CN1585840A - 弹力聚酯/棉纱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双组分聚酯短纤维，和一种包括棉纤维和双组分聚酯短纤维的细纱。本发明的纤维具有预料不到的好的卷曲和梳理性能，并且所述纱线具有显著高的牵伸性能和极好的均匀性。

Description

弹力聚酯/棉纱
相关申请的相互参考
本申请是在2002年11月2日提出的悬而未决的申请号为10/286,683的部分继续申请，其是在2001年12月21日提出的悬而未决的申请号为10/029,575的部分继续申请。
发明背景
技术领域
本申请涉及包含聚酯短纤维和棉纤维的细纱，尤其是这样的一种细纱，其中所述的聚酯短纤维是赋予细纱所希望性能的双组分纤维，并且对于聚酯双组分纤维来说具有选择的性能，更特别是这样的包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)的纤维。
背景技术
聚酯双组分纤维由美国专利3,454,460和3,671,379是已知的，它们公开了由在其外部具有一定的卷曲性能的双组分纤维制成的细纱，所述纱线被认为是手感粗硬、粗糙并且不美观的。
包含双组分短纤维的细纱也在日本公布的专利申请JP62-085026和JP2000-328382，以及美国专利5,723,215和5,874,372中被公开，但是这些纤维具有很小的回缩能力并且可能需要机械卷曲，而这增加了它们的成本。
在它们表面具有径向沟槽的聚酯纤维在美国专利3,914,488、4,634,625、5,626,961和5,736,243以及公开的国际专利申请专利WO01/66837中被描述，但是这样的纤维典型地缺少好的牵伸性能和回缩能力。
公开的国际专利申请WO00-77283公开了聚酯双组分纤维束，但是这些纤维束据说需要重排列(de-registering)才能变成可用，这增加了成本。
仍然需要具有高拉伸性和均匀性的聚酯双组分短纤维和棉的细纱，正如需要具有改进的加工性能、拉伸性能和回缩性能的聚酯双组分短纤维一样。
发明概述
本发明提供一种细纱，其具有至少约22％的总精练收缩率，并且包括棉纤维和含有聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)的双组分短纤维，其中所述双组分纤维具有约为35％-70％的丝束卷取展现值，和大约14％-45％的丝束卷曲指数值，大约1.3-5.5cm的长度，约为0.7-3.0分特/纤维的线密度，并且基于细纱的总重量，双组分纤维所占的重量约为20wt％-65wt％，棉纤维占的重量约为35wt％-80wt％。
本发明也提供了一种双组分短纤维，包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)，并且具有约为40％-60％的丝束卷曲展现值和约为14％-27％丝束卷曲指数值，其中卷取指数值和卷曲展现值之间差别的绝对值约为24％-35％。
本发明也提供了一种生产本发明所述细纱的方法，包括步骤：
a)提供一种双组分短纤维，具有约为35％-70％的丝束卷曲展现值，约为14％-45％的丝束卷曲指数值，约为1.3-5.5cm的长度，和约为0.7分特/纤维-3.0分特/纤维的线密度；
b)供给棉纤维；
c)至少将所述的棉纤维和双组分短纤维混合，以便所述的双组分短纤维重量含量约为基于混合纤维总重量的20wt％-65wt％，所述棉纤维的重量含量约为基于混合纤维总重量的35wt％-80wt％；
d)梳理混合的纤维以形成生条；
e)牵伸生条；
f)将生条合股和再牵伸最多约3次；
g)将牵伸条转换成粗纱；和
h)环锭纺所述粗纱以形成细纱。
在第二个实施例中，本发明提供了一种用于制造本发明所述细纱的方法，包括步骤：
a)提供双组分短纤维，其具有约为35％-70％的丝束卷曲展现值，约为14％-45％的丝束卷曲指数值，约为1.3-5.5cm的长度，和约为0.7分特/纤维-3.0分特/纤维的线密度；
b)提供棉纤维；
d)分别梳理双组分短纤维和棉纤维以制成双组分短纤维生条和生棉条；
e)并条机混合所述的双组分短纤维生条和所述的生棉条，以便(i)双组分纤维大约占20wt％-65wt％；和(ii)棉纤维大约占35wt％-80wt％，基于混合纤维的总重量；
f)将步骤(e)的混合生条合股和再牵伸最多大约3次；
g)将牵伸条转换成粗纱；和
h)环锭纺所述粗纱以形成细纱。
本发明进一步提供了选自针织物和机织物并包含通过本发明方法制造的细纱的织物。
附图说明
图1显示了一个在生产双组分聚酯纤维束中有效的喷丝板的示意横截面。
图2示意性显示了一个辊筒配置，其可以用于制备本发明的丝束母体至双组分短纤维。
发明详述
现在已经发现包括棉纤维和双组分短纤的细纱具有出乎预料的高牵伸性能、梳理性能和均匀度，所述双组分短纤维又包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)并具有选择的机械性能。
现在也已经发现聚酯双组分短纤维可被制成在丝束卷曲指数和丝束卷曲展现值之间具有预料不到并且有利的大的差值，这个差值表现在由易于梳理所示的良好加工性能和由高精炼收缩率所示的良好回缩性能的令人惊讶的组合。这样的纤维是本发明的棉纤维/双组分纤维细纱的一个优选的双组分短纤维。
