CN103668619A - 纱线、纺织品材料及含有其的服装 - Google Patents
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Abstract
纱线包括:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。诸如织物的纺织品材料包括多股这种纱线。诸如衬衫或长裤的服装包括这种纺织品材料。保护个体免于可在电弧闪光期间产生的红外辐射的方法利用了这种纺织品材料。
Description
技术领域
本申请涉及显示耐火性质的纱线、纺织品材料和服装。
背景技术
耐火织物可用于许多用途,包括生产多种工业或职业的人员所穿着的服装,诸如军事领域、电气领域(用于电弧防护)、石油化学品生产和应急响应领域。纤维素或纤维素混纺织物通常对这些服装来说是优选的,这可归因于这些织物可相对容易地制成耐火的以及这些织物对穿着者来说相对舒适。
尽管纤维素或纤维素混纺耐火织物经常使用,但现有的织物的确受限。许多纤维素耐火织物的燃烧性能不足以符合某些工业的严格要求。因此,仍需要以较低成本提供能符合现行耐火标准的可替代的耐火织物。
发明内容
在第一实施方式中,本发明提供了包含以下成分的纱线:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和(b)约5wt%到约25wt%对芳族聚酰胺纤维。
在第二实施方式中,本发明提供了包含多股纱线的纺织品材料,所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
在第三实施方式中,本发明提供了包括一块或更多块织物面料的服装,所述织物面料中的至少一块包含多股纱线,所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
在第四实施方式中,本发明提供了包含多块织物面料的衬衫,所述织物面料中的至少一块限定了所述衬衫的身体覆盖部分且所述织物面料中的至少两块限定了与所述衬衫的身体覆盖部分相连的衣袖,所述织物面料中的至少一块包含多股纱线,所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
在第五实施方式中,本发明提供了包含多块织物面料的长裤,所述织物面料中的至少两块限定了所述长裤的腿部覆盖部分,所述织物面料中的至少一块包含多股纱线,所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
在第六实施方式中,本发明提供了保护个体免于能够在电弧闪光期间产生的红外辐射的方法,所述方法包括以下步骤:将纺织品材料置于个体与能够产生电弧闪光的设备之间,所述纺织品材料包含多股纱线,所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
具体实施方式
如上所述,本发明提供了耐火纺织品材料。如本文所用的,术语“耐火”是指在去除外部引燃源之后缓慢燃烧或者自行熄灭的材料。纺织品材料的耐火性可通过任何合适的检测方法测量,诸如在以下中描述的那些:National Fire Protection Association(NFPA)701,题为“StandardMethods of Fire Tests for Flame Propagation of Textiles and Films”;ASTM D6413,题为“Standard Test Method for Flame Resistance ofTextiles(vertical test)”;NFPA2112,题为“Standard on Flame Resistant服装for Protection of Industrial Personnel Against Flash Fire”;ASTMF1506,题为“The Standard Performance Specification for Flame ResistantTextile Materials for Wearing Apparel for Use by Electrical WorkersExposed to Momentary Electric Arc and Related Thermal Hazards”;以及ASTM F1930,题为“Standard Test Method for Evaluation of FlameResistant Clothing for Protection Against Flash Fire Simulations Using anInstrumented Manikin”。
