专利名称：圆型针织弹力织物及其制作方法
技术领域：
本发明涉及包括斯潘德克斯和硬纱的圆型针织弹力织物的一种制作方法，没有作为该方法的一部分地对织物进行干热定形。本发明特别涉及弹性织物的一种制作工艺，该工艺在染色前或染色中使用湿定形步骤而制成伸长率良好、收缩率良好、重量为100-400g/m2的弹性织物。
背景技术：
人们使用圆型单面平针针织织物制作内衣和薄型服装如T恤。与织造结构比较，压缩或伸长构成针织织物的各针织线缝(含有互连线圈)时针织织物更容易变形或伸长。线缝重新排列而伸长的这一能力使得用针织织物制成的服装的穿着舒适性提高。即使针织织物由100％的硬纱如棉花、聚酯、尼龙、丙烯酸树脂或羊毛等构成，外力撤销时针织线缝也会在一定程度上恢复原有尺寸。但是，由于非弹性的硬纱不具有重新排列针织线缝的恢复力，因此由针织线缝重新排列一般不可能完全恢复原有尺寸。因此，单面针织织物在服装伸长量大的部位如衣袖肘部会发生永久性变形或“拱胀”。
为提高圆型单面针织织物的恢复性能，当前通常的做法是把少量斯潘德克斯纤维与相伴的硬纱针织在一起。如不用热定形对斯潘德克斯进行定形，针织好的织物脱离圆型针织机后，织物中的伸长的斯潘德克斯会回缩而压缩织物组织。使得织物的尺寸较之不使用斯潘德克斯时减小。
并非所有种类的纬编弹性针织织物都使用热定形。在某些情况下，比方说在双面针织物/罗纹和运动衫平针织物中，需要粗针织物。在这些情况下，斯潘德克斯造成组织一定程度的压缩是可接受的。在某些情况下，无包覆斯潘德克斯纤维以芯纺或锭子包覆工艺覆盖有天然或合成纤维，使得斯潘德克斯的恢复力和线缝压缩受该包覆约束。在另一些情况下，只每隔2或3线圈横列才编织无包覆或有包覆斯潘德克斯，从而减小压缩针织线缝的总恢复力。在无缝针织中，形成直接使用的管状针织物，在专用针织机上针织的同时织物不热定形，因为要生产的是密集、弹性的织物。但是，对于用于裁剪和缝纫圆型弹性平针针织物来说，此时每线圈横列编织无包覆斯潘德克斯，因此几乎总是需要热定形。热定形有若干缺点。热定形对于整理含有斯潘德克斯的弹性织物的比非弹性的织物(刚性织物)是多出的成本。此外，斯潘德克斯热定形高温对敏感的相配合硬纱有不利影响，例如棉花发黄，从而需要其后的整理操作如漂白。侵蚀性的漂白会使织物的手感变差，从而通常要求制造商使用织物柔软剂抵消漂白造成的后果。此外，热敏感硬纱如由聚丙烯腈、羊毛和醋酸盐制成的硬纱无法使用在斯潘德克斯高温定形步骤中，因为热定形高温对这类热敏感纱有不利影响。
人们早已认识到热定形的这些缺点，因此人们提出了在稍低温度下进行热定形的斯潘德克斯成分(美国专利No.5,948,875和No.6,472,494B2)。例如，美国专利No.6,472,494B2中的斯潘德克斯的热定形效率在约175-190℃下大于或等于85％。85％的热定形效率值是有效热定形的最低值。它由实验室测试比较伸长的斯潘德克斯在热定形前后的长度与斯潘德克斯伸长前的长度，得出。尽管这类较低热定形斯潘德克斯成分是一种改进，但仍需要进行热定形，热定形所需成本并未大大降低。
圆型针织织物的制作和热定形的通常做法还有其它缺点。从圆型针织机输出的针织织物呈连续管子形式。当针织而成管子时，它或是在张力下卷绕到一心轴上或是打辫或松折而作为平管收集在针织机下方。不管何种情况，织物管在折叠或压平处出现两永久性折痕。尽管织物管沿折痕之一切开，但织物在其后使用和裁剪时通常必须避开另一折痕，从而织物利用率(或可制成服装的针织织物量)减少。
该方面的新近进展包括美国专利6,776,014，该专利说明了适合制作T恤的圆型针织织物的制作。在该专利中，圆型弹性针织织物为使用低牵伸的针织物，从而无须热定形即可获得稳定的织物。但是，必须在极低的斯潘德克斯纱的张力下针织该专利的织物才能获得稳定的织物。
本发明概述本发明提供其中有添纱了纺成的和/或连续长丝硬纱的无包覆弹性体材料的圆型单面弹性平针针织物，其中，无须对织物中的弹性体材料进行干热定形即能制成具有商业上可接受特性的圆型单面弹性平针针织物，因为(1)针织过程中可减小弹性体纤维的牵伸；(2)可保持某些期望的单面针织物参数；以及(3)该圆型单面弹性平针针织物在温度和压力条件下可与一连续相水溶液接触足以对无包覆弹性体材料进行定形的一段时间。
本发明的第一方面包括圆型单面弹性平针针织物的一种制作方法，该织物中无包覆弹性体材料如15-156dtex、例如17-78dtex的无包覆斯潘德克斯纱可添纱有纱线支数(Nm)为10-165、例如44-68的至少一种纺成的和/或连续长丝纱的硬纱或其混纺纱。弹性体材料与硬纱可编织成针织物如圆型、平针、经平、罗纹和绒头织物。该针织方法生成的圆型单面弹性平针针织物的布面覆盖系数可为1.1-1.9。针织时，可控制在弹性体材料给料上的牵伸，使得针织成圆型单面弹性平针针织物时弹性体材料的牵伸不大于约7X、一般不大于5X、例如不大于2.5X其原来长度。
该方法还包括一稳定步骤，该稳定步骤包括在一温度下对该圆型织物进行湿热定形处理，其历时足以使得圆型单面弹性平针针织物中的弹性体材料发生变化而“定形”。例如，该稳定步骤可包括在一喷气烘燥机中把圆型单面弹性平针针织物湿定形到约105℃-145℃的温度，历时约15-90分钟。该稳定步骤改变斯潘德克斯的纤度而减小织物装载和卸载能力和织物单位重量。由于该稳定步骤，可无须对圆型单面弹性平针针织物进行干热定形步骤，例如在相对湿度小于约50％的空气中、高于约160℃温度下在张力下在一拉幅机上加热该圆型单面弹性平针针织物。
