CN1408033A - 双组分花式纱及其织物 - Google Patents

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Abstract

公开了一种合成聚合物纱，包含双组分纱和第二种纱，其组合形成单纱。双组分纱由第一种组分和第二种组分构成，每种组分均由成纤聚合物组成，每种组分均具有不同于另一种组分的收缩率，以实现膨松效果。这种不同收缩率可以通过，例如使用不同聚合物或具有不同相对粘度的相似聚合物得到。本发明的合成聚合物纱有利地具有改善的视觉效果，包括层次效果，这样改善了使用这种纱制造的产品的视觉组合。另外，从所述的纱生产的织物具有改善的手感及弹力和回复性能。

Description

双组分花式纱及其织物
本申请要求在2000年3月1日提交的美国临时申请60/186,294的优先权，并且其全文引入此处作参考。
                本发明的技术领域及工业实用性
本发明涉及聚合物纱，特别是尼龙纱或聚酯纱，其包含组合形成单纱的双组分纱和第二种纱，用来制造织物和服装。
                        发明背景
尼龙纱用于各种针织物和机织物。正在进行尝试以得到具有柔软手感及弹力效果和回复效果的视觉美观的织物。一种尝试导致制造的双组分纱，这在本领域中已有描述。例如，美国专利No 4,601,949和4,740,339叙述了聚酰胺共轭单丝或双组分纱，以及采用串联纺丝拉伸法制备它们的方法。类似地，美国专利3,671,379公开了通过熔融纺丝、拉伸和退火制备的聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丙二酯的双组分纤维。
双组分纱的优点是，正如在这些专利中所叙述的，它们产生了在弹力服装结构中有用的膨松效果或卷曲效果。例如，这些专利叙述了，通过在双组分纱中使用具有不同收缩率的聚合物，可以得到所需要的膨松效果或卷曲效果。这种不同的收缩率能够通过使用不同聚合物，或者通过使用具有不同相对粘度的类似聚合物来获得。但是，单独由双组分纱制造的织物常常没有所需要的视觉效果、柔软手感以及弹力和回复性能。
本发明涉及双组分花式纱，其包含双组分纱和第二种纱，已经发现，得到了所需要的视觉效果、柔软手感以及弹力和回复性能。虽然本领域中叙述了复合纱，但是这些其它纱线没有一种具有本发明所要求的全部性能。例如，复合纱已叙述在美国专利No 6,020,275中。其中，在所叙述的复合纱中，支撑负荷的纱与可熔的粘合用纱或膨体纱相组合。但是，打算把这种纱作为粘合用纱，因为强度被认为是其引起的，并且这种纱没有获得被认为是本发明双组分花式纱引起的视觉效果和柔软的手感。
在另一份专利美国专利6,015,618中，所叙述的复合纱包括具有嵌入绞花组织纱中的衬垫纱的绞花组织纱。虽然该专利旨在得到弹力织物，但是特别考虑了可溶于水的纱线和弹性纱线的使用。另一方面，本发明双组分花式纱一般不使用可溶于水的纱线，并且在不使用弹力聚合物的情况下还能够得到弹性织物。
在一些申请中，使用尼龙纱，通过加捻或通过空气喷射变形，覆盖弹性斯潘德克斯。结果，自这些纱线制造的一些织物具有良好的弹力和回复性能，但是常常没有涉及本发明的视觉审美性。而且，斯潘德克斯是一种橡胶纤维，它不能象本发明双组分花式纱那样很好地吸收染料。另外，因为斯潘德克斯是一种橡胶纤维，与本发明相比，其不能提供所要求的柔软感觉或手感。
因此，本发明涉及可以针织或机织成具有所需要的视觉效果、手感以及弹力性能和回复性能的织物的双组分花式纱。而且，因为这些机织织物优选由尼龙纱制造，它们也是可染的和耐用的。由本发明纱线制造的织物的质地，与已知的其它织物比较，具有平滑的天鹅绒般的手感。
美国专利No 3,671,379叙述了一种聚酯双组分短纤维和另一种聚酯短纤维的混纺纱。参见，例如，实施例XXV。但是，并未提及纱或连续单丝的组合。
                        发明概述
本发明涉及一种聚合物纱，包含组合形成单纱的双组分纱和第二种纱。所述双组分纱至少包含第一种组分和第二种组分，每种组分均包含成纤聚合物，优选每种组分的收缩率不同，从而实现了膨松效果。例如，这可以通过使用不同聚合物或者使用具有不同相对粘度的聚合物获得。本发明聚合物纱有利地呈现改善的视觉效果，包括层次效果，改善了采用所得纱线制造的产品的视觉组合。而且，本发明聚合物纱常常为由其制造的织物提供意想不到的柔软手感以及良好弹力和回复性能。柔软手感在针织物中特别受到注意。
在本发明的另一种实施方案中，叙述了使用聚合物纱制造的产品。特别是，包含聚合物纱的织物可以采用聚合物纱制造。另外，还叙述了由这些织物制造的服装。
在另一种实施方案中，制造聚合物纱的方法包括将双组分纱与第二种纱组合形成单纱，其中双组分纱至少包含第一种组分和第二种组分，每种组分均由成纤聚合物组成，并且各自具有彼此不同的收缩率。所述方法还可以包括，在所述组合步骤之前，由其第一种单丝组分和第二种单丝组分生产双组分纱。
                        附图简述
图1是制造本发明聚合物纱的一种方法的示意图，该聚合物纱是部分取向的，使用双组分纱和第二种纱经交缠来制造。
图2是制造本发明聚合物纱的另一种方法的示意图，其使用所述滚筒装置进行全拉伸，其中双组分纱和第二种纱进行交缠。
图3～5绘出在3个不同横截面上的横截面图，其中双组分纱具有圆形横截面，第二种纱分别为圆形、哑铃形和三叶形。
图6-A、6-B和6C是显微照片，描绘由双组分纱和单组分纱组合制造的聚合物纱生产的织物(6B)的视觉效果，与由两种单组分纱生产的对比织物(6A)进行比较。
                    本发明优选实施方案详述
