CN114182411A - 用于湿度管理和过滤膜的可生物降解的织物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种织物，其包括单层机织物或多个机织织物层，该单层机织物至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成，该多个机织织物层至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成，该多个机织织物层推叠并连接在一起。本发明的织物为可生物降解和环保的，具有单向或双向过滤特性和湿度管理性能，并具有可控的孔隙度和光滑或纹理表面。

Description

用于湿度管理和过滤膜的可生物降解的织物及其制造方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，尤其是涉及一种织物，其包括单层机织物或具有有序的多层结构，该织物具有良好的过滤性能、吸水性、透气性、快速干燥和湿度管理。
背景技术
织物的湿度管理是指织物处理人体在任何活动中排出的多余水分(如排汗，尿等)的特定功能。湿度管理指的是当织物与水分接触时，应尽快将其从皮肤上带走并快速干燥下来，接触织物的皮肤不应因潮湿而产生任何不适的感觉。织物的湿度管理很大程度上取决于纤维回潮率、纤维类型和织物结构。
回潮率被定义为水分在织物材料干重中所占的百分比。一般来说，低回潮率的纤维具有更好的吸湿排汗和湿度管理性能，比如涤纶、聚丙烯、尼龙等。反过来说，纤维回潮率越高，其湿度管理性能则越差，如棉布。但也有例外，像羊毛纤维尽管回潮率较高，其湿度管理性能仍然比较好，尤其是在快速干燥方面。关于织物结构，相较于密集且封闭的结构，结构越开放，透气性和湿度管理性能越佳。
大多数接触皮肤的织物都需要具备良好的湿度管理性能，尤其在干燥速率方面。织物的快干性是指潮湿的织物通过纤维双向运输作用，包括吸湿排汗性、吸水性和透气性，达致快速变干。吸湿排汗性是指织物透过抽走或虹吸作用将水分从皮肤表面带走的能力，而吸水性是指织物将水分吸到外面令皮肤干燥的特性，而快干能力是指水分蒸发到空气中的速度。此外，透气性或水蒸气渗透性是指人体活动过程产生的水分能以多快的速度通过织物转移到空气中。衣物的渗透性越高，穿着时会更加舒适。
尽管当前具有很多能够用于湿度管理的应用系统，但其织物、纺织物品和其制造方法均存在一定的局限性。
现有的织物或纺织产品大部分采用不可生物降解的涤纶和尼龙纤维而制造，其导致固体废物的产生。此外，目前已证实多种合成纤维在洗涤过程中产生的微纤维会进入海洋，这不仅严重威胁海洋生物，而且经污染的海产食品也影响人类健康。
多层机织物的制造技术限制了设计上的灵活性。例如使用粘合技术将两层织物以方形的方式连接起来产生的空气间隙，可以达到更好的保温效果。然而，这样的结构并不利于依赖湿气运输的吸湿性能，多层机织物的两层之间需要整合或连接得非常紧密，水分才能被吸收并快速地从内层传递到外层，从而做到快速干燥。
在现有纺织品或纺织物品的制造过程中，无纺布或泡沫均作为薄膜被用于吸湿，这些薄膜需要吸附在服装上，这增加了制造成本，服装价格也随之被推高，因此它们主要应用在高性能的产品上。此外，这些织物越厚，加上使用泡沫和无纺布膜会使物品的成形性差，这限制了其在贴身衣物中应用，所以只可用于制造外套。
一般的机织物不能同时处理如上所述的湿度管理特性。例如，如果一种机织物具有良好的吸水性，它可能缺乏吸湿排汗性、透气性、水蒸气渗透性和快干性。另一方面，如果一种机织物非常透气、吸湿排汗性好，但其吸水性和快干性则较差。此外，高密度或多层机织物结构所导致的低透气性不利于内部的湿度管理，可引发不理想的水分累积。此外，大部分织物和纺织物品不能用于过滤空气和/或颗粒。
因此，在本领域存在对于消除或减少上述缺点的新型织物和纺织产品的需求。
发明内容
本发明公开一种织物，其包括单层机织物或多个机织织物层，该单层机织物至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成，该多个机织织物层至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成。
根据某些实施例，单层机织物的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，机织织物层的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，该聚乳酸纱线包括聚乳酸长丝纱或聚乳酸短纤维纱。
根据某些实施例，该聚乳酸长丝纱包括聚乳酸复丝纱，其包括多根加捻或不加捻的聚乳酸长丝。
根据某些实施例，该聚乳酸复丝纱包括48至200根聚乳酸长丝。
根据某些实施例，聚乳酸长丝纱的纱线细度为50至200丹尼尔，聚乳酸短纤维纱的纱线细度为40至100支。
根据某些实施例，单层机织物的经纱和/或纬纱的密度为40至130根/英寸，机织织物层的经纱和/或纬纱的密度为40至130根/英寸。
根据某些实施例，单层机织物的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，该聚乳酸纱线包括聚乳酸纱线长丝纱和聚乳酸短纤维纱，该聚乳酸纱线长丝纱和聚乳酸短纤维纱在单层机织物上交错排列。
根据某些实施例，所述织物具有纹理表面或光滑表面。
根据某些实施例，该多个机织织物层包括2至10个机织织物层，其交叠并连接在一起。
根据某些实施例，交叠的机织织物层的聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线在交叠处局部地或整体地熔合在一起，或交叠的机织织物层由缝合纱线局部地或整体地缝合在一起。
