使用低纖度(例如低于400dteX)的紗線。但是，用這種低纖度紗線得到的織物的耐切割性也降低。因此，到目前為止使用機(jī)號為至多13的針織機(jī)來制造具有耐切割性的織物。觀察到可以用本發(fā)明的紗線制備具有高水平耐切割性(即通過ASTM F1790-97
5測定的耐切割性高于500g)同時重量也很輕的織物(即面密度低于400g/m2)。可以通過常用的(例如機(jī)號為15或18)針織機(jī)用本發(fā)明的紗線制備這種具有高的耐切割性的織物。因此，本發(fā)明涉及一種重量輕、耐切割的織物，其耐切割性通過ASTM F1790-97測定高于500g，面密度為至多400g/m2。更具體地，本發(fā)明涉及一種重量輕、耐切割的織物，其耐切割性通過ASTM F1790-97測定高于500g，面密度為至多400g/m2，所述織物包含本發(fā)明的紗線。面密度是每單位面積織物的重量，以g/m2表示。優(yōu)選地，重量輕、耐切割的織物的耐切割性為至少lOOOg，更優(yōu)選地為至少1500g，最優(yōu)選為至少2000g。優(yōu)選地，重量輕、耐切割的織物的面密度為至多300g/m2，更優(yōu)選地為至多200g/m2。優(yōu)選地，本發(fā)明的重量輕、耐切割的織物是針織織物，更優(yōu)選地是在機(jī)號為至少15、更優(yōu)選為18或更高的針織機(jī)上針織的織物。優(yōu)選地，本發(fā)明重量輕、耐切割的織物包含本發(fā)明的紗線。本發(fā)明還涉及一種包含本發(fā)明的重量輕、耐切割的織物的手套。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含本發(fā)明的紗線的手套。這種手套具有改善的舒適度和操作靈活性。此外，本發(fā)明的手套降低穿戴者的手指疲勞，特別是在長的使用期間。優(yōu)選地，本發(fā)明織物(具體是手套)的至少一部分表面被彈性涂料涂覆。優(yōu)選地， 從所述彈性體的水分散體中或從所述彈性體在合適溶劑的溶液中得到所述涂料。優(yōu)選地， 所述彈性體基于選自由下列材料組中的材料聚氨酯(水基或溶劑基)、氯磺化聚乙烯(例如HYPALON )、聚乙烯醇、丁基橡膠、腈及其混合物。例如EP 1349463公開了涂覆方法。 最優(yōu)選的彈性體是聚氨酯，因為其良好的摩擦性能。本發(fā)明還涉及其他制品，具體涉及含有本發(fā)明的織物的服裝，例如外套、衣服、衣飾等。服裝制品的例子包括但不限于圍裙、護(hù)腿、短褲、襯衫、夾克、外套、襪子、內(nèi)衣、背心、 帽子等。使用本發(fā)明的織物有利的具體衣服包括與運(yùn)動有關(guān)的衣服，例如滑冰者、騎摩托車的人、騎自行車的人用的防護(hù)服，以及滑雪服裝、束發(fā)帶、頭盔襯墊。本發(fā)明還涉及本發(fā)明的織物在上述制品中的用途，具體涉及在以上列舉實例中的用途。對比實驗和實施例對比實驗1用下列制備紗線i.商品名為Dyneema SK65的UHMwPE紗線的440dtex標(biāo)準(zhǔn)凝膠紡絲絲線；ii. 78dtex(46絲線)的紡染的(spun-dyed)黑色聚酰胺；iii. IlOdtex 的 Lycra 紗線。Lycra 紗線在雙面包覆機(jī)上拉長(拉伸)，首先用Dyneema 紗線纏繞，然后用尼龍紗線纏繞。在Siima Seiki 13機(jī)號的手套針織機(jī)上針織上述紗線得到手套。將手套浸泡在聚氨酯(溶劑基)中。根據(jù)ASTM F 1790-97，手套的耐切割性為450g。對比實驗2用與對比實驗1 一樣的上述紗線(參見上面的i.至iii.)制備紗線。Dyneema SK65的纖度為220dtex，Lycra 紗線的纖度約為36dtex，而紡染黑色聚酰胺的纖度約為 65dtex。Lycra 紗線在雙面包覆機(jī)上拉長(拉伸)兩次，首先以200匝/米的速度用Dyneema 紗線纏繞，然后以250匝/米的速用尼龍紗線纏繞(Z型纏繞)。在18機(jī)號針織機(jī)上用所述紗線制備包含單面針織結(jié)構(gòu)的織物的手套。該手套的重量約為15g。通過將所述手套浸入水基聚氨酯分散體使所述手套的掌部被聚氨酯包裹。 被涂布的手套的重量為約19g。根據(jù)ASTMF 1790-97，手套的耐切割性為250g。實施例1用下列組分如對比實驗1 一樣制備紗線i.由5wt%的礦物纖維(以商品名RB215-Roxul 1000出售)和95wt%根據(jù)WO 2008/046476實施例1制備的UHMWPE (IV為約21. 