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经改进的功能性纺织品和制造方法

摘要

公开了具有经改进的舒适度以及水和气味吸收特性的纺织纤维、纱线和织物以及其制造方法。经改进的纺织品的分布在所述纤维和所述纱线的表面处的吸收颗粒的分布增加,以使用于吸收的总表面积更大。

著录项

  • 公开/公告号CN114929955A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 可可纳公司;

    申请/专利号CN202080075994.7

  • 发明设计人 G·哈格奎斯特;

    申请日2020-09-28

  • 分类号D01F1/10(2006.01);D01D1/02(2006.01);

  • 代理机构余姚德盛专利代理事务所(普通合伙) 33239;

  • 代理人周积德

  • 地址 美国科罗拉多州

  • 入库时间 2023-06-19 16:25:24

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-10-21

    实质审查的生效 IPC(主分类):D01F 1/10 专利申请号:2020800759947 申请日:20200928

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明总体上涉及提高纺织品的吸收能力。具体地,本发明涉及纺织纤维和用于对这些纤维进行处理以提高其吸收水的能力并且因此提高纤维的水蒸气传输特性的方法。

背景技术

掺杂有功能性添加剂的纺织纤维对水或气味的吸收能力有限。制造之后,掺杂的纺织织物的能力不是最优的。因此,显著需要用于产生具有相同量或更低量的功能性添加剂的更高容量的纤维和纱线的制造方法。

发明内容

公开了令人惊讶的发现,即通过减小掺杂有分子吸收颗粒的纺织纤维的重量,经处理的纤维的分子吸收活性和由这些经处理的纤维制成的织物的整体热管理显著改进。这一发现使得能够产生经改进的功能性纤维和织物并且显著降低了生产成本。不希望受理论束缚,据信重量减小过程去除了纤维的外层的一部分,以将分子吸收颗粒的更大表面积暴露于外部环境。

因此,在一个方面,本发明提供了一种制品,所述制品含有聚合物,所述聚合物中嵌入有颗粒,其中所述聚合物的表面的一部分被去除以将所述颗粒的子集暴露于外部环境。在一个实施例中,所述聚合物的所述表面的被去除的所述部分占去除所述表面部分之前所述聚合物的5重量%-50重量%。在一个实施例中,颗粒在整个制品中一直到制品的外表面的横截面分布都是均匀的。在此,换句话说,所述制品不具有不含有颗粒的外层,无论所述外层多么薄。在另一实施例中,外表面处或暴露于制品的外部环境的颗粒的密度高于靠近核心的颗粒的密度。在此,换句话说,所述制品具有含有相对于内部核心密度更高的颗粒的外层,无论所述外层多么薄。

在一个实施例中,所述颗粒的平均表面积为至少每克约10平方米,这使得能够吸收相对大量的分子,例如水、丁烷、丁酸和其它有气味的分子等。在一个实施例中,所述颗粒可以吸收至少10重量%的水。在某些优选实施例中,所述颗粒为沸石颗粒。在一些实施例中,在聚合物中还嵌入了通常与分子吸收不相关联的其它颗粒,例如二氧化钛(TiO

在一个实施例中,所述聚合物为合成聚合物,例如聚酯、尼龙、聚氨酯、聚乳酸等。在另一实施例中,所述聚合物为天然聚合物,例如,纤维素。关于天然聚合物,例如棉、麻、亚麻等天然纤维素纤维以及例如莱赛尔(lyocell)、人造丝、人造纤维等再生性纤维素纤维都被视为含有天然聚合物。在一些实施例中,所述制品含有两种或更多种不同的聚合物,所述聚合物可以是天然的或合成的,或者天然和合成的组合。

在一个实施例中,所述制品为纤维,例如,单丝纤维、细丝、短纤维或纱线。在另一实施例中,所述制品为由纤维针织或编织的纺织织物。在另一实施例中,所述制品是由纺织织物制成的衣服制品。在一个实施例中,与外层未被去除的类似纤维或纺织织物相比,所述纤维或纺织织物的分子吸收能力更大、吸收水的能力更大和/或气味活性值(OAV)更大。

在另一方面,本发明提供了一种通过以下制造纤维的方法:提供液体聚合物或熔融聚合物(例如,在如熔融或可流动聚酯等合成聚合物的情况下)或液体聚合物溶液(例如,在用于产生再生性纤维素纤维的溶解纤维素的情况下),向所述聚合物掺杂分子吸收颗粒,由掺杂颗粒的聚合物形成纤维,并且(d)去除所述纤维的表面层的一部分以将所述分子吸收颗粒的一部分暴露于外部环境。

在一个实施例中,去除了5重量%-50重量%的所述聚合物或纤维。在另一实施例中,去除了0.25微米到2微米的所述纤维的表面。可以使用现在已知或尚未发现的任何方法来去除所述纤维的所述表面层的所述部分,例如通过传统纺织纤维重量减小方法。在一些实施例中,通过苛性还原、酶消化、丝光处理、紫外线处理、激光蚀刻、等离子蚀刻、物理剃刮,如通过切割模头等来去除所述纤维的所述表面层。

在一个实施例中,如在先前方面,所述颗粒的平均表面积为至少每克约10平方米,这使得能够吸收相对大量的分子,例如水、丁烷、丁酸和其它气味分子等。在一个实施例中,所述颗粒可以吸收至少10重量%的水。在某些优选实施例中,所述颗粒为沸石颗粒。在一些实施例中,在聚合物中还嵌入了通常与分子吸收不相关联的其它颗粒,例如二氧化钛(TiO

在一个实施例中,如在先前方面,所述聚合物为合成聚合物,例如聚酯、尼龙、聚氨酯、聚乳酸等。在另一实施例中,所述聚合物为天然聚合物,例如,纤维素。关于天然聚合物,例如棉、麻、亚麻等天然纤维素纤维以及例如莱赛尔、人造丝、人造纤维等再生性纤维素纤维都被视为含有天然聚合物。在一些实施例中,所述制品含有两种或更多种不同的聚合物,所述聚合物可以是天然的或合成的,或者天然和合成的组合。

在所述聚合物为合成聚合物(例如,聚酯或其它塑料)的一些实施例中,纤维通过熔融挤出(即熔体纺丝)液体聚合物或熔融聚合物形成。在所述聚合物为天然聚合物(例如,再生性纤维素)的一些实施例中,纤维通过对液体聚合物溶液进行湿纺丝或干纺丝形成。

在另一实施例中,纤维被编织或针织为形成纺织织物。在又另一实施例中,所述纺织织物被塑造成具有经改进的热和气味管理特性的服装。

在另一方面,本发明提供了一种通过前述方面中描述的方法产生的纤维和/或纺织织物,即尤其是通过提供液体聚合物或熔融聚合物(例如,在如熔融或可流动聚酯等合成聚合物的情况下)或液体聚合物溶液(例如,在用于产生再生性纤维素纤维的溶解纤维素的情况下),向所述聚合物掺杂分子吸收颗粒,由掺杂颗粒的聚合物形成纤维,并且(d)去除所述纤维的表面层的一部分以将所述分子吸收颗粒的一部分暴露于外部环境。

在一个实施例中,去除了5重量%-50重量%的所述聚合物或纤维。在另一实施例中,去除了0.25微米到2微米的所述纤维的表面。可以使用现在已知或尚未发现的任何方法来去除所述纤维的所述表面层的所述部分,例如通过传统纺织纤维重量减小方法。在一些实施例中,通过苛性还原、酶消化、丝光处理、紫外线处理、激光蚀刻、等离子蚀刻、物理剃刮,如通过切割模头等来去除所述纤维的所述表面层。

附图说明

在结合附图考虑以下具体实施方式后,本发明的目标和优点将显而易见,其中相同的附图标记自始至终指代相同的部分,并且在附图中:

图1是描绘气味活性值随着重量减小百分比变化的线形图。

图2是描绘用于制造制品的过程的流程图。

图3是描绘质量损失百分比随时间变化的点图和线形图。

图4是示出没有重量减小的对照纤维的扫描电子显微照片(SEM)。

图5是示出重量减小5%的纤维的表面的SEM。

图6是示出重量减小10%的纤维的表面的SEM。

图7是示出重量减小50%的纤维的表面的SEM。

图8是示出具有掺杂颗粒的纤维的服装(蓝线)和具有对照纤维的服装(灰线)的表观温度随时间变化的线形图。

具体实施方式

在描述本发明方法之前,应当理解本发明不限于所描述的特定方法或系统以及实验条件,因为这些方法或系统和条件可以变化。还应理解,本文所使用的术语仅出于描述具体实施例的目的,而不旨在是限制性的,因为本发明的范围仅受所附权利要求书限制。

如在本说明书和所附权利要求书中使用的,单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”包含复数指示物,除非上下文另有明确规定。因此,例如,提到“方法”包含本文所描述的和/或在阅读本公开等之后对于本领域的技术人员而言将变得显而易见的类型的一个或多个方法、要素和/或步骤等。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的,术语“约”的使用是指一定范围值,包含指定值以及指定值以上和以下15%内,但标称温度除外。例如,短语“约3mM”是指在3mM或2.55mM–3.45mM的15%内,包含端点。同样,短语“约3毫米(mm)”是指2.55mm-3.45mm,包含端点。当使用温度来表示变化时,术语“约”是指一定范围的值,包含指定值以及指定值以上和以下15%内。例如,“约5℃”在用于表示如“在3mm内优于5℃的热分辨率”的变化时是指在5℃、或4.25℃-5.75℃的15%内。在提到标称温度时,如“约-50℃到约+50℃,”,术语“约”是指±5℃。因此,例如,短语“约37℃”意指32℃-42℃。

除非另有定义,否则本文所使用的全部技术术语和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。尽管在本发明的实践或测试中可以使用类似于或等效于本文所述的系统、要素、方法和材料的任何系统、要素、方法和材料,但现在描述了优选系统、要素和方法以及材料。本文提及的所有出版物均通过引用并入本文以对其进行整体描述。

本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”是指两个术语之间的排他性标识,意思是“或者”。因此,当使用“或”术语来指代项A和B时,例如,在“项A或B”中,短语应被视为“项A和项B中任一个,而不是项A和B两者”。在所附权利要求书和说明书中使用的术语“和”是指包含性的。在使用上面的项A和B实例时,短语“项A和项B”应被视为“项A连同项B两者”。如果在权利要求和说明书中使用了术语“和/或”,则所述术语应被视为是包含性和排他性的。因此,在上面的实例中,短语“A和/或B”应被视为“‘A或B’或‘A和B’”。

在说明书中对“一个实施例(one embodiment)”、“一实施例(an embodiment)”、“优选实施例(a preferred embodiment)”、“替代性实施例(an alternativeembodiment)”、“一变体(avariation)”、“一个变体(one variation)”和类似短语的引用表示结合本发明的至少一个实施例描述的特定特征、结构或特性。在说明书的各个地方出现的短语如“在一个实施例中(in one embodiment)”、“在一实施例中(in an embodiment)”或“在一变体中(in a variation)”和类似短语的出现并不一定都意味着指代同一实施例或变体,并且可以指代多个实施例或变体。类似地,本文使用词语“示例性”来表示“用作实例(example)、实例(instance)或说明”。本文中对术语“示例性”的任何使用不一定被解释为优先于或优于其它实施例。

本公开教导了一种纺织织物,其含有由纤维纺织的纱线和/或含有分子吸收颗粒添加剂并且已经用重量减小方法进行处理的连续细丝纱线。

重量减小方法去除了基础聚合物材料,从而将更多的添加剂暴露于外部环境,由此增加了添加剂的有效浓度,这进而增加了纤维、纱线和织物的功能。这适用于与周围环境相互作用的需要产物的表面积暴露的添加剂。用掺杂的添加剂和重量减小方法制成的产物产生了具有经改进的物理特性的纺织品。Haggquist在US 7,247,374(下文中的'374;通过引用以其整体并入)教导了可去除的包封料的用途,所述包封料改进了掺杂有与周围环境相互作用的添加剂的聚合物的功能。本公开教导了允许通过预先涂覆添加剂来暴露添加剂的方法,所述添加剂被随后去除。不要求使用可移除的包封料,但是使用这种教导与'374专利中教导的公开的组合得到具有更高性能水平的产物。

本公开教导了纺织品和一种用于产生具有分子吸收颗粒添加剂的纺织品从而产生性能织物的方法。示例性添加剂,如活性炭或沸石,通过将湿蒸气从皮肤附近移动到服装外部来提高使用者的舒适度。皮肤附近的较低湿度引起较低的表观温度、体温调节和更高水平的舒适度。

本发明提供了具有经改进的水和气味吸收功能的经改进的纺织纤维和织物,以及用于制造这些纺织纤维和织物的经改进的方法。在一个实施例中,本发明纺织纤维是掺杂有分子吸收颗粒的聚合物纤维,所述分子吸收颗粒位于纤维的表面并以足够的数量或密度暴露于外部环境,以提高分子吸收能力并通过由本发明纤维制成的衣服制品的湿度管理来改善体温调节。在另一实施例中,本发明纺织品是掺杂有分子吸收颗粒的聚合物纤维,所述分子吸收颗粒位于纤维的表面并以足够的数量或密度暴露于外部环境,这使纤维或织物具有通过按重量去除掺杂的纤维的外层的一部分从而减少纤维产生的经改进的分子吸收能力和经改进的热舒适度。

聚合物

可用于实践本发明的聚合物包含现在已知或之后发现的可以纺织成纤维或浇铸成片材的任何聚合物。聚合物可以是合成聚合物或天然聚合物,或含有天然聚合物和合成聚合物的复合物。如本文所用,合成聚合物可以与塑料互换使用。优选合成聚合物包含在环境温度和生理温度下保持柔性的热塑性塑料。

如本文所用,优选合成聚合物可以充分熔融到允许添加颗粒(例如颜料、分子吸收颗粒、抗微生物材料等)并随后挤出为纤维或片材。

合成聚合物包含由单体单元人工合成的聚合物。例如,单体单元可以通过酯键、醚键、酰胺键、碳-碳键、糖苷键等连接。单体单元可以包含一种或多种分子,例如二羧酸、二胺、乳酸、乙醇酸、碳酸、苯乙烯、乙烯、丙烯、乙烯基、对苯二甲酸乙二醇酯、四氟乙烯等。例如,通过酯键连接的对苯二甲酸乙二醇酯的聚合物被称为聚对苯二甲酸乙二醇酯或PET,一种常用的聚酯。在另一实例中,通过酰胺键连接的二羧酸和二胺的聚合物被称为尼龙。尼龙和聚酯是用于制造纺织纤维的众所周知且有用的热塑性合成聚合物,并且可用于实践本发明。其它有用的合成聚合物包含但不限于聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯等。

聚合物可以是天然聚合物。天然纤维可以包括的天然聚合物包含蛋白质、多核苷酸、脂肪酸和多糖。可用于实践本发明的具体天然聚合物包含但不限于纤维素(β连接的D-葡萄糖单元)、蚕丝蛋白(包括Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala的重复单元)、角蛋白、壳聚糖、甲壳素等。含有天然聚合物的天然纤维可以源自植物或动物来源,并且包含,尤其是,丝绸、筋、羊毛、羊肠线、安哥拉呢、马海毛、羊驼毛、棉花、亚麻、黄麻、洋麻、工业大麻、苎麻、藤条、藤蔓纤维、椰壳纤维、木棉和马利筋。

在一优选实施例中,天然聚合物是从任何来源(例如,稻草、木材、韧皮、茎、叶、种子等)中提取并纯化的纤维素。经纯化的纤维素,例如经纯化的纤维素、来自木浆的微晶纤维素等,可以用于制造本领域已知的再生性纤维素(例如,人造丝、人造纤维、醋酸纤维、三醋酸纤维、莫代尔(modal)、天丝(Tencel)、莱赛尔(Lyocell)等)。在此,浆料、凝胶或液体形式的溶解纤维素聚合物可以掺杂有分子吸收颗粒,并且随后可以浇铸成纤维。

