防护服用织物和纱线

摘要

本发明是一种用于防护服的纱线或织物。该纱线或织物由耐火纤维和微丹尼尔耐火纤维制成。耐火纤维选自本身耐火的纤维、处理过的纤维及其组合。微丹尼尔纤维选自微丹尼尔本身耐火的纤维、微丹尼尔处理过的纤维及其组合。所述耐火纤维与所述微丹尼尔耐火纤维的重量比为4－9∶2－6。

说明书

                  发明领域

本发明涉及一种用于制造防护服的织物和纱线。

                  发明背景

防护服指的是初级和二级防护服(根据ASTM标准F1002-86)。初级防护服设计用于可能发生明显暴露于熔融物质喷溅、辐射热或火焰的领域。另一方面，二级防护服设计用于在可能间歇暴露于熔融物质喷溅、辐射热和/或火焰的领域中的连续穿戴。

由于雇主的责任是确定车间中的危险和危害并找到用于保护工人的适当的防护服和防护装置，因而在车间中防护服是重要的。普通的车间危害包括，例如：可燃液体、可燃污垢、熔融金属、火花、来自于火焰切割、焊接的熔渣、明火、高压放电、电弧活动、来自于挥发性液体的蒸汽和可燃粉尘。上述危害可例如在铸造厂中，在电气公司里，在化学品、油、气和石化工厂中，在汽车竞赛中可能会遇到一些。

已研发用于防护服的织物。所述织物可采用处理过的纤维、本身耐火的纤维或其组合物制造。处理过的纤维通常为已采用阻燃剂、用于赋予耐火性的化学物质处理的常规织物纤维。例如，两种处理过的纤维是FR棉线或FR人造丝，二者皆为FR纤维素。本身耐火的纤维为具有作为纤维的固有特性耐火性的那些纤维。例如，本身耐火的纤维包括：芳族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、蜜胺、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亚胺、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等等。最通常，将这些纤维一起共混获得具有特定共混物性能的织物用纱线。所述性能包括防热性、抗静电性、舒适性、耐用性、稳定性、外观、易于洗衣维护、颜色和相对成本。

通用织物包括：PBI GOLD^、NOMEX^、NOMEX^IIIA、COMFORT BLEND^、NOMEX Freestyle和INDURA^ULTRASOFT。PBI GOLD^为40％PBI/60％芳族聚酰胺共混物(所有的％均以织物的重量计)。NOMEX^为95％间芳族聚酰胺(NOMEX)纤维/5％对芳族聚酰胺(KEVLAR)纤维的共混物。NOMEX IIIA为93％间芳族聚酰胺(NOMEX)纤维/5％对芳族聚酰胺(KEVLAR)纤维/2％静电消散纤维的共混物。COMFOET BLEND^为65％NOMEX IIIA/35％FR人造丝共混物。NOMEX Freestyle为93％NOMEXIIIA/5％对芳族聚酰胺(KEVLAR)纤维/2％抗静电纤维。INDURAULTRASOFT为88％FR棉线/12％尼龙共混物。上述织物的每一种均具有其自身独特的共混物特性，此处将Flame Resistant ProtectiveApparel，An Industry Update 2001/2002，Bulwark ProtectiveApparel，a Division of VF Workwear，Inc.，Nashville，TN引入以作参考。

但是，仍存在对满足工业的新型且新兴的需要的新织物的需求。

                    发明概述

本发明是一种用于防护服的纱线或织物。该纱线或织物由耐火纤维和微丹尼尔耐火纤维制成。耐火纤维选自本身耐火的纤维、处理过的纤维及其组合。微丹尼尔纤维选自微丹尼尔本身耐火的纤维、微丹尼尔处理过的纤维及其组合。所述耐火纤维与所述微丹尼尔耐火纤维的重量比为4-9∶2-6。

