CN1195624C - 起绒织物及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有至少一个由缠结的纤维构成的液力起绒表面的织物。因为纤维缠结是由完整且没有受到损伤的纤维形成的,所以织物强度没有受到处理的负面影响。另外,洗烫提高了属于该织物特性的缠结和美观性质:表面结构(手感),抗起球性,抗起皱性等。这些主观特性已经采用Kawabata评估***的数值进行了量化。本发明还公开了一种用于形成这种织物的工艺。所述织物通过一个或两个处理区域,在这些处理区域中在该织物从支承部件离开的时候高压液体(如水)被喷射在该织物表面上。在具有两个处理区域的情况中,在第二处理区域中采用大体上更低的压力。
Description
本发明的技术领域
本发明大体上涉及已被起绒以产生出原来没有的物理以及美学特性的织物。更详细地说,在一个优选实施方案中,本发明涉及特定结构的机织织物,该织物根据这里的教导已被液力起绒。这种织物具有非常理想的特性,例如相对高的强度,格外柔软且舒适的手感,以及其它使得这种织物特别另人满意地适于在各种用途中使用的性质,包括用作餐桌用布的织物,其额外重要的优点在于,这些特性在多次洗涤之后仍然保持并且在某些情况下还能够显著提高。
本发明的背景技术
纺织工业一直在寻找用于提高纺织织物的实用性或合意性的实用方法。特别想寻找被研制用于产品用途的织物和处理方法,这些产品用途共有一套物理或美观要求。通过采用有创造性的织物结构以及织物处理技术,从而就能够研制出特别适用于特定产品用途的织物。
例如,众所周知在餐桌用布(桌布、头巾等)和相关的厨房或餐馆用途(围裙等)中采用了由棉或亚麻布制成的织物-手感、吸水性、悬垂性以及其它特性的结合使得这些天然纤维织物成为传统织物的选择。然而,最近由合成纤维制成的织物由于它们的耐久性、尺寸稳定性(耐缩水能力)以及耐色纬档能力(由于反复洗烫而产生的染色和褪色)从而已经在市场中发展很快。但是这些新型织物在几个很重要的特性上没有明显的优越性,例如手感、悬垂性、耐起球和擦毛性以及吸水性(水分输送)。虽然这些织物可以做得比较柔软并且手感相对令人满意,但是通常需要必要的普通处理包括机械起绒或磨砂处理,这些处理会切断或损伤纤维,从而降低了织物纱线的结构完整性,并最终降低了该织物的整体强度和耐久性。另外,这些处理会降低吸水性并增加擦毛和起球的可能性。人们长期在寻找能够在没有这些附加的缺点的情况下赋予优良的悬垂性和一种柔软且持久的感觉给含有合成纤维的织物的织物结构或者染整方法。
在已经试图用来实现这个结果的现有技术的织物处理技术的其中之一是采用加压水流或其它液流。例如受让给Willbands的美国专利US.5,080,952,其公开的内容在这里引用作为参考,该专利披露了一种用于聚酯或聚酯/棉机织织物的方法,通过该方法采用液力起绒工艺绒毛首先从经纱中产生,并且少量的从纬纱中产生,在该液力起绒工艺中高速不连续的水流在织物被支承在一个实心辊或其它合适的支承部件上的时候被喷射在所述织物上。
与传统采用钢丝或研磨剂来从表面纱线中产生绒毛或绒头的钢丝起绒或磨砂工艺相比,该方法以及现有技术的其它液力起绒工艺的优点如下:(1)构成织物的单独纱线没有被切断或者受到损伤,而是主要是被重新排列(缠结)并且从织物的平面中延伸出来;(2)因为没有纱线损伤,所以织物的强度没有被明显削弱;(3)所产生的绒毛在面对着辊子的织物侧面上的高度和密度会是均匀的;(4)因为不必进行剪切操作,这对于普通起绒的织物来说是必须的,所以织物重量(每单位面积)就保持不变并且其它特性例如密满度(即相对浅的不透明性)以及吸水性与需要剪切步骤的织物相比能够被提高;以及(5)受到限制的绒毛产生出现在织物的对侧(面对着水流的侧面)上,虽然和出现在面对着辊子的侧面上出现的不一样,从而即使水流只是冲击一个侧面,也可以同时对织物的两个侧面产生起绒效果。
人们已经发现,尽管存在这些优于普通起绒工艺的优点,但是现有技术的起绒工艺会以这样的方式影响该织物,该工艺难于预测,从而导致不均匀的处理以及其它处理缺点。
当如在这里所描述的特定的液力起绒工艺与也如在这里所描述的特定设计的织物结合使用的时候,其结果会产生这样一种织物,该织物显示出许多令人满意的特性,包括高强度,高耐洗性,色牢度,具有优良的主观“感觉”的柔软而又柔韧的手感,优良的芯吸性以及高耐起球和擦毛性。具有这种独特的特性结合的液力起绒织物被认为可能在许多纺织市场领域中十分令人满意,包括但不局限于,户内以及户外衣服,室内穿戴用品(包括帘布以及帏帐,床上和餐桌用布,室内装饰织物以及毛巾布)以及它们的商业旅馆的相似用途。在商业旅馆方面中的一个特定用途是商业餐桌用布的用途,本发明的织物被发现非常适用于该用途。然而,因为本发明的织物在多个重要的织物特性参数方面所显示出的高度优越性,所以可以想到其它市场领域也能够从本发明的织物中获得益处,即使上面所列出的一个或多个特定优点在那些市场中不是很重要。
附图说明
在下面包括附图在内的本发明的详细说明书中将对本发明的上述优点以及其它优点进行进一步的描述,其中:
图1为用于实施本发明的装置的侧面示意图,其中在织物纤维网的单侧上通过一排液体喷嘴对连续的织物纤维网进行处理;
图2为用于实施本发明的装置的侧面示意图,其中在织物纤维网的两个侧面上通过一排液体喷嘴对连续的织物纤维网进行处理;
图3为在图1和图2中所示的压力管汇装置的透视图;
