CN107109715A - 混纤纱、制造混纤纱的方法和由混纤纱制成的织物 - Google Patents

Abstract

提供了混纤纱和包括该混纤纱的织物。混纤纱由多种不同纤维组成的多种纤维形成。不同的纤维组成散布于整个纱中。可使用由相同材料或多种不同材料制成的纤维形成纱。不同的纤维组成可包括三种或更多种不同横截面的纤维、由不同材料制成的纤维或两者的组合。该材料可以是合成材料和/或天然材料。可以构造纱以将可选择的功能特性提供给织物，而无需为了提供这些特性而包括化学物质。用混纤纱制成的织物会具有可选择的功能性特征，并且也比之前可能的织物具有更轻的重量。可以使用混合喷丝板来生产具有三种或更多种不同纤维横截面的混纤纱。

Description

混纤纱、制造混纤纱的方法和由混纤纱制成的织物

发明背景

技术领域

本发明涉及纱。更具体地，本发明涉及使用不同纤维形状的组合来生产纱。还更具体地，本发明涉及混纤纱和由这样的纱制成的织物。

现有技术描述

商业织造织物和非织造织物通常包括由捻在一起的多种纤维制成的纱。纱可以由天然纤维(如棉)和人造纤维(如形成纤维的合成聚合物)制成。这些织物通常由一种或多种纱通过织造(weaving)、缝纫(stitching)或其他接合形式而接合在一起产生。基于织物的希望的功能与织物的外观和手感，挑选用于制成织物所选择的纱。合成纱通常由任意的各种聚合物制成，并且由不同厚度和形状的纤维制成。纱由捻在一起成为束的多种纤维形成。

大多数合成的人造纤维通过“挤出”制成，即迫使浓稠的粘性液体通过称为喷丝板的装置的微孔来形成半固体聚合物的连续丝。在形成纤维的聚合物的初始状态，形成纤维的聚合物是固体，因此该聚合物必须首先转化为用于挤出的流体状态。这通常通过熔融热塑性聚合物来实现，该热塑性聚合物的实例是聚酯，但不限于此。一般来说，用于生产大多数人造纤维的喷丝板与浴室淋浴喷头是相似的。喷丝板可以具有一至数百个孔。微小开口对于杂质和腐蚀非常敏感。向该微小开口进料的液体必须是经仔细过滤的，在一些情况下，喷丝板可以由非常昂贵的耐腐蚀金属或其他适当的材料制成。维护也是关键的，必须定期移除和清洁喷丝板以防止堵塞。

随着连续的丝从喷丝板的孔中出现，液体聚合物首先转化为橡胶态，然后固化。这种长丝的挤出和固化的过程称为纺纱(spinning)，对于聚合物丝来说，存在四种类型的纺织：湿式、干式、熔融式和凝胶式纺纱。在熔融式纺纱中，使形成丝的物质熔融以通过喷丝板挤出，然后通过冷却直接固化。尼龙、聚酯和其他合成聚合物以这种方式生产。当挤出的丝固化时，或甚至在丝硬化后的情况下，可以牵拉丝以提供强度。牵拉使分子链拉到一起并且沿丝轴而定向，产生相当强的纱。

当聚合物丝从喷丝板出现时，它们是柔软的，并且容易通过拉伸被拉长。拉长的程度取决于特定的聚合物。拉伸迫使聚合物分子以平行的形式对齐。这提高了丝的强度、韧性和回弹性(resilient)。丝牵拉可以是变化的以大幅改变直径和长度，这取决于最终材料所希望的特性。而且，当丝被牵拉时，它们可以变形或加捻来产生更柔软或更暗淡的织物。在牵拉丝后，可以将它们捻在一起以产生纱。合成纱通过使用的聚合物、每单位长度的重量(称为其旦尼尔(Denier))以及用于制成合成纱的纤维丝的数目来鉴别。例如，75×72聚酯纱具有75旦尼尔，并且由捻在一起的72条丝制成的。

“纤维”是形成织物和其他纺织结构的基本元件的天然或人造物质的单元。纤维通常以长度为其直径或宽度的至少100倍为特征。关于本发明，纤维将用于鉴别天然或人造材料的单元，所述天然或人造材料的长度为其直径、宽度或最长横截面尺寸的至少100倍，并且可以纺成纱或通过各种方法(包括织造、编织、编带(braiding)、毡化和加捻)制成织物。另一方面，“丝”是不确定长度的纤维。可以例如在天然材料(如蚕丝)中发现丝，但是其在人造材料中更常获得。将人造纤维挤出成为丝，所述丝转化为长丝纱、短纤维(staple)或丝束(tow)。“长丝纱(filament yarn)”由可以捻在一起或不可以捻在一起的连续的丝组成。“细纱(spun yarn)”是通常通过加捻保持在一起的短纤维的纱或在其拉伸前的熔纺纤维的纱。“变形纱(textured yarn)”是在后续加工中发展了拉伸和扩大的纱。“短纤维”是已经切割成一定长度的天然纤维或合成材料的丝。天然短纤维的长度取决于材料，从小于1英寸(例如棉)至大于1英尺(硬纤维)变化。人造短纤维被切割为预定长度使得其可以被加工。在纺织工业中利用术语“短纤维”对天然或切割长度的人造纤维与丝进行区分。这些定义适用于本发明的描述中。

