[发明专利]包芯纱及其生产方法

说明书

本申请是1992年6月11日申请的申请号为07/896,819的共同待审专利申请的部分继续。

发明领域

本发明一般地涉及纱线及其生产方法，更具体地，涉及包括复丝和定长短纤维的包芯纱及其生产方法。

发明背景

纺丝的基本概念历史悠久。将定长短纤维纺成有用的线和纱改善它们的总强度至有限的程度，使最终的纱能被纺成有改变程度的厚度、强度等。

随着合成纺织纤维的出现，为生产比由定长短纤维纺的丝强度更大、耐用性更好且不收缩的连续长丝提供了更大的可能性。因此，有可能生产服装、家居装饰和工业用针织和机织织物。可通过在超过纺成连续长丝态的聚酯纤维的热处理温度下使用纱控制这些织物的收缩。由聚酯纱制造的产品有极好的强度性能、尺寸稳定性和耐水洗、干洗和曝光的色牢度。在六十年代末至七十年代使用100％聚酯针织和机织织物变得极普遍。近来，还将连续长丝聚酯纤维切成定长短纤维，短纤维可纺成100％聚酯的人造丝或与棉或其它天然纤维混纺。然而，100％聚酯和聚酯混纺纱及由这些纱制成的织物有发光和合成的外观，在低湿度条件下滑腻并易产生静电，在高湿度条件下趋于变热和粘滞。此外，聚酯纤维因抗拉强度高，以短纤维形式易起球，以连续长丝形式易结块(picking)。

由于机械和间歇混合的聚酯和棉都趋于起球、结块、收缩而穿着不舒适，所以传统的混纺棉和合成纤维的方法尚未取得完全的成功。近年来消费者使用聚酯和聚酯混纺织物的已减少，而采用有良好外观且舒适的100％棉织物。在服装业更是如此。然而，使用100％棉纱和织物也有其缺点。主要是由100％天然棉制成织物易收缩和褶皱。控制用于外穿服装的棉收缩的最通用的方法是用甲醛制树脂涂敷棉织物。然而，甲醛被认为是危险化学品，因此加工期间操作是有危险的，而且由于甲醛是公知的致癌物，其在与人体接触的任何织物上也被认为是有危险的。此外，甲醛基树脂用于控制棉或棉混纺织物的收缩时，降低织物的耐磨性和强度性能，因而使它们更易使织物出洞和褶皱变形。

用预洗控制收缩，因就耗能而论是不经济的而且使衣服有穿过的外观，所以也不令人满意。机械压实也已用于控制棉织物的收缩。然而，此方法因加工损耗高所以成本高，而且由于压实的衣服易回到它们压实前的尺寸，所以不是永久性的解决办法。由于这些原因，用树脂处理棉是目前优选的控制棉织物收缩的方法。然而，由于大多数树脂含有甲醛，所以用树脂处理的织物在制造工艺和消费者使用期间都是不安全的。

因此，需要生产既有棉纤维和合成纤维的有益性质同时又消除了它们各自的不利性质的纱。包芯纱本身已生产多年。纺织均质包芯纱的公知方法是环锭纺丝，其有几个优点。例如，环锭纺丝产生有高质量的强力纱，且每锭的资金投资低。可惜环锭纺丝是相对较慢的方法，每分钟仅能生产约10至25米的纱，这显著地增加了最终产品的成本。而且，由于还没有其它已知的方法能生产环纺纱的强度或感觉，所以当对其强度和感觉的要求证明有理由使用高成本时仍使用此方法。

近年来为生产有环纺纱质量的包芯纱已开发出其它纺丝机械和方法。这些方法中包括自由端纺丝、真空纺丝和喷气纺丝法，它们的生产能力超过环锭纺丝法的10至25倍。此方法之一公开在Arai等的US4,069,656中。Arai描述了通过将一束短纤维与细的复丝一起加入加捻装置而以高速生产纱的方法。以足够低的张力和比纤维快的速度加入长丝纱，从而细纱缠绕在短纤维周围。按照推测，此不加捻的纤维束结构能为纱提供良好的感觉。

然而，此专利中的纱的交替加捻使之不可能用作缝纫线，作缝纫线需要抗撕裂性和高度均匀性。此外，按Arai所公开的方法由长丝制成的线有光滑的外表面，使之易从缝口中拉出。迄今高质量的物品一直主要使用环纺的定长短纤维作为线，但如上所述，这显著地增加了成本。

创造高品质包芯纱的另一尝试公开在Stahlecker的US4,866,924中。首先由假加捻纺丝预增强的拉伸丝条形成纤维组分。然后用传统的纺丝方法，将长丝纱与所述纤维组分一起缠绕在筒管上用于后续纺丝。根据该专利，当对包芯纱有高要求时，如要求环纺的定长短纤维时，必须将纱重绕并将其清除从而可消除缺陷如厚或薄点。显然，纱再缠绕使成本提高，其它缺陷使此纱作为可行的经济有效的环纺纱的替代物是不可接受的。