然后，可在低于斯潘德克斯的该热定形温度下对该圆型单面弹性平针针织物进行染色、整理和/或干燥而无需干热定形该圆型单面弹性平针针织物或其中的斯潘德克斯。整理可包括一个或多个步骤、例如洗涤、漂白、染色、干燥、起绒、刷绒和热压预缩以及这些步骤的任何组合。一般来说，在低于160℃的一个或多个温度下进行整理和干燥。圆型单面弹性平针针织物在经向上处于超喂状态的同时进行干燥或压缩。
所得圆型单面弹性平针针织物的弹性体材料含量占每平方米织物总重的重量百分比为约3.5％-14％、例如约5％-14％。此外，圆型单面弹性平针针织物的布面覆盖系数为约1.1-1.9、例如约1.29-1.4。
本发明的第二和第三方面为按本发明方法制作的圆型单面弹性平针针织物和用这类织物制成的服装。本发明方法制成的圆型单面弹性平针针织物可用合成长丝、天然纤维的短纤维纺成纱与合成纤维或纱混纺的天然纤维、棉花的短纤维纺纱，与合成纤维或纱混纺的棉花、聚丙烯短纤维纺纱、与聚丙烯、聚乙烯或聚酯纤维或纱混纺的聚乙烯或聚酯及其组合制成，其单位重量可为约100-400g/m2、例如约140-240g/m2。该圆型单面弹性平针针织物在长度(经纱)方向上的伸长率为约45％-175％、例如60％-175％，洗涤和晾干后在长度和宽度上的收缩率都为约15％或以下、一般为约14％或以下、例如为约7％或以下。该圆型单面弹性平针针织物的处理温度不高于约160℃(例如如对斯潘德克斯的微分扫描量热法或分子量分析所示)。该圆型单面弹性平针针织物呈管子形(如从圆型针织工艺输出的那样)或呈平针织物形式。织物管可切开展平。该圆型单面弹性平针针织物的卷曲值一般为约1.0或以下、例如约0.5或以下正面卷曲。用该圆型单面弹性平针针织物制成的服装可包括游泳衣、内衣、T恤、棉织布(top or bottom weight)服装如成衣、运动衫或户外运动衫。
本发明包括其中有至少一种弹性体材料的一种圆型单面弹性平针针织物，其中，该至少一种弹性体材料可牵伸不大于约7X、一般不大于5X、例如不大于2.5X其原来长度，在染色前或染色中可对该圆型单面弹性平针针织物进行湿定形步骤。
本发明还包括其中有至少一种弹性体材料的一种圆型单面弹性平针针织物的制作方法，其中，该方法涉及牵伸该至少一种弹性体材料不大于约7X、一般不大于5X、例如不大于2.5X的其原来长度，该方法包括湿定形步骤而可不包括干热定形步骤。本发明织物的无包覆斯潘德克斯的熔合接触点可小于约50％、一般小于约30％、例如小于约10％。
本发明包括其中有至少一种弹性体材料的一种圆型单面弹性平针针织物，其中，该圆型单面弹性平针针织物可制成管状，其收缩率小于约15％、一般小于约14％、例如小于约7％。该针织物管的侧面上没有折痕，可把该圆型弹性针织物裁剪、缝纫成服装。
本发明还包括一种由热敏感硬纱和至少一种弹性体材料构成的圆型单面弹性平针针织物。
从以下结合附图的详细说明和权利要求中可清楚看出本发明的其它特征和优点。
附图简要说明
图1示出由硬纱和斯潘德克斯编织而成的针织线缝；图2为把斯潘德克斯和硬纱作为给料的圆型针织机的局部示意图；图3示出一连串单面平针针织线缝，突显出一长度为“L”的组织；图3A把图3突显的一组织拉直，以示出其长度“L”；图4为制作圆型单面弹性平针针织物的工艺流程图，该针织物每一线圈横列编织无包覆斯潘德克斯；图5为按美国专利6776014所述制作圆型单面弹性平针针织物的工艺流程图，该针织物每一线圈横列编织无包覆斯潘德克斯；以及图6为本发明制作圆型单面弹性平针针织物的工艺流程图，该针织物每一线圈横列编织无包覆斯潘德克斯。
详细说明本说明书中使用下述术语描述纺织技术的方方面面。“牵伸”指斯潘德克斯的拉伸量。纤维的牵伸与纤维受到的伸长直接有关(例如100％的伸长相当于2X牵伸，200％的伸长相当于3X牵伸等等)。“斯潘德克斯”指由包括至少85％的嵌段聚氨酯的长链合成聚合物制成的纤维。聚氨酯可用聚醚多元醇、二异氰酸盐的混合物和链增长剂制备，然后熔纺、干纺或湿纺成斯潘德克斯纤维，但不限于聚氨酯尿素纤维。“经向”指织物长度方向，“纬向”指织物宽度方向。“硬纱”指弹性伸长量不大的针织纱如棉纺纱或尼龙合成纤维。术语“分子量分析”和“微分扫描量热法”指确定斯潘德克斯样本受到的最高温度的方法。“分子量分析”指一种分析弹性体材料的分子量后将之与弹性体材料的热过程关联的方法。“微分扫描量热法”指样本加热、冷却或温度保持不变时吸收或释放的能量(热量)的测量。
对于圆型针织机中的平针针织物构造来说，斯潘德克斯的共针织工艺称为“添纱”。使用添纱，硬纱与无包覆斯潘德克斯平行、并排针织在一起，斯潘德克斯纱总是位于硬纱的一侧，从而在针织物的一侧上。图1为编织而成的针织线缝10的示意图，其中，针织纱包括斯潘德克斯12和多长丝硬纱14。当斯潘德克斯覆盖硬纱从而形成针织物时，额外工艺成本超过增加的斯潘德克斯纤维成本。例如，制作弹性平针针织物时在整理步骤通常需要对织物进行拉伸和热定形。
术语“圆型针织”指织针排列成一圆形织床的一种纬织。一般地，一针筒旋转而与一凸轮相互作用，使得织针来回作针织运动。要针织的纱线从卷装传送到一把纱线束引导到织针的导纱板。圆型针织物从织针经针筒中央以管状形式输出。图4示出制作圆型弹性针织物的一公知工艺步骤。尽管该工艺随针织物结构和织物最终使用情况的不同而不同，但图4所示步骤代表了使用硬纺纱如棉花的弹性平针针织物的制作。该织物首先为在高斯潘德克斯牵伸和给料张力下的圆型针织物42。例如，对用每线圈横列编织无包覆斯潘德克斯制成的单面平针针织物来说，典型的给料张力对22dtex斯潘德克斯来说为2-4cN、对33dtex斯潘德克斯来说为3-5cN、对44dtex斯潘德克斯来说为4-6cN。织物针织成管状后在针织机下方或是收集成一转动心轴上的压平管子的卷或是在来回松折后收集在一箱中。
