TW201319343A - 包含蓬鬆纏結紗線之耐久織物 - Google Patents

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Abstract

一種包含一紗線之物品；其中該紗線包含：(a)複數個蓬鬆連續長絲；(b)約200至2000之丹尼數；(c)約1至約20之長絲丹尼數；及(d)約2.0至約7.0公克/丹尼之韌度；其中該紗線係經交織的。

Description

包含蓬鬆纏結紗線之耐久織物
本揭示案係關於耐撕裂及磨損之耐久織物，其包含合成紗線，該等合成紗線包含蓬鬆纏結紗線。
諸如聚醯胺、聚烯烴及聚酯之聚合物長絲適用於各種紡織產品。當此等長絲經締捲(textured)及/或具有高韌度/抗拉強度時，該等長絲在需要耐久紗線之情況下尤其適用。此等產品之實例適用於戶外服裝；束具(contract)、汽車/運輸工具及居家室內裝飾品；軍用服飾及裝備；牛仔布及毛衣；運動服；戶外裝備；背包；行李箱；及鞋靴，及其他。
此等紗線通常經由噴氣式締捲加工(air-jet texturing)之方法製得。該噴氣式締捲加工方法除纏結紗線之外可為紗線提供蓬鬆性及/或紋理，從而提供能夠併入織物中之紗線。然而，該方法所需之儀器及該方法之實施皆可為高成本的。
多長絲聚合物紗線亦可製備為蓬鬆連續長絲。然而，在無進一步處理之情況下，此等長絲不形成可被針織或編織成織物之集束紗線。
一態樣提供一種包含一紗線之物品；其中該紗線包含：(a)複數個蓬鬆連續長絲；(b)約200至約2000之丹尼數，包括約300至約1200之丹 尼數；(c)約1至20之長絲丹尼數(denier per filament)，包括約1至約8之長絲丹尼數；且包括約3至約6之長絲丹尼數；(d)約2.0至約7.0公克/丹尼之韌度，包括約4.0至約6.0公克/丹尼之韌度；其中該紗線係經交織的。
為提供具有耐久織物所需之韌度的紗線，紗線製備包括增大紗線韌度之特定拉伸條件。用於製備該等紗線的一種適合方法包括：(a)紡製一合成紗線；(b)拉伸該紗線；(c)在缺少噴氣式締捲加工之情況下蓬鬆加工該紗線；及(d)交織該紗線；及(e)將該紗線捲繞至一捲裝。
該方法可為耦合方法或線內方法(in-line process)，其排除對獨立紡製紗線之需要且隨後接著對該紗線提供締捲或蓬鬆加工。在該紗線之蓬鬆加工後，交織該紗線，該蓬鬆加工係於缺少噴氣式締捲加工之情況下發生。藉由交織該紗線，該等多長絲形成一集束紗線，可隨後將該集束紗線針織或編織成織物。該交織方法亦為紗線提供一用於維持該紗線蓬鬆性之手段，否則該蓬鬆性可於針織或編織方法之張力下移除。
另一態樣提供一種包含蓬鬆交織紗線之物品。該物品亦包含由該蓬鬆交織紗線製備之一織物。該蓬鬆交織紗線包 含：(a)複數個蓬鬆連續長絲；(b)約200至約2000之丹尼數；(c)約1.0至8.0之長絲丹尼數；及(d)約2.0至約7.0公克/丹尼之韌度；其中該紗線係經交織的。
另一態樣提供一種包含一織物之物品，該織物係自蓬鬆交織之聚合物紗線針織或編織而得。該紗線包含聚醯胺，諸如具有複數個蓬鬆連續長絲之耐隆(nylon)6或耐隆6,6。該紗線具有約200至約2000之丹尼數，包括約200至約1500之丹尼數，或約500至約1500之丹尼數，或約900至約1000之丹尼數；約1至20之長絲丹尼數(dpf)，包括約1至約8之長絲丹尼數，或包括約3至約6之長絲丹尼數；及約2.0至約7.0公克/丹尼之韌度。長絲數目亦可變化，諸如約50根至約1000根長絲。該數目包括約100根至約500根長絲，或約140根至約350根長絲，或約140根至280根長絲。
為達本揭示案之目的，術語「噴氣式締捲加工」意謂包括一種為紗線提供紋理之方法，其中紗線經引導以快於該紗線於空氣噴嘴遠側經抽拉之速度穿過該噴嘴之紊流區域。在噴嘴中，紗線結構打開以形成毛圈(loop)，且該結構再次封閉。一些毛圈鎖閉於內部其他毛圈鎖閉於紗線之表面。藉由此方法製得之紗線的特徵在於：其蓬鬆度及沿該紗線之長度存在大量不規則間隔之長絲毛圈。