许多织物由材料的组合制成，这是因为用由单种天然或合成材料形成的单种纱提供所有希望的织物特征是困难的。例如，织物可以由包含两种不同纤维材料的聚酯纱，例如包含聚酰胺(如尼龙)和棉的组合，或聚酰胺和聚酯的组合的聚酯纱。聚酰胺具有某些希望的特性，如良好的强度、回弹力以及便于维护。聚酯具有某些希望的特性，如抗皱性、高耐久性和良好的保色性。织物也可以由不同纱的组合制成，所述纱由相同的聚合物材料如尼龙或聚酯制成，但是这些不同纱的每一种具有多种相同形状的纤维。例如，第一聚酯纱可以由接近于圆形的纤维制成，第二聚酯纱可以由“技术成形”的纤维制成，如三叶形或X形。用相对圆形的纤维制成的纱比用技术成形的纤维制成的纱便宜，但是例如三叶形具有其他更好的品质如更好的湿气芯吸性(moisture wicking)。用纱的组合制成织物来优化希望的物理特性以及使制造成本最小化。用现有的纱结构和织物制造方法来制造具有选择的功能性的重量更轻的织物的能力是不可行的，这是因为将单独的纱结合在一起来实现希望的功能性是必要的。这导致织物比消费者所希望的更重。功能性和重量的平衡一直是个难题。本发明的混纤纱解决了这个难题。

制造具有三种不同纤维形状的单种聚合物的合成纱的方法的简化示意图显示于图1中。在该实例中，纱为150/192纱。也就是说，该纱是150旦尼尔，并且其由一束192条纤维制成。该纱的纤维的三分之一是“Y”形，该纱的纤维的三分之一是中空的，该纱的纤维的其余三分之一是“X”形。在方法的第一步中，来自来源12的聚酯聚合物熔融并且穿过喷丝板14而生成第一聚酯丝16。喷丝板14包括多个Y形孔(port)，在该实例中为64个这样的孔，液化聚酯穿过这些孔。在第二步，其可以与第一步同时或与第一步不同时发生，来自来源12的聚合物熔融并且穿过喷丝板24而生成第二聚酯丝26。喷丝板24包括多个环形孔，在该实例中为64个这样的孔，液化聚酯穿过这些孔。在第三步，来自来源12的聚合物熔融并且穿过喷丝板34而生成第三聚酯丝36。喷丝板34包括多个X形孔，在该实例中为64个这样的孔，液化聚酯穿过这些孔。使第一聚酯丝16冷却并且在加捻装置18上捻在一起来制造第一聚酯束19，使第二聚酯丝26冷却并且在加捻装置28上捻在一起来制造第一聚酯束29，以及使第三聚酯丝36冷却并且在加捻装置38上捻在一起来制造第三聚酯束39。可以进一步修饰制成的每个丝组来为其提供例如织物组织(texture)或卷曲(crimping)。也可以将其切割而使其由丝变为短纤维。然后在加捻装置40上将加捻的丝的集合捻在一起来产生纱42，所述纱42是束19和29的束。图2显示了束19、29和39在纱42中是彼此相邻的。

理解的是，由不同聚合物材料的合成纤维形成的不同纱和/或由相同聚合物材料但是不同纤维形状制成的合成纤维形成的不同纱可以用于制造感兴趣的织物。然而，即使这样，优化也具有限制。特别地，因为纱由纤维束制成，利用每种单独纤维的特征的所有优势(尤其是不在束的外部的那些纤维)是非常困难的。因此，使用相对昂贵的聚合物和以特别的方式成形来提供希望的特征的纤维制成的纱可以仅提供一部分这些希望的特征。在图1表示的实例中，以及如表示纱32的一部分的图2所示，位于纱32的内部的聚酯材料的束中的纤维几乎不接触到不接触其他束的纤维，并且几乎不接触到不接触客体如人的皮肤或外部环境如空气。因此，许多单独的纤维的希望的特性直接或通过与其他形状的纤维的相互作用对纱32用于制造的织物的特征具有微小的影响。此外，用不同聚合物(如尼龙和聚酯)的纱和/或不同纤维构型(如圆形和三叶形纤维)的纱制成的织物对于生产可能是昂贵的。需要使用不同纱和/或多形纤维纱的这些类型的织物可能是昂贵的，这是因为它们需要生产需要使用多个喷丝板和多个纱形成步骤的不同纤维。除了上文提及的，对于纱制造的现状，必须使用的纱会产生相对重的织物，这对于各种希望的织物功能(包括但不限于凉爽织物)可能是不希望的。例如，用150旦尼尔纱制成的织物可以具有某些希望的功能性，如有效的芯吸作用，但是其只是太重而对消费者使用是不希望的。