在此使用的“双组分纤维”指其中两个聚合物是并列型的或偏皮芯关系的纤维，并且包括自卷曲的纤维和还未被实现的潜在自卷曲纤维。
“紧密混合”指在将混合物喂给梳棉机之前在清棉间(例如由一个称重棉箱给棉机)中根据重量并且完全地混合不同纤维的处理，或者指在梳理机上两端喂给管道中的混合纤维的处理，并且和并条机的混合相区别。
“自然牵伸率”(”NDR”)意思是未牵伸的原始纤维的应力-应变曲线上屈服区域的上限点，由与所述曲线的屈服和应力硬化区域分别作切线的交点确定。
本发明的细纱包括棉纤维和包含聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(”2G-T”)与聚(对苯二甲酸亚丙基酯)(“3G-T”)的聚酯双组分短纤维，并且具有至少约22％的总精练收缩率。这样的收缩率相应于细纱精炼之后当0.045g/den(0.04dN/tex)的负荷加在细纱上时大约20％的伸长。当总的精练收缩率小于约22％时，纱线的伸长-和-收缩性能可能是不充分的。双组分短纤维具有约35％-70％的丝束卷曲展现值(“CD”)，优选约为40％-60％，并且具有约为14％-45％的丝束指数值，优选约为14％-27％。
当CD低于约35％时，所述细纱典型地有太低的总精练收缩率以致在由它们制成的织物中不能产生好的收缩。当CI值低时，机械卷曲对满意的梳理和纺纱是必需的。当CI值高时，所述双组分短纤维可能具有太多的卷曲而不能被易于梳理，并且细纱的均匀度可能不够。
双组分短纤维具有约为1.3-5.5cm的长度。当双组分短纤维短于约1.3cm时，它很难梳理，并且当其长于约5.5cm时，它很难在纺棉系统装备上纺制。所述棉纤维具有从约2-4cm的长度。所述双组分短纤维具有每根纤维约为0.7-3.0分特(dtex)的线密度，优选为每根纤维约0.9-2.5分特。当所述双组分短纤维具有每根纤维约3.9分特以上的线密度时，细纱具有粗硬的手感，并且很难和棉纤维混合，导致合并差的、低强力纱。当其具有每根纤维低于约0.7分特的线密度时，它很难梳理。
在所述细纱中，基于细纱的总重量，双组分短纤维所占的重量约为20wt％-65wt％，优选约为35wt％-50wt％。当本发明的细纱包含低于约20wt％的聚酯双组分纤维时，如低的总精练收缩率所示，细纱表现为不足的牵伸性和收缩性；当细纱包含高于约65wt％的双组分短纤维时，细纱的均匀度将会被不利影响。
在本发明的细纱中，基于细纱的总重量，棉纤维所占的重量约为35wt％-80wt％。可选择的，基于细纱的总重量，约为1wt％-30wt％，可以是别的短纤维，例如单组分纤维聚(对苯二甲酸乙二醇酯)短纤维。
当CI较低，在可接受值的范围中时，较高比率的聚酯双组分短纤维可以被应用而不损害可梳理性和细纱均匀度。当CI较高，在可接受值的范围中时，较低比率的聚酯双组分短纤维可以被应用而不损害精练收缩率。特别地，由于纤维的混合值CI和可梳理性是相互关联的，如果混合物中的双组分纤维的数量低(例如低至基于细纱总重的约20wt％)，令人满意的可梳理性甚至可以由高C1(例如高至约45％)值被保持。相似的，由于纤维的混合值CD和总精炼收缩率是相互关联的，如果CD高时，例如约为60％或更高，甚至在基于细纱总重的约为20wt％的双组分纤维，满意的总精练收缩率也可能被保持。
优选地，本发明的细纱具有不高于约22％的质量变异系数(”CV”)，例如当由含有40支的棉或更低的细纱上测定时，更优选不高于约18％，例如，当由含有20支的棉或更低的细纱上测定时。超过那些值，所述纱线在一些类型的织物中的使用可能变得更加不令人满意。
所述双组分短纤维可以具有约为30∶70-70∶30，优选40∶60-60∶40的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)的重量比率。包括双组分纤维的聚酯中的一个或两者可以是共聚多酯，并且“聚(对苯二甲酸乙二醇酯)”和“聚(对苯二甲酸亚丙基酯)”在它们的意义中包括这样的共聚多酯。例如，一个共聚(对苯二甲酸乙二醇酯)可以被应用在这样的情况中，其中用于制造共聚多酯的共聚单体选自：具有4-12个碳原子的线性、环状和支链脂肪族二羧酸(例如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸、和1，4-环己烷二甲酸)；芳族二羧酸，其不是对苯二甲酸并且有8-12个碳原子(例如间苯二酸、和2，6萘二甲酸)；有3-8个碳原子的线性的、环状的和支链的脂肪族二醇(例如1，3丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-环己烷二醇)；以及具有4-10碳原子的脂肪族和芳脂族醚二醇(例如对苯二酚二(2-羟乙基)醚，或分子量小于约460的聚(乙烯醚)二醇，包括二亚乙基醚二醇)。共聚单体可以存在至其不损害本发明益处的程度，例如根据总聚合物配料的约0.5-15摩尔百分数。间苯二酸，戊二酸，己二酸，1，3-丙二醇和1，4-丁二醇是优选的共聚单体。