根据某些实施例，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层和第三机织织物层，该第二机织织物层位于该第一机织织物层和该第三机织织物层之间，该第一机织织物层包括第一纱线、第二纱线和第一孔，该第一纱线和该第二纱线相互交织，该第一孔位于交织的第一纱线和第二纱线之间，该第二机织织物层包括第三纱线、第四纱线、第一表面和第二表面，第三纱线的吸湿率大于第四纱线的吸湿率，该第三纱线和该第四纱线相互交织，第一表面与第一机织织物层接触，第二表面与第三机织织物层接触，在第一表面上第四纱线的面覆盖比率大于第三纱线的面覆盖比率，在第二表面上第三纱线的面覆盖比率大于第四纱线的面覆盖比率，该第三机织织物层包括第五纱线、第六纱线和第二孔，该第五纱线和该第六纱线相互交织，该第二孔位于交织的第五纱线和第六纱线之间，第二孔的孔径大于第一孔的孔径，该第一纱线、该第二纱线，该第四纱线、该第五纱线和该第六纱线的每一个包括该聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线。
根据某些实施例，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层和第三机织织物层，该第二机织织物层位于该第一机织织物层和该第三机织织物层之间，该第一机织织物层包括第一纱线、第二纱线和第一孔，该第一纱线包括聚乳酸复丝纱，该第二纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第一纱线和该第二纱线相互交织，该第一孔位于交织的第一纱线和第二纱线之间，该第二机织织物层包括第三纱线、第四纱线、第一表面和第二表面，该第三纱线包括具有羊毛纤维的短纤维纱，该第四纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第三纱线和该第四纱线相互交织，第一表面与第一机织织物层接触，第二表面与第三机织织物层接触，在第一表面上第四纱线的面覆盖比率大于第三纱线的面覆盖比率，在第二表面上第三纱线的面覆盖比率大于第四纱线的面覆盖比率，该第三机织织物层包括第五纱线、第六纱线和第二孔，该第五纱线包括聚乳酸复丝纱，该第六纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第五纱线和该第六纱线相互交织，该第二孔位于交织的第五纱线和第六纱线之间，第二孔的孔径大于第一孔的孔径。
根据某些实施例，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层、第三机织织物层和第四机织织物层，其交叠并连接在一起，第一机织织物层为该织物提供第一特性，第二机织织物层为该织物提供了第二特性，第三机织织物层为该织物提供第三特性,第四机织织物层为该织物提供了第四特性，该第一特性、该第二特性、该第三特性和该第四特性是不同的。
本发明公开一种用于湿度管理和过滤膜的可生物降解的织物，其包括单层机织物或多个机织织物层，该单层机织物至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成，该多个机织织物层至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成。
本发明公开一种用于制造织物的方法，该织物包括单层机织物或多个机织织物层，所述方法包括：结合使用聚乳酸纱线，聚乳酸短纤维纱线和/或聚乳酸长丝，或结合使用纱线和/或聚乳酸纱线作为经纱和/或纬纱以生成该织物。
根据某些实施例，该方法还包括使用平纹，斜纹缎子和棉缎，和/或多臂花式机织和/或经纱通过综框，综眼和综筘上浆方式和/或纬纱上浆方式的操控和/或经纱和/或纬纱形成织物结构的线型和/或密度的操控的一种或其组合。
根据某些实施例，该织物包括多个机织织物层，所述方法还包括了使用中间缝合，自动缝合，锦缎，二重织物，双层织物，三层织物或表里互换织物结构的任何一种或和其组合来生产分离式的，整合或粘合式的，间歇性整合或粘合式，或连续性整合或粘合式的织布层，各层间的粘合来自于所使用的特殊机织技术。
根据某些实施例，该方法还包括使用含有开口机，供纱和引纬系统的机织机；开口机包括凸轮，多臂机或提花开口机；供纱系统包括单经轴和双经轴；以及引纬系统包括喷气引纬系统，片梭，摆梭，多梭，喷水或磁性引纬系统。
根据某些实施例，该方法还包括织机，编带机，纬编机，经编机和无纺布技术。
附图说明
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，附图中：
图1A为根据本发明某些实施例的单层机织物的示意图；
图1B示出图1A的单层机织物的纹理表面；
图2A为根据本发明某些实施例的聚乳酸复丝纱的示意图；
图2B为根据本发明某些实施例的的聚乳酸短纤维纱的示意图；
图3为根据本发明某些实施例的具有三层结构的织物的示意图；
图4为在具有纹理表面的机织物中的滞留区和过滤情况的示意图；
图5示出根据实施例1所制造的具有纹理表面的单层机织物；
图6示出根据实施例2所制造的具有光滑表面和双层连续整合的织物；
图7示出根据实施例3所制造的具有纹理表面和双层间歇整合的织物；
图8示出根据实施例4所制造的具有纹理表面和三层间歇整合的织物；
图9示出根据实施例5所制造的具有光滑表面和三层连续整合的织物；
图10示出根据实施例6所制造的具有纹理表面和三层间歇整合的织物；以及
图11示出根据实施例1所制造的单层机织物的湿度管理性能指纹图谱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开使用至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线以制造机织物。由于聚乳酸是一种可生物降解的材料，也可从再生的农作物中提取，本发明的机织物是可生物降解和环保的。根据织物液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)，本发明的机织物的综合湿度管理性能(OMMC)处于第4-5等级，加之聚乳酸固有的抗菌性，其不仅能够缩短病毒和细菌的存活时间，还可利用多功能涂料进一步强化其性能。此外，通过在不同织物层改变其结构，本发明的具有多层结构的织物能够成为单向或双向过滤介质，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％至98％之间或之上(例如在使用更多层数时可达99％)。
