專利名稱：縫編非織造織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)且保暖的縫編非織造織物及其制造方法。
用多針縫合機(jī)制造的縫編織物在技術(shù)上是已知的。本申請人之前的三個(gè)專利即美國專利4，704，321、4，737，394和4，773，238，公開了多種此類織物，其中的縫編操作最好是用彈性縫線和“基本無粘合的”纖維材料進(jìn)行。
美國專利4，704，321公開了用彈性縫線在張力下多針縫合薄膜原纖聚乙烯柔性長絲的基本無粘合的纖維層，而后釋放張力使纖維層收縮或起褶。適于作縫線的是可伸長和回縮100-250%的斯潘德克斯彈性紗線。還公開了使用聚酯或尼龍的熱收縮性紗、假捻紗和牽伸紗等作縫線。尼龍紗線據(jù)稱其性能類似斯潘德克斯紗線，但其伸長和收縮要小得多?？p編產(chǎn)品收縮后的最終面積最好為纖維層原有面積的70-35%，它特別適于作抹布用。
美國專利4，737，394公開了主要用斯潘德克斯線(如美國專利4，704，321那樣)縫編聚烯烴纖維層，制成吸油制品的多孔外層織物。
美國專利4，773，238公開了用彈性縫合線縫編基本無粘合的紡織品纖度的纖維層，使纖維層在針跡之間和各行針跡之間“打褶”。打褶量最好使成品面積不超過纖維層原有面積的40%。最好利用在足夠張力下能伸長100-250%的斯潘德克斯紗使面積大幅度減小，同時(shí)刺編纖維層，完成刺編后使張力釋放。就紡織品纖度的纖維層而言，“基本無粘合”是指纖維一般不因諸如化學(xué)或熱等作用而彼此粘合。但“基本無粘合”這個(gè)術(shù)語包括少量點(diǎn)粘合或線粘合，只要這種粘合不足以妨礙纖維層在用彈性縫線縫合后接觸或打褶。所得產(chǎn)品據(jù)稱是一種優(yōu)良的抹布，也適用于薄防寒手套、保暖內(nèi)衣等。
盡管上述縫編織物在若干最終用途中具有滿意的性能，但如果能顯著提高織物的比容和其耐洗滌牢度，它們作為保暖織物的實(shí)用性會(huì)大大提高。同時(shí)，如果能避免上述方法中所慣用的彈性縫合紗的高度伸長，則可使縫編操作得到更有效和更好的控制。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的保暖縫編織物及其制造方法。如下所述，令人驚奇的是，這些目的可以這樣來實(shí)現(xiàn)，即以某種方式縫編一薄層粘合纖維，使該層的面積幾乎不減少但卻使層厚較上述已有方法顯著增加。
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的縫編織物。正如已有的縫編織物那樣，本發(fā)明的織物具有一個(gè)非織造的纖維層和由占織物總重2-20%的紗形成的數(shù)行分隔開的針跡，行密度為每厘米2-10行。本發(fā)明的改進(jìn)之處包括纖維層由粘合纖維組成，每行針跡為每厘米1-5針跡，縫編織物的比容至少為16cm3/g，織物各行針跡方向的伸長度最小為8%，最大可達(dá)75%。優(yōu)選縫編織物的比容為20-25cm3/g，沿各行針跡方向的伸長度為20-40%。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，縫編織物在垂直于縫合方向的伸長度為5-10%。更為優(yōu)選的縫編織物的纖維層由1-5分特的粘合聚酯纖維組成。本發(fā)明的優(yōu)選縫編織物的絕熱值為每0.3-0.5CLO和2-3CLO/(kg/m2)。