共聚多酯也可由少量其它共聚单体制成，条件是这种共聚单体对本发明的优点不产生不利影响。这样的其它共聚单体包括5-钠-磺基间苯二酸酯(5-sodium-sulfoisophthalate)，3-(2-磺乙基)己二酸的钠盐，和它的二烷基酯，其可以以基于总聚酯约0.2-4摩尔百分数被混用。为了改良的酸可染性，(共聚)多酯也可以和聚合物仲胺添加剂混合，例如聚(6，6‘-亚胺基-双六亚甲基对苯二酰胺)和它的含有六亚甲基二胺的共聚酰胺混合，优选磷酸和它的磷酸盐。为了控制粘度，少量，例如大约每千克聚合物1-6毫克当量，3-或4-官能共聚单体，例如1，2，4-苯三酸(包括其前体)或季戊四醇可被掺入。
双组分纤维外缘的横截面没有特别的限制，其可以是圆的、椭圆的、三角形的、“雪花状的”等等。“雪花状的”的横截面可以被描述为并列的横截面，该横截面具有长轴、短轴和当沿长轴标绘在时在短轴的长度方向有至少有两个最大值。在一个实施例中，本发明的细纱包括棉纤维和包含聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)的双组分短纤维并且在其表面有许多的径向沟槽。这样的双组分短纤维可被认为具有能够提高聚酯双组分纤维芯吸性能的“圆齿的椭圆”截面。
本发明细纱中的聚酯双组分短纤维也可以包括传统的添加剂，例如抗静电剂、抗氧化剂、抗微生物剂、防燃利、染料、光稳定剂、和消光剂例如二氧化钛，条件是它们不减损本发明的优点。
本发明的聚酯双组分短纤维的丝束卷曲显现值约为40％-60％和卷曲指数值约为14％-27％，其中所述的卷曲指数值和卷曲展现值之间差值的绝对值约为24％-35％，优选约为30％-35％。
优选本发明的细纱包括本发明的纤维，并且具有至少约为3.5dN/tex和不高于5.5dN/tex的断裂强度。当强度太低时，梳理和纺纱会变得困难，当强度太高时，由本发明的细纱织成的布可能表现所不希望的起球。也优选所述细纱的线密度在约100-700旦(111-778分特)的范围内。
针织(例如圆筒形针织物和平针织物)和机织(例如平纹织物和斜纹织物)弹性织物可由本发明的细纱织成。
制造本发明的细纱的方法包括一个混合步骤，优选通过紧密混合，棉纤维(其可选择地被梳理)和具有在此之前所述组成和特征的双组分短纤维，其中双组分短纤维约占基于混合纤维的总重量的20wt％-65wt％，优选约占35wt％-50wt％。棉纤维约占基于混合纤维总重量的35wt％-80wt％。可选择地，约占基于细纱总重量的1wt％-30wt％，可以是其它的短纤维，例如单组分聚(对苯二甲酸乙二醇酯)纤维。
丝束母体至短纤维中的双组分纤维的卷曲被‘重排列’是不必需的，‘重排列’是以这样的方式处理，即使纤维的卷曲不重合，优选不作尝试以‘重排列’它们，为了节约这样一个不必要步骤的成本。类似地，双组分短纤维丝束不需要机械卷曲以使由它们制成的短纤维有好的加工性能和有用的性能。并且优选丝束不经受机械卷曲步骤。
混合的纤维被进一步处理，即通过梳理混合的纤维形成生条，牵伸生条，合股和再牵伸生条最多至3次，把牵伸的条子变成粗纱，环锭纺纱所述纺粗纱，优选的捻系数为约3-5.5，纺成具有至少约22％的总精炼收缩率的细纱。
聚酯的特性粘度(“IV”)由型号Y-900 Viscotek Forced流体粘度计在19℃、浓度0.4％下测量，并且根据ASTM D-4603-96以50/50wt％三氟乙酸/二氯甲烷，而不是规定的60/40wt％苯酚/1，1，2，2-四氯乙烷。测得的粘度值然后与在60/40wt％苯酚/1，1，2，2-四氯乙烷中的标准粘度相关连以得到报告的特性粘度值。
除非另外注明，测量双组分纤维的丝束卷曲展现值和丝束卷曲指数值的下述的方法在实施例中被应用。为了测量卷曲指数值(“C.I”)，一个1.1米的聚酯双组分纤维丝束的样品被称重，并且其旦尼尔值被计算出。丝束的粗细典型地约为38,000-60,000旦(42,000-66700分特)。以25mm分开的两个结头被绑在丝束的每个末端。张力被施加到所述垂直样品，通过在第一端的内侧结头处施加一个第一夹线板，并且在第二末端的结头之间悬挂一个40mg/den(0.035dN/tex)的砝码。通过提升和慢慢下降这个重物样品被测量三次。然后一个第二夹线板被夹在第一端内侧结头下面100cm处，同时砝码处于第二末端的结头之间的适当位置，0.035dN/tex的砝码从第二末端被移开，保持张力的同时所述样品被颠倒，以便第一末端处于底部。一个1.5mg/den(0.0013dN/tex)的砝码悬挂在第一末端的结头之间，第一夹线板从第一末端被移开，样品被允许对着0.0013dN/tex的砝码回缩，在第一末端从所述夹线板到第一末端内侧结头的(回缩)长度以cm为单位被测量并且被称为Lr。C.I.通过公式(I)计算。为了测量丝束卷曲展现值(“C.D”)，同样的方法被采用，除了1.1m的样品以无张力-自由的-被放置在沸水中煮1分钟并且在施加40mg/den(0.035dN/tex)的砝码之前完全于燥。
C.I.和C.D.(％)＝100×(100cm-Lr)/100cm      (I)
因为仅把丝束切成短纤维并不会影响卷曲，它是有目的的并可以理解在此参照短纤维的卷曲值显示了在这些纤维的丝束母体上进行的测量。