在本文使用的术语“合成聚合物纱”或“双组分花式纱”指的是通过组合双组分纱和第二种纱生产的本发明的单纱。合成纱包括全部或部分是合成的那些实施方案。术语分层纱和组合纱在下文中有时也用于描述本发明的纱。
由这种纱制造的织物具有视觉效果、手感效果以及弹力和回复效果，这些均是本发明的目标。
本文所用术语“双组分纱”指的是至少两种可熔融纺丝的纤维成分的共轭产品，其中共轭产品具有至少两个不同的纵向共延伸的聚合物部分。纤维成分由本领域已知的任何适合的可熔融纺丝的成纤聚合物组成。用于双组分纤维的第一种和/或第二种组分合适的成纤聚合物包括聚酰胺、诸如聚乙烯和聚丙烯之类的聚烯烃、聚酯、诸如人造纤维之类的粘胶聚合物以及醋酸酯的均聚物、共聚物以及三元共聚物。术语“双组分”并不意味着仅限于二个组分，而是指包括三个或更多个组分，能够生产具有至少三种或更多种不同的纵向共延伸的聚合物部分的共轭产品。这种双组分可以称作多组分纤维。
优选的双组分纤维是包含一对沿纤维长度方向彼此紧密粘合的聚合物的纤维，因此，纤维横截面例如是并列型、偏心皮-芯型或者其它适当的能够形成有用卷曲的横截面。另外，优选的是所述纤维具有相当的膨松性。
本文所用术语“收缩”指的是，当双组分纱暴露于湿热环境中时，其每种组分纵向尺寸的减少。在双组分纱的组分之间的这种不同的收缩率可以通过选择成纤聚合物来获得，成纤聚合物在聚合物类型的一种或多种、聚合物的性能方面如相对粘度和结晶性能、横截面、在每个聚合物部分中存在的添加剂的量方面、或者这些性能的组合方面有差别。在双组分纱的组分中的这些差别为实现膨松效果的不同收缩率或不同的纵向共延伸的聚合物部分提供了不同的收缩率。双组分纱的组分可以按要求排列，例如，并列结构或皮-芯结构。为了得到最好的审美效果，皮-芯结构应该优选具有偏心或不对称皮-芯结构。
适宜的均聚酰胺包括但不限于聚己二酰己二胺均聚物(尼龙66)、聚己内酰胺均聚物(尼龙6)、聚庚内酰胺均聚物(尼龙7)、尼龙10、聚十二碳内酰胺均聚物(尼龙12)、聚亚丁基己二酰胺均聚物(尼龙46)、聚癸二酰己二胺均聚物(尼龙610)、正十二烷二酸和己二胺均聚物的聚酰胺(尼龙612)、以及十二亚甲基二胺和正十二烷二酸均聚物的聚酰胺(尼龙1212)。用于形成上述均聚物的单体的共聚物和三元共聚物也适用于本发明。
适宜的共聚酰胺包括但不限于用来形成上述均聚酰胺的单体的共聚合物。另外，其它适宜的共聚酰胺包括，例如，与尼龙6、尼龙7、尼龙10和/或尼龙12相接触并完全混合的尼龙66。用来举例说明的聚酰胺也包括由诸如对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸或癸二酸等二羧酸组分；诸如聚对苯二甲酰己二胺、聚己二酰-2-甲基戊二胺、聚己二酰-2-乙基丁二胺或聚间苯二甲酰己二胺等酰胺组分；诸如己二胺、2-甲基戊二胺的二胺组合；和1，4-双(氨甲基)环己烷制造的共聚物。优选地，双组分纱的一种组分是尼龙66与聚己二酰-2-甲基戊二胺(MPMD)共聚的共聚酰胺。这种共聚酰胺可以通过使己二酸、己二胺和MPMD一起聚合来制备。最优选地，双组分纱的一种组分是尼龙66与聚己二酰-2-甲基戊二胺进行共聚的共聚酰胺，第二组分是尼龙66。
上述共聚酰胺可以通过本领域已知的方法制造。例如，适宜的其聚酰胺可以通过将固定比例的薄片状或聚合物颗粒状每种聚酰胺组分混合并以均匀单丝形式挤出来制造。作为替换方法，共聚酰胺可以通过在高压釜中混合合适的单体并实施本领域已知的聚酰胺化工艺来制造。任何一种方法对于制造本发明使用的共聚酰胺都是适宜的。
用于形成上述均聚物的单体的三元共聚聚酰胺也可以适用于本发明，并可以通过本领域已知的方法来制造。
双组分纱的成纤聚合物也可以是任何已知聚酯，包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯。聚对苯二甲酸丙二酯也称作聚对苯二甲酸三亚甲酯，而聚对苯二甲酸丁二酯也称作聚对苯二甲酸四亚甲酯。聚酯可以是这些聚酯的均聚物或共聚物。聚酯能够通过本领域已知的方法制造。
优选的聚酯叙述如下。符号“//”用来分隔制造双组分纤维所使用的两种聚合物。“2G”指的是乙二醇、“3G”指的是1，3-丙二醇、“4G”指的是1，4-丁二醇，“T”指的是对苯二甲酸。因此，例如，“2G-T//3G-T”指包含聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸三亚甲酯的双组分纤维。
在本发明的双组分花式纱中所用的聚酯双组分的两种聚酯可以有不同的组成，例如2G-T和3G-T(优选)或2G-T和4G-T，并优选具有不同的特性粘度。供选择地，组成可以是相同的，例如2G-T，但是特性粘度可以不同。其它有用的聚酯包括聚2，6-联二萘甲酸乙二酯、聚2，6-联二萘甲酸三亚甲酯、聚联苯甲酸三亚甲酯、聚对苯二甲酸环己-1，4-二亚甲酯、聚对苯二甲酸-1，3-环丁二亚甲酯和聚联苯甲酸-1，3-环丁二亚甲酯。聚合物就特性粘度(IV)和组成而论有差异对聚合物来说为获得高的后热定型卷曲收缩值是有利的，例如，2G-T具有约0.45～0.80 dl/g的IV，而3G-T具有约0.85～1.50 dl/g的IV。
聚酯双组分纤维的一种或两种聚酯可以是共聚酯。例如，可以使用共聚对苯二甲酸乙二酯，其中制造共聚酯所用的共聚单体是间苯二甲酸、戊二酸、己二酸、1，3-丙二醇或1，4-丁二醇。共聚单体在共聚酯中存在量可以为约0.5～15摩尔％。在两种聚酯在其它方面是相同的情况下使用共聚酯可能是特别有用的，例如2G-T//2G-T/I。共聚酯也可以含有少量其它共聚单体，如5-磺基间苯二甲酸钠，其量为约0.2～5摩尔％，其条件是这些共聚单体对本发明的有益效果没有有害影响。
用于制造双组分纱的聚合物可以具有任何横截面形状。横截面的形状例如可以包括圆形、椭圆形、三叶形、具有多个对称叶型的形状以及哑铃型。