在第一实施方式中,本发明提供了包含再生纤维素纤维和对芳族聚酰胺纤维的纱线。所述纱线可以是任何合适类型的纱线。优选地,所述再生纤维素纤维和对芳族聚酰胺纤维是短纤维,且所述纱线是短纤纱。这样的短纤纱可通过任何合适的纺纱工艺形成,诸如环锭纺纱、喷气纺纱或者自由端纺纱。在某些实施方式中,所述纱线是使用环锭纺纱工艺纺成的(即,所述纱线是环锭纺纱)。
本发明的纱线包含再生纤维素纤维。术语“再生纤维素纤维”在本文中是指通过以下方式制成的纤维:将纤维素溶解在合适的溶剂中,然后将该溶液在合适的介质中纺纱或者挤压,以使纤维素以长丝或纤维的形式沉淀或凝结出来。有若干种不同类型的再生纤维素纤维可用。合适的再生纤维素纤维包括但不限于粘胶纤维(例如,粘胶人造纤维、高湿模量粘胶纤维、莫代尔纤维和波里诺西克纤维)、溶纺纤维素纤维(lyocell fiber),以及它们的混合物。在优选实施方式中,所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、溶纺纤维素纤维和它们的混合物。在更优选的实施方式中,所述再生纤维素纤维是溶纺纤维素纤维。
再生纤维素纤维通常显示的柔软度和回潮率使得所述再生纤维素纤维特别可用于制造在穿着时舒适的纺织品材料。然而,一些再生纤维素纤维受累于相对低的强度(尤其是湿强度)。这样的再生纤维素纤维的脆弱性意味着它们不能被大量用于纺织品材料中而不会牺牲纺织品材料的的耐久性。因此,本发明的实施方式中所用的再生纤维素纤维优选在干燥时和在湿润时均显示相对高的强度。更具体而言,所述再生纤维素纤维优选显示约27cN/tex或更高的干强度,更优选约30cN/tex或更高,最优选约35cN/tex或更高。所述再生纤维素纤维还优选显示约20cN/tex或更高或者约25cN/tex或更高的湿强度。
再生纤维素纤维可以任何合适的量存在于纱线中。当再生纤维素纤维具有上面所述的相对高的强度时,所述再生纤维素纤维可被加入到纱线中(以及将纱线加入到纺织品材料中)而不会牺牲纱线以及该纱线所被加入到其中的任何纺织品材料的耐久性。在优选实施方式中,再生纤维素纤维以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约40wt%或更多、约45wt%或更多、约50wt%或更多、约55wt%或更多、约60wt%或更多或者约65wt%或更多(例如约70wt%)。尽管具有上面所述的相对高强度的再生纤维素纤维可以相对高的量使用,本发明的纱线可包含产生和/或提高纱线的其它所需性质的其它纤维(例如,对芳族聚酰胺纤维)。因此,再生纤维素纤维优选以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约85wt%或更少(例如,约80wt%或更少或者约75wt%或更少)。因此,在一系列优选实施方式中,再生纤维素纤维优选以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约45wt%到约85wt%、约50wt%到约85wt%、约55wt%到约85wt%、约60wt%到约85wt%或者约65wt%到约85wt%(例如,约65wt%到约80wt%或者约65wt%到约75wt%)。
再生纤维素纤维优选包含在所述纤维中的阻燃化合物。这种阻燃化合物优选以如下方式被加入到再生纤维素纤维中:其不会显著降低原始再生纤维素纤维(即,不含阻燃剂的再生纤维素纤维)的强度。事实上,甚至在将阻燃化合物加入到纤维中之后再生纤维素纤维优选显示上述范围内的强度。这使得本发明中所用的再生纤维素纤维区别于诸如FR粘胶之类的其它阻燃再生纤维素纤维,后者因加入阻燃化合物而显示显著的强度降低。再生纤维素纤维可包含任何合适阻燃化合物。优选地,再生纤维素纤维包含含磷的阻燃化合物。
含磷阻燃化合物可以是任何合适的含磷阻燃化合物。优选地,含磷阻燃化合物是通过如下方式制备的化合物:首先将(i)四羟甲基鏻盐、四羟甲基鏻盐缩合物或者它们的混合物与(ii)交联剂反应。然后将所得的缩合产物氧化,相信这将缩合产物中的至少一部分磷原子由三价形式转化为更稳定的五价形式。缩合产物可使用任何合适的氧化剂氧化,诸如过氧化氢、过硼酸钠或次氯酸钠。
术语“四羟甲基鏻盐”是指含有具有如下结构的四羟甲基鏻(THP)阳离子的盐:
包括但不限于盐酸盐、硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、硼酸盐和磷酸盐。如本文所用的,术语“四羟甲基鏻盐缩合物”(THP缩合物)是指通过如下方式得到的产物:将四羟甲基鏻盐(诸如上面所述的那些)与有限量的交联剂(诸如脲、胍唑或双胍)反应以得到如下化合物:其中各个四羟甲基鏻阳离子中的至少一些已通过其羟甲基基团相连。使用脲制成的这样的缩合物的结构如下所阐述:
这种缩合物的合成在例如以下文献中描述:Frank等(TextileResearch Journal,November1982,pages678-693)和Frank等(TextileResearch Journal,December1982,pages738-750)。这些THPS缩合物也可通过商业渠道获得,例如,作为CFR得自EmeraldPerformance Materials。
交联剂是能够将THP交联和/或固化的任何合适的化合物。合适的交联剂包括例如脲、胍(即,胍、其盐或胍衍生物)、脒基脲、甘脲、氨、氨-甲醛加合物、氨-乙醛加合物、氨-丁醛加合物、氨-氯醛加合物、葡糖胺、聚胺(例如,聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚醚亚胺、聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、壳聚糖、氨基多糖)、缩水甘油醚、异氰酸酯、嵌段异氰酸酯以及它们的组合。优选地,交联剂是脲或氨,脲是更优选的交联剂。
阻燃化合物可以任何合适的方式加入到再生纤维素纤维中。例如,可将阻燃化合物加入到其中溶解了纤维素的溶剂中或者将其加入到纤维素原料中。当这样做时,将阻燃化合物在纤维被挤压时加入到其中。或者可选地,可使用本领域中已知的技术将纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)用阻燃化合物进行后处理。
当将阻燃剂施加到纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)上时,可以任何合适的量施加THP或THP缩合物。典型地,以如下量施加THP盐或THP缩合物:该量提供了基于未处理的纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)的重量的至少0.5wt%(例如,至少1wt%、至少1.5wt%、至少2wt%、至少2.5wt%、至少3wt%、至少3.5wt%、至少4wt%或者至少4.5wt%)的元素磷。THP盐或THP缩合物也典型地以如下量施加:该量提供了基于未处理的纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)的重量的少于5wt%(例如,少于4.5wt%、少于4wt%、少于3.5wt%、少于3wt%、少于2.5wt%、少于2wt%、少于1.5wt%或少于1wt%)的元素磷。优选地,THP盐或THP缩合物以如下量施加:该量提供了基于未处理的纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)的重量的约1wt%到约4wt%(例如,约1wt%到约3wt%或者约2wt%到约3wt%)的元素磷。交联剂可以任何合适的量施加到纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)上。典型地,交联剂以如下量施加:基于未处理的纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)的重量的至少0.1wt%(例如,至少1wt%、至少2wt%、至少3wt%、至少5wt%、至少7wt%、至少10wt%、至少15wt%、至少18wt%或者至少20wt%)。交联剂还典型地以如下量施加:基于未处理的纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)的重量的少于25wt%(例如,少于20wt%、少于18wt%、少于15wt%、少于10wt%、少于7wt%、少于5wt%、少于3wt%或者少于1wt%)。在可能优选的实施方式中,交联剂以如下量施加:基于未处理的纤维或纱线(或者由该纱线制成的纺织品材料)的重量的约2wt%到约7wt%。
本发明的纱线还包含对芳族聚酰胺纤维。这些纤维被包含在纱线中是为了如下多种原因,诸如提高纱线和由该纱线制成的任何纺织品材料的强度和耐久性。对芳族聚酰胺纤维可以任何合适的量存在于纱线中。优选地,对芳族聚酰胺纤维以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约5wt%或更多、约10wt%或更多或者约15wt%或更多。尽管对芳族聚酰胺纤维可用于提高纱线的强度和耐久性,具有过高量的对芳族聚酰胺纤维的纱线可产生在穿着时不舒适的纺织品材料。因此,对芳族聚酰胺纤维优选以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约30wt%或更少、约25wt%或更少或者约20wt%或更少。因此,在一系列优选实施方式中,对芳族聚酰胺纤维以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约5wt%到约25wt%、约10wt%到约25wt%或者约15wt%到约25wt%。