当前的利用多种纱实现多功能的织物具有固有质量、重量和一致性问题，例如其不利于开发消费者希望的确切织物。因为使用的多种纱通常由不同的纱制造商生产，所以通常它们由不同的聚合物组成。在用不同聚合物制成的纱共混的纺织过程中，经常存在拉紧、条痕(barré)、重量和染色不均问题，所述问题必须通过进一步处理，因此通过更昂贵的处理来解决。

发明内容

本发明是纱和由本发明的纱制成的织物。还公开了制造这样的纱的一种或多种方法。本发明的纱由多种不同组成的多种纤维形成。可以选择每种纤维组成来产生纱的希望的功能。出于本发明的目的，纤维组成可以是特定的纤维横截面形状、特定的纤维材料或两者的组合。要理解的是，本发明的描述中使用的术语“纤维”包括短纤维和丝。纤维以可选的方式彼此散布在整个纱中，以进一步使得实现希望的功能。也就是说，不是使纤维的集合捆绑在一起使得不同类型的纤维仅可以在束的外周相互接触，而是不同组成的单独的纤维可以位于相互邻近的位置使得可以完全实现其用于希望的功能的相互作用。这可以使用本发明通过以下方式来实现，即通过使不同横截面和/或不同材料的纤维散布在一起，然后如通过使纤维捻在一起完成形成纱，使得纤维彼此比本发明的混纤纱发明之前存在的纱的情况远远更加集中。在一个实例中，用于制造合成纤维的聚合物材料穿过包括具有三种或更多种横截面结构的孔的喷丝板。孔的数目和类型是可选择的，每个孔的具体位置是可选择的，以便希望的横截面(包括不同的横截面)的丝在要形成的纱中可以彼此邻近设置。在另一个实例中，合成材料的纤维和天然材料的纤维散布在一起，然后完成纱的形成。纤维选择的这种散布和灵活性使得能够实现织物功能的选择，以及使得能够使用比使用常规纱所需要的更细的纱来实现这样的灵活性。用本发明的纱可以完成轻质的高功能性织物的目标。

可以通过选择特定纤维横截面、纤维材料、纤维量和纤维散布结构的纱结构来控制的纱的功能性特征包括但不限于，控制流体通过由纱制成的织物、该纱的手感和该纱的结构完整性。例如关于流体的控制，可以构造该纱来芯吸接触纱的水分，使接触纱的水分蒸发，和/或调节流体穿过纱制成的织物的输送。应注意的是，出于本发明的目的流体控制是指液体、气体或两者的组合的输送。使用本发明的纱或纱的组合可以制造织物，所述纱的组合包括如本文描述的本发明的混纤纱的组合中的至少一种。例如基于纱的结构，可以制造织物，该织物具有改善的流体输送调节，如干燥、冷却或保湿能力或其组合。也就是说，纱可由多种纤维组成形成，所述纤维组成有助于流体输送调节，这取决于用于制造纤维的材料，以及用于制造纱的纤维和/或纤维材料的横截面形状。仅作为实例而不限定在制造本发明的纱中的纤维选择的选项，具有大的周边表面积的纤维(例如W型纤维)可以用于促进芯吸，而空隙纤维(voided fiber)(例如部分或完全中空的纤维)可以用于调节穿过织物的流体输送。作为进一步的实例，可以形成纱以使不同横截面的纤维和/或不同纤维材料各自位于纱周围、纱中心或分散在整个纱的横截面，这取决于要用纱制成的织物的希望的功能。

对于具有三种或更多种纤维横截面的由单种合成材料制成的本发明的混纤纱来说，具有三种或更多种横截面形状的多个口形状的喷丝板也可以用于形成初始丝。不同横截面形状的丝被切割成更短的长度或如在完成纱形成的过程中使用，所述过程可以包括将纤维捻在一起形成混纤纱，所述混纤纱由不同横截面的聚合物纤维组成，所述聚合物纤维彼此散布在整个纱中，每种纤维具有其特别的特征。本发明的另一种示例性混纤纱包括多种合成材料的纤维的散布，每种纤维可以包括一种或多种纤维横截面。本发明的又另一种示例性混纤纱包括一种或多种合成材料和一种或多种天然材料的纤维的散布，其中一种或多种合成材料可以包括一种或多种纤维横截面。如果需要，可以将本发明的纱形成某种结构。可以以纱生产领域技术人员已知的方式完成纱。在可能比使用现有纱更细微的尺度上，本发明的纱中，可以利用单独纤维的特征，在现有纱中，不同类型的纤维仅在不同的束的外表面处连接。也就是说，本发明的纱可以制成具有比实现希望的功能所需要的其他纱的旦尼尔更低的旦尼尔。