为了确定实施例中的细纱的总精炼收缩率，细纱在一个标准绞纱络丝机上制成25经纱的绞纱。当样品在绕丝机上绕紧时，一个10英寸的(25.4cm)的长度(“L0”)用染料标记物在样品上标记。绞纱从绕丝机上被移开，没有限制地置于沸水中煮1分钟，从水中取出，并且在室温下干燥。干的绞纱被放平，染料标记物之间的距离被再次测量(“Lbo”)，总精炼收缩率通过公式II计算：
总的B.O.S.(％)＝100×(Lo-Lbo)/Lo                       (II)
运用同样的样品进行总精炼收缩率测试，通过施加一个200mg/den(0.18dN/tex)的载荷，测量延伸的长度，并计算精练前和延伸的精练后长度的相差百分率，测量细纱的“真正的”收缩率。样品真正的收缩率通常低于约5％。由于真正的收缩率只占总精炼收缩率非常小的一部分，后者在此被用作细纱牵伸特征的一个可靠的量度。更高的总精炼收缩率相应于期望的更高拉伸。
细纱沿着它们长度方向质量的均匀性被一个均匀测试仪1-B(由ZellwegerUster公司生产的)测定并且以变异系数百分比(“CV”)的形式给出报告。在这个测试中，细纱以400yds/min(366m/min)喂入测试仪2.5分钟，在此期间细纱的质量以每8mm被测试一次。结果数据的标准偏差被计算，乘以100，并除以测试细纱的平均质量以得到CV百分比。常规、商用细纱的数据可以在“Uster统计2001”(Zellweger Luwa AG)里找到。
细纱的拉伸性能由一个Tensojet(也由Zellweger Uster公司生产的)测定。
除非另外注明，用于制造实施例中细纱的混合纤维的可梳理性由Trutzschler公司的短纤维梳棉机评估，其45磅/hr(20kg/hr)的速度被认为是“100％速度”。如果梳棉机能以100％的速度运转并且在一个40磅(18kg)的运转测试中内停车不超过一次，其可梳理性誉为“好”，“满意”是以至少80％的速度运转中停车不超过三次；“差”是运转速度很低或停车的次数比“满意”时高的多。停车一般是由于棉网的断裂或成卷堵塞引起的。
为了确定实施例6A和6B织物中的可用拉伸，三个60×6.5cm的样品样本从实施例4A和4B的织物中剪下来。长度尺寸与拉伸方向相对应。每一个样本在任一侧被同等地拆开直到成为5cm宽。织物的一个末端被折叠以形成一个圈，并且为了固定这个圈沿宽度方向缝制一根缝合线。从织物未成圈末端的6.5cm处画上第一条线，离第一条线50cm(“GL”)处画上第二条线。这个样品在20+/-2℃和相对湿度为65+/-2％的条件下至少处理16小时。样品在第一条线被夹持并且垂直悬挂。一个30牛顿的砝码从织物的成圈处悬挂，这个样品被测试3次，通过交替用砝码使其拉伸3秒然后支持重物以便织物被卸载。这个砝码被重复施加，并且两条线(“ML”)之间的距离以最接近的毫米被记录。可用拉伸通过公式(III)计算，从三个样本得到的结果再进行平均。
％可用拉伸＝100×(ML-GL)/GL        (III)
为了测量实施例6A和6B的百分率增长(拉伸后回缩的测量)，如可用拉伸测试所述准备三个新的样本被准备，延伸到先前确定可用拉伸的80％，在拉伸的情况下保持30分钟。然后它们又在没有限制的情况下放松60分钟，两条线之间的长度(“L2”)再次被测量。织物增长率通过公式IV计算，三个样本的结果进行平均。
％织物增长率＝100×(L2-GL)/GL      (IV)
在这些实施例中，棉纤维是严格标准的低价中东类型纤维，其平均值为4.3马克隆尼值(大约1.5旦/纤维(1.7分特/纤维))。棉纤维和聚酯双组分短纤维通过把它们喂入双通道喂棉机混合，其被喂入Trutzschler梳棉机。所得的生条为70grain/yard(约为49,500分特)。六道生条每两条中的任一个被一起拉伸6.5倍以获得60grain/yarn(大约42,500分特)的生条，其然后被转换成粗纱，除非另外注明。粗纱工序中的总拉伸为9.9倍。除非另外注明，粗纱然后被合股卷绕，并在Saco-Lowell机上使用1.35的后拉伸倍数和总拉伸倍数为29的环锭纺，以获得22/1棉支(270分特)的捻系数为3.8和17.8转/英寸的细纱。当100％的棉纤维被这样处理后，所得的细纱具有22％的CV和5％的总精练收缩率。
在每一个双组分短纤维的样品中，纤维具有基本相等的线密度以及聚(对苯二甲酸乙二醇酯)与聚(对苯二甲酸亚丙基酯)的聚合率。在实施例中没有机械卷曲施加给双组分短纤维。
在表中，“Comp.”指比较样品，“NDR”指自然拉伸率，“B.O.S”指精炼收缩率，“Nec”指棉纱支数(英国)，和“nm”指“未测量的”。
具体实施方式
实施例1A
