CN114635208A - 涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱及其面料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织品技术领域,公开了一种涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱及其面料。涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱包括芯丝和包覆纤维,芯丝为FDY涤纶长丝,包覆纤维为海岛纤维,海岛纤维的制备方法包括以下步骤:1)将岛组分和氧化锌@石墨烯纳米复合粒子熔融共混制备岛相功能母粒;2)将海组分与岛相功能母粒混合后进行熔融共混纺丝,制备海岛原丝;3)将海岛原丝进行上油、拉伸、卷曲、干燥和切断工序,得到海岛粗丝;4)将海岛粗丝进行开纤处理,得到海岛纤维。本发明中,海岛纤维中含有氧化锌@石墨烯纳米复合粒子,如此不仅能够有效改善包芯纱的吸湿性,还能赋予包芯纱良好的抗菌功能,提高面料使用的安全性,且本发明的面料柔软,手感舒适。

Description

涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱及其面料
技术领域
本发明涉及纺织品技术领域,具体涉及一种涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱及其面料。
背景技术
包芯纱,又称复合纱或包覆纱,是由两种以上的纤维组合而成的一种纱线。其一般是以合成纤维长丝为芯丝、外包短纤维一起加捻纺制而成的,兼具有合成纤维长丝和外包短纤维的优良性能。涤纶长丝具有强度高、耐热性好和耐磨性好的特点,因此常作为包芯纱的芯丝。然而,涤纶长丝的吸湿性很差,公定回潮率仅有0.4%左右,因此涤纶纺织品在使用时会存在闷热感,且易带静电,导致涤纶纺织品贴身,穿着不适。
为了改善涤纶长丝的吸湿性,可以选择对涤纶长丝进行物理改性,也可以选择对涤纶长丝进行化学改性。其中,物理改性是指选择具有高吸湿性的短纤维外包在涤纶长丝上,例如选择棉纤维外包在涤纶长丝上,从而得到吸湿性较好的包芯纱;化学改性是指采用接枝共聚的方法引入亲水性基团,直接提高涤纶长丝的吸湿性。但物理改性方法中,棉纤维属于天然纤维,容易受到微生物的影响而变质、发黄,而其他短纤维例如羊毛,其成本较高;在化学改性方法中,接枝共聚的方法也存在成本高的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱及其面料,用于解决现有技术中在改善以涤纶长丝为芯丝的包芯纱的吸湿性时存在成本高或是易受到微生物影响而变质的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,包括芯丝和包覆纤维,所述芯丝为FDY涤纶长丝,所述包覆纤维为海岛纤维,所述海岛纤维的制备方法包括以下步骤:
S1、制备岛相功能母粒:将岛组分和氧化锌@石墨烯纳米复合粒子混合后在超声波和微波的作用下进行熔融共混,挤出、造粒,即得岛相功能母粒;
S2、制备海岛原丝:将海组分和步骤S1中的岛相功能母粒混合后进行熔融共混纺丝,得到海岛原丝;
S3、制备海岛粗丝:将步骤S2中的海岛原丝进行上油、拉伸、卷曲、干燥和切断工序,得到海岛粗丝;
S4、制备海岛纤维:将步骤S3中的海岛粗丝进行开纤处理,得到海岛纤维。
可选地,步骤S1中的氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法如下:将氧化石墨加入至乙二醇中超声得到氧化石墨分散液,将乙酸锌加入至乙二醇中超声得到乙酸锌溶液,将乙酸锌溶液加入至氧化石墨分散液中搅拌均匀,加入碱液调节pH值至8.5~9,搅拌30~40min后加入水合肼,155~165℃下水热反应24h以上,抽滤后取滤饼,洗涤后于60~65℃真空干燥12~13h,研磨备用。
可选地,在氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,将乙酸锌加入至乙二醇中时,同时加入乙酸钴,超声得到乙酸锌/乙酸钴混合溶液,将乙酸锌/乙酸钴混合溶液加入至氧化石墨分散液中搅拌均匀。
可选地,在氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,氧化石墨与乙酸锌的质量比为2.5~3.5:1000。
可选地,在氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,氧化石墨与水合肼的质量比为10:7~10。
可选地,在氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,锌和钴的摩尔比为1:0.005~0.009。