本发明的纱是通过新的制纱方法制造的。具体地，在任何最终的纱处理前，使不同组成的纤维以可选的方式彼此散布。例如，如果不同的纤维组成包括三种或更多种不同的横截面的纤维，则可以使用混合喷丝板来形成初始不同的丝。如果不同的纤维组成包括不同材料的纤维，则在最终的纱形成之前，单独的纤维可以彼此散布。在任一种情况下，使用与之前在制备合成纤维时所使用的一样多的喷丝板是不必要的，并且可以去除至少一个额外的加捻步骤。在图1中所描绘的简化实例中，有必要使用加捻装置18、28、38和40生产纱20，即未完全整合三种纤维类型16、26和36的纱。对于由单种合成材料和三种或更多种不同横截面的纤维制成的本发明的混纤纱的例子来说，流体合成材料可以通过具有三种不同横截面结构的孔的单种喷丝板。离开喷丝板的丝可以例如通过使用仅一台加捻装置(等价于加捻装置40)捻在一起。这消除了与使用加捻装置18、28和38相关的过程步骤的需求。本发明的方法包括使用更少的设备和更少的加工步骤，减少了生产错误、设备成本、和维护需求而制造了改进的混纤纱。

本发明进一步提供了使用本发明的混纤纱来生产更好的织物。正如所记载的，主要通过纱的纤维选择与结构，可以在织物中鉴定和建立特定的特征。作为一个实例而不意图限制，如果目标是制造一种提供湿气芯吸、湿气循环、湿气排放出织物及织物柔软度的织物，则可以制造单种纱来实现该目标。可以用技术成形纤维制成单种纱来提供指定的特征。例如，具有第一横截面的第一纤维可以用于从纤维排放湿气(即蒸发)和/或芯吸湿气，具有不同于第一纤维的横截面的第二横截面的第二纤维可以用于通过该织物的流体输送，并且具有不同于前两种纤维的横截面的第三横截面的第三纤维可用于织物柔软度上。然而，现有技术已经需要三种或更多种不同的纱来提供织物中的所有这些功能，本发明使用包括具有三种或更多种不同横截面的纤维的单种纱来制造这样的织物。正如所记载的，该单种纱的纤维比多种纱形式的纤维更好地散布，从而改进了纱的特征，并且这样具有更细的纱。可见，散布不同材料和/或不同横截面的纤维大大提高了纱的功能性选项，更好地控制了纱的制造，以及最终控制了织物制造与质量的一致性。

本发明是由不同组成的纤维形成的纱，无论不同横截面、不同材料或两者的组合。若该纱由单种材料制成，则纤维具有至少三种不同的横截面。纱可以用于通过形成织物(例如织造或编织)来制造功能性纺织品。可以使用的编织的类型包括但不限于圆编织、经/纬编织、平编织、以及织物生产领域技术人员已知的其他类型的编织。

本发明的混纤纱能够使用一种或多种纱生产具有多种功能的织物产品。因为该织物至少包括本发明的混纤纱，所以具有远远更好的织物一致性，并且消除了之前的生产工作的其他限制。这种创新包括，将此新生成的多种横截面的纱与完全不同的纱的纺纱/卷绕结合来生成具有希望的功能的最终织物的能力。无论这样的织物是仅由本发明的混纤纱所制造的，还是由包括本发明的纱的纱组合所制造的，所述织物都可以用于许多最终用途，所述用途包括但不限于服饰和鞋类。

这种至少一种纱系统技术的工程化可以发生在制纱过程期间的两个不同的时间：1)多种横截面的喷丝板的设计，其中新创造的挤出过程允许整合混纺多种不同横截面(三种或更多种)来产生由相同合成材料制成的旦尼尔(尺寸)和数目(纤维)的纱；2)不同材料的不同纤维的组合，所述材料可以是合成材料或天然材料；或3)即1)与2)的组合。在最终纱形成之前，不同的纤维组成以集聚的方式组合。不同旦尼尔、纤维或纺丝数、功能性与最终用途(当编织或织造成织物时)的这些组合纤维提供最佳的可设计的性能，而不会有任何的由如上文所述的额外处理步骤和/或不同的材料源导致的不一致性。

可以使本发明的纱工程化来用于许多希望的功能，所述希望的功能体现在使用该纱制成的织物中。一个实例是，控制通过织物的流体输送的功能。关于该实例，可使用混纤纱有效地控制芯吸、干燥、冷却或其任意组合。功能的灵活性是以新创的纱实现的，所述新创的纱可用作为独立体(stand-alone)(无需具有第二或第三纱，除非其他功能将其视为对制造这样的组合是期望的)，所述独立体会产生所有类型的编织与织造织物，从简单的单面平针织物(single jersey)、凹凸织物(pique)、双面针织物或其他异国风结构，或用作简单平纹织造织物，或用作复杂的织造提花织物(woven Jacquard)。