聚酯双组分短纤维是由聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的连续的双组分长丝(Crystar4415-763，E.I.杜邦的注册商标)制成的，固有粘度(“IV”)为0.52dl/g，和Sorona牌子的聚(对苯二甲酸亚丙基酯)(Sorona，E.I.杜邦的注册商标)，IV为1.00，其是在喷丝头温度为255-265℃情况下通过68-孔的后凝结喷丝板熔融纺制的。聚合物的重量比率是60/40 2G-T/3G-T。长丝以450-550米/分钟的速度从喷丝板抽出并且横向吹冷风。具有“雪花状”横截面的长丝被拉伸4.4倍，在170℃热定型，交错，并以2100-2400米/分钟的速度卷绕。长丝具有12％的CI(一个认为由于连续的长丝的交错而被减小的值)，51％的CD，以及2.4分特/长丝的线密度。为了转化成短纤维，来自卷装的长丝被集中成一束并且喂入传统的短纤维束切断机，刀片的间距调整为能够获得1.5英寸(3.8cm)的短纤维长度。
实施例1B
实施例1A中的聚酯双组分短纤维和棉纤维紧密混合以获得不同重量百分比的两种纤维，混合的纤维被梳理、拉伸、变成粗纱，并环锭纺成一个22/1的纱线。所得的细纱具有如表1所示的CV和总精炼收缩率值。
表1
    细纱  双组分短纤维wt％   梳理性能    细纱CV％     细纱总的B.O.S.，％
  比较样品1A     30     好       17        18
  样品1B     40     好       18        24
  样品1C     50     满意       19        34
  样品1D     60     满意       22        36
  比较样品1E     70     差       25        nm
表1中数据的内插法表明了当该双组分短纤维低于细纱重量的约35％wt时，总精炼收缩率则低。这些数据也表明了当聚酯双组分短纤维的量超过基于细纱重量的约65wt％时，纤维的梳理性能受损了。如果聚酯双组分短纤维的比率低于50wt％，其均匀性被提高了。
比较实施例1
如实施例1A所述制备聚酯双组分短纤维，具有以下的区别。2G-T/3G-T的重量比率是40/60，喷丝板有34个孔，所得长丝具有4.9dtex/fil的线密度。CI值是16％，CD值是50％，但是在65wt％、40wt％甚至20％的聚酯双组分短纤维含量下与棉的梳理性很差，当聚酯双组分短纤维具有高的线密度时，表现令人不满意的结果。
比较实施例2
除了使用的连续长丝被拉伸2.6倍并且具有仅仅3％的CI和29％的CD以外，聚酯双组分短纤维基本如实施例1A描述的那样被制造。60/40聚酯/棉混纺纱的梳理性能好，但是由这样的混纺纱纺制的细纱总精炼收缩率仅有15％，显示了当细纱的CD值太低时导致的不适当的细纱性能。
实施例2
为了制造在实施例3和4中使用的聚酯双组分短纤维，0.58IV的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)用两步法在连续聚合器中由对苯二甲酸和乙二醇制备，所述的两步法在第二步中使用锑酯交换反应催化剂。加入TiO2(0.3wt％，基于聚合物的重量)，并且聚合物在285℃时被转移并被维持在280℃由计量泵喂入一个790-孔的双组分纤维喷丝板。聚(对苯二甲酸亚丙基酯)(1.00IV Sorona聚(对苯二甲酸亚丙基酯))被烘干，在258℃熔融挤出，并分别计量喂入喷丝板。
附图显示了所用喷丝板的横截面。熔融的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)在孔1a和1b进入分配板2，被径向分配穿过相应的环形通道3a和3b，并且在分配板5内的狭槽4中首先互相接触。两种聚酯通过计量板7中的孔6并穿过喷丝板9中的逆孔8，通过毛细管10引出喷丝板。孔6和毛细管10的内径基本上一样。
纤维在每个毛细管以0.5-1.0g/min被喷入一个空气供应量为每分钟142-200标准立方英尺(4.0-5.6立方米/min)的径向流体中，以便空气和聚合物的质量比率在9∶1-13∶1的范围中。冷却室和US5,219,506公开的基本上一样，但是用一个具有类似尺寸小孔的有小孔的冷却气体分配圆筒，以便能够提供“连续的”空气流体。基于纤维的重量，纺丝整理剂用锥形的敷贴器以0.07-0.09wt％施加到纤维上，然后卷绕成筒子纱。
大约48个制得的并列的、圆形横截面纤维的卷装被合并以获得大约130,000旦(1444,400分特)的丝束，绕一个喂入罗拉到达以低于35℃操作的一个第一拉伸罗拉，通过到达以85-90℃操作的一个第二拉伸罗拉并供给热水喷淋，通过和六个以170℃操作的罗拉接触进行热处理，可选择的超喂至14％到达一个牵引辊(pullerroll)，并且，在上了基于纤维重量0.14wt％的整理剂之后，在35℃以下经过一个连续的、强制对流干燥器。丝束在基本上没有张力的情况下集中到箱中。第一拉伸是施加给纤维的总拉伸的77-90％。根据拉伸比拉伸后丝束大约是37,000旦(41,200分特)-65,000旦(72,200分特)。附加的纺丝和拉伸条件以及纤维性能在表II中给出。
表II
拉伸：罗拉速度m/min
丝束样品* 纺丝速度m/min 喂入 拉伸1 拉伸2 牵伸(puller) 总的拉伸率 超喂％** 线密度分特/纤维 抗张强度dN/tex
样品2A 1800 17.4 41.1 45.7 43.4 2.6 5  2.2  4.1
样品2B 1700 22.9 41.1 45.7 43.9 2.0 4  1.8  nm