在平幅整理中，织物管切开44后展平。然后松弛46打开的织物，为此用汽蒸或浸水后浸轧。然后把松弛的织物放到拉幅机上在一炉子中加热(以变热成型46)。拉幅机用销钉销住织物边缘后在长度和宽度方向上拉长织物，使织物恢复所需尺寸和单位重量。如织物是湿的，首先干燥织物，然后在其后湿处理步骤前完成热定形。因此，热定形在行业中常常称为“预定形”。在炉子出口，展平的织物从拉伸器上取下后粗缝48回管状。然后对管状织物进行洗涤湿处理50后可比方说用软喷流设备进行漂白/染色，然后比方说用挤水辊或在离心机中脱水52。然后拆除缝线再次把织物打开展平54。然后在拉幅机炉子中在超喂(与张紧相反)条件下干燥仍是湿的展平的织物，使得织物在长度(机器)方向不受张力同时在低于热定形温度下干燥56。织物在宽度方向上稍稍张紧以拉平任何可能存在的皱褶。就在干燥操作56前可实施柔软剂之类织物整理。在某些情况下，织物可在用带状运输机或拉幅机炉子首次干燥后实施织物整理，使得同等干燥的各纤维均匀吸收该整理剂。这一额外步骤涉及用一整理剂重新弄湿干燥的织物，然后在拉幅机炉子中再次干燥织物。在拉幅机或其它干燥装置中热定形干燥的织物是对伸长状态的斯潘德克斯进行“定形”。这又称为改变纤度，此时把高纤度的斯潘德克斯牵伸成低纤度，然后加热到足够高温度，历时足够时间，从而把斯潘德克斯稳定在低纤度上。热定形因此意味着，斯潘德克斯永久改变，使得伸长的斯潘德克斯中的恢复张力多数得到消除，斯潘德克斯稳定在一新的低纤度下。斯潘德克斯的热定形温度一般为约175-200℃。对于图4所示工艺40来说，热定形46通常在约190℃温度下历时约45秒或以上。
针织物中组织的压缩有三个与弹性针织物特性直接有关、从而通常使得织物不适合于其后裁剪和缝纫的主要效果。
首先，线缝压缩使得尺寸减小以及织物单位重量(g/m2)增加超过用来加工服装的单面平针针织物所需范围。因此，圆型弹性针织物的现有整理工艺包括一在足够高温度下历时足够长时间的织物拉伸和加热步骤，使得针织物中的斯潘德克斯纱“定形”在所需拉伸尺寸上。热定形后，斯潘德克斯纱或是不回缩或是只从其热定形尺寸下稍稍回缩。因此，热定形斯潘德克斯纱不从热定形尺寸大大收缩针织线缝。拉伸和热定形参数选择成生成变化范围较小的所需织物单位重量和伸长率。对典型的棉弹性平针针织物来说，所需伸长率至少为60％，单位重量为约100-400g/m2。其次，线缝压缩得越厉害，织物以百分比计的伸长率越大，从而大大超过最低标准和实际需要。覆盖有弹性纱的针织物与无弹性纱的织物比较，通常覆盖有弹性纱的针织物比无弹性纱的织物短50％(更压缩)。覆盖有弹性纱的织物的长度能从该压缩状态伸长150％或以上，这一过度伸长一般不利于平针针织物的裁剪和缝纫。该长度在织物的经向上。长度上伸长率大的织物更容易裁剪得歪歪扭扭，洗后收缩可能更厉害。同样，线缝在宽度方向上也受斯潘德克斯的压缩，从而织物宽度也减小约50％，大大超过刚性(非弹性)织物通常的15-20％针织物宽度减小(as-knit width reduction)。
第三，经整理的织物中的压缩的线缝在斯潘德克斯恢复力与硬纱对线缝压缩的阻力之间取得平衡。织物的洗涤和干燥会减小硬纱的该阻力，其部分原因也许是由于织物的搅拌。因此，洗涤和干燥使得斯潘德克斯的恢复力进一步压缩针织线缝，从而造成织物收缩率超过可接受大小。针织物的热定形用来松弛斯潘德克斯而减小斯潘德克斯的恢复力。因此热定形操作提高了织物的稳定性，减小了织物反复洗涤后的收缩量。本发明可提供无需定形的包括斯潘德克斯和硬纱的圆型弹性针织物的制作工艺。所得织物的性能比现有织物优良，其织物单位重量可为约100-400g/m2，织物收缩率减小，织物伸长率合格。此外，对最终重量为100-400g/m2的织物进行湿定形时织物卷曲提高。关于圆型针织，图2示出一有一连串织针22的圆型针织机的一给料位置20，织针在装有织针的转动针筒(未示出)下方的一凸轮的作用下如箭头24所示作往复运动。在圆型针织机中，有大量布置成一圆的给料位置，从而随着转动针筒上的织针转过这些位置传送各针织位置。
对针织物的覆盖操作来说，斯潘德克斯纱12和硬纱14用一导纱板26传到织针22。导纱板26把两纱同时引导到针织位置。斯潘德克斯纱12和硬纱14引导到织针22形成图1所示那样的单面平针组织10。
硬纱14从一纱线卷装28传到一对纱线进行计量的累加器30后传到导纱板26和织针22。硬纱14通过一传送辊32后穿过导纱板26上的一导纱孔34。也可以是，不止一根硬纱经导纱板26上的不同导纱孔传送到织针。
斯潘德克斯纱12从一表面驱动卷装36经一断头检测器39和变向辊37传送到导纱板26内的一导纱槽38。测量检测器39与驱动辊37之间的斯潘德克斯纱12的给料张力，如不使用断头检测器，也可测量表面驱动卷装36与辊37之间的斯潘德克斯纱的给料张力。导纱孔34和导纱槽38在导纱板26上互相隔开，使得硬纱14和斯潘德克斯纱12平行、并排地传到织针22上(编织)。
本发明可使用市场上销售的圆型针织用弹性制品。市场上销售的牌子的例子包括(Invista S.ar.1.销售的)Lycra(Invista S.ar.1.的注册商标)162、169和562。