本發(fā)明還提供制造上述縫編織物的一種改進(jìn)方法。該方法屬于這樣一種類型，即非織造的纖維層用彈性縫線在張力下多針縫合，形成間隔開的各行平行針跡，其針密度通常為2-5針/厘米，針跡密度通常為1-7針跡/厘米，縫合后釋放張力。按本發(fā)明的改進(jìn)方法，纖維層由粘合纖維組成，最好是1-5分特的聚酯纖維，彈性紗線在縫合過程中被施以足夠的張力使其伸長10-100%，最好不超過40%。如此縫好的非織造織物，在去除張力后進(jìn)行收縮處理，使織物的比容增加到至少16cm3/g，最好達(dá)到20-25cm3/g。更為優(yōu)選的是在50-100℃進(jìn)行收縮處理。
用下述優(yōu)選實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明。這些實(shí)例是為了說明本發(fā)明而不是要限制發(fā)明范圍，發(fā)明范圍由所附的權(quán)利要求書來限定。
將用本發(fā)明方法縫編的原料纖維層，通常是紡織品纖度纖維的粘合非紡造網(wǎng)。一般來說，這類粘合纖維層在用于本發(fā)明的織物和方法時(shí)，其單位重量通常為25-150g/m2，可由紡織品纖度的粗梳纖維網(wǎng)經(jīng)交叉鋪置制成。纖維層通常做成卷子以便送入縫編工序。這種粘合網(wǎng)通常由用聚酯、尼龍、丙烯酸等合成聚合物制得的紡織品纖維組成。一種特別優(yōu)選的纖維層是下面實(shí)例1的100g/m2粘合網(wǎng)，它由3.3分特聚對苯二甲酸乙酯纖維和聚對苯二甲酸乙酯/聚間苯二甲酸乙酯共聚物粘合纖維的75/25混合物組成。其他類型的粘合劑和粘合方法也適用于制備用于本發(fā)明方法的原料纖維層，例如熱塑性粒狀粘合劑、溶劑粘合、多點(diǎn)粘合等。
本發(fā)明織物所要求的縫合，可以用傳統(tǒng)的多針縫合設(shè)備如“Liba”、“Arachne”或“Mali”(包括Malimo、Malipol和Maliwatt)等機(jī)器進(jìn)行。這些機(jī)器及用它們制成的一些織物已公開(例如K.W.Bahol，“新型非織造織物”，PaperoftheAmericanAssociationforTextileTechnology，Inc.，51-54頁，1965年11月)。使用這類機(jī)器的其他公開內(nèi)容見Ploch等人的美國專利3，769，815、Hughes的美國專利3，649，428及ProductLicensingInex，ResearchDisclosure，“連續(xù)長絲非紡造網(wǎng)的縫編產(chǎn)品”，第30頁(1968年6月)。本發(fā)明的織物采用每厘米2-10行針跡(即垂直于縫合機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向，這里稱為“TD”密度)一般是令人滿意的，最好是每厘米3-6行。通常，針跡密度在每厘米5針跡以下(即沿縫合機(jī)運(yùn)動(dòng)方向，這里稱為“MD”密度)是令人滿意的，最好是1-2.5針跡/厘米?？p線量一般為織物總重的2-20%，最好是10%以下。
幾乎任何能在約10-100%之間伸長和回縮的縫線都適合作本發(fā)明織物的縫線。但優(yōu)選的縫線是在上述伸長狀態(tài)下能產(chǎn)生足以使粘合纖維層收縮或起皺的力的線。這些紗線，尤其是在對粘合纖維層多針縫合優(yōu)選的25-50%伸長情況下使用時(shí)，將使纖維層面積只略有減少，但卻使其厚度顯著增加，從而得到更蓬松或豐厚的織物?？梢杂脗鹘y(tǒng)的可伸長和收縮的牽伸紗線(例如斯潘德克斯紗)或能夠在縫合后經(jīng)處理而收縮的紗線(例如熱收縮性或蒸氣收縮性紗線)來形成所要求的針跡。而且，縫合產(chǎn)生的回縮力有時(shí)也可以通過對紗線(例如填塞箱卷曲紗或其他假捻紗)進(jìn)行機(jī)械預(yù)處理來獲得，賦予紗線一個(gè)潛在的回縮力，可在縫合之后再使之表現(xiàn)出來。