用于按照本发明的双组分纱或第二种纱的聚合物可以包含对改善聚合物性能起作用的常规添加剂，作为另外的成分。这些添加剂的实例包括抗静电剂、抗氧化剂、抗菌剂、阻燃剂、润滑剂、染料、光稳定剂、聚合催化剂和助剂、助粘剂、消光剂如二氧化钛、消光剂和/或有机亚磷酸酯。
双组分纱的每种组分的存在量应足以得到获得膨松效果所必须的收缩率差异，并且可以通过已知方法得到。例如，不同收缩率可以通过利用不同类型聚合物、具有不同性能(如相对粘度和结晶性能)的组分或使用不同比例的组分来得到。例如，双组分纱的一种组分可以由可快速结晶的成纤聚酰胺形成，而双组分纱的另一种组分由可较慢结晶的成纤聚酰胺形成。正如在美国专利No.4,740,339所述，其在此引入作为参考，可结晶性的差异可以通过选择具有不同终速距离(terminal velocity distance)的聚酰胺来得到，进而使膨松性提高，如高的负荷卷曲试验值所表明的。
另一方面，双组分纱的组分可以以相对粘度的差异为基础进行选择。当双组分纱的一个组分由化学式与双组分纱的另一组分相同的重复结构单元组成时，选择相对粘度不同的聚合物可以产生所需要的膨松效果。双组分纱的组分的相对粘度差异应该足以得到为获得膨松效果足够的收缩率差异。例如，当采用不同相对粘度(RV)的尼龙66聚酰胺形成聚合物部分时，两种尼龙66的RV差应当至少为5，优选至少15，最优选至少30，同时低RV尼龙66的RV至少为20，例如至少50，或至少65。优选地，双组分纱的组分由相同重复结构单元组成，但是具有不同的RV。
供选择地，收缩率的差异可以通过改变双组分纱中每种组分的比例或者每种组分采用不同类型的聚合物来得到。另外，纱中每种组分的量应当为足以得到足以获得膨松效果的收缩率差异的量。
本文所使用的“膨松效果”指的是双组分纱的卷曲固有能力，其可以通过在双组分纱的组分之间的收缩率差异来实现。双组分纱的卷曲固有能力能够有利地使用双组分纱“自膨松”，其原因在于：在使这种类型的纤维膨松时，不需要进行机械拉伸加捻工艺或变形工艺。完全由这种类型的纤维制造的某些织物能够具有与由机械变形纤维制造的织物相似的弹力和回复性能以及手感。当使用2G-T//3G-T双组分时，常常提供比变形纤维提供的高得多的弹力和回复性能。
通过测定在本发明中所用的双组分纱的卷曲势和/或卷曲收缩率，可以客观地确定膨松效果。特别是，卷曲势是纱线通过暴露在湿热环境中实现膨松的一种度量。在卷曲/膨松处理之后拉伸(或负载的)长度和未拉伸(或未负载的)长度之间的差异以拉伸长度百分数表示。另一方面，卷曲收缩率是通过暴露在湿热条件下引起的纱线收缩的一种度量。卷曲收缩率是在处理前后拉伸长度的差异，以处理之前的拉伸长度的百分数来表示。卷曲势和卷曲收缩率彼此成正比。换句话说，卷曲势越大，卷曲收缩率就越大。适宜的膨松效果可以取决于本发明的合成聚合物纱的目标最终用途。一般说，采用具有至少约10％，优选至少约30％，最优选至少约45％卷曲势的双组分纱能够得到合适的膨松效果。还可以用具有至少约10％，优选至少约30％卷曲收缩率，最优选至少约45％卷曲收缩率的双组分纱得到适宜的膨胀效果。
除非另有说明，在实施例中使用的聚酯双组分纤维的卷曲收缩率(“CCa”)按如下所述测定。每种样品形成总旦数5000±5(5550分特)的绞纱，摇绞纱机的张力约0.1gpd(0.09dN/tex)。绞纱在70±2°F(21±1℃)、65±2％相对湿度下平衡约最少16hr。绞纱基本垂直挂在支架上，在绞纱下端挂着1.5 mg/den(1.35 mg/dtex)重物(例如对于5550 dtex绞纱挂7.5g重物)，使承重绞纱达到平衡长度，测定绞纱长度至1mm之内，以“Cb”记录。在试验进行期间，将该1.35mg/dtex重物保持在绞纱上。然后，把500g重物(100 mg/d，90mg/dtex)挂在绞纱下端，测定绞纱长度至1mm之内，以“Lb”记录。卷曲收缩值(百分数)(在热定型之前，该试验如下文所述)，“CCb”按下式进行计算：
CCb＝100×(Lb-Cb)/Lb
除去500g重物，此后将绞纱挂在架上，1.35mg/dtex重物仍处于原位，在烘箱中于约250℃F(120℃)下热定型5min，此后从烘箱中移出架和绞纱，如上述平衡2小时。该步骤为模拟工业干热定型而设计，这是在双组分纤维中产生最终卷曲的一种方法。如上所述测定绞纱长度，该长度以“Ca”记录。将500g重物再挂在绞纱上，如上所述测定绞纱长度，并以“La”记录。后热定型卷曲收缩值(百分数)，“CCa”，按下式进行计算：
Cca＝100×(La-Ca)/La
双组分纱可以以例如或者并列型或不对称皮-芯型结构来排列。例如，美国专利No 4,601,949在此引入作为参考，叙述了可以得到的并列型结构。优选其结构为并列型的。
本领域已知双组分纱的制造方法，其可以按照任何已知方法形成。例如：美国专利No 4,740,339，在此引入作为参考，叙述了一种制造具有不同相对粘度的双组分纱的工艺，它是通过纺纱拉伸工艺形成沿丝长方向并列排列结构的。另一种已知方法叙述在美国专利No4,244,907和4,202,854中，在此引入这两篇文献作为参考，其中，通过将单一聚合物挤出形成单组分熔体流制造双组分纱的工艺可以经受如下处理：在熔体流完全固化之前使一侧冷却，或者在其完全固化之后立即加热一侧，然后使丝经受拉伸。双组分纱可以按照已知方法进行拉伸，例如通过加热或用蒸气处理纱，使双组分纱随后膨松。而且，双组分纱可以以连续方法制造，以相连接的方式将生产本发明的合成聚合物纱包括在内。供选择地，双组分纱可以离线生产，然后与第二种纱相组合。