本发明的纱线还可包含其它纤维,诸如其它合成纤维。这些其它合成纤维可以是任何合适的合成纤维,并且可出于多种原因而被包含。例如,所述其它合成纤维可以是热塑性合成纤维。这些热塑性合成纤维通常可被包含在纱线中以提高其对例如工业洗涤条件的耐久性。特别是,热塑性合成纤维倾向于对工业洗衣设备中采用的磨损及严苛洗涤条件特别有耐久性,并且将其加入到例如含纤维素纤维的短纤纱中能提高该纱线对这类条件的耐久性。而这种提高的纱线耐久性又导致由该纱线制成的纺织品材料的耐久性提高。合适的热塑性合成纤维包括但不必受限于聚酯纤维(例如,聚(对苯二甲酸乙二醇酯)纤维、聚(对苯二甲酸1,2-丙二醇酯)纤维、聚(对苯二甲酸1,3-丙二醇酯)纤维)、聚(对苯二甲酸丁二醇)纤维及其混纺)、聚酰胺纤维(例如,尼龙6纤维、尼龙6,6纤维、尼龙4,6纤维和尼龙12纤维)、聚乙烯醇纤维以及它们的组合、混合物或混纺。在优选实施方式中,纱线还包含聚酰胺纤维(例如,尼龙6纤维、尼龙6,6纤维、尼龙4,6纤维和尼龙12纤维),优选尼龙6,6纤维。
其它合成纤维还可以是固有耐火纤维。如本文所用的,术语“固有耐火纤维”是指如下合成纤维:该合成纤维由于制成其的材料的化学组成显示阻燃性而无需额外的阻燃处理。在这样的实施方式中,固有耐火纤维可以是任何合适的固有耐火纤维,诸如聚噁二唑纤维、聚磺酰胺纤维、聚(苯并咪唑)纤维、聚(苯硫)纤维、间位-芳族聚酰胺纤维、聚吡啶并二咪唑纤维、聚苄基噻唑纤维、聚苄基噁唑纤维、三聚氰胺-甲醛聚合物纤维、苯酚-甲醛聚合物纤维、氧化聚丙烯腈纤维、聚酰胺-酰亚胺纤维以及它们的组合、混合物和混纺。在优选实施方式中,纱线还包含聚噁二唑纤维。
在优选实施方式中,合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、间位-芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈(modacrylic)纤维、聚噁二唑纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇纤维以及它们的混合物。
这些其它合成纤维可以任何合适的量存在于纱线中。当它们存在于纱线中时,这些其它合成纤维优选以如下量存在:基于纱线中存在的纤维总重的约0.1wt%或更多、约0.5wt%或更多、约1wt%或更多、约2wt%或更多、约3wt%或更多、约4wt%或更多、约5wt%或更多、约6wt%或更多、约7wt%或更多、约8wt%或更多、约9wt%或更多或者约10wt%或更多。当它们存在于纱线中时,这些其它合成纤维优选以如下量存在:基于纱线中存在的纤维总重的约40wt%或更少、约35wt%或更少、约30wt%或更少、约25wt%或更少或者约20wt%或更少。因此,在一系列优选实施方式中,这些其它合成纤维以如下量存在:基于纱线中存在的纤维总重的约0.1wt%到约30wt%(例如,约0.5wt%到约30wt%、约1wt%到约30wt%或者约5wt%到约30wt%)或者约5wt%到约25wt%(例如,约5wt%到约20wt%)。当然,其它合成纤维的最佳重量将至少部分取决于纱线中所包含的其它合成纤维的具体类型。因此,例如,当其它合成纤维是聚酰胺纤维时,该聚酰胺纤维优选以如下量存在于纱线中:基于纱线中纤维总重的约5wt%到约20wt%或者约5wt%到约15wt%(例如,约10wt%)。在另一个例子中,诸如当其它合成纤维是聚噁二唑纤维时,该聚噁二唑纤维优选以如下量存在于纱线中:基于纱线中纤维总重的约5wt%到约25wt%或者约10wt%到约20wt%(例如,约15wt%)。
在另一个实施方式中,本发明提供了包含多股上述纱线的纺织品材料。本发明的纺织品材料可以具有任何合适的结构。换言之,形成该纺织品材料的纱线可以产生织物的任何合适的图案排列设置。优选地,纺织品材料以机织结构设置,诸如平纹组织、席纹组织、斜纹组织、缎纹组织或者棉缎组织。合适的平纹组织包括但不限于通过如下方式制得的防破裂(ripstop)组织:在形成过程中,在所述纺织品材料的经向、纬向或者经向和纬向中以固定间隔引入额外的纱线或增强纱线。合适的斜纹组织包括经面和纬面斜纹组织,诸如2/1、3/1、3/2、4/1、1/2、1/3或1/4斜纹组织。
本发明的纺织品材料可以任何合适的重量(即,每单位面积的重量)提供。纺织品材料的合适重量将取决于若干因素,诸如纺织品材料将提供给穿着者的所需保护程度。下面所提供的重量范围优选指示已在纺织品材料上进行了任何处理(例如化学处理和/或机械处理)之后的纺织品材料的重量。优选地,纺织品材料显示如下重量:约135g/m2或更多、约140g/m2或更多、约145g/m2或更多、约150g/m2或更多、约155g/m2或更多、约160g/m2或更多、约165g/m2或更多、约170g/m2或更多、约175g/m2或更多、约180g/m2或更多或者约185g/m2或更多。优选地,纺织品材料显示如下重量:约305g/m2或更少、约300g/m2或更少、约295g/m2或更少、约290g/m2或更少、约285g/m2或更少、约280g/m2或更少、约275g/m2或更少、约270g/m2或更少、约265g/m2或更少、约260g/m2或更少或者约255g/m2或更少。因此,在一系列优选实施方式中,纺织品材料显示如下重量:约135g/m2到约305g/m2或者约170g/m2到约255g/m2。