為達本發明之目的，「一種提供紋理之方法」意謂一種沿連續長絲紗線之長度引入精細變形之方法，其中此類變形受限於捲曲之引入，包括刀口捲曲加工(edge crimping)、齒輪捲曲加工及填塞箱捲曲加工。有時稱作締捲加工但為達本分明之目的而特別自定義中排除之其他方法包括假撚締捲加工、針織-解針織締捲加工及噴氣式締捲加工。
為達本發明之目的，「蓬鬆加工」意謂一種特別意欲增加連續長絲紗線之比容之方法，其中該等方法使紗線及其構成長絲能夠捲曲(彎曲或折疊)以便該紗線及構成長絲脫離線性路徑。本文使用之蓬鬆加工特別排除噴氣式締捲加工。
為達本發明之目的，術語「蓬鬆」代表具有永久捲曲長絲之紗線，亦即，該等長絲在自該紗線移除後保持該等長絲之捲曲。
為達本發明之目的，「捲曲百分比(%)」為根據本文提供之方法量測的性質，該性質提供所達成捲曲程度之一量度。該「捲曲百分比(%)」基本上為將張力施加於一捲曲紗線時由該紗線所展現之伸長率百分比。紗線之比容或蓬鬆性(cm3/g)隨著捲曲程度之增大而增大。捲曲程度可因此用作表徵紗線蓬鬆性之代表(proxy)。
為達本發明之目的，術語「刀口捲曲」方法代表一種將紋理及/或蓬鬆性提供至紗線之方法，該方法包括但不限於將紗線於一捲曲刀口上方加熱及拉長，接著冷卻。
為達本發明之目的，術語「齒輪捲曲」方法意欲包括但不限於用於將紋理及/或蓬鬆性提供至紗線之方法，其中該紗線經饋入穿過兩個齒輪之嚙合齒，在該等嚙合齒處，該紗線成形為該兩個齒輪之形狀。
為達本發明之目的，術語「填塞箱」方法意欲包括但不限於用於將蓬鬆性提供至紗線之方法，其中捲曲單元包括兩個饋入輥及一個填塞箱。藉由將紗線壓入該填塞箱中，使個別長絲以銳角折疊或彎曲，同時視需要藉由一加熱裝置同時定形。
為達本發明之目的，「交織」意謂如下方法：本發明之多絲紗線中之連續長絲藉由該方法得以纏結，從而相對於相同捲曲長絲之大部分未經纏結之打開區域，產生因蓬鬆性而沿該紗線之長度分離的具有高長絲纏結度之頻繁週期性密緻節點區域。以此方式實施之纏結方法提供一種抱合紗線(cohesive yarn)。此週期性節點結構將交織紗線與噴氣式締捲紗線區別開，該噴氣式締捲紗線包括沿該噴氣式締捲紗線之整個長度一致高的紗線纏結度。為達就本發明之揭示內容而言的目的，交織及纏結可互換使用。交織表現為沿紗線之長度的節點阻止捲曲長絲之分離，且該交織對於將紗線處理成(諸如藉由編織或針織處理成)織物而言係必要的。
一些態樣之紗線適用於蓬鬆織物之製備。蓬鬆纏結之紗線可於張力下直接編織或針織以形成蓬鬆織物而不需要紗線之二次處理。舉例而言，紗線係於單個線內或耦合方法 中紡製、拉伸、蓬鬆加工及交織。自該方法產生之紗線接著經由編織或針織且無需任何額外的紗線加撚、纏結或噴氣式締捲加工而形成為蓬鬆織物。
一些態樣之多絲紗線可包括於織物或其他物品中，該等多絲紗線不僅為蓬鬆交織的，而且由於特定拉伸方法而具有較高韌度。該等紗線之韌度可為約2.0至約7.0公克/丹尼。韌度之其他適合範圍包括約3.0至約7.0公克/丹尼：約3.0至約6.0公克/丹尼，約3.5至約7.0公克/丹尼，約3.5至約6.0公克/丹尼及約4.0至約6.0公克/丹尼。更高之韌度亦可適用。然而，在韌度小於2公克/丹尼之情況下，自此類紗線製成之織物將可能缺少所要之耐久性。
該等紗線之韌度藉由拉伸方法而增大。適合之拉伸方法包括單步或多布拉伸方法。在一適合之單步方法中，紗線係經加熱輥，以約2000至約4000公尺/分鐘(m/min)之表面速度及約150℃至約220℃，或150℃至約190℃之溫度進行拉伸；包括約2000至約4000公尺/分鐘(m/min)之表面速度，或約2500至約4000 m/min之表面速度，及約160℃至約210℃或約180℃至210℃之溫度。拉伸比可為約2.5至約4.0。適合之拉伸比範圍包括約2.6至約4.0；約2.8至約4.0；約3.1至約4.0；及大於約4.0之其他範圍。如此項技術中已知之多步或多拉伸輥方法亦為適合的。在包括多步方法之情況下，最後一組拉伸輥可包括本段描述之條件。