斯潘德克斯纱在从给料卷装传送到导纱板、然后针织线缝时由于组织使用率与给料卷装的给料率之差而伸长(牵伸)。硬纱给料率(米/分钟)与斯潘德克斯纱给料率之比通常为2.5-4倍(2.5X-4X)以上，这称为机器牵伸。这相当于斯潘德克斯纱的伸长率为150％-300％或以上。斯潘德克斯纱的传送张力一般与斯潘德克斯纱的牵伸直接有关。该传送张力一般保持在与斯潘德克斯纱的高机器牵伸一致的值上。我们发现，如织物中的斯潘德克斯纱总牵伸保持约7X或以下、一般3X以下、例如2.5X以上，结果良好。该牵伸值为斯潘德克斯纱的总牵伸，包括在初纺纱的给料卷装中的斯潘德克斯纱的任何牵伸。由纺纱造成的残余牵伸值称为卷装松弛“PR”，对于使用在圆型单面弹性平针针织物中的斯潘德克斯纱来说该值一般为0.05-0.15。因此织物中的斯潘德克斯纱的总牵伸为MD*(1+PR)，其中，“MD”为针织机牵伸。针织机牵伸为从硬纱和斯潘德克斯纱的给料卷装算起的硬纱给料率与斯潘德克斯纱给料率之比。
由于其应力-应变特性，斯潘德克斯纱的牵伸随着斯潘德克斯纱受到的张力的增加而增加；相反，斯潘德克斯纱的牵伸量越大，斯潘德克斯纱中的张力也越大。图2示出斯潘德克斯纱在圆型针织机中的一般路径。从给料卷装36计量的斯潘德克斯纱12经一断头检测器39、一个或多个变向辊37传到导纱板26，导纱板26把斯潘德克斯纱引导到织针22后进入线缝。随着斯潘德克斯纱从给料卷装传过各装置或辊，与斯潘德克斯纱接触的各装置或辊作用在斯潘德克斯纱上的摩擦力造成斯潘德克斯纱中的张力逐步积累。因此斯潘德克斯纱在线缝处的总牵伸与整个斯潘德克斯纱路径上的张力之和有关。
测量图2所示断头检测器39与辊37之间的斯潘德克斯纱的给料张力。如不使用断头检测器39，也可测量表面驱动卷装36与辊37之间的斯潘德克斯纱的给料张力。该张力设定、控制得越大，织物中得斯潘德克斯纱的牵伸也越大，反之亦然。例如，在商用圆型针织机中，该给料张力对22dtex斯潘德克斯纱来说为2-4cN，对44dtex斯潘德克斯纱来说为4-6cN。在这些给料张力设定值和其后斯潘德克斯纱路径上摩擦力造成的各额外张力之下，商用针织机中的斯潘德克斯纱的牵伸大大大于3X。
减小斯潘德克斯纱在给料卷装与针织线缝之间受到的摩擦有助于保持足够高传送张力，以便在斯潘德克斯纱牵伸为7X或以下时可靠传送斯潘德克斯纱。为可靠地把斯潘德克斯纱从给料卷装传送到针织线缝，斯潘德克斯纱牵伸一般为3X或以下。
针织成由斯潘德克斯纱与硬纱编织而成的圆型单面弹性平针针织物后，在图6所示各备选过程61的任一过程中整理该织物。
如图6所示，本发明的第二方面为可在洗涤和漂白步骤64之前或之后马上进行的热水定形处理74。在105-145℃水温和不高于4.0kg/cm2的压力下在一喷射式染色机中用热水处理织物15-90分钟。所述湿定形过程中，织物如同染色那样、但不加染料地穿过该射流。或者，湿定形步骤也可以是织物与染色水溶液接触。在一喷射式染色机中，一卷管状针织物在一使用浴液(或空气)推动织物的文秋里喷流的作用下移进移出该液浴。在该湿定形过程74中，织物中的斯潘德克斯纱经湿热作用而使其特性改变。纤维的纤度和纤维的弹力提高。湿定形后较之非湿定形纤维，装载功率减小约40％，而卸载力减小约20％。织物然后在同一喷射式染色机中染色或洗涤，见路径65a、65b、65c或65d。如在路径63a和63b中那样不使用湿定形步骤，则整理后的织物的单位重量提高，见各例。
可对平幅网状物形式的圆型针织物70(图表中的顶上两行，路径65a、65c)或管状圆型织物(图表中底下两行，路径65b、65d)进行干燥操作。不管哪一路径，在织物呈管状时对织物进行湿整理步骤64(如洗涤、漂白和/或染色)。一种称为软喷流染色的染色形式通常赋予织物张力和长度的一定程度的变形。在织物处理和从湿整理传送到干燥器过程中必须小心减小织物受到的任何额外张力，干燥时使得织物从这类湿整理和传送张力中松弛和恢复。
湿整理过程步骤64后，比方说用挤压或离心力对织物进行脱水66。在路径65a和65c中，管状织物切开68后才传送到整理/干燥步骤70以可选地加入整理剂(例如浸轧加入柔软剂)，然后在拉幅机炉子中在织物长度超喂条件下干燥。在过程路径65b和65d中，管状织物不切开，但作为管子送到整理/干燥步骤70。可用浸轧加入整理剂如柔软剂。管状织物经比方说一传送带上的干燥炉子送到一压缩器以便独立地提供超喂的织物。压缩器通常使用辊子一般在蒸汽中传送织物。第一辊子的转速比第二辊子高，使得织物超喂进入压缩器。一般来说，蒸汽不“再次弄湿”织物，从而压缩后无需额外干燥。
织物在长度(机器)方向上受控的高超喂条件下进行干燥步骤70(路径65a和65c)或热压预缩步骤72，使得织物线缝在不受张力的情况下自由移动和重新排列。干燥后得到平整、无皱褶的织物。对平幅织物来说，干燥时上游拉幅机进行织物超喂。对管状织物来说，在传送带上干燥后一般在压缩器72中强迫超喂。不管是平幅还是管状织物处理，织物干燥温度和持续时间设定成小于热定形斯潘德克斯纱所需值。
圆型针织物的结构设计的一部分可用每一织物线缝的“开度”表征。该“开度”与打开的面积占每一针织线缝中由纱线覆盖的面积的百分比有关(例如见图1和3)、从而与织物单位重量和伸长率有关。对刚性、非弹性纬编织物来说，大家知道，布面覆盖系数(“Cf”)为开度的相对度量。布面覆盖系数为一比例，表示为Cf＝√(tex)÷L其中，tex为硬纱的1000米克重，L为线缝长度(mm)。图3简示了一种单面针织平面线缝图案。突现线缝中的一个以示出如何界定线缝长度L。对公制支数Nm的纱来说，tex为1000÷Nm，布面覆盖系数也可表为Cf＝√(1000/Nm)÷L本发明方法在斯潘德克斯纱牵伸保持在约7X或以下并增加湿定形操作时无需高于约160℃的干加热步骤而生成用无包覆斯潘德克斯纱和硬纱添纱而成的商用圆型单面弹性平针针织物。下述工艺条件是合适的。
·表示针织物结构的开度特性的布面覆盖系数可为约1.1-1.9、例如1.4。
