CN101166853A - 丙烯酸类收缩性纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种丙烯酸类收缩性纤维和使用该纤维的绒毛布帛制品,其中,该丙烯酸类收缩性纤维即使为纤度在1dtex以上的纤维也能够染色,并且即使在染色后也具有高收缩功能。本发明的丙烯酸类收缩性纤维的特征在于,由含有40~93重量%的丙烯腈、2~10重量%的含有磺酸基的单体和5~58重量%的能够与上述成分共聚的单体的共聚物形成,平均纤度为1dtex以上。

Description

丙烯酸类收缩性纤维
技术领域
本发明涉及丙烯酸类收缩性纤维和使用该纤维的绒毛布帛制品。
背景技术
一直以来,丙烯酸类纤维具有兽毛样的手感,从该特征出发而使用在玩具、衣料等立毛商品中。在上述立毛商品中,在绒毛布帛制品的领域中,为了赋予天然风格的外观和优异的立毛感,以收缩性纤维构成相当于天然毛皮的绒毛部、以非收缩性纤维构成相当于针毛部的例子有很多。
现有的收缩性纤维一经染色,就会因染色时受热而发生收缩,从而在染色后变成不能再收缩的纤维。因此,在将以往的收缩性纤维染色后,当用作构成绒毛布帛的短绒毛部的纤维时,存在有这样的问题,由于该纤维在应该表现出本来的收缩性能的绒毛布帛制造的拉幅工序中已经不能再收缩,因此不能产生针毛部和绒毛部的层次差别。另一方面,为了在拉幅工序中表现出收缩性而以染色时不发生收缩的程度的温度进行处理时,存在有染料吸收不尽、不能得到充分显色的问题。
出于上述原因,以往的收缩性纤维,只能向市场提供通过在纺纱工序中预先着色而产生的有限色调的收缩性纤维。在重视构思性的绒毛布帛领域中,这是致命性的缺点。
迄今为止,作为用于得到丙烯酸类收缩性纤维的方法,提出以含有80重量%以上的丙烯腈、0.5~5重量%的含有磺酸基的单体和5~15重量%的乙烯基类单体的聚合物为原料,在湿式纺纱时将纺纱拉伸4~10倍后,在干燥时使其收缩30%以上,再以1.2~2.0倍的拉伸比进行干热拉伸的方法(例如,参照专利文献1。)。另外,提出以含有90~95重量%的丙烯腈、0~0.5重量%的含有磺酸基的乙烯基单体和10~4.5重量%的其它乙烯基单体的聚合物为原料,将纺纱拉伸2~6倍,干燥后,在加压水蒸汽中使其缓和30%以上,再进行1.6~2.2倍干热拉伸的方法(例如,参照专利文献2)。
但是,在这些先前文献中记载的方法中,至今没有关于将丙烯酸类收缩性纤维进行染色的记载。根据本发明的发明人的见解,这些先前文献中所记载的收缩性纤维在80℃以上进行染色时,就会在染色时发生收缩,在用于制成由针毛部和绒毛部构成的绒毛布帛时,在本来应该表现出收缩功能的拉幅工序中,变成已经不能充分收缩的纤维。因此确认,由于采用这些先前文献中记载的方法不表现出针毛部和绒毛部的层次差别,所以得不到外观优异的绒毛布帛制品。另外,在专利文献1和专利文献2中记载的丙烯酸类收缩性纤维中,采用不足80℃的染色不能得到充分的染色性,因此,存在有没有能够兼顾染色性和染色后的收缩功能的加工条件的问题。
此外,还公开了在纤度0.01~0.5dtex的极细丙烯酸纤维中,共聚0.4~1.4摩尔%的对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠和甲代烯丙基苯酚磺酸钠等含有磺酸基的单体,由此改进低温下的染色性(参照专利文献3、专利文献4和专利文献5)。但是,该方法虽然使极细纤度的丙烯酸类合成纤维的染色成为可能,但在纤度大于1dtex时,兼顾充分的低温染色性和染色后的收缩功能仍然很困难。
专利文献1:日本专利特开平4-119114号公报
专利文献2:日本专利特开2003-268623号公报
专利文献3:日本专利特开平8-325833号公报
专利文献4:日本专利特开平8-325834号公报
专利文献5:日本专利特开平8-325835号公报
发明内容
本发明的目的在于解决上述的现有技术问题,提供一种丙烯酸类收缩性纤维和使用该纤维的绒毛布帛制品,该丙烯酸类收缩性纤维即使是纤度为1dtex以上的纤维也能够染色,并且即使在染色后也能够得到具有高收缩功能。
