用于電弧和火焰防護的纖維共混物、紗線、織物和服裝的制作方法
【專利說明】用于電弧和火焰防護的纖維共混物、紗線、織物和服裝
【背景技術】
[0001] 1.巧術領域
[0002] 本發明設及更耐用的纖維共混物，其在較低重量下具有改進的性能，用于電弧和 火焰防護的紗線、織物和服裝。
[0003] 2.相關領域描巧
[0004] 化tterow等人的美國專利申請公開2010/0112312公開了一種纖維共混物，其具 有約30-60%的FR變性聚丙締膳纖維、約20-60%的合成纖維素纖維和約5-30%額外固有 的FR纖維。
[0005] Zhu等人的美國專利8, 133, 584公開了紗線和織物，其由50至80重量％的結晶度 為至少20%的間位芳族聚酷胺纖維、10至30重量％的阻燃性人造絲纖維、10至20重量％ 的變性聚丙締膳纖維、0至5重量％的對位芳族聚酷胺纖維和0至3重量％的防靜電纖維組 成。
[0006] 電弧和火焰防護設及捶救人類生命，因此提供在低基重下改進的暴燃性能與高水 平的防電弧性的組合的任何改進是令人期待的。
【發明內容】
[0007] 本發明設及一種適用于電弧和火焰防護的纖維共混物、紗線、織物和/或衣服，其 包含（a)大于30 %的芳族聚酷胺纖維；化)20至35重量％的變性聚丙締膳纖維；(C) 20至 35重量％的人造絲纖維，其具有21或更小的極限氧指數，并具有3克/旦巧爾或更大的干 拉伸強度；和（d) 0至3重量％的防靜電纖維；百分比基于組分（a)、化）、（C)和（d);其中存 在于共混物、紗線、織物和/或服裝中的變性聚丙締膳纖維和人造絲纖維的量的差異為10 重量％或更小。
【附圖說明】
[000引附圖示出了包含纖維共混物的織物的出人意料地優異的電弧電阻。
【具體實施方式】
[0009] 本發明設及用于電弧和火焰防護服裝的纖維共混物，其包含顯著量的人造絲，該 人造絲既具有21或更小的極限氧指數又具有至少3克/旦巧爾的高干拉伸強度。由該共 混物制造的織物和服裝提供在較低織物重量下出人意料的防電弧性能，在一些實施例中大 于1. 2卡路里/平方厘米/盎司/平方碼。該織物還具有極佳的炭化長度性能，在一些實 施例中其小于4英寸。該是重要的，因為人造絲具有21或更小的極限氧指數，所W它會在 空氣中燃燒。
[0010] 電弧通常設及數千伏特和數千安培的電流，使服裝或織物暴露于強烈的入射能量 中。為了向穿著者提供防護，服裝或織物必須抵抗該能量向穿用者的傳遞。
[0011] 該纖維共混物、紗線、織物和/或服裝包含（a)大于30%的芳族聚酷胺纖維； (b) 20至35重量％的變性聚丙締膳纖維；（c) 20至35重量％的人造絲纖維，其具有21或更 小的極限氧指數，并具有3克/旦巧爾或更大的干拉伸強度；和（d) 0至3重量％的防靜電 纖維；百分比基于組分（a)、化）、（C)和（d)。存在于共混物、紗線、織物和/或服裝中的變 性聚丙締膳纖維和人造絲纖維的量的差異為10重量％或更小。
[0012] 在一些實施例中，芳族聚酷胺纖維W至多59重量％并包括59重量％的量存在于 共混物、紗線、織物和/或服裝中，并且在一些實施例中，芳族聚酷胺纖維包括間位芳族聚 酷胺纖維。在一個優選的實施例中，存在于共混物、紗線、織物和/或服裝中的芳族聚酷胺 纖維的最低量大于30%，并且最大量為至多59重量％并包括59重量％ ;芳族聚酷胺纖維 由對位芳族聚酷胺纖維和間位芳族聚酷胺纖維組成，其分布在2至20重量％的對位芳族聚 酷胺纖維和10至57重量％的間位芳族聚酷胺纖維的那些最小/最大值內。
[0013] 存在于共混物、紗線、織物和/或服裝中的變性聚丙締膳纖維和人造絲纖維的量 的差異為10重量％或更小，并且在一些實施例中，人造絲纖維的量大于變性聚丙締膳纖維 的量。