样品2C 1500 20.9 56.5 73.2 64.3 3.5 14  1.2  5.0
比较样品2D 1500 21.3 56.5 73.2 68 3.4 8  1.3  nm
样品2E 1500 19.7 41.1 45.7 45.7 2.3 0  1.6  3.6
样品2F 1500 26.1 58.1 73.2 64 2.8 14  1.4  4.1
样品2G 1500 26.1 58.1 73.2 67.7 2.8 8  1.4  nm
样品2H 1500 17.4 41.1 45.7 41.4 2.6 10  1.4  4.3
样品2I 1600 21.7 57.1 73.1 64.2 3.4 14  1.0  4.8
比较样品2J 1600 23.3 41.1 45.7 44.3 2.0 3  1.6  2.7
*样品2A的重量比率为70/30 2G-T/3G-T；其它的是60/40 2G-T/3G-T
**(拉伸罗拉2的速度-牵引罗拉的速度)/(牵引罗拉的速度)
实施例3
实施例2中选择的丝束样品被切成1.5英寸(3.8cm)，所得的双组分短纤维和棉纤维紧密混合，梳理，并且以60/40的聚酯/棉重量比率环锭纺纱以纺成22/1棉支数的细纱。纤维性能，当和棉纤维混合时的梳理性能，和制得细纱的性能在表III中给出。
表III
双组分短纤维   丝束C.I.％   梳理性能  丝束C.D.％   细纱样品   纱线B.O.S.％ 纱线CV，％
比较样品2J     9     好     26   比较样品3A     20     15
样品2B     16     好     35   样品3B     24     19
样品2A     28     满意     49   样品3C     34     20
样品2H     34     满意     53   样品3D     39     19
样品2E     36     满意     53   样品3E     38     22
表III中数据的内插法和外插法计算显示了当CI低于约14％时，精练收缩率不足，并且当CI高至约42％，梳理性可以保持满意。
比较实施例3
丝束样品2B被切成3.8cm的双组分短纤维，将其与棉纤维以60/40的聚酯双组分短纤维/棉纤维重量比率混合，混合物如上述的方法被梳理和拉伸，但是不纺成粗纱。拉伸的生条在Murata 802H纺丝机上以空气喷嘴压力比(N1/N2)为2.5/5.0被喷气纺纱成22/1的细纱，总的拉伸为160，卷绕速度为200m/min。纱的总精炼收缩率仅为14％，表明了喷气纺丝的细纱具有令人不满意的拉伸和回缩。
实施例4
实施例2中制得的丝束样品被切成1.5英寸(3.8cm)，所得的双组分短纤维样品和棉纤维紧密混合，梳理，并以60/40和40/60的聚酯/棉的重量比率环纺成22/1棉支数的细纱。纤维性能，混合纤维的梳理性能，以及所得细纱的性能在表IV中给出。
表IV
  双组分短纤维   双组分短纤维，wt％   丝束C.I.，％  梳理性能    丝束C.D.，％  细纱      纱线B.O.S.，％   纱线CV，％
  样品2I       60     24    满意     48 样品4A       28    18
  样品2C       60     34    满意     56 样品4B       37    19
  样品2F       60     28    满意     49 样品4C       31    20
  比较样品2D       60     47    差     57 比较样品4D       38    25
  样品2G       60     44    差     54 比较样品4E       28    22
  样品2F       40     28    好     49 样品4F       24    18
  样品2G       40     44    满意     54 样品4G       25    22
表IV中的数据表明，当CI高于约42％时，双组分短纤维的重量比率为60wt％很难被梳理，在40wt％时，则能够得到满意的梳理。用内插法处理数据表明约20wt％的双组分短纤维其CI高至约为45％，梳理良好，并且总精炼收缩率和纱的均匀度(CV)仍能被接受。
实施例5
带有1/2垫层袜脚的女性3×1夸特袜只用实施例1中的细纱织成。每只女袜由180°F(82℃)的含水过氧化氢漂白并在250°F(121℃)干热定型(boarded)1.5分钟。
袜子卸下载的力由以下来确定。为了避免卷边，袜子不被剪切。在袜脚的中心，脚趾和脚后跟之间，它被以2.5英寸×2.5英寸(6.4cm×6.4cm)方块作标记。Instron张力测试仪的夹子放置在袜脚的顶端和末端之间，避免脚趾和脚后跟离开夹子之间的中间的正方形，以便测试的样品有一个2.5英寸(6.6cm)的隔距。每个样品以每分钟200％伸长的速度被循环3次达到50％的伸长。卸载力在3次循环释放上在30％的残留有效拉伸情况下被测量并以千克力给出，并在表V中给出。在这个测试中，“30％的残留“有效拉伸”意思是织物在3次循环上从最大的力被放松30％。
