CN1890417A - 浆料包覆的复合纱及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合纱，包含一根或多根弹性纤维和硬纱，通过利用浆料将弹性纤维和硬纱粘附在一起而形成。该浆料包覆的复合纱能用于机织和针织以制造具有要求服装特征的弹力织物。浆料可以通过随后的湿织物处理除掉。

Description

浆料包覆的复合纱及其制造方法
技术领域
本发明涉及复合纱的制造及其在机织和针织弹性织物以及服装制造中的应用。更具体地说，本发明是一种方法，借此弹性纤维与一种相对非弹性的伴随纱被一种能在机织或针织加工期间稳定和保护弹性纤维的浆料包覆并粘结在一起。
背景技术
弹性纤维通常被用来提供机织和针织织物以及服装伸长和弹性回复。“弹性纤维”是连续长丝(任选是一种凝集复丝)或多根长丝，不含稀释剂，具有不依赖任何卷曲的超过100％的断裂伸长。弹性纤维当(1)被拉伸至其长度的2倍；(2)保持1min；并(3)被松驰时，能在松驰的1min内回缩至其原长的不足1.5倍。本说明书正文中使用的“弹性纤维”应理解为至少一根弹性纤维或长丝。此种弹性纤维包括但不限于橡胶长丝、双成分长丝和酯类弹性纤维(elastoester)、拉斯托尔(lastol)和斯潘德克斯。
“斯潘德克斯”是一种制造的长丝，其中成丝物质是一种由至少85wt％嵌段聚氨酯构成的长链合成聚合物。
“酯类弹性纤维”是一种制造的长丝，其中成纤物质是一种由至少50wt％脂族聚醚和至少35wt％聚酯构成的长链合成聚合物。
“双成分长丝”是一种连续长丝，包含至少两种沿长丝全长彼此粘附的聚合物，每种聚合物属于不同的种类，例如弹性体聚醚酰胺芯和带有叶或翅的聚酰胺皮。
“拉斯托尔”是一种交联的合成聚合物的纤维，具有低但相当程度的结晶度，由至少95wt％乙烯和至少一种其它烯烃单元组成。此种纤维具有相当大的弹性和耐热性。
对于机织和针织弹性布而言，适中比例的弹性纤维与相对非弹性纤维如聚酯、棉、尼龙、人造丝和羊毛组合起来使用。就本说明书而言，此种相对非弹性纤维将被称作“硬”纤维。弹性纤维在织物中的比例可在约1％～约15wt％之间变化，以提供所要求的织物伸长和回复性能。
在织物中，弹性纤维以“裸”纤维或“包覆”的纤维形式使用，取决于织物制造方法和产品用途。“包覆”的弹性纤维是一种通过与硬纱(hard yarn)一起加捻或交络而被包围的弹性纤维。包含弹性纤维和硬纱的包覆纱(covered yarn)在本文中亦称作“复合纱”。硬纱包覆起到保护弹性纤维免遭机织和针织加工期间磨损的作用。此种磨损能导致弹性纤维断裂，从而导致随后加工的中断和不可心的织物不均。另外，该包覆有助于稳定弹性纤维弹性行为，使复合纱在机织加工期间的伸长比裸弹性纤维更容易控制得均一。
包覆弹性纤维采用的基础技术方法通常太慢、成本高和/或用途受限制。这些方法包括：(a)用硬纱单(根)包缠弹性纤维；(b)用硬纱双(根)包缠弹性纤维；(c)用短纤维连续包覆(即包芯纺纱)弹性纤维，随后在卷绕期间加捻；(d)利用空气喷嘴使弹性体纱与硬纱交络和缠结；以及(e)将弹性纤维与硬纱在一起加捻。图1A～图1F是传统包覆复合纱的图示表达，其中一根或多根硬纱包覆着一根或多根弹性纤维。图1A显示硬纱1，围绕着弹性纤维3(即单包缠)，和图1B显示2根硬纱5、6围绕着弹性纤维7包缠(即双包缠)。图1C显示一种包芯纱，其中弹性纤维11外面包覆着短纤维9。图1D显示一对加捻的硬纱13、14围绕着弹性纤维15包缠，正如由Elasto Twist系统(Hamel公司)所做的。图1E显示2根硬纱17、19与弹性纤维21一起加捻形成倍捻结构。图1F显示复丝硬纱22与弹性纤维23交络，正如在空气喷射包覆方法中的做法那样。
此种包缠和加捻方法的操作速度一般为约25m/min。空气喷射包覆方法可在最高500m/min或更高的速度操作。然而，空气喷射包覆方法局限于采用连续长丝硬纱的情况，其中长丝预先经过了变形加工(例如假捻变形)。在广泛使用的短纤维如棉、毛和亚麻，或者在非-变形加工的连续长丝的情况下，目前采用传统、较慢的包覆方法。
针织加工既可采用裸-也可采用包覆弹性纤维来生产服装用弹性针织布。选择取决于服装类型及其所要求的美学品质以及使用性能。然而，在采用机织方法制造弹性机织布的情况下，工业做法是采用较昂贵的复合纱(例如包覆的弹性纤维)，仅在经纱中，或者仅在纬纱中，或者在经纱和纬纱中都用。
再者，习惯上在机织操作中制备具有浆料涂层的经纱，无论该经纱由硬纱抑或复合纱制成。“浆料”是一种胶粘涂层，由诸如淀粉或聚乙烯醇(PVA)之类的材料构成。当被施涂在经纱上时，浆料有助于提供经纱光滑纱线表面和提高其强度。在机织中，经纱在开口机构的动作期间受到摩擦和严酷的作用力。浆料在经纱上被用来降低加工期间纱线断头。实际上所有浆料都在织物的湿整理操作期间被从纱线上除掉。