在一些实施例中,可以由聚合物纤维的组合,包含天然聚合物与合成聚合物的组合,如纤维素和聚酯,制成本发明纤维以获得特定的功能属性。例如,聚酯/纤维素共混物赋予纤维和织物超疏水和超亲水特性。

颗粒

可用于实践本发明的颗粒包含任何已知或尚未发现的分子吸收颗粒。如本文所用,术语分子吸收颗粒包含可以吸收如空气、水、丁烷、丁酸、多胺等小分子(<1,000道尔顿)、如蛋白质、碳水化合物、脂肪等大分子(≥1,000道尔顿)以及如病毒、酵母和细菌等微生物(50nm-60μm)中的任何一种或多种的任何颗粒。

本发明制品中可以包含其它颗粒,如赋予颜色和光学光洁度的颜料颗粒,例如TiO

在一个实施例中,本发明聚合物、纤维、织物或服装不含有银、银离子或含银化合物。

分子吸收颗粒通常提供大的单位重量表面积。具有非常大的单位重量表面积的分子吸收颗粒的显著实例为生物炭,其表面积高达每克1,000m

在一个实施例中,颗粒的平均直径小于纤维的直径。例如,可用于掺杂7.5μm半径(15μm直径)纤维的颗粒的平均直径≤15μm。还包含具有亚微米大小的颗粒。在一些实施例中,颗粒的平均直径为约0.5μm-15μm、1μm-20μm、2μm-15μm、1.5μm-15μm、4μm-14μm、1μm-100μm、1μm-50μm、约0.5μm、约1μm、约1.5μm、约2μm、约2.5μm、约3μm、约3.5μm、约4μm、约4.5μm、约5μm、约5.5μm、约6μm、约6.5μm、约7μm、约7.5μm、约8μm、约8.5μm、约9μm、约9.5μm、约10μm、约10.5μm、约11μm、约11.5μm、约12μm、约12.5μm、约13μm、约13.5μm、约14μm、约14.5μm、约15μm、约15.5μm、约16μm、约16.5μm、约17μm、约17.5μm、约18μm、约18.5μm、约19μm、约19.5μm或约20μm。

在一些实施例中,本发明分子吸收颗粒可以包含但不限于活性炭和沸石。活性炭可以源自例如木材、竹子、煤、椰子或山楂。活性炭也可以合成得到。在一优选实施例中,分子吸收颗粒包含沸石。在更优选的实施例中,分子吸收沸石颗粒可以包含沸石,所述沸石吸收区域中介于700到1500cm

在一些实施例中,可用于实践本发明的颗粒包含吸收分子的任何已知或尚未发现的颗粒(即,分子吸收颗粒)。示例性分子吸收颗粒包含但不限于黏土、硅胶、氧化钙、硫酸钙等。

在一些实施例中,本发明分子吸收颗粒可以吸收一定量的水、气味分子或其它不期望的分子以将热、湿度和/或气味管理质量传送到纤维、织物或服装。在一些实施例中,本发明分子吸收颗粒可以吸收颗粒的重量的约0.1%-100%、1%-100%、约1%-20%、约2%-19%、约3%-18%、约4%-17%、约5%-16%、约6%-约15%、约7%-14%、约8%-13%、约9%-12%、约10%-11%、约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约6%、约7%、约8%、约9%、约10%、约11%、约12%、约13%、约14%、约15%、约16%、约17%、约18%、约19%、约20%或≥10%的分子。在一个实施例中,本发明分子吸收颗粒在200℃下干燥30分钟之后可以在20℃下拾取或吸收>10重量%的水蒸气。

纤维

如本文所用,术语“纤维”适用于用于产生纱线和织物的单丝、复丝纤维和短纤维。纤维可以具有任何厚度、形状和长度。

在一些实施例中,本发明纤维的横截面纵横比≤4、≤3.5、≤3、≤2.5、≤2、≤1.5、约1、约1-1.5或约1-1.5。优选的纤维为大致圆柱形的。

在一些实施例中,本发明纤维的横截面半径为0.1μm-20μm、0.1μm-15μm、0.1μm-10μm、0.1μm-7.5μm、0.1μm-5μm、约0.5μm、约1μm、约1.5μm、约2μm、约2.5μm、约3μm、约3.5μm、约4μm、约4.5μm、约5μm、约5.5μm、约6μm、约6.5μm、约7μm、约7.5μm、约8μm、约8.5μm、约9μm、约9.5μm、约10μm、约10.5μm、约11μm、约11.5μm、约12μm或约12.5μm。

本发明纤维掺杂有分子吸收颗粒。在一些实施例中,不要求给定纤维或聚合物内的颗粒的浓度,而仅要求提供暴露于纤维的表面的颗粒的充足密度以实现水和/或气味分子的有效吸收。在一些实施例中,纤维含有分子吸收颗粒,所述分子吸收颗粒的颗粒与纤维或颗粒与聚合物的重量-重量比为0.05%-5%(即,500ppm-50,000ppm)、0.1%-5%、0.2%-4%、0.2%-2%、0.4%-0.6%、约0.1%、约0.2%、约0.3%、约0.4%、约0.5%、约0.6%、约0.7%、约0.8%、约0.9%、约1%、约1.5%或约2%(即,20,000ppm)。

在一些实施例中,分子吸收颗粒以0-20,000ppm、0-250ppm、250-1000ppm、1000-5000ppm、5000-20000ppm、100-1000ppm、200-2000ppm、500-6000ppm或250-20000ppm的浓度存在于聚合物或纤维中。

无机颗粒(例如,沸石和可以存在的任何TiO

在本发明的一些实施例中,将本发明纤维处理为将更多数量的分子吸收颗粒暴露于纤维的表面。在一个实施例中,纤维经受重量减小以将更多数量的分子吸收颗粒暴露于纤维的表面。在此,重量减小步骤可以改变如通过灰分测试确定的颗粒的总浓度。在示例性实施例中,将含有约4000ppm到约6000ppm沸石(和0.27%-0.35%TiO

在一些实施例中,含分子吸收颗粒的本发明纤维、纱线或片材的按重量计的灰分含量为约0.05%-5%、约0.5%-5%、约1%-5%、约1.5%-5%、约2%-5%、约0.05%-2%、约0.05%-1.5%、约0.05%-1%、约0.01%、约0.02%、约0.03%、约0.04%、约0.05%、约0.1%、约0.15%、约0.2%、约0.25%、约0.3%、约0.35%、约0.4%、约0.45%、约0.5%、约0.55%、约0.6%、约0.65%、约0.7%、约0.75%、约0.8%、约0.85%、约0.9%、约0.95%、约1%、约1.1%、约1.2%、约1.3%、约1.4%、约1.5%、约1.6%、约1.7%、约1.8%、约1.9%、约2%、约2.5%、约3%、约3.5%、约4%、约5.5%或约5%。

在一个实施例中,经改进的纤维通过减小掺杂的纤维的重量产生。重量减小的量可以是改进纺织品的吸收相关的功能同时保持织物的整体柔软度、手感和/或悬垂性的任何量。在一些实施例中,纤维/纱线的重量减小约0.5%-50%、约1%-30%、约5%-30%、约5%-50%、约5%-55%、约0.5%、约1%、约1.5%、约2%、约2.5%、约3%、约3.5%、约4%、约4.5%、约5%、约5.5%、约6%、约6.5%、约7%、约7.5%、约8%、约8.5%、约9%、约9.5%、约10%、约11%、约12%、约13%、约14%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%或约55%。

