TWI294939B - Stretch fabrics with improved chemical resistance and durability - Google Patents

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1294939 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） C發明所屬之技術領域3 本發明相關於彈性織物。就一方面而言，本發明相關 於包含有合成或天然纖維之彈性織物；就另一方面而言， 本發明相關於包含有交聯、抗熱性之彈性纖維，能夠忍受 染色或熱處理。該具交聯、抗熱性之彈性纖維可應用於各 種耐久或重複使用的織品應用，如，但不侷限於，服裝、 内衣、運動服與家具墊襯物。該具交聯、抗熱性之彈性纖 維可與已知技術，如與棉、耐龍及/或聚酯纖維共同縫合 ’很方便地形成各種織物。
L· J 15 若一材料在施加偏壓後，仍具有高比例彈性恢復現象 (亦即低比例永久狀態），即被認定為彈性材料。理想狀 況下，彈性材料結合了下列三項純：⑴低比财久狀態 ;⑴)應變時具應力低或負荷低；（iii)低應力比例或負荷鬆 他比例。換句話說，其⑴拉伸材料時所需的壓力或負荷低 ;(li)拉伸時，壓力鬆弛情況低或無，亦無未負荷現象； 収⑽在拉伸、㈣或應變未連續時，在原來尺寸上可 完全或而度恢復。 欲使用於耐用性織物，該纖維 尤/、品在染色盘数ύ 過程中維持穩定。就彈性聚 卞已… ^ 4纖維而言，要在毕色 處理過程中維持穩定，晋隹木色乂 ^ _ 須、，，工過父聯步驟。這些纖維s -種或多種不同方；切行交 ’ 應如電子束或UV用 96.07.?? 1294¾穸105258號專利申請案說明書修正頁 玖、發明說明 、石夕烧或豐氮化合物處理法、過氧化物等，就某一特定組 成之纖維而言，其中某一種方法較另一種更好。例如，聚 烯烴纖維在惰性氣體中經照射（相反情況為在空氣中照射） 之後，在染色過程中便具高度穩定性（亦即纖維不會融化 5或融合在一起）。加入立體阻礙酚或立體阻礙胺穩定劑， 可進一步幫助此種纖維在熱處理條件（200-210(rc)下保持 穩定。
Lycra®，一片段性聚胺酯彈性材料，係由EI. Dup〇nt de Nemours公司製造，最近相當普遍使用於耐用性彈性織 10物中。然而，Lvn在用於聚乙烯對苯二甲酸酯（PET)纖維 的典型高溫處理下（200-2UTC)卻無法穩定。此外，類似於 一般未經交聯的含聚烯烴纖維的彈性材料，Lycra纖維在 會提咼溫度的狀況下，如清洗、烘乾或熨燙過程，會失去 其整體性、形狀與彈性特性。因此’ Lycra無法輕易地與 15高溫纖維，如聚酯纖維，進行共同縫合應用。 目前我們發現了一種彈性織物，它可耐於其他彈性織 物無法忍X的環境。尤其是本發明之彈性織物可耐於：勾 接觸10竓重之次氯酸鈉溶液，至少14〇卞中至少分鐘· b)接觸5%重之過錳酸溶液，至少14〇卞中至少9〇分鐘；匀 2〇於至少約65 C下經工業洗滌50次；d)使用AATCC測試方法 158,以過氯乙烯乾洗20次；或e)在腐蝕環境（28_33
