具有尺寸稳定性的可洗羊毛弹力织物

摘要

本发明涉及尺寸稳定的可洗羊毛拉伸或弹性纺织品。优选地，该制品的特征在于其没有承受高于160℃的温度。本发明还涉及制造尺寸稳定的羊毛拉伸制品的方法，其特征在于不存在传统的热定形步骤。

说明书

本发明涉及具有良好的尺寸稳定性的可机洗羊毛弹力织物。该织 物还具有改进的热定形性。在一方面，本发明涉及含有羊毛纤维与弹 性纤维的弹力织物，其中弹性纤维包含交联的、耐热弹性纤维，且此 类织物不需要热定形，但该整理过的织物在多次洗涤后具有极佳的尺 寸稳定性。

至少部分由羊毛纤维制成的织物是本领域公知的。同样已知的是， 这些织物在织物湿处理过程中或由于消费者使用和护理，可能会收缩 或以其它方式变形。羊毛由环绕内芯(internal core)的交迭鳞片 (overlapping scales)外层构成，该内芯由无数长的细纺锤形细胞构成， 该外层主要由角蛋白组成。除了交迭部分——在此一层鳞片终止且另 一层鳞片开始，外层在厚度上通常仅有一层鳞片。鳞片全部通常沿纤 维指向外侧，朝向尖端。人们相信，这种结构导致普通湿法洗涤过程 中的收缩，因为纤维的这种外形促进了纤维根端方向上的移动。这种 行为与棘轮机制(ratchet mechanism)的区别在于相对运动是单向的。 纤维变得越来越紧缩，直到它们完全缩紧并形成羊毛“毡”。已经报道 了在水存在下，特别是与机械搅拌结合时，毡化(felting)加剧。

为了防止这种收缩，已经采用化学处理以剥离羊毛的外层鳞片。 一旦鳞片被除去，“毡化”现象即消除，并使收缩最小化。目前采用的 各种化学处理通常在毛条(wool top)上进行，并包括各种氯气处理、 与次氯酸盐结合的高锰酸钾处理(参见GB 569,730)、硫酸钠处理(有 时称为International Wool Secretariat Process)、氧化酶或过氧化物酶处 理(参见US 5,980,579)和过一硫酸处理。人们还建议，过一硫酸处理 可以在羊毛织物制成的成衣上进行以控制尺寸稳定性。这些处理方法 已经制成可标注为“可机洗”或“完全易护理”(这表明该服装适于使 用无漂白剂和酶的洗涤剂，采用认可的纯羊毛标记程序(羊毛洗涤或40 ℃轻柔程序)的家庭机洗)的织物和服装。

如果服装符合下列工业标准，即被认为是可机洗的：

服装/织物尺寸稳定性：

洗涤后尺寸稳定性小于±3％(可以根据改性的ISW Tm 31：5cycles ofISO 6330 5A wash进行洗涤，湿测量)

根据ISO 3005的蒸汽熨烫后尺寸稳定性小于±3％

虽然已有可机洗羊毛服装，但它们目前不含弹性纤维来有助于为 该织物提供伸展性。在时装工业，可伸展服装越来越流行。已经与羊 毛一起使用氨纶纤维以制造可伸展的羊毛织物，但此类织物由于没有 合适的尺寸稳定性而被认为是不可洗的。此外，如上述氯气或过一硫 酸处理的化学处理被认为对氨纶而言太强，其会造成氨纶纤维不可接 受的破损程度，因此限制了工艺灵活性，因为该化学处理应当在不存 在氨纶纤维的情况下进行。

此外，尺寸不稳定性本身甚至在织物暴露在水中之前就已经出现， 因为如不同织物卷之间的幅宽差异或相同织物卷内的幅宽变化所示， 羊毛/氨纶纤维被报道在织物幅宽方面具有极差的一致性。

为了克服这些问题，希望使用羊毛/氨纶织物的现有织物制造商通 常在高温下使用一个或多个附加热定形过程以“固定”织物幅宽，并 调整织物幅宽至所需范围。

热定形是降低或消除尺寸不稳定性的常用方法。热定形过程通常 包括以将合成纤维的形态记忆(morphology memory)重整至施加热定 形工艺时的织物尺寸的时间和温度，使织物通过加热区域。热处理所 需的时间和温度取决于如织物结构、织物重量、织物中存在的其它纤 维、合成纤维的类型以及该合成纤维之前的热历史的因素。对于弹力 纺织物，特别是编织的弹力织物，尺寸不稳定性问题尤其明显。