重量减小百分比,因为其涉及去除纤维/纱线的外表面的一部分,而与随着纤维半径变化的外表面部分的深度(厚度)相关。因此,在一些实施例中,被去除的外层的厚度为0.1μm-10μm、0.1μm-9μm、0.1μm-8μm、0.1μm-7μm、0.1μm-6μm、0.1μm-5μm、0.1μm-4μm、0.1μm-3μm、0.1μm-3μm、0.1μm-2μm、0.1μm-1μm、0.1μm-0.5μm、约0.1μm、约0.2μm、约0.3μm、约0.4μm、约0.5μm、约1μm、约1.5μm、约2μm、约2.5μm、约3μm、约3.5μm、约4μm、约4.5μm或约5μm。

在一些实施例中,被去除的外层的厚度为嵌入在纤维内的分子吸收颗粒的均值或众数平均直径(mean or mode average diameter)的约1%-99%、约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%或约95%。在优选实施例中,被去除的外层的厚度不超过嵌入在纤维内的分子吸收颗粒的均值或众数平均直径的约50%。

在一个示例性实施例中,将具有7.5μm半径和176.71μm

表1:重量与半径的变化

如本文所公开的,掺杂颗粒的纤维或纱线的半径或重量的减小与对水、气味或其它分子的吸收的改进以及伴随的织物功能的改进相关。使用了几种方法来测量纺织品的吸收能力。例如,对丁烷的吸收用作对丁酸(即气味分子)的吸收的指标,并且与纺织品去除气味(并且类似地,去除水分和降低湿度)的能力相关。因此,丁烷吸收率(如通过如ASTMD5228等标准测试程序确定的)与表示为每单位重量的纤维/纱线吸收的丁烷的相对重量的气味活性值(OAV)相关。在此,OAV为1意味着1克掺杂的纤维/纱线吸收0.1毫克丁烷,OAV为10意味着1克掺杂的纤维/纱线吸收1毫克丁烷,OAV为100意味着1克掺杂的纤维/纱线吸收10毫克丁烷。此外,与第二制品的OAV为10相比第一制品的OAV为100意味着第一制品吸收多10倍的每重量分子(例如,气味分子或如丁烷等指示分子)。

在一个实施例中,相对于未重量减小的类似掺杂颗粒的纤维或纱线,被重量减小以去除纤维或纱线的外表面的一部分的掺杂颗粒的纤维或纱线的OAV增大了40%-360%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约100%、约110%、约120%、约130%、约140%、约160%、约170%、约180%、约190%、约200%、约220%、约240%、约260%、约280%、约300%、约320%、约340%、约360%、约380%、约400%或多于300%。

在一个实施例中,相对于未重量减小的类似掺杂颗粒的纤维或纱线,被重量减小以去除纤维或纱线的外表面的一部分的掺杂颗粒的纤维或纱线的OAV增大了40%-360%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、约75%、约80%、约85%、约90%、约95%、约100%、约110%、约120%、约130%、约140%、约160%、约170%、约180%、约190%、约200%、约220%、约240%、约260%、约280%、约300%、约320%、约340%、约360%、约380%、约400%或多于300%。

在一个实施例中,本发明掺杂颗粒的纤维或纱线的OAV为约15-50、≥15、≥20、≥25、≥30、≥35、≥40、≥45、≥50、约15、约20、约25、约30、约35、约40、约45或约50。

在一个示例性实施例中,掺杂有至少约5000ppm沸石的7.5μm半径的聚酯纤维样品被重量减小了约5%到约50%,并且经受了丁烷负载。在此,OAV关于从5%到约30%重量减小的不断增加的重量减小而增大,此时OAV达到平台期(图1)。

制造方法

可以通过现在已知或尚未发现的任何方法制造掺杂有分子吸收颗粒并具有经改进的纺织品吸收和舒适度特性的本发明纤维和纱线。

转到图2,在一个实施例中,本发明纤维通过方法200制备,所述方法包含以下步骤:通过使聚合物熔融或使聚合物在溶剂中溶解来液化聚合物210;向熔融或溶解聚合物中添加分子吸收颗粒以产生混合物220;使混合物穿过模头或喷丝头以形成纤维230;使纤维冷却或沉淀以形成固化的纤维240;以及去除固化的纤维的外层的一部分250以将分子吸收颗粒的子集暴露于环境。

在一个实施例中,使用熔体纺丝方法形成纤维,由此将熔融聚合物(例如,合成聚合物,如聚酯、尼龙,或更具体地聚对苯二甲酸乙二醇酯)与分子吸收颗粒组合,随后通过喷丝头挤出,并且随后通过冷却直接固化。然后使成型的纤维或纱线经受重量减小步骤以促进分子吸收颗粒暴露于纤维的外表面。

在一个实施例中,使用干纺丝方法形成纤维,由此将聚合物与溶剂组合并溶解,将分子吸收颗粒添加到溶液中,并且随后通过喷射喷嘴将悬浮液馈送到纺丝管道中,在所述纺丝管道中借助于通过喷丝头挤出的加热的气流对纺丝的纤维进行干燥,并且随后通过冷却直接固化。然后使成型的纤维或纱线经受重量减小步骤以促进分子吸收颗粒暴露于纤维的外表面。

在一个实施例中,使用湿纺丝方法形成纤维,由此将聚合物(例如,天然聚合物,如纤维素)与溶剂组合并溶解,将分子吸收颗粒添加到溶液中,并且随后通过喷射喷嘴将悬浮液馈送到喷丝头中,所述喷丝头浸没在化学浴中,这使纤维沉淀,并且随后在出现时固化。然后使成型的纤维或纱线经受重量减小步骤以促进分子吸收颗粒暴露于纤维的外表面。

在一个实施例中,使产生的纤维或纱线经受重量减小以去除外层的一部分以将分子吸收颗粒暴露于外部环境。重量减小的方法包含任何已知的或尚未发现的方法。重量减小的方法可以是化学或物理方法。在另一实施例中,“重量减小”是指减小聚合物与颗粒的重量比,这可以通过增加颗粒在聚合物中的相对负载浓度来实现。

在一些实施例中,纤维或纱线通过苛性还原(例如,LiOH、NaOH或KOH处理)、酸性氧化(例如,硫酸、磷酸或盐酸处理)、酶消化(例如,纤维素酶处理)、丝光处理、溶剂处理、去污剂处理、电晕放电、UV蚀刻或氧化、激光蚀刻、等离子蚀刻、模头切割(使纤维或纱线延伸穿过剥离外层的一部分的模头)等被重量减小。

在更具体的实施例中,掺杂的聚酯纱线的重量减小通过苛性还原来实现。在此,将通过熔体纺丝制成并且含有0.2重量%-2重量%,优选地约0.5重量%的分子吸收颗粒,优选地沸石,的聚酯纱线在90℃下暴露于10%NaOH溶液持续15分钟到2小时以除去聚酯外层。在示例性实施例中,在90℃下用10%(w/w)NaOH溶液对7.5μm半径的聚酯75-48纱线(PET)进行处理持续不同的时间,从而使重量减小在比约40-45分钟长的处理时间内增加,在此情况下重量损失显示为平台期(表2和图3)。

表2:时间对重量损失的影响

在一些实施例中,将掺杂的聚合物浇铸或挤出为片材。在此,使片材通过如本文所述的化学或物理方法经受重量减小。在一些实施例中,掺杂的聚合物片材通过研磨或刨削(planning)来重量减轻。在一些实施例中,重量减轻的掺杂的聚合物片材可以按层组装或紧固在较大片材中以产生织物、垫子、制造材料等。

织物

使用所公开的经改进的纤维和纱线制成的织物和衣服的气味减小得到改进、湿度减小得到改进并且表观温度属性更低。在此,由所公开的经改进的纤维和纱线制成的服装的表观温度低于由未重量减小的纤维和纱线制成的服装。如本文所用,术语“表观温度”是指考虑到湿度的感知到的温度。通过从皮肤与服装之间的小气候中去除水蒸气,经改进的公开的织物管理整体表观温度并随之增加了着装者的舒适度。在此,表观温度可以通过测量着装者的皮肤附近的温度和湿度并使用Robert G.Steadman,“表观温度的通用标度(AUniversal Scale of Apparent Temperature)”,《气候和应用计量学杂志(Journal ofClimate and Applied Meterology)》,23:1674-1687(1984)中描述的算法来确定,所述文献通过引用以其整体在此并入。