为进一步提高纺织品材料的手感,所述纺织品材料可任选地用一种或多种机械表面处理来处理。机械表面处理通常使在固化和织物加工过程中赋予织物的应力松弛、破坏在固化过程中形成的纱线结并且提高经处理的织物的撕破强度。合适的机械表面处理的例子包括用高压空气流或水流进行处理(诸如在美国专利4,918,795、美国专利5,033,143和美国专利6,546,605中描述的那些)、用蒸汽射流进行处理、针刺、微粒轰击、喷冰(ice-blasting)、滚筒反转、石洗、通过喷嘴的收缩以及用机械振动、锐弯、剪切或压缩进行处理。防缩工艺可替代上述工艺中的一种或多种或者在其之外使用以改进织物的手感和控制织物的收缩。可用于为经处理的织物赋予柔软性并且也可在防缩工艺之前进行的其它机械处理包括刷布、用覆有金刚石的刷布线进行刷布、无颗粒磨砂、对带浮雕的表面进行图案磨砂、喷丸处理、喷砂、刷洗、浸泡刷辊、超声振荡、磨绒、雕刻或图案辊磨蚀以及相对于或用其它材料(诸如相同或不同织物、磨蚀性基质、钢丝棉、金刚砂辊、碳化钨辊、蚀刻或瘢痕或者砂纸辊)冲击。
相信本发明的纺织品材料显示了对闪火和电弧闪光危险的良好防护。因此,相信所述纺织品材料特别适合用于制造防护服,诸如处在曝露于闪火和电弧闪光危险下的产业工人所穿着的那些。当根据题为“Standard Test Method for Flame Resistance of Textiles(vertical test)”的ASTM D6413检测时,本发明的纺织品材料典型地显示了极短的焦化长度并且没有续燃。所述纺织品材料所显示的典型焦化长度为约1英寸(2.5cm)到约2.5英寸(6.4cm),这表示该纺织品材料甚至在曝露于火焰之后仍显示相对高的机械强度。此外,由于在干燥和湿润状态下纤维的强度均相对高,所述纺织品材料能耐受多次重复的家庭和/或工业洗涤。这与用常规的粘胶或FR粘胶制成的纺织品材料相反,后者纤维具有较低的强度并且产生显示对重复洗涤的耐久性相对较低的纺织品材料。除了机械耐久性之外,纺织品材料的耐火特性也对重复洗涤有耐久性。例如,本发明的纺织品材料典型地(并且优选地)在多次(例如,50次或更多,或者100次)家庭和/或工业洗涤之后显示上述耐火特性。
在另一系列实施方式中,本发明提供了包含一块或多块织物面料的服装。所述一块或多块织物面料可以包围内部体积的方式接合(例如,缝制)在一起,所述内部体积意图被穿着者或者穿着者解剖学上的至少一部分所占据。这种服装的合适例子包括但不限于衬衫、夹克、背心、长裤、罩衫、连身工作服、兜帽和手套。或者可选地,所述服装无需被构造为使其包围内部空间。而是,所述服装可以构造为使得穿着者能将其牢固地紧固在他或她的身体上以使其覆盖并保护他或她身体的至少一部分。这种服装的合适例子包括但不限于围裙、围兜、护腿和护脚。
在本发明的这种实施方式中,所述服装的至少一块织物面料包括上面所述的纺织品材料(即,包括多股上面所述的纱线的纺织品材料)。优选地,如果所述服装包括多块织物面料,则所有织物面料均包含上面所述的纺织品材料。在特定的服装实施方式中,所述服装是包括多块织物面料的衬衫。织物面料中的至少一块限定了衬衫的身体覆盖部分,且织物面料中的至少两块限定了与所述衬衫的身体覆盖部分相连的衣袖。如上所述,所述衬衫的至少一块织物面料包含上面所述的纺织品材料。在这种衬衫的另一个具体实施方式中,所述服装是包括多块织物面料的长裤。织物面料中的至少两块限定了长裤的腿部覆盖部分。如上所述,所述织物面料中的至少一块包括上面所述的纺织品材料。
在另一个实施方式中,本发明提供了保护个体免于能够在电弧闪光期间产生的红外辐射的方法。在这种实施方式中,所述方法包括以下步骤:将纺织品材料置于个体和能够产生电弧闪光的设备之间。所述纺织品材料优选是根据本发明的纺织品材料(即,包括多股上述纱线的纺织品材料)。
在本发明的这种方法实施方式中,所述纺织品材料可被置于个体和设备之间的任何合适点。然而,为确保纺织品材料被放置为向个体提供最大程度的保护,所述纺织品材料优选形成由所述个体穿着的服装部分。合适的服装包括但不限于衬衫、长裤、上衣、兜帽、围裙和手套。在优选实施方式中,由个体穿着的服装的朝向外侧的纺织品部分(即,当该服装被个体所穿着时朝向设备的那些服装部分)基本由(或者甚至更优选由)根据本发明的纺织品材料组成。