可选地,所述芯丝为改性FDY涤纶长丝,改性FDY涤纶长丝由FDY涤纶长丝经丝胶改性后得到。
可选地,所述改性FDY涤纶长丝的制备方法包括改性步骤,在改性步骤中,将FDY涤纶长丝浸入改性液中,改性液按质量计包括以下组份:1.5~3.0%丝胶粉、0.6~1.5%交联剂,余量为水。
可选地,在改性步骤中,FDY涤纶长丝的浸泡温度为50~65℃,浸泡时长为60~75min。
可选地,在改性步骤中,改性液按质量计包括以下组份:1.5~3.0%丝胶粉、1.0~1.5%海藻酸钠、0.6~1.5%交联剂,余量为水。
可选地,所述改性FDY涤纶长丝的制备方法还包括预处理步骤,在预处理步骤中,将FDY涤纶长丝浸泡于预处理液中,预处理液含有氢氧化钠和表面活性剂,氢氧化钠的浓度为3.5~4.5g/L,表面活性剂的浓度为2.5~3.5g/L;FDY涤纶长丝的浸泡温度为75~80℃,浸泡时长为30~45min。
本发明还提供一种由上述涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱所织造而成的面料。
如上所述,本发明的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱及其面料,具有以下有益效果:
1、本发明中,以FDY涤纶长丝为芯丝,以海岛纤维为包覆纤维,由于FDY涤纶长丝无弹力,且海岛纤维经过开纤处理后其细度非常细,属于超细纤维,因此通过本发明可获得一种非弹力包芯纱,且由此种包芯纱织造而成的面料柔软,手感舒适。不仅如此,海岛纤维中含有氧化锌@石墨烯纳米复合粒子,而氧化锌@石墨烯纳米复合粒子具有优异的抗菌效果,因此,本发明中的面料还具有良好的抗菌功能,特别适合用作家纺产品或内衣的面料。
2、本发明中,海岛纤维中的氧化锌@石墨烯纳米复合粒子还能够有效提高包芯纱的吸湿性,从而提高面料的吸湿性,进而提高面料的抗静电性。且不会出现变质、发黄的问题,成本更低。
3、本发明中,将FDY涤纶长丝经丝胶改性后得到改性FDY涤纶长丝,丝胶为FDT涤纶长丝引入亲水基团,从而提高芯丝的吸湿性,进而进一步提高包芯纱的吸湿性。并且,丝胶来源于以蚕丝为原料抽取丝素过程中产生的溶液中,丝胶的成本低,从而使得本发明中FDY涤纶长丝的改性成本低。
4、本发明中,采用超声波和微波共同作用于岛组分和氧化性@石墨烯纳米复合粒子的熔融共混过程,超声波能够使得氧化性@石墨烯纳米复合粒子在岛组分中分散得更加均匀,而微波能够使得氧化锌@石墨烯纳米复合粒子产生高能高热,用以克服石墨烯片层间的范德华力,从而使得氧化锌@石墨烯纳米复合粒子分散得更均匀。因此,本发明能够氧化锌@石墨烯纳米复合粒子更均匀地分散在岛组分中,从而提高海岛纤维的机械性能。并且,本发明中的氧化锌@石墨烯纳米复合粒子中还掺有钴离子,提高了氧化锌@石墨烯纳米复合粒子在可见光范围内的抗菌性。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,包括芯丝和包覆纤维,芯丝为FDY涤纶长丝,包覆纤维为海岛纤维,海岛纤维的制备方法包括以下步骤;
S1、制备岛相功能母粒:将岛组分和氧化锌@石墨烯纳米复合粒子混合后在超声波和微波的作用下进行熔融共混,熔融共混的温度达270~275℃,挤出、造粒,即得岛相功能母粒。
其中,岛组分选自聚酯、聚酰胺以及聚丙烯腈中的一种;超声波功率为150~170W,微波功率为120~200W,微波的时长为25~30s。
其中,氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的质量为岛组分质量的5~10%,氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的粒径为20~100nm。
其中,氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法如下:将氧化石墨加入至乙二醇中超声得到氧化石墨分散液,将乙酸锌加入至乙二醇中超声得到乙酸锌溶液,将乙酸锌溶液加入至氧化石墨分散液中搅拌均匀,加入碱液调节pH值至8.5~9,搅拌30~40min后加入水合肼,155~165℃下水热反应24h以上,抽滤后取滤饼,洗涤后于60~65℃真空干燥12~13h,研磨备用。其中,氧化石墨是由石墨粉为原料采用Hummers法制得,Hummers法制备氧化石墨属于本领域技术人员所公知的技术,在此不再赘述;氧化石墨与乙酸锌的质量比为2.5~3.5:1000;氧化石墨与水合肼的质量比为10:7~10;氧化石墨在乙二醇中超声时,超声波功率为350~400W,超声的时长为1.5~2h;乙酸锌在乙二醇中超声时,超声波功率为300~360W,超声的时长为10~30min。