Baume或約20% Na〇H或其他），6〇。口進行絲光作用_、 或更長時間；其中耐處理指的是該織物經處理之後仍具有 少於20%之增長。 1294939 玖、發明說明 圖式簡單說明 第1圖為四種具南分子量的丁尼布，其包含由 AFFINITY乙婦/1-辛婦共聚物組成之纖維。每一樣本皆經 過不同的石洗過程，第一個樣本（頂端）經由葡萄酒洗 5 (vintage wash);第二個樣本經由古董洗（antiqUe wash);第 三個經由破壞洗（destructive wash);第四個（或底部）經由 漂移洗（bleach-out wash)。每一樣本的拉伸特性，在清洗 過程後與清洗前完全一樣。第一個樣本的頂端深藍色補丁 處的顏色為石洗前的顏色。 10 第2圖為sPeedo泳衣在五個月穿戴試驗後的掃描式電 子顯微鏡（SEM)影像。該泳衣具有抗氣Lycratm纖維之編織 物變形接合結構。 第3圖為第2圖泳衣的掃描式電子顯微鏡（SEM)影像， 加強放大顯示環狀結構。 15 第4圖為Speedo泳衣在四個月穿戴試驗後的掃描式電 子…員U鏡（SEM)下的影像。該泳衣為一與由γ乙 烯/1-辛烯共聚物纖維組成之平針織物相逢合之織物。 第5圖為第4圖泳衣的掃描式電子顯微鏡（SEM)影像， 加強放大顯示環狀結構。 【方式】 車父佳實施例之詳細說明 本I月之方面為_種包含有抗熱性、交聯之彈性纖 2與非彈性纖維之織物，該織物可耐嚴苛處理。實施例之 —為該織物為耐拉伸織物，並可由—種或多種交聯化之抗 1294939 玖、發明說明 熱稀fe彈性纖維加工製得。該織物可經由多種方式製造， 如編織或縫合等，並由經交聯之抗熱烯烴彈性纖維或非彈 性（硬性）纖維組合而成。這些纖維具有良好的抗化學性， 如氯，與耐久性，例如他們可重複接觸後續處理情況，如 5清洗或烘乾等，而能維持原來的形狀。舉例而言，在一實 施例中，在接觸5%重之過龜酸溶液，至少14〇卞中至少9〇 分鐘情況下，該纖維彈性改變量不超過約1〇%，及/或在增 長方面不超過約50%，較佳為不超過2〇%，更佳為不超過 10%。在另一實施例中，接觸1〇%重之次氣酸根溶液，至 10少14〇Τ中至少90分鐘情況下，該纖維彈性改變量不超過 約10% ,及/或在增長方面不超過約50%，較佳為不超過 20%，更佳為不超過1〇〇/〇。 該交聯化之抗熱烯烴彈性纖維包括乙烯聚合物、丙烯 聚合物以及全部氫化的苯乙稀立體阻礙共聚物（亦稱為催 15化性經修飾聚合物）。該乙烯化合物包含均一分支，或實 質上為線形之均一分支乙烯聚合物，以及乙烯-苯乙稀共 聚物。其他織物可用纖維範圍相當廣，包括所有已知的天 然或口成纖維，尤其是非彈性纖維。這些其他纖維範例包 括棉、羊毛、絲、耐龍、聚酯及其類似物。通常經交聯之 20抗熱烯烴彈性纖維在重量基礎上會包含少部分此種纖維。 本發明之織物包括如⑴石洗彈性棉織物；脫色彈 性财龍纖維；㈣亮色染彈性聚醋纖維（如ρΕτ广㈣乾洗 彈性纖維（如暴露於過氯乙烯中之纖維），以及（ν)接觸氯或 溴之彈性纖維，其包含一種或多種聚醋、耐龍與棉。所有 1294939 玖、發明說明 這些已知織物皆須經過使用化學物質的嚴苛加工過程，以 及曰傷σ般彈性纖維的處理，因為這些化學物質與處理 會傷害這些織物的彈性纖維成分。然而，本發明之織物包 &有特別可對抗此種傷害的纖維，因此含有這些纖維的織 5物便可特別耐用且具抗化學性。 “纖維’’指的是一材料，其長度對直徑之比例約大於1〇 之材料。纖維通常依其直徑分類。絲纖fiber) 通常定義為單-纖維直徑大於約15丹尼爾（denier);通常 大於30丹尼爾。微細纖維（fine fiber)通常定義為單一纖維 10直徑小於約15丹尼爾。微丹尼爾纖維通常定義為具有小於 100微丹尼爾直徑的纖維。 “絲纖維”或“單絲纖維，，意指一單股連續未定義（未預 定）長度之材料，相對於“棉球纖維，，，其為一不連續，已 定義長度之材料（即該股纖維已切割或分離成預定長度）。 15 術語“抗熱性，，於此指稱-彈性聚合物或彈性聚合物組成 物，以纖維形式，通過於此所述之高溫設定與染色試驗。 術語“保持原樣，，於此指稱一纖維或物件經嚴苛的處 理後能“保持原樣，，，即該纖維在經過任何嚴苛處理之後， 其任一方向的增長度小於20%。 2〇 術語“增長，，指稱一殘留的延長程度，或是在施加負 荷-段時間並允許其恢復後，纖維增長的量。該增長量係 可依據ASTMD3107定義。 術語“嚴苛的環境，，指稱-種或多種a)接觸10%重之 次氣酸鈉溶液，至少140T中至少90分鐘；b)接觸5%重之 10 1294939 玖、發明說明 過錳酸溶液，至少140T中至少90分鐘；c)於至少約“它下 經工業洗條50次；d)使用AATCC測試方法158，以過氯乙 乾洗加—人’或e)在腐姓環境（28-33 Baume或約20%
NaOH或其他），6〇〇c下進行絲光作用6〇秒或更長時間。 5 , 術5吾彈性商品’’指稱已成形的項目，而術語“彈性 材料則為聚合物、聚合物摻合物、聚合物組成物、商品 、部份或總項之統稱。 彈性”指稱一纖維，會在第一次拉伸以及來回拉伸 至100%應變（兩倍長度）後，仍能恢復5〇%長度。彈性度亦 10可以該纖維“永久狀態，，方式描述。永久狀態為彈性之反 稱。一纖維可拉伸至某一點，之後回覆至拉伸前的原點， 之後再拉伸。在纖維開始拉伸負荷的該點設定為永久狀態 之點。“彈性材料，，亦稱為“彈性體，，與“彈性體的，，。彈性 材料（有時亦稱為彈性元件）包含聚烯烴聚合物本身，以及 15 ，但不侷限於，纖維、薄膜、布條、線帶、緞帶、頁、外 衣、模組及其類似物形式之聚烯烴聚合物。較佳的彈性材 料為纖維。該彈性材料可為硫化或未經硫化，經照射或未 經照射，及/或經交聯或未經交聯。就本發明目的而言， 一彈性織物係為一包含彈性纖維之織物。 20 ‘‘非彈性材料”指一材料，如纖維，其不具如上述所定 義的彈性。 適用於本發明之纖維已於美國專利6,4375014揭露。該 參考資料中所述的交聯均一分支乙烯聚合物特別適用於製 造本發明之織物。這些纖維可單獨使用，或與非彈性纖維 11 1294939 玖、發明說明 如棉、羊毛，或合成材料如聚酯或耐龍合併使用。這些纖 維，不論是單獨使用或與其他纖維一並使用，可與其他紡 線相結合成一織物，依據已知的縫製方法，如編織或缝合 而完成。 5 下列範例係用於說明本發明，但不侷限其範圍。各比 例、份重或百分比皆為重量比，除非另有所指。 實驗
纖維說明： 纖維係由Dow AFFINITY乙烯-辛烯共聚物（MI 3克/10 10 分鐘，密度為0.875克/cc)組成，其直徑為140丹尼爾，並 經電子束（19.2 mrad)交聯化。 一般人造彈性纖維 織物說明： 3x1 RHT(右旋斜紋）；100%棉捲，94%棉/ 6%交聯 15 AFFINITY填充。
範例1 :石洗 所使用的石頭為白色輕石，直經範圍約為2·4英吋。 這些石頭係在進行測試之前，浸泡於化學溶液中2小時。 石洗/视色_次亂酉复根成分 處理方式 溶液 比例 水溫 (Τ) 時間 (分鐘) 化學藥劑量 化學藥劑 成分 註解 石洗/ 次氯酸根 10:1 140 90 10%溶液， 5.25% C1(石 頭浸泡） 次氯酸鈉 3:1石頭比纖維 脫水/潤洗 10:1 170 10 潤洗 中和 10:1 170 20 0.5克/升 二硫化鈉 脫水/潤洗 冷满洗 熱潤洗 烘乾 滾筒烘乾 低 12 1294939 玖、發明說明
