混纖紗、製造混纖紗的方法和由混纖紗製成的織物與流程

2023-06-07 16:50:56 1

發明背景

本發明涉及紗。更具體地，本發明涉及使用不同纖維形狀的組合來生產紗。還更具體地，本發明涉及混纖紗和由這樣的紗製成的織物。

現有技術描述

商業織造織物和非織造織物通常包括由捻在一起的多種纖維製成的紗。紗可以由天然纖維(如棉)和人造纖維(如形成纖維的合成聚合物)製成。這些織物通常由一種或多種紗通過織造(weaving)、縫紉(stitching)或其他接合形式而接合在一起產生。基於織物的希望的功能與織物的外觀和手感，挑選用於製成織物所選擇的紗。合成紗通常由任意的各種聚合物製成，並且由不同厚度和形狀的纖維製成。紗由捻在一起成為束的多種纖維形成。

大多數合成的人造纖維通過「擠出」製成，即迫使濃稠的粘性液體通過稱為噴絲板的裝置的微孔來形成半固體聚合物的連續絲。在形成纖維的聚合物的初始狀態，形成纖維的聚合物是固體，因此該聚合物必須首先轉化為用於擠出的流體狀態。這通常通過熔融熱塑性聚合物來實現，該熱塑性聚合物的實例是聚酯，但不限於此。一般來說，用於生產大多數人造纖維的噴絲板與浴室淋浴噴頭是相似的。噴絲板可以具有一至數百個孔。微小開口對於雜質和腐蝕非常敏感。向該微小開口進料的液體必須是經仔細過濾的，在一些情況下，噴絲板可以由非常昂貴的耐腐蝕金屬或其他適當的材料製成。維護也是關鍵的，必須定期移除和清潔噴絲板以防止堵塞。

隨著連續的絲從噴絲板的孔中出現，液體聚合物首先轉化為橡膠態，然後固化。這種長絲的擠出和固化的過程稱為紡紗(spinning)，對於聚合物絲來說，存在四種類型的紡織：溼式、乾式、熔融式和凝膠式紡紗。在熔融式紡紗中，使形成絲的物質熔融以通過噴絲板擠出，然後通過冷卻直接固化。尼龍、聚酯和其他合成聚合物以這種方式生產。當擠出的絲固化時，或甚至在絲硬化後的情況下，可以牽拉絲以提供強度。牽拉使分子鏈拉到一起並且沿絲軸而定向，產生相當強的紗。

當聚合物絲從噴絲板出現時，它們是柔軟的，並且容易通過拉伸被拉長。拉長的程度取決於特定的聚合物。拉伸迫使聚合物分子以平行的形式對齊。這提高了絲的強度、韌性和回彈性(resilient)。絲牽拉可以是變化的以大幅改變直徑和長度，這取決於最終材料所希望的特性。而且，當絲被牽拉時，它們可以變形或加捻來產生更柔軟或更暗淡的織物。在牽拉絲後，可以將它們捻在一起以產生紗。合成紗通過使用的聚合物、每單位長度的重量(稱為其旦尼爾(denier))以及用於製成合成紗的纖維絲的數目來鑑別。例如，75×72聚酯紗具有75旦尼爾，並且由捻在一起的72條絲製成的。

「纖維」是形成織物和其他紡織結構的基本元件的天然或人造物質的單元。纖維通常以長度為其直徑或寬度的至少100倍為特徵。關於本發明，纖維將用於鑑別天然或人造材料的單元，所述天然或人造材料的長度為其直徑、寬度或最長橫截面尺寸的至少100倍，並且可以紡成紗或通過各種方法(包括織造、編織、編帶(braiding)、氈化和加捻)製成織物。另一方面，「絲」是不確定長度的纖維。可以例如在天然材料(如蠶絲)中發現絲，但是其在人造材料中更常獲得。將人造纖維擠出成為絲，所述絲轉化為長絲紗、短纖維(staple)或絲束(tow)。「長絲紗(filamentyarn)」由可以捻在一起或不可以捻在一起的連續的絲組成。「細紗(spunyarn)」是通常通過加捻保持在一起的短纖維的紗或在其拉伸前的熔紡纖維的紗。「變形紗(texturedyarn)」是在後續加工中發展了拉伸和擴大的紗。「短纖維」是已經切割成一定長度的天然纖維或合成材料的絲。天然短纖維的長度取決於材料，從小於1英寸(例如棉)至大於1英尺(硬纖維)變化。人造短纖維被切割為預定長度使得其可以被加工。在紡織工業中利用術語「短纖維」對天然或切割長度的人造纖維與絲進行區分。這些定義適用於本發明的描述中。

