用于电弧和火焰防护且收缩率减小的改性聚丙烯腈/芳族聚酰胺纤维混纺纱制造技术

适用于电弧和火焰防护的纱线、织物和服装包括改性聚丙烯腈纤维、对位芳族聚酰胺纤维和间位芳族聚酰胺纤维，其中间位芳族聚酰胺纤维的结晶度为至少２０％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电弧和火焰防护且收缩率减小的改性 聚丙烯腈/芳族聚酰胺纤维混纺纱相关申请本专利申请是2004年3月18日提交的序列号10/803,383的部分连续申请。专利技术背景1. 专利
本专利技术涉及用于制备具有电弧和火焰防护性能及收縮率减小的 织物的混纺纱。本专利技术还涉及采用这种织物制备的服装。2. 相关技术描述在带电电气设备附近工作的个人和响应电气设备附近事件的应 急人员处于电弧和火焰危害的危险中，这些可由电弧事件引起。电弧 是特别猛烈的事件，通常有数千伏特和数千安培电流。当两个电极之 间的电势差(即电压)导致空气中的原子电离且变得能导电时在空气中 形成电弧。Ichibori等的美国专利5,208,105公开了阻燃复合纤维混纺纱，所 述阻燃复合纤维混纺纱包括具有大量锑化合物的含卣素纤维和至少 一种选自天然纤维和化学纤维的纤维。将纤维混纺纱织成织物并测试 限氧指数(Limited Oxygen Index)作为其阻燃性的量度。需要的是电弧和火焰防护水平高的纱线、织物和服装。专利技术概述本专利技术涉及用于电弧和火焰防护织物和服装的纱线，所述纱线包括(a) 40-70%重量改性聚丙烯腈纤维，(b) 5-20%重量对位芳族聚酰胺纤维和(c) 10-40%重量结晶度为至少20%的间位芳族聚酰胺纤维， 所述百分比基于组分(a) (b)和(c)。此外，所述织物和服装可4氏抗裂开和磨损。优选方式中，所述织 物和服装与其中唯一 变化为采用无定形(即结晶度低)的间位芳族聚酰 胺纤维的织物相比，收缩率减小。专利技术详迷本专利技术涉及提供一种纱线，采用所述纱线可制备具有电弧防护和 阻燃性的织物和服装。、包含低拉伸强度阻燃纤维的织物和服装当暴露 于电弧的强热应力下时会裂开，将穿着者暴露于入射能量产生的另外 伤害。电弧通常有数千伏特和凄丈千安培电流。电弧比入射能量(如来自 暴燃)强度高许多。为了提供穿着者保护，服装或织物必须抵抗能量转 移到穿着者。认为通过织物吸收部分入射能量和织物^t氐抗裂开都可实 现该目标。裂开过程中，织物中形成洞，将表面或穿着者直接暴露于 入射能量。本专利技术纱线、织物和服装当暴露于电弧的强热应力时，抵抗能量 传递。认为本专利技术通过吸收部分入射能量而减小能量转移并通过炭化 减小透过能量。本专利技术纱线包括改性聚丙烯腈纤维、间位芳族聚酰胺纤维和对位 芳族聚酰胺纤维的混纺纱。通常，本专利技术纱线包括40-70%重量改性聚 丙烯腈纤维、5-20%重量对位芳族聚酰胺纤维和10-40%结晶度为至少 20%的间位芳族聚酰胺纤维。优选，本专利技术纱线包括55-65°/。重量改性 聚丙烯腈纤维、5-15%重量对位芳族聚酰胺纤维和20-30%间位芳族聚 酰胺纤维。以上百分比基于三种指定组分。此外可将其它耐磨纤维加 入纱线以通过改进的耐磨性以改善耐用性。同样加入抗静电纤维减少 静电积累。"纱线"是指纺丝或加捻在一起形成连续纱线的纤维集合，其可用 于才几织、针织、编织或添纱或其它方式制成纺织材料或织物。改性聚丙烯腈纤维是指由主要包含丙烯腈的聚合物制成的丙烯腈系合成纤维。优选所述聚合物为包含30-70%重量丙烯腈和70-30%重 量含卤素乙烯基单体的共聚物。所述含卤素乙烯基单体为选自例如以 下的至少一种单体氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、偏二溴乙烯等。 可共聚乙烯基单体的实例为丙烯酸、曱基丙烯酸、这种酸的盐或酯、 丙烯酰胺、曱基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯等。本专利技术优选的改性泉丙烯腈纤维为丙烯腈与偏二氯乙烯的共聚 物，所述共聚物还具有一种或多种锑氧化物以提高阻燃性。这种可用 改性聚丙烯腈纤维包括但不限于美国专利3,193,602中公开的纤维(所 述纤维具有2%重量三氧化锑)，美国专利3,748,302中公开的纤维(所述 纤维采用多种锑氣化物制备，其量为至少2%重量且优选不超过8%重 量)和美国专利5,208,105和5,506,042中公开的纤维(所述纤维具有 8-40%重量锑化合物)。' 在本专利技术纱线内，.改性聚丙烯腈纤维提供了阻燃炭化(char forming)纤维，其LOI根据掺杂锑衍生物的水平通常为至少28。改性 聚丙烯腈纤维还抵抗由于暴露于火焰而导致的危害传播到纤维。改性 聚丙烯腈纤维尽管具有高阻燃性，其本身不提供纱线或由所述纱线制 备的织物足够的拉伸强度以当暴露于电弧时提供所需水平的防裂开 性。本文中所用的"芳族聚酰胺，，是指其中至少85。/。酰胺(-CONH-)键直 接连接到两个芳族环上的聚酰胺。添加剂可与所述芳族聚酰胺一起使 用，且实际上已发现至多10。/。重量其它聚合物材料可与所述芳族聚酰 胺共混或可使用共聚物，其具有至多10%其它二胺代替所述芳族聚酰 胺的二胺或至多10。/。其它二酰氯代替所述芳族聚酰胺的二酰氯。合适 的芳族聚酰胺纤维已在Man-Made Fibers—Science and Technology(人 造纤维—科学与技术)，第2巻，题为Fiber-Forming AromaticPolyamides(成纤芳族聚酰胺)的章节，第297页，W. Black等，Interscience Publishers, 1968中描述。芳族聚酰胺纤维也已在美国专利4，172,938、 3,869,429、 3,819,587、 3,673,143、 3,354,127和3,094,511中描述。间位 芳族聚酰胺是其中酰胺键彼此相对为间位的那些芳族聚酰胺，而对枉 芳族聚酰胺是其中酰胺键彼此相对为对位的那些芳族聚酰胺。本专利技术 实施中，最常用的芳族聚酰胺为聚对苯二甲酰对,苯二胺和聚间苯二曱 酰间苯二胺。本专利技术纱线内，间位芳族聚酰胺纤维可提供LOI为约26的阻燃炭 化纤维。间位芳族聚酰胺纤雄还抵抗由于暴露于火焰而导致的危害传 播到纤维。间位芳族聚酰胺纤维还赋予由组成本专利技术纱线的纤维制备 的织物舒适性。'间位芳族聚酰胺纤维提供纱线和由所述纱线制备的织物附加拉 伸强度。改性聚丙烯腈纤维和间位芳族聚酰胺纤维组合是高阻燃的， 但不提供纱线或由所述纱线制备的织物足够的拉伸强度以当暴露于 电弧时提供所需水平的防裂开性。本专利技术属于母申请系列号10/803,383的范围。.然而，关键是采用 的间位芳族聚酰胺纤维种类。出人意料地发现如果间位芳族聚酰胺纤 维具有一定最小结晶度，则可实现进一步提高电弧防护。间位芳族聚酰胺纤维的结晶度为至少20%,更优选至少25%。为 了进行说明，由于最终纤维制备方便，结晶度的实际上限为50%(尽管 更高百分比也认为是合适的)。通常，结晶度为25-40%。具有该结晶 度的间位芳族聚酰胺纤维商品的实例是Nomex T-450。通过两种方法之一确定间位芳族聚酰胺纤维的结晶度。第 一种方 法采用无空隙纤维，第二种方法在不是完全无空隙的纤维上进行。第一种方法中通过首先釆用良好、基本无空隙样品得到结晶度线 性校准曲线来确定间位芳族聚酰胺的结晶度百分数。就这种无空隙样 品而言，采用两相模型可将比体积(l/密度)直接与结晶度关联。样品的 密度在密度梯度管中测定。测定间位芳族聚酰胺薄膜(通过x-射线散射法确定为非晶的)并发现平均密度为1.3356 g/cm3。然后从x-射线晶胞 尺寸测得完全结晶间位芳族聚酰胺样品的密度为1.4699 g/cm3。 一旦 确定这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电弧和火焰防护的纱线，所述纱线包括：（ａ）４０－７０％重量改性聚丙烯腈纤维，（ｂ）５－２０％重量对位芳族聚酰胺纤维，和　（ｃ）１０－４０％重量结晶度为至少２０％的间位芳族聚酰胺纤维，所述百分数基于组分（ａ）（ｂ）和（ｃ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R朱，D古克特，SL罗瓦西克，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]