图4为图3的装置的剖视图,显示出穿过该管汇的高速流体的路径,以及被作用物在它穿过从图3的管汇装置中喷射出来的液流时的路径;
图5A和5B为在按照在这里所教导的进行处理之前的含有100%合成纤维的本发明织物表面的扫描电子显微相片(正常取向-即垂直于织物平面,分别为27×和50×);
图6A和6B为在按照在这里所教导的进行处理并且经过一次洗涤之后的图5A和5B的织物表面的扫描电子显微相片(正常取向,分别为27×和50×);
图6Y和6Z为在经过75次洗涤之后的图6A和6B的经过处理的织物表面的扫描电子显微照片(正常取向,分别为28×和50×);
图7A和7B为代表现有技术的一个实施方案的经过一次洗涤之后的第一比较织物的表面的扫描电子显微相片(正常取向,分别为28×和50×);
图7Y和7Z为在75次洗涤之后图7A和7B的织物的表面的扫描电子显微照片(正常取向,分别为28×和50×);
图8A和8B为代表现有技术的另一个实施方案的经过一次洗涤之后的第二比较织物的表面的扫描电子显微相片(正常取向,分别为28×和50×);
图8Y和8Z为在经过75次洗涤之后图8A和8B的织物表面的扫描电子显微照片(正常取向,分别为28×和50×);
图9A和9B为在按照在这里所教导的进行液力起绒之前的含有合成纤维和天然纤维的本发明织物的表面的扫描电子显微相片(正常取向,分别为27×和50×);
图9C和9D为在按照在这里所教导的进行处理并且经过1次单一洗涤之后图9A和9B的织物的表面的扫描电子显微照片(正常取向,分别为27×和50×);
图10A到10C的曲线图表示了图5到8的织物表面的“同现”统计分析的结果,从而量化了在多次洗烫之前和之后的绒毛度(对于有序纤维的相对紊乱比率)。
详细说明
在下面的详细说明中,下面的术语将具有所表示的含义。术语“合成纤维”指的是一种人造纤维,包括但并不局限于聚酯、尼龙、人造丝以及醋酯纤维。术语“纤维环”指的是一段单根纤维,该纤维与其相应的纱线分离但是在两端处与其相应的纱线连接。术语“纤维缠结”指的是单根纤维环的无序排列,位于该织物表面的上方,它们与纤维束相关并且与之相连,但是与纤维束分离。纤维纠缠指的是这样一种排列,其中纤维环是非直线状的并且成不规则形状,但是不一定缠绕、联锁或打上松散的结。纤维缠结主要由纤维环构成,但是可以包括纤维的自由端。术语“缠结密满度”指的是与一个给定表面纱线相关的纤维缠结的程度从下面的织物表面看是看不清楚的。对于应用在织物上的术语“有绒毛的”或“起绒的”指的是从一个或多个表面纱线上使纤维起绒以便形成许多在织物表面上方延伸的缠结并且形成缠结密满。术语“表面纱线”指的是从一个基本正常的透视图(即垂直于织物表面的平面)来看由形成该织物的一部分可观察表面的织物构成的纱线段。术语“表面下纱线”指的是不是表面纱线的纱线段(即除非该织物翻转过来或者剖开看,否则下表面纱线是看不到的)。采用这些定义,在机织织物中的一个给定的经纱或纬纱被认为是由表面纱线段以及(纱线落入可观察到的纱线表面里面或下面)表面下纱线段邻接交替所构成的。术语“可观察到的表面纤维”指的是那些构成表面纱线的纤维,它们在从一个基本垂直的透视图(即垂直于织物平面)中看时是容易被观察到的。面对着液流阵列的织物侧应该被称作织物的阵列侧面;离支承表面最近的侧面应该被称为织物的支承侧面。
现来看那些附图,图1大体上显示出一种能够被用来生产出本发明的织物的装置,其中移动的织物纤维网只是在一个单侧上被处理。所要求的工作液体源10,所述工作液体在下面应该被假定是水但是根据情况的需要或要求也可以是其它合适的液体,它通过管道12与高压泵16相连。推荐采用合适的过滤装置14以把颗粒和其它不想要的物质从水中去掉。加压水通过管道12从泵16中被引导进固定的管汇装置50,这将在下面进行更详细地说明,在该管汇装置中水被形成多条不连续的平行水流,这些水流被喷射到所要处理的移动的织物纤维网30的表面上。织物纤维网30沿着一条路径移动,该路径把它带到紧挨着管汇装置50的水流产生侧的区域中并且借助于辊子20与一个合适的支承部件接触,例如光滑的钢辊22。在所述管道以及支承部件之间平行水流穿过的区域应该被称作处理区域。
在所述处理区域中,但是紧接着在被从管汇装置50出来的水流接触之前,织物纤维网离开辊子22,从而在织物纤维网受到来自管汇装置50的水流冲击的时候在支承辊22的表面和织物纤维网30之间形成一个小的间隔。更详细地说,织物纤维网30的路径正好在通过单个水流进行处理之前将它举起离开钢辊22的表面。在图1和2中所描述的优选实施方案中,织物纤维网30的“引头”路径描述了一条基本上笔直的线,该直线是从在紧接着水流冲击点的上游的一个位置处的织物纤维网30与支承辊22接触的接触点到织物纤维网30在管汇装置50前面被引导的水流冲击点的下游位置,虽然在操作期间在水流冲击点处会出现一些变形。
织物纤维网30和钢支承辊22之间的这个间隔的意义在于:它被用来帮助来自织物纤维网30和支承辊22的表面之间的处理区域内的区域的水的有效消除,所述区域应该被称作辊子冲击区域。支承辊22优选被做成沿着和织物纤维网在处理区域中运动的方向相同的方向转动,并且整个管汇/辊子装置优选这样取向以便让重力能够帮助来自辊子冲击区域的水的消除。该区域有两个重要的功能:它提供一种装置,通过该装置能够缓解水的聚集,还提供一种在受到单独水流冲击的位置处支承织物纤维网的坚固的装置。通过提供这两个表面上看来是矛盾的功能,从而能够在织物纤维网处理中实现高度均匀性。应该理解的是,虽然已经描述了要采用钢辊作为支承部件,但是也可以按照要求采用一个光滑的固定板或其它装置。