許多織物由材料的組合製成，這是因為用由單種天然或合成材料形成的單種紗提供所有希望的織物特徵是困難的。例如，織物可以由包含兩種不同纖維材料的聚酯紗，例如包含聚醯胺(如尼龍)和棉的組合，或聚醯胺和聚酯的組合的聚酯紗。聚醯胺具有某些希望的特性，如良好的強度、回彈力以及便於維護。聚酯具有某些希望的特性，如抗皺性、高耐久性和良好的保色性。織物也可以由不同紗的組合製成，所述紗由相同的聚合物材料如尼龍或聚酯製成，但是這些不同紗的每一種具有多種相同形狀的纖維。例如，第一聚酯紗可以由接近於圓形的纖維製成，第二聚酯紗可以由「技術成形」的纖維製成，如三葉形或x形。用相對圓形的纖維製成的紗比用技術成形的纖維製成的紗便宜，但是例如三葉形具有其他更好的品質如更好的溼氣芯吸性(moisturewicking)。用紗的組合製成織物來優化希望的物理特性以及使製造成本最小化。用現有的紗結構和織物製造方法來製造具有選擇的功能性的重量更輕的織物的能力是不可行的，這是因為將單獨的紗結合在一起來實現希望的功能性是必要的。這導致織物比消費者所希望的更重。功能性和重量的平衡一直是個難題。本發明的混纖紗解決了這個難題。

製造具有三種不同纖維形狀的單種聚合物的合成紗的方法的簡化示意圖顯示於圖1中。在該實例中，紗為150/192紗。也就是說，該紗是150旦尼爾，並且其由一束192條纖維製成。該紗的纖維的三分之一是「y」形，該紗的纖維的三分之一是中空的，該紗的纖維的其餘三分之一是「x」形。在方法的第一步中，來自來源12的聚酯聚合物熔融並且穿過噴絲板14而生成第一聚酯絲16。噴絲板14包括多個y形孔(port)，在該實例中為64個這樣的孔，液化聚酯穿過這些孔。在第二步，其可以與第一步同時或與第一步不同時發生，來自來源12的聚合物熔融並且穿過噴絲板24而生成第二聚酯絲26。噴絲板24包括多個環形孔，在該實例中為64個這樣的孔，液化聚酯穿過這些孔。在第三步，來自來源12的聚合物熔融並且穿過噴絲板34而生成第三聚酯絲36。噴絲板34包括多個x形孔，在該實例中為64個這樣的孔，液化聚酯穿過這些孔。使第一聚酯絲16冷卻並且在加捻裝置18上捻在一起來製造第一聚酯束19，使第二聚酯絲26冷卻並且在加捻裝置28上捻在一起來製造第一聚酯束29，以及使第三聚酯絲36冷卻並且在加捻裝置38上捻在一起來製造第三聚酯束39。可以進一步修飾製成的每個絲組來為其提供例如織物組織(texture)或捲曲(crimping)。也可以將其切割而使其由絲變為短纖維。然後在加捻裝置40上將加捻的絲的集合捻在一起來產生紗42，所述紗42是束19和29的束。圖2顯示了束19、29和39在紗42中是彼此相鄰的。

理解的是，由不同聚合物材料的合成纖維形成的不同紗和/或由相同聚合物材料但是不同纖維形狀製成的合成纖維形成的不同紗可以用於製造感興趣的織物。然而，即使這樣，優化也具有限制。特別地，因為紗由纖維束製成，利用每種單獨纖維的特徵的所有優勢(尤其是不在束的外部的那些纖維)是非常困難的。因此，使用相對昂貴的聚合物和以特別的方式成形來提供希望的特徵的纖維製成的紗可以僅提供一部分這些希望的特徵。在圖1表示的實例中，以及如表示紗32的一部分的圖2所示，位於紗32的內部的聚酯材料的束中的纖維幾乎不接觸到不接觸其他束的纖維，並且幾乎不接觸到不接觸客體如人的皮膚或外部環境如空氣。因此，許多單獨的纖維的希望的特性直接或通過與其他形狀的纖維的相互作用對紗32用於製造的織物的特徵具有微小的影響。此外，用不同聚合物(如尼龍和聚酯)的紗和/或不同纖維構型(如圓形和三葉形纖維)的紗製成的織物對於生產可能是昂貴的。需要使用不同紗和/或多形纖維紗的這些類型的織物可能是昂貴的，這是因為它們需要生產需要使用多個噴絲板和多個紗形成步驟的不同纖維。除了上文提及的，對於紗製造的現狀，必須使用的紗會產生相對重的織物，這對於各種希望的織物功能(包括但不限於涼爽織物)可能是不希望的。例如，用150旦尼爾紗製成的織物可以具有某些希望的功能性，如有效的芯吸作用，但是其只是太重而對消費者使用是不希望的。