石洗/视色—過猛酸根成分 處理方式 溶液 比例 水溫 (°F) 時間 (分鐘) 化學藥劑量 化學 藥劑 成分 註解 石洗/ 過錳酸鉀 10:1 140 90 5%(石頭浸泡） 過锰 酸奸 3:1石頭比纖維 脫水/潤洗 10:1 170 10 潤洗 中和 10:1 170 20 0.5克/升 —石荒 化納 脫水/潤洗 冷潤洗 熱滷洗 烘乾 灰筒烘乾 低 測試結果： 為了測試石洗對於人造彈性纖維的影響，含有人造纖 5 維的彈性丁寧布係與含有AFFINITY纖維之彈性丁寧布進 行試驗。雖然此兩種纖維無法直接比較（纖維結構有些微 不同），然而此數據顯示含有人造纖維的丁寧布有明顯耗 損現象，而含有AFFINITY纖維之丁寧布則維持原狀。 試驗步驟 AFFINITY丁寧布 人造纖身 ► 丁寧布 長度 寬度 長度 寬度 經石洗，次氯酸根漂 白後，纖維足寸改變 量(AATCC 135) -2.2% -1.6% 4.9% -10.2% 經石洗，過錳酸根處 理後，後纖維尺寸改 變量(AATCC 135) -2.6% -1.7% -5.1% -10.5% 拉伸與恢復比較 (ASTMD6614) 拉伸 增長 拉伸 增長 初始 7.0% 2.9% 17.3% 4.5% 經一次石洗，次氯酸 根漂白 7.3% 3.5% 28.3% 8.0% 經一次石洗，過錳酸 根處理 7.5% 3.5% 29.9% 10.1%
含有AFFINITY纖維之丁寧布在拉伸特性上並無顯著 13 1294939 玖、發明說明 改變。而商業上可購得之含有人造纖維的丁寧布在經過次 氯酸根與過錳酸根洗後，在拉伸特性與尺寸穩定度上則有 被破壞的現象。 範例2脫色試劑 5 以1克/升二硫化鈉溶液（脫色步驟），於100°C/212°F下 進行化學還原反應1小時： 脫色步驟係為一以化學方式移除纖維上的顏色，以重 新染色之步驟。本試驗係使用常用的脫色試劑二硫化鈉。 由於已有文獻報導彈性纖維對於脫色試劑具有敏感性，染 10 色者較喜歡使用能忍受脫色試劑的纖維。 纖維說明： 纖維係由 Dow AFFINITY EG 8200(MI 5克/10分鐘，密 度為0.870克/cc)組成，其直徑為70丹尼爾，並經電子束（32 mrad)交聯化。 15 Dupont Lycra，其直徑為70丹尼爾。
Dupont Lycra—抗次氯酸根（CR)，其直徑為70丹尼爾。 纖維試驗數攄 AFFINITY Lycra Lycra-CR 經處理後之最 終長度(％) 276.68 334.94 297.26 與剛處理時差 異％ -16% -23% -28% 經處理後之斷 裂負荷(g) 32.35 49.21 47.37 與剛處理時差 異％ 53 -43 -33 14 1294939 玖、發明說明 範例3 :游泳池的水 100 ppm次氯酸鈉（含氯漂白水），於50°C/120°F下， 24小時： 此加速反應顯示次氯酸根會漂白並破壞紡織品中的纖 5 維，且是纖維在游泳池水中會被破壞的主因。在耐用性試 驗中發現其氯離子的量大約等於會使抗氯Lycra®泳衣在每 週穿三次，五個月後耗損之接觸量。 纖維說明： 纖維係由 Dow AFFINITY EG 8200(MI 5克/10分鐘，密 10 度為0.870克/cc)組成，其直徑為70丹尼爾，並經電子束（32 mrad)交聯化。
Dupont Lycra，其直徑為70丹尼爾。