                    发明描述

织物为由纤维和/或纱线制成的平面结构，所述纤维和/或纱线通过各种方法如丝的机织、针织、簇绒、制毡、编织或粘合汇编而成以产生对于最终目的而言所需要的足够强度和其它特性的结构。纱线为连续丝束的纺织纤维、长丝或呈适于针织、机织或另外缠结形成织物的形式的材料的通用术语。纱线例如以如下形式存在：(1)捻在一起的许多纤维(如，短纤维)(短纤纱)；(2)铺放在一起而未加捻的许多长丝(无捻纱)；(3)具有一定加捻程度的铺放在一起的许多长丝；(4)在存在或不存在加捻下的单丝(单丝)；或(5)窄带材的材料，如目的用于构成纺织品的纸张、塑料膜或金属箔。

此后所讨论的纱线和织物优选用作二级防护服，但另外可用作例如初级防护服。由这些纱线形成的服装包括，但不限于，衬衫、裤子、工作服、工装裤、夹克、衬里、外套、风雪大衣、头饰和鞋袜。可将该织物与其它织物或材料层压或组合以提高功能性。

优选将织物进行机织或针织。机织织物包括平纹组织、斜纹组织和缎纹组织。针织织物包括经纱和纬纱针织织物。织物优选由此后所述纱线制成，但不限于此。取而代之，本发明的范围内的织物具有的耐火纤维(即，本身耐火的纤维和处理过的纤维)对微丹尼尔耐火纤维(即，具有微丹尼尔的本身耐火的纤维和处理过的纤维)的重量比为4-9∶2-6。优选，该比例为1∶1。任选地，本身耐火的纤维：微丹尼尔耐火纤维：处理过的纤维的比例为1-3∶2-6∶3-6。优选该比例为2∶5∶3。可以加入其它纤维，只要保持前述比例即可。例如，可将常规纺织纤维加入到具有前述比例的共混物中。

针对纱线对本发明进一步进行描述，应理解前述织物的论述适用于下述纱线而且以下内容适用于前述织物的论述。

纱线包含：纱线的10-30重量％本身耐火的纤维(长丝或短纤维)；20-60重量％微丹尼尔耐火纤维(长丝或短纤维)；和20-60重量％处理过的纤维(长丝或短纤维)。优选纱线包含20％本身耐火的纤维；50％微丹尼尔耐火纤维；和30％处理过的纤维。

本身耐火的纤维可选自芳族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、蜜胺、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亚胺、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酮(PEK)和聚醚醚酮(PEEK)等等。上述纤维是已知的并且可商购。例如，芳族聚酰胺(间芳族聚酰胺和对芳族聚酰胺)作为TWARON^、CONEX^和TECHNORA^购自日本大阪的Teijin Co.；作为NOMEX^和KEVLAR^购自特拉华州威尔明顿的Dupont；作为P84购自奥地利的Imitech；和作为KERMEL^购自法国科尔玛的KermelCompany。蜜胺(蜜胺甲醛)作为BASOFIL^购自北卡罗来纳州夏洛特的Basofil Fibers LLC。PBI购自北卡罗来纳州夏洛特的CelaneseAdvanced Mateirals，Inc。PBO作为ZYLON^购自日本大阪的Toyobo Co.Ltd.。优选的本身耐火的纤维包括芳族聚酰胺、蜜胺、PBI和PBO。最优选PBI。

处理过的纤维可以是任一种已采用常规阻燃剂处理的常规纤维。例如，处理过的纤维可以包括FR纤维素。纤维素包括棉线、人造丝、醋酸酯和三醋酸酯。优选的处理过的纤维是FR棉线和FR人造丝。最优选的是FR人造丝。

微丹尼尔耐火纤维可以是丹尼尔小于1(或0.1特/长丝，或直径小于10微米)的任一种本身耐火的纤维或处理过的纤维。优选，所述纤维为微丹尼尔本身耐火的纤维。最优选，所述纤维为微丹尼尔芳族聚酰胺，例如购自日本大阪的Teijin Co.的微丹尼尔TWARON^。