S2、制备海岛原丝:将海组分和步骤S1中的岛相功能母粒混合后进行熔融共混纺丝,熔融共混的温度达272~285℃,得到海岛原丝。
其中,海组分选自水溶性聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯以及丙烯酸酯共聚物中的一种;岛相功能母粒与海组分的质量比为3:2~2.5。
S3、制备海岛粗丝:将步骤S2中的海岛原丝进行上油、拉伸、卷曲、干燥和切断工序,得到海岛粗丝。
S4、制备海岛纤维:将步骤S3中的海岛粗丝进行开纤处理,得到海岛纤维。
其中,开纤处理的方式如下:以浓度为9~11g/L的氢氧化钠溶液为开纤液,40~50℃时将步骤S3中的海岛粗丝浸泡至开纤液中,升温至85~90℃时保温15~20min,升温至105~115℃保温30~45min;后使用温度为75~80℃的热水清洗,清洗的时长为15~20min,并加入冰醋酸中和,使清洗液的pH值达6~7;后在105~110℃烘干至恒重。
在本发明的另一实施例中,在步骤S1中的氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,将乙酸锌加入至乙二醇中时,同时加入乙酸钴,超声得到乙酸锌/乙酸钴混合溶液,将乙酸锌/乙酸钴混合溶液加入至氧化石墨分散液中搅拌均匀。其中,锌和钴的摩尔比为1:0.005~0.009。
在本发明的另一实施例中,芯丝为改性FDY涤纶长丝,改性FDY涤纶长丝由FDY涤纶长丝经丝胶改性后得到。具体地,改性FDY涤纶长丝的制备方法包括预处理步骤和改性步骤,在预处理步骤中,将FDY涤纶长丝浸泡于预处理液中,预处理液含有氢氧化钠和表面活性剂,氢氧化钠的浓度为3.5~4.5g/L,表面活性剂的浓度为2.5~3.5g/L,FDY涤纶长丝的浸泡温度为75~80℃,浸泡时长为30~45min。
在改性步骤中,将经预处理步骤后的FDY涤纶长丝浸入改性液中,改性液按质量计包括以下组份:1.5~3.0%丝胶粉、0.6~1.5%交联剂,余量为水;FDY涤纶长丝的浸泡温度为50~65℃,浸泡时长为60~75min。
在本发明的另一实施例中,在改性步骤中,改性液按质量计包括以下组份:1.5~3.0%丝胶粉、1.0~1.5%海藻酸钠、0.6~1.5%交联剂,余量为水。
本发明还提供由上述涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱织造而成的面料。
下面通过具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解,以下实施例只用于对本发明进行具体的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例,即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择,而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
本实施例中的一种涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,包括芯丝和包覆纤维,芯丝为FDY涤纶长丝,包覆纤维为海岛纤维,海岛纤维的制备方法包括以下步骤:
S1、制备岛相功能母粒:将PET母粒(岛组分)在120℃的条件下烘干至PET母粒的含水率达到0.4%以下。然后,将PET母粒和氧化锌@石墨烯纳米复合粒子混合后通过双螺杆机混合挤出(双螺杆挤出机的熔融共混温度达270℃),经冷却、造粒后得到岛相功能母粒。其中,双螺杆挤出机位于超声场和微波场中,超声场的超声波功率为170W,微波的功率为200W,微波的时长为25s。其中,氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的质量为PET母粒质量的5%。
其中,氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法如下:将30mg氧化石墨加入至20mL乙二醇中超声得到氧化石墨分散液,其中,超声波功率为400W,超声的时长为2h。将10g乙酸锌加入至30mL乙二醇中超声得到乙酸锌溶液,其中,超声波功率为360W,超声的时长为10min。随后,将乙酸锌溶液加入至氧化石墨分散液中搅拌均匀,加入氢氧化钠溶液调节pH值至9,搅拌30min后加入21mg水合肼,160℃下水热反应24h,反应完毕后抽滤,取滤饼,用去离子水和乙醇洗涤后于60℃真空干燥12h,研磨备用,所得的氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的粒径为20~100nm。
S2、制备海岛原丝:水溶性聚酯(海组分)在120℃的条件下烘干5h,将上述水溶性聚酯和步骤S1中的岛相功能母粒按照质量比2:3在双螺杆挤出机上进行熔融共混纺丝(双螺杆挤出机的熔融共混温度达280℃),得到海岛原丝。