对于弹力织物，例如含有氨纶的那些，典型热定形条件是180℃至 210℃下15至90秒。这些相对严酷的条件不利地影响伴用(companion) 纤维的韧性，并导致织物变色。此外，热定形步骤通常是增加织物生 产过程费用的附加步骤。如不同织物卷之间的幅宽差异或相同织物卷 内的幅宽变化所示，整理过的羊毛/氨纶纤维被报道在织物幅宽方面具 有极差的一致性。热定形过程导致整理过的织物伸长水平不一致。

因此，尺寸稳定的含弹性纤维的羊毛织物是合意的，其不需要特 殊的热定形步骤，以便热定形可以与织物生产过程中的其它步骤同时 完成。

本发明因此涉及包含拉伸或弹性纤维的羊毛织物，该织物保持其 尺寸稳定性，优选无需传统的热定形步骤。本发明还涉及制造具有良 好尺寸稳定性的羊毛弹力织物的方法，其中该方法以去除羊毛鳞片的 化学处理为特征，并进一步以制造过程中不存在任何在160℃或更高温 度下进行的步骤为特征。该弹力织物还可以包括其它纤维，包括纤维 素类，更优选为合成的，包括聚烯烃，例如聚乙烯和/或聚丙烯，聚酯、 聚酰胺和嵌段聚氨酯纤维。整理过的弹力织物优选具有小于±5％，更 优选小于±3％，再更优选在±2.0％内，最优选在±1.5％内的尺寸稳定 性。本发明中所示的尺寸稳定性值是指在AATCC135-1987定义的洗烫 加转筒干燥(优选通过干燥方法：A-转筒干燥)之后vs.之前整理过的 织物在长度和宽度方向上的尺寸之差。负值表明最终洗涤过的尺寸比 原始尺寸短，即收缩。

本发明还涉及以按照测试方法IWS TM 179为9％至30％的一致伸 长为特征的织物。本发明的特征还在于成品织物颜色不会出现可见的 变黄。

本发明的可机洗羊毛弹力织物至少含有羊毛纤维和弹性纤维。本 发明的羊毛纤维可以是服装工业中使用的任何类型的羊毛纤维。通常 所用羊毛是来自绵羊或羔羊毛的纤维，但是也包括例如来自安哥拉山 羊或克什米尔山羊、骆驼、羊驼、无峰驼、骆马和安哥拉兔的毛的纤 维。羊毛可以以任意量存在，但最优选为20至99重量％。根据所需用 途，合意地具有至少35％、50％、60％或甚至70％的羊毛，同样地，用 途可以规定具有少于98％、97％、96％、95％、80％、75％或70％的羊 毛。

无论来源如何，天然状态下的羊毛纤维以具有鳞片为特征，这些 鳞片趋于呈向下的棘爪状(ratchet down)并彼此互锁，由此在称为毡 化的过程中将纤维结合在一起。因此，处理本发明中所用的羊毛纤维 以除去至少一部分鳞片。这种处理方法是本领域内公知的，且在本发 明中可以使用任何此类方法。常用方法包括氯气处理和过一硫酸处理。 可能用在本发明中的化学处理的例子包括在US 5,980,579、 WO2005/005710、EP 0687764、US 5,571,286、US 5,755,827和WO 9502085中描述的那些，它们各自全文经此引用并入本文。

可以在制衣过程中的任意步骤进行鳞片去除处理。例如，在许多 情况下最有利的是作为第一步骤去除鳞片，以便在任何后继生产过程 中不会出现毡化，但是在其它情况下，等到制得最终成衣并随即处理 整件服装以便从羊毛纤维上除去至少部分鳞片，这可以是有益的。也 可以在中间步骤，例如在形成条片、毛条、粗纱、纱线(如果与弹性 纤维混合的话，包括弹性纱线)后；或制成织物后进行该处理。通常 在毛条上或在成品服装上进行该处理。