蓬鬆加工方法包括在缺少高成本噴氣式締捲加工方法之情況下將蓬鬆性提供至紗線。適合之蓬鬆加工方法包括但 不限於填塞箱捲曲加工、刀口捲曲加工、齒輪捲曲加工或其組合。
交織方法可包括如此項技術中已知之任何方法。交織紗線包括約2節點/公尺至約60節點/公尺之交織度；其他適合範圍包括約15節點/公尺至約55節點/公尺，及約20節點/公尺至約40節點/公尺。該等紗線可於大於零(諸如大於0至150 psi)之任何適合壓力下交織。適合之交織壓力亦包括30 psi至130 psi；及40 psi至90 psi，及50 psi至約110 psi。對於約1000丹尼及3.0至3.5長絲丹尼數(dpf)之耐隆6,6紗線而言，一適合之交織壓力可為約60 psi至約80 psi。
蓬鬆加工方法為紗線提供約1.0至約12.0 cm3/g之蓬鬆性，包括約3至約12.0 cm3/g(包括約3.0至約12 cm3/g及約6.0 cm3/g至約12 cm3/g)之蓬鬆性。整個紗線之蓬鬆水準的一致性係需要的且其比所量測之蓬鬆水準更加重要。因此，蓬鬆性可藉由此項技術中已知之任何適合之方法量測。美國專利號3,471,702中揭示用於量測蓬鬆性之一適合方法。紗線之蓬鬆性以cm3/g提供。或者，蓬鬆性可基於以下公式自捲曲百分比(%)計算：蓬鬆性=2(捲曲百分比(%))+4.2
蓬鬆性計算係利用蓬鬆性與捲曲百分比(%)之間的相關性，該相關性於本文揭示之所關注範圍內大體上呈線性關係。捲曲百分比(%)可為任何適合量，諸如約0.50至約3.0。捲曲百分比(%)之其他適合範圍包括約0.75至約2.0及 約0.5至約2.0。
除耐隆外之各種聚合物中的任何聚合物可包括於如所揭示之紗線及織物中。聚合物可包括聚烯烴、聚酯、聚醯胺、其共聚物及其組合。芳族聚醯胺(aramide)及氧化聚丙烯腈亦可為適合的。適合聚烯烴之特定實例包括而不限於聚乙烯及聚丙烯；適合聚酯之特定實例包括而不限制於聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯及聚對苯二甲酸丁二酯；適合聚醯胺之特定實例包括而不限於耐隆6、耐隆6,6、耐隆11、耐隆12、耐隆6、耐隆10、耐隆6,12及部分芳族聚醯胺，諸如MXD6及其他。舉例而言，諸如耐隆6及耐隆6,6之聚醯胺適於呈摻混物、呈共聚物或均聚物。聚合物亦可自此等聚合物之消耗後及工業再循環後變型衍生而得。
各種橫截面皆適用於多長絲蓬鬆交織紗線。在一態樣中，長絲之橫截面為圓形。適用橫截面包括圓形、中空形、三葉形、橢圓形、扇形邊橢圓形及其組合，及此項技術中熟知之其他橫截面。
各種不同添加劑皆適用於本文描述之紗線、織物及物品。具有添加劑之紗線的特定實例包括紡前染色耐隆(solution dyed nylon)。包括示範性及非限制性清單。然而，此項技術中熟知額外添加劑。實例包括：抗氧化劑、紫外線(UV)穩定劑、著色劑、顏料、交聯劑、相變材料(石蠟)、抗微生物劑、礦物質(亦即銅)、微囊化添加劑(亦即維生素E凝膠、蘆薈、巨海藻、菸鹼、咖啡因、加香劑 或芳香劑)、奈米粒子(亦即矽或碳)、碳酸鈣、阻燃劑、維生素、藥劑、熏香、電導添加劑、可染性及/或助染性添加劑(諸如四級銨鹽)、光學增白劑、導電添加劑、發光添加劑、潤滑劑、有機及無機填充劑、防腐劑、熱變色添加劑、拒蟲劑、濕潤劑、穩定劑(受阻酚、氧化鋅、受阻胺)，及其組合。
一些態樣之紗線可製備為織物。該織物包括針織或編織織物。適合之編織織物包括平紋織、斜紋織、緞紋織、斜子織及防刮(rip stop)編織及各種各樣之多臂提花編織，及其他。適合針織物包括經編針織物或圓型針織物。特定針織織物可為單緯編針織物，諸如翠可特經編針織物(tricot knit)或拉舍爾(raschel knit)經編針織物，及其他。