虽然之前已经开发了具有多种横截面的其他纱，但是这种新的开发允许纳入所有种类的纤维构型，包括具有通过纤维横截面定位的至少部分地或完全地穿过该纤维的一个或多个空隙的纤维。具有通过横截面定位的空隙的纤维的一个实例是中空纤维，所述中空纤维是本领域技术人员已知的。其他形式的具有通过纤维长度的至少一部分的横截面的空隙的纤维也是本领域技术人员已知的。整个纱中不同纤维组成的散布使得能够实现织物功能性控制而无需化学处理，这比当前织物存在的更佳。吹捧为具有湿气控制特性的大多数现存衣物，例如直接将湿气从皮肤移动到表面，但几乎没有发生输送控制或调节。这导致在使该衣物的大部分区域干燥的同时，胸部、腋下和下背部产生潮湿区域(饱和)。本发明的混纤纱允许生产创造个人环境的织物，所述个人环境以希望的方式在整个衣物中实现流体的移动，包括通过将流体输送至衣物的所有区域。在剧烈体育活动期间和之后，可能使衣物短时间潮湿，但没有长时间持续的饱和与脱色迹象，且因为流体(如湿气)遍及衣物更为均匀地分布，所以干燥时间加速。使这种创新工程化来为织物提供不含化学物质的流体控制以及其他希望的性能特征。因为本发明的纱可以不含化学物质(与多数含化学物质的纱不同)，洗涤不会使该技术的性能劣化。本发明的纱在织物的制造中的使用还允许制造更轻重量的织物，同时实现希望的功能特性。

在下文中的详细描述、附图和所附的权利要求中进一步公开了本发明的这些优势与其他优势。

附图说明

图1是与用于制造由三种不同的丝类型形成的合成纱的现有技术相关的主要部件和步骤的简化示意图。

图2是根据图1的由三种不同的丝类型制成的现有技术的纱的一部分的简化横截面示意图。

图3是与用于使用单个喷丝板制造由三种不同的丝横截面形成的本发明的合成混纤纱的方法相关的主要部件和步骤的简化示意图。

图4是第一组示例性丝横截面的示意图，该丝横截面可用于制造一些形式的本发明的混纤纱。

图5是第二组示例性丝横截面的示意图，该丝横截面可用于制造一些形式的本发明的混纤纱。

图6是适用于制造本发明的混纤纱的本发明的混合喷丝板的简化前视图。

图7是显示使用本发明的混纤纱制造的示例性织物的冷却能力与使用常规现有技术纱制造的两种织物的冷却能力的比较的图。

具体实施方式

本发明的混纤纱包括多种纤维，其中所述多种纤维包括多种不同的纤维组成，其中可能有三种或更多种不同的纤维组成。不同的纤维组成可以是由相同材料(如合成材料)形成的三种或更多种不同的纤维横截面。不同的纤维组成可以是不同的丝材料。不同的材料可以是合成的、天然的或是两者的组合。不同的纤维组成可以是不同材料和不同的横截面的组合。在所有情况下，多种纤维组合在一起，使得不同组成的纤维在这些纤维本身之间散布，使得这些纤维以可选择的纱结构而彼此集聚。

例如，包括该三种或更多种不同纤维横截面的混纤纱可用单种合成材料制造，所述单种合成材料如聚合物材料，所述聚合物材料如聚酯或尼龙。单种聚合物材料可用于形成纤维。正如所记载的，由其他材料(如其他聚合物材料和/或天然材料)制成的纤维可与单种合成材料的不同横截面的纤维组合。本发明的纤维组成也可以包括天然材料的纤维的使用，所述天然材料包括例如棉。

整个纱中散布的具有多种不同纤维组成的多种纤维的细纱也形成本发明的部分。当需要细纱时，由各种混合喷丝板设计(如本文所公开的那些喷丝板设计)生产的连续的长丝纱可被切割成短纤维，然后纺成细纱，如制造细纱领域的技术人员已知的。所产生的细纱可以单独由挤出通过喷丝板的丝生产的短纤维所构成，或短纤维可以与其他纤维组合来生产希望的细纱。这些情况下，天然纤维(如棉或羊毛)可用作细纱的共混物的部分。其他纤维(如聚酰胺或芳香族聚酰胺纤维)可用作所述共混物的部分。用于生产多功能细纱的纤维的共混物不限于本文中刚刚提及的纤维，而是完全根据最终产品所期望的特征。

用于使用具有三种或更多种不同横截面的单种聚合材料制造本发明的混纤纱102的实例的过程以简化的形式显示于图3。在该过程的第一步中，聚合物材料(如聚酯)例如来自来源112的聚合材料(如聚酯)熔融并通过喷丝板114，生成聚酯丝116。该实例中，喷丝板114包括具有三种不同横截面的多个孔，所述横截面包括第一横截面、第二横截面和第三横截面，液化的聚酯通过这些横截面。该聚酯丝116包括彼此散布的第一形状的丝122、第二形状的丝124和第三形状的丝126。喷丝板具有三种不同的孔横截面，这些横截面是根据要生产的纱的期望特征来选择的。图4和图5呈现了可制造的丝横截面的类型的实例。这些与其他丝横截面可使用具有孔的喷丝板生产，所述孔具有相应的横截面。在该过程的第二步骤中，丝122、124和126冷却并接合在一起，如通过将这样的丝在加捻装置128上捻在一起，来产生纱102。在这之前，丝122、124和126中的一些或全部可牵拉、变形或以其他方式修饰或它们的组合。可以切割丝122、124和126来使其形成为短纤维。所得的纱102具有彼此散布的纤维，这取决于与每种不同纤维横截面相关联的喷丝板孔的数目和位置。也就是说，这些纤维并不是在其周边简单地彼此接触的不同且分开的纤维束。可以使用本领域技术人员已知的制造纱的其他方式来用单种聚合物材料制造本发明的混纤纱，只要他们使得用于制成该纱的纤维的三种或更多种不同纤维横截面能够可选择地定位即可。