上面所述的方法可用于保护个体免于任何设备所产生的电弧闪光。典型地,所述设备是电气设备部分。优选地,所述设备能在个体所处位置处产生具有约1.2卡路里/cm2或更多(约5J/cm2或更多)的入射能的电弧闪光。更优选地,所述设备能够在个体所处位置处产生具有约4卡路里/cm2或更多(约17J/cm2或更多)的入射能的电弧闪光。所述设备优选能够在个体所处位置处产生具有约8卡路里/cm2或更多(约33J/cm2或更多)的入射能的电弧闪光。具有诸如上面所述的那些入射能的电弧闪光(尤其是具有约4卡路里/cm2或更多或者约8卡路里/cm2或更多的入射能的电弧闪光)能够对曝露于该电弧闪光的个体的未保护或保护不足的皮肤造成显著的伤害(例如,二度烧伤)。
为保护个体免于诸如25卡路里/cm2(105J/cm2)到60卡路里/cm2(250J/cm2)的高能量电弧闪光曝露,可使用多层如上所述的纺织品材料,或者所述纺织品材料可与其它纺织品材料或绝缘层组合使用。例如,在一个这样的实施方式中,上面所述的纺织品材料可被用作外层,而其它防电弧闪光织物和/或绝缘材料则在该纺织品材料下方(即,在纺织品材料和穿着者之间)。在这样的实施方式中,相信本发明纺织品材料的高防破坏性(high break-open resistance)将提供如下的多层结构:其提供了所需水平的电弧闪光防护并在曝露于电弧闪光或火焰之后保持其机械完整性。
以下实施例进一步解释了上面所述的主题,但当然不应被解释为以任何方式限制其范围。
实施例1
本方法验证了根据本发明的纱线和纺织品材料的生产。使用环锭纺纱法纺成含有约70wt%溶纺纤维素纤维、约20wt%对芳族聚酰胺纤维和约10wt%尼龙6,6纤维的均匀纤维混纺物以制得纱线。然后将所得纱线用于生产棉缎组织织物(该纱线同时用作该机织织物的经纱和纬纱)。将织物染色并整理以将含磷阻燃化合物加入到溶纺纤维素纤维内部。所得织物的重量是约5.6oz/yd2(190g/m2)。
然后对所得织物进行检测以确定其耐火特性。该织物在经向和纬向均显示约1.4英寸(3.6cm)的焦化长度。将该织物根据ASTM F1959–“Standard Test Method for Determining the Arc Thermal PerformanceValue of Materials for Clothing”进行测试。该织物显示约14.3卡路里/cm2(59.8J/cm2)的破坏阈能(Ebt)。经比较,用市售的氨法阻燃剂处理的5.5oz/yd2(190g/m2)88wt%棉/12wt%尼龙织物被报道具有约10卡路里/cm2(40J/cm2)的破坏阈能,而6oz/yd2(200g/m2)诺梅克斯织物被报道具有约13卡路里/cm2(54J/cm2)的破坏阈能。
实施例2
本方法验证了根据本发明的纱线和纺织品材料的生产。使用环锭纺纱法纺成含有约75wt%溶纺纤维素纤维、约15wt%对芳族聚酰胺纤维和约10wt%聚噁二唑纤维的均匀纤维混纺物以制成纱线。然后将所得纱线用于生产棉缎组织织物(该纱线同时用作该机织织物的经纱和纬纱)。将织物染色并整理以将含磷阻燃化合物加入到溶纺纤维素纤维内部。所得织物的重量是约7.2oz/yd2(240g/m2)。
然后对所得织物进行检测以确定其耐火特性。该织物在经向和纬向均显示约1.2英寸(3cm)的焦化长度。在曝露于2卡路里/cm2·秒(8.4J/cm2·秒)的火焰10秒钟后,该织物保持了良好的挠性和机械完整性。相信该织物适合用于电弧闪光和闪火保护服中,在这些防护服中抵抗曝露于来自火焰和电弧的高热能之后引起的破坏是必需的。
实施例3
本方法验证了根据本发明的纱线和纺织品材料的生产。在如下的均匀纤维混纺物中使用含有含磷阻燃化合物的高强度溶纺纤维素纤维:约70wt%溶纺纤维素纤维、约20wt%对芳族聚酰胺纤维和约10wt%聚噁二唑纤维。该精密混纺纤维被制成环锭纺纱纱线,且该纱线被织造成斜纹组织织物(该纱线同时用作该机织织物的经纱和纬纱)。然后将织物冲洗、染色和整理。该织物可被制成重量为约5.6oz/yd2(190g/m2)和约7.5oz/yd2(250g/m2)。期望这些织物在曝露于高能电弧和/或火焰之后显示良好的挠性和机械完整性。
这里所引用的所有文献,包括公开出版物、专利申请和专利均通过引用并入,其程度如同每篇文献被独立和具体地表明通过引用并入并一起整体陈述一样。
除非在本文中另外表明或者在上下文中明确相反,在描述本申请主题的上下文中(尤其是在后面的权利要求的上下文中)术语“一/一个/一种”和“所述/该”的使用被解释为同时涵盖单数和复数。除非另外标明,术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”被解释为开放式术语(即,表示“包括但不限于”)。除非在本文中另外表明,本文中述及数值范围时仅意图用作独立地涉及落入该范围内地每个单独值的简写反嘎发,且每个单独值均被加入到说明书中,如同其被独立地在本文中述及一样。除非在本文中另外表明或者在上下文中明确相反,本文所述所有方法可以任何合适的次序实施。除非另外要求,本文所提供的任何和所有例子或示例性语言(例如,“诸如”)的使用仅意图更好地解释申请的主题,并且不会对主题的范围做出任何限制。说明书中没有任何语言应被解释为表明任何未被要求的要素对实施本文所述主题来说是重要的。