一些態樣之織物具有使該等織物尤其適用於耐久產品之性質，該等耐久產品諸如行李箱、戶外服飾、戶外裝備、牛仔布、鞋靴及軍用服飾及裝備，及其他。該織物亦可為狹幅織物，諸如可包括密緻編織織物之編織帶(webbing)。取決於使用之紗線丹尼數而定，該等織物性質包括約80至約1200磅之抓樣強度(grab strength)。取決於使用之紗線丹尼數而定，織物亦展現約8至約150磅之撕裂強度，包括約40至約70磅之撕裂強度以及大於70磅之撕裂強度。取決於使用之紗線丹尼數而定，織物亦展現約80至約4000轉之塔柏耐磨性(Taber abrasion resistance)；此包括約400至約800轉之塔柏耐磨性及大於800轉之塔柏耐磨性。
該等織物亦可按特定物品所需予以塗佈，在降低空氣或 水分滲透性之情況下需要此改良處理。適合之塗料包括聚氨酯、丙烯酸酯、防水/透氣膜、積層物及為室內裝飾及休閒織物特定設計之塗料類。
本發明之特徵及優點藉由以下實例更充分展示，該等實例係出於說明之目的而提供，且不欲以任何方式解釋為本發明之限制。
以下表1及表2展示若干本發明紗線(實例5至24)及比較紗線(實例1至4)之性質，如表中所指示。如所指示，計算的是平均值。該等紗線係由耐隆6,6聚合物紡製且每跟紗線包含280根長絲。該等紗線以約3.1之拉伸比，於約160℃之熱輥溫度下拉伸，該溫度係於第一級拉伸輥處量測而得；經由填塞箱於180℃下蓬鬆加工，該溫度係於填塞噴嘴處量測而得，且如所指示來交織。
測試方法： 交織
交織係根據ASTM標準方法D4724-87(1992年再次核准)來量測。此方法涵蓋用於藉由針插法(needle insertion)進行交織量測之一般程序。結果報道為每公尺交織紗線之交織節點數。用於量測交織節點之適合設備為來自瑞士蘇黎世鴿子大街(Traubenstrasse)3號之Rothschild Measurement Instrument的Rothschild R2071/72自動交織測試儀(Rothschild R2071/72 automated interlace tester)。
長絲丹尼數
丹尼為長絲之線密度，其由9000公尺長絲之以公克計的 重量來表示。丹尼數可於來自德國慕尼黑之Textechno的振動儀上量測。丹尼乘以(10/9)等於分特(dtex)。長絲丹尼數可根據ASTM D 1577以重量分析來測定。
斷裂韌度
斷裂韌度(T)為長絲之最大力或斷裂力，其由每單位橫截面積之力來表示。韌度可於購自馬薩諸塞州坎頓市(Canton)之Instron的Instron 1130型上量測，且報道為公克/丹尼(公克/分特)。長絲斷裂韌度(及斷裂伸長率)可根據ASTM D 885來量測。
如先前所注明，捲曲百分比(%)為於張力下展現之伸長率的量度。對於表3B而言，捲曲百分比(%)係使用以下方法量測：
締捲紗線之捲曲量測
1.驗證10.5 g線重量之質量。
2.試樣-總共三(3)絞100條經向絞紗/捲裝。
3.於頂部及底部分絞所有絞紗。不剪斷絞紗。
4.將分紗棒降至絞紗絡筒機上且謹慎將第一絞紗移除，謹慎固持頂部及底部分紗，以消除絞紗自身之加撚。
5.懸掛至收縮板之頂部掛鉤上，且同時仍固持底部，將10.5 g重量謹慎添加至絞紗(而非分紗)之底部且在15秒後進行量測。記錄為「輕重量長度」。在整個測試期間將留下10 g之重量。
6.懸掛300 g重量(與10.5 g重量一起)，且在30秒後量測絞紗之長度且記錄為「重重量長度」。
7.重複步驟6至8以保留絞紗且重複直至來自每一捲裝之3條絞紗得以捲繞，且已量測出輕/重長度。
計算：
捲曲百分比(%)=100%(重重量長度-輕重量長度)/(輕重量長度)