Dupont Lycra--抗次氣酸根(CR)，其直徑為70丹尼爾。 15 纖維試驗數據 AFFINITY Lycra Lycra-CR 經處理後之最 終長度(％) 250.23 125.83 206.50 與剛處理時差 異％ -24% -71% -50% 經處理後之斷 裂負荷(g) 38.46 2.12 15.19 與剛處理時差 異％ -44% -98% -79% 範例4 :穿戴試驗 纖維說明： 纖維係由 Dow AFFINITY EG 8200(MI 5克/10分鐘，密 15 1294939 玖、發明說明 度為0.870克/cc)組成，其直徑為70丹尼爾，並經電子束（32 mrad)交聯化。 具有财龍與一般Lycra彈性纖維兩股結合針織結構之 Speedo泳衣，顯示了完全不連續的彈性纖維成分。另購買 5 一種新的具有抗氯Lycra彈性纖維的Speedo泳衣，以及含 有使用緯線縫合聚酯類（88%重）/Dow AFFINITY纖維（約 12%重）織物之泳衣。 在五個月的穿戴試驗後，抗氯泳衣出現了局部耗損現 象。掃描式電子顯微鏡（SEM)影像（圖2與3)顯示此種耗損 10 僅牽涉彈性纖維部分，其嚴重耗損，而耐龍纖維未受影響。 相對於抗氯彈性纖維，同樣含於泳衣内之經交聯之 AFFINITY彈性紡紗，經四個月穿戴試驗後，並無耗損現 象（第4圖與第5圖）。AFFINITY泳衣並無明顯鬆垂現象，且 該泳衣各項功能皆正常，除了聚酯紡線接觸到氧化鋅防曬 15 油、防曬乳液或油時，容易弄髒之外。 在完成穿戴試驗後，affinity泳衣係以滾筒低轉數 洗衣機清洗。該泳衣外觀上乾淨許多，因為穿戴期間所累 積的污潰和泥沙被移除。清洗之後，該泳衣仍然很合身， 並無過度鬆垂或縮水現象。 20 範例5 :洗滌 含有AFFINITY交聯纖維之織物拉伸特性： 3 X 1 LHT(左旋斜紋）；100%耐龍T-66捲，84%棉/ 16% Dow AFFINITY EG 8200(MI 5 克/10分鐘，密度為 0.870克/cc)，其直徑為70丹尼爾，並經電子束（22.4 mrad) 16 1294939 玖、發明說明 交聯化之纖維填充。 洗條方法 條件 纖維拉伸，％键 (ASTM-D-661 良布方向 4-00) 1次 25次 50次 MWH TDH SIM 由AATCC試驗方法135 •機器熱洗(正常循環，12分鐘） ，140°F •滾筒高轉數乾洗，160°F •蒸氣熨中溫，300°F 66.6 70.2 73.0 MWH TDH SIM 加氣(CLORX®) 由AATCC試驗方法135 •機器熱洗(正常循環，12分鐘） ，140°F •滾筒高轉數乾洗，160°F •蒸氣熨中溫，300°F 65.0 70.1 74.6 MWH TDH SIM 加氯（CLORX 2®) 由AATCC試驗方法135 •機器熱洗（正常循環，12分鐘） ，140°F •滾筒高轉數乾洗，160°F •蒸氣熨中溫，300°F 64.1 66.4 71.0 上表數據顯示該纖維歷經最少1至50次循環變化。 5 雖然本發明已經由上述實施例作詳細說明，其他不脫 離本發明精神的變化或修飾亦落於本發明範疇中。一切權 利皆以下列申請專利範圍中所述為準。所有引述之美國專 利或申請案皆附於參考資料中。 【圖式簡單說明3 10 第1圖為四種具高分子量的丁尼布，其包含由 AFFINITY乙烯/1-辛烯共聚物組成之纖維。