表V
  针织样品    细纱 袜子织物重量，g/m2 双组分短纤维含量，wt％   卸载的力(kg)
    5A   样品1D     180     60     0.10
    5B   样品1C     177     50     0.09
    5C   样品1B     165     40     0.08
    比较.5E   没有     127     0     0.04
表V中数据表明了包含本发明细纱的针织物具有高的织物卸载力和好的拉伸-回弹性能，其甚至在用包含低量的聚酯双组分短纤维的细纱织成的针织物中被保留。
实施例6A
一个3/1的斜纹织物在喷气织机上由100％40/1棉支数环锭纺棉纱的经纱织成，穿筘(reed)至96根/英寸(38根/cm)。纬纱由一根22/1棉支数的环锭纺组成，其具有40wt％的棉纤维和来自丝束样品2H被切成3.8cm的60wt％的双组分短纤维，投纬数为65根纬纱/英寸(25 1/2根/cm)和500根/min。织物在沸水中精练1小时并用直接和分散染料常规染色。有效牵伸是22％，增长率是3.8％，两个都是期望的特性。
实施例6B
实施例6A被重复，但是用来自丝束样品2E切成3.8cm的双组分短纤维纺成的细纱，与棉纤维以相同的混合率进行环锭纺，投纬为45根纬纱/英寸(18根/cm)。织物在沸水中精练1小时并且用直接和分散染料常规染色。有效牵伸为所希望高的25％，增长率为所希望低的4.6％。
实施例7A
为了制造7A到7E的丝束样品，除非另外注明，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(Sorona1.00IV)在约为260℃的最高温度被挤出，并且聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(来自Intercontinental Polymers，Inc.的’常规’，半消光的，纤维等级211，0.54dl/gIV)在285℃的最高温度被挤出，除了没有计量板7以外，这两个聚合物分别被计量到如图1所示的喷丝板。喷丝板被加热到280℃并且具有2622个毛细管。所制得的并列圆形截面的纤维中，2G-T占52wt％，3G-T占48wt％和有0.94dl/g的IV。纤维从多个喷丝板位置通过牵引罗拉以1200-1500m/min被集中并送入条筒。
来自约50个条筒的丝束被合并，在低于35℃由喂入罗拉喂入第一牵伸罗拉，通过一个以80℃操作的蒸气箱，然后到达第二牵伸罗拉。第一牵伸约为应用到纤维的总牵伸的80％。牵伸后的丝束约为800,000旦(888,900分特)-1,000,000旦(1,111,100分特)。参照图2，牵伸的丝束16通过与操作温度为110℃的罗拉11接触、通过操作温度为140℃-160℃的罗拉12、并通过操作温度为170℃的罗拉13进行热处理。罗拉11和12之间的滚速度比为约0.91-0.99(松弛)，罗拉12和13之间的滚速度比为约0.93-0.99(松弛)，并且罗拉13和14之间的滚速度比为约0.88-1.03。整理剂喷雾器15被应用，以便喷在丝束的整理剂的量为0.15-0.35wt％。牵引/冷却罗拉14的操作温度为35-40℃。然后丝束通过一个连续的、以低于35℃操作的强制对流干燥器，并且在基本上无张力的情况下被集合到箱子中。附加的处理条件和纤维性能在表VI中给出。
表VI
   样品     NDR   总牵伸率   平均分特/纤维   丝束CI，％ 丝束CD，％  CD-CI，％
  7A     1.90     2.92     nm     14    47    34
  7B     1.90     3.08     nm     24    54    30
  7C     1.90     2.93     1.7     14    43    30
  7D(1)     1.95     2.99     1.6     27    54    28
  2I     1.87     3.37     1.0     24    48    24
  7E(比较)     1.90     2.93     nm     7    29    22
(1)用0.55dlg/IV Crystar4415聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，在其中加入500ppm的1，2，4-苯三酸三甲酯；计量板7中大约1/2的孔6(如图1所示)是不存在的；纤维中的聚(对苯二甲酸亚丙基酯)的IV为0.88dl/g；罗拉13在175℃被操作。
实施例7B
丝束样品7B、7C和7E被剪切成1.75英寸(4.4cm)的短纤维，通过紧密混合与棉纤维结合，在J.D.Hollingsworth梳棉机上以60磅(27kg)/小时梳理，然后环锭纺制成不同棉支数的纱。纱和它们的性能在表VII中被描述；梳理性能在定性基础上被评估。
表VII
                      双组分短纤维