0dl/g)組成的440dtex的紗線；ii. 78dtex的紡染黑色聚酰胺；iii. IlOdtex 的 Lycra 紗線。按該對比實驗的方法制成的手套的耐切割性為1601g，是對比實驗的手套的耐切割性的3. 5倍。實施例2用下列組分如對比實驗1 一樣制備紗線i.由5wt%的礦物纖維(以商品名RB215-Roxul 1000出售)和95wt%根據(jù)WO 2008/046476實施例1制備的UHMWPE (IV為約21. 0dl/g)組成的440dtex的紗線；ii. 156dtex的紡染黑色聚酰胺；iii. IlOdtex 的 Lycra 紗線。按該對比實驗的方法制成的手套的耐切割性為1789g，是對比實驗的手套的耐切割性的3. 9倍。實施例3重復(fù)對比實驗2，但是用由5wt%的礦物纖維(以商品名RB215-ROXul 1000出售) 禾口 95wt%根據(jù) WO 2008/046476 實施例 1 制備的 UHMWPE (IV 為約 21. 0dl/g)組成的 440dtex 的紗線代替Dyneema SK65。涂布之前手套的重量為12. 6g，涂布之后為21g。手套的耐切割性為780g。要指出的是基于上面的實施例和對比實驗的數(shù)據(jù)，本發(fā)明的紗線能為由其制成的手套提供增大的耐切割性。還可以使用18機(jī)號針織機(jī)制造所述手套，與在13機(jī)號編織機(jī)上用已知的耐切割紗線制成的手套相比更薄、更輕，且在處理小的物體時為穿戴者提供增大的操作靈活性。
權(quán)利要求
1.一種耐切割的復(fù)合紗線，其包含a)至少一種含有聚合物絲線和/或短切聚合物纖維的第一紗線，所述絲線和/或短切纖維包含硬組分，所述硬組分是多根硬質(zhì)纖維，所述硬質(zhì)纖維的平均直徑為至多25微米； 以及b)至少一種連續(xù)的彈性絲線。
2.如權(quán)利要求1所述的紗線，其進(jìn)一步包含至少一種含有聚酯和/或尼龍的絲線和/ 或短切纖維的紗線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的紗線，其進(jìn)一步包含至少一種含有聚乙烯的絲線和/或短切纖維的紗線。
4.如前面任何一個權(quán)利要求所述的紗線，其進(jìn)一步包含至少一種含有超高分子量聚乙烯的凝膠紡絲絲線和/或短切纖維的紗線。
5.如前面任何一個權(quán)利要求所述的紗線，其中，所述第一紗線的纖度介于100和 400dtex 之間。
6.如前面任何一個權(quán)利要求所述的紗線，其中，所述彈性絲線在松弛狀態(tài)下的線密度介于8和220dtex之間。
7.如前面任何一個權(quán)利要求所述的紗線，其中，所述彈性絲線由包含嵌段聚氨酯的長鏈合成聚合物制成。
8.如前面任何一個權(quán)利要求所述的紗線，其纖度介于100和lOOOOdtex之間。
9.一種重量輕、耐切割的織物，其包含前面任何一個權(quán)利要求所述的紗線。
10.如權(quán)利要求9所述的織物，其中，根據(jù)ASTMF 1790-97測定，所述織物的耐切割性高于500g，面密度為至多400g/m2。
11.如權(quán)利要求9或10任意一項所述的織物，其中所述織物在至少15機(jī)號的針織機(jī)上制備。
12.如權(quán)利要求11所述的織物，其中所述針織機(jī)為至少18機(jī)號。
13.包含如權(quán)利要求9-12中任意一項所述的織物的手套。
14.如權(quán)利要求13所述的手套或權(quán)利要求9-12中任意一項所述的織物，其表面至少部分涂覆聚氨酯基彈性體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐切割的復(fù)合紗線，其包含a)至少一種含有絲線和/或短切纖維的紗線，所述絲線和/或短切纖維含有硬組分，所述硬組分是多根硬質(zhì)纖維，所述硬質(zhì)纖維的平均直徑為至多25微米；以及b)至少一種連續(xù)的彈性絲線。本發(fā)明還涉及包含所述紗線的織物和制品，具體是手套。
文檔編號D02G3/44GK102308035SQ201080007173
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者佳瓦尼·約瑟夫·艾達(dá)·漢森 申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司