下面的實(shí)例說明了兩種特別優(yōu)選的縫線，一種是N-0493型斯潘德克斯包復(fù)紗，另一種是N-3931型尼龍假捻紗，這兩種紗線均可從美國南卡羅來納州麥迪遜市的Macfield公司買到。在拉伸狀態(tài)下，采用多針式縫合將縫線于張力下縫入粘合纖維層，這樣在釋放張力后，紗線的回縮力就使纖維層收縮和起皺。優(yōu)選的縫合紗能伸長并回縮10-100%，最好是20-50%。作為通過把紗線置于伸長狀態(tài)下而產(chǎn)生全部回縮力的另一個(gè)方法，通過紗線的收縮可獲得部分或全部的回縮力。在后一種情況下，這種收縮可以通過例如在紗線縫入纖維層后進(jìn)行熱、蒸氣或合適的化學(xué)處理來實(shí)現(xiàn)。如下面的實(shí)例所述，可以在織物的水洗階段完成回縮，溫度最好為50-100℃，但干熱和高得多的溫度有時(shí)也適用。
優(yōu)選的多針縫合法在纖維層中形成多條平行的鋸齒形經(jīng)編針跡。這種縫合法也可沿織物的長度方向形成多行平行的鏈?zhǔn)结樭E。縫線的回縮或收縮作用使非織造纖維層的面積收縮。在采用鏈?zhǔn)娇p合時(shí)，幾乎所有的收縮都是沿著“MD”方向(即縫合方向)。在采用經(jīng)編縫合時(shí)，收縮既發(fā)生在“TD”方向(即與各行針跡相垂直的方向)，也發(fā)生在縫合方向。各行針跡通常是由針密度為2-5針/厘米的縫針植入的，針跡密度為每厘米1-7針跡，最好是2-5。在張力釋放和收縮步驟之后，成品縫編織物的單位重量通常為35-180g/m2，厚度約為0.2-0.4cm，比容至少為16cm3/g，最好為20-25cm3/g。優(yōu)選的本發(fā)明織物的CLO為0.3-0.5，每kg/m2的CLO為2-3，縫合方向的伸長度為20-40%，橫向伸長度為5-10%。
測試方法這里給出的本發(fā)明織物和對照試樣的各種參數(shù)和特性是按以下方法測量的。
織物單位重量按ASTM D3776-79測量，單位為g/m2。織物厚度用彈簧規(guī)測量，該彈簧規(guī)有一個(gè)直徑0.5英寸(1.2厘米)并荷重10克的圓柱形腳。比容由單位重量和厚度的測量值計(jì)算，單位為cm3/g。
織物伸長百分比用Instron張力儀(Tensile Tester)測量。將一個(gè)寬4英寸(10.15cm)的試樣夾持于張力儀的試樣鉗之間，使鉗口間隔2英寸(5.1cm)。給織物加上相當(dāng)于每盎司/碼2織物2磅重(每g/m2負(fù)載26克)的負(fù)載，測量鉗口間距Le。然后將負(fù)載減至零，測量鉗口間距Lo。對沿MD和TD方向剪取的試樣進(jìn)行這些測量，然后按下式計(jì)算給定方向的伸長百分比%＝〔100(Le-Lo)/Lo〕-100本發(fā)明織物的絕熱值以“CLO”來表示，這是一個(gè)用以評價(jià)衣服保暖性能的熱阻單位。CLO單位是用來估計(jì)毛料西裝保暖性的標(biāo)準(zhǔn)。但在更準(zhǔn)確的技術(shù)術(shù)語中，“CLO”被定義為當(dāng)布料兩面的溫差為0.18℃時(shí)，每小時(shí)每平方米允許1千卡通過的熱阻值，即1CLO＝0.18(℃)(m2)(小時(shí))/(千卡)。測量CLO的方法包括在負(fù)載0.002磅/英寸2(0.0138千帕)時(shí)的厚度下測定試樣的導(dǎo)熱性。這一測量基本上如J.L.Cooper和M.J.Frankofsky所述進(jìn)行(“睡袋的熱性能”，Journal of Coated Fabrics第10卷第110頁，1980年10月)。然后以CLO和每單位重量的CLO(即CLO/(kg/m2))表示織物的絕熱值。