合成聚合物纱的另一组分是第二种纱，其由人造或天然纤维组成。第二种纱可以由形成人造纤维的聚合物组成，包括但不限于聚酰胺、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚酯、粘胶聚合物如人造纤维、和醋酸酯，或其组合，正如上文所述。另外，第二种纱可以包括天然纤维，如棉、羊毛和/或蚕丝。优选的是第二种纱是非弹性的。优选该纱还可以由可熔融纺丝的聚合物或天然纤维形成。所使用的聚合物可以是均聚物、共聚物、三元共聚物以及其组合。第二种纱可以是全拉伸单纱或硬质单纱，或双组分纱。双组分纱可以如上所述制造。在优选实施方案中，第二种纱是全拉伸单纱。
用于制造第二种纱的聚合物可以具有任何的横截面形状。横截面形状可以包括，例如，圆形、椭圆形、三叶形、具有大量对称叶形的形状、和哑铃形。
在第二种纱是单一组分拉伸纱时，已经发现，特别可用于本发明的是具有约80％以下断裂伸长率的纱，优选断裂伸长率约60％以下，更优选断裂伸长率约50％以下。
组合的双组分纱和第二种纱可以不同比例存在于最终产品中，取决于其目标用途。例如，最终产品的每个组分的份额可以根据其总旦数和每根丝的旦数进行计算。总旦数或每根丝的旦数越大，最终产品中该组分的量就越大。以这些因素为基础改变组分可以获得不同功能的最终产品。例如，较高的弹力可以通过在最终产品中的较大份额的双组分纱来得到。相反，具有较小弹力的织物可以通过具有较大份额的第二种纱来得到，其中第二种纱是单组分纱。
在图3、4和5中描绘出本发明聚合物纱的典型横截面。这些图描绘出按照图1和2绘出的交缠方法生产的合成聚合物纱的三种不同横截面。例如，图3绘出了一种聚合物纱，其中双组分纱和第二种纱都具有圆形横截面。通过把纱交缠或加捻在一起，可以得到不同的丝横截面布置19，20，21。已经证明，这些不同横截面布置赋予了独特的视觉效果、手感和弹力效果。同样，图4和5给出不同的丝横截面布置，其中双组分纱是圆形的，第二种纱分别是哑铃形的21，22和23，以及三叶形的24，25，26。
已经发现，本发明的低旦聚合物纱可以用于制造轻薄织物，而高旦纱可以用于制造厚重织物。因此，本发明的合成聚合物纱可以具有适于其最终应用产品的任何纱线旦数。对于轻薄织物而言，合成聚合物纱可以具有双组分纱和第二种纱之组合的总旦数低于约60，优选小于约50，更优选小于约40。对于中厚织物而言，合成聚合物纱可以具有约50～约200的旦数，优选具有约70～约150，更优选约70～约140。最后，对于厚重织物而言，例如承载负荷的织物，合成聚合物纱可以具有约200～约2400的旦数，优选200～约2000，更优选约600。最优选地，本发明的合成聚合物纱使用自膨松双组分纱，后者具有的总旦数和丝的总根数选自18旦和8根、12旦和3根或者9旦和3根，并与20旦和13根三叶形丝的第二种可纺纱相组合；或者应用70旦和34根丝的自膨松双组分与第二种纱相组合，后者选自70旦和17根三叶形丝的第二种纱、40旦和26根丝哑铃形的第二种纱，86旦和68根丝圆形的第二种纱，以及85旦和92根丝圆形的第二种纱。
本发明将双组分纱与第二种纱相组合形成单纱。这些双组分纱和第二种纱的每一种均可以分别离线制造，然后组合形成最终合成聚合物纱，或者一种或两种以连续方法在线制造。将这些组分组合形成单纱可以按照任何已知方法进行，包括合股、共纺、空气喷射变形、假捻变形和包覆。合股，例如可以通过在拉伸加捻机上把纱加捻在一起来进行。按照这种方法，通过调节每英寸的捻数以及双组分纱和第二种纱的比例，可以得到条痕，条痕赋予强视觉效果。例如，在较高捻度下，可以得到较短的条痕；在较低捻度下可以得到较长条痕。典型地，纱可以约0-5tpi，优选为1/4-1/2tpi加捻。共纺可以通过在交错喷嘴使纱混合来进行。通过改变在交错喷嘴所使用的空气压力，可以得到不同的视觉效果。空气喷射变形可以通过以不同速度超喂芯纱和花式纱通过空气喷射变形机来进行。膨松可以应用假捻变形机来进行，而改变喂入纱的速度可以改变最终纱的视觉组合。包覆可以通过把一根纱围绕另一根纱缠绕来进行。每一种组合两种纱的上述方法均为已知。基于本公开内容，本领域普通技术人员均会理解如何改变喂入速度、每分钟转数等，以便得到所需要的视觉组合。可以使用任何方法或机器来组合两种纱，其条件是最终结果是单纱。
此外，双组分纱和第二种纱可以以任何排列来组合。例如，在将这些组分用作包芯纱和花式纱的情况下，或者双组分纱或者第二种纱均可以用作芯丝。如果纱通过包覆来组合，双组分纱或者第二种纱可以用来缠绕第二种纱。
图1和2描绘出制造本发明的聚合物纱的两个实施方案。可以设计喷丝板以形成双组分纱，使得在形成熔融料流中，每种熔融聚合物可以经独立毛细管挤出，结果在喷丝板面会聚形成熔融料流，或者可以使聚合物组合，然后经普通喷丝板毛细管挤出形成熔融料流。此外，可以将喷丝板设计成与双组分纱同时形成第二种纱。图1示出一种制造部分取向合成聚合物物纱的方法，其中熔融聚合物1，2和3通过独立毛细管4挤出，并在喷丝板面5下方会聚。熔融聚合物2和3刚好在喷丝板面5下方组合形成双组分丝6。这些丝6合并在一起形成双组分纱7。双组分纱可以在其与第二种纱组合之前或之后拉伸，并且可以采用已知手段处理，例如通过加热或蒸气处理纱线，使双组分纱膨松。
再参见图1，构成第二种纱9的熔融聚合物1经独立毛细孔4挤出，由此制造的丝8合并在一起形成第二种纱9。如上文所述，第二种纱可以是单组分拉伸纱或双组分纱。图1以单组分部分取向纱的形式描绘第二种纱。双组分纱7和可熔融纺丝的热塑性纱9然后进入分开的交错喷嘴10和11，喷嘴可以在足以防止丝展开的压力下进行操作。控制展开所使用的空气压力可以取决于所选择的交错喷嘴的特定类型，但是一般为约10psi至80psi，优选为20psi至60psi。将各个纱12和13放在一起，并在另一交错喷嘴14中一起拉伸，喷嘴操作压力为约10psi至80psi，优选为20psi至60psi，最优选为约30psi。然后将所生产的聚合物纱15卷绕在卷装16上，卷绕速度为约2000ypm以上，操作张力为0.1-0.4g/d。