·硬纱支数Nm可为10-165、例如47-54。
·斯潘德克斯纱可为15-156dtex、例如22-33dtex。
·斯潘德克斯纱在织物中的含量以重量百分比计可为3.5％-14％、例如5％-12％。
·可在一喷射式染色机中在约105-145℃的温度下对织物进行热湿定形处理历时15-90分钟。
·如此制成的针织物在洗涤、晾干后在长度和宽度方向上的收缩率可都为约14％或以下、例如小于7％。
·该针织物在长度(经向)方向上的伸长率可为约60％或以上、一般为约60％-130％。
·硬纱可为长丝尼龙，棉花的短纤维纺纱或与合成纤维或纱混纺的棉花。
尽管不想受任一理论的约束，但可认为针织物结构中的硬纱抵抗斯潘德克斯纱的压缩织物组织的力。该阻力的有效性与由布面覆盖系数限定的针织物结构有关。对于给定的硬纱支数Nm，布面覆盖系数与线缝长度L成反比。该长度可在针织机上予以调节，从而它是一用于控制的关键变量。
在本发明工艺中，斯潘德克斯纱牵伸可在圆型单面弹性平针针织物，经整理的织物或在此两者之间的各织物处理步骤上在测量误差的范围内相同。
对于圆型单面弹性平针针织物来说，可根据硬纱支数与针织机机号之间的公知关系选择合适的针织机机号。例如可通过机号的选择使得圆型单面弹性平针针织物的单位重量最佳。
可使用柔软剂，但通常在干燥时把柔软剂加到针织物中进一步提高织物手感和提高织物线缝的移动性。一般使用SURESOFT SN(SurryChemical)或SANDOPERM SEI(Clairant)之类的柔软剂。织物可在一含有柔软液的槽中通过，并通过一对压辊(浸轧辊)的压区从而挤出织物上的过多液体。
本发明方法制成的圆型单面弹性平针针织物当折叠收集时折痕程度比用其它方法制成的同样的圆型单面平针针织物轻。织物成品中的可见折痕的减少可使裁剪、缝纫成服装的织物的利用率提高。本发明圆型单面弹性平针针织物在不管是平幅整理工艺还是管状整理工艺中发生的纬斜较之用其它方法制成的织物大大减少。随着纬斜过度或螺旋形，织物在对角线上变形，线圈横列倾斜，是不可接受的。用纬斜织物制成的服装穿在身上扭曲。
以下非限制性例子示出本发明方法和织物。本发明可有其它不同实施例，其细节的各方面可在本发明范围和精神内修正。因此，这些例子应看出是例示性而非限制性的。
织物针织和整理-这些例子的由添纱了硬纱的无包覆斯潘德克斯纱的圆型单面弹性平针针织物在型号为PL-FS3B/T的Pai Lung圆型针织机上针织，针筒直径为16英寸，机号(圆周上每英寸针数)28，48个喂纱位置。该圆型针织机的转速(rpm)为每分钟24转。
在各例中，各斯潘德克斯纱给料路径(见图2)中的断头检测器或是调节成对纱线张力的敏感度减小或是从针织机拆除。该断头检测器为与纱线接触型，因此在斯潘德克斯纱中造成张力。
用型号为EN-10的Zivy数字张力计测量斯潘德克斯纱给料卷装36与导纱辊37(图2)之间的斯潘德克斯纱给料张力。在以下例子中，纤度为20、30和40的斯潘德克斯纱的给料张力保持在1-3克或以下。这些张力足以可靠、连续地把斯潘德克斯纱传送到织针，同时低到足以只牵伸斯潘德克斯纱约3X(或7X)或以下。如给料张力太低，斯潘德克斯纱会卷绕在给料卷装处的导纱辊上，从而不能可靠传送到针织机。
所有针织物如图6按照平幅工艺65a或65c或作为管子65b和65d被洗涤、湿定形(或湿定形、洗涤)、染色和干燥。针织物1、7、13和19按照路径6 3a中的工艺被整理。针织物4、10、16和22按照路径63b中的工艺被整理。针织物2、3、8、9、14、15、20和21按照路径65a中的工艺被整理。针织物5、6、11、12、17、18、23和24按照路径65b中的工艺被整理。
织物在300公升溶液中在100℃下洗涤和漂白30分钟。在型号为TGRU-HAF-30的Tong Geng机(台湾)中进行所有这类湿、喷流处理，包括湿定形、染色。水溶液含有用于洗涤的稳定剂SIFA(300g)(无硅酸盐碱)、NaOH(45％，1200g)、H2O2(35％，1800g)、IMEROL ST(600g)；用于抗泡沫的ANTIMUSSOL HT2S(150g)；用于防皱的IMACOL S(150g)。30分钟后，溶液和织物冷却到75℃后排干溶液。然后在300公升水和HAC(150g)(氢+葡萄糖胺，醋酸)的溶液中在60℃下中和织物10分钟。洗涤后，把新的清水加到喷嘴上进行图6中湿定形步骤74。在105℃-140℃下用水喷射织物约15-90分钟。
使用反应染料和其它成分在300公升60℃水溶液中对织物进行染色。该染色溶液含有R-3BF(215g)、Y-3RF(129g)、Na2SO4(18,000g)和Na2CO3(3,000g)。10分钟后排干染槽中的溶液后再加水在60℃下用HAC中和10分钟。中和后，再排干染槽中的溶液后用清水冲洗10分钟。中和后，再在该300公升容器中加水后加入SANDOPUR RSK(肥皂)150g。把该溶液加热到98℃洗涤织物10分钟。排干后再进行10分钟清水冲洗，然后从该容器中取出织物。
然后用离心力对湿织物脱水8分钟。
在最后步骤中，在77公升水溶液中用SANDOPERM SEI液(1155g)(或Suresoft SE)把润滑剂(柔软剂)浸轧到织物上。然后在拉幅机炉子中在145℃下在50％超喂下干燥织物约30秒。
上述顺序和添加剂对单面平针针织物的纺织和圆型针织领域的普通技术人员来说是公知的。
测试方法斯潘德克斯纱牵伸在20℃温度、65％相对湿度下进行的下述顺序用来测量各例中的斯潘德克斯纱牵伸。