S3、制备海岛粗丝:将步骤S2中的海岛原丝进行上油、拉伸、卷曲、干燥和切断工序,得到海岛粗丝。
S4、制备海岛纤维:将步骤S3中的海岛粗丝进行开纤处理,得到海岛纤维。
其中,海岛粗丝的开纤处理的方式如下:以浓度为10g/L的氢氧化钠溶液为开纤液,45℃时将步骤S3中的海岛粗丝浸泡至开纤液中,升温至85℃时保温15min,升温至110℃保温30min;后使用温度为75℃的热水清洗,清洗的时长为20min,并加入冰醋酸中和,使清洗液的pH值达6~7;后在110℃烘干至恒重,得到海岛纤维。
即,本实施例中的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱是以FDY涤纶长丝为芯丝,上述步骤S4中的海岛纤维为包覆纤维纺制而来。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处仅在于:本实施例中,在步骤S1中的氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,将乙酸锌加入至乙二醇中时,同时加入乙酸钴,超声得到乙酸锌/乙酸钴混合溶液,将乙酸锌/乙酸钴混合溶液加入至氧化石墨分散液中搅拌均匀,从而得到掺有钴离子的氧化锌@石墨烯纳米复合粒子。其中,锌和钴的摩尔比为1:0.007。
实施例3
本实施例与实施例2的不同之处仅在于:本实施例中,芯丝为改性FDY涤纶长丝,改性FDY涤纶长丝由FDY涤纶长丝经丝胶改性后得到。具体地,改性FDY涤纶长丝的制备方法包括预处理步骤和改性步骤。
在预处理步骤中,将FDY涤纶长丝浸泡于预处理液中,预处理液含有氢氧化钠和表面活性剂,氢氧化钠的浓度为4.0g/L,表面活性剂的浓度为3.0g/L,FDY涤纶长丝的浸泡温度为80℃,浸泡时长为35min。本实施例中,表面活性剂为1227表面活性剂。
在改性步骤中,将经预处理步骤后的FDY涤纶长丝浸入改性液中,改性液按质量计包括以下组份:3.0%丝胶粉、1.5%交联剂,余量为水;FDY涤纶长丝的浸泡温度为50℃,浸泡时长为60min。其中,交联剂为戊二醛。
实施例4
本实施例与实施例3的不同之处仅在于:本实施例中,改性液按质量计包括以下组份:3.0%丝胶粉、1.5%海藻酸钠、1.5%交联剂,余量为水。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处仅在于:氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的质量为PET母粒质量的10%。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于:本对比例中,以PET母粒为岛组分、水溶性聚酯为海组分,按照实施例1中的步骤S2-S4制得普通海岛纤维,再将其作为包覆纤维包覆在FDY涤纶长丝外纺制得普通包芯纱,且该普通包芯纱与实施例1中的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱的纺制工艺相同。
将实施例1~5和对比例1中所得的包芯纱按照同样的织造工艺制成面料,并按照“GB/T9995-1997纺织材料含水率和回潮率的测定烘箱干燥法”对实施例1~5以及对比例1中的面料进行回潮率测试;同时,按照“GB/T 20994.3-2008纺织品抗菌性能的评价第3部分:振荡法”对实施1~5以及对比例1中的面料进行抗菌性测试,采用耐洗色牢度试验机洗涤方法,测试水洗20次后面料的抑菌率。结果见表1。
此外,对实施例3和实施例4中的面料进行手洗,每手洗一次晾干后,计算溶失率,溶失率计算公式为(洗涤前面料质量-洗涤后面料质量)/洗涤前面料质量。结果见表2。
表1各实施例和对比例中面料的回潮率和抑菌率
Figure BDA0003543715680000081
(注:对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率≥70%,或对白色念珠菌的抑菌率≥60%,样品具有抗菌效果)
表2各实施例中面料的溶失率
Figure BDA0003543715680000082
由表1可知,实施例1~5的回潮率均远大于对比例1的回潮率,说明本发明能够显著改善包芯纱的吸湿性,提高面料的抗静电性。并且,实施例1~5的抑菌率均远大于对比例1的抑菌率,说明本发明还能赋予包芯纱抗菌功能,提高面料的使用安全性,特别适合用作裁制内衣的面料。
不仅如此,实施例4与实施例3相比,实施例4的回潮率和抑菌率更高,说明本发明中FDY涤纶长丝经丝胶改性后能够有效提高包芯纱的吸湿性,并且对抗菌性能上也有所帮助。
此外,由表2可知,经含有海藻酸钠和丝胶的改性液改性后的FDY涤纶长丝,其溶失率更低,且更快达到1.5%左右的溶失率,减少了丝胶的流失,从而延长面料保有较好吸湿性和抑菌率的时长。