由棉纱与弹性纤维构成的背景技术复合纱通常都在机织以前以卷装形式进行染色，但是此种染色存在缺点。具体地说，弹性体芯纱会在卷装染色中采用的热水温度下收缩。另外，卷装上的复合纱将压缩并变得非常紧，从而妨碍染料向纱线卷装内部的流动。这常造成纱线具有不同色泽和伸长水平，取决于纱线在染色卷装内部径向上的位置。有时，采用小卷装来染包芯复合纱以缓解这一问题。然而，小卷装染色相对昂贵，因为要求额外的包装和处理。
虽然在上面扼要介绍了一般工业上的做法，但是进一步的背景技术提供了能改进机织方法和产品的替代方案的启示。例如美国专利3,169,558公开一种沿一个方向(例如经向)用裸斯潘德克斯并在另一方向(例如纬向)用硬纱制成的机织织物。然而，裸斯潘德克斯必须在其用于纬纱和经纱中之前在单独的昂贵操作中进行牵伸和相当程度的加捻。例如牵伸4倍的100旦裸斯潘德克斯纤维必须最少具有18.25个捻回每英寸。
英国专利1513273公开一种经向弹性机织织物和方法，其中成对经纱，每对具有一根或多根裸弹性纤维和一根辅助硬纱，平行和以不同张力通过同一综眼和筘隙。采用弹性纤维获得纬向弹性据说也是可能的，只是在纬纱中采用传统包覆的复合纱。不上浆。
日本专利4733754公开一种以某种方式控制娇嫩的斯潘德克斯在机织期间伸长的弹性机织织物制造方法。一根弹性线用基于PVA的纤维线轻微缠绕(包缠)，随后这两根线在一起加捻形成纱线B。纱线B可任选地上浆以进一步稳定机织期间的可伸长性。PVA纤维线随后在织物湿处理期间被溶解从而提供一种弹性产品。另外，弹性纱C通过用各种不同连续(合成)纤维线包缠纱线B，随后任选地上浆而制成。纱线B和C都可用于经纱和纬纱中以提供弹性布。然而，此种制造弹性机织布的方法要求使用经过包缠，并任选地上浆制成的复合纱。
日本公开的专利申请200213045公开一种用于制造经向弹性机织布的方法，在经纱中既使用复合纱也使用硬纱。复合纱包含聚氨酯纱，其包缠以合成复丝硬纱，随后涂以浆料。该复合结构是，在用浆料涂布之前，图1A和图1B中表示的复合纱结构。复合纱在经纱中以各种不同比例使用以便将合成复丝硬纱隔开从而达到所要求的沿经向弹性。此种复合纱和方法的研发旨在制造经向弹性织物，和克服纬向弹力织物在机织中的困难。但是，该方法成本高，因为它采用传统、慢速、包缠方法给聚氨酯纱包覆复丝硬纱。
因此，在本领域中需要提供“包覆”的弹性纤维，它能：(1)得到充分保护并且稳定地用于机织和针织操作中；(2)应用于各种各样机织和针织织物；以及(3)用于以比采用背景技术包覆方法生产更高的速度和更低的成本来制造。
发明概述
现已出乎意料地发现，单靠浆料就能提供这样的“包覆”，它足以维持弹性纤维与硬纱的复合纱的完整性，并保护复合纱中弹性纤维组分免遭针织或机织加工期间的损伤。另外，由于此种浆料包覆的复合纱的独特结构，当在湿整理操作中除掉了浆料以后，弹性纤维和伴随硬纱在织物中彼此基本上自由。此种特征导致机织和针织织物具有本领域中称之为“手感”的诱人触感性能。另外，该“浆料包覆”的复合纱能以与空气喷射包覆方法可比的高速制造。
本发明一种示例性实施方案是一种制造复合纱的方法，包括：将至少一根弹性纤维的线拉伸其松弛长度的1.1倍～至少5倍；使至少一根选自合成纤维、天然纤维和合成纤维与天然纤维的混纺物的硬纱与所述拉伸的线相邻并基本平行地排齐；施涂浆料到所述排齐的纱上；并干燥或固化浆料以形成复合纱。
本发明另一种示例性实施方案是一种复合纱，它包含：具有线的原始纺制长度的1.2倍～至少6.2倍总牵伸的、至少一根弹性纤维形成的线；至少一根选自合成纤维、天然纤维和合成纤维与天然纤维的混纺物的硬纱，其中所述硬纱与所述线相邻并基本上平行地排齐从而形成排齐的纱；干燥或固化的浆料，它形成将排齐纱的线与硬纱粘附在一起的粘合剂。
本发明又一种示例性实施方案是一种经最终整理后的弹性机织织物，包含：在纬纱中的裸、基本未加捻的弹性纤维的线，它与纬纱中的硬纱基本平行并且相邻。
本发明另一种示例性实施方案是一种经最终整理后的弹性机织织物，它包含：在经纱中的裸、基本未加捻弹性纤维的线，它与经纱中的硬纱基本平行并且相邻，其中所述弹性纤维与硬纱在经纱中的比例介于1∶2～1∶4。
附图简述
图1A显示形成线的多根弹性纤维围绕着线包缠的单包覆纱的背景技术的例子；
图1B显示形成线的多根弹性纤维围绕着线包缠的双包覆纱的背景技术的例子；
图1C显示形成线的多根弹性纤维围绕着线包芯的包覆纱的背景技术的例子；
图1D显示形成线的多根弹性纤维Hamel*成对加捻的包覆纱的
背景技术的例子；
图1E显示形成线的多根弹性纤维围绕着线具有一对预加捻的硬纱的背景技术的例子；
图1F显示形成线的多根弹性纤维围绕着线空气喷射的包覆纱的背景技术的例子；
图2A显示用于制造本发明浆料包覆复合纱的系统的非限制性系统示意图；
图2B显示用于制造本发明复合纱的方法的非限制性流程图；
图3A为本发明浆料包覆复合纱的非限制性例子图示；以及