图2描绘出一种制造全拉伸纱的方法，其中滚筒装置17和18用于调节纱线经交错喷嘴至络筒机16的张力。
虽然图1和2表示两种纱在其是纱线时组合在一起，但是其也用于在形成纱之前，例如以丝的形式，将它们组合，或者在喷丝板中或者在喷丝板前，将它们组合。
合成聚合物纱可以用于通过已知方法形成织物，包括经编、圆筒形针织或织袜，或者形成归于非机织织物的基本产品。
合成聚合物纱或双组分花式纱可以用于制造具有强视觉效果和独特触觉品质的织物。特别是，在低旦或薄型织物中发现了不寻常的强的效果。
例如，已表明本发明的一些双组分花式纱提供了具有层次感的织物。在由本发明的优选纱制造的织物中，可以认为在双组分花式纱中的双组分纱和第二种纱反复不定地分离到织物的一个表面或相对的表面上，并且分离程度的可变性提供了优良的视觉和触觉性能，例如成层，这是通过其它方法不能得到的。优选的双组分花式纱提供了具有层次的织物。
优选的纱线是其中双组分的纱线旦数约与花式纱相同并且在双组分中每根纱中丝的根数约为花式纱的一半的纱线。另一种优选的纱线品种是其中双组分纱旦数约两倍于花式纱的纱线旦数并且丝的根数大致相同的纱线。
更优选的纱线品种是花式纱横截面为非环形(非圆形)，如三叶形或哑铃形的纱线。
其它优选的纱是其中双组分为15-40旦、具有6-18根丝，花式纱为18-22旦、具有10-15根丝(异形横截面)的纱线。
图6提供了由单组分硬质纱制造的对比织物与合成聚合物纱制造的层次感织物的比较。图6A示出由比较实例A的纱针织的织物，其中组合了由均聚合物尼龙66制造的两种纱，其中第一种纱具有圆形横截面，第二种纱具有三叶形横截面。图6B示出由实施例3的纱针织的织物，其中双组分纱和第二种纱按照本发明组合。从该图显而易见，由双组分纱和第二种纱组合产生的条痕提供了独特的视觉审美性能，正如图6B所见。
另外，由本发明的合成聚合物双组分花式纱制造的织物具有优良的弹力和回复性能。主观评定弹力和回复性能的方法包括：在织物上进行拖拉，在松弛织物时观察织物回复到其原形状的情况。已经发现，通过在最终合成聚合物双组分花式纱中具有较大双组分纱的份额可以得到织物的弹力性能。
织物的手感指的是织物的感觉或触觉美感。由本发明的合成聚合物制造的织物比其它已知产品平滑，并具有比这些产品低的板结倾向(pick propensity)。此外，织物具有柔软的棉状手感，尤其是在纱线是尼龙的时候。特别是，当用本发明纱制造时，针织物的手感出人意料地柔软。例如，用本发明纱制造的圆筒形针织物具有优良的柔软手感以及很好的强度和回复性能，这与当针织物完全由双组分纤维制造时，所常常见到的粗硬手感明显不同。
此外，因为本发明的纱线优选由尼龙聚合物制成，所以这些纱和织物能够容易地进行染色且更耐用。
卷曲势、卷曲指数收缩率和相对粘度的测定可以通过已知方法进行。例如，卷曲势和卷曲指数收缩率可以在收缩处理之前和之后在标准负荷下通过测定纱绞长度来进行测定。但是，方法和条件的选择可能对性能有影响，例如，如果在卷曲势试验中应用不同负荷，可以得到不同数值。
卷曲势是纱线暴露在95℃水中形成膨松性的一种度量。其是纱在经卷曲/膨松处理之后拉伸(或负载的)长度和未拉伸(或无负载的)长度之间的差异。
在纱卷(denier reel)上采用所要求转数卷绕1050旦纱绞，得到约44in(112cm)长的绞纱。将绞纱挂在旋转纡库上，并在2.5g负荷下平衡至少30min。然后将700g重物挂在悬垂绞纱上，测定绞纱初始长度(L1)。然后用2.5g重物替换700g重物，提供拉伸负荷1.2mg/d。然后，将具有悬挂绞纱的纡库浸在水浴中的水中，控制温度为95℃±2℃，时间为1.5min。然后从水浴中取出绞纱/纡库组合，并干燥至少3.5hr。测定负荷为2.5g的卷曲绞纱的长度(L2)。最后，用100g重物代替2.5g重物，测定长度(L3)。
按下式计算卷曲势(CP)，以％计，
              ％CP＝(L3-L2)/L2×100
按下式计算卷曲收缩率(CS)，以％计，
              ％CS＝(L1-L3)/L1×100
相对粘度可以采用任何已知方法测定。本文所用的术语“相对粘度”是，含有8.2±0.2重量％的聚合物的聚合物溶液在粘度计中流过的时间与溶剂本身在其中流过的时间之比，其中溶剂是90重量％甲酸。
现以下述非限制性实施例举例说明本发明。
                        实施例1
在拉伸加捻机上以每英寸约1/4捻的速度，通过将总旦数为20的、由13根三叶形丝构成的纱和37旦的、16根丝构成的自膨松双组分纱合股，制造总旦数为57的、29根丝构成的合成聚合物纱。三叶形纱由尼龙66构成。双组分自膨松纱由与30％聚己二酰-2-甲基戊二胺(MPMD)共聚的尼龙66作高RV组分以及作为低RV组分的尼龙66组成。高RV组分是通过将己二酸、二胺和MPMD以盐的形式混合在一起并进行共聚合成的。双组分纱具有椭圆形横截面。自膨松纱的一个组分的RV约52，自膨松纱的另一个组分的RV约39。ΔRV是双组分纱的每一组分的RV之间的差值。合成聚合纱在针号75的LAWSON针织机上针织成6英寸管状织物。针织管状织物的平行试验品，并进行罐染。将管状织物在212°F煮桶中洗涤15min，然后在最低140°F下浸染10min，再进行干燥。对染色的针织管状织物进行视觉效果和手感评定，与对比染色针织管状织物相比，发现这些性能优良。
                    实施例2