综上所述,由本发明中的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱所织造而得的面料,具有良好的吸湿性、抗静电性和抗菌性,且经开纤处理后的海岛纤维细软,从而使得面料柔软,手感舒适,特别适合用于裁制内衣。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,包括芯丝和包覆纤维,其特征在于:所述芯丝为FDY涤纶长丝,所述包覆纤维为海岛纤维,所述海岛纤维的制备方法包括以下步骤:
S1、制备岛相功能母粒:将岛组分和氧化锌@石墨烯纳米复合粒子混合后在超声波和微波的作用下进行熔融共混,挤出、造粒,即得岛相功能母粒;
S2、制备海岛原丝:将海组分和步骤S1中的岛相功能母粒混合后进行熔融共混纺丝,得到海岛原丝;
S3、制备海岛粗丝:将步骤S2中的海岛原丝进行上油、拉伸、卷曲、干燥和切断工序,得到海岛粗丝;
S4、制备海岛纤维:将步骤S3中的海岛粗丝进行开纤处理,得到海岛纤维。
2.根据权利要求1所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,其特征在于:步骤S1中的氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法如下:将氧化石墨加入至乙二醇中超声得到氧化石墨分散液,将乙酸锌加入至乙二醇中超声得到乙酸锌溶液,将乙酸锌溶液加入至氧化石墨分散液中搅拌均匀,加入碱液调节pH值至8.5~9,搅拌30~40min后加入水合肼,155~165℃下水热反应24h以上,抽滤后取滤饼,洗涤后于60~65℃真空干燥12~13h,研磨备用。
3.根据权利要求2所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,其特征在于:在氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,将乙酸锌加入至乙二醇中时,同时加入乙酸钴,超声得到乙酸锌/乙酸钴混合溶液,将乙酸锌/乙酸钴混合溶液加入至氧化石墨分散液中搅拌均匀。
4.根据权利要求2所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,其特征在于:在氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,氧化石墨与乙酸锌的质量比为2.5~3.5:1000;
和/或,在氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,氧化石墨与水合肼的质量比为10:7~10。
5.根据权利要求3所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,其特征在于:在氧化锌@石墨烯纳米复合粒子的制备方法中,锌和钴的摩尔比为1:0.005~0.009。
6.根据权利要求1所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,其特征在于:所述芯丝为改性FDY涤纶长丝,改性FDY涤纶长丝由FDY涤纶长丝经丝胶改性后得到。
7.根据权利要求6所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,其特征在于:所述改性FDY涤纶长丝的制备方法包括改性步骤,在改性步骤中,将FDY涤纶长丝浸入改性液中,改性液按质量计包括以下组份:1.5~3.0%丝胶粉、0.6~1.5%交联剂,余量为水。
8.根据权利要求7所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,其特征在于:在改性步骤中,FDY涤纶长丝的浸泡温度为50~65℃,浸泡时长为60~75min;
和/或,在改性步骤中,改性液按质量计包括以下组份:1.5~3.0%丝胶粉、1.0~1.5%海藻酸钠、0.6~1.5%交联剂,余量为水。
9.根据权利要求8所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱,其特征在于:所述改性FDY涤纶长丝的制备方法还包括预处理步骤,在预处理步骤中,将FDY涤纶长丝浸泡于预处理液中,预处理液含有氢氧化钠和表面活性剂,氢氧化钠的浓度为3.5~4.5g/L,表面活性剂的浓度为2.5~3.5g/L;FDY涤纶长丝的浸泡温度为75~80℃,浸泡时长为30~45min。
10.由权利要求1至9中任一项所述的涤纶/海岛纤维非弹力包芯纱所织造而成的面料。
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