具有洗滌持久的熱性能和舒適性的纖維共混物的制作方法
【專利說明】具有洗藻持久的熱性能和舒適性的纖維共混物
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年7月27日提交的美國臨時申請序列第61/676, 518號的優先 權，其全部內容通過引用的方式并入本文。 發明領域
[000引本發明總體上設及纖維共混物（fiberblend)。更具體地說，本發明設及用于高的 熱性能和舒適性的平衡的纖維共混物W及由所述纖維共混物制成的短纖紗（spunyarn)、 織物和服裝。
[0004]發明背景
[000引阻燃（flame-resistanl:)織物（也不同地被稱為"FR"、"防火（fire-resistan1:)"、 "阻燃（flame-retardant)"和"阻火（fire-retardant)"織物）是一旦被點燃，當除去點火 源時傾向于不維持火焰的織物。已有大量的研究針對用于不同產品，包括服裝和床上用品 中的阻燃織物的開發和改進。參與如工業制造和加工（如石油、天然氣和鋼鐵等行業）、消 防、電力設施工作、軍事工作和其他承擔著暴露于明火、閃火、瞬時電弧和/或烙融金屬飛 瓣的顯著風險活動的工人經常穿戴阻燃服裝。非阻燃的工服可W點燃，并將繼續燃燒，即使 已經移除點火源。未經處理的天然織物將繼續燃燒，直到織物被完全消耗，并且非阻燃的合 成織物將燃燒，伴有烙化和滴落對皮膚造成嚴重的接觸燒傷率。多數嚴重和致命的燒傷率， 其傷害是由于個人的衣服著火和持續燃燒，而不是通過暴露本身。防護織物的耐磨性也是 重要的，因為具有破損如孔和裂口的服裝會損害織物的防護性能。
[0006] 阻燃織物包括被處理為阻燃的織物W及由固有的阻燃纖維制成的阻燃織物兩種。 前者類型的織物本身不是阻燃的，但通過將使得織物阻燃的化學組合物施加到織物上制成 了阻燃的。該些類型的織物容易通過反復洗漆而失去其阻燃性，因為該些阻燃組合物傾向 于被洗掉和/或受到常用洗衣添加劑的沖擊。相反，固有的阻燃織物不會受到該種缺點的 危害影響，因為它們是由本身是阻燃的纖維制成。阻燃服裝的使用提供了被所述服裝覆蓋 的身體區域的熱保護。保護級別通常依賴于織物的重量、結構和組成。移除點火源后，阻燃 服裝將自行焰滅，限制了身體的燒傷百分比。
[0007] 阻燃織物可包含低百分比的天然纖維并具有有限的舒適性，例如吸水。阻燃織物 是最經常在工作環境中被穿戴，并且舒適性（包括從皮膚吸收汗液）是一個重要的性能因 素，特別是在極端條件下，如消防。將一定百分比的天然親水性纖維與FR纖維組合可W在 舒適性和水分巧吸方面提供某些改善，但是該通常是通過損失FR性能特征獲得。大多數的 FR纖維（包括芳族聚酷胺纖維）是疏水性的并且不提供高的舒適性。加入高濃度的親水性 纖維的可能對水分管理特性和/或耐火性能產生負面沖擊。此外，由含有高百分含量的親 水性纖維的織物制成的服裝可能成為水分過飽的，例如汗液的過飽和，并導致當暴露于高 溫時的蒸汽燙傷。
[000引另外，用高百分比的芳族聚酷胺纖維（包括間-芳族聚酷胺和/或對-芳族聚酷 胺，纖維通常是硬的）制成的織物具有差的柔軟性或懸垂性，并且通常穿戴起來不舒服。用 高百分比的芳族聚酷胺纖維制成的織物的柔軟度可w通過反復洗漆得到改善，但往往變得 更為疏水性的。因此，許多工業工人、飛行員和緊急救援人員反復地洗漆用高百分比的芳族 聚酷胺纖維制成的服裝W增加舒適感，甚至在初次使用之前多次洗漆新衣服。不幸的是，該 些服裝中的許多都是用會通過反復洗漆而失去效力的疏水性和/或親水性涂層制成。因 此，洗漆處理過的衣服可能具有改善的柔軟性，但水分管理特性下降。
[0009] 已經開發了各種類型的固有的FR纖維，其中包括改性丙締酸纖維（例如，日本大 阪的Kaneka株式會社WPROTEX名稱出售的改性丙締酸纖維，W及由臺灣的臺塑（Formosa Plastics)出售的化iirlan)。WPyroTex(漢堡，德國）名稱出售的基于丙締酸類的FR 纖維、芳族聚酷胺纖維（例如，WKEVLAR名稱出售的間-芳族聚酷胺纖維和WN0MEX名稱 出售的對-芳族聚酷胺纖維，兩者都來自特拉華州威爾明頓的杜邦公司巧.1.Du化ntde NemoursandCompany))、FR人造絲纖維（WLenzingFR名稱出售，來自奧地利蘭精集 團（LenzingGroup))、氧化聚丙締膳纖維化及其他纖維。將一種或多種類型的FR短纖維 (staplefiber)與一種或多種其他類型的非FR短纖維共混W產生纖維共混物，由其紡成 紗線（yarn),然后紗線被針織或機織成用于各種應用的織物，該是常見的。在該樣的纖維 共混物中，FR纖維使共混物阻燃，即使在所述共混物中的一些纖維本身是非阻燃纖維，因 為，在鋪填充和面素填充纖維的情況下，當FR纖維暴露于熱和火焰時，它們釋放出非可燃 氣體，其傾向于置換氧從而焰滅任何火焰。除了形成炭并具有高的極限氧指數（L0I)之外， 很多FR纖維是熱的不良導體。在非填充FR纖維的情況下，高百分比的FR纖維形成炭或出 現可提供穿戴者保護的其他特性。