还有以前经常发现让单股水流成一个稍微不垂直的角度是有利的,例如在与支承辊表面成大约1°和10°之间的角度,并且沿着一个大体上向下的方向(例如沿着支承辊和移动织物纤维网之间的间隔变大的方向)。换句话说,如在图1中可以看出,包含从管汇装置50中流出的并排的单股水流的平面最好不包含支承辊22的转动轴线。水流的这种稍微向下倾斜被认为能进一步减小织物纤维网和辊子之间水的聚集程度,并且还有助于把从辊子冲击区域出来的废水的去除。如果该水在处理区域聚集的话,所述聚集的水会妨碍冲击水流和织物表面之间正确的相互作用。
在采用单个处理区域和相对高的水流压力的地方,所述角度优选在大约2°和大约8°之间,尤其优选在大约4°和6°之间。如果采用了一个第二处理区域的话,如在下面详细描述的一样,那么在第一处理区域中的水流不必倾斜同样的程度-可以采用大约在1°和5°之间的角度-因为第二处理区域的更低的水压导致水流量降低,因此就减少了水的聚集。
图2显示出图1中的装置,该装置已经被用来在一条单通道中处理织物纤维网的移动纤维网的两个侧面。在图中,对应于图1中的部件具有相同识别号或标号,并且所用的字母“A”和“B”是用来区分用来处理织物纤维网的一侧(“A”侧)的装置的那个部分和用来处理该纤维网相反侧(“B”侧)的相应部分。侧面B的水源10供应水以通过合适的过滤装置14A,14B将高压泵16A,16B分开。织物纤维网30通过如图所示的各种普通辊子装置移动进高压水喷射管道50A,50B前面的操作位置中。支承部件22A,22B最好是具有一个光滑硬性表面的钢质或由其他合适材料制成的辊子。如上所述,水冲击点与织物纤维网与支承辊表面相切,即辊子不再接触织物纤维网,但是更是用作一个地点,从该地点织物纤维网30在该纤维网被引导穿过喷水管汇50A、50B的水喷射流的时候被保持在适度的张力中。
图3为在图1和图2的结构中所采用的管汇装置50的剖面图,该图显示出这样一种装置,通过该装置可以形成一排高压水流并且该排水流被喷射到织物的移动纤维网上。来自管汇供水管道52的内部的高压水穿过多条通道60被引导到蓄水坑道66,该蓄水坑道由被机加工进腔室装置58和管汇装置56的并排的蓄水腔室64和65形成(参见图4)。切进带槽的腔室装置58的啮合表面中的是一系列平行的槽或凹槽68,这些凹槽在腔室装置58通过压力螺栓70与供应管汇装置56啮合的时候形成一排平行的喷孔69,每个喷孔具有大致矩形的断面,一排平行的高压水流可以从这些喷孔中喷到移动的织物纤维网30上。
图4显示出蓄水坑道66以及相关的结构以及它们与移动的织物纤维网30的关系。如那些箭头所示,工作液体穿过坑道装置56流进由蓄水腔室64和65形成的蓄水坑道66(图3)中,所述蓄水坑道用作一个用于喷孔69的局部的配水管汇。如从图中可以看出,织物纤维网在张力的作用下从支承辊22(图1和图2)被引导到供应坑道装置56的下面向前的部分上以便把织物纤维网设置成与辊子22表面相切并且稍微与辊子表面22分离。这就使得水能够穿过该织物纤维网,而不会在辊子冲击区域中有明显的水聚集,并且这被认为能够提高该织物纤维网的支承侧面(例如对着辊子的侧面)上的绒毛表面的形成。
为了处理织物纤维网的单个侧面,泵16以一个足够的压力把水输送到管汇装置50以便产生出许多股(可能有几百或更多)成一排布置的不连续的水流,每股水流都具有一个大约从0.010英寸×0.015英寸(0.254×0.38mm)到0.020英寸×0.025英寸(0.51×0.64mm)的矩形断面,并且相邻水流之间的间隔大约在0.025英寸到0.050英寸(0.64×1.27mm)的范围内。该管道的排出压力取决于所要被处理的织物纤维网以及所要求的效果。可以考虑采用在大约200p.s.i.g.到大约3000p.s.i.g.(1.38-20.7MPa)的范围内的压力,最经常采用的压力在大约500p.s.i.g.到大约2000p.s.i.g.(3.45-13.8MPa)的范围内,而在大约1000p.s.i.g.到大约1600p.s.i.g.(6.89-11.0MPa)的范围内的压力对于在这里所披露的这种类型的许多种织物而言是有利的。辊子表面和管道之间的距离可以在大约0.030英寸到大约0.250英寸(0.76×6.35mm)的范围内,这取决于织物的特性和所要求的效果。通常辊子到管汇的距离优选大约为0.100英寸到大约0.200英寸(2.54×5.08mm)。该织物纤维网以一个大约在每分钟10码(9.14米)到每分钟80码(73.2米)之间的速度穿过管汇装置50,速度优选为在每分钟25码(22.9米)到每分钟40码(36.6米)之间,但是对于特定的纤维网和所要求的效果来说可以优选采用在这些范围之外的速度。
在要求在织物纤维网的两个侧面上进行处理的情况中-已经发现了一种技术以在织物纤维网的两个侧面上产生出数量大致相等的相当均匀的纤维缠结层-该纤维网应该穿过一个第二处理区域,其中加压水流在该织物纤维网的对侧处如上所述一样被喷射出。然而与该第二处理区域相应的管道排出压力最好低于与第一处理区域对应的压力。更详细地说,已经发现第二处理区域的管道压力大约是第一处理区域的管道压力的0.2倍到0.8倍是有效的,优选在大约为0.3倍到0.7倍之间,最好在大约为0.4倍到0.6倍之间。虽然这些比值在第一处理区域中的水压为极端的情况下可以稍微改变,但是已经发现在第二处理区域的管道压力在这些比值之外的情况下,绒毛表面的上下侧面的均匀性会明显降低。理论上是在第一处理区域中产生出的纤维缠结部分会被在分配给第二处理区域内的织物纤维网,并且相对少的额外的纤维缠结会在第二处理区域内产生。因此,太低的第二处理区域压力会把不够的纤维分配给相反的侧面,而太高的第二处理区域压力会分配太多的纤维给相反的侧面。