當前的利用多種紗實現多功能的織物具有固有質量、重量和一致性問題，例如其不利於開發消費者希望的確切織物。因為使用的多種紗通常由不同的紗製造商生產，所以通常它們由不同的聚合物組成。在用不同聚合物製成的紗共混的紡織過程中，經常存在拉緊、條痕(barré)、重量和染色不均問題，所述問題必須通過進一步處理，因此通過更昂貴的處理來解決。

技術實現要素：

本發明是紗和由本發明的紗製成的織物。還公開了製造這樣的紗的一種或多種方法。本發明的紗由多種不同組成的多種纖維形成。可以選擇每種纖維組成來產生紗的希望的功能。出於本發明的目的，纖維組成可以是特定的纖維橫截面形狀、特定的纖維材料或兩者的組合。要理解的是，本發明的描述中使用的術語「纖維」包括短纖維和絲。纖維以可選的方式彼此散布在整個紗中，以進一步使得實現希望的功能。也就是說，不是使纖維的集合捆綁在一起使得不同類型的纖維僅可以在束的外周相互接觸，而是不同組成的單獨的纖維可以位於相互鄰近的位置使得可以完全實現其用於希望的功能的相互作用。這可以使用本發明通過以下方式來實現，即通過使不同橫截面和/或不同材料的纖維散布在一起，然後如通過使纖維捻在一起完成形成紗，使得纖維彼此比本發明的混纖紗發明之前存在的紗的情況遠遠更加集中。在一個實例中，用於製造合成纖維的聚合物材料穿過包括具有三種或更多種橫截面結構的孔的噴絲板。孔的數目和類型是可選擇的，每個孔的具體位置是可選擇的，以便希望的橫截面(包括不同的橫截面)的絲在要形成的紗中可以彼此鄰近設置。在另一個實例中，合成材料的纖維和天然材料的纖維散布在一起，然後完成紗的形成。纖維選擇的這種散布和靈活性使得能夠實現織物功能的選擇，以及使得能夠使用比使用常規紗所需要的更細的紗來實現這樣的靈活性。用本發明的紗可以完成輕質的高功能性織物的目標。

可以通過選擇特定纖維橫截面、纖維材料、纖維量和纖維散布結構的紗結構來控制的紗的功能性特徵包括但不限於，控制流體通過由紗製成的織物、該紗的手感和該紗的結構完整性。例如關於流體的控制，可以構造該紗來芯吸接觸紗的水分，使接觸紗的水分蒸發，和/或調節流體穿過紗製成的織物的輸送。應注意的是，出於本發明的目的流體控制是指液體、氣體或兩者的組合的輸送。使用本發明的紗或紗的組合可以製造織物，所述紗的組合包括如本文描述的本發明的混纖紗的組合中的至少一種。例如基於紗的結構，可以製造織物，該織物具有改善的流體輸送調節，如乾燥、冷卻或保溼能力或其組合。也就是說，紗可由多種纖維組成形成，所述纖維組成有助於流體輸送調節，這取決於用於製造纖維的材料，以及用於製造紗的纖維和/或纖維材料的橫截面形狀。僅作為實例而不限定在製造本發明的紗中的纖維選擇的選項，具有大的周邊表面積的纖維(例如w型纖維)可以用於促進芯吸，而空隙纖維(voidedfiber)(例如部分或完全中空的纖維)可以用於調節穿過織物的流體輸送。作為進一步的實例，可以形成紗以使不同橫截面的纖維和/或不同纖維材料各自位於紗周圍、紗中心或分散在整個紗的橫截面，這取決於要用紗製成的織物的希望的功能。

對於具有三種或更多種纖維橫截面的由單種合成材料製成的本發明的混纖紗來說，具有三種或更多種橫截面形狀的多個口形狀的噴絲板也可以用於形成初始絲。不同橫截面形狀的絲被切割成更短的長度或如在完成紗形成的過程中使用，所述過程可以包括將纖維捻在一起形成混纖紗，所述混纖紗由不同橫截面的聚合物纖維組成，所述聚合物纖維彼此散布在整個紗中，每種纖維具有其特別的特徵。本發明的另一種示例性混纖紗包括多種合成材料的纖維的散布，每種纖維可以包括一種或多種纖維橫截面。本發明的又另一種示例性混纖紗包括一種或多種合成材料和一種或多種天然材料的纖維的散布，其中一種或多種合成材料可以包括一種或多種纖維橫截面。如果需要，可以將本發明的紗形成某種結構。可以以紗生產領域技術人員已知的方式完成紗。在可能比使用現有紗更細微的尺度上，本發明的紗中，可以利用單獨纖維的特徵，在現有紗中，不同類型的纖維僅在不同的束的外表面處連接。也就是說，本發明的紗可以製成具有比實現希望的功能所需要的其他紗的旦尼爾更低的旦尼爾。