图3B显示本发明浆料包覆复合纱的非限制性例子的断面。
发明详述
浆料包覆复合纱是传统上用的硬纱包覆，例如上面所讨论的单包缠、双包缠、包芯纺纱、加捻，或者空气喷射交络，的弹性复合纱的替代产品。浆料包覆纱比传统包覆纱明显地经济并且产品优越。例如浆料包覆方法可以高达500m/min或更高的速度操作。浆料包覆的典型速度是除空气喷射包覆方法之外其它包覆方法的10倍以上。但是，空气喷射方法实际上局限于采用预先以某种方式变形加工和卷曲过的合成连续长丝包覆纱以促进喷射诱导的缠结和交络。在本发明浆料包覆方法中，对于可配合弹性纤维使用的伴随硬纱的类型没有任何限制。
能实施本发明方法的系统的实施方案表示在图2A中的非限制性示意图中。如图所示的工艺设备被用于下面实施例中讨论的弹性纤维制造中。所采用的特定设备不应视为对本发明方法的实施的限制。
一对马达驱动辊筒29被用来控制弹性纤维供应卷装33的表面速度并计量一根或，通常，多根弹性纤维53的送丝，优选以恒定速率。斯潘德克斯是优选弹性纤维53的非限制性例子。如果用斯潘德克斯作为弹性纤维，则优选地，该斯潘德克斯的线密度介于20旦～140旦，最优选20旦～70旦。
上浆轮43的表面速度被设定在高于弹性纤维供应卷装33的速度，因此弹性纤维所受到的机器-牵伸(即拉伸)将不限于总共约1.1倍～至少5倍的范围。如果在本发明中采用斯潘德克斯，则1.1倍～4倍的机器牵伸范围是优选的，但实际设定将依赖于供应的斯潘德克斯的类型和旦数。该机器-牵伸值不包括发生在初纺的弹性体纱的卷装(例如筒子)上的弹性纤维的任何残余牵伸。该残余牵伸被称作卷装松弛(PR)，因此来自随后加工的总牵伸值是Dt＝(V1/V2)*(1+PR)，其中Dt是总牵伸，而V1/V2是上浆轮43和弹性纤维供应卷装33圆周表面速度的牵伸比。比值V1/V2亦称作机器牵伸。就典型而言，PR的数值介于0.05～0.25。
另外，图2A显示从硬纱供应卷装25上退绕的硬纱27，其速度近似于上浆轮43的表面速度但二者之间的差异又足以在硬纱中造成相当张力。该硬纱27可以是短纤维和连续长丝纤维，并且对于可用于浆料包覆方法的硬纱材料没有任何已知的限制。
作为短纤维，其材料可以但不限于棉、毛、聚酯、尼龙、聚丙烯或其混纺物。另外，纱线可由各种纱线纺纱方法制造，例如环锭纺、气流(自由端)纺、喷气纺纱等。在连续长丝纱的情况下，纤维可以但不限于是合成材料，例如聚酯、尼龙、人造丝、聚丙烯等，该长丝既可以是变形加工的也可以是直丝(未变形加工的)。虽然不拟受此限制，但硬纱的线密度优选介于45旦～900旦，最优选45～600旦的范围。
在图2A所示本发明的实施方案中，弹性纤维53和硬纱27都被引过第一导纱器31，然后到用于使弹性纤维53和硬纱27以相邻和基本平行的方式排齐的锯齿形(门)张紧装置35。弹性纤维53和硬纱27形成一根排齐纱45。排齐纱45在锯齿形(门)张紧装置35的出口处被引导穿过后-张紧装置导纱器41，然后通过转向辊37进入到上浆溶液浴49中。排齐纱45在浸没杆39作用下浸没在上浆溶液49中从而使溶液润湿由弹性纤维53和硬纱27形成的排齐纱45。
上浆溶液优选包含上浆材料和水，而上浆材料优选包含上浆剂和蜡。对于上浆剂的类型没有任何限制，任何公知的类型皆可使用。本领域技术人员熟知的纺织品使用的一般上浆剂，皆可选用作为该浆料包覆之用。此种材料包括但不限于淀粉、丙烯酸类聚合物、聚乙烯醇(PVA)和CMC(醚化半纤维素的一种商品名)。蜡可以是烯烃聚合物或本领域技术人员公知的其它可接受的蜡。
上浆剂和蜡在上浆溶液49中的浓度，按照上浆剂和蜡物质固体重量与浴液总重量相比的百分数来计量。浆料在上浆水溶液49中的浓度可介于5％～25％，取决于具体浆料和硬纱27的类型和旦数。作为浆料的任选成分的蜡可具有0％～1％，优选0.2～0.6％，最优选0.5％。当采用PVA上浆剂给优选纤度范围的棉硬纱上浆时，优选PVA固体浓度介于约10％～约20％。
上浆溶液的温度应介于约50～约90℃，优选约55～约80℃，更优选约55～约70℃。
如图2A所示，包含弹性纤维53和硬纱27的复合纱55，被涂以湿浆料，离开上浆溶液49并穿过上浆辊43与压(即压榨)辊51之间的辊隙。弹性纤维53和硬纱27的类型和旦数、浆料在上浆溶液49中的浓度以及压辊51施加的压力共同决定湿浆料包覆的复合纱55的最终浆料量。在给定复合纱和上浆轮43速度的情况下，浆料在上浆溶液49中的浓度和压辊51的压力应设定为能在干燥的浆料包覆复合纱61上提供所要求的浆料重量。上浆轮43的表面速度，并因此上浆过程的速度，可介于10～700m/min。在棉硬纱27的情况下，优选的速度介于约150～约400m/min。
经过上浆辊43和压辊51之间的辊隙之后，湿的浆料包覆的复合纱55必须彻底干燥以提供干燥的浆料包覆的复合纱61，然后再将该浆料包覆的复合纱卷绕在浆料包覆复合纱卷装67上。干燥的浆料包覆复合纱61如果没有充分干燥通常是非常明显的，因为在卷绕横动机构65上将有浆料沉积物，和/或卷绕好的卷装67将难以或不可能退绕。