图5到图9的各种显微照片显示出各种织物纤维网的表面并且用图说明了本发明的效果和优点。如在表1中可以总结出,图5A,5B显示出本发明上述织物的一个没有经过处理的部分。该织物接着如在实施例1以及附图6A,6B中所述的一样进行处理以及冲洗。图7A,7B以及8A,8B分别显示出第一和第二织物,它们代表了经过如在实施例2和3中所述的一次冲洗循环的当前可能的比较绒毛织物。图6Y,6Z、图7Y,7Z以及图8Y,8Z分别显示出这些经过75次冲洗循环的相同织物,如在下面相应的实施例5到7中所述的一样。图9A到9D显示出根据在这里所教导的方法处理一种混合织物的结果。
实施例1
下面的实施例说明了优质绒毛织物是怎样采用织物构成技术和高压水处理的组合生产出来的。该特殊织物是100%的聚酯并且是由短纤维经纱和长纤维纬纱制成的。该织物被构成为一种平纹组织并且在坯布状态下每英寸具有55条经纱并且每英寸具有44条纬纱。经纱纱是一种捻度系数为3.6的自由端纺纱12/1(即一种12单头英制棉纱支数的纱线),并且长纤维纬纱为2/150/34(即2股150旦尼尔的纱线,每股含有34根长纤维)并且是一种天然低收缩纬纱。没有尺寸的原始织物的单位面积重量大约为每平方码5.65盎司(160.2克)。在水处理之前的织物显示在图5A和5B中。
上述织物要经过下面的处理。该织物的一个侧面要经过大约1400p.s.i.g.(9.6MPa)(管汇排出压力)的高压水的处理。该水从一系列线性喷嘴中喷出,这些喷嘴形状为矩形(0.015英寸宽(纬纱方向)×0.010英寸高(经纱方向)(0.38×0.254mm))并且沿着处理区域彼此等距离间隔。沿着管汇的宽度具有40个喷嘴。织物在一个光滑的不锈钢辊子上方运动,该辊子位于离那些喷嘴0.110英寸的位置处。这些喷嘴与垂直方向成大约5度向下喷射,并且那些水流在织物流开辊子表面的时候与织物通道相交。第一处理区域内的织物中的张力被设定为大约35磅(15.9千克)。
在第二处理区域中,织物的对侧被高压水进行处理,该高压水从与上述相似的一系列喷嘴中喷出。在该区域中,水压大约为700p.s.i.g.(4.8MPa),喷嘴和处理辊子之间的间隙为0.160英寸(4.1mm),并且这些喷嘴与垂直方向成大约3度向下喷射。和前面一样,水流在织物离开辊子表面的时候与织物通道相交。处理区域之间的织物张力为设定为大约60磅(27.2千克),并且织物排出张力被设定为大约60磅(27.2千克)。最好要保持这些特定的张力水平,但是不必太严格以便获得一个令人满意的结果。
把该织物烘干,然后经过各种化学精整。在张布架中将它拉伸成所要求的宽度,并且成品重量大约为每平方码6.25盎司(177.2克)。已经发现具有成品重量大约在每平方码5盎司和每平方码9盎司之间,优选大约在每平方码6盎司(170克)和每平方码8盎司(226.8克)之间,最优选大约在每平方码6盎司(170克)和每平方码7盎司(198克)之间的织物尤其适用于餐桌用布的用途。
然后该织物按照以下程序经过一次单一的标准工业冲洗:
将该织物装入由Pellorin Milner Corp.,of Kenner,LA制造的工业洗涤机(脱水机Model 30015)。该设备被证实没有毛刺和尖锐的边缘,而且具有正确运行的水位,温度控制,以及化学药品输送***。
所建议的洗涤程式&提供用于Milliken起绒的化学药品
循环 | 水位 | 温度 | 时间(分钟) | 化学药品/100磅 |
冲洗 | 高 | 120 | 3 | |
中断 | 低 | 160 | 12 | 24盎司碱30盎司表面活性剂 |
继续 | 低 | 160 | 6 | |
漂洗 | 高 | 145 | 2 | |
漂洗 | 高 | 130 | 2 | |
漂洗 | 高 | 115 | 2 | |
酸化 | 低 | 90-100 | 8 | 2盎司酸 |
脱水 | 5 |
脱水时间应该足以让织物不用转鼓式干燥器就能够被烫平。从洗烫装置中将该织物拿走并将该织物加压(采用型号AE气体边缘压力机,由New York Pressing Machinaery Co.of New York,NY制造)一个20秒的整个压力循环时间,该压力循环包括5秒蒸汽,10秒烘干(在380下)以及5秒真空。
由U.N.X.和Greenville,NC的联合公司提供下面的冲洗化学药品:
碱-Super Flo Kon NP
表面活性剂-Flo SOL
酸-Flo NEW
其结果如在图6A和6B中所示并且如在表中所述。(只显示出织物的一个侧面;织物的两个侧面在纤维缠结等方面基本上相同)。该织物表面显示出许多纤维缠结,每个缠结由基本上完整的且没有受到损坏的纤维构成,这些单独的纤维显示出没有裂口,筘痕,原纤状结构或者其它表面不规则性或缺损。缠结密满在某些情况中足够密集以致于使得下面的纤维束从视觉上看相当模糊。
实施例2