本發明的紗是通過新的制紗方法製造的。具體地，在任何最終的紗處理前，使不同組成的纖維以可選的方式彼此散布。例如，如果不同的纖維組成包括三種或更多種不同的橫截面的纖維，則可以使用混合噴絲板來形成初始不同的絲。如果不同的纖維組成包括不同材料的纖維，則在最終的紗形成之前，單獨的纖維可以彼此散布。在任一種情況下，使用與之前在製備合成纖維時所使用的一樣多的噴絲板是不必要的，並且可以去除至少一個額外的加捻步驟。在圖1中所描繪的簡化實例中，有必要使用加捻裝置18、28、38和40生產紗20，即未完全整合三種纖維類型16、26和36的紗。對於由單種合成材料和三種或更多種不同橫截面的纖維製成的本發明的混纖紗的例子來說，流體合成材料可以通過具有三種不同橫截面結構的孔的單種噴絲板。離開噴絲板的絲可以例如通過使用僅一臺加捻裝置(等價於加捻裝置40)捻在一起。這消除了與使用加捻裝置18、28和38相關的過程步驟的需求。本發明的方法包括使用更少的設備和更少的加工步驟，減少了生產錯誤、設備成本、和維護需求而製造了改進的混纖紗。

本發明進一步提供了使用本發明的混纖紗來生產更好的織物。正如所記載的，主要通過紗的纖維選擇與結構，可以在織物中鑑定和建立特定的特徵。作為一個實例而不意圖限制，如果目標是製造一種提供溼氣芯吸、溼氣循環、溼氣排放出織物及織物柔軟度的織物，則可以製造單種紗來實現該目標。可以用技術成形纖維製成單種紗來提供指定的特徵。例如，具有第一橫截面的第一纖維可以用於從纖維排放溼氣(即蒸發)和/或芯吸溼氣，具有不同於第一纖維的橫截面的第二橫截面的第二纖維可以用於通過該織物的流體輸送，並且具有不同於前兩種纖維的橫截面的第三橫截面的第三纖維可用於織物柔軟度上。然而，現有技術已經需要三種或更多種不同的紗來提供織物中的所有這些功能，本發明使用包括具有三種或更多種不同橫截面的纖維的單種紗來製造這樣的織物。正如所記載的，該單種紗的纖維比多種紗形式的纖維更好地散布，從而改進了紗的特徵，並且這樣具有更細的紗。可見，散布不同材料和/或不同橫截面的纖維大大提高了紗的功能性選項，更好地控制了紗的製造，以及最終控制了織物製造與質量的一致性。

本發明是由不同組成的纖維形成的紗，無論不同橫截面、不同材料或兩者的組合。若該紗由單種材料製成，則纖維具有至少三種不同的橫截面。紗可以用於通過形成織物(例如織造或編織)來製造功能性紡織品。可以使用的編織的類型包括但不限於圓編織、經/緯編織、平編織、以及織物生產領域技術人員已知的其他類型的編織。

本發明的混纖紗能夠使用一種或多種紗生產具有多種功能的織物產品。因為該織物至少包括本發明的混纖紗，所以具有遠遠更好的織物一致性，並且消除了之前的生產工作的其他限制。這種創新包括，將此新生成的多種橫截面的紗與完全不同的紗的紡紗/卷繞結合來生成具有希望的功能的最終織物的能力。無論這樣的織物是僅由本發明的混纖紗所製造的，還是由包括本發明的紗的紗組合所製造的，所述織物都可以用於許多最終用途，所述用途包括但不限於服飾和鞋類。

這種至少一種紗系統技術的工程化可以發生在制紗過程期間的兩個不同的時間：1)多種橫截面的噴絲板的設計，其中新創造的擠出過程允許整合混紡多種不同橫截面(三種或更多種)來產生由相同合成材料製成的旦尼爾(尺寸)和數目(纖維)的紗；2)不同材料的不同纖維的組合，所述材料可以是合成材料或天然材料；或3)即1)與2)的組合。在最終紗形成之前，不同的纖維組成以集聚的方式組合。不同旦尼爾、纖維或紡絲數、功能性與最終用途(當編織或織造成織物時)的這些組合纖維提供最佳的可設計的性能，而不會有任何的由如上文所述的額外處理步驟和/或不同的材料源導致的不一致性。

可以使本發明的紗工程化來用於許多希望的功能，所述希望的功能體現在使用該紗製成的織物中。一個實例是，控制通過織物的流體輸送的功能。關於該實例，可使用混纖紗有效地控制芯吸、乾燥、冷卻或其任意組合。功能的靈活性是以新創的紗實現的，所述新創的紗可用作為獨立體(stand-alone)(無需具有第二或第三紗，除非其他功能將其視為對製造這樣的組合是期望的)，所述獨立體會產生所有類型的編織與織造織物，從簡單的單面平針織物(singlejersey)、凹凸織物(pique)、雙面針織物或其他異國風結構，或用作簡單平紋織造織物，或用作複雜的織造提花織物(wovenjacquard)。