在本文中描述了本申请主题的优选实施方式,包括发明人所知的实施所要求保护的主题的最佳方式。当阅读前面的说明书时,那些优选实施方式的变体对本领域技术人员来说可以变得明显。发明人预期本领域技术人员能恰当地使用这种变体,而且发明人预期本文所述主题可以本文中具体所述者不同的方式实施。因此,本公开内容包括适用法律所容许的本文所附权利要求中所述主题的所有修改和等价形式。另外,除非在本文中另外表明或者在上下文中明确相反,其所有可能变体中的上述要素的任何结合可被涵盖在本公开内容中。
Claims (44)
1.纱线,包括:
(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和
(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
2.如权利要求1所述的纱线,其中所述再生纤维素纤维和所述对芳族聚酰胺纤维是短纤维,并且在纱线中精密混纺。
3.如权利要求1所述的纱线,其中所述再生纤维素纤维的湿强度是约20cN/tex或更高。
4.如权利要求1所述的纱线,其中所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、溶纺纤维素纤维以及它们的混合物。
5.如权利要求1所述的纱线,其中所述再生纤维素纤维是溶纺纤维素纤维。
6.如权利要求1所述的纱线,其中所述再生纤维素纤维占所述纱线的约65wt%到约85wt%。
7.如权利要求1所述的纱线,其中所述阻燃化合物是含磷阻燃化合物。
8.如权利要求1所述的纱线,其中所述对芳族聚酰胺纤维占所述纱线的约15wt%到约25wt%。
9.如权利要求1所述的纱线,其中所述纱线包含其它合成纤维。
10.如权利要求9所述的纱线,其中所述合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、间位芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈纤维、聚噁二唑纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇纤维以及它们的混合物。
11.如权利要求9所述的纱线,其中所述其它合成纤维占所述纱线的约0.1wt%到约30wt%。
12.包含多股纱线的纺织品材料,所述纱线包括:
(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和
(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
13.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述再生纤维素纤维和所述对芳族聚酰胺纤维是短纤维,并且在所述纱线中精密混纺。
14.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述再生纤维素纤维的湿强度为约20cN/tex或更高。
15.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、溶纺纤维素纤维以及它们的混合物。
16.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述再生纤维素纤维是溶纺纤维素纤维。
17.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述再生纤维素纤维占所述纱线的约65wt%到约85wt%。
18.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述阻燃化合物是含磷阻燃化合物。
19.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述对芳族聚酰胺纤维占所述纱线的约15wt%到约25wt%。
20.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述纱线包括其它合成纤维。
21.如权利要求20所述的纺织品材料,其中所述合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、间位芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈纤维、聚噁二唑纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇纤维以及它们的混合物。