[0014] 該纖維共混物可紗線的形式使用。所謂"紗線"是指紡絲或加搶在一起W形 成連續股線的纖維集合，所述股線可用于編織、針織、編結、或編辮、或W其他方式制備成紡 織材料或織物。紗線可通過紡紗技術來制備，所述技術例如但不限于環錠紡紗、包巧紡紗和 氣流噴射紡紗，所述氣流噴射紡紗包括氣流紡紗技術例如村田（Murata)氣流噴射紡紗，其 中空氣用于將短纖維加搶成紗線。如果制備的是單股紗線，則優選隨后將它們合股在一起 W在轉化為織物之前形成包括至少兩股單股紗線的合股加搶紗線。在一些實施例中，紗線 可包括連續細絲。
[0015] 該纖維共混物可織物的形式使用。術語織物是指在一個實施例中已利用一種 或多種不同類型的前述紗線織造、針織或W其他方式集合的期望保護層。優選的實施例為 織造物，并且優選的編織物為斜紋組織。
[0016] 在一些優選的實施例中，織物具有根據NFPA 2112的小于4英寸的炭化長度。炭 化長度為紡織品的阻燃性的量度。炭化定義為由于高溫分解或不完全燃燒形成的碳質殘 渣。如在本說明書中記載的，在ASTM 6413-08測試條件下的織物炭化長度被定義為從直接 暴露于火焰的織物邊緣至已施加特定的化開力之后可見織物損壞的最遠點之間的距離。根 據暴燃標準NFPA 2112,織物應具有小于4英寸（10.2cm)的炭化長度。根據電弧電阻標準 ASTM F1506,織物應具有小于6英寸的炭化長度。
[0017] 在一些優選的實施例中，織物具有電弧電阻，其為基重標度化，等于或大于1.2卡 路里/平方厘米/盎司/平方碼（0. 148焦耳/平方厘米/克/平方米）。在一些優選的實 施例中，電弧電阻大于1. 3卡路里/平方厘米/盎司/平方碼（0. 160焦耳/平方厘米/克 /平方米）。
[0018] 隨著每單位面積的織物量增加，介于潛在危險與受保護對象之間的材料量增加。 織物基重的增加導致增加的抗裂開、增加的熱防護因子、W及增加的防電弧性。然而，較輕 重量的織物如何能夠實現改善的性能并不明顯。既具有期待的電弧又具有暴燃性能的織物 的基重為135克/平方米（4盎司/平方碼）或更大，并且在一些實施例中，基重為186. 5 克/平方米巧.5盎司/平方碼）或更大。在一些優選的實施例中，基重為220克/平方米 化.5盎司/平方碼）或更大。在一些實施例中，優選的最大基重為288克/平方米巧.5盎 司/平方碼）；在一些其他實施例中，最大基重為407克/平方米（12盎司/平方碼）。高 于該最大值，在單一織物服裝中的較輕重量的織物的舒適益處據信將減少，因為據信較高 基重的織物將顯示出增大的剛度。
[0019] 在一個實施例中，為提供對由電弧造成的強烈熱應力的防護，由該織物制成的防 電弧的織物和服裝具有大于空氣中氧濃度的極限氧指數（目P，其大于21，并且優選大于 25)。
[0020] 具有如前所述的芳族聚酷胺纖維、變性聚丙締膳纖維、人造絲纖維和防靜電纖維 的比例的紗線優選只存在于織物中。在一個優選的織造織物的情況下，該紗線用于織物的 經紗和紳紗兩者中。如果需要，芳族聚酷胺纖維、變性聚丙締膳纖維、人造絲纖維和防靜電 纖維的相對量可在紗線中變化，只要紗線的組成落入前述范圍內。
[0021] 在一個優選實施例中，用于織物制造的紗線基本上由如前所述的芳族聚酷胺纖 維、變性聚丙締膳纖維、人造絲纖維和防靜電纖維W所述的比例組成，并且不包括任何其他 額外的熱塑性或易燃性纖維或材料。諸如聚酷胺或聚醋纖維的其它材料和纖維向紗線、織 物及服裝提供易燃材料，并且據信影響服裝的暴燃性能。
[0022] 包含所述纖維共混物的織物可W用于制造防護性服裝。在一些實施例中，所述織 物被用作防護性服裝中的單層。在本說明書內，織物的防護