雖然之前已經開發了具有多種橫截面的其他紗，但是這種新的開發允許納入所有種類的纖維構型，包括具有通過纖維橫截面定位的至少部分地或完全地穿過該纖維的一個或多個空隙的纖維。具有通過橫截面定位的空隙的纖維的一個實例是中空纖維，所述中空纖維是本領域技術人員已知的。其他形式的具有通過纖維長度的至少一部分的橫截面的空隙的纖維也是本領域技術人員已知的。整個紗中不同纖維組成的散布使得能夠實現織物功能性控制而無需化學處理，這比當前織物存在的更佳。吹捧為具有溼氣控制特性的大多數現存衣物，例如直接將溼氣從皮膚移動到表面，但幾乎沒有發生輸送控制或調節。這導致在使該衣物的大部分區域乾燥的同時，胸部、腋下和下背部產生潮溼區域(飽和)。本發明的混纖紗允許生產創造個人環境的織物，所述個人環境以希望的方式在整個衣物中實現流體的移動，包括通過將流體輸送至衣物的所有區域。在劇烈體育活動期間和之後，可能使衣物短時間潮溼，但沒有長時間持續的飽和與脫色跡象，且因為流體(如溼氣)遍及衣物更為均勻地分布，所以乾燥時間加速。使這種創新工程化來為織物提供不含化學物質的流體控制以及其他希望的性能特徵。因為本發明的紗可以不含化學物質(與多數含化學物質的紗不同)，洗滌不會使該技術的性能劣化。本發明的紗在織物的製造中的使用還允許製造更輕重量的織物，同時實現希望的功能特性。

在下文中的詳細描述、附圖和所附的權利要求中進一步公開了本發明的這些優勢與其他優勢。

附圖說明

圖1是與用於製造由三種不同的絲類型形成的合成紗的現有技術相關的主要部件和步驟的簡化示意圖。

圖2是根據圖1的由三種不同的絲類型製成的現有技術的紗的一部分的簡化橫截面示意圖。

圖3是與用於使用單個噴絲板製造由三種不同的絲橫截面形成的本發明的合成混纖紗的方法相關的主要部件和步驟的簡化示意圖。

圖4是第一組示例性絲橫截面的示意圖，該絲橫截面可用於製造一些形式的本發明的混纖紗。

圖5是第二組示例性絲橫截面的示意圖，該絲橫截面可用於製造一些形式的本發明的混纖紗。

圖6是適用於製造本發明的混纖紗的本發明的混合噴絲板的簡化前視圖。

圖7是顯示使用本發明的混纖紗製造的示例性織物的冷卻能力與使用常規現有技術紗製造的兩種織物的冷卻能力的比較的圖。

具體實施方式

本發明的混纖紗包括多種纖維，其中所述多種纖維包括多種不同的纖維組成，其中可能有三種或更多種不同的纖維組成。不同的纖維組成可以是由相同材料(如合成材料)形成的三種或更多種不同的纖維橫截面。不同的纖維組成可以是不同的絲材料。不同的材料可以是合成的、天然的或是兩者的組合。不同的纖維組成可以是不同材料和不同的橫截面的組合。在所有情況下，多種纖維組合在一起，使得不同組成的纖維在這些纖維本身之間散布，使得這些纖維以可選擇的紗結構而彼此集聚。

例如，包括該三種或更多種不同纖維橫截面的混纖紗可用單種合成材料製造，所述單種合成材料如聚合物材料，所述聚合物材料如聚酯或尼龍。單種聚合物材料可用於形成纖維。正如所記載的，由其他材料(如其他聚合物材料和/或天然材料)製成的纖維可與單種合成材料的不同橫截面的纖維組合。本發明的纖維組成也可以包括天然材料的纖維的使用，所述天然材料包括例如棉。

整個紗中散布的具有多種不同纖維組成的多種纖維的細紗也形成本發明的部分。當需要細紗時，由各種混合噴絲板設計(如本文所公開的那些噴絲板設計)生產的連續的長絲紗可被切割成短纖維，然後紡成細紗，如製造細紗領域的技術人員已知的。所產生的細紗可以單獨由擠出通過噴絲板的絲生產的短纖維所構成，或短纖維可以與其他纖維組合來生產希望的細紗。這些情況下，天然纖維(如棉或羊毛)可用作細紗的共混物的部分。其他纖維(如聚醯胺或芳香族聚醯胺纖維)可用作所述共混物的部分。用於生產多功能細紗的纖維的共混物不限於本文中剛剛提及的纖維，而是完全根據最終產品所期望的特徵。