在一个实施例中,相对于穿着用类似掺杂分子吸收颗粒的纤维和纱线但未使用重量减小步骤制成的类似制造的服装的着装者的表观温度,本发明服装或织物将服装或织物的着装者的表观温度降低了约0.5℃、约1℃、约1.5℃、约2℃、约2.5℃、约3℃、约3.5℃、约4℃、约4.5℃、约5℃、约5.5℃、约6℃、约6.5℃、约7℃、约7.5℃或约8℃。

本领域的技术人员将理解,本发明可以通过所描述的实施例以外的方式实施,所述实施例是出于说明而非限制的目的而呈现的,并且本发明仅由所附权利要求书限制。

本发明提供了具体非限制性方面和其实施例。

在第一方面,本发明提供了一种制品。

在第一方面的第一实施例中,所述制品包括聚合物和嵌入在所述聚合物内的多个颗粒,其中所述聚合物的表面的一部分被去除以将所述多个颗粒的子集暴露于外部环境。

在第一方面的第二实施例中,第一实施例的所述聚合物的所述表面的被去除的所述部分占去除所述表面部分之前所述聚合物的5重量%-50重量%。

在第一方面的第三实施例中,第一实施例或第二实施例的所述多个颗粒包括平均直径为0.2μm-50μm的颗粒。

在第一方面的第四实施例中,第一实施例到第三实施例中任一个的所述多个颗粒的表面积为至少约每克10平方米。

在第一方面的第五实施例中,第一实施例到第四实施例中任一个的所述多个颗粒可以吸收至少10重量%的水。

在第一方面的第六实施例中,第一实施例到第五实施例中任一个的所述多个颗粒包括沸石。

在第一方面的第七实施例中,第一实施例到第六实施例中任一个的所述多个颗粒包括活性炭。

在第一方面的第八实施例中,第一实施例到第七实施例中任一个的所述多个颗粒不包括银或银离子。

在第一方面的第九实施例中,第一实施例到第八实施例中任一项的所述聚合物包括聚酯或其它合成聚合物或由聚酯或其它合成聚合物组成。

在第一方面的第十实施例中,第一实施例到第八实施例中任一项的所述聚合物包括纤维素或其它天然聚合物或由纤维素或其它天然聚合物组成。

在第一方面的第十一实施例中,嵌入在第一实施例到第十实施例中任一项的所述聚合物中的颗粒的浓度为0.1重量%-2重量%。

在第一方面的第十二实施例中,第一实施例到第十一实施例中任一项的所述制品为纤维,所述纤维包括用于形成纱线的两根或更多根细丝。

在第一方面的第十三实施例中,第一实施例到第十一实施例中任一项的所述制品为单丝纤维。

在第一方面的第十四实施例中,第一实施例到十三实施例中任一项的所述多个颗粒中的一个或多个颗粒吸收区域中介于700到1500cm

在第二方面,本发明提供了一种纤维。

在第二方面的第一实施例中,所述纤维包括聚合物和嵌入在所述聚合物内的多个颗粒,其中所述纤维的表面的一部分被去除以将所述多个颗粒的子集暴露于外部环境。

在第二方面的第二实施例中,第一实施例的所述纤维的所述表面的被去除的所述部分占去除所述表面部分之前所述纤维的5重量%-50重量%。

在第二方面的第三实施例中,第一实施例或第二实施例的所述多个颗粒包括平均直径为0.2μm-50μm的颗粒。

在第二方面的第四实施例中,第一实施例到第三实施例中任一项的所述多个颗粒的表面积为至少约每克10平方米。

在第二方面的第五实施例中,第一实施例到第四实施例中任一项的所述多个颗粒可以吸收至少10重量%的水。

在第二方面的第六实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述纤维的平均横截面纵横比为约1-2。

在第二方面的第七实施例中,第一实施例到第六实施例中任一项的颗粒(a)以百万分之250-20,000份的浓度存在,或者(b)均匀地分布在所述纤维的整个积横截面上,超出所述纤维的表面并且包含所述表面。

在第二方面的第八实施例中,第一实施例到第七实施例中任一项的所述多个颗粒包括沸石。

在第二方面的第九实施例中,第一实施例到第八实施例中任一项的所述多个颗粒包括活性炭。

在第二方面的第十实施例中,第一实施例到第九实施例中任一项的所述多个颗粒不包括银或银离子。

在第二方面的第十一实施例中,第一实施例到第十实施例中任一项的所述聚合物包括聚酯或其它合成聚合物。

在第二方面的第十二实施例中,第一实施例到第十实施例中任一项的所述聚合物包括纤维素或其它天然聚合物。

在第二方面的第十三实施例中,第一实施例到第十实施例或第十二实施例中任一项的所述纤维为人造丝纤维、莱赛尔纤维、人造纤维或宾堡纤维(bemberg fiber)。

在第二方面的第十四实施例中,第一实施例到第十三实施例中任一项的所述纤维为纱线,所述纱线包括两根或更多根细丝。

在第二方面的第十五实施例中,第一实施例到第十三实施例中任一项的所述纤维为单丝。

在第二方面的第十六实施例中,第一实施例到第十五实施例中任一项的一个或多个颗粒吸收区域中介于700到1500cm

在第二方面的第十七实施例中,第一实施例到第十六实施例中任一项的所述纤维可以吸收10重量%-50重量%的丁烷。

在第三方面,本发明提供了一种纺织品,其包括分子吸收纤维。

在第三方面的第一实施例中,所述纤维包括聚合物和嵌入在所述聚合物内的多个颗粒,其中每根纤维的表面的一部分被去除以将所述多个颗粒的子集暴露于外部环境。

在第三方面的第二实施例中,第一实施例的所述纤维的所述表面的被去除的所述部分占去除所述表面部分之前所述纤维的5重量%-50重量%。

在第三方面的第三实施例中,第一实施例或第二实施例的所述多个颗粒包括平均直径为0.2μm-50μm的颗粒。

在第三方面的第四实施例中,第一实施例到第三实施例中任一项的所述多个颗粒的表面积为至少约每克10平方米。

在第三方面的第五实施例中,第一实施例到第四实施例中任一项的所述多个颗粒可以吸收至少10重量%的水。

在第三方面的第六实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述纤维的平均横截面纵横比为约1-2。

在第三方面的第七实施例中,第一实施例到第六实施例中任一项的颗粒(a)以百万分之250-20,000份的浓度存在,或者(b)均匀地分布在所述纤维的整个横截面上,超出所述纤维的表面并且包含所述表面。

在第三方面的第八实施例中,第一实施例到第七实施例中任一项的所述多个颗粒包括沸石。

在第三方面的第九实施例中,第一实施例到第八实施例中任一项的所述多个颗粒包括活性炭。

在第三方面的第十实施例中,第一实施例到第九实施例中任一项的所述多个颗粒不包括银或银离子。

在第三方面的第十一实施例中,第一实施例到第十实施例中任一项的所述聚合物包括聚酯或其它合成聚合物。

在第三方面的第十二实施例中,第一实施例到第十实施例中任一项的所述聚合物包括纤维素或其它天然聚合物。

在第三方面的第十三实施例中,第一实施例到第十实施例或第十二实施例中任一项的所述纤维包括人造丝纤维、莱赛尔纤维、人造纤维或宾堡纤维。

在第三方面的第十四实施例中,第一实施例到第十三实施例中任一项的所述纤维为纱线,所述纱线包括两根或更多根细丝。

在第三方面的第十五实施例中,第一实施例到第十三实施例中任一项的所述纤维为单丝。

在第三方面的第十六实施例中,第一实施例到第十五实施例中任一项的所述多个颗粒中的一个或多个颗粒吸收区域中介于700到1500cm

在第三方面的第十七实施例中,第一实施例到第十六实施例中任一项的所述纺织品吸收足够的水蒸气以降低穿着所述纺织品的受试者的皮肤附近的湿度。

在第三方面的第十八实施例中,第一实施例到第十七实施例中任一项的所述纺织品将受试者的皮肤附近的表观温度降低0.5℃-15℃。

在第四方面,本发明提供了一种用于制造纤维的方法。

在第四方面的第一实施例中,所述用于制备所述纤维的方法包括以下步骤:(a)提供液体聚合物或熔融聚合物(例如,在如熔融可流动聚酯等合成聚合物的情况下)或液体聚合物溶液(例如,在用于产生再生性纤维素纤维的溶解纤维素的情况下);(b)向所述液体聚合物或所述熔融聚合物或所述液体聚合物溶液掺杂0.5重量%-10重量%的颗粒;(c)由所述掺杂颗粒的聚合物形成纤维;以及(d)去除所述纤维的表面层的一部分以将所述颗粒暴露于外部环境。