总旦数为38的21根丝的合成聚合物纱，按与实施例1相似的方法，由20旦的13根三叶形丝构成的纱和18旦8根丝的自膨松双组纱进行制造。该三叶形纱由尼龙66组成，双组分纱由60％的与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66组成。将合成聚合物纱在针号75的LAWSON针织机上针织成6英寸管状织物。针织管状织物的平行试验品并进行罐染。将管状织物在212°F煮桶中洗涤15min，然后在最低140°F下浸染10min，并进行空气干燥。对染色的针织管状织物进行视觉效果和手感评定，与对比染色针织管状织物相比，发现这些性能优良。
                    实施例3-19
按与实施例1所述相似的方法制造合成聚合物纱，其具有如表1所述的旦数、丝的根数、纱的组成和双组分纱的ΔRV。可以采用不同速度在拉伸加捻机上将纱合股在一起，以得到满意的结果。织物采用这些合成聚合物纱机织得到并评定手感、弹力和回复以及层次视觉效果。表1给出每种织物的结果。发现具有双组分纱的每种织物均有美好的柔软手感。此外，关于弹力和回复性能，发现弹力性能依在合成聚合物纱中的双组分的量而变化。双组分纱份额越大，弹力就越大。
在实施例16的织物中，合成聚合物纱是与第二种纱相组合的双组分纱，其中双组分纱和第二种纱具有相同的单丝旦数比(dinier perfilament ratio)。虽然为得到所需要的视觉效果，单丝旦数具有明显差异常常是有利的，但实施例16的纱显示，尽管单丝旦数比没有显著差异，仍有强的效果。
另外，应当注意，两种双组分纱组合，如实施例19中所示，具有较差的视觉效果，但是仍得到柔软的棉状的和天鹅绒般的手感。
                    比较实施例A-B
合成聚合物纱使用具有表1所述旦数和丝根数的纱制造。与实施例1-21相比较，由这些纱制造的织物没有提供层次效果，或者没有提供平滑丝样手感。
                    实施例20
采用由60％的与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66制造的70旦34根丝的Tactel Ispira双组分纱作空气喷射变形组合纱中的芯，86旦68根丝的由尼龙66制成的消光圆形均聚物尼龙66纱作花式纱，制造156旦102根丝的空气喷射变形纱。空气喷射变形组合通过将芯双组分纱以约400-600m/min的速度喂入空气喷嘴，同时将花式纱以高30％的速度喂入同一喷嘴来进行。然后将组合纱作为纬纱与206旦68根丝的经纱一道机织成2×2斜纹织物。机织物以松弛方式染色，使双组分膨松。然后所得织物在烘箱中拉幅，使织物热定型，达到所要求的织物重量。这样制造的100％尼龙织物在纬纱方向具有一步舒适弹力，并且具有极柔软的棉状手感。
                    实施例21
采用由60％的与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66制造的70旦34根丝Tactel Ispira双组分纱作空气喷射变形组合纱中的芯，与85旦92根丝的尼龙66制成的圆形尼龙66均聚物空气变形纱一起，制造155旦126根丝的纱。空气喷射变形组合按上文实施例20所述进行。这种纱作为单纱在无缝Santoni针织机上针织，然后以松弛方式染色，使双组分纱膨松，得到优良的棉状柔软手感，以及优良的弹力和回复性能。
                    实施例22
总旦数为110的60根丝构成的合成聚合物纱通过将总旦数为70的34根椭圆形丝构成的双组分纱和尼龙66均聚物哑铃形纱在约每英寸约1/4捻的速度下合股一起制成。双组分纱由60％聚对苯二甲酸乙二酯和40％聚对苯二甲酸丙二酯组成。合成聚合物纱可以在针号75的LAWSON针织机上针织成6英寸管状织物。然后可以针织管状织物的平行实验品并进行罐染。将管状织物在最低为212°F煮桶中洗涤15min，然后在最低140°F下浸染10min，并进行空气干燥。对染色的针织管状况物进行视觉效果和手感评定，与对比染色针织管状织物相比，发现这些性能优良。
                                      表1
实 施例 总旦数和丝的根数 双组分旦数和丝的根数 双组分纱组成 双组分纱的组分的ΔRV 第二种纱旦数和丝的根数 第二种纱组成和形状 层次效果
 1  57/29  37/16 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  20/13 均聚物尼龙66(三叶形) 很好
 2  38/21  18/8 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  20/13 均聚物尼龙66(三叶形) 很好
 3  38/21  18/8 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  20/13 均聚物尼龙66(三叶形) 很好
 4  29/16  9/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  20/13 均聚物尼龙66(三叶形) 中等
 5  29/16  9/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  20/13 均聚物尼龙66(三叶形) 良好
 6  39/15  9/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  30/12 均聚物尼龙66(半消光圆形) 良好
 7  49/16  9/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  40/13 均聚物尼龙66(半消光圆形) 无效果
 8  49/29  9/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  40/26 均聚物尼龙66(三叶形) 较好