为了解决上述课题而进行了研究,结果发现,使用含有不同于以往的特定范围的含有磺酸基的单体的共聚物形成的原料进行纺纱,并且以特定的条件进行染色,能够得到即使为纤度大于1dtex的纤维也能够以低温染色,并且即使在染色后也具有高收缩功能的丙烯酸类收缩性纤维。
即,本发明涉及一种丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于,由含有40~93重量%的丙烯腈、2~10重量%的含有磺酸基的单体和5~58重量%的能够与上述成分共聚的单体的共聚物形成,平均纤度为1dtex以上。
其中,上述平均纤度优选为1~15dtex。
此外,上述共聚物优选含有大于5重量%、10重量%以下的上述含有磺酸基的单体。
另外,上述含有磺酸基的单体优选选自烯丙基磺酸、烯丙基磺酸的金属盐类或胺盐类,甲代烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸的金属盐类或胺盐类,苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸的金属盐类或胺盐类、异戊二烯磺酸、异戊二烯磺酸的金属盐类或胺盐类、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的金属盐类或胺盐类中的至少1种。
此外,在低于80℃的温浴中,用阳离子染料进行染色时的相对饱和值优选在0.2以上。
另外,在低于80℃的温浴中,用阳离子染料进行染色时的相对饱和值优选在0.4以上。
此外,在低于80℃的温浴中,用阳离子染料染色处理后,以130℃进行干热处理5分钟时的收缩率优选在20%以上。
另外,本发明涉及一种被染色的丙烯酸类收缩性纤维,该被染色的丙烯酸类收缩性纤维是在50℃以上、低于80℃的温浴中,用阳离子染料对上述丙烯酸类收缩性纤维进行染色而形成的。
本发明还涉及一种绒毛布帛制品,其特征在于,由针毛部和绒毛部构成,上述绒毛部使用上述被染色的丙烯酸类收缩性纤维。
发明的效果
以上形成的本发明的丙烯酸类收缩性纤维,能够以低温染色,并且即使在染色后也具有高收缩功能。因此,在衣料、充填玩具等玩具和室内装饰用品等广泛范围内,是能够进行至今没有的新商品策划的纤维。
具体实施方式
本发明的丙烯酸类收缩性纤维,如前所述,其特征在于,含有40~93重量%的丙烯腈、2~10重量%的含有磺酸基的单体和5~58重量%的能够与上述成分共聚的单体的共聚物形成,平均纤度为1dtex以上。
在构成本发明的丙烯酸类收缩性纤维的共聚物中,上述丙烯腈的含量为40~93重量%,优选为50~90重量%,更优选为60~90重量%。当上述丙烯腈的含量小于40重量%时,得到的纤维的耐热性变低。另一方面,如果上述丙烯腈的含量大于93重量%,则耐热性变得过高而不能得到充分的收缩率。
在构成本发明的丙烯酸类收缩性纤维的共聚物中,作为上述含有磺酸基的单体,优选烯丙基磺酸、烯丙基磺酸的金属盐类或胺盐类、甲代烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸的金属盐类或胺盐类、苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸的金属盐类或胺盐类、异戊二烯磺酸、异戊二烯磺酸的金属盐类或胺盐类、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的金属盐类或胺盐类等,这些含有磺酸基的单体可以单独使用或混合2种以上使用。在构成本发明的丙烯酸类收缩性纤维的共聚物中,含有磺酸基的单体含量为2~10重量%,更优选为大于5重量%、10重量%以下,进一步优选为6~8重量%。当上述含有磺酸基的单体的含量小于2重量%时,得不到充分的低温染色性。另一方面,如果含有上述磺酸基的单体的含量大于10重量%,则聚合物的亲水性就变得过强,在形成纱条的凝固过程中,除在纤维中发生空隙和胶着而强度下降以外,在工序中的断纱也增多,操作性恶化。