此外，聚乳酸纤维作为一种热塑性生物材料，利用超声波加热或密封能够快速有效地将织物层粘连成多层结构。而且无论是否采用超声波热粘合或密封，织物都可以用作为机织膜从而代替无纺布和泡沫材料。聚乳酸具有良好的湿度管理性能，包括良好的吸湿排汗性、透气性、水蒸气渗透性、吸水性和快干性，同时也具有防臭、抗真菌和抗紫外线等特性。
基于上述性能，本发明公开利用可生物降解的聚乳酸纤维和/或聚乳酸纤纱制造的一种或多种可生物降解和环保的单层和多层机织物以及其制造方法。其中，单层和多层机织物具有良好的湿度管理性能，包括良好的吸水性、吸湿排汗性、防臭、抗真菌、透气性、水蒸气渗透性和快干性，以及已证实的可生物降解性和抗紫外线性。
此外，由于聚乳酸固有的抗菌性，本发明的织物能够缩短细菌和病毒的存活时间，而且利用多功能涂料和/或操控不同织物层的结构能够进一步强化其性能。
本发明的织物能够用于单向或双向过滤介质，而且可以克服、改进或减少前面提到的传统机织物及其制造方法中存在的一项或多项缺陷和不足。
由于该新型织物的性能独特，它不仅具有前述的湿度管理性能，而且厚度小、成形性好，可以用于制造成贴身衣物，还可作为机织膜应用在医疗健康、运动装和个性化服装领域。良好的成形性使其应用十分灵活，非常便于制造成贴身衣物和外套的部件。
本发明某些实施例公开一种织物，其包括单层机织物或多个机织织物层，该单层机织物至少由聚乳酸(PLA)纤维和/或聚乳酸纱线组成，该多个机织织物层至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成。
根据某些实施例，单层机织物的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，机织织物层的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，该聚乳酸纱线包括聚乳酸长丝纱或聚乳酸短纤维纱。
根据某些实施例，该聚乳酸长丝纱包括聚乳酸复丝纱，其包括多根加捻或不加捻的聚乳酸长丝。
根据某些实施例，该聚乳酸复丝纱包括48至200根聚乳酸长丝。
根据某些实施例，聚乳酸长丝纱的纱线细度为50至200丹尼尔(Denier)，聚乳酸短纤维纱的纱线细度为40至100支(Ne)。
根据某些实施例，单层机织物的经纱和/或纬纱的密度为40至130根/英寸，机织织物层的经纱和/或纬纱的密度为40至130根/英寸。
根据某些实施例，单层机织物的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，该聚乳酸纱线包括聚乳酸纱线长丝纱和聚乳酸短纤维纱，该聚乳酸纱线长丝纱和聚乳酸短纤维纱在单层机织物上交错排列。
根据某些实施例，所述织物具有纹理表面或光滑表面。
根据某些实施例，该多个机织织物层包括2至10个机织织物层，其交叠并连接在一起。
根据某些实施例，交叠的机织织物层的聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线在交叠处局部地或整体地熔合在一起，或交叠的机织织物层由缝合纱线局部地或整体地缝合在一起。
根据某些实施例，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层和第三机织织物层，该第二机织织物层位于该第一机织织物层和该第三机织织物层之间，该第一机织织物层包括第一纱线、第二纱线和第一孔，该第一纱线和该第二纱线相互交织，该第一孔位于交织的第一纱线和第二纱线之间，该第二机织织物层包括第三纱线、第四纱线、第一表面和第二表面，第三纱线的吸湿率大于第四纱线的吸湿率，该第三纱线和该第四纱线相互交织，第一表面与第一机织织物层接触，第二表面与第三机织织物层接触，在第一表面上第四纱线的面覆盖比率大于第三纱线的面覆盖比率，在第二表面上第三纱线的面覆盖比率大于第四纱线的面覆盖比率，该第三机织织物层包括第五纱线、第六纱线和第二孔，该第五纱线和该第六纱线相互交织，该第二孔位于交织的第五纱线和第六纱线之间，第二孔的孔径大于第一孔的孔径，该第一纱线、该第二纱线，该第四纱线、该第五纱线和该第六纱线的每一个包括该聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线。
根据某些实施例，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层和第三机织织物层，该第二机织织物层位于该第一机织织物层和该第三机织织物层之间，该第一机织织物层包括第一纱线、第二纱线和第一孔，该第一纱线包括聚乳酸复丝纱，该第二纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第一纱线和该第二纱线相互交织，该第一孔位于交织的第一纱线和第二纱线之间，该第二机织织物层包括第三纱线、第四纱线、第一表面和第二表面，该第三纱线包括具有羊毛纤维的短纤维纱，该第四纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第三纱线和该第四纱线相互交织，第一表面与第一机织织物层接触，第二表面与第三机织织物层接触，在第一表面上第四纱线的面覆盖比率大于第三纱线的面覆盖比率，在第二表面上第三纱线的面覆盖比率大于第四纱线的面覆盖比率，该第三机织织物层包括第五纱线、第六纱线和第二孔，该第五纱线包括聚乳酸复丝纱，该第六纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第五纱线和该第六纱线相互交织，该第二孔位于交织的第五纱线和第六纱线之间，第二孔的孔径大于第一孔的孔径。