本发明的可机洗织物和衣物是伸展的或弹性的，其对本发明而言 是指它们含有弹性纤维。对本发明而言，弹性纤维是在初次拉长后和 第四次拉伸至100％应变(两倍长度)后，可以恢复其拉伸长度的至少 大约50％，更优选至少大约60％、更优选70％的纤维。进行该测试的 一种适宜方法基于在International Bureau for Standardization of Manmade Fibers，BISFA 1998，第7章选项A中发现的那种。在此测试 时，将纤维放置在间隔4英寸的夹具组之间，随即以每分钟大约20英 寸的速度拉开至8英寸的距离，随后使其立刻恢复。本发明的弹力纺 织品优选在施加偏置力后具有高弹性恢复百分比(即低永久变定百分 比)。理想地，弹性材料以三种重要性质的结合为特征，即：(i)应变 时的低应力或载荷；(ii)低百分比应力松弛或载荷松弛；和(iii)低 百分比永久变定。换言之，应当具有(i)拉伸该材料所需的低应力或 载荷；(ii)一旦该材料被拉紧，零或低的应力松弛或卸荷；和(iii) 在拉紧、偏置或应变停止后完全或高度恢复到原始尺寸。

弹性纤维包括某些由如聚乙烯或聚丙烯的聚烯烃和嵌段聚氨酯制 成的纤维。本发明中使用的弹性纤维优选足够耐用以承受鳞片去除处 理，以便可以在弹性纤维存在下进行此类处理。因此，优选的是，弹 性纤维是交联的聚烯烃纤维，更优选为交联的聚乙烯纤维，其中交联 的均匀支化乙烯聚合物是特别优选。在US 6,437,014(其全文经此引用 并入本文)中描述了该材料，并统称为lastol。此类纤维可以以商品名 DOW XLA纤维获自The Dow Chemical Company。弹性纤维优选构成 制品的2至20重量％。根据所需用途，制品优选含有至少3、4、5、6、 7、8、9或甚至10％的弹性纤维，同样地，所需用途可以规定具有小于 20、15、10、9、8、7、6或5％的弹性纤维。对针织品而言含有比纺织 品多的弹性纤维是合意的。

尽管不一定是优选的，但在本发明的制品中可以使用一种以上类 型的弹性纤维。但是，弹性纤维优选不包括由嵌段聚氨酯制成的纤维， 因为该材料在用于去鳞片的相对严酷的化学处理条件下可能降解，并 在没有在高于160℃热定形的情况下进一步增进了尺寸不稳定性。

用于本发明的弹性纤维可以具有任何厚度，尽管20-140旦尼尔是 最优选的，特别是当该纤维是优选的交联均匀支化乙烯聚合物时。四 十旦尼尔和70旦尼尔的lastol纤维由于商业可得性而尤其优选。除单 丝纤维外，弹性纤维还可以是组合纤维，例如，皮芯双组分纤维。如 本领域公知的那样，弹性纤维可以无遮蔽地使用，或首先混入复丝， 例如，包线中，或混入短切纤维，例如，包芯纱中。在优选实施方案 中，该弹性纤维与羊毛赛络纺以形成弹性羊毛纱。

本发明的纺织品可以进一步含有附加的非弹性天然或合成纤维。 非弹性合成纤维包括由例如聚酯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯及其混合物 的材料制成的那些。天然纤维包括由例如棉花、亚麻、苎麻、嫘萦、 粘胶和大麻的纤维素材料制成的纤维。在本发明的纺织品中也可以使 用来自其它材料的天然纤维，包括例如丝或马海毛的纤维。

可以通过任何传统方法制造本发明的可洗羊毛弹力织物。因此， 本发明的制品包括纺织(其中，弹性纤维或纱可以在经向、纬向或在 两方向上)的或针织的织物，包括经编(例如，Milanese、Raschel和 Tricot编织)、纬编(例如，圆形编织和横机编织)和服装编织技术， 例如无缝制品。针织结构的类型也不是本发明的限制因素。已知的结 构类型包括平纹单面针织物(plain single jersey)、含有缝褶和空针的单 面针织物(例如Lapique、Cross-mis 1×1、Lacoste & Plain pique)、双 面针织物(如Plain Rib和Plain Interlock)、含有缝褶和空针的双面针 织物(例如Milano Rib、Cardigan、Single Pique & Punto di Roma)。