 9  32/16  12/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 20-30  20/13 均聚物尼龙66(三叶形) 较好
10  58/34  18/8 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20  40/26 均聚物尼龙66(哑铃形) 良好
11  52/29  12/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 20-30  40/26 均聚物尼龙66(哑铃形) 良好
12  27/10  12/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 20-30  15/7 均聚物尼龙66(半消光圆形) 轻微
13  42/15  12/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 20-30  30/12 均聚物尼龙66(半消光圆形) 较好
                                 表1(续)
实 施例 总旦数和丝的根数 双组分旦数和丝的根数 双组分纱组成 双组分纱的组分的ΔRV 第二种纱旦数和丝的根数 第二种纱组成和形状 层次效果
14 140/51 70/34 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66，总旦数40-140旦 15-20 70/17(双组分) 均聚物尼龙66(三叶形，有光) 良好
15 110/60 70/34 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66，总旦数40-140旦 15-20 40/26 均聚物尼龙66(亚铃形) 良好
16 140/68 70/34 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66，总旦数40-140旦 15-20 70/34(双组分) 均聚物尼龙66(三叶形，有光) 良好
17 52/29 12/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 20-30 40/26 均聚物尼龙66(三叶形) 良好
18 24/10 9/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 15-20 15/7 均聚物尼龙66(半消光圆形) 没效果
19 49/19 12/3 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66 20-30 37/16 双组分：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66，ΔRV＝15-20 几乎无层次但手感平滑平滑似天鹅绒
20 156/102 70/34 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66，总旦数40-140旦 15-20 86/68 均聚物尼龙66(消光圆形) 无效果，但为棉状手感
21 155/126 70/34 双组分(椭圆形)：60％与30％MPMD共聚的尼龙66和40％尼龙66，总旦数40-140旦 15-20 85/92 均聚物尼龙66(圆形) 无效果，但为棉状手感
总纱A/B(dpf) 纱A(dpf) 纱A组成 纱B(dpf) 纱B组成 层次效果
A 35/20 15/7 均聚物尼龙66(半消光圆形) 20/13 均聚物尼龙66(三叶形) 无效果
B 50/19 20/7 均聚物尼龙66(三叶形，有光，有抗静电剂/消光剂) 30/12 均聚物尼龙66(半消先圆形) 无效果
                    实施例23
总旦数110(122分特)的由62根丝构成的双组分花式纱按与实施例1类似的方法制造。每根110旦纱包含总旦数70(78分特)的28根哑铃形(双叶形)丝，和总旦数40(44分特)的34根自膨松双组分纱的丝。双叶形纱由均聚物尼龙66组成。自膨松双组分纱(得自杜邦公司)由40％(wt)聚对苯二甲酸乙二酯和60％(wt)聚对苯二甲酸丙二酯组成，其卷曲收缩值为约45％(以卷曲收缩试验法测定，但采用225°F(107℃)烘箱)，卷曲势为53％。该花式纱在针号75的LAWSON针织机组上进行针织成为6英寸管形织物。针织管形织物的平行试验品并进行罐染，采用酸性染料，其能优良地将尼龙染色，而染聚酯双组分则较淡。这些染色的针织管状织物在100℃下洗涤15min，随后在最低124℃下染色，浸染10min。使这些染色的管状织物经空气干燥。评定染色的针织管状织物的视觉效果和手感，与对比染色针织管状织物比较，发现这些性能优良。图6c示出样品之一的外观，在该样品中尼龙被染色，聚对苯二甲酸乙二酯/聚对苯二甲酸三亚甲酯组合纱仍是很浅的色泽。这种管形织物显示了优良弹力和回复性能，棉状手感和很好的层次效果。
                    实施例24
总旦数为134(149分特)、140根丝的双组分花式纱基本上按实施例1制造，但是由卷曲收缩值为70％的70根丝(34分特)34旦的2G-T//3G-T40//60聚酯双组分纱(得自杜邦公司)与70根丝100旦(111分特)的聚对苯二甲酸乙二酯纱(“Polyset”“textured set”，得自Glen Raven公司)制造。组合纱为Z捻，捻度为每英寸0.25捻(0.6捻/厘米)。该纱基本上象实施例23那样针织，在煮桶中采用Merpol HCS表面活性剂(杜邦公司注册商标)洗涤，并用0.5wt％C.I.分散蓝60和0.1wt％C.I.分散橙25(以纤维重量计)的混合物进行分散染色，并进行空气干燥。所染纤维具有中等至良好的层次效果。