纱线采用常规方法制成。此外，纱线可以包括其它常规纺织纤维(天然或人造的)，条件是添加上述纤维对纱线、织物或服装的整体性能没有有害影响。

参考以下非限制性实施例可以更好地理解前述发明。

在表中，将本发明与防护服中使用的其它织物进行比较。测试方法在表中列出。INV指的是由20％PBI短纤维、50％微丹尼尔芳族聚酰胺(0.8丹尼尔/长丝，2英寸(5cm)短纤维)和30％FR人造丝构成的纱线制成的本发明的织物。对比材料为如上所述的常规织物。

                                                    表

  性能  测试  方法  INV  Indura  Ultrasoft  Indura  Ultrasoft  Nomex  Freestyle  Nomex  Freestyle  Comfort  Blend-Blue  Comfort  Blend-Denim  Comfort  Blend-Blue  PBI  Gold  PBI  Gold  重量，oz/yd²标称  4.5  5.5  7.0  4.5  6.0  5.5  6.5  4.5  4.5  6.0  重量，oz/yd²实际  4.66  5.91  7.54  4.36  6.14  5.59  6.30  4.43  4.56  织法  斜纹  斜纹  斜纹  平纹  平纹  平纹  斜纹  平纹  斜纹  吸湿性  D2654  6.66  7.56  7.66  5.45  5.51  5.84  5.49  6.53  6.84  透气性  (ft³/ft²/min)  D737  100.6  64.6  33.2  219.5  71.2  90.1  74.4  164.9  80.8  抗埃尔曼多夫撕  裂性(1bf)(W×F)  F1506/  D1424  19.4×    20.7  5.1×3.3  8.4×7.0  8.2×12.9  7.2×12.4  2.5×3.4  3.1×4.3  7.1×7.4  31.3×32.6  撕裂强度(针舌)  (单次撕裂)  F1506  D2261  13.1×    10.0  2.1×2.2  5.0×4.0  11.3×8.1  7.5×4.5  1.9×1.3  2.5×1.7  5.6×4.3  19.2×16.6  抓样强力  (GS)(1bf)(W×F)  F1506/  D5034  164.6×    122.8  72.5×    69.6  76.0×    69.3  200.9×    108.3  300.9×    177.2  125.9×    80.4  157.2×    109.1  109.7×    60.1  155.8×    117.2  热膨胀之后的GS  (8秒)  13.3×    11.9  0.4×0.7  0.5×0.7  14.6×6.7  19.8×18.2  4.8×3.7  8.6×9.6  3.5×1.8  20.8×16.3  拉伸性，1英寸条  带(1bf)(W×F)  D5035  118.1×    120.2  62.2×    51.0  97.0×    52.3  82.6×    54.5  114.6×    84.0  75.3×55.3  89.3×57.1  68.2×39.6  125.0×  107.3  挺度磨损H18 500  gm(循环至损坏)  D5035  231  137  108  86  169  99  179  69  138  洗涤收缩性(％)  5次洗涤  AATCC  135  1.2×2.5  0.8×2.6  1.4×1.1  2.6×2.6  2.2×3.4  1.7×0.8  1.1×1.3  0.5×2.0  2.0×1.4  25次洗涤  2.8×4.1  0.7×2.9  3.6×1.3  4.3×4.2  3.2×4.7  3.3×2.7  2.1×2.8  5.5×2.0  2.9×2.9  热收缩性(％)  至多10.0  NFPA  2112  1.3×1.0  2.4×0.6  2.7×0.0  2.2×1.3  1.3×1.3  3.3×3.0  3.0×2.6  8.6×4.6  1.3×1.0  易燃性  D6413  初始  烧焦长度(英寸)  至多6.0  0.40×    0.49  2.87×    3.21  2.83×    2.53  1.69×    2.13  1.89×1.96  1.27×1.11  1.16×1.08  1.48×1.40  0.43×0.57  残焰(秒)至多2.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0