使用类似于本文中一般地关于图3公开的过程，可以制造不同结构的混纤纱。混合喷丝板的特别构型与可选的孔结构一起使用，所选择的聚合物材料会指定使用单种合成材料制造的感兴趣的任何混纤纱的特定特征。提供了包括多个孔的喷丝板来形成混合的纤维混纤纱，在所述包括多个口的喷丝板中存在三种或更多种不同的喷丝板孔横截面。可以以任何选择的比例来提供不同的喷丝板孔，并且可以形成任何类型的横截面纤维几何图结构(例如多叶状(multi-lobal)、混合多叶状、完全空隙、部分空隙和圆形)。具有通过至少一部分纤维的横截面的空隙的纤维可以包括混纤纱的总纤维数的约15％至约85％。使用以选择的聚合物开始的现有技术、所述聚合物的喷丝前处理以及任何喷丝后的丝处理(如切割成短纤维)，可以以其他方式制造混纤纱的纤维，而不背离本发明。本发明包括生产本发明的混纤纱的喷丝板的形成。也就是说，通过指定特别的纱结构，还建立了相应的喷丝板配置的结构。

使用一种或多种材料制造由本发明的混纤纱制造的织物。织物可以是单层(single-ply)或多层的。该织物可以由例如织造或编织而制成。也可使用由纱制造织物的领域的技术人员已知的任何其他方法来制造本发明的织物，如果需要，可以进一步处理所述织物。织物可以被制造成具有任意的各种功能性特征，所述特征取决于选择的纤维组成与使用所述选择的纤维组成制造的纱结构。为了本发明的目的，纱结构是指特别的纤维的定位与数目。所述纤维定位可以由喷丝板设计和/或纤维集聚来控制。

用本发明的混纤纱制成的本发明的织物的实例可以被制备成具有以下特征中的任意一种或多种：(1)织物在暴露于流体(例如来自个体的身体的汗液)时冷却，和/或织物使表面(例如身体的区域)冷却；(2)织物能够芯吸(输送)汗液、水、或来自客体(如个体的皮肤)的流体以便干燥所述客体；(3)织物能够吸收一定重量的流体以便作为吸收物，所述重量是织物的多个重量；(4)织物有效调节织物内保留的流体的蒸发速率，同时也能使在下面的表面(如人的皮肤)延长冷却；(5)织物控制湿气释放，也就是说，织物提供湿气管理；以及(6)织物是可重复使用的，同时重复使用时保持全部的这些特征。通过使用本发明的混纤纱而无须额外的化学物质(如果不希望有任何化学物质)，示例性织物具有这些特征中的一种或多种，以提供令人满意的流体输送特性。此外，用本发明的纱制造的织物可以具有一种或多种其他的希望的特征，例如舒适的手感、防火性或抗微生物性等，其中制造纱以使不同类型、材料、处理或形状的丝与三种或多种合成丝合并，使得额外合并的丝将希望的功能提供给该纱，由此提供给由该纱制造的织物。也就是说，也可以将矿物质、金属和其他材料掺入本发明的纱中(无论是以纤维形式或其他形式)，以提供或提高由本发明的纱制成的织物的希望的特征。

由本发明的混纤纱制成的织物可以用于热调节。也就是说，该织物可以使用一种或多种选择的混纤纱制造，以便具有使能够控制穿过该织物的流体移动而布置的丝。单独的混纤纱的特征可以提供织物的希望的热调节特征。此外，可以机械修饰织物来提高和/或补充纱的固有的热调节特性。举例而言但不作为限制，可以用混纤纱制成织物来调节流体从客体表面到织物结构的核心并穿过织物相对侧的移动/输送。可以将纱构造为使流体从客体离开，允许流体驻留在织物中，然后如果希望凉爽则流体离开织物。这可以通过使用以下纱纤维完成：例如，芯吸流体的第一纱纤维、相对快地输送流体通过织物的第二纱纤维以及提供蒸发特性的第三纱纤维。供选择地，当希望升温时，可以构造纱以使流体保留于织物内，如因留住空气而使空气升温。这可以通过使用下述纱纤维完成：例如，芯吸流体的第一纱纤维、延长织物内的流体驻留时间的第二纱纤维以及限制蒸发的第三纱纤维。