第一比较织物为100%聚酯并且具有短纤维经纱和短纤维纬纱。该织物被构成为一种平纹组织并且在成品状态中具有每英寸63根经纱以及每英寸47根经纱。经纱是一种由型号为T510聚酯纤维(每纤维1.2但尼尔×1.5英寸(38.1mm)长)制成的气流纺纱151,纬纱是一种由型号为T510聚酯(每纤维1.2但尼尔×1.5英寸(38.1mm)长)制成的气流纺纱151。成品织物重量为每平方码5.8盎司(165.3克)。
该织物按照实施例的洗涤程序经过一次单一的标准工业洗涤。结果如图7A和7B所示并且如表1中所述。
实施例3
第二比较织物为100%聚酯并且具有短纤维经纱和短纤维纬纱。该织物被构成为一种平纹组织并且在成品状态中具有每英寸67根经纱以及每英寸44根经纱。经纱是一种由型号为T510聚酯纤维(每纤维1.2但尼尔×1.5英寸(38.1mm)长)制成的气流纺纱11/1,纬纱是一种由型号为T510聚酯(每纤维1.2但尼尔×1.5英寸(38.1mm)长)制成的气流纺纱12/1。成品织物重量为每平方码7.2盎司(204.1克)。
该织物按照实施例的洗涤程序经过一次单一的标准工业洗涤。结果如图8A和8B所示并且如表1中所述。
虽然上述实施例只是对专门由合成纤维构成的织物进行了描述,但是要考虑到的是由合成和天然纤维的混纺物构成的所要处理的织物应该被包含为本发明的一部分。以下特定的非限定性的实施例涉及在混合机织织物的经纱中采用聚酯和棉的混合物,还涉及一种混纺的或完全是合成的经纱。
实施例4
混纺的织物由聚酯和棉的65/35混纺物构成,并具有短纤维经纱和短纤维纬纱。该织物被构成为一种平纹组织并且在成品状态中具有每英寸102根经纱以及每英寸53根经纱。经纱是一种捻度系数为3.69的气流纺纱26/1,65/35聚酯/棉的混纺物。纬纱是一种捻度系数为3.69的环锭纺纱25/1。成品织物重量为每平方码4.25盎司(120.5克)。图9A和9B显示出在如上所述的液力起绒步骤之前的织物表面。
该织物如在实施例1中所述的一样被液力起绒,除了在第一处理区域内的水压为1200p.s.i.g.(8.3MPa),在第一区域中的管道和支承辊之间的间距为0.120英寸(3.0mm),织物纤维网的速度为30码每分钟,并且水喷射的相对角度为0°。
结果如在图9C和9D中所示的一样并且如在表1中所述。如从这些图表中可以看出,大量纤维缠结在好象在横向上分布很好的表面纱线的上方形成,并且所观察到的纤维缠结不容易与经纱或纬纱有联系。
在这里所述的液力起绒作用被认为是最有效的,但是当目标织物含有具有显著特性的人造短纤维的纱线不是这样的。所述起绒毛作用在那些纱线以一种方式被保持在目标织物结构中的时候也是最有效的,从而使得单独水流中的能量可以转移而不会损坏或完全去除掉人造短纤维段,从而形成许多由无序的但没有受到损坏的人造短纤维段构成的纤维缠结,这些人造短纤维段在两个端部处仍然保持连接在它们相应的纱线或纤维束上。通常,这已经被发现最可能出现在机织织物中,其中人造短纤维包含在经纱中,或者包含在经纱和纬纱两个中。
本发明的一个重要特征和优点在于在反复洗涤之后所形成的起绒表面具有相对高的耐久性。这被认为是由于以下原因造成的:最初产生处的纤维缠结数量以及纤维在纤维缠结中紊乱的程度以及机械洗涤作用在织物上的效果。这个特征的组合被认为形成了一种坚固的绒毛结构,该结构不仅能够成功地抵抗住反复洗烫的严格考验,并且能够通过这样的烫洗而在性能上得到改善-分配均匀程度(即侧面密满度)以及所观察到的纤维缠结的紊乱程度,这两个特性与紧接着在液力起绒操作之后的起绒表面相比较而言都好象由于反复烫洗的原因而大幅度提高了。
对于测量这个特性的程度以及评估这个优点的大小的方法来说,如在图6A,6B中可以看出的本发明的试验织物以及图7A,7B以及8A,8B的商业上能买到的比较起绒织物每个都经过了75次标准洗烫,然后通过显微照相技术进行观察。这个对比试验的细节和结果是下面实施例5到7的主题。
实施例5
实施例1和在图6A和6B中所示的织物连续被洗涤(如在实施例1中所述)75次。该织物的表面与如在图6Y和6Z中可以看出的一样,并且如在表1中所描述的一样。
实施例6
实施例2和在图7A和7B中所示的织物连续被洗涤(如在实施例1中所述)75次。该织物的表面与如在图7Y和7Z中可以看出的一样,并且如在表1中所描述的一样。
实施例7
实施例3和在图8A和8B中所示的织物连续被洗涤(如在实施例1中所述)75次。该织物的表面与如在图8Y和8Z中可以看出的一样,并且如在表1中所描述的一样。
应该指出的是,对于棉含量高的试验织物所做的试验由于棉纤维降解的缘故通常进行不了75次洗涤。
下面的表格根据上述的显微照片总结出一些主要的观察结果以及评论。
表1(显微照片总结)
图号 | 显微照片的主题 | 说明 | 评论 |
5A,5B | 没有处理的试验织物;正常(垂直)视图 | 短纤维聚酯经纱被基本上限制在纬纱束;长纤维纱线为整齐的束 | 在纱线束外面没有纤维缠结 |
6A,6B | 处理过的试验织物(1次洗涤);正常视图 | 许多局部的纤维缠结;清楚的挡纵横交错地排列图案表示经纱的主要缠绕 | 处理已经把显著量的人造短纤维从经纱束中部分地移开 |
6Y,6Z | 处理过的试验织物(75次洗涤);正常视图 | 大幅度增加了纤维缠结的数量,从而消除了纵横交错地排列效果 | 多次洗涤提高了处理 |
7A,7B | 第一比较织物(1次洗涤);正常视图 | 很少的缠结;没有明显的纵横交错地排列效果 | 与经过处理的试验织物相比纤维缠结相当孤立 |