用於使用具有三種或更多種不同橫截面的單種聚合材料製造本發明的混纖紗102的實例的過程以簡化的形式顯示於圖3。在該過程的第一步中，聚合物材料(如聚酯)例如來自來源112的聚合材料(如聚酯)熔融並通過噴絲板114，生成聚酯絲116。該實例中，噴絲板114包括具有三種不同橫截面的多個孔，所述橫截面包括第一橫截面、第二橫截面和第三橫截面，液化的聚酯通過這些橫截面。該聚酯絲116包括彼此散布的第一形狀的絲122、第二形狀的絲124和第三形狀的絲126。噴絲板具有三種不同的孔橫截面，這些橫截面是根據要生產的紗的期望特徵來選擇的。圖4和圖5呈現了可製造的絲橫截面的類型的實例。這些與其他絲橫截面可使用具有孔的噴絲板生產，所述孔具有相應的橫截面。在該過程的第二步驟中，絲122、124和126冷卻並接合在一起，如通過將這樣的絲在加捻裝置128上捻在一起，來產生紗102。在這之前，絲122、124和126中的一些或全部可牽拉、變形或以其他方式修飾或它們的組合。可以切割絲122、124和126來使其形成為短纖維。所得的紗102具有彼此散布的纖維，這取決於與每種不同纖維橫截面相關聯的噴絲板孔的數目和位置。也就是說，這些纖維並不是在其周邊簡單地彼此接觸的不同且分開的纖維束。可以使用本領域技術人員已知的製造紗的其他方式來用單種聚合物材料製造本發明的混纖紗，只要他們使得用於製成該紗的纖維的三種或更多種不同纖維橫截面能夠可選擇地定位即可。

使用類似於本文中一般地關於圖3公開的過程，可以製造不同結構的混纖紗。混合噴絲板的特別構型與可選的孔結構一起使用，所選擇的聚合物材料會指定使用單種合成材料製造的感興趣的任何混纖紗的特定特徵。提供了包括多個孔的噴絲板來形成混合的纖維混纖紗，在所述包括多個口的噴絲板中存在三種或更多種不同的噴絲板孔橫截面。可以以任何選擇的比例來提供不同的噴絲板孔，並且可以形成任何類型的橫截面纖維幾何圖結構(例如多葉狀(multi-lobal)、混合多葉狀、完全空隙、部分空隙和圓形)。具有通過至少一部分纖維的橫截面的空隙的纖維可以包括混纖紗的總纖維數的約15％至約85％。使用以選擇的聚合物開始的現有技術、所述聚合物的噴絲前處理以及任何噴絲後的絲處理(如切割成短纖維)，可以以其他方式製造混纖紗的纖維，而不背離本發明。本發明包括生產本發明的混纖紗的噴絲板的形成。也就是說，通過指定特別的紗結構，還建立了相應的噴絲板配置的結構。

使用一種或多種材料製造由本發明的混纖紗製造的織物。織物可以是單層(single-ply)或多層的。該織物可以由例如織造或編織而製成。也可使用由紗製造織物的領域的技術人員已知的任何其他方法來製造本發明的織物，如果需要，可以進一步處理所述織物。織物可以被製造成具有任意的各種功能性特徵，所述特徵取決於選擇的纖維組成與使用所述選擇的纖維組成製造的紗結構。為了本發明的目的，紗結構是指特別的纖維的定位與數目。所述纖維定位可以由噴絲板設計和/或纖維集聚來控制。

用本發明的混纖紗製成的本發明的織物的實例可以被製備成具有以下特徵中的任意一種或多種：(1)織物在暴露於流體(例如來自個體的身體的汗液)時冷卻，和/或織物使表面(例如身體的區域)冷卻；(2)織物能夠芯吸(輸送)汗液、水、或來自客體(如個體的皮膚)的流體以便乾燥所述客體；(3)織物能夠吸收一定重量的流體以便作為吸收物，所述重量是織物的多個重量；(4)織物有效調節織物內保留的流體的蒸發速率，同時也能使在下面的表面(如人的皮膚)延長冷卻；(5)織物控制溼氣釋放，也就是說，織物提供溼氣管理；以及(6)織物是可重複使用的，同時重複使用時保持全部的這些特徵。通過使用本發明的混纖紗而無須額外的化學物質(如果不希望有任何化學物質)，示例性織物具有這些特徵中的一種或多種，以提供令人滿意的流體輸送特性。此外，用本發明的紗製造的織物可以具有一種或多種其他的希望的特徵，例如舒適的手感、防火性或抗微生物性等，其中製造紗以使不同類型、材料、處理或形狀的絲與三種或多種合成絲合併，使得額外合併的絲將希望的功能提供給該紗，由此提供給由該紗製造的織物。也就是說，也可以將礦物質、金屬和其他材料摻入本發明的紗中(無論是以纖維形式或其他形式)，以提供或提高由本發明的紗製成的織物的希望的特徵。