-从一线圈横列拆下一200线缝(针)的纱线样本后把该样本的斯潘德克斯纱与硬纱分离。拆下一更长的样本，但在该200线缝的始端和终端上作记号。
-把每个样本(斯潘德克斯纱或硬纱)的一端连接在其顶部有一记号的测量棍上而自由悬挂该样本。把一重物挂到样本上(硬纱每纤度0.1g，斯潘德克斯纱每纤度0.001g)。慢慢放下重物，使得重物不猛地挂到纱线样本的端部上。
-记录在两记号之间测得的长度。对斯潘德克斯纱和硬纱的5个样本进行该测量。
-按照以下公式计算斯潘德克斯纱平均牵伸牵伸＝(记号之间的硬纱长度)÷(记号之间的斯潘德克斯纱长度)。
在某些条件下的现有干热定形无法测量织物内的斯潘德克斯纱牵伸。这是因为斯潘德克斯纱的干热定形高温会软化斯潘德克斯纱表面，无包覆斯潘德克斯纱会在织物中的组织交叉点16(图1)处粘在自身上。如发生这种情况，无法解开织物的线圈横列而抽出纱线样本。
织物重量-用10cm直径冲模冲压针织物。对冲下的针织物样本称克重。“织物重量”表示为g/m。
斯潘德克斯纤维含量-用手解开针织物。从硬纱中分离出斯潘德克斯纱后用精确的实验室秤或扭力秤称其重量。斯潘德克斯纱含量表为斯潘德克斯纱重量占织物重量的百分比。
织物伸长率-只测量经向上的伸长率。用三个织物样本确保结果的一致性。长度已知的织物样本装到静态伸长测试机上后把代表每厘米长度4牛顿载荷的重物加到样本上。用手操作样本三个周期后自由悬挂样本。然后记录挂有重物的样本的伸长长度得出织物伸长率。
收缩率-从针织物上取下各60×60cm的两样本。在方块织物的每边上画三个大小记号，记下记号之间的距离。然后在40℃水温下以12分钟机洗周期连续机洗样本三次后在实验室条件下放在桌子上晾干。然后重新测量大小记号之间的距离得出收缩量。
正面卷曲-从针织物切下一4英寸×4英寸(10.16cm×10.16cm)方块样本。在方块的中心画一圆点后以该圆点为中心画一“X”。“X”的腿长2英寸(5.08cm)且与该方块的外部转角在一直线上。用小刀仔细切割该X，然后马上测量该切割生成的内部两点的织物正面卷曲，两分钟后再次测量，取平均值。如织物两点卷曲完全成一360°圆，则该卷曲计为1.0；如织物只卷曲180°，则该卷曲计为1/2；如此等等。
分子量分析可用以下方法确定一斯潘德克斯纱纤维的分子量。使用一配备一在一滤光光度检测器中装有一280纳米滤光器的UV检测器的AgilentTechnologies 1090LC(液体色谱仪，Agilent Technologies，Palo Alto，CA)和2PhenogelTM柱(在线性/混合床中用5微米苯乙烯和二乙烯基苯柱衬垫包装的300mm×7.8mm)(Phenomex，Torrance，CA)分析斯潘德克斯聚合物的分子量。样本在流动相下以1ml/min的流率流动，柱温为60℃。使用每毫公升溶剂2.0-3.0毫克的聚合物制备要分析的样本。把50毫公升的聚合物溶液样本注入该LC中进行分析。使用Viscotek250GPC软件(Viscotek，Houston，Texas)分析所得色谱数据。
使用Hamielec Broad标准校正法和不含整理剂、添加剂和颜料、分子量稳定的聚氨酯/尿素聚合物的宽标准校正LC。该宽标准在用作标准前完全表征重量平均分子量(104,000dalton)和数量平均分子量(33,000dalton)。
微分扫描量热法-该顺序在不从微分扫描量热仪(DSC)中取出样本的情况下在斯潘德克斯纱的同一样本中引起4个温度。DSC仪为PerkinElmer(Wellesley，MA)销售的型号为Pyris 1的Perkin Elmer微分扫描量热仪。该仪器编程成以50℃开始加热到140、160、180和200℃，每一温度保持一分钟。扫描每一吸热线后样本冷却到50℃开始温度，然后在扫描下一个更高温度前在50℃下保持5分钟。
然后从50℃到240℃扫描样本对在前一次测试中引起的吸热线进行定位。发现每一吸热线在±3℃。所发现吸热线相对所引起温度的变动在DSC仪的容差内。
例1-10下表1示出针织物各例的针织条件。斯潘德克斯纱给料使用型号为169或562的Lycra。Lycra纤度为20或22dtex。组织长度L由针织机设定。下表2总结经整理织物的主要测试结果。卷曲值对所有测试条件来说都是可接受的。斯潘德克斯纱给料张力的单位为克。1.00g等于0.98厘牛顿(cN)。
表1-针织条件
表2-结果
在这些例子中，各斯潘德克斯纱给料路径(见图2)中的断头检测器或是调节成对纱线张力的敏感度减小或是从针织机中拆除。该断头检测器为与纱线接触型，因此在斯潘德克斯纱中造成张力。
例120纤度斯潘德克斯纱的给料张力为1.5g(1.47cN)，从而在4-6cN的范围内。该例中的硬纱为环锭纺的棉(32Ne，165纤度)。织物按照图5所示过程染色和整理。织物如在63a中那样切开后平幅干燥。例1的织物单位重量为219g/m2。
例2用图6路径65a湿定形步骤74在喷射式染色机中用热水(230或110℃)处理例1针织物5分钟后与例1相同地进行染色和整理。例2织物即使经湿定形步骤整理其单位重量(重量)、伸长率、收缩率和正面卷曲也与例1针织物相同。该例表明，即使在湿定形温度下进行5分钟湿定形也不足以改变织物特性。
例3如例2那样在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例1针织物15分钟后进行染色和整理。例3织物成品的单位重量为194g/m2，比例1小11％。
例4例1针织物按照图5所示过程染色和整理。管状织物的干燥同63b。由于管状针织物的预定重量为200g/m2上下，该过程制成的织物即使所有其它特性符合要求但重量过重(232g/m2)。