每一樣本皆經 過不同的石洗過程，第一個樣本（頂端）經由葡萄酒洗 (vintage wash);第二個樣本經由古董洗（antique wash);第 17 1294939 玖、發明說明 三個經由破壞洗（destructive wash);第四個（或底部）經由 漂移洗（bleach-out wash)。每一樣本的拉伸特性，在清洗 過程後與清洗前完全一樣。第一個樣本的頂端深藍色補丁 處的顏色為石洗前的顏色。 5 第2圖為Speedo泳衣在五個月穿戴試驗後的掃描式電 子顯微鏡（SEM)影像。該泳衣具有抗氯Lycratm纖維之編織 物變形接合結構。
第3圖為第2圖泳衣的掃描式電子顯微鏡（SEM)影像， 加強放大顯示環狀結構。 10 第4圖為Speedo泳衣在四個月穿戴試驗後的掃描式電 子顯微鏡（SEM)下的影像。該泳衣為一與由AFFINITY乙 烯/1-辛烯共聚物纖維組成之平針織物相逢合之織物。 第5圖為第4圖泳衣的掃描式電子顯微鏡（SEM)影像， 加強放大顯示環狀結構。 15 【圖式之主要元件代表符號表】 無
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Claims (1)

  1. 96.11.20 今05258號專利申諳案申請專利範囲修正本 拾、申請專利範圍 1. 一種含有交聯烯烴彈性纖維之耐用性彈性織物，其中 該織物已經受到處理，該處理係選自於由下列方法所 組成之群組： a) 於溫度至少140T下，曝露於重量百分比1〇%之 5 次氣酸鈉溶液中至少90分鐘； b) 於溫度至少丨仙卞下，曝露於重量百分比5%之 過鐘酸鹽溶液中至少9〇分鐘； c) 於溫度至少約65°C下，經工業洗滌5〇次； d) 以過氣乙烯乾洗20次； 10 e)絲光作用； 其中該織物經處理後之增長量少於2〇%。 2. 如申請專利範圍第旧之織物，其中該增長量小於1〇%。 3. 如申請專利範圍第㈣之織物，其中該織物已經受到兩 種或多種的處理。 15 4·如申請專利範圍第1項之織物，其中該織物經石洗 (stone washed) ° 5.如申請專利範圍第W之織物，其中該織物為編織 (woven)或縫合(knitted)織物。 6· —種織物物件，其係由如申請專利範圍第丨項之織物所 20 製造。 、 7· —種衣服，其係由如申請專利範圍第丨項之織物所製造。 8·如申請專利範圍第7項之衣服，其中該衣服為泳衣。 9· 一種由含有交聯烯烴彈性纖維之經處理的彈性織物所 製造的衣服，其中該處理係選自於由下列方法所組成 19 1294939 is、申請專利範圍 之群組： ^ a)於溫度至少140°F下，曝露於重量百分比10%之 次氯酸鈉溶液中至少9〇分鐘； b)於溫度至少140下下，曝露於重量百分比5%之 5 過鐘酸鹽溶液中至少90分鐘； 0於溫度至少約65X：下，經工業洗滌5〇次； d) 以過氣乙烯乾洗20次； e) 絲光作用；且 其中該衣服之增長量不多於約2〇0/。。 10 10·如申請專利範圍第9項之衣服，其中對於該纖維之處理 係於製作該織物之前。 士申吻專利範圍第9項之衣服，其中對於該織物之處理 係於製作該衣服之前。 12·如申请專利範圍第9項之衣服，其中該處理係施於該經 15 編織的衣服。 13·如申請專利範圍第9項之衣服，其中該處理包括該群組 中兩種或多種之方法。 14.如申請專利範圍第9項之衣服，其中該衣服為泳衣。 20
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