實(shí)例下列實(shí)例說明本發(fā)明的織物和方法。實(shí)例中給出的結(jié)果被認(rèn)為是有代表性的，但并不是有關(guān)指定材料的所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)例及其附表中使用了下列縮寫MD針跡＝“縫合機(jī)方向”(即縫合方向)的每厘米針跡數(shù)。
TD行數(shù)＝“橫向”(即垂直于縫合機(jī)方向)的每厘米行數(shù)。
MD伸長＝縫合機(jī)方向的伸長度(%)
TD伸長＝橫向伸長度(%)t＝織物厚度(cm)V＝織物的比容(cm3/g)A＝織物的平面面積(cm2)下標(biāo)“O”指收縮處理前的t、A或V值，以最終t、A或V的百分?jǐn)?shù)表示。
這些實(shí)例闡明按本發(fā)明縫編和收縮粘合纖維網(wǎng)所達(dá)到的優(yōu)異絕熱性能和耐洗滌性能。實(shí)例1-3使用了一種彈性斯潘德克斯紗作為多針縫合紗。實(shí)例4-6所用的紗為尼龍假捻牽伸紗。將本發(fā)明織物與由相同纖維層用傳統(tǒng)工藝制成的縫編織物進(jìn)行了比較。
實(shí)例1-3由經(jīng)過熱粘合和梳理的聚酯纖維網(wǎng)制備了三塊本發(fā)明織物。纖網(wǎng)重約3盎司/碼2(102g/m2)，厚約0.059厘米，由約75%(重量)3dpf(3.3分特)聚對苯二甲酸乙酯纖維(T-54型Dacron)和約25% 3dpf聚對苯/間苯二甲酸乙酯共聚物粘合纖維(T-262 Dacron)組成。這兩種類型的纖維平均長度均約3英寸(7.6cm)，是由杜邦公司銷售的短纖維。纖維網(wǎng)在100英寸寬的Hergeth梳理機(jī)(南卡羅來納州格林威爾市J.D.Hollingsw-orth公司制造)上梳理，該機(jī)裝有雙重道夫和重取向器。然后采用屈斯特爾粘合劑進(jìn)行熱粘合，操作時(shí)壓力為100磅/英寸2(689千帕)，輥溫為150℃，速度約為5米/分。用該粘合纖網(wǎng)作為這里所述的本發(fā)明實(shí)例和對照實(shí)例中各試樣的原料纖維層。
粘合纖網(wǎng)在一臺(tái)“Liba”縫編機(jī)上進(jìn)行多針經(jīng)編縫合。試樣1-3所用的縫合紗為20旦(22分特)收縮性包復(fù)斯潘德克斯紗(N-0493型，Macfield公司生產(chǎn))，縫合紗在縫入纖網(wǎng)時(shí)加張力拉伸到10旦。如下表所示，實(shí)例1、2和3的MD針跡密度分別為每英寸11.5、6和3(每厘米4.5、2.4或1.2)。在所有試樣中，橫向縫跡行數(shù)均為每英寸12(每厘米4.8)。在實(shí)例1-3中，彈性縫線重量約為纖網(wǎng)總重的2%。
為進(jìn)行對照，制備重量和纖維配比與實(shí)例1-3相同的另一組梳理纖網(wǎng)(但不經(jīng)熱粘合)，方法是將梳理纖網(wǎng)在Dilo針刺機(jī)上進(jìn)行輕度針刺處理，針密為20/英寸2(3.1/cm2)。然后將所得的厚0.225英寸(0.57cm)的纖網(wǎng)按與實(shí)例1、2和3的纖網(wǎng)相同的方式進(jìn)行縫編，分別制成對照試樣A、B和C。這種制備對照試樣的方法常用于制備傳統(tǒng)縫編織物(但要用非拉伸縫合紗)。這類傳統(tǒng)織物常用作服裝的保暖層。