[0010] 如果織物將是實用的和商業上可行的，那么除了上面提到的織物的性能的規格之 外的其他性能也是重要的，特別是對于服裝而言。例如，織物在反復工業洗漆下應該是耐用 的且應具有良好的耐磨性。此外，織物應穿著舒適。不幸的是，許多FR共混物在典型的環 境條件下是不舒適的。在該種情況下，穿戴者往往是不太可能順從的，從而如預期地降低了 穿戴者將繼續使用該服裝的可能性。因此，如果FR織物顯示出良好的水分管理特性，即巧 吸走汗液的能力和快速干燥，從而使穿戴者不會過熱或冷，和/或織物不會刺激穿戴者的 皮膚，該將是有益的。
[OCm] 此外，許多固有的FR纖維、化及特別是大多數芳族聚酷胺類型的FR纖維是不接受 染料的。在大多數應用中，希望含有接受染料的或"可印刷的"FR織物。在某些情況下，纖 維是可購買的被生產者染色的商品，但是該限制了織物制造商可用的顏色選擇。
[0012] 滿足多個所述要求同時又經濟實惠的纖維共混物的選取是一個持續的挑戰。一些 耐熱收縮的（FR)纖維、化及特別是固有的FR纖維，如本文所定義的，是相對昂貴的，并且將 高百分比的該些纖維加入紗線和織物中對于許多應用而言可能是成本昂貴的。
[0013] 機織FR織物非常適合滿足FR試驗方案（包括NFPA2112并且特別是熱收縮試 驗）的要求。機織織物都相對較緊，在紗線之間具有很少的空隙體積，其中減少了熱收縮的 可能性。其他類型的織物結構（例如針織物）可能穿著更舒適，因為它們通常具有較高的 孔隙率。然而，針織織物可能不符合熱收縮要求。針織織物中的紗線被成環，因此它們不如 常規機織織物中的紗線那樣受到約束，因此可W收縮得更多。
[0014] 需要既是阻燃的、同時還提供優越的水分管理特性和強度性能W改善穿戴者順從 度的短纖紗和由其制成的織物或衣服。此外，需要由在反復洗漆之前穿著舒適的固有的FR 纖維制成的阻燃服裝。此外，需要接受染料的和/或可有顏色或圖案印刷在其上的短纖紗 及由其制成的阻燃織物。本發明的纖維共混物、短纖紗、織物和服裝針對該些W及其他重要 的終端廣品。
【發明內容】
[0015] 本發明總體上設及含有纖維的精密共混物的短纖紗和包括如本文所描述的短纖 紗的織物和服裝。用本發明的短纖紗制成的織物可W實現高的熱性能（包括阻燃性和耐熱 收縮性）和水分管理特性的平衡，從而為穿戴者提供保護和舒適性。此外，本發明的纖維共 混物或由其制成的織物可W接受染料和/或染料能夠被印刷在其上。
[0016] 因此，在一個實施方案中，本發明設及短纖紗和織物和制品（例如由其制成的服 裝），其包含：約44-80重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約0-15重量％的巧龍纖維；約5-15 重量％的對-芳族聚酷胺；約2-5重量％的防靜電纖維，W及約10-15重量％的親水性纖 維；其中，纖維為精密共混的。在示例性實施方案中，所述短纖紗包含約85-90%的疏水性 組分和約10-15重量％的親水性組分。在示例性實施方案中，所述親水性組分可W基本由 選自纖維素、纖維素衍生物、羊毛、FR丙締酸類衍生物纖維和它們的組合的組的親水性纖維 的組成。所述親水性纖維組分或其一部分可W是阻燃的。在示例性實施方案中，所述疏水 性組分可W基本由約44-80重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約0-15重量％的巧龍纖維；約 5-15重量％的對-芳族聚酷胺；及約2-5重量％的防靜電纖維組成。在又一個示例性實施 方案中，所述短纖紗基本由約44-80重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約0-15重量％的巧龍 纖維；約5-15重量％的對-芳族聚酷胺；約2-5重量％的防靜電纖維；及約0-15重量％的 親水性纖維組成。在一些實施方案中，所述短纖紗中的纖維共混物中的大部分（按重量計 大于50%)是芳族聚酷胺纖維。在另一個實施方案中，所述短纖紗中的纖維共混物中的按 重量計大于約85%是阻燃的。在又一個實施方案中，纖維共混物中的按重量計大于60%、 優選大于62%為間-芳族聚酷胺纖維。
[0017]在示例性實施方案中，本發明設及短纖紗和織物和制品（例如由其制成的服裝）， 其包括：約55-70重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約7-15重量％的巧龍纖維；約5-15重 量％的對-芳族聚酷胺；約2-5重量％的防靜電纖維，W及約10-15重量％的親水性纖維； 其中，纖維是精密共混的。
[001引在示例性實施方案中，本發明設及短纖紗和織物和制品（例如由其制成的服裝）， 其包括；大于約62重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約0-