在第四方面的第二实施例中,第一实施例的所述纤维的横截面纵横比为约1-2。

在第四方面的第三实施例中,第一实施例或第二实施例的颗粒(a)以百万分之250-20,000份的浓度存在,或者(b)均匀地分布在所述纤维的整个横截面上,超出所述纤维的表面并且包含所述表面。

在第四方面的第四实施例中,第一实施例到第三实施例中任一项的所述颗粒的平均直径为所述纤维的平均直径的0.01-0.2。

在第四方面的第五实施例中,第一实施例到第四实施例中任一项的所述颗粒可以吸收至少10重量%的水。

在第四方面的第六实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述聚合物包括合成单体。

在第四方面的第七实施例中,第一实施例到第六实施例中任一项的所述聚合物包括对苯二甲酸乙二醇酯单体。

在第四方面的第八实施例中,第一实施例到第七实施例中任一项的所述聚合物包括聚酯。

在第四方面的第九实施例中,第一实施例到第八实施例中任一项的所述纤维通过熔融挤出所述液体聚合物或所述熔融聚合物形成。

在第四方面的第十实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述聚合物包括天然单体。

在第四方面的第十一实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例中任一项的所述聚合物包括D-葡萄糖单体。

在第四方面的第十二实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例到第十一实施例中任一项的所述聚合物包括纤维素。

在第四方面的第十三实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例到第十二实施例中任一项的所述纤维通过对所述液体聚合物溶液进行湿纺丝形成。

在第四方面的第十四实施例中,第一实施例到第十三实施例中任一项的所述颗粒的平均直径为0.2μm-50μm。

在第四方面的第十五实施例中,第一实施例到第十四实施例中任一项的所述纤维的所述表面层的被去除的所述部分的厚度为所述颗粒的所述平均直径的约0.1-10倍。

在第四方面的第十六实施例中,第一实施例到第十五实施例中任一项的所述纤维的所述表面层的被去除的重量为去除所述层之前所述纤维的重量的5%-50%。

在第四方面的第十七实施例中,第一实施例到第十六实施例中任一项的所述纤维为气味活性值(OAV)为至少15的短纤维。

在第四方面的第十八实施例中,第一实施例到第十七实施例中任一项的所述颗粒的表面积大于每克10平方米。

在第四方面的第十九实施例中,第一实施例到第十八实施例中任一项的所述颗粒包括沸石。

在第四方面的第二十实施例中,第一实施例到第十九实施例中任一项的所述颗粒包括活性炭。

在第四方面的第二十一实施例中,第一实施例到第二十实施例中任一项的所述颗粒不包括银或银离子。

在第四方面的第二十二实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过苛性还原去除。

在第四方面的第二十三实施例中,第一实施例到第二十二实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过在约80℃-100℃下用5%-25%NaOH、LiOH或KOH对所述纤维进行处理持续约15分钟-45分钟被去除。

在第四方面的第二十四实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过酶消化去除。

在第四方面的第二十五实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过丝光处理去除。

在第四方面的第二十六实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过激光蚀刻去除。

在第四方面的第二十七实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过等离子蚀刻去除。

在第五方面,本发明提供了一种可用于制造纺织织物的纤维。

在第五方面的第一实施例中,所述纤维通过以下制造:(a)提供液体聚合物或熔融聚合物(例如,在如熔融可流动聚酯等合成聚合物的情况下)或液体聚合物溶液(例如,在用于产生再生性纤维素纤维的溶解纤维素的情况下);(b)向所述液体聚合物或所述熔融聚合物或所述液体聚合物溶液掺杂0.5重量%-10重量%的颗粒;(c)由所述掺杂颗粒的聚合物形成纤维;以及(d)去除所述纤维的表面层的一部分以将所述颗粒暴露于外部环境。

在第五方面的第二实施例中,第一实施例的所述纤维的横截面纵横比为约1-2。

在第五方面的第三实施例中,第一实施例或第二实施例的颗粒(a)以百万分之250-20,000份的浓度存在,或者(b)均匀地分布在所述纤维的整个横截面上,超出所述纤维的表面并且包含所述表面。

在第五方面的第四实施例中,第一实施例到第三实施例中任一项的所述颗粒的平均直径为所述纤维的直径的0.01-0.2。

在第五方面的第五实施例中,第一实施例到第四实施例中任一项的所述颗粒可以吸收至少10重量%的水。

在第五方面的第六实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述聚合物包括合成单体。

在第五方面的第七实施例中,第一实施例到第六实施例中任一项的所述聚合物包括对苯二甲酸乙二醇酯单体。

在第五方面的第八实施例中,第一实施例到第七实施例中任一项的所述聚合物包括聚酯。

在第五方面的第九实施例中,第一实施例到第八实施例中任一项的所述纤维通过熔融挤出所述液体聚合物或所述熔融聚合物形成。

在第五方面的第十实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述聚合物包括天然单体。

在第五方面的第十一实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例中任一项的所述聚合物包括D-葡萄糖单体。

在第五方面的第十二实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例到第十一实施例中任一项的所述聚合物包括纤维素。

在第五方面的第十三实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例到第十二实施例中任一项的所述纤维通过对所述液体聚合物溶液进行湿纺丝形成。

在第五方面的第十四实施例中,第一实施例到第十三实施例中任一项的所述颗粒的平均直径为0.2μm-50μm。

在第五方面的第十五实施例中,第一实施例到第十四实施例中任一项的所述纤维的所述表面层的被去除的所述部分的厚度为所述颗粒的所述平均直径的约0.1-10倍。

在第五方面的第十六实施例中,第一实施例到第十五实施例中任一项的所述纤维的所述表面层的被去除的重量为去除所述层之前所述纤维的重量的5%-50%。

在第五方面的第十七实施例中,第一实施例到第十六实施例中任一项的所述纤维为气味活性值(OAV)为至少15的短纤维。

在第五方面的第十八实施例中,第一实施例到第十七实施例中任一项的所述颗粒的表面积大于每克10平方米。

在第五方面的第十九实施例中,第一实施例到第十八实施例中任一项的所述颗粒包括沸石。

在第五方面的第二十实施例中,第一实施例到第十九实施例中任一项的所述颗粒包括活性炭。

在第五方面的第二十一实施例中,第一实施例到第二十实施例中任一项的所述颗粒不包括银或银离子。

在第五方面的第二十二实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过苛性还原去除。

在第五方面的第二十三实施例中,第一实施例到第二十二实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过在约80℃-100℃下用5%-25%NaOH、LiOH或KOH对所述纤维进行处理持续约15分钟-45分钟被去除。

在第五方面的第二十四实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过酶消化去除。

在第五方面的第二十五实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过丝光处理去除。

在第五方面的第二十六实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过激光蚀刻去除。

在第五方面的第二十七实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过等离子蚀刻去除。

在第六方面,本发明提供了一种用于制造纺织织物的方法。

在第六方面的第一实施例中,所述纺织织物通过以下制造:(a)提供液体聚合物或熔融聚合物(例如,在如熔融可流动聚酯等合成聚合物的情况下)或液体聚合物溶液(例如,在用于产生再生性纤维素纤维的溶解纤维素的情况下);(b)向所述液体聚合物或所述熔融聚合物或所述液体聚合物溶液掺杂0.5重量%-10重量%的颗粒;(c)由所述掺杂颗粒的聚合物形成纤维;(d)去除所述纤维的表面层的一部分以将所述颗粒暴露于外部环境;以及(e)编织或针织所述纤维以产生能够吸收水蒸气的纺织品。