根据某些实施例，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层、第三机织织物层和第四机织织物层，其交叠并连接在一起，第一机织织物层为该织物提供第一特性，第二机织织物层为该织物提供了第二特性，第三机织织物层为该织物提供第三特性,第四机织织物层为该织物提供了第四特性，该第一特性、该第二特性、该第三特性和该第四特性是不同的。
图1A示出根据本发明某些实施例的生物可降解和环保的单层机织物10，其能实现单向或双向过滤。单层机织物10由具有交叉关系的经纱11和纬纱12构成。经纱11和纬纱12按一定的规律交织，如本实施例的一上一下相间交织。经纱11沿机织物的长度运行，纬纱12沿机织物的宽度运行。经纱11和纬纱12之间具有孔13。经纱11和纬纱12为聚乳酸复丝纱，其具有150旦尼尔的纱线支数和64根长丝。经*纬线的密度为80*100根/平方英寸。经纱11和纬纱12的交织方式配置为从织机取出后，在两个方向的交织是平衡的，其利用长丝纱线的自然伸展性，使单层机织物10实现具有纹理表面14和织物两侧随机不规则的凹凸(图1B)。纹理表面14是经向和纬向平纹组织结构的自然拉伸和平衡交织以及聚乳酸复丝纱线在两个方向上的可拉伸性的结果。
如图1B所示，本实施例的织物的两侧具有纹理表面，在双向空气过滤的应用中提供了双向过滤特性，如外科口罩。双向过滤特性是基于以下组合：纹理表面与两侧随机和不规则凹凸；由于纱线密度和纱线尺寸以控制纱线间孔径尺寸；长丝纱线滞留区的纱线内部间隙；在织物的两侧实现过滤机制，即“滞留区保留”。此外，由于在织物结构内的滞流区会产生空气湍流，这有助于实现双向空气过滤的功能。此外，同一织物还可用于单向过滤应用。通过添加更多层织物可进一步增强过滤能力(如大致99％的过滤率)。
图2A示出根据本发明某些实施例的聚乳酸复丝纱210，其由多根聚乳酸长丝211加捻或不加捻所组成。聚乳酸复丝纱210具有自然伸展力，其能产生纹理表面。图2B示出根据本发明某些实施例的聚乳酸短纤维纱220，其由聚乳酸短纤维221以捻回缠合组成。
图3示出根据本发明实施例的可生物降解、环保、连续整合和具有光滑表面和三层结构的织物30，其用于实现不同水分管理特性(包括水分输送、吸湿性和快速干燥)的组合的技术方案。具有三层结构的织物30包括机织织物层31、32、33。机织织物层31由纱线311、312交织而成，其中纱线311沿机织物31的宽度运行，纱线312沿机织物31的长度运行。机织织物层32由纱线321、322交织而成，其中纱线321沿机织织物层32的宽度运行，纱线322沿机织织物层32的长度运行。机织织物层33由纱线331、332交织形成，其中纱线331沿机织物33的宽度运行，纱线332沿机织织物层33的长度运行。使用缝合纱线37和中心缝合多层织物制造技术将机织织物层31、32、33连续整合并缝合在一起。
具有三层结构的织物30可实现水分管理功能的组合。机织织物层31是通过将水分输送纱线(如PLA纱线)交织而成的，根据本实施例，纱线311是纱线支数为150旦尼尔、64根长丝的复丝纱线，纱线312是纱线支数为40支的短纤维纱线。机织物31是通过采用编织结构制造使得机织织物层31具有针孔(连续的纱线之间的孔，其孔径可为1μm至1mm)，水分可通过这些孔和纱线311内的长丝之间的间隙移动，实现毛细管作用。
在机织织物层32中，纱线321是由高吸湿的美利奴(merino)羊毛纤维制成的短纱线，纱线支数为12支，纱线322是由如PLA的水分输送纤维制成的短纱线，纱线支数为40支。纱线321和322交织在一起，使得机织织物层32制成有两个可区分的面。机织织物层32与机织织物层31接触的面(称为面I)具有较高的纱线322含量(如其面覆盖比率为51％至99％)，机织织物层32与机织织物层33层接触的面(称为面II)具有较高的纱线321含量(如其面覆盖比率为51％至99％)。因此，机织织物层32的两个面执行两种不同的功能。面I将执行水分输送功能，而面II将执行吸湿功能，并且由于两个面的这种不同特征，在织物结构内会产生负压，其有助于实现水分管理特性的组合。
在机织织物层33中，纱线331和332是由纱线支数为40支的PLA等水分输送纤维制成的短纤维纱线。此外，纱线331和332交织在一起，从而在织物结构内形成大孔(如孔径为0.5mm至5mm)，这有助于调节和增加流向与机织织物层33接触的机织织物层32的表面的气流。缝合纱线7也由输送水分的PLA纤维制成，其纱线支数为40支。机织织物层33在每一平方英寸的面积内具有110*90根的经线*纬线的密度。
由于具有不同特性的纱线、交织模式、纱线支数、纱线密度和感应负压的组合，具有三层结构的织物30被转化为水分管理织物。使用时，与皮肤或水分源接触的机织织物层31将水分输送到机织织物层32。机织织物层32同时进行水分输送(在面I)和吸收(在面II)。机织织物层33执行水蒸气传输和空气调节从而导致机织织物层32快速干燥。
纱线311、312、322、331、332为聚乳酸纱线，而纱线321可以选自任何天然的、可生物降解的和吸湿的纱线，包括但不限于羊毛、棉、竹、麻。此外，所有纱线均由任何已知的纱线制造技术制成，包括但不限于环锭纺、转杯纺、摩擦纺、熔纺和喷气纺。
图4为在具有纹理表面的机织物40中的滞留区和过滤情况的示意图，其中，由于织物结构导致纱线41间的颗粒或污染物45滞留，由于突出的纤维42导致颗粒或污染物45滞留，由于纹理表面43导致滞留区44滞留颗粒或污染物45，由于织物结构导致纱线41间的颗粒或污染物45滞留，纤维42内的颗粒或污染物45在纱线结构内滞留。