在上述共聚物中,所谓其它能够共聚的单体,优选以丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸等为代表的含有羧基的乙烯基单体、上述含有羧基的乙烯基单体的金属盐类或胺盐类、上述含有羧基的乙烯基单体的低级烷基酯、上述含有羧基的乙烯基单体的缩水甘油酸酯、上述含有羧基的乙烯基单体的N或N,N-烷基取代的氨基烷基酯、以及上述含有羧基的乙烯基单体的季氨基烷基酯、和丙烯酰胺与甲基丙烯酰胺、以及上述丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺的N或N,N-烷基取代的氨基烷基酯、或含有乙烯基的低级烷基醚、以醋酸乙烯为代表的含有乙烯基的低级羧酸酯、以氯乙烯和偏氯乙烯、溴乙烯和偏溴乙烯等为代表的卤化乙烯或偏卤化乙烯类、还有苯乙烯等,这些单体可以单独使用或混合2种以上使用。为了在共聚物中得到充分的收缩率,该其它能够共聚的单体优选为5重量%以上,从维持纤维耐热性的观点出发,优选为58重量%以下,更优选为7~42重量%。
在上述共聚物中,作为聚合引发剂,使用已知的化合物,例如过氧化物类化合物、偶氮类化合物或各种氧化还原类化合物,能够采用乳化聚合、悬浮聚合、溶液聚合等乙烯基聚合方法而得到,但是,例如,在上述共聚物中的含有磺酸基的单体含量如果处于大于5重量%、10重量%以下的高范围中,则在悬浮聚合中得到的共聚物颗粒往往变得过细而回收困难,因此,在工业上优选采用乳化聚合或者使用与水的混合溶剂的溶液聚合而获得。
将上述共聚物溶解在有机溶剂,例如乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中,或无机溶剂,例如氯化锌、硝酸、硫氰酸盐等中,能够制成纺纱原液。在该纺纱原液中,在无损于纺纱的范围内,也可以添加氧化钛或着色用颜料之类的无机或有机颜料、在防震、防着色、耐候性等方而有效的稳定剂等。
本发明的丙烯酸类收缩性纤维能够采用将上述纺纱原液从喷嘴纺出而形成纱条的通常方法的湿式或干式纺纱法制造,例如,在上述共聚物中的含有磺酸基的单体含量处于大于5重量%、10重量%以下的高范围的湿式纺纱中,在以凝固浴形成纱条时,由于上述聚合物的亲水性高,所以水包围聚合物颗粒的速度变得过快,使形成纱条变得困难,但是通过采用预先在凝固浴组成中适量加入以丙酮和甲乙酮为代表的酮类、以甲醇和乙醇为代表的醇类等相对上述共聚物的弱溶剂,或者在凝固浴中适量加入氯化钠、硫酸钠、氯化镁、氯化钙等无机盐类等而调整凝固速度的办法,就能够形成良好的纱条。以凝固浴形成纱条,通过洗净拉伸浴后,进行干燥。另外,根据需要,也可以再进行拉伸、热处理。再将得到的纤维以70~140℃拉伸至1.3~4.0倍,能够得到收缩性纤维。
这样操作而得到的本发明的丙烯酸类收缩性纤维能够以低温染色。为了充分染色,染色温度优选在50℃以上,并且,为了不引起因染色时的纤维收缩而造成染色后的干热处理时的纤维收缩率不足,染色温度优选为低于80℃。在上述染色温度的范围中,更优选为60~75℃。
在本发明中的所谓相对饱和值,是纤维染色能力的指标,以任意温度,使用任意过饱和量的孔雀石绿(Malachite Green),以浴比1∶200(=纤维重量∶染液重量)将纤维染色60分钟,求出饱和着色量,由该饱和着色量而求出。上述饱和着色量和上述相对饱和值能够由下述的式(1)和(2)求出。
(饱和着色量)=((Ao-A)/Ao)×X)    (1)
A:染色后的残余染浴的吸光度(618nm)
Ao:染色前的染浴的吸光度(618nm)
X:孔雀石绿的过饱和浓度(%omf)
(相对饱和值)=(饱和着色量)×400/463    (2)
上述吸光度的测定使用紫外可见分光光度计(株式会社岛津制作所生产,UV-2550)进行。
由于本发明的丙烯酸类收缩性纤维在相对饱和值在0.2以上时能够进行淡色的染色,因此在低于80℃的染色时的相对饱和值优选在0.2以上。还由于相对饱和值在0.4以上时能够通过从淡色至中色、相对饱和值在0.8以上时能够通过从淡色至浓色的染色而产生齐全的色彩,所以,相对饱和值优选在0.4以上,更优选在0.8以上。