图6图示了混合喷丝板300的简化示意图，该混合喷丝板300具有生产混纤纱的结构，该混纤纱是由多种第一横截面纤维、第二横截面纤维和第三横截面纤维形成的，其中该横截面是不同的，且通过使聚合物材料穿过该喷丝板300而形成的丝彼此散布于整个制成的获得的纱中。喷丝板300的孔A、B和C表示可选择的喷丝板孔形状。基于希望的用纱制造的织物的特征，可以挑选喷丝板300的孔形状、不同孔形状的数目和孔的排列，所述纱是使用来自喷丝板300的纤维和/或散布于整个纱中的其他的纤维组合形成的。举一个实例而不限制喷丝板孔结构的选项，孔A可以具有产生“W”丝横截面的横截面，孔B可以具有产生空隙丝横截面的横截面，而孔C可以具有产生“Y”丝横截面的横截面。举另一个实例，孔A可以具有产生“H”丝横截面的横截面，孔B可以具有产生空隙丝横截面的横截面，而孔C可以具有产生“Y”丝横截面的横截面，并且还有可以产生具“X”横截面的丝的第四横截面。在又另一个实例中，孔A可以具有产生“W”丝横截面的横截面，孔B可以具有产生“Y”丝横截面的横截面，而孔C可以具有产生“4T”丝横截面的横截面。图4与图5中表示的任何的纤维横截面可以根据喷丝板的孔的形状形成。还可以创造其他纤维形状。不同孔形状的每一种的孔的数目可以是相等的(如图6所示)，或者该数目可以是不同的。孔的数目也是可选择的。制造这样的混纤纱的能力使得制造的织物比之前可能的织物具有更轻的重量和更好的功能。

适用于使用本发明的一种或多种混纤纱形成本发明的织物的本发明的制造方法包括多个步骤，其中数个步骤在制造织物中是任选的。在第一步中，通过织造或编织包括本发明的一种或多种混纤纱的一种或多种纱而形成织物。出于描述本发明的目的，两个术语可互换使用，如此当陈述该方法包括织造步骤时，即意味着织造或编织纱。在任选的步骤中，例如，可以将织物调整尺寸和/或预先处理来制造织物，以用于随后在织物的前侧和背侧的任一者或二者上染色和/或印刷，或用于任何其他目的。还可以将织物刷毛、磨毛(peach)或剪毛(shear)，以及以将织物绷布(tenter)。

本领域技术人员会认识到，本发明的织物可以用于许多目的的任何一种或多种，而且可以用于部分或整体地形成许多产品的任何一种或多种。例如，该织物可以用于部分或整体形成服饰或非服饰产品，如毛巾、面巾、衬衫、裤子、夹克、短裤、背心、领带、鞋类、手套、头巾、帽子、手帕、内衣、针织袜类、胸罩和绷带。进一步地，可以设计这些产品以用于例如娱乐、运动、医疗和军事用途。例如，织物可以用于形成毛巾，所述毛巾待出售或以另外方式分配给会长时间暴露在炎热温度下的个人，例如户外主题公园的顾客、海滩游客或运动员。作为另一个实例，该织物可以整体或部分地形成敷布(compress)，所述敷布可润湿并且放置在体温升高的个体的额头上用于保持该个体凉爽的目的。无论如何和出于何种理由，都将使用本发明的这样的示例性织物，然而，这样的示例性织物是尤其有用的，因为其被包括以便完整或部分地形成产品，所述产品用于为其使用者提供立即和/或长时间凉爽。

本发明的混合喷丝板可用于制造混纤纱，所述混纤纱可转而用于制造改进的织物和改进的织物产品。使用包括多种纤维的混纤纱使能够制造具有目前仍不可能的可选择的功能(如改良的液体输送调节)的织物，其中存在多种纤维组分以可选择的方式散布在一起。例如，配置为注重干燥的纱可以以某种纤维构型形成。作为另一实例，配置为注重芯吸的纱可以以不同纤维构型形成。另外，设置为注重热调节的纱可形成有第三纤维构型。当纱被配置为具有相同材料或设置为具有多种材料且所述材料中的至少一种具有多种横截面形状的纤维时，相应的不同喷丝板配置可以用于生产那些不同的纱构型。还应注意的是，使用这些任选的混合喷丝板也减少了与之前的制造方法相关的成本与品质的变化性，在之前的制造方法中，需要多个喷丝板与多个加捻装置来制造产生本文描述的织物特征所需要的纱。此外，应注意的是，如本发明的一个方面，可以生产具有可选择的功能的重量更轻的织物。

测试用本发明的混纤纱制成的混纤纱织物的实例的冷却效果。通过使用相同的测试方法，还测试了用常规的纱制成的两种织物(称为常规纱织物1和常规纱织物2)的冷却效果，以便可以对它们互相比较。所有三种织物都是单面缝纫物，100％聚酯，重量为约140克/平方米。使用本发明的混纤纱制成的混纤纱织物具有散布于整个纱中的空隙、“W”和“X”横截面纤维。用于制造常规纱织物1和常规纱织物2的纤维的横截面是未知的。该测试由德国波尼西海姆的霍亨斯泰因纺织研究所(Hohenstein Institute for Textile Innovation)进行。使用由霍亨斯泰因开发的模拟人类皮肤的热控制的测试来确定这三种织物的冷却效果。在霍亨斯泰因热释放测试仪(称作”WATson”)上进行冷却效果的测量，该测试仪技术上模拟在气候室中在限定的气候条件下的人类皮肤的热控制。织物的测量是以以下参数进行的：