7Y,7Z | 第一比较织物(75次洗涤);正常视图 | 纱线束好象更整齐;看得见的缠结纤维好象比1次洗涤后的更局部化 | 多次洗涤使得纤维缠结紧密或者去掉了纤维缠结 |
8A,8B | 第二比较织物(1次洗涤);正常视图 | 受到限制的纤维缠结;没有明显的纵横交错地排列 | 比试验织物(图6A,6B)缠结更少 |
8Y,8Z | 第二比较织物(75次洗涤);正常视图 | 缠结稍微比在一次洗涤之后的少;没有纵横交错地排列 | 纤维缠结有些紧密 |
9A,9B | 在液力起绒之前的处理过的混纺织物;正常视图 | 名义上出现显微缠结和没有连接的显微端部 | 单独的纤维缠结稀少 |
9C,9D | 液力起绒之后的处理过的混纺织物 | 广泛出现纤维缠结,很好地分布在横向上;缠结不容易与特定的表面经纱或表面纬纱相联系 | 处理把显著量的人造短纤维从表面纱线束中部分移开 |
在努力量化本发明一些特性和优点的过程中,采用图5A,6A,6Y,7A,7Y,8A,8Y的扫描电子显微镜图象进行一种通常被称为“同现”分析的统计技术。这些统计结果来源于“同现矩阵”。该矩阵有时被称作同现矩阵或二次矩形图(Jain 1989)。采用该方法的优点是能够用单一的数字对织物组织或起绒程度进行客观量化。
在参考(参见下文)中被称作“能量”的统计数据和起绒程度之间具有良好的相互关系。“能量”是用于分析织物组织的一个通常的统计数据,并且其数值在织物组织的均匀度改变的时候改变。它是基本同现矩阵数值的平方的一个未加权的平均值,并且因此对于任何特定的用途不会产生偏差。为了方便起见,该统计数据在图10A到10C中应该被称作“起绒指数”。
在这里所述的由纤维缠结而形成的绒毛掩盖了织物的整齐的机织结构,从而基本上使图象随机化。这就导致统计数据的减少,从而反映出绒毛程度的增加。统计数据的符号可以随意改变,这样起绒程度的增加导致起绒指数数值的增加。
从四个SEM图象计算出对于每个样品的统计数据,这些图象是通过把相应的图5A,6A,7A和8A每个都分割成象限,并且把每个作为一个单独的图象进行处理。这些重复的计算结果提供一种统计变量的测量方法。该变量被用作一个统计信用的估计值。90%的可信度(两个标准偏差)被用作每个样品的四个测量数值的变化范围。这两个比较样品不包括控制样品(没处理的织物),并且虽然所有样品都是平纹组织,但是这些机织结构并不与试验织物的控制样品相配。因此,就不可能在各种产品中做出有意义的统计对比。
这些测量的结果以图表的形式显示在图10A到10C中。这些结果完全与从显微照片的肉眼观察中做出的主观评价一致,并且被认为能支持几个结论。试验织物显示出在一次洗涤之后具有显著的绒毛。该绒毛的程度在75次洗涤之后相当大地增加,并具有高度的统计可信度。这个效果从涉及第一和第二比较织物的结果中完全看不出来。第一比较织物显示出在75次洗涤之后起绒的程度大幅度降低,并且具有一个高统计可信度。第二比较织物最多显示出在75次洗涤之后起绒程度在统计上没有显著增加。对于该技术的一个更彻底的描述而言,可以参见以下参考资料中的一本或多本:(1)RoberM.Haralick,K,Shanmugam,Its’hak Dinstein,“用于图象分类的织物组织的特征”IEEE Trans.Syst.,Man,Cybernn.,Vol.SMC-3,No.6(1973),610-621;(2)Rober M.Haralick,“织物组织的统计和结构方法Statistical”Proc.IEEE,Vol.67,No.5(1979),786-804;(3)Steven W.Zucker,Demetri Terzopoulos,“发现在同现中的结构”;(4)“用于织物组织分析的”,Comput.Graph.Image Processing,Vol.12(1980),286-308;(5)Anil K.Jain,“数字图象处理的基本原理”Prentice Hall(1989),394-400。
为了对本发明的美观优点进一步量化,采用Kawabata评估***(“Kawabata***”)做出选择测量数值。该Kawabata***是由日本京都大学聚合物化学的教授Dr.Sueo Kawabata限制出来作为一种科学方法,用来以一种客观的并且可再现的方式来测量织物的“手感”。该方法是通过测量出基本机械性能来实现的,这些机械性能曾经和与手感(例如光滑度,丰满度,刚度,柔软度,柔韧性以及挺爽性)相关的美学特性有联系,采用一套四个相当专业的测量装置,这些是专门被研制用于和Kawabata***配套适用。这些装置如下所示:
Kawabata拉伸和剪切测试仪(KES FB1)
Kawabata纯弯曲测试仪(KES FB2)
Kawabata压缩测试仪(KES FB3)
Kawabata表面测试仪(KES FB4)
KES FB1到3是由Kato Iron Works Co.,Ltd.,Div ofInstrumentation,Kyoto,Japan制造的。KES FB4(Kawabata表面测试仪)是由Kato Tekko Co.,Ltd.,Div of Instrumentation,Kyoto,Japan制造的。在这里所公布的结果只需要采用KES FB2到4。
与美学特性相关的机械性能可以被归成5个基本类别以用于Kawabata分析:弯曲特性,表面特性(摩擦和粗糙度),压缩特性,剪切特性以及拉伸性能。这些类别中的每一个都由一组能够单独被测量出的相关特性构成。对于在这里所描述的测试而言,只使用与表面,压缩以及弯曲特性相关的参数,如下表2所示。