另外,从染色牢固性、显色性和经济性的观点出发,优选使用阳离子染料进行染色。作为阳离子染料,可以使用以往公知的阳离子染料,没有特别的限定。例如,可以列举Ciba Specialty Chemicals(株)生产的Maxilon系列和保土谷(株)生产的Cathilon系列等。另外,阳离子染料的用量没有特别的限定,但在50℃以上、低于80℃的染色温度范围内,相对100重量份的丙烯酸类收缩性纤维为0.1~3.0重量份时的色彩齐全,从经济性的观点出发而优选。促染剂虽然不是特别需要,但也可以沿用公知的技术例子而使用现有公知的促染剂。关于染色机,也可以使用现有的染色机。
在本发明中所谓的收缩率,是施加染色处理后的收缩性纤维在绒毛布帛的加工工序中的拉幅工序中收缩多少的指标,可以由下述式(3)求出。这里所谓的拉幅工序,是为了防止绒头的脱毛而在绒头的内面附着粘合剂,以规定的温度使该粘合剂干燥的工序。
收缩率(%)=((Ldo-Ld)/Ldo)×100    (3)
Ldo:染色后(干热处理前)的纤维长度
Ld:干热130℃处理5分钟后的纤维长度
当将本发明的丙烯酸类收缩性纤维用作构成绒毛布帛的短绒毛部的纤维时,如后文所详细叙述的,在绒毛布帛的加工工序中的拉幅工序中使其收缩。由于拉幅工序通常在干热130℃前后进行,因此,上述收缩率是在干热130℃下所测定的。另外,干热处理前后的各自的纤维长度在10mg/dtex的负荷下测定。
将本发明的丙烯酸类收缩性纤维染色后,以130℃进行5分钟的干热处理时的收缩率优选在20%以上,更优选在25%以上。上述收缩率如果小于20%,则在加工为绒毛布帛时,与非收缩性纤维的层次差别变小,因此不能突出层次差别,而不能得到具有天然风格或构思性的外观特性的绒毛布帛。
本发明的丙烯酸类收缩性纤维能够以低温染色,并且即使在染色后也具有高收缩功能。因此,通过在绒毛部使用本发明的丙烯酸类收缩性纤维,就能够提供色调变化丰富,且产生针毛部和绒毛部的层次差别的绒毛布帛,在需求这样的绒毛布帛的衣料、充填玩具等玩具和室内装饰用品等的广泛范围中,是能够使新商品策划成为可能的纤维。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行更详细地说明,但本发明不限于这些实施例。另外,实施例中的“份”和“%”,在没有特别限定时,指的是重量份和重量%。
(制造例1)
在容积5L的耐压聚合反应装置中投入2920g日产化学社生产的二甲基甲酰胺(DMF)、800g旭化成工业社生产的丙烯腈(AN)、120g东亚合成社生产的丙烯酸甲酯(MA)、160g东亚合成社生产的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠(SAM)的50%水溶液,进行氮气置换。将聚合机内的温度调整为55℃,投入5g的2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(AIVN)作为引发剂,开始聚合。中途补加10g AIVN,聚合2小时,然后升温到70℃,聚合10小时,得到共聚物(AN/MA/SAM=80/12/8(重量比))的25%溶液(DMF/水混合溶剂)。
以共聚物浓度25%的上述溶液为纺纱原液,将纺纱原液通过0.08mmΦ、2000孔的喷丝头,在20℃、50%DMF/30%丙酮的混合溶剂类水溶液中喷出,通过溶剂浓度依次下降的5个洗净拉伸浴拉伸为2.1倍后,再以60℃进行水洗。然后,在得到的纤维上赋予油剂后,在130℃的气氛下使其干燥,使用热辊在115℃的干热气氛下进行1.7倍的拉伸处理,制成4.4dtex的拉伸丝(收缩性纤维)。
(制造例2~10)
除了使共聚物的组成为表1中所示的比例以外,以和制造例1同样的方法制成表1中所示纤度的丙烯酸类收缩性纤维(制造例2~9)。另外,除了使共聚物的组成为在表1中所示的比例以外,以和制造例1同样的聚合方法进行聚合,除了通过0.12mmΦ、800孔的喷丝头以外,以和制造例1同样的方法进行纺纱,以下,以和制造例1同样的方法制成制造例10的丙烯酸类收缩性纤维。
[表1]
制造例编号      共聚物组成(重量比)     纤度(dtex)
    AN     MA     SAM
    1     80     12     8     4.4
    2     80     19     1     4.4