如图4所示，本发明将纹理面与可控的纱线间和/或纤维内织物孔隙度结合，能够产生任何可能的过滤机理，包括滞留区滞止、吸收或拉伸、吸附、拦截、布朗扩散、惯性碰撞、重力沉降、动压效应和静电吸引，和/或能够实现单向或双向空气和/或颗粒过滤功能的以上任意组合。织物可以用于预过滤、和/或主过滤和/或后过滤，和/或将这三种任意组合的过滤方式。而且织物的最终过滤配置受具体应用的支配，能够过滤特定的颗粒和/或污染物。
根据某些实施，本机织物由天然可生物降解的聚乳酸纤维和/或聚乳酸纤纱制造而成，其包括单层或多层机织物结构。该单层和多层机织物可采用聚乳酸纤纱、聚乳酸短纤维纱和聚乳酸长丝纱的组合，或者纱线和聚乳酸纱线的组合的方式进行制造，而且可采用任何已知的技术进行制造，包括但不限于环锭纺纱、转杯纺纱、摩擦纺纱、熔融纺纱、喷气纺纱。
根据某些实施例，组合经纱的方式包括将聚乳酸纤纱、聚乳酸短纤纱、聚乳酸长丝纱组合，或纱线和/或聚乳酸纱线组合，或将前两种组合再组合的方式，都可以用来制造这种单层和多层机织物。而其中所使用的纱线可以采用任何已知的技术进行制造，包括但不限于环锭纺纱、转杯纺纱、摩擦纺纱、熔融纺纱、喷气纺纱等纱线制造技术。
根据某些实施例，组合纬纱的方式包括将聚乳酸纤纱、聚乳酸短纤维纱、聚乳酸长丝纱的组合，或纱线和聚乳酸纱线的组合，或将前两种组合再组合的方式，都可以用来制造这种单层和多层机织物。其中所使用的纱线可以采用任何已知的技术进行制造，包括但不限于环锭纺纱、转杯纺纱、摩擦纺纱、熔融纺纱、喷气纺纱等纱线制造技术。
根据某些实施例，多层机织物的制造亦可以采用任何捆绑纱或其组合的方式，捆绑纱包括将聚乳酸纤纱、聚乳酸短纤维纱、聚乳酸长丝纱的组合，或纱线和聚乳酸纱线的组合，或将前两种组合再组合的方式。其中所使用的纱线可以采用任何已知的技术进行制造，包括但不限于环锭纺纱、转杯纺纱、摩擦纺纱、熔融纺纱、喷气纺纱等纱线制造技术。
因此，使用任何一种或任意组合的聚乳酸纱线编织成经纱、纬纱或二者兼有，都能够制造可生物降解且经纬纱交织的单层或多层机织物。这样生产的单层或多层织物具有单向或双向过滤性能，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间。而且不论是否对不同织物层采用超声波热粘合或密封技术，织物都可以作为机织膜代替无纺布或泡沫材料。根据织物液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)，机织物的综合湿度管理性能(OMMC)处于第4-5级，能够提供或创造最佳的孔隙度及光滑面或纹理面，而且在材料性能、织物结构、经纱和纬纱填充模式、线密度和织物密度之间形成联合效应，能够在重复使用后仍保持其性能。
根据某些实施例，由经纬纱交织的单层和多层机织物，可以采用任何一种或任意组合的聚乳酸纱线制造，且各部分间既可以用或不用超声波热粘合或密封技术，亦可以作为机织膜在整体或预先设计好的局部代替无纺布或泡沫材料。同时，单层和多层机织物可以用作单向或双向过滤介质，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间。
单层机织物的湿度管理特征或特性，或多层机织物的每一层的特性可以是具有良好的吸湿排汗性、芯吸性、防臭、抗真菌、透气性、水蒸气渗透性和快干性在内的一项或更多，或综合这些不同的特性，同时织物亦有确实的可生物降解性和抗紫外特性。根据织物液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)，本发明的织物的综合湿度管理性能(OMMC)处于第4-5级，加之聚乳酸固有的抗菌性，不仅能够缩短细菌和病毒的存活时间，而且采用多功能涂料和/或通过操作不同层的织物结构，织物能够实现单向或双向过滤介质，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间。
湿度管理性能对于人体热生理学的舒适性非常重要。因此，本发明的单层和多层机织物不仅可以用于制造日常穿的外衣和贴身衣物，还可以用于医疗领域，包括但不限于尿失禁护理用品、卫生清洁用品、伤口敷料和绷带、静脉曲张压力服装、面罩、外科口罩、食品和美容保健行业用的口罩、时尚口罩、工业用或医疗用防毒面具、面纱、围巾、头巾、颈套、运动装、背心、睡衣、衬衫、头带、腕带、可穿戴医疗设备的纺织辅料肩带、供所有年龄和性别的人使用的头饰和内衣以及老年人使用的纺织品。
本发明提供了制造可生物降解的环保型单层和多层织物的方法，织物为经纱和纬纱交织结构，可以使用任何纱线制造技术将任何一种或任意组合的聚乳酸纱线制成经纱、纬纱或二者兼有。
根据某些实施例，本织物制造方法包括结合使用聚乳酸纱线，聚乳酸短纤维纱线，聚乳酸长丝或结合使用纱线和/或聚乳酸纱线作为经纱，纬纱或两者均可来制造织布。
根据某些实施例，本织物制造方法包括使用任何一种或平纹，斜纹缎子和棉缎，和/或多臂花式机织和/或经纱通过综框，综眼和综筘上浆方式和/或纬纱上浆方式的操控和/或经纱和/或纬纱形成织物结构的线型和/或密度的操控等。
根据某些实施例，本织物制造方法包括使用任何一种或中间缝合，自动缝合，锦缎，二重织物，双层织物，三层织物或表里互换织物结构的结合来生产分离式的，整合或粘合式的，间歇性整合或粘合式，或连续性整合或粘合式的织布层，各层间的粘合来自于所使用的特殊机织技术。
根据某些实施例，本织物制造方法包括使用含有开口机，供纱和引纬系统的机织机；开口机包括凸轮，多臂机或提花开口机；供纱系统包括单经轴和双经轴；引纬系统包括喷气引纬系统，片梭，摆梭，多梭，喷水或磁性引纬系统。
根据某些实施例，本织物制造方法包括使用织机，编带机，纬编机，经编机和无纺布技术。
这种方法能够实现特殊的织物结构，只要织布机的机织物结构单元沿着一个、两个或三个平面方向松开或移除，就能够提供或造出光滑面或纹理面、最佳的孔隙度和透气性。
不论先进还是传统的商业织布机，只要其经轴和储纬器分别有至少一个可供选用，比如任何类型的开口机构，以及包括但不限于单经轴、双经轴和任何引纬系统的送经装置，就能够用来制造本次专利所申请的单层和多层机织物。此外，这种可生物降解的环保型单层和多层织物亦可采用编织、纬编、经编或无纺布技术进行制造。