                        实施例25
本实施例证明由本发明的织物获得的在经向和纬向均得到可回复弹力的增加。
总旦数450(500分特)102根丝的双组分花式纱的制造方法包括：使一根卷曲收缩值约70％的150旦(167分特)34根丝2G-T//3G-T40//60聚酯双组分纱(得自杜邦公司)和二根含有约2wt％炭黑的150旦(167分特)34根丝的聚对苯二甲酸乙二酯纱交缠。完成交缠的方法包括：拉伸变形部分取向单组分聚对苯二甲酸乙二酯纱，以及在变形操作的加热和拉伸步骤之后，将双组分纱与刚刚变形的单组分纱一起喂入到卷取步骤。使用每根纬纱均为双组分花式纱，而每根经纱则是三股150旦(167分特)102根丝、含有约2wt％炭黑的拉伸变形聚对苯二甲酸乙二酯纱，来制备机织3×1斜纹织物。经密为76根/英寸(30根/cm)。在一种织物中，纬密为40根/英寸(15根/cm)，而在另一种织物中，为32根/英寸(12.6根/cm)。每种织物均显示良好的层次效果。对比织物采用每英寸76根经纱和每英寸40根纬纱机织。该含有与76根/英寸经纱与40根/英寸纬纱实例相同经纱的对比织物，除了纬纱之外在结构上均相同，而纬纱是由100％聚对苯二甲酸乙二酯制成的，含约2wt％炭黑的相同旦数的合股纱。该对比织物经煮沸2min整理。该对比织物不显示层次效果。对对比织物和76根经纱/英寸、40根纬纱/英寸的实施例织物进行弹力的手测试，表明，实例织物的纬向可回复弹力是对比织物的两倍。在76根经纱/英寸、40根纬纱/英寸的实施例织物的经纱方向，可回复弹力比对比织物的经纱方向可回复弹力高约25％。可以认为在实施例织物中所观察的层次是开松织物结构及提供相对于对比织物而言优良的可回复弹力性能的反映。
具有如上文所述的本发明技术知识的本领域技术人员，能够对本发明进行许多改进。认为这些改进均包括在所附权利要求中叙述的本
发明范围之中。

Claims (28)

1.一种合成聚合物纱，包括双组分纱和第二种纱，两者进行了组合。
2.权利要求1的合成聚合物纱，其中双组分纱的第一种组分和第二种组分分别单独由聚酰胺、聚烯烃、聚酯、粘胶聚合物或醋酸酯的均聚物、共聚物、三元共聚物及其组合形成。
3.权利要求2的合成聚合物纱，其中所述第一种或第二种组分由选自尼龙66、尼龙6、尼龙7、尼龙10、尼龙12、尼龙46、尼龙610、尼龙612、尼龙1212或其任何组合的聚酰胺形成。
4.权利要求3的合成聚合物纱，其中所述聚酰胺与另外的二羧酸或二胺进行共聚合。
5.权利要求4的合成聚合物纱，其中所述聚酰胺由己二酸、己二胺、以及聚己二酰-2-甲基戊二胺形成。
6.权利要求1的合成聚合物纱，其中所述双组分纱包含至少第一种组分和第二种组分，其中所述第一种组分和所述第二种组分具有不同的相对粘度。
7.权利要求1的合成聚合物纱，其中所述第二种纱选自聚酰胺、聚烯烃、聚酯、粘胶聚合物、醋酸酯、棉、羊毛、蚕丝及其组合的聚合物的均聚物、共聚物、三元共聚物及其组合。
8.权利要求7的合成聚合物纱，其中所述第二种纱是非弹性的。
9.权利要求7的合成聚合物纱，其中所述第二种纱是可熔融纺丝的。
10.权利要求7的合成聚合物纱，其中所述第二种纱选自尼龙66、尼龙6、尼龙7、尼龙10、尼龙12、尼龙46、尼龙610、尼龙612、尼龙1212及其组合。
11.权利要求1的合成聚合物纱，其中所述双组分纱包含用于形成与聚己二酰-2-甲基戊二胺共聚的尼龙66的单体的第一种组分和尼龙66第二种组分，和其中所述第二种纱包含尼龙66均聚物。
12.由权利要求1的合成聚合物纱组成的织物。
13.由权利要求11的合成聚合物纱组成的织物。
14.由权利要求12的织物制成的衣服。
15.由权利要求13的织物制成的衣服。
16.一种合成聚合物纱，包含双组分丝和第二种纱的丝，其中所述双组分丝和所述第二种纱的丝组合形成聚合物单纱。
17.一种制造合成聚合物纱的方法，包括使双组分纱与第二种纱多根并合，其中所述双组分纱至少包含收缩率彼此不同的第一组分和第二组分。
18.权利要求17的方法，其中所述第一组分和所述第二组分分别单独选自聚酰胺、聚烯烃、聚酯、粘胶聚合物和醋酸酯的聚合物的均聚物、共聚物、三元共聚物及其组合。
19.按照权利要求17的方法制造的产品。
20.一种制造合成聚合物纱的方法，包括使双组分丝与另一种丝多根并合，以及由多根并合的丝形成合成聚合物纱。
21.一种双组分花式纱，包含组分具有不同收缩率的、各组分存在量足以赋于双组分纱膨松效果的双组分长丝纱，以及另一种长丝纱。
22.一种制造双组分花式纱的方法，包括使双组分纱与第二种纱多根并合，其中所述双组分纱包含彼此具有不同收缩率的第一种组分和第二种组分，每种组分的存在量足以赋于双组分纱膨松效果。
23.权利要求21的纱，其中双组分纱和第二种纱均为连续长丝，双组分纱的第一种组分选自聚对苯二甲酸乙二酯和其共聚物，且双组分纱的第二种组分选自聚对苯二甲酸三亚甲酯和聚对苯二甲酸四亚甲酯。
24.权利要求21的纱，其中第二种纱由选自聚对苯二甲酸乙二酯及其共聚物的一种或多种聚合物组成。
25.权利要求21的纱，其中第二种纱由选自尼龙66、尼龙6及其共聚物的一种或多种聚合物组成。
26.权利要求24的纱，其中双组分的第二种组分是聚对苯二甲酸三亚甲酯。
27.包含权利要求21的纱线的针织织物。
28.具有针织结构的权利要求12的织物。
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