例5用图6路径65b湿定形步骤74如同例4在喷射式染色机中用热水(230或110℃)处理例1针织物5分钟后染色和整理。例5所得织物的单位重量只比例4织物小1％。例5织物即使经湿定形步骤整理，其最大长度伸长率、收缩率和正面卷曲也与例4织物相同。该例表明，即使在湿定形过程条件(温度、压力提高)下进行5分钟湿定形也不足以改变织物特性。
例6如同例5在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例1针织物15分钟后染色和整理。例6所得织物的单位重量为206g/m2，从而比例4小10％而适合于加工管状T恤服装。织物伸长率、收缩率和正面卷曲也适合于加工管状T恤服装。
例7过程参数与例1相同，只是斯潘德克斯纱给料使用型号为562B(“易定形”)的不同斯潘德克斯纱。其结果与例1织物差不多。
例8用图6路径65a湿定形步骤74如同例1在喷射式染色机中用热水(230或110℃)处理例7针织物5分钟后染色和整理。例8所得织物的单位重量只比例7织物小5％。例8织物即使经湿定形步骤整理，其最大长度伸长率、收缩率和正面卷曲也与例7织物相同。该例表明，即使在湿定形温度下进行5分钟湿定形也不足以改变织物特性。
例9如同例1在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例7针织物15分钟后染色和整理。该织物按照图6路径65a处理得到平幅织物。该斯潘德克斯纱对热的敏感度大于其它品级的Lycra牌斯潘德克斯纱，从而例9织物的单位重量为比例7织物小19％的171g/m2。伸长率、收缩率和正面卷曲适合于制作T恤。
例10例7针织物按照图5所示过程染色和整理。管状织物的干燥同63b。由于管状针织物的预定重量为200g/m2上下，该过程制成的织物即使所有其它特性符合要求但重量过重(229g/m2)。
例11用图6路径65b湿定形步骤74如同例4在喷射式染色机中用热水(230或110℃)处理例7针织物5分钟后染色和整理。例11所得织物的单位重量只比例10织物小2％。例11织物即使经湿定形步骤整理，其最大长度伸长率、收缩率和正面卷曲也与例10织物相同。该例表明，即使在湿定形温度下进行5分钟湿定形也不足以改变织物特性。
例12如同例11在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例7针织物15分钟后染色和整理。例12所得织物的单位重量为173g/m2，从而比例7小23％而适合于加工管状T恤服装。织物伸长率、收缩率和正面卷曲也适合于加工管状T恤服装。
例1320纤度斯潘德克斯纱的给料张力为1.70g(1.67cN)，从而在4-6cN的范围内。该例中的硬纱为变形尼龙(140纤度/48长丝)。织物按照图5所示过程染色和整理。织物如在63a中那样切开后平幅干燥。例13的织物单位重量为242g/m2。
例14用图6路径65a管状湿定形步骤74在喷射式染色机中用热水(230或110℃)处理例13针织物5分钟后与例13相同地进行染色和整理。例14织物即使经湿定形步骤整理其单位重量(重量)、伸长率、收缩率和正面卷曲也与例13针织物相同。该例表明，即使在湿定形温度下进行5分钟湿定形也不足以改变织物特性。
例15如例14那样在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例13针织物15分钟后进行染色和整理。例15织物成品的经向伸长率较之例13织物大大减小(大于25％)。
例16例13针织物按照图5所示方法染色和整理。该管状织物的干燥同63b。
例17用图6路径65b湿定形步骤74在喷射式染色机中用热水(230或110℃)处理例13针织物5分钟后与例16相同地进行染色和整理。例17织物的经向伸长率只比例16小5％。例17织物即使经湿定形步骤整理其单位重量、伸长率、收缩率和正面卷曲也与例16针织物相同。该例表明，即使在湿定形温度下进行5分钟湿定形也不足以改变织物特性。
例18如同例17在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例13针织物15分钟后染色和整理。例18所得织物的经向伸长率为比例子16小28％的69％，从而适合于加工管状T恤服装。织物单位重量、收缩率和正面卷曲也与例16相同。
例19过程参数与例13相同，只是斯潘德克斯纱给料使用型号为562B(“易定形”)的不同斯潘德克斯纱。其结果与例13差不多。
例20用图6路径65a湿定形步骤74在喷射式染色机中用热水(230或110℃)处理例19针织物5分钟后与例19相同地进行染色和整理。例20针织物的单位重量只比例19针织物小2％。例20即使经湿定形步骤整理其最大长度伸长率、收缩率和正面卷曲也与例19针织物相同。该例表明，即使在湿定形温度下进行5分钟湿定形也不足以改变织物特性。
例21如同例20在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例19针织物15分钟后染色和整理。该织物按照图6路径65a处理得到平幅织物。该斯潘德克斯纱对热的敏感度大于其它品级的Lycra牌斯潘德克斯纱，从而例21织物的单位重量为比例19织物小14％的209g/m2。伸长率、收缩率和正面卷曲也合格。
例22例19针织物按照图5所示过程染色和整理。管状织物的干燥同63b。该过程制成的织物即使所有其它特性符合要求但重量过重(260g/m2)。