縫編后，將每個(gè)本發(fā)明試樣和對照試樣進(jìn)行松馳收縮處理，然后進(jìn)行進(jìn)一步的收縮處理，即把試樣放入家用洗衣機(jī)中進(jìn)行一個(gè)洗滌-干燥循環(huán)。這個(gè)循環(huán)包括在140°F(60℃)的水中洗滌5分鐘，然后于140°F(60℃)下在空氣中轉(zhuǎn)籠烘干20分鐘。試樣1、2和3的收縮處理使布面面積適度減小，而織物厚度大大增加，織物體積至少增加120%。此外，本發(fā)明織物變得易伸長，MD伸長度為25-69%，TD伸長度為5-11%。相反，對照試樣A、B和C厚度未增加，變得更密實(shí)了(即比容減小)，幾乎沒有伸長能力。此外，本發(fā)明試樣1、2和3的CLO絕熱值分別約為對照A、B和C的兩倍，CLO/(kg/m2)值至少高50%。
本發(fā)明試樣1、2和3的耐久性，通過將試樣反復(fù)進(jìn)行如前一自然段所述的洗滌-干燥循環(huán)來證實(shí)。當(dāng)試樣出現(xiàn)小破口或表面起球時(shí)，就判定在此試驗(yàn)中試樣破裂。請注意，本發(fā)明各試樣至少耐受12次洗滌-干燥循環(huán)(試樣1達(dá)30次)，而對照試樣A、B和C最多耐受5次循環(huán)(試樣C甚至不能耐受一次循環(huán))。耐受時(shí)間最長的本發(fā)明試樣的多針針跡密度最密。
上述結(jié)果，連同本發(fā)明織物試樣1、2和3及對照織物試樣A、B和C的其它特點(diǎn)和性質(zhì)，一并列于表Ⅰ。
表Ⅰ用彈性縫線縫編的織物本發(fā)明試樣對照試樣123ABC縫編織物MD針跡/cm4.52.01.24.52.41.2TD行數(shù)/cm4.74.74.74.74.74.7紗線重量%2.02.02.03.22.93.2厚度，cm0.0760.0760.0810.1450.1300.147收縮后的織物t，cm0.2260.2770.3720.1500.1450.160v，cm3/g 16.0 17.5 19.0 12.1 11.3 12.1% Ao72 67 57 89 86 81% to300 360 460 100 100 110% vo220 240 260 89 86 89%MD伸長253967111622%TD伸長1185101耐洗滌性能循環(huán)次數(shù)302012521絕熱值CLO0.3400.3800.4500.1780.2020.207CLO/(kg/m2) 2.36 2.48 2.48 1.50 1.62 1.59
實(shí)例4-6重復(fù)實(shí)例1-3，但用20dpf(每單絲22分特)、10支長絲的假捻牽伸尼龍紗(N-3931型，Macfield公司出品)代替包復(fù)斯潘德克斯縫合紗，從而制得試樣4-6。類似地，用尼龍牽伸紗代替Lycra縫線重復(fù)對照試樣A、B和C的制備過程，制得對照試樣D、E和F。本發(fā)明試樣4、5和6及對照試樣D、E和F的特點(diǎn)和性質(zhì)，連同試驗(yàn)結(jié)果一并列入表Ⅱ。
表Ⅱ用尼龍假捻縫線縫編的織物本發(fā)明試樣對照試樣456DEF縫編織物MD針跡/cm4.52.01.24.52.41.2TD行數(shù)/cm4.74.74.74.74.74.7紗線重量%6.86.87.711.210.711.7厚度，cm0.0970.1020.1020.1730.1750.178收縮后的織物t，cm0.2160.2670.3560.1620.1700.188v，cm3/g 17.4 19.3 23.0 13.0 14.0 14.1% Ao90 79 71 97 93 85% to220 260 350 90 100 110%MD伸長1020303818%TD伸長150000耐洗滌性能循環(huán)次數(shù)252015532絕熱值CLOnm0.3600.410nmnmnmCLO/(kg/m2) nm 2.60 2.77 nm nm nm注“nm”意為未進(jìn)行測量。