干燥的常用方法示意在图2A中，虽然本发明不限于此种方法。湿浆料包覆纱55围绕着多孔眼圆筒形鼓57缠绕许多次，该鼓允许热空气经过并围绕一圈圈湿浆料包覆纱55流动。优选的是，热空气温度介于约60～约90℃，更优选约60～约80℃。在此种热空气干燥过程中，湿浆料包覆复合纱55在干燥鼓上的停留时间为约5min。这是通过鼓的尺寸、鼓表面速度、纱线在多孔圆筒形鼓57上缠绕圈数的组合达到的。干燥的浆料包覆复合纱61随后离开多孔圆筒形鼓57，并绕过转向辊59、63到达卷取辊65，后者被用来将浆料包覆复合纱61卷绕在浆料包覆复合纱卷装67上。
构成浆料包覆复合纱61的包覆层的干燥浆料优选地应介于上浆前纱线重量的3～20wt％。我们发现小于约3％的上浆量无法充分地包覆复合纱的表面，导致纤维之间粘附不良，线暴露和/或在随后加工期间弹性纤维断头。我们还相信，超过20％的浆料百分率将徒增加浆料消耗，并会导致织物湿整理加工退浆能力的下降。但是，本领域技术人员可能发现，超出这一范围的用量的运行可以接受。更优选的浆料数量介于5～12wt％。对于一种特定复合纱来说，浆料包覆是否足够可采用下面的分析方法一节中描述的人工粘附试验来测试。
在本发明方法的另一种实施方案中，浆料是无水的，并且包含热熔聚合物上浆剂和蜡。此种浆料当施涂到复合纱上时是无水的，但是能在织物湿整理操作中除掉。浆料的此种替代类型优选是由可热熔聚合物如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，与蜡如烯烃聚合物，的混合物。由于该浆料是无水的，它不要求在干燥步骤中除掉水，这与图2A所述实施方案明显不同，在该图中画出在孔眼鼓57上的干燥。因此，不要求通过干燥除掉水从而就免去相应的花费，这是一项优点。热熔上浆剂和蜡通常是由上浆喷嘴(例如喷雾)，或者通过将排齐纱浸没到浆料的上浆溶液49中被施涂到排齐纱45上的。无水浆料在排齐纱45上的施涂量介于上浆前排齐纱45重量的约3～约6wt％。热熔浆料在20～70℃，优选35～45℃的温度干燥或固化。该浆料在随后的织物湿整理操作期间被从浆料包覆复合纱61上除掉。
图2B显示本发明方法的一种实施方案的流程图。在图2B的步骤102中，大量弹性纤维被拉伸到弹性纤维松弛长度的1.1倍～至少5.0倍。接着将硬纱与弹性纤维相邻并平行地放置从而制成排齐纱，如步骤104所示。图2B的步骤106正在给排齐纱上浆。实施步骤106的示例性方法包括但不限于将排齐纱浸渍在浆料浴中、将排齐纱送过液体浆料上浆喷嘴、对排齐纱喷洒浆料或者使排齐纱从旋转辊的浆料-包覆的表面经过。施加到排齐纱上的浆料在步骤108中进行干燥或固化从而制成浆料包覆的复合纱。实施步骤108的示例性方法包括但不限于辐射加热和强制空气对流。
图3A和图3B是本发明浆料包覆复合纱的结构图解，显示弹性纤维、硬纱和浆料包覆层。图3A是浆料包覆复合纱61的侧视图，显示出弹性纤维53处于与硬纱27相邻并且基本平行的位置，同时浆料69包覆着它们。弹性纤维53基本上未加捻。图3B是沿图3A的线3B-3B所取的断面，显示硬纱27的单根长丝、弹性纤维53和浆料69，从而构成复合纱61。本发明的图3A和图3B中表示出的浆料包覆的复合纱61的独特结构，当与图1A～图1F的背景技术包覆复合纱结构比较时就很容易看清了。
浆料69在织物湿整理操作如退浆、煮练和染色中被从复合纱上除掉。在该织物中，弹性纤维53那时将平行于其伴随硬纱27排列而且在织物中自由伸长并回复，不受浆料的限制。当机织时，制成的织物具有鲜明的机织织物“手感”，该手感在服装领域所提供的优势乃是图1A～1F的复合纱从未有过的。
本发明方法的优点是，短纤维硬纱如棉，可以先染色然后再利用上浆与弹性纤维合并。传统上，短纤维与弹性纤维的复合纱是，随着弹性纤维被喂入到所纺纤维的芯中(即包芯纺，如图1C所示)，同时被纺成复合纱的。结果，棉纱的染色必须在棉与弹性纤维合并以后，而不是像在本发明方法中可能做到的那样，任选地在这之前进行。在包覆之前单独进行棉染色的能力消除了上文所述的卷装染色不均匀的问题。
在本发明上述实施方案中，弹性纤维53和硬纱27在上浆之前和以后彼此相邻并基本平行。当硬纱是短每纤维如棉或棉混纺物的短纤纱时，硬纱短纤维的丝头凸出到纱线表面以外。此种丝头赋予短纤纱一种“毛茸茸”的外观或特征。为促使达到短纤硬纱与弹性纤维之间的粘附，可在后-张紧装置导纱器41的后面增加任选的空气喷射交络机构36(见图2A)，和可在上浆步骤106之前增加任选的空气喷射交络步骤105(见图2B)。在空气喷嘴中，凸出到表面以外的硬纱头与弹性纤维彼此缠结，同时仍保持弹性纤维大致平行于硬纱并位于其外的位置。此种缠结发生在表面短纤维丝头与连续弹性纤维之间，并且它明显区别于现有技术空气喷射包覆方法中连续纱与弹性纤维的交络和缠结效应。所要求的交络可用棉达到，例如通过采用Heberlein AG Fiber Technology公司的交错喷嘴，型号SlideJet-HFP，操作在3～6bar的空气压力下，优选4bar的空气压力。