    3     80     17     3     4.4
    4     80     14     6     4.4
    5     80     10     10     4.4
    6     80     8     12     4.4
    7     50     42     8     4.4
    8     70     22     8     4.4
    9     85     7     8     4.4
    10     80     12     8     10.0
(实施例1~11和比较例1~4)
相对于200cc的2.5%omf的孔雀石绿染浴,分别加入醋酸和醋酸钠,使其浓度为0.05g/L、0.02g/L,将pH调整为3~4。分别在表2记载的条件下,用该染浴将1g制造例1~10中得到的任意的收缩性纤维染色60分钟。此时的操作性、相对饱和值、染色后以130℃干热处理5分钟时的收缩率的测定结果表示在表2中。
[表2]
实施例序号   使用的纤维   操作性  染色温度(℃)  相对饱和值   染色后残余收缩率(%)
实施例1   制造例1     ○     60     0.4     24
实施例2   制造例1     ○     70     0.8     21
实施例3   制造例3     ○     70     0.2     21
实施例4   制造例4     ○     60     0.2     24
实施例5   制造例4     ○     70     0.6     20
实施例6   制造例5     △     60     0.5     24
实施例7   制造例5     △     70     1.0     20
实施例8   制造例7     ○     70     0.4     25
实施例9   制造例8     ○     70     0.7     22
实施例10   制造例9     ○     70     0.8     20
实施例11   制造例10     ○     70     0.6     20
比较例1   制造例2     ○     60     0.0     25
比较例2   制造例2     ○     70     0.1     23
比较例3   制造例2     ○     80     0.4     10
比较例4   制造例6     ×     拉伸断裂,不能得到制品
在实施例1~11中,所有的纤维均显示出充分的染色性能和染色后的收缩率。另一方面,在比较例1~4中,不能全部满足染色后残余收缩率和操作性。
另外,将在制造例1中得到的纤维切断为32mm,在奥氏染色机(Obermaier dyeing machine)中以0.30g/cm3的纤维装填密度进行装填染色处理。此时的染色处方是Maxilon Yellow 2RL 200%0.68%omf、Maxilon Red GRL 200%0.15%omf、Maxilon Blue GRL 300%0.14%omf(以上由Ciba Specialty Chemicals社生产),目标色是淡褐色。另外,此时的升温速度为3℃/分钟,在从室温升至50℃的时刻加入染料,继续升温后,在到达70℃后继续保温60分钟。染色完成后,冷却染色液,取出染色棉进行离心脱水后,在干燥机中以60℃的温度使其干燥。将700g这样操作得到的染色后的丙烯酸类收缩性纤维和300g市售的丙烯酸类纤维“Kanecaron(注册商标)”RFM(BR803)22dtex、51mm(钟渊化学工业株式会社生产)进行混棉,缝制、预抛光、预剪切后,以130℃的预先加工的针板拉幅机干燥机温度,制成最终单位面积重量为720g/m2、平均绒头长度为22mm的貂皮风格的层次差别的绒毛布帛。由此产生的绒毛部的收缩率为22%,这样操作制成的貂皮风格的绒毛布帛,绒毛充分达到目标色调(淡褐色),并且具有明确的层次差别。此时的各评价方法如下。
(A)染色达成度的官能评价
从视觉的和感觉的观点出发,实施在各种浓度下的着色、显色性的评价。