羊毛织物，特别是针织羊毛织物，已知在家庭洗烫过程中缺乏尺 寸稳定性，例如，过度拉伸或收缩。制造针织物的传统方法因此包括 热定形步骤，特别是当该织物包括含有合成聚合物的纤维时。在针织 后进行热定形步骤，并可以在染色前或染色后进行。该热定形过程通 常包括施加偏置力以使织物保持在其所需尺寸(通常使用拉幅机)，并 对其施以高温，特别是比该纤维或制品在后继处理(例如，染色)或 使用(例如洗涤、干燥和/或熨烫)中可能遇到的任何温度高的温度。 尽管不想受制于理论，但热定形过程被认为通常如下进行：热定形温 度使得纤维中的至少一部分晶体熔融。随后将织物从热源移开，并使 熔融部分再结晶，随后撤除偏置力。再结晶使该织物具有该织物在热 定形过程中所保持的尺寸“记忆”，甚至撤除偏置力后也如此。

已经发现，通过选择某些用于针织物的合成弹性纤维，可以省略 热定形步骤，同时仍然制成具有可接受的尺寸稳定性的织物。本发明 的一个方面因此涉及制造可机洗羊毛针织物的方法，其特征在于整个 方法在低于大约160℃的温度进行。根据构成织物的其它纤维的含量， 可以在不牺牲尺寸稳定性的情况下使用甚至更低的温度。因此，整个 方法可以在低于150℃、140℃、125℃、100℃或甚至80℃的温度下进 行。

在本发明的某些实施方案中，该方法进一步以没有拉幅为特征。 因此，可以将含有至少一定弹性材料的纱线或纤维针织成织物，并可 以直接对织物施以所需整理处理，而不需要将织物放置在拉幅机中并 使其承受通常与热定形有关的高温。

整理处理优选包括至少一个温度高于80℃的步骤。由此织物以类 似于传统热定形法的方式，但在较低的温度下，并在无需专用设备以 确保偏置力的情况下将织物“定形”。典型整理步骤在80℃或更高的温 度下进行，这对目的而言是足够的，但是此类织物在日常应用和护理 过程中通常不会承受如此高的温度。

本发明还涉及具有拉伸和尺寸稳定性的可机洗羊毛纺织品。对于 本发明，“纺织品”包括整理过的织物以及由该织物制成的产品，包括 床单和其它亚麻制品和服装。本发明的制品，特别是本发明的平纹单 面针织物，优选在拉伸至(1)横向100％和/或(2)纵向45％(对于 50毫米宽，标距100毫米的样品，所有这些均以500毫米/分钟的伸长 速率)之后迅速恢复到比其原始尺寸大20％以下的尺寸。更优选地， 该制件恢复到原始尺寸的15％以内，更优选恢复到10％以内。应该理 解的是，拉伸和恢复量随织物重量与织物构造而变。还预计到，本发 明的制品在一个以上的方向具有拉伸，且确实对许多用途而言这是优 选的。在本发明的范围内，制品不必在每一方向上具有相同的拉伸量。

本发明的纺织品是尺寸稳定的。对于本发明，“尺寸稳定”是指弹 力织物在任一方向上的改变小于5％(伸长或收缩)，更优选在任一方 向上小于3％，再优选在任一方向上小于2％，最优选在±1.5％内。收 缩通常被认为是尺寸不稳定性的典型形式，且本发明的织物具有在宽 度方向和/或长度方向上高于(即不那么负)-5％的尺寸稳定性，优选 高于-4％，更优选高于-3％，最优选高于-2％(0％代表无收缩或伸长)。 通过整理过的织物在洗烫之后vs.之前在长度和宽度方向上的尺寸之差 计算尺寸稳定性值。为了测定尺寸稳定性，测量整理过的制品的长度 和宽度，随后将制品洗烫(例如AATCC135-1987干燥方法：A-转筒干 燥中所述的方法)。洗烫后再测量长度和宽度，并根据下式计算百分比： 尺寸稳定性＝(新尺寸-原始尺寸)/原始尺寸。本领域技术人员容易理解的 是，负值是指最终洗涤过的尺寸比原始尺寸短，即收缩。