在卷装67上的干燥并浆料包覆的复合纱61可以随时用于以后的机织或针织加工。此种浆料包覆复合纱61可用来制造机织和针织织物，但机织织物是优选的。浆料包覆复合纱61可用在机织织物的纬纱和经纱中，但是对于采用短纤硬纱的浆料包覆复合纱来说，优选将它们用在纬纱中。至于机织织物，对所采用的织纹没有任何限制。然而，该浆料包覆复合纱61优选地应不在喷水织机上使用，因为浆料包覆材料一般是水溶性的。浆料包覆复合纱61与硬纱27在机织织物、纬纱和/或经纱中的比例，可介于1∶1～1∶4。本发明浆料包覆复合纱61的应用实施例包括但不限于平针织物、圆筒形针织物和经编针织物。
实施例
浆料包覆复合纱用于制造弹性机织和针织织物的应用
下面的实施例展示本发明浆料包覆方法及其用于制造各种复合纱，以及进而，这些复合纱用于制造弹性机织和针织织物的能力。浆料包覆复合纱61在6个单根部位上浆机的一个部位上进行制备。上浆机的非限制性例子是KS-3型，Kaji Single End Sizing Machine“Uni Sizer”型号1101，由Kaji Saisakusno公司(日本)制造。用于弹性纤维53的移动式积极传动喂纱器被设置在单根部位之一附近。硬纱27放在上浆机的纱线喂入部位上。硬纱27和弹性纤维53都被导向第一导纱器31，并从此便一起通过上浆、干燥和卷取操作接受加工。在所有情况下，全部采用莱卡斯潘德克斯。莱卡是杜邦公司作为其斯潘德克斯纤维牌子的注册商标。
首先将合并的纱线的加工速度设定在硬纱的速度(例如270m/min)，随后将斯潘德克斯的积极传动喂纱器设定到能在3.5倍机器牵伸条件下提供所要求的斯潘德克斯机器牵伸的速度(例如77m/min)。在所有实施例中，上浆剂都是聚乙烯醇(“PVA”)，并且蜡是烯烃聚合物。浆料在合并的纱线上的施涂通过浆料在上浆浴50中的固体浓度，以及压辊51所施加的压力来控制。蜡的浓度，在所有情况下，一律是0.5％。
没有附加重量加到压辊51上，所以压辊的压力取决于压辊51及其机械机构的重量。上浆浴50中的固体浓度通过测定来验证，其中采用TechniQuip公司制造的BristixPortable Refractometer(移动式折光计)。湿浆料包覆的复合纱56在机器的热风罩内的旋转框上进行干燥。旋转框起到储纱器的作用以便使纱线的停留时间维持在，在300m/min条件下，约5min。利用该机器，加工速率在加工较低旦数复合纱时可比较高，因为那时干燥速率比较高。在所有实施例中，浆料在浆料包覆复合纱61卷取之前已完全干透。
在实施例中，浆料包覆复合纱61被用于制造机织和针织织物。机织织物是在喷气织机上制造的。所有机织织物，除了实施例1的以外，全都在多尼尔喷气织机，型号TYD LTV6/S-2000上制造。实施例1的机织织物是在Rutio L-5000喷气织机上制造的。实施例7的针织织物是在Lonati 462圆形针织机上制造的，其配有单针筒和为平针织物风格。
除非另行指出，实施例中每种坯布全部通过首先在低张力下经过热水3次，分别为160、180和202(71℃、82℃和94℃)，进行整理。
包含仅为合成的硬纱的织物进行退浆并在160(71℃)预煮练30min。预煮练和退浆在水溶液中进行，其中含有6.0wt％synthazyme(一种淀粉水解酶，由Dooley Chemicals LLC供应)、1.0wt％Lubit64(非离子润滑剂，由Sybron公司出品)，和0.5wt％MerpolLFH表面活性剂(杜邦公司的注册商标)。该织物随后在110(43℃)、含有0.5wt％磷酸三钠、1.0wt％Lubit64和1.0wt％MerpolLFH的溶液中煮练5min。重量百分数以干织物重量为基准计。煮练的织物随后用绿、褐或灰色分散染料在230(110℃)在pH5.2条件下进行喷射染色30min，随后在380(193℃)拉幅机上热定形40s。
每种含有棉的机织坯布用3.0wt％Lubit64在120(49℃)预煮练10min。以后，它用6.0wt％Synthazyme和2.0wt％MerpolLFH在160(71℃)退浆30mmin，然后用3.0wt％Lubit64、0.5wt％MerpolLFH和0.5wt％磷酸三钠在180(82℃)煮练30min。然后，织物用3.0wt％Lubit64、15.0wt％的35％过氧化氢和3.0wt％硅酸钠在pH9.5、180(82℃)漂白60min。织物经漂白之后，用褐、黑和绿色直接染料在200(93℃)进行绳状染色30min，然后在380(193℃)拉幅机上热定形35s，其间施加足以将织物沿经向拉直的张力但不采取欠喂。