(B)由针板拉幅机进行干热处理前后的绒毛部分(成分)的收缩率的测定
在具有层次差别的绒毛布帛中,构成绒毛部的丙烯酸类收缩性纤维的收缩率,是使构成由针板拉幅机进行干热处理前后的绒毛布帛中的绒头部的纤维垂直立起而使其一致,使用游标卡尺测定。即,测定从构成绒头部的绒毛部(成分)的纤维根部到绒毛前端的长度(不是从绒毛布帛内面开始的长度),对10处进行测定,求出其平均值,由下式算出。
收缩率(%)=100×(1-Sa/Sb)
(式中,Sb是由针板拉幅机进行干热处理前的绒毛成分的绒头长度(mm),Sa是由针板拉幅机进行干热处理后的绒毛部分(成分)的绒毛长度(mm))。另外,在本发明中的所谓绒头部,指的是除去绒毛布帛(立毛布帛)的底布(底纱的部分)部分的立毛部分。
(C)层次差别外观的官能评价
对如上述操作而制成的绒毛布帛,从视觉的和感觉的观点出发,对作为具有层次差别的绒毛布帛的层次差别程度实施官能评价。
工业实用性
本发明的丙烯酸类收缩性纤维的特征在于,由含有40~93重量%的丙烯腈、2~10重量%的含有磺酸基的单体和5~58重量%能够与上述成分共聚的单体的共聚物组成,平均纤度为1dtex以上,由此,能够以低温进行染色,而且即使在染色后也具有高收缩功能。因此,在衣料、充填玩具等玩具和室内装饰用品等广泛范围内,是能够使至今没有的新商品策划成为可能的纤维。

Claims (9)

1.一种丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于:
由含有40~93重量%的丙烯腈、2~10重量%的含有磺酸基的单体和5~58重量%的能够与上述成分共聚的单体的共聚物形成,平均纤度为1dtex以上。
2.如权利要求1所述的丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于:
所述平均纤度为1~15dtex。
3.如权利要求2所述的丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于:
所述共聚物含有大于5重量%、10重量%以下的所述含有磺酸基的单体。
4.如权利要求3所述的丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于:
所述含有磺酸基的单体选自烯丙基磺酸、烯丙基磺酸的金属盐类或胺盐类、甲代烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸的金属盐类或胺盐类、苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸的金属盐类或胺盐类、异戊二烯磺酸、异戊二烯磺酸的金属盐类或胺盐类、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的金属盐类或胺盐类中的至少1种。
5.如权利要求1所述的丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于:
在低于80℃的温浴中,用阳离子染料进行染色时的相对饱和值在0.2以上。
6.如权利要求5所述的丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于:
在低于80℃的温浴中,用阳离子染料进行染色时的相对饱和值在0.4以上。
7.如权利要求1所述的丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于:
在低于80℃的温浴中,用阳离子染料进行染色后,以130℃进行干热处理5分钟时的收缩率在20%以上。
8.一种被染色的丙烯酸类收缩性纤维,其特征在于:
在50℃以上、低于80℃的温浴中,用阳离子染料对权利要求1~7中任一项所述的丙烯酸类收缩性纤维进行染色而形成。
9.一种绒毛布帛制品,其特征在于:
由针毛部和绒毛部构成,所述绒毛部使用权利要求8所述的被染色的丙烯酸类收缩性纤维。
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