例23用图6路径65b湿定形步骤74在喷射式染色机中用热水(230或110℃)处理例19针织物5分钟后与例22相同地进行染色和整理。例23针织物的单位重量只比例22针织物小1％。例23即使经湿定形步骤整理其最大长度伸长率、收缩率和正面卷曲也与例22针织物相同。该例表明，即使在湿定形温度下进行5分钟湿定形也不足以改变织物特性。
例24如同例23在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例19针织物15分钟后染色和整理。例24织物的单位重量为220g/m2，比例子22小15％。
例2520纤度斯潘德克斯纱的牵伸为3.0X。该例中的硬纱为环锭纺的棉(32Ne，165纤度)。织物按照图5所示过程染色和整理。织物如在63a中那样切开后平幅干燥。织物单位重量为300g/m2。
例26用图6路径65b管状湿定形步骤74如同例25在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例子25针织物15分钟后染色和整理。例26所得织物的单位重量比例子25织物小37％。
例2740纤度斯潘德克斯纱的牵伸为2.0X。该例中的硬纱为环锭纺的棉(32Ne，165纤度)。织物按照图5所示过程染色和整理。织物如在63a中那样切开后平幅干燥。例27织物单位重量为285g/m2。
例28用图6路径65a管状湿定形步骤74如同例25在喷射式染色机中用热水(266或130℃)处理例27针织物15分钟后染色和整理。例28所得织物的单位重量比例子25织物小23％。
权利要求
1.由下列步骤制作的一种圆型单面弹性平针针织物a.提供一弹性体材料；b.提供纺纱、连续长丝纱及其组合中的至少一种硬纱；c.该弹性体材料添纱有该至少一种硬纱；d.把在每一线圈横列中添纱的弹性体材料和至少一种硬纱圆型针织成一圆型单面弹性平针针织物；以及e.在温度和压力条件下使连续相水溶液接触该圆型单面弹性平针针织物达到足以定形该弹性体材料的一段时间。
2.按权利要求1所述的圆型单面弹性平针针织物，其特征在于，该弹性体材料为无包覆斯潘德克斯纱.
3.按权利要求1所述的圆型单面弹性平针针织物，其特征在于，该至少一种硬纱为棉或棉混纺物，该圆型单面弹性平针针织物的单位重量为约100-400g/m2。
4.按权利要求1所述的圆型单面弹性平针针织物，其特征在于，该圆型单面弹性平针针织物在洗涤后的收缩率为约14％或以下。
5.按权利要求1所述的圆型单面弹性平针针织物，其特征在于，该圆型单面弹性平针针织物制成管状，其中无看得到的侧部折痕.
6.一种用按权利要求1所述的圆型单面弹性平针针织物制成的服装。
7.按权利要求6所述的服装，其特征在于，该弹性体材料为无包覆斯潘德克斯纱。
8.按权利要求6所述的服装，其特征在于，该至少一种硬纱选自棉或棉混纺物，该圆型单面弹性平针针织物的单位重量为约100-400g/m2。
9.按权利要求6所述的服装，其特征在于，该圆型单面弹性平针针织物在洗涤后的收缩率为约14％或以下。
10.一种圆型单面弹性平针针织物，包括每一线圈横列中的无包覆斯潘德克斯纱和至少一种硬纱，其处理温度不高于该斯潘德克斯纱的微分扫描量热法或分子量分析所示的160℃，其洗涤收缩率小于约15％。
11.按权利要求10所述的织物，其特征在于，该无包覆弹性体纱为斯潘德克斯纱，其在该圆型单面弹性平针针织物中的含量占织物每平方米总重的重量百分比为约3.5％-14％。
12.按权利要求10所述的织物，其特征在于，该圆型单面弹性平针针织物的布面覆盖系数为约1.4。
13.按权利要求10所述的织物，其特征在于，进一步包括选自干燥、压缩及其组合中的至少一个步骤，该圆型弹性织物在该至少一个处理步骤中在其长度上被超喂.
14.按权利要求10所述的织物，其特征在于，进一步包括该圆型单面弹性平针针织物的一处理步骤，该处理步骤的温度低于约160℃。
15.按权利要求10所述的织物，其特征在于，该处理步骤选自清洗、漂白、染色、干燥、压缩及其任何组合。
16.按权利要求10所述的织物，其特征在于，该圆型单面弹性平针针织物制成管子形式，其中无看得到的侧部折痕。
17.按权利要求10所述的圆型单面弹性平针针织物，其特征在于，该至少一种硬纱为棉或棉混纺物，该圆型单面弹性平针针织物的单位重量为约100-400g/m2。
18.按权利要求10所述的圆型单面弹性平针针织物，其特征在于，该圆型单面弹性平针针织物在经向上的伸长率至少为约60％.
19.按权利要求10所述的圆型单面弹性平针针织物，其特征在于，该圆型单面弹性平针针织物在洗涤后的收缩率为约14％或以下。
20.一种用按权利要求10所述的圆型单面弹性平针针织物制成的服装。
全文摘要
本发明提供一种针织包括无包覆斯潘德克斯纱的织物(10)的方法，包括提供无包覆斯潘德克斯纱(12)；提供硬纱(14)；牵伸无包覆斯潘德克斯纱；用硬纱和牵伸的斯潘德克斯纱针织织物，在每一线圈横列中编织硬纱与牵伸的无包覆斯潘德克斯纱；用连续相水溶液在温度和压力条件下热压预缩该针织物足以定形无包覆斯潘德克斯纱一段时间，不在拉幅机上在相对湿度小于50％的空气中在高于160℃的温度下加热该针织物。本发明还提供在每一线圈横列中都有斯潘德克斯纱的含无包覆斯潘德克斯纱的针织物，其制作过程的温度如斯潘德克斯纱的分子量分析所示不高于160℃，其收缩率小于约14％。
文档编号D04B1/14GK101084332SQ200580043814
公开日2007年12月5日 申请日期2005年12月16日 优先权日2004年12月21日
发明者C·-Y·窗, G·莱科克, R·S·P·梁 申请人:因维斯塔技术有限公司