阴燃(秒)  1.02×    1.07  1.19×    0.90  1.08×    1.19  0.86×    0.83  1.04×1.15  0.92×0.72  0.88×1.16  1.02×1.07  20.49×    16.5125次洗涤/干燥烧焦长度(英寸)至多6.0  0.41×    0.27  2.50×    2.65  2.72×    2.49  2.08×    1.52  1.88×2.40  1.09×0.67  0.84×0.90  1.46×1.25  0.44×0.38残焰(秒)至多2.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0  0.0×0.0阴燃(秒)  1.48×    1.28  0.91×    0.66  1.05×    1.36  3.41×    3.10  6.60×2.39  0.93×0.89  1.07×0.80  1.41×1.39  29.50×    26.33防热性能(TPP)  NFPA  2112  11.3  7.4  9.6  11.6  13.1  11.9  12.5  10.7  11.7  12.9TPP/osy  2.5  1.3  1.3  2.7  2.2  2.1  2.0  2.4  2.6  2.2性能(RPP)  8.4  7.6  9.0  5.6  7.6  7.5  7.9  6.3  7.4  8.1电弧闪电试验单层wt osy n＝3洗涤  4.7  5.6  7.5  4.5  6.4  5.6  6.4  4.5  4.6  6.0线性电弧热性能(ATPV)  F1959/  F1959M  5.9  5.5  8.1  4.8  5.7  5.3  6.0  4.8  6.6  7.5ATPV/OSY  1.26  0.98  1.80  1.10  0.89  0.95  0.94  1.07  1.43  1.25线性HAF  67.4  64.1  73.4  54.4  62.1  63.3  65.3  60.0  68.3  70.6对数电弧热性能(ATPV)  F1959/  F1959M  6.0  5.6  7.9  4.8  5.9  5.5  6.2  4.8  6.5  7.9ATPV/OSY  1.28  1.00  1.05  1.07  0.92  0.98  0.97  1.07  1.41  1.32标称4.5osy的单层棉线圆领汗衫wt osy n＝3洗涤  9.2  10.1  12.0  8.9  10.9  10.1  10.9  9.0  9.1  10.5线性(E_bt)  F1959/  F1959M  16.0  10.3  14.7  9.2  13.4  11.2  13.1  9.0  14.7ATPV  15.8  17.9ATPV  18.8E_bt/OSY  1.74  1.02  1.23  1.00  1.23  1.11  1.20  1.00  1.62ATPV  1.74  1.70ATPV  1.79线性HAF  85.4  80.9  84.8  77.5  78.2  82.1  82.6  78.3  83.1  84.9

  对数(E_bt)  F1959/  F1959M  16.8  10.6  15.6  9.3  14.4  11.4  13.3  8.9  17.1  19.2ATPV  21.6  E_bt/OSY  1.83  1.05  1.30  1.04  1.32  1.13  1.22  0.99  1.88  1.83ATPV  2.06  动态烧伤(秒)  30.0  1.1  1.6  1.1  1.6  1.3  1.0  18.7  人体模特耐火  性(身体烧伤  速率)(3秒)  圆领汗衫/紧  身裤(至多  50.0)  NFPA  2112  F1930  3秒暴露  ％完全烧伤  21.1  55.2  24.9  20.2  33.9  9.6  ％2度烧伤  20.6  35.3  24.6  20.2  33.6  9.6  ％3度烧伤  0.3  19.6  0.3  0.0  0.3  0.0  4秒烧伤  ％完全烧伤  41.8  69.4  47.8  38.3  42.6  37.7  ％2度烧伤  41.5  25.4  38.5  37.7  38.5  37.7  ％3度烧伤  0.3  44.0  9.3  0.6  4.1  0.0

ATPV＝电弧热性能值

OSY＝盎司/平方码

HAF＝热衰减系数

E_bt＝冲破极限的能量

W×F＝经线×纬线(warp×fill)

本发明可以采用其它形式得以体现而不背离其精神和基本特征，并因此，应该参照附加的权利要求，而不是参照前述说明书，如本发明的范围所述。