由本發明的混纖紗製成的織物可以用於熱調節。也就是說，該織物可以使用一種或多種選擇的混纖紗製造，以便具有使能夠控制穿過該織物的流體移動而布置的絲。單獨的混纖紗的特徵可以提供織物的希望的熱調節特徵。此外，可以機械修飾織物來提高和/或補充紗的固有的熱調節特性。舉例而言但不作為限制，可以用混纖紗製成織物來調節流體從客體表面到織物結構的核心並穿過織物相對側的移動/輸送。可以將紗構造為使流體從客體離開，允許流體駐留在織物中，然後如果希望涼爽則流體離開織物。這可以通過使用以下紗纖維完成：例如，芯吸流體的第一紗纖維、相對快地輸送流體通過織物的第二紗纖維以及提供蒸發特性的第三紗纖維。供選擇地，當希望升溫時，可以構造紗以使流體保留於織物內，如因留住空氣而使空氣升溫。這可以通過使用下述紗纖維完成：例如，芯吸流體的第一紗纖維、延長織物內的流體駐留時間的第二紗纖維以及限制蒸發的第三紗纖維。

圖6圖示了混合噴絲板300的簡化示意圖，該混合噴絲板300具有生產混纖紗的結構，該混纖紗是由多種第一橫截面纖維、第二橫截面纖維和第三橫截面纖維形成的，其中該橫截面是不同的，且通過使聚合物材料穿過該噴絲板300而形成的絲彼此散布於整個製成的獲得的紗中。噴絲板300的孔a、b和c表示可選擇的噴絲板孔形狀。基於希望的用紗製造的織物的特徵，可以挑選噴絲板300的孔形狀、不同孔形狀的數目和孔的排列，所述紗是使用來自噴絲板300的纖維和/或散布於整個紗中的其他的纖維組合形成的。舉一個實例而不限制噴絲板孔結構的選項，孔a可以具有產生「w」絲橫截面的橫截面，孔b可以具有產生空隙絲橫截面的橫截面，而孔c可以具有產生「y」絲橫截面的橫截面。舉另一個實例，孔a可以具有產生「h」絲橫截面的橫截面，孔b可以具有產生空隙絲橫截面的橫截面，而孔c可以具有產生「y」絲橫截面的橫截面，並且還有可以產生具「x」橫截面的絲的第四橫截面。在又另一個實例中，孔a可以具有產生「w」絲橫截面的橫截面，孔b可以具有產生「y」絲橫截面的橫截面，而孔c可以具有產生「4t」絲橫截面的橫截面。圖4與圖5中表示的任何的纖維橫截面可以根據噴絲板的孔的形狀形成。還可以創造其他纖維形狀。不同孔形狀的每一種的孔的數目可以是相等的(如圖6所示)，或者該數目可以是不同的。孔的數目也是可選擇的。製造這樣的混纖紗的能力使得製造的織物比之前可能的織物具有更輕的重量和更好的功能。

適用於使用本發明的一種或多種混纖紗形成本發明的織物的本發明的製造方法包括多個步驟，其中數個步驟在製造織物中是任選的。在第一步中，通過織造或編織包括本發明的一種或多種混纖紗的一種或多種紗而形成織物。出於描述本發明的目的，兩個術語可互換使用，如此當陳述該方法包括織造步驟時，即意味著織造或編織紗。在任選的步驟中，例如，可以將織物調整尺寸和/或預先處理來製造織物，以用於隨後在織物的前側和背側的任一者或二者上染色和/或印刷，或用於任何其他目的。還可以將織物刷毛、磨毛(peach)或剪毛(shear)，以及以將織物繃布(tenter)。

本領域技術人員會認識到，本發明的織物可以用於許多目的的任何一種或多種，而且可以用於部分或整體地形成許多產品的任何一種或多種。例如，該織物可以用於部分或整體形成服飾或非服飾產品，如毛巾、面巾、襯衫、褲子、夾克、短褲、背心、領帶、鞋類、手套、頭巾、帽子、手帕、內衣、針織襪類、胸罩和繃帶。進一步地，可以設計這些產品以用於例如娛樂、運動、醫療和軍事用途。例如，織物可以用於形成毛巾，所述毛巾待出售或以另外方式分配給會長時間暴露在炎熱溫度下的個人，例如戶外主題公園的顧客、海灘遊客或運動員。作為另一個實例，該織物可以整體或部分地形成敷布(compress)，所述敷布可潤溼並且放置在體溫升高的個體的額頭上用於保持該個體涼爽的目的。無論如何和出於何種理由，都將使用本發明的這樣的示例性織物，然而，這樣的示例性織物是尤其有用的，因為其被包括以便完整或部分地形成產品，所述產品用於為其使用者提供立即和/或長時間涼爽。