表2-Kawabata参数和装置
Kawabata测试组 | Kawabata特性和定义 | 特性单位 |
弯曲 | 2HB=以0.5cm-1的每单位长度的Hysteresis力矩 | Gms(力)cm/cm |
表面 | MIU=摩擦系数 | 没有单位 |
压缩 | LC=直线度(压缩变形的容易性;类似于压缩模量)DEN50=基于在50gf/cm2的厚度以g/cm3表示的密度COMP=基于厚度差除以低压力厚度的百分比可压缩性 | 没有单位Gms(力)/cm3百分比 |
该完整的Kawabata评估***被安装并且在全世界几个地方能够用于织物评估,包括美国中的下列大学:
北卡罗来纳州立大学
纺织大学
Dep’t.Textile Engineering Chemistry and Science
Centennial Campus
Raleigh,NC
Georgia Institute of Technology
School of Textile and Fiber Engineering
Atlanta,GA
The Philadelphia College of Textiles and Science
School of Textiles and Materials Science
Schoolhouse Lane and Henry Avenue
Philadelphia,PA 19144
世界上其它地方包括纺织技术中心(Sainte-Hyacinthe,QC,Canda);瑞士纤维和聚合物研究所(Mlndal,Sweden);以及曼彻斯特科技学院(曼彻斯特,英国)。
安装在Milliken Research Corporation,Spartanburg,Sc的织物组织测试试验室处的Kawabata评估***被用作一种用来对在这里公开的本发明的一些特性进行量化的装置,并且与第一和第二比较织物以及代表在餐桌用布的用途中通常所用的织物的棉织物进行对比。
在所有情况下,Kawabata测试是在一次工业洗涤之后完成的。对下列织物进行测试:
第一和第二对比织物: 如分别在实施例2和3中所描述的
100%棉织物: 一种在商业上能买到的该织物具有74根经纱
和58根纬纱,并且重量为5.5盎司每平方码
试验织物1-3: 的100%聚酯短纤维经纱起绒织物,重量在6.0
和7.0之间并且具有各种结构
试验织物4和5: 在按照在这里所教导的进行液力起绒之后实
施例1织物的两个例子
Kawabata压缩试验过程
从织物纤维网上切下一个8英寸×8英寸的样品进行测试。要小心避免折叠,起皱,受力或其它能使该样品变形的操作。用来切割该样品的模具在织物中与纱线成一直线以提高测量的精确度。对每种类型的织物的多个样品进行测试以提高数据的准确性。
按照Kawabata使用手册中的说明来设置试验设备。在使用之前要让Kawabata压缩测试仪(KES FB3)预热至少15分钟。间隔按照使用手册中的说明来设定。把每个样品放在该压缩测试仪中,并且降下活塞。数据被自动记录在XY绘图仪上。抽取出LC,DEN50和COMP的数值并且取平均值。结果如在表3中所示。
Kawabata表面试验过程
从织物纤维网上切下一个8英寸×8英寸的样品进行测试。要小心避免折叠,起皱,受力或其它能使该样品变形的操作。用来切割该样品的模具在织物中与纱线成一直线以提高测量的精确度。对每种类型的织物的多个样品进行测试以提高数据的准确性。
按照Kawabata使用手册中的说明来设置试验设备。在使用之前要让Kawabata压缩测试仪(KES FB4)预热至少15分钟。选择测试这些样品所用的正确重量。把每个样品放在该压缩测试仪中固定不动。测试每个样品的摩擦,并且数据被打印出来并且被画在XY绘图仪上。从打印出的数据中确定出MIU值并取平均值。结果如在表3中所示。
Kawabata弯曲试验过程
从织物纤维网上切下一个8英寸×8英寸的样品进行测试。要小心避免折叠,起皱,受力或其它能使该样品变形的操作。用来切割该样品的模具在织物中与纱线成一直线以提高测量的精确度。对每种类型的织物的多个样品进行测试以提高数据的准确性。
按照Kawabata使用手册中的说明来设置试验设备。在使用之前要让该机器预热至少15分钟。在使用手册中所示校准放大器的灵敏度并且调零。把样品安装在Kawabata纯弯曲测试仪(KES FB2)中以使该布料显示出一些抵抗但是不会太紧。沿着经纱和纬纱两个方向测试该织物,并且数据被自动地记录在KY绘图仪上。从图中抽取出每个样品的2HB值并取平均值。结果如在表3中所示。
下面给出的表格总结出Kawabata测试的选择结果:
表3-Kawabata结果
内容 | LC(压缩) | DEN50(压缩) | COMP(压缩) | MIU(摩擦) | 2HB(弯曲) |
第一比较织物 | 0.316 | 0.473 | 36.63 | 0.178 | 0.160 |
第二比较织物 | 0.251 | 0.498 | 40.20 | 0.179 | 0.229 |
100%棉 | 0.304 | 0.400 | 42029 | 0.181 | 0.147 |
试验织物(样品1) | 0.359 | 0.394 | 37049 | 0.185 | 0.190 |
试验织物(样品2) | 0.375 | 0.443 | 34.88 | 0.204 | 0.178 |