在一些实例中，多点开口机构亦可用于制造具有本发明的机织物结构的机织物。但需要注意的是，任何开口机构，包括但不局限于凸轮连杆式开口机构、多臂开口机构、提花开口机构，均可以用于制造该机织物。
而且，剑杆引纬系统亦可以用于制造本发明的机织物。任何引纬系统，包括但不限于喷气、抛射、片梭、多相、喷水或磁力引纬系统，均可以用于制造该机织物。
其中，单层织物可以采用任何基本织物结构进行编织，包括平纹、斜纹缎、棉缎或任意组合的基本织物，和/或多臂织物，和/或通过综框、综眼和筘操作经纱填充模式，和/或纬纱填充模式，和/或操作经纬线密度和/或螺纹密度，以优化织物的孔隙度或纹理结构。
类似单层织物，多层机织物亦可以采用任何基本织物结构进行编织，包括包括平纹、斜纹缎、棉缎或任意组合的基本织物，和/或多臂织物，和/或通过综框、综眼和筘操作经纱填充模式，和/或纬纱填充模式，和/或操作经纬线密度和/或螺纹密度，以优化织物的孔隙度或纹理结构。另外织物层可以分开、组合或粘合，间歇整合或粘合，持续组合或粘合，并采用多层织物技术制造，包括但不局限于中缝、自缝、锦缎、背布、双层布、三层布，或者互换组织结构或这些任意结合。粘合来自使用特定的织物技术。
当某一织物层与其他织物层的结构一样或不同时，或者与其他织物层的结构对称或不对称时，多层机织物结构仍可以被制造出来。这可以理解为具有单向或双向过滤性能、薄膜功能和湿度管理性能的结构并不独特，第一层和第二层结构可以有多种选择。
总体而言，这种可生物降解的环保型单层和多层织物具有单向或双向过滤性能，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间，或更高。而且该织物的综合湿度管理性能(OMMC)处于第4-5级。综合织物的多种性能，包括天然可生物降解的聚乳酸纱线、设计好的经纬交织的织物结构、织物技术，和/或通过综框、综眼和筘操作经纱填充模式，和/或纬纱填充模式，和/或操作经纬线密度和/或螺纹密度，能够用于制造可代替无纺布和泡沫材料的机织膜。
采用织物技术，和/或通过综框、综眼和筘操作经纱填充模式，和纬纱填充模式，和操作经纬线密度和螺纹密度的织物结构，这些方法能够通过控制织物孔隙度制造透气性良好的织物结构，同时使织物和经纬编织结构具备良好的吸湿排汗性。这种结构综合了可控制的孔隙度以及吸水性和吸湿排汗性良好的聚乳酸，能够应用于开发不同种类的服装。更重要的是，水分传递和孔隙度不仅使织物具备良好的吸水性和吸湿排汗性，同时兼具透气性和快干性。
单层或多层织布的孔隙度和纹理表面效果可以通过任何一种或组合织布纺织技术，机织结构，经纱通过综框，综眼和综筘上浆方式和纬纱上浆方式的操控，经纱和纬纱在织物结构上的线型和密度的操控等共同实现，还可以被优化或操控以适应最终的应用。
和现有技术相比，本发明具有以下优点。
生物降解性和环保性：本发明的织布是由天然可降解的聚乳酸纤维和/或聚乳酸纤维纱线制造而成，因此是可生物降解和环保的。本发明的织布不会最终变成固体废料，也不会由于微纤化对海洋生物造成威胁。
超声波热粘合或密封：聚乳酸纤维是一种热塑性生物材料，因此，可以通过快速有效的超声波加热或密封，将所提供的织物层结合成多层结构。
单向或双向过滤和机织膜：本发明的织布具有单向或双向过滤特性，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间，可通过或不通过超声热粘合或密封作为机织膜使用，并替代上述无纺布和泡沫材料进行吸湿随后在外套和贴身衣物间进行水分运输。
湿度管理：本发明提供可生物降解和环保的，具有湿度管理性能的单层和多层织布，根据纺织品液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)，其总体湿度管理能力达到4至5级，是由材料性能和机织结构的综合影响产生的。
多功能性和灵活性：本发明提供多功能性，因为使用特定类型纱线和使用任一类型纱线或结合使用都没有限制。
轻薄性，尺寸稳定性和成形性：与针织物，泡沫材料和无纺布相比，本发明的机织物提供更强的尺寸稳定性，轻薄性和更好的成形性。
功能持久性：本发明的机织物在重复使用后仍具有出色的功能保留性。
更广泛的应用范围：由于其轻薄性，湿度管理性能(根据纺织品液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)，其总体湿度管理能力达到4至5级)，更好的成形性，在纱线类型和机织结构选择上的多功能性，这些织布具有更广泛的应用范围。
实施例1：具有纹理表面的单层机织物
图5示出根据实施例1所制造的具有纹理表面的单层机织物，其具有孔隙度小或孔隙度大和纹理表面的效果，从而实现或操控了单向或双向过滤特性，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于在95％和98％之间。该单层机织物具有湿度管理特性，当根据纺织品液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)进行测试时，总体湿度管理能力可达4-5级(如图11所示)，并且可被当成机织膜使用，从而替代无纺布和泡沫材料。
该单层机织物的经纱和纬纱是聚乳酸复丝纱，纱线细度为150丹尼尔，共64根长丝。其织物结构是1/1平织，经纱*纬纱密度为80*100根/平方英寸，从织机分离后能提供纹理表面。
实施例2：具有光滑表面和双层连续整合的织物
图6示出根据实施例2所制造的具有光滑表面和双层连续整合的织物，其具有单向或双向过滤特性，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间。该织物具有湿度管理特性，根据纺织品液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)，总体湿度管理能力可达4-5级，并可被当成机织膜使用，从而替代无纺布和泡沫材料。该织物包括一个第一机织织物层和一个第二机织织物层，第一机织织物层为双层的织物提供了第一种特性或特征，而第二机织织物层为双层的织物提供了第二种特性或特征，这两种特性或特征是不同的。