在第六方面的第二实施例中,第一实施例的所述纤维的横截面纵横比为约1-2。

在第六方面的第三实施例中,第一实施例或第二实施例的颗粒(a)以百万分之250-20,000份的浓度存在,或者(b)均匀地分布在所述纤维的整个横截面上,超出所述纤维的表面并且包含所述表面。

在第六方面的第四实施例中,第一实施例到第三实施例中任一项的所述颗粒的平均直径为所述纤维的平均直径的0.01-0.2。

在第六方面的第五实施例中,第一实施例到第四实施例中任一项的所述颗粒可以吸收至少10重量%的水。

在第六方面的第六实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述聚合物包括合成单体。

在第六方面的第七实施例中,第一实施例到第六实施例中任一项的所述聚合物包括对苯二甲酸乙二醇酯单体。

在第六方面的第八实施例中,第一实施例到第七实施例中任一项的所述聚合物包括聚酯。

在第六方面的第九实施例中,第一实施例到第八实施例中任一项的所述纤维通过熔融挤出所述液体聚合物或所述熔融聚合物形成。

在第六方面的第十实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述聚合物包括天然单体。

在第六方面的第十一实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例中任一项的所述聚合物包括D-葡萄糖单体。

在第六方面的第十二实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例到第十一实施例中任一项的所述聚合物包括纤维素。

在第六方面的第十三实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例到第十二实施例中任一项的所述纤维通过对所述液体聚合物溶液进行湿纺丝形成。

在第六方面的第十四实施例中,第一实施例到第十三实施例中任一项的所述颗粒的平均直径为0.2μm-50μm。

在第六方面的第十五实施例中,第一实施例到第十四实施例中任一项的所述纤维的所述表面层的被去除的所述部分的厚度为所述颗粒的所述平均直径的约0.1-10倍。

在第六方面的第十六实施例中,第一实施例到第十五实施例中任一项的所述纤维的所述表面层的被去除的重量为去除所述层之前所述纤维的重量的5%-50%。

在第六方面的第十七实施例中,第一实施例到第十六实施例中任一项的所述纤维为气味活性值(OAV)为至少15的短纤维。

在第六方面的第十八实施例中,第一实施例到第十七实施例中任一项的所述颗粒的表面积大于每克10平方米。

在第六方面的第十九实施例中,第一实施例到第十八实施例中任一项的所述颗粒包括沸石。

在第六方面的第二十实施例中,第一实施例到第十九实施例中任一项的所述颗粒包括活性炭。

在第六方面的第二十一实施例中,第一实施例到第二十实施例中任一项的所述颗粒不包括银或银离子。

在第六方面的第二十二实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过苛性还原去除。

在第四方面的第二十三实施例中,第一实施例到第二十二实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过在约80℃-100℃下用5%-25%NaOH、LiOH或KOH对所述纤维进行处理持续约15分钟-45分钟被去除。

在第四方面的第二十四实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过酶消化去除。

在第四方面的第二十五实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过丝光处理去除。

在第四方面的第二十六实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过激光蚀刻去除。

在第六方面的第二十七实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过等离子蚀刻去除。

在第五方面的第二十八实施例中,第一实施例到第二十七实施例中任一项的所述纺织织物吸收足够的水蒸气以降低穿着所述纺织品的受试者的皮肤附近的湿度。

在第五方面的第二十九实施例中,第一实施例到第二十八实施例中任一项的所述纺织织物将穿着所述纺织织物的受试者的皮肤附近的表观温度降低0.5℃-15℃。

在第七方面,本发明提供了一种吸收水和其它分子的纺织织物。

在第七方面的第一实施例中,所述纺织织物通过包括以下步骤的方法制造:(a)提供液体聚合物或熔融聚合物(例如,在如熔融可流动聚酯等合成聚合物的情况下)或液体聚合物溶液(例如,在用于产生再生性纤维素纤维的溶解纤维素的情况下);(b)向所述液体聚合物或所述熔融聚合物或所述液体聚合物溶液掺杂0.5重量%-10重量%的颗粒;(c)由所述掺杂颗粒的聚合物形成纤维;(d)去除所述纤维的表面层的一部分以将所述颗粒暴露于外部环境;以及(e)编织或针织所述纤维以产生能够吸收水蒸气的纺织品。

在第七方面的第二实施例中,第一实施例的所述纤维的横截面纵横比为约1-2。

在第七方面的第三实施例中,第一实施例或第二实施例的颗粒(a)以百万分之250-20,000份的浓度存在,或者(b)均匀地分布在所述纤维的整个横截面上,超出所述纤维的表面并且包含所述表面。

在第七方面的第四实施例中,第一实施例到第三实施例中任一项的所述颗粒的平均直径为所述纤维的平均直径的0.01-0.2。

在第七方面的第五实施例中,第一实施例到第四实施例中任一项的所述颗粒可以吸收至少10重量%的水。

在第七方面的第六实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述聚合物包括合成单体。

在第七方面的第七实施例中,第一实施例到第六实施例中任一项的所述聚合物包括对苯二甲酸乙二醇酯单体。

在第七方面的第八实施例中,第一实施例到第七实施例中任一项的所述聚合物包括聚酯。

在第七方面的第九实施例中,第一实施例到第八实施例中任一项的所述纤维通过熔融挤出所述液体聚合物或所述熔融聚合物形成。

在第七方面的第十实施例中,第一实施例到第五实施例中任一项的所述聚合物包括天然单体。

在第七方面的第十一实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例中任一项的所述聚合物包括D-葡萄糖单体。

在第七方面的第十二实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例到第十一实施例中任一项的所述聚合物包括纤维素。

在第七方面的第十三实施例中,第一实施例到第五实施例和第十实施例到第十二实施例中任一项的所述纤维通过对所述液体聚合物溶液进行湿纺丝形成。

在第七方面的第十四实施例中,第一实施例到第十三实施例中任一项的所述颗粒的平均直径为0.2μm-50μm。

在第七方面的第十五实施例中,第一实施例到第十四实施例中任一项的所述纤维的所述表面层的被去除的所述部分的厚度为所述颗粒的所述平均直径的约0.1-10倍。

在第七方面的第十六实施例中,第一实施例到第十五实施例中任一项的所述纤维的所述表面层的被去除的重量为去除所述层之前所述纤维的重量的5%-50%。

在第七方面的第十七实施例中,第一实施例到第十六实施例中任一项的所述纤维为气味活性值(OAV)为至少15的短纤维。

在第七方面的第十八实施例中,第一实施例到第十七实施例中任一项的所述颗粒的表面积大于每克10平方米。

在第七方面的第十九实施例中,第一实施例到第十八实施例中任一项的所述颗粒包括沸石。

在第七方面的第二十实施例中,第一实施例到第十九实施例中任一项的所述颗粒包括活性炭。

在第七方面的第二十一实施例中,第一实施例到第二十实施例中任一项的所述颗粒不包括银或银离子。

在第七方面的第二十二实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过苛性还原去除。

在第七方面的第二十三实施例中,第一实施例到第二十二实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过在约80℃-100℃下用5%-25%NaOH、LiOH或KOH对所述纤维进行处理持续约15分钟-45分钟被去除。

在第七方面的第二十四实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过酶消化去除。

在第七方面的第二十五实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过丝光处理去除。

在第七方面的第二十六实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过激光蚀刻去除。

在第七方面的第二十七实施例中,第一实施例到第二十一实施例中任一项的所述纤维的表面层的所述部分通过等离子蚀刻去除。

在第七方面的第二十八实施例中,第一实施例到第二十七实施例中任一项的所述纺织织物吸收足够的水蒸气以降低穿着所述纺织品的受试者的皮肤附近的湿度。

在第七方面的第二十九实施例中,第一实施例到第二十八实施例中任一项的所述纺织织物将穿着所述纺织织物的受试者的皮肤附近的表观温度降低0.5℃-15℃。

材料

使用由汇维仕公司(韩国首尔(Huvis Corporation,Seoul,KR))(DY820,12/9/2014)制造的掺杂有分子吸收沸石颗粒的75/48/1细丝聚酯纱线作为测试样品。对所有样本使用同一纱线线轴。