由如表1及表2所示之紗線編織若干織物。於經向或緯向方向包括比較紗線1-4之織物皆不適於作為蓬鬆織物。此等比較織物經觀察具有平滑外觀。此與於經向及緯向方向使用本發明之紗線5至24製成之織物相反。僅包括本發明之紗線的該等織物展現出不同程度之蓬鬆織物適合度。為蓬鬆織物提供最大適合度之紗線組合為在約40至約90 psi下於經向及緯向交織之織物紗線。
雖然已描述當前咸信為本發明之較佳實施例之內容，但是熟習此項技術者將瞭解的是，在不脫離本發明精神之情況下，可對該等較佳實施例進行改變及修改，並且本發明意欲包括屬於本發明之真實範疇內的所有此等改變及修改。

Claims (29)

  1. 一種包含一紗線之物品；其中該紗線包含：(a)複數個蓬鬆連續長絲；(b)約200至2000之丹尼數；(c)約1至約20之長絲丹尼數；及(d)約2.0至約7.0公克/丹尼之韌度；其中該紗線係經交織的。
  2. 如請求項1之物品，其中該等長絲具有一圓形橫截面。
  3. 如請求項1之物品，其中該等長絲具有一非圓形橫截面。
  4. 如請求項1之物品，其中該長絲丹尼數為約1至約8。
  5. 如請求項1之物品，其中該紗線包含一聚合物，該聚合物係選自由以下組成之群：聚醯胺、聚酯、聚烯烴、其共聚物及其組合。
  6. 如請求項5之物品，其中該聚合物包含一選自耐隆6及耐隆6,6之聚醯胺。
  7. 如請求項5之物品，其中該聚合物包含MXD6。
  8. 如請求項5之物品，其中該聚合物包含氧化聚丙烯腈。
  9. 如請求項1之物品，其中該蓬鬆連續長絲包含一聚合物添加劑。
  10. 如請求項5之物品，其中該聚合物包含紡前染色耐隆(solution dyed nylon)。
  11. 如請求項1之物品，其中該紗線具有約1.0至約12.0 cm3/g之蓬鬆性。
  12. 如請求項1之物品，其中該紗線具有約3.0至約7.0公克/丹尼之韌度。
  13. 如請求項1之物品，其中該紗線具有約4.0至約6.0公克/丹尼之韌度。
  14. 如請求項1之物品，其中該紗線具有2至60節點/公尺之交織度。
  15. 如請求項1之物品，其中該物品為一織物。
  16. 如請求項15之物品，其中該物品係經針織或編織的。
  17. 如請求項15之物品，其中該織物係經塗佈的。
  18. 如請求項15之物品，其中該織物具有約80至約1200磅之抓樣強度(grab strength)。
  19. 如請求項15之物品，其中該織物具有約8至約150磅之撕裂強度。
  20. 如請求項15之物品，其中該織物具有約80至約4000轉之塔柏耐磨性(Taber abrasion resistance)。
  21. 一種方法，其包括：(a)紡製一合成紗線；(b)拉伸該紗線；(c)在缺少噴氣式締捲加工之情況下蓬鬆加工該紗線；(d)交織該紗線；及(e)將該紗線捲繞至一捲裝上。
  22. 如請求項21之方法，其中該蓬鬆加工係藉由填塞箱加工、刀口捲曲加工或齒輪捲曲加工進行。
  23. 如請求項21之方法，其中該拉伸比為約2.5至約4。
  24. 如請求項21之方法，其中該拉伸步驟提供約2至約7公克/丹尼之韌度。
  25. 如請求項21之方法，其中該拉伸步驟包括一拉伸輥，該拉伸輥具有約2500至4000公尺/分鐘之表面速度及約160℃至約210℃之溫度。
  26. 如請求項21之方法，其中該等步驟為一線內/耦合方法之部分。
  27. 一種包含一織物之物品，其中該織物包含一紗線，該紗線包含：(a)複數個蓬鬆連續長絲；(b)約300至約2000之丹尼數；(c)約1至8之長絲丹尼數，(d)約2.0至約7.0公克/丹尼之韌度，其中該紗係經交織的。
  28. 如請求項27之物品，其中該紗線具有約200至約1200之丹尼數；約2至約5之長絲丹尼數；及約4.0至約6.0公克/丹尼之韌度。
  29. 如請求項27之物品，其中該等長絲具有一圓形橫截面。
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