试验织物(样品3) | 0.387 | 0.407 | 33.10 | 0.200 | 0.171 |
试验织物(样品4) | 0.425 | 0.375 | 46.27 | 0.226 | 0.106 |
试验织物(样品5) | 0.437 | 0.370 | 45.21 | 0.219 | 0.094 |
如可以从表3的结果中可以看出,本发明的5个试验织物,尤其是那些被指示为“样品4”和“样品5”被指出在几个美学上的重要方面上比其它所列出的织物要好。更详细地说,已经确定出本发明的织物的独特性的特征在于按照下列的单独的Kawabata参数数值:LC的数值大于0.31,优选大于0.375,更优选大于0.390,最优选大于0.410;DEN50的数值小于0.400,优选小于0.390,最优选小于0.380;MIU的数值大于0.195,优选大于0.200,最优选大于0.215;COMP的数值大于42.5,优选大于44.0,最优选大于45.0;最后,2HB的数值小于0.200,优选小于0.140,更优选小于0.130,最优选大于0.120。应该理解的是,因为对于本发明的织物的一些特性而言会相互排斥,所以本发明的织物不能总是用任何单个的Kawabata测量值表征,而是用两个或更多的Kawabata测量值来表征。
虽然已经以前面的示例性实施方案和非限定性实施例对本发明的原理进行了描述,但是对于那些本领域的普通技术人员应该理解的是,在不脱离这些原理的情况下可以在布置和细节上对本发明进行改进,并且所有这些落入在下面权利要求的精神和范围内的的改动都将在下面受到保护。
Claims (10)
1.一种用于形成起绒织物的工艺,其中所述织物经过一个处理区域,在该处理区域中许多股高压液流被喷射到所述织物上,所述工艺包括以下步骤:(a)当所述织物进入所述处理区域的时候使所述织物压在具有一个支承表面的支承部件上,(b)在所述织物通过所述处理区域的时候使所述织物离开所述支承表面,以及(c)在所述织物正在离开所述处理区域并且正在离开所述支承表面的时候使所述许多股单独的液流喷射在所述织物上,从而在所述织物上形成一个起绒表面,所述表面靠近所述支承表面。
2.一种用于在机织织物的第一和第二侧面上形成起绒表面的工艺,所述织物由含有人造短纤维的纱线构成,所述工艺包括以下步骤:使所述织物沿着一条路径移动,在该路径中所述织物穿过一个第一处理区域,在该第一处理区域中许多单独的高压液流被喷射到所述织物的所述第一侧面上,从而所述液流调整所述人造短纤维以在所述织物的所述第二侧面上形成一个由纤维缠结构成的起绒表面,然后使所述织物沿着所述路径移动,在该路径中所述织物穿过一个第二处理区域,在该第二处理区域中许多单独的高压液流被喷射到所述织物的所述第二侧面上,从而所述液流把所述织物的所述第二侧面的所述纤维缠结部分重新分布到所述织物的所述第一侧面上,其中在所述第二处理区域中在所述第二侧面处喷射的所述液流的压力基本上小于在所述第一处理区域中在所述第一侧面处喷射的所述液流的压力,并且其中,在每个处理区内,所述织物在压靠在一支承表面的位置,并且在所述织物正在离开所述处理区域并且正在离开所述支承表面的时候,液流喷射到所述织物上。
3.如权利要求2所述的工艺,其中在所述第二处理区域中的所述液流的压力比在所述第一处理区域中的所述液流喷射的压力小这样一个系数,该系数大约大于0.2并且小于0.8。
4.如权利要求2所述的工艺,其中在所述第二处理区域中的所述液流的压力比在所述第一处理区域中的所述液流喷射的压力小这样一个系数,该系数大约大于0.4并且小于0.6。
5.如权利要求2所述的工艺,其中由所述纤维缠结形成的所述起绒表面在所述第一侧面和所述第二侧面上是大致均匀的。
6.一种由权利要求1或2所述的工艺生产的具有一个由许多纤维缠结构成的液力起绒表面的织物,所述纤维缠结是由基本上完整的并且没有受到损伤的纤维构成,所述织物的Kawabata***的MIU值大于0.20。
7.一种由权利要求1或2所述的工艺生产的具有一个由许多纤维缠结构成的液力起绒表面的织物,所述纤维缠结是由基本上完整的并且没有受到损伤的纤维构成,所述织物的Kawabata***的LC值大于0.375并且MIU值大于0.195。
8.一种由权利要求1或2所述的工艺生产的具有一个由许多纤维缠结构成的液力起绒表面的织物,所述纤维缠结是由基本上完整的并且没有受到损伤的纤维构成,所述织物的Kawabata***的DEN50值小于0.40并且MIU值大于0.195。
9.一种由权利要求1或2所述的工艺生产的具有一个由许多纤维缠结构成的液力起绒表面的织物,所述纤维缠结是由基本上完整的并且没有受到损伤的纤维构成,所述织物的Kawabata***的2HB值小于0.130并且MIU值大于0.195。
10.一种由权利要求1或2所述的工艺生产的具有一个由许多纤维缠结构成的液力起绒表面的织物,所述纤维缠结是由基本上完整的并且没有受到损伤的纤维构成,所述织物的Kawabata***的2HB值小于0.130并且COMP值大于42.5。
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PB01 | Publication | ||
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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