实验

提取来自同一纱线线轴的纱线样本,并且在90℃下用10%w/w NaOH溶液对所述纱线样本进行处理,持续不同的时间段。处理时间越长,从纱线中去除的聚酯就越多。测量纱线束在处理之前和之后的干重。重量损失以百分比程序。期望产生重量损失为0%、5%、10%和50%的样品。确定每个样本的重量损失的实际量。测试每个样本的丁烷吸收率和灰分百分比。丁烷吸收率是暴露的添加剂表面积的量的量度。较高值意味着较高表面积暴露。

结果

表3是产生的样本、实际重量减小、丁烷吸收率值(OAV)和OAV变化的百分比的总结。

表3

参考表5,在p<0.10的情况下,所有样品的OAV值在统计学上不同,除了10%重量减小的样品与50%重量减小的样品之间的差异外。

收集每种不同重量减小细丝的表面的SEM图像,并且所述图像在图4-7中示出。图4描绘了对照纱线的SEM。请注意,纱线的表面光滑,偶尔会有颗粒暴露。这些颗粒为分子吸收颗粒或TiO

图7描绘了50%重量减小的样品。表面已变得极度粗糙,但OAV值在统计上没有更大。这可能是由于颗粒被去除或没有更多的额外颗粒表面被暴露。

结论

NaOH重量减小处理暴露了更多分子吸收颗粒表面积,如通过OAV测量的。这在0%重量减小与13%重量减小之间呈线性趋势,与本实例中的10%样本相比,50%重量减小未显示出任何OAV增加。

背景

人体舒适度与皮肤附近的感知到的湿度和温度直接相关。表观温度测量是衡量衣服对人的感知到的舒适度的影响的一种方法。参见Steadman,R.G.;“对闷热的评估(第I部分):基于人体生理学和衣服科学的温度-湿度指数(The Assessment of Sultriness.PartI:ATemperature-Humidity Index Based on Human Physiology and ClothingScience)”;《应用气象学和气候学杂志(Journal of Applied Meteorology andClimatology)》;1979年7月;861。为了准确确定衣服对舒适度的影响,应该直接测量皮肤附近(衣服下面)的湿度和温度,而不是仅仅使用织物物理特性测试。可以使用如AATCC 200和201等织物物理特性测试来测量织物特性,但应注意何时使用这些测试来了解整体舒适度。参见Wojciechowska,I.;“水分管理测试的挑战(Challenges in Moisture ManagementTesting)”;《AATCC评论(AATCC Review)》;第18卷,第2期,第31页。织物特性测试侧重于织物的一个方面,因此需要与几种测试和现场试验组合使用来了解织物对舒适度的全面影响。直接测量皮肤附近的湿度和温度比织物物理特性测试更能模拟现实生活情形,并且更准确地测量人体舒适度。

先前的研究测量了存在和不存在含有分子吸收颗粒的纤维的各个服装系统之间的表观温度差异。(表观温度是湿度对温度的影响,其预测一个人在穿着测试服装系统时的“感觉”。)这些研究测量了在受控环境中衣服下面的温度和湿度,所述受控环境调节测试受试者执行以产生湿度挑战的工作的量。已经发现,含有分子吸收颗粒的重量减小的纤维的纳入降低了表观温度积累,从而为测试受试者带来了更宽的舒适度范围。在此实例中,使用了两件长袍测试服装,一件含有掺杂分子吸收颗粒的纤维,且另一件没有所述颗粒。通过在受控环境内产生热的不同工作量确定了每件长袍下的表观温度。

样品

两件长袍由相似的织物制成,不同之处在于一种织物含有重量减小的掺杂颗粒的纤维(实验织物),并且另一种织物含有没有颗粒掺杂的重量减小的纤维(对照织物)。两件长袍的织物在构造、重量和透气性方面都相似。

实验长袍织物是编织的(115×94支数),含有掺杂50%颗粒的聚酯(纬编)、40/145%聚酯和5%Tufcel(经编),133g/m

对照长袍织物是编织的(115×94支数),含有50%聚酯(纬编)、40/1 45%聚酯和5%Tufcel(经编),139g/m

测试

在设置为28℃和30%相对湿度的气候受控的室中执行测试。将温度、湿度和工作设置选择为以便于在不产生过多液体汗液产生的情况下产生湿度挑战。这允许测试服装上的汗水蒸气挑战的性能。在两个系统的测试期间使用了单个受试者。

使用者将两件长袍都穿在同一件轻质网眼衬衫上。在这件衬衫的背面安装了14个传感器,并且然后将长袍穿在衬衫和传感器之上。受试者在测试之前平衡到室内条件持续30分钟,然后传感器开始记录温度和湿度持续60分钟。

受试者休息5分钟,在80瓦输出下踩踏板10分钟,休息10分钟,在90瓦输出下踩踏板10分钟,休息10分钟,在100瓦输出下踩踏板10分钟,并且最后休息5分钟。在上午的试验与下午的试验之间,受试者休息了2小时。

已经发现,由于人类昼夜节律,测试仪的湿度产生会根据一天中的时间而变化。为了说明全天湿度产生的变化,在两天内的同一时间执行了测试。图8中呈现的数据是在上午和下午测试的给定系统的传感器的平均。

结果

表观温度标度被最初产生以帮助提醒人们注意潜在的热引起的健康问题。表观温度也可以用于了解衣服下面的湿度和温度两者的影响。这是因为计算结果考虑了从汗液蒸发冷却和湿度对蒸发的影响。计算结果确定了“感觉”的温度,使得人们轻松地联系到标度。

收集了两个长袍测试用例的测量长袍下面的温度和湿度的传感器。图8是实验长袍和对照长袍在60分钟测试内的平均表观温度。与对照长袍(没有分子吸收颗粒)相比,实验长袍(具有分子吸收颗粒)总是感觉更凉爽。所述实验长袍感觉凉爽6.9℃,其中平均差异为3.7℃,并且对于24%的测试凉爽>5.0℃。请注意,在58分钟标记处,测试者脱掉了对照长袍,因此在此时温度和湿度下降。当时的值被排除在分析之外。

进一步地,测试者在穿着对照长袍时在12分钟标记处时开始产生液体汗液。(值得注意的是,当穿着实验长袍时,在整个60分钟测试内未检测到液体汗液。)传感器上的湿气会干扰读数;这些传感器被制成为测量湿度而不是液体水。湿传感器增加了测量中的“噪声”,并且无法准确测量小气候。因此,确定湿气的传感器被排除在两组数据之外。

结论

测量测试受试者的长袍下的小气候内的温度和湿度。计算具有(实验)和不具有(控制)掺杂颗粒的纱线的系统的表观温度。实验长袍比对照长袍凉爽高达6.9℃,并且在通过调节工作产生热时平均差异为3.7℃。此外,实验长袍比由含有分子吸收颗粒但未重量减小的纤维制成的长袍(第二对照)更凉爽。第二对照长袍比对照长袍凉爽约1℃。因此,重量减小在相对冷却和/或热管理方面提供了额外的显著优势。实验长袍极大地改进了用户感知到的舒适度,并且防止了测试受试者产生液体汗液,而使用者在对照长袍时在12分钟标记处开始产生液体汗液。

本领域的技术人员将理解,本发明以及本发明的方法的步骤的特征和实施例可以一起用于产生本发明的另外的实施例。尽管已经结合具体实施例详细描述了本发明,但应当理解本发明不限于以上公开的实施例。相反,本领域的技术人员将理解,本发明可以被修改以并入迄今为止未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、替代、替换或等效布置。具体实施例应被视为示例性的而非限制性的。

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