22.如权利要求20所述的纺织品材料,其中所述其它合成纤维占所述纱线的约0.1wt%到约30wt%。
23.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述纺织品材料是机织纺织品材料。
24.如权利要求23所述的纺织品材料,其中所述多股纱线以斜纹图案织造。
25.如权利要求12所述的纺织品材料,其中所述纺织品材料的重量是约135g/m2至约305g/m2。
26.如权利要求25所述的纺织品材料,其中所述纺织品材料的重量是约170g/m2至约255g/m2。
27.包括一块或多块织物面料的服装,所述织物面料中的至少一块包含多股纱线,所述纱线包括:
(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和
(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
28.如权利要求27所述的服装,其中所述再生纤维素纤维和所述对芳族聚酰胺纤维是短纤维,并且在所述纱线中精密混纺。
29.如权利要求27所述的服装,其中所述再生纤维素纤维的湿强度为约20cN/tex或更高。
30.如权利要求27所述的服装,其中所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、溶纺纤维素纤维以及它们的混合物。
31.如权利要求30所述的服装,其中所述再生纤维素纤维是溶纺纤维素纤维。
32.如权利要求27所述的服装,其中所述再生纤维素纤维占所述纱线的约65wt%到约85wt%。
33.如权利要求27所述的服装,其中所述阻燃化合物是含磷阻燃化合物。
34.如权利要求27所述的服装,其中所述对芳族聚酰胺纤维占所述纱线的约15wt%到约25wt%。
35.如权利要求27所述的服装,其中所述纱线包含其它合成纤维。
36.如权利要求35所述的服装,其中所述合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、间位-芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈纤维、聚噁二唑纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇纤维以及它们的混合物。
37.如权利要求36所述的服装,其中所述其它合成纤维占所述纱线的约0.1wt%到约30wt%。
38.如权利要求27所述的服装,其中所述纺织品材料是机织纺织品材料。
39.如权利要求38所述的服装,其中所述多股纱线以斜纹图案织造。
40.如权利要求27所述的服装,其中所述纺织品材料的重量是约135g/m2至约305g/m2。
41.如权利要求40所述的服装,其中所述纺织品材料的重量是约170g/m2至约255g/m2。
42.包括多块织物面料的衬衫,所述织物面料中的至少一块限定了所述衬衫的身体覆盖部分且所述织物面料中的至少两块限定了与所述衬衫的身体覆盖部分相连的衣袖,所述织物面料中的至少一块包含多股纱线,所述纱线包括:
(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和
(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
43.包括多块织物面料的长裤,所述织物面料中的至少两块限定了所述长裤的腿部覆盖部分,所述织物面料中的至少一块包含多股纱线,所述纱线包括:
(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和
(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
44.保护个体免于能在电弧闪光期间产生的红外辐射的方法,所述方法包括以下步骤:将纺织品材料置于个体与能够产生电弧闪光的设备之间,所述纺织品材料包含多股纱线,所述纱线包括:
(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维,所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度,所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物;和
(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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