该织物具有连续整合或粘合的双层机织物结构，其表面光滑。该织物的经纱和纬纱是聚乳酸短纤维纱线，纱线细度为40支，织布的经纱*纬纱密度为90*70根/平方英寸，从织机分离后提供光滑表面。连续整合的织物是采用自缝合或中心缝合技术制成的多层织物，通过缝合纱线将各层连续粘合在一起。
实施例3：具有纹理表面和双层间歇整合的织物
图7示出根据实施例3所制造的具有纹理表面和双层间歇整合的织物，其具有间歇整合或粘合的双层机织物结构，该织物的经纱为细度为40支的聚乳酸短纤维纱线，该织物的纬纱包括由细度为40支的聚乳酸短纤维纱线以及细度为150丹尼尔和具有64根长丝的聚乳酸复丝交替而成。该织物的经纱*纬纱密度为90*70根/平方英寸，从织机分离后提供纹理表面。间歇整合的织物是采用自缝合技术制造多层织物，通过缝合纱线在预先设计的位置或图案处将各层粘合在一起。
实施例4：具有纹理表面和三层间歇整合的织物
图8示出根据实施例4所制造的具有纹理表面和三层间歇整合的织物，其具有三层机织物，具有单向或双向过滤特性，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间。该织物具有湿度管理特性，根据纺织品液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)，总体湿度管理能力可达4-5级，并可被当成机织膜使用，从而替代无纺布和泡沫材料。该织物包括一个第一机织织物层，一个第二机织织物层和一个第三机织织物层。第一机织织物层为该多层的织物提供了第一种特性或特征，第二机织织物层为该多层的织物提供了第二种特性或特征，第三机织织物层为该多层的织物提供了第三种特性或特征，这三种特性或特征是不同的。
根据某些实施例，第一层的机织物可具有良好的吸湿排汗作用，抗菌能力和液体微滴或水蒸气渗透结构，第二层的机织物可具备强吸收性，快干性和单向或双向过滤特性，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间，而第三层的机织物可能具有多孔透气结构，从而帮助快速有效地蒸发第二层的水分。
该织物具有间歇性整合的三层织物结构和具有由聚乳酸短纤维纱线组成的纹理表面。该织物的经纱和纬纱为细度为40支的聚乳酸短纤维纱线，织布经纱*纬纱密度为180*160根/平方英寸，从织机分离后提供纹理表面。
实施例5：具有光滑表面和三层连续整合的织物
图9示出根据实施例5所制造的具有光滑表面和三层连续整合的织物，其具有连续性整合的三层的织物结构，该织物具有由聚乳酸短纤维纱线组成的光滑表面。该织物的经纱和纬纱是细度为40支的聚乳酸短纤维纱线，织布的经纱*纬纱密度为110*90根/平方英寸，从织机分离后可以提供一个光滑表面。
实施例6：具有纹理表面和三层间歇整合的织物
图10示出根据实施例6所制造的具有纹理表面和三层间歇整合的织物，实施例6中的织物与实施例4中的织物不同于：实施例6中的织布是一种间歇性整合的三层机织布，具有由聚乳酸短纤维纱线和聚乳酸复丝组合而成的纹理表面。经纱是细度为40支的聚乳酸短纤维纱线，纬纱是由细度为40支的聚乳酸短纤维纱线和细度为150丹尼尔和具有共64根长丝的聚乳酸复丝交织而成。织布的经纱*纬纱密度为110*90根/平方英寸，从织机分离后提供纹理表面。
实施例7：具有纹理表面和四层间歇或连续整合的织物
根据实施例7所制造的具有纹理表面和四层间歇或连续整合的织物，具有单向或双向过滤特性，根据医用口罩材料性能标准规范(ASTM F2100-11)，其过滤能力介于95％和98％之间。该织物具有湿度管理特性，根据纺织品液态水分管理性能标准(AATCC 195-2017)，总体湿度管理能力可达4-5级，并可被当成机织膜使用，从而替代无纺布和泡沫材料。该织物包括第一机织织物层，第二机织织物层，第三机织织物层和第四机织织物层。第一机织织物层为该多层结构的织物提供第一种特性或特征，第二机织织物层为该多层结构的织物提供第二种特性或特征，第三机织织物层为该多层结构的织物提供第三种特性或特征，第四机织织物层为该多层结构的机织物提供第四种特性或特征，这四种特性或特征是不同的。
该织物可具有间歇性或连续性整合的四层织物结构，其具有由短纤维和/或聚乳酸复丝组成的光滑或纹理表面。例如，经纱和纬纱是细度为40支的聚乳酸短纤维纱线，织布的经纱*纬纱密度为200*160根/平方英寸，从织机分离后提供光滑表面。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以对本发明进行各种变化及同等替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (19)

1.一种织物，其包括单层机织物或多个机织织物层，该单层机织物至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成，该多个机织织物层至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成。
2.根据权利要求1所述的织物，其中，单层机织物的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，机织织物层的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，该聚乳酸纱线包括聚乳酸长丝纱或聚乳酸短纤维纱。
3.根据权利要求2所述的织物，其中，该聚乳酸长丝纱包括聚乳酸复丝纱，其包括多根加捻或不加捻的聚乳酸长丝。
4.根据权利要求3所述的织物，其中，该聚乳酸复丝纱包括48至200根聚乳酸长丝。