应当理解的是，根据织物中存在的纤维，一定的热定形可以是有 利的，即使由于使用本发明的优选弹性纤维而不需要此类热定形。例 如，如果存在聚酯，可以有利地使用160℃左右的温度以仅向聚酯内容 物提供尺寸稳定性。即使含棉织物也常常暴露在高达140℃的温度下以 便在湿整理处理后干燥。因此，对于本发明的含棉织物，高达140℃的 整理步骤可能是合意的。

在形成本色织物后，可以使用本领域已知的任何整理方法。这包 括洗刷、丝光处理、染色和干燥之类的方法。优选在高于最终用户可 能对衣服施加的任何温度，如80℃或更高的温度下进行这些整理方法 的至少一种。

实施例

实施例1：聚酯与羊毛和DOW XLA^TM纤维40D的混合

在毛条上用氯气处理法化学处理羊毛纤维以去除羊毛鳞片。这种 处理过的羊毛纤维随后与聚酯纤维混合以制造大约65重量％聚酯和35 重量％羊毛的纱线。随后将混合纤维染色。随后经赛络纺以4.3的draft 将染色的纤维与40旦尼尔的DOW XLA^TM纤维(可获自the Dow Chemical Company)混合以制造弹性纱线。在纬线方向上使用该弹性 纱线以制造具有经纱(经纱是如上制备的染色的聚酯/羊毛纤维，没有 与DOW XLA^TM纤维一起赛络纺)数(Nm)52双股和纬纱数(Nm) 52双股的具有24根经纱/厘米和22.5根纬纱/厘米的织物。所得织物含 有大约33重量％羊毛、63％聚酯和4％Dow XLA纤维。所得织物具有 240.7gm/m²的重量(如通过ASTM D3776-1996(2002)测定的那样) (240.7GSM)。根据标准方法整理织物并测量。整理过的织物表现出 根据IWS TM 179测定的16％的伸长水平。对该织物施以IWS测试方 法31：5cycles of ISO 6330 5A Wash，湿测量。随后再测量该织物。

该织物在5次洗涤后表现出小于1.9的纬向洗涤收缩(测试方法 IWS TM 31)。由于“可机洗”衣物的工业标准小于3％，该织物容易 地符合该工业标准。

实施例2-5羊毛(Super 100 Superwash羊毛，与DOW XLA^TM纤维40D混合)

Super 100 Superwash羊毛纤维是在毛条上用氯气处理法化学处理 过以去除羊毛鳞片的纤维。随后经赛络纺以4.3的draft将处理过的羊 毛与40旦尼尔DOW XLA^TM纤维混合以制造弹性纱线。在纬线方向上 (经纱是100％羊毛)使用该纱线以制造具有经纱数(Nm)80双股和 纬纱数(Nm)76双股的织物。所得织物为大约96％羊毛和大约4％DOW XLA^TM弹性纤维，这可以随特定编织结构而变。

如表1中所示制备一系列不同的编织结构，并根据标准方法将织 物染色和整理。每一织物的宽度为大约150厘米。如实施例1中那样， 按照ISO 63305A洗涤方法，湿测量(即IWS TM31)，在洗涤5次后 测试这些织物的尺寸稳定性。还按照测试方法ISO 3005，在蒸汽压烫 处理后测试织物的尺寸稳定性。按照IWS TM 179测定纬向上的拉伸和 不可恢复的伸长。这些样品汇总在表1中，并且如从表中可以看出的 那样，所有样品均符合“可机洗”的工业标准。

表1

  实施例   织法   重量   洗涤后的尺   蒸汽压烫   拉伸   不可恢

  号   (g/m²)   寸稳定性   经纱/纬纱   处理后的   尺寸稳定   性   经纱/纬纱   ％   复的伸   长％   2   2/1华达呢   290   2.2/-0.9   0.3/0.6   16.5   2.8   3   2/1哔叽   265   2.0/-0.02   0.2/0.9   16.5   2.6   4   2/2人字呢   300   1.5/-0.2   0.3/1.1   19.3   3.8   5   2/1人字呢   265   1.7/0.1   0.3/2.5   17.3   2