用于表征浆料包覆复合纱的分析方法
使用了各种不同方法来鉴定该浆料包覆复合纱、机织操作性能，以及机织和针织织物例子的质量。下面描述这些方法。
复合纱结合稳定性
本发明采用的浆料的一个功能是将弹性纤维和硬纱“结合”和“粘合”在一起，以便使复合纱在机织和针织加工期间作为一个整体保持固结。优选的是，浆料包覆整个复合纱的外表面。如果弹性体纱和硬纱之间的结合在某些点显著受损，则弹性纤维将不再“被包覆”或“粘合”，于是机织和针织期间纱线断头的几率大大增加(即加工效率下降)。
浆料包覆复合纱在一种简单试验中接受结合稳定性测试。从卷装上退绕一定长度浆料包覆复合纱61。用手抓住浆料包覆复合纱61相距约13cm的两点。将浆料包覆复合纱拉伸至不断裂的最大长度，然后任其回复到原来长度；在总共约5s长短的时间内顺序地重复此程序5次。然后用肉眼检查浆料包覆复合纱61的样品(在抓握点之间)，看是否有弹性纤维与硬纱之间分离的现象。如果沿样品全长没有分离，则该浆料包覆复合纱61通过了该试验一弹性纤维和硬纱维持粘合在一起。如果出现任何分离，则浆料包覆复合纱61就未通过该试验。对于下面的实施例来说，所有复合纱样品都按以上所述做了测试。在实施例中，每个样品都必须通过，其结合稳定性才算合格。
机织性能
按照每100,000次投梭由纬纱引起的织机停车次数评估机织效率。可接受的水平是每100,000次投梭小于5次停车。
机织织物伸长(弹力)
对织物评估其在规定载荷下沿织物弹力方向，即复合纱的方向(即纬向、经向、或者纬和经向)，的伸长百分率。从织物上裁剪尺寸60cm×6.5cm的3个样品。长度尺寸(60cm)对应于弹力方向。将样品部分地拆散以便将样品宽度减少到5.0cm。随后，样品在20℃±2℃和65％±2％相对湿度之下平衡至少16h。
沿每个样品宽度在距样品端6.5cm处做出第一标记。第二标记做在距第一标记50.0cm处的样品宽度上。从第二标记到样品另一端的多余织物被用来形成并缝合成一圈，在这个圈中可插入一个金属销子。然后在圈上裁剪出一个缺口以便在金属销子上挂重物。
样品的非-圈的一边被夹紧并将织物样品垂直地悬吊。在贯通织物悬挂圈的金属销子上附加30牛顿(N)重物(6.75磅)，于是织物样品被重物拉长。通过让重物把织物样品拉长3s，然后用手提起重物从而解除力来“锻炼”该样品。如此重复3次。然后，任重物自由悬吊于是将织物样品拉伸。在织物处于载荷作用的状态的同时，测定2个标记之间以毫米为单位的距离，并将该距离称作ML。标记之间原来的距离(即未拉伸的距离)被称作GL。则每一个单个样品的织物伸长百分率按如下计算：
伸长百分率(E％)＝((ML-GL)/GL)×100。
3个伸长结果取平均作为最终结果。
机织织物的生长(未回复的伸长)
拉伸后，没有生长的织物将会刚好回复到其拉伸前的原长。然而，在典型情况下，弹性织物将不会完全回复，而是在长期拉伸之后将稍微变长。此种长度的轻微增加被称作“生长”。
以上的织物伸长试验必须在生长试验之前完成。只测试织物的弹力方向。对于两个方向的弹力织物，则两个方向都测。从织物上裁剪3个样品，每个均为55.0cm×6.0cm。它们不同于在伸长试验中使用的那些样品。55.0cm的方向应对应于弹力方向。部分地拆散样品，以便将样品宽度减少到5.0cm。样品在如同上面伸长试验中那样的温湿度条件下进行平衡。横跨样品宽度画出2个刚好相距50cm的标记。
利用从伸长试验中得到的伸长百分率(E％)算出在该已知伸长的80％时样品的长度。这是这样计算的：
80％的E(长度)＝(E％/100)×0.80×L，
其中L是标记之间的原长(即50.0cm)。将样品的两端夹紧并拉伸样品直至标记之间的长度等于上面算出的L+E(长度)。保持该伸长30min，经过这段时间之后，解除拉伸力，让样品自由悬吊并松弛。60min后，按下式计算生长百分率数值：
生长％＝(L2×100)/L，
其中L2是松弛后样品标记之间长度的增加，而L是标记之间的原长。对每个样品都进行该生长百分率的测定，并将结果取平均来确定生长数值。
机织织物的收缩
洗涤后测定织物收缩。织物首先在如同伸长和生长试验中一样的温湿度下进行平衡。随后，从织物上裁剪2个样品(60cm×60cm)。该样品应在距布边至少15cm处剪取。在织物样品上标出40cm×40cm四边的方框。
样品在洗衣机中连同样品和增重织物(loading fabric)一起洗涤。整个洗衣机中的载荷应为2kg晾干的材料，洗涤物(wash)的不超过一半由试验样品构成。被洗物在40℃的水温下柔和地洗涤并甩干。采用1g/L～3g/L的洗涤剂用量，取决于水的硬度。将样品摊开在平坦平面上直至变干，随后将它们放在20℃±2℃和65％±2％相对湿度条件下平衡16h。
随后通过测定标记之间的距离来测定织物样品沿经向和纬向的收缩。洗后的收缩(率)，C％，按下式计算