本發明的混合噴絲板可用於製造混纖紗，所述混纖紗可轉而用於製造改進的織物和改進的織物產品。使用包括多種纖維的混纖紗使能夠製造具有目前仍不可能的可選擇的功能(如改良的液體輸送調節)的織物，其中存在多種纖維組分以可選擇的方式散布在一起。例如，配置為注重乾燥的紗可以以某種纖維構型形成。作為另一實例，配置為注重芯吸的紗可以以不同纖維構型形成。另外，設置為注重熱調節的紗可形成有第三纖維構型。當紗被配置為具有相同材料或設置為具有多種材料且所述材料中的至少一種具有多種橫截面形狀的纖維時，相應的不同噴絲板配置可以用於生產那些不同的紗構型。還應注意的是，使用這些任選的混合噴絲板也減少了與之前的製造方法相關的成本與品質的變化性，在之前的製造方法中，需要多個噴絲板與多個加捻裝置來製造產生本文描述的織物特徵所需要的紗。此外，應注意的是，如本發明的一個方面，可以生產具有可選擇的功能的重量更輕的織物。

測試用本發明的混纖紗製成的混纖紗織物的實例的冷卻效果。通過使用相同的測試方法，還測試了用常規的紗製成的兩種織物(稱為常規紗織物1和常規紗織物2)的冷卻效果，以便可以對它們互相比較。所有三種織物都是單面縫紉物，100％聚酯，重量為約140克/平方米。使用本發明的混纖紗製成的混纖紗織物具有散布於整個紗中的空隙、「w」和「x」橫截面纖維。用於製造常規紗織物1和常規紗織物2的纖維的橫截面是未知的。該測試由德國波尼西海姆的霍亨斯泰因紡織研究所(hohensteininstitutefortextileinnovation)進行。使用由霍亨斯泰因開發的模擬人類皮膚的熱控制的測試來確定這三種織物的冷卻效果。在霍亨斯泰因熱釋放測試儀(稱作」watson」)上進行冷卻效果的測量，該測試儀技術上模擬在氣候室中在限定的氣候條件下的人類皮膚的熱控制。織物的測量是以以下參數進行的：

watson測量頭的溫度：ts＝32℃

watson測量頭的面積：aw＝400cm2(20×20cm)

氣候室中的環境氣候：ta＝30℃，rha＝70％相對溼度

環境條件1：風(微風，1m/s)

環境條件2：ir輻射(模擬太陽光，13.2w)

通過受控電加熱將watson測量頭的溫度在設定溫度下保持恆定。此電加熱功率確定為以瓦特來計的「p加熱」。加熱功率越高，則冷卻效果越好，即皮膚上所感知的織物愈涼爽。在上述測試條件下在氣候室中預處理織物樣品12小時。以乾燥狀態將樣品放置在watson測量頭上。10分鐘後打開流汗模式(等價於人體以每小時2升的速率流汗)並保持效果，直到再次達到恆定的加熱功率(p加熱)(即在溼狀態下的熱損失)。然後關閉流汗模式(時間＝70分鐘)，進行測試直到所述樣品再次乾燥(即乾燥時間、隨著時間熱流失的衰退)。記錄維持watson測量頭的設定溫度的電加熱功率(heatingpower)。因為汗水蒸發，該加熱功率等於皮膚的熱流失(其等於織物的熱流失)，並且加熱功率可以描述為當穿上這類衣物時流失蒸發熱量的能力。該測量對應於熱流失，因此對應於由於流汗蒸發的「冷卻效果(coolingpower)」，並且等同於在評估下穿戴含有該織物的衣物時流失蒸發熱量的能力。換言之，導致與該織物相關的熱流失所需的更高的加熱功率等同於織物的冷卻效應。測試中所需的加熱功率越高，織物的冷卻效果越好。

圖7顯示了對本發明的混纖紗織物、常規紗織物1和常規紗織物2進行的指定測試的總結圖。該測試結果顯示，混纖紗織物提供了優於測試的兩種常規紗織物中的任一種的平均冷卻效果的為大約30％的平均冷卻效果。可見，用本發明的混纖紗製成的織物在冷卻方面是實質上更有效的。可以使用希望的特別冷卻特徵來確定要生產哪一種混纖紗。類似地，在形成其他形式的混纖紗中可以考慮其他希望的織物特性。

已針對各種實例描述了本發明。然而，應該理解的是，可以在不背離如以下權利要求所描述的本發明的精神和範圍的情況下做出各種修改。