 细纱样品   梳理性能  细纱棉支数(Nec)  丝束样品号   纱线中含量，wt％    纱线CV，％   纱线，B.O.S.％
 7F     满意     40    7B     40    21.4       25％
 7G     好     40    7C     40    22.4       25％
 7H(比较)     好     40    7E(比较)     40    21.1       20％
 7F     满意     12    7B     60    15.2       31％
 7G     好     12    7C     60    15.8       30％
 7H(比较)     好     12    7E(比较)     60    14.1       26％
 7F     满意     20    7B     60    17.1       34％
 7G     好     20    7C     60    16.3       31％
 7H(比较)     好     20    7E(比较)     60    15.4       28％
表VII中的数据表明了本发明纱线的改良总精炼收缩率，以及尽管提高了CI，它们仍具有意料不到一致的CV。
实施例中生产的本发明纱线和由此制造的织物是柔软和美观的。

Claims (11)

1.一种具有至少约为22％的总精炼收缩率的细纱，包括棉纤维和含有聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)的双组分短纤维，所述的双组分短纤维具有：
a)约35％-70％的丝束卷曲显现值；
b)约14％-45％的丝束卷曲指数值；
c)约1.3cm-5.5cm的长度；以及
d)约0.7分特/纤维-约3.0分特/纤维的线密度；
其中所述的双组分短纤维以基于所述细纱的总重量约20wt％-约65wt％的量存在；
其中所述的棉纤维以基于所述细纱的总重量约35wt％-约80wt％的量存在。
2.如权利要求1所述的细纱，其具有不高于约22％的质量变异系数，并且其中所述的双组分短纤维以基于所述细纱的总重量约20wt％到低于50wt％的量存在。
3.如权利要求1所述的细纱，其进一步包括约为1wt％-30wt％的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)单组分短纤维。
4.一种双组分短纤维，包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸亚丙基酯)，并且具有约为40％-60％的丝束卷曲展现值和约为14％-27％的丝束卷曲指数值，其中所述卷曲指数值和卷曲展现值之间的差别约为绝对值24％-35％。
5.如权利要求1所述的细纱，包括如权利要求4所述的双组分短纤维。
6.如权利要求4所述的双组分短纤维，其中所述指数值和卷曲展现值之间的差别约为绝对值30％-35％。
7.一种用于生产如权利要求1所述的细纱的方法，包括步骤：
a)提供双组分短纤维，其具有：
(i)约为35％-70％的丝束卷曲展现值；
(ii)约为14％-45％的丝束卷曲指数值；
(iii)约为1.3-5.5cm的长度；和
(iv)约为0.7分特/纤维-3.0分特/纤维的线密度；
b)供给棉纤维；
c)至少将所述的棉纤维和双组分短纤维混合，以便所述的双组分短纤维重量含量约为基于混合纤维总重量的20wt％-65wt％，所述棉纤维的重量含量约为基于混合纤维总重量的35wt％-80wt％，；
d)梳理混合的纤维以形成生条；
e)牵伸所述生条；
f)将所述生条合股和再牵伸最多约3次；
g)将所述牵伸条转换成粗纱；和
h)环锭纺所述粗纱以形成细纱。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述双组分短纤维具有约40％-60％的丝束卷曲展现值和约为14％-27％的丝束卷曲指数值，其中所述丝束卷曲指数值和丝束卷曲展现值之间的差别约为绝对值24％-35％。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述细纱具有不高于约22％的质量变异系数，步骤c)是一个紧密混合步骤，并且所述双组分短纤维的重量含量约为20wt％到低于50wt％。
10.一种织物，选自针织和机织织物，并且包括由权利要求7的方法制造的权利要求1的细纱。
11.一种用于制造如权利要求1所述细纱的方法，包括步骤：
a)提供双组分短纤维；
b)提供棉纤维；
d)分别梳理双组分短纤维和棉纤维以制成双组分短纤维生条和生棉条；
e)并条机混合所述的双组分短纤维生条和所述的生棉条，以便(i)双组分短纤维大约占20wt％-65wt％；和(ii)棉纤维大约占35wt％-80wt％，基于混合纤维的总重量；
f)将步骤(e)的混合生条合股和再牵伸最多大约3次；
g)将所述牵伸条转换成粗纱；和
h)环锭纺所述粗纱以形成细纱。
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