5.根据权利要求2所述的织物，其中，聚乳酸长丝纱的纱线细度为50至200丹尼尔，聚乳酸短纤维纱的纱线细度为40至100支。
6.根据权利要求1所述的织物，其中，单层机织物的经纱和/或纬纱的密度为40至130根/英寸，机织织物层的经纱和/或纬纱的密度为40至130根/英寸。
7.根据权利要求1所述的织物，其中，单层机织物的经纱和/或纬纱包括该聚乳酸纱线，该聚乳酸纱线包括聚乳酸纱线长丝纱和聚乳酸短纤维纱，该聚乳酸纱线长丝纱和聚乳酸短纤维纱在单层机织物上交错排列。
8.根据权利要求1所述的织物，其中，所述织物具有纹理表面或光滑表面。
9.根据权利要求1所述的织物，其中，该多个机织织物层包括2至10个机织织物层，其交叠并连接在一起。
10.根据权利要求9所述的织物，其中，交叠的机织织物层的聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线在交叠处局部地或整体地熔合在一起，或交叠的机织织物层由缝合纱线局部地或整体地缝合在一起。
11.根据权利要求1所述的织物，其中，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层和第三机织织物层，该第二机织织物层位于该第一机织织物层和该第三机织织物层之间，
该第一机织织物层包括第一纱线、第二纱线和第一孔，该第一纱线和该第二纱线相互交织，该第一孔位于交织的第一纱线和第二纱线之间，
该第二机织织物层包括第三纱线、第四纱线、第一表面和第二表面，第三纱线的吸湿率大于第四纱线的吸湿率，该第三纱线和该第四纱线相互交织，第一表面与第一机织织物层接触，第二表面与第三机织织物层接触，在第一表面上第四纱线的面覆盖比率大于第三纱线的面覆盖比率，在第二表面上第三纱线的面覆盖比率大于第四纱线的面覆盖比率，
该第三机织织物层包括第五纱线、第六纱线和第二孔，该第五纱线和该第六纱线相互交织，该第二孔位于交织的第五纱线和第六纱线之间，第二孔的孔径大于第一孔的孔径，
该第一纱线、该第二纱线，该第四纱线、该第五纱线和该第六纱线的每一个包括该聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线。
12.根据权利要求1所述的织物，其中，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层和第三机织织物层，该第二机织织物层位于该第一机织织物层和该第三机织织物层之间，
该第一机织织物层包括第一纱线、第二纱线和第一孔，该第一纱线包括聚乳酸复丝纱，该第二纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第一纱线和该第二纱线相互交织，该第一孔位于交织的第一纱线和第二纱线之间，
该第二机织织物层包括第三纱线、第四纱线、第一表面和第二表面，该第三纱线包括具有羊毛纤维的短纤维纱，该第四纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第三纱线和该第四纱线相互交织，第一表面与第一机织织物层接触，第二表面与第三机织织物层接触，在第一表面上第四纱线的面覆盖比率大于第三纱线的面覆盖比率，在第二表面上第三纱线的面覆盖比率大于第四纱线的面覆盖比率，
该第三机织织物层包括第五纱线、第六纱线和第二孔，该第五纱线包括聚乳酸复丝纱，该第六纱线包括聚乳酸短纤维纱，该第五纱线和该第六纱线相互交织，该第二孔位于交织的第五纱线和第六纱线之间，第二孔的孔径大于第一孔的孔径。
13.根据权利要求1所述的织物，其中，该多个机织织物层包括第一机织织物层、第二机织织物层、第三机织织物层和第四机织织物层，其交叠并连接在一起，第一机织织物层为该织物提供第一特性，第二机织织物层为该织物提供了第二特性，第三机织织物层为该织物提供第三特性,第四机织织物层为该织物提供了第四特性，该第一特性、该第二特性、该第三特性和该第四特性是不同的。
14.一种用于湿度管理和过滤膜的可生物降解的织物，其包括单层机织物或多个机织织物层，该单层机织物至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成，该多个机织织物层至少由聚乳酸纤维和/或聚乳酸纱线组成。
15.一种用于制造织物的方法，该织物包括单层机织物或多个机织织物层，所述方法包括：
结合使用聚乳酸纱线，聚乳酸短纤维纱线和/或聚乳酸长丝，或结合使用纱线和/或聚乳酸纱线作为经纱和/或纬纱以生成该织物。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括使用平纹，斜纹缎子和棉缎，和/或多臂花式机织和/或经纱通过综框，综眼和综筘上浆方式和/或纬纱上浆方式的操控和/或经纱和/或纬纱形成织物结构的线型和/或密度的操控的一种或其组合。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，该织物包括多个机织织物层，所述方法还包括了使用中间缝合，自动缝合，锦缎，二重织物，双层织物，三层织物或表里互换织物结构的任何一种或和其组合来生产分离式的，整合或粘合式的，间歇性整合或粘合式，或连续性整合或粘合式的织布层，各层间的粘合来自于所使用的特殊机织技术。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括使用含有开口机，供纱和引纬系统的机织机；开口机包括凸轮，多臂机或提花开口机；供纱系统包括单经轴和双经轴；以及引纬系统包括喷气引纬系统，片梭，摆梭，多梭，喷水或磁性引纬系统。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括使用织机，编带机，纬编机，经编机和无纺布技术。
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