C％＝((L1-L2)/L1)×100，
其中L1是标记之间原来的距离(40cm)，而L2是干燥后的距离。结果取各个样品的平均值并按纬向和经向报告。负收缩数值反映出膨胀，这在某些情况下可能是硬纱行为的缘故。
应用实施例
针对以下8种样品的每一种而言，包含莱卡斯潘德克斯和硬纱的复合纱首先利用本发明浆料包覆方法制成。表1列出用于制造每种样品的复合纱使用的材料和工艺条件。例如，在标为“莱卡”的列中，40d指的是牵伸前40旦；T162或T563B是指市售供应的莱卡斯潘德克斯的类型；3.5X是指上浆机施于莱卡斯潘德克斯上的牵伸(机器牵伸)。例如，在标明“硬纱”的列中，20Ne是短纤纱的线密度，按照英制棉花支数制计量，而50d，34fil是34根丝的50旦连续复丝。表1中的其余项目则已清楚地标明。
随后，利用表1中的每种样品复合纱制造弹性布。浆料包覆复合纱被用作机织织物中的纬纱，并用作纬编针织物的喂入纱。就机织织物而言，经纱或者是棉纱或者是合成聚酯假捻变形连续复丝纱。
表1
浆料包覆复合纱
  复合纱   上浆工艺   结合稳定性
实施例 莱卡 硬纱 浆料类型   复合纱速度，m/min 上浆浴，固体％ 上浆浴温度℃ 干燥温度，℃ 干燥松驰时间，min 合格/不合格
1   40d，T162，3.5X  棉，20Ne PVA 274 12.5 42 88 5 合格
2   70d，T563B，3.8X 棉，10Ne PVA 274 12.5 49 83 5 合格
3 40d，T162，3.5X  聚酯，变形，150d，50fil PVA 274 12.5 42 88 5 合格
4 40d，熔纺，3.8X  尼龙，变形，75d，34fil PVA 274 12.5 49 83 5 合格
5 40d，T162，3.5X  棉，30Ne，环锭纺 PVA 274 12.5 42 88 5 合格
6   40d，T162，3.8X  棉，20Ne PVA 274 12.5 49 83 5 合格
7   20d，T162，2.5X  棉，20Ne PVA 274 12.5 49 83 5 合格
8   140d，T162，4.0X  棉，10Ne PVA 274 12.5 49 83 5 合格
表2总括了织物中使用的纱线、机织或针织花纹组织、机织或针织性能，以及织物的质量特征。对每个实施例的某些附加说明在下面给出。
表2
采用浆料包覆复合纱的弹性布
实施例 纬纱 经纱   机织花纹组织   针织花纹组织   机织或针织性能   织物最终用途   织物湿伸长，％   织物生长，％   织物收缩，经×纬 织物重量，g/m2
1   复合弹性   棉，16Ne，环锭 1/3斜纹 可接受   弹性棉卡其 4％ .90％ .3％×3.2％ 97
2   复合弹性   棉，10Ne，自由端 1/3斜纹 可接受   弹性棉牛仔布   0％和4％ ％ .3％×0.6％ 81
3   复合弹性   聚酯，变形，150d，50fil 1/3斜纹 可接受   弹性聚酯机织布 1％ .30％ 0.2％)×0.0％ 46
4   复合弹性   棉，40Ne，环锭 1/3斜纹 可接受   弹性衬衫布 6.50％ .80％， 1.0)％×(0.6)％ 39
5   复合弹性   棉，40Ne，环锭 1/1斜纹 可接受   弹性棉府绸 3.20％ .70％ .5％×2.1％ 43
6   复合弹性   棉，20Ne，自由端 1/3斜纹 可接受   色织窄幅织物 1％ ％ .3％×1.5％ 44
7   复合弹性   圆筒形平纹针织 40％ ％×4.5％ 55
8   复合弹性   聚酯，变形，50d，50fil 1/3斜纹 可接受   混纺弹性布 3.10％ .50％ 0.2)％×0.4％ 53
实施例1：机织弹性棉卡其
经纱是16Ne环锭纺纱，3.8捻回每米(t/m)。织机速度是478次投梭每分钟，纬密50根纬纱每英寸。退浆并煮练之后，织物被染成蓝色。热定形后，织物是46.5英寸宽。
实施例2：机织弹性棉牛仔布
经纱是10Ne自由端纺的棉纱，机织前染成靛蓝。纬纱是10Ne棉/70D易定形(easy-set)(T563B)莱卡浆料包覆纱。织机速度是400次投梭每分钟，纬密38根纬纱每英寸。织物是石洗牛仔布，具有60％洗后可用伸长和4％生长。织物在通过30℃、11pH的10％亚氯酸盐漂白溶液共30min之后具有54％可用伸长。
实施例3：机织弹性聚酯布
织机速度是500次投梭每分钟，55根纬纱每英寸。退浆并煮练之后，织物在110℃染成卡其色。成品布的最终(纱线)密度(end count)是，105根每英寸(EPI)沿经向，和73根纬纱每英寸(PPI)沿纬向。
实施例4：机织弹性衬衫布
经纱是40cc环锭纺棉纱，而纬纱是75D尼龙/40D实验熔融纺莱卡。织机速度是400次投梭每分钟，65根纬纱每英寸。成品布最终纱线密度，沿经向和纬向分别是135EPI和75PPI。