WATson测量头的温度：T_s＝32℃

WATson测量头的面积：A_w＝400cm²(20×20cm)

气候室中的环境气候：T_a＝30℃，RH_a＝70％相对湿度

环境条件1：风(微风，1m/s)

环境条件2：IR辐射(模拟太阳光，13.2W)

通过受控电加热将WATson测量头的温度在设定温度下保持恒定。此电加热功率确定为以瓦特来计的“P_加热”。加热功率越高，则冷却效果越好，即皮肤上所感知的织物愈凉爽。在上述测试条件下在气候室中预处理织物样品12小时。以干燥状态将样品放置在WATson测量头上。10分钟后打开流汗模式(等价于人体以每小时2升的速率流汗)并保持效果，直到再次达到恒定的加热功率(P_加热)(即在湿状态下的热损失)。然后关闭流汗模式(时间＝70分钟)，进行测试直到所述样品再次干燥(即干燥时间、随着时间热流失的衰退)。记录维持WATson测量头的设定温度的电加热功率(heating power)。因为汗水蒸发，该加热功率等于皮肤的热流失(其等于织物的热流失)，并且加热功率可以描述为当穿上这类衣物时流失蒸发热量的能力。该测量对应于热流失，因此对应于由于流汗蒸发的“冷却效果(coolingpower)”，并且等同于在评估下穿戴含有该织物的衣物时流失蒸发热量的能力。换言之，导致与该织物相关的热流失所需的更高的加热功率等同于织物的冷却效应。测试中所需的加热功率越高，织物的冷却效果越好。

图7显示了对本发明的混纤纱织物、常规纱织物1和常规纱织物2进行的指定测试的总结图。该测试结果显示，混纤纱织物提供了优于测试的两种常规纱织物中的任一种的平均冷却效果的为大约30％的平均冷却效果。可见，用本发明的混纤纱制成的织物在冷却方面是实质上更有效的。可以使用希望的特别冷却特征来确定要生产哪一种混纤纱。类似地，在形成其他形式的混纤纱中可以考虑其他希望的织物特性。

已针对各种实例描述了本发明。然而，应该理解的是，可以在不背离如以下权利要求所描述的本发明的精神和范围的情况下做出各种修改。

Claims (20)

1.一种包括多种纤维的混纤纱，其中，所述多种纤维包括多种不同组成的纤维，并且其中，所述多种不同组成的纤维彼此散布于整个所述纱中。

2.权利要求1所述的混纤纱，其由一种或多种聚合物材料形成。

3.权利要求1所述的混纤纱，其中，所述多种不同的纤维组成包括三种或更多种不同的横截面，并且所有的所述多种纤维由相同材料制成。

4.权利要求1所述的混纤纱，其中，所述多种不同的纤维组成包括由多种不同材料制造的所述多种纤维。

5.权利要求4所述的混纤纱，其中，所述多种不同材料包括一种或多种天然材料。

6.权利要求1所述的混纤纱，其中，所述多种不同的纤维组成中的一种是可以为所述混纤纱提供防火剂功能的材料。

7.权利要求1所述的混纤纱，其中，所述多种不同的纤维组成中的至少一种是具有至少部分空隙的横截面的纤维。

8.权利要求7所述的混纤纱，其中，所述具有至少部分空隙的横截面的纤维占所述混纤纱的纤维的总数的约15％至约85％。

9.权利要求1所述的混纤纱，其中，所述多种不同的组成中的每一种的纤维数目可以是相同或不同的。

10.权利要求1所述的混纤纱，其中，所述纱是细纱。

11.一种使用一种或多种纱形成的织物，其中，所述一种或多种纱中的至少一种是包括多种纤维的混纤纱，其中，所述多种纤维包括多种不同组成的纤维，并且所述多种不同组成的纤维彼此散布于整个所述纱中。

12.权利要求11所述的织物，其中，所述至少一种混纤纱由多种不同材料形成。

13.权利要求11所述的织物，其中，所述多种不同的纤维组成包括三种不同的或更多种不同的横截面的纤维，并且所有的所述多种纤维由相同材料制成。

14.权利要求11所述的织物，其中，所述多种不同的纤维组成包括由多种不同材料制造的所述纤维。

15.权利要求14所述的织物，其中，所述多种不同材料包括一种或多种天然材料。

16.权利要求11所述的织物，其中，所述多种不同的纤维组成中的一种包括由可以为所述织物提供防火剂功能的材料制成的纤维。

17.权利要求11所述的织物，其中，所述多种不同的纤维组成中的至少一种是具有至少部分空隙的横截面的纤维。

18.权利要求17所述的织物，其中，所述具有至少部分空隙的横截面的至少一种纤维占所述混纤纱的纤维的总数的约15％至约85％。

19.权利要求11所述的织物，其中，所述多种不同的纤维组成中的每一种的纤维的数目可以是相同或不同的。

20.权利要求11所述的织物，其中，所述至少一种混纤纱被配置为使能够实现通过该织物的流体输送控制。