如實(shí)例1-3一樣，實(shí)例4-6的結(jié)果再次表明，本發(fā)明試樣在比容、伸長度、耐洗滌性能等方面優(yōu)于對照試樣，只不過優(yōu)越程度不象實(shí)例1-3那樣大。
本發(fā)明的織物具有優(yōu)良的保溫性能，不僅相對于各實(shí)例的對照織物是如此，而且與典型的商品保溫織物相比也是如此。例如，Sears公司出售的一層或二層保暖內(nèi)衣重約5.3盎司/碼2(180g/m2)，其CLO值約為0.24，每kg/m2的CLO值約為1.33。對比之下，本發(fā)明的試樣1-6重約110g/m2，其CLO值為0.34-0.45，其CLO/(kg/m2)值為2.4-2.8。本發(fā)明織物的保暖而易見的。
本發(fā)明的縫編織物除了具有優(yōu)良的保溫特性外，還好的吸液能力。發(fā)現(xiàn)這些織物易于吸收(a)織物重量(b)織物重量12倍的油。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的縫編織物，它有一個(gè)非紡造的纖維層和由占織物總重2-20%的縫合紗線形成的數(shù)行分隔開的針跡，行密度為每厘米2-10行，其改進(jìn)之處包括纖維層由粘合纖維組成；每行內(nèi)的針跡密度為1-7針跡/厘米；織物的比容至少為16厘米3/克，縫合方向的伸長度為10-75%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的縫編織物，其特征在于，纖維層由纖度為1-5分特的粘合聚酯纖維組成，織物的比容為20-25cm3/g，縫合方向的伸長度為20-40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的縫編織物，其特征在于，其CLO絕熱值為0.3-0.5，每kg/m2的CLO絕熱值為2-3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的縫編織物，其特征在于，該織物在垂直于縫合方向的伸長度為5-12%。
5.一種制備權(quán)利要求1的縫編織物的改進(jìn)方法，其中將非紡造纖維層用彈性縫線在張力下進(jìn)行多針縫合，形成間隔開的多行平行的針跡，然后釋放張力，其中針密度為2-5針/cm，針跡密度為1-7針跡/cm;其改進(jìn)之處包括纖維層由粘合纖維組成;彈性紗線處于足以使其在縫合操作過程中伸長10-100%的張力下;釋放張力后，對如此縫編的非紡造織物進(jìn)行收縮處理，使織物的比容至少增加到16cm3/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，彈性紗線在縫合過程中伸長不超過40%，纖維網(wǎng)由1-5分特的聚酯纖維組成，收縮處理為在50-100℃下進(jìn)行的熱處理，使比容增加到20-25cm3/g。
全文摘要
一種具優(yōu)良的保溫和伸長特性及良好的耐洗滌性能的縫編織物，其制備方法是用彈性縫線在張力下縫編粘合纖維層，然后進(jìn)行松弛收縮處理增加其厚度和體積。
文檔編號(hào)D04H1/52GK1046004SQ90101789
公開日1990年10月10日 申請日期1990年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月31日
發(fā)明者迪米特里·彼得·扎非羅格魯 申請人:納幕爾杜邦公司