实施例5：机织弹性棉府绸
织机具有12片综，经密是96根每英寸。织物中的莱卡斯潘德克斯含量是织物重量的3.48％。成品布最终纱线密度，沿经向和纬向分别是135EPI和68PPI。
实施例6：色织窄幅机织布
20Ne棉纱用于复合纬纱，以卷装形式染成蓝色，然后再与40旦莱卡纤维合并，最后进行浆料包覆。织机速度是500次投梭每分钟，55根纬纱每英寸。由于染色纱与白纱沿纬向按4：4排列，故沿织物纬向形成彩色条纹。
实施例7：圆筒形针织弹性布
机上针数是168每英寸，针筒直径是3.75英寸。织物在82℃煮练30min，其中采用1.0g/L Merpol*LHP和0.5g/L苛性碱，随后冷却至76.5℃，并进行漂洗。织物重量与水重量之比是1∶30。湿布随后利用乙酸在37.8℃中和10min，至7.0pH。最后，织物在270在Hoffman压力机中汽蒸3个-15s的汽蒸，随后15s抽真空-的周期。因针织样品太小，所以针织性能未能定量评估。
实施例8：混纺弹性机织布
织机速度是500次投梭每分钟，45根纬纱每英寸。织物的宽度，在机织上，是80英寸。成品布最终密度，沿经向和纬向分别是111EPI和62PPI。
虽然已就最佳实施方案而论描述了本发明，但是很明显，本发明可具有许多变化方案。这些变换方案不应被视为与本发明精神和范围的偏离，因此所有此种修改，正如本领域技术人员所清楚的那样，都包括在以下权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种制造复合纱的方法，包括：
将一根或多根弹性纤维的线拉伸其松弛长度的1.1倍～至少5倍；
使至少一根选自合成纤维、天然纤维和合成纤维与天然纤维的混纺物的硬纱与所述拉伸的线相邻并基本平行地排齐形成排齐的纱；
施涂浆料到所述排齐的纱上；并
干燥或固化浆料以形成复合纱。
2.权利要求1的方法，还包括使与一根或多根弹性纤维的所述线排齐的至少一根硬纱的表面纤维缠结，其中所述缠结是在施涂浆料到排齐纱上之前完成的。
3.权利要求1的方法，其中浆料包含上浆剂和蜡。
4.权利要求3的方法，其中所述线包含20～140旦斯潘德克斯纱，且其中硬纱具有45～900的总旦数。
5.权利要求3的方法，其中所述上浆剂选自：淀粉、丙烯酸类聚合物、PVA和CMC，且其中蜡的浓度介于0～1wt％。
6.权利要求3的方法，其中上浆剂是热熔聚合物，且其中以排齐纱上浆前的重量为基准计，所述浆料以3～6wt％的数量施加到排齐纱上。
7.权利要求5的方法，其中浆料溶解在水中形成溶液，然后再施涂到排齐纱上，且其中浆料在溶液中的浓度介于5～25wt％。
8.权利要求6的方法，其中热熔聚合物选自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，且其中蜡的浓度介于0～1wt％。
9.一种复合纱，包含：
至少一根弹性纤维，它形成具有线的原始纺制长度的1.2倍～至少6.2倍总牵伸的线；
至少一根选自合成纤维、天然纤维和合成纤维与天然纤维的混纺物的硬纱，其中所述硬纱与所述线相邻并基本上平行地排齐形成排齐的纱；以及
干燥或固化的浆料，它形成将排齐纱的线与硬纱粘附在一起的粘合剂。
10.权利要求9的复合纱，其中所述线由拉伸前为20～140旦的斯潘德克斯纱构成，且其中硬纱具有45～900的总旦数。
11.权利要求9的复合纱，其中浆料包含上浆剂和蜡。
12.权利要求9的复合纱，其中干燥的浆料在排齐纱上面形成粘合剂涂层。
13.一种弹性机织织物，在机织时和最终织物整理前包含：
在经纱中权利要求9的复合纱和硬纱；以及在纬纱中权利要求9的复合纱和硬纱，
其中所述复合纱与所述硬纱之比在经纱和纬纱中均介于1∶1～1∶4。
14.一种弹性机织织物，在机织时和最终织物整理前包含：
在纬纱中权利要求9的复合纱和硬纱；以及
在经纱中的硬纱，
其中在纬纱中所述复合纱与所述硬纱之比介于1∶1～1∶4。
15.一种弹性机织织物，在机织时和最终织物整理前包含：
在经纱中权利要求9的复合纱和硬纱；以及
在纬纱中的硬纱；
其中在经纱中所述复合纱与所述硬纱之比介于1∶1～1∶4。
16.一种弹性针织织物，在针织时和最终整理前包含：
权利要求9的复合纱。
17.一种最终整理后的弹性机织织物，包含：
在纬纱中的裸、基本上未加捻的弹性纤维的线，它与在纬纱中的硬纱基本上平行并相邻。
18.包含权利要求17的弹性机织织物的服装。
19.一种最终整理后的弹性机织织物，包含：
在经纱中的裸、基本上未加捻的弹性纤维的线，它与在经纱中的硬纱基本上平行并相邻，其中在经纱中所述弹性纤维与硬纱之比介于1∶2～1∶4。
20.包含权利要求19的弹性机织织物的服装。
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