改进的防护服织物和服装制造技术

一种用于阻燃服装的织物，其极限氧指数高于２１，且使用了两种具有不同收缩特性的不同长丝共混丝束组成的纱线，其中，此纱线具有一无规缠结环结构。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
消防人员与其他人员穿的阻燃防护服装所普遍存在的一个问题是，为了给穿戴者提供所需要的防热保护，所用的织物通常都很笨重。因为轻的织物会减轻穿戴防护服装者的负担，所以，在不改变防护服装性能的条件下，任何服装重量减轻方面的改进均为人们所乐以接受。本专利技术涉及一种具有改进的防热特性并适合于在防护装中使用的织物，以及一种含有该种织物的服装。同时，在一些特定的情况下，该种织物的耐用性也得到了提高。专利技术概述本专利技术提供了一种机织织物，其极限氧指数(LOI)高于21，优选地，高于26，且采用由10wt％～90wt％的第一种连续长丝组分和90wt％～10wt％的第二种连续长丝组分的共混丝束组成的纱线制成，在高温下，例如，在火焰中，这两种连续长丝组分具有不同的收缩特性。此外，该纱线具有一无规缠结环结构，其中，此纱线的单位长度重量比具有同样组成但没有缠结或环的连续长丝纱线重3％～25％，更优选地，重10％～18％。优选的机织织物含有的连续长丝纱线由10wt％～90wt％的对芳族聚酰胺长丝和90wt％～10wt％的间芳族聚酰胺长丝的共混丝束所组成。本专利技术的机织织物，相比使用了相同的长丝但不具有缠结或环的织物而言，提供了改进的抗高温能力，例如火焰。本专利技术中，直径更小的长丝的使用导致最终织物的重量减轻。这一重量减轻足以克服由于本专利技术中的缠结或环而需要在单位面积上增加额外长丝所引起的重量。同时，本专利技术还提供了一种用本专利技术的织物作为外壳的防护服装，如消防员的衣着装备。典型地，这种服装包括一外壳、一防潮层和一内衬。在一优选的实施例中，外壳织物由芳族聚酰胺连续长丝纱线组成。线密度为200～1000旦尼尔(220～1100dtex)的纱线，优选地，线密度为300～600旦尼尔(340～680dtex)的纱线可以在本专利技术中使用。机织织物可以使用平纹织品或斜纹织品，并且可以由芳族聚酰胺长丝组分或任何其它能够产生极限氧指数高于21的织物的长丝组分制成。在一优选的实施例中，连续的芳族聚酰胺长丝组分为聚对苯二甲酰对苯二胺长丝和聚间苯二甲酰间苯二胺长丝。专利技术详述消防员所穿的沉重的外套被称为战斗服上衣，这种外套的典型结构包括，一阻燃外壳织物，一隔热填料或内衬以及夹在上述两层之间，用以保持隔热内衬和消防员身体干燥的防潮层。阻燃外壳的重量可占服装重量的40％或更多，因为这一层必须耐用且能够阻燃。典型地，这些织物为机织织物，并用短纱线制成。本专利技术的机织织物使用连续长丝纱线，与现有的用短纱线制成的织物具有相同的阻燃性能，但重量却比那些织物轻许多。在这些机织织物中使用的纱线，经过膨化后与长丝共混，在纱线中形成无规缠结环结构。用以实现这一目的的一种方法被称为空气喷射变形，其中用压缩空气或其它流体对丝束进行再排列，从而沿着纱线的长度形成环或弓形。在一典型的方法中，将要被膨化的复丝纱进料至一长丝变形喷嘴，其中，喷嘴处的进料速率大于离开喷嘴的速率。压缩空气冲击丝束，进而形成环并将长丝以无规的方式缠结。为了实现本专利技术，理想地，超喂速率为14％～25％，使用范围可以为5％～30％。用超喂速率膨化工艺制备的共混纱线，与用正常速率进料至长丝变形喷嘴制备的纱线相比，具有更高的单位长度重量或旦尼尔。实验发现，单位长度重量的增加应该在3％～25％，优选地，在10％～18％。实验发现，优选地，在制备本专利技术织物中使用的膨体纱最好为200旦尼尔～1000旦尼尔，更优选地，为300旦尼尔～600旦尼尔。环和缠结形成的连续长丝纱线具有一些与短纤纱相似的表面特性。由这种纱线制成的织物在阻燃性能上的某些提高，被认为是由在无规缠结纱线中存在的微小的空气残存所致。这些空气残存被认为有利于提高织物的绝热值。在这些机织织物中用到的纱线是使用两种不同的连续长丝组分制成的。当暴露在热源中时，这两种不同的连续长丝组分应当具有不同的收缩特性。无需基于任何理论，当把机织织物暴露在火焰中时，差示收缩率会产生局部空气残存，这会使绝热性能提高。空气残存被认为在机织织物与相邻层之间形成，这样，万一战斗服或贴身衣服或皮肤处于单层衣服的情况下时，它就起防潮层的作用。在一优选的实施例中，这两种不同的连续长丝组分在纱线中的含量相等(50wt％/50wt％)。这样可以在织物中提供最大的局部收缩差和生成空气残存。然而，也可以用其它的多种组合来制备有价值的织物，如包括33wt％的一种类型长丝和67wt％的另一种类型长丝的混合物。共混长丝束必须至少含有两种不同的连续长丝组分，优选地，为了产生差示收缩，其中一种组分的含量至少有10％的重量差。本专利技术的机织织物的极限氧指数高于21。极限氧指数(LOI)是物质可燃性的一种度量。极限氧指数的测定决定了在大气中，维持一种材料燃烧所需要的氧的最小百分含量。在常压下，当一种材料的极限氧指数高于21时，它将不能在大气中维持燃烧。极限氧指数越高，测试材料的可燃性就越低。美国专利5,356,666公开了几种可用于产生这种具有高极限氧指数的机织织物的纱线；芳族聚酰胺长丝的极限氧指数在27～28之间，特别适合于在本专利技术中使用。可以在长丝中吸入或纺入添加剂，以提高由这种长丝所制成的织物的极限氧指数。并非用以限制，在本专利技术中可以使用的具体的长丝包括聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺和聚苯并咪唑。其它可以使用的纱线公开在包括，Barbeau等人中请的美国专利5,299,602，Behnke申请的美国专利4,120,914，Burckel申请的美国专利4,198,494，Rodini等人申请的美国专利5,305,593，Kasowski等人申请的美国专利5,389,326，Bowen等人申请的美国专利5,336,734，Brown等人申请的美国专利5,468,537。用作防护服装外壳的织物可以是平纹织品或斜纹织品。现有的织物由环短纤纱制成，当用这些织物作为外壳织物时，需要一抗撕裂结构，以便满足国家防火协会(NFPA)的防撕裂要求。抗撕裂织物除了有规的经纬纱外，至少还具有一种以有规的间隔在经向和纬向上嵌入的增强纱；这些额外的增强纱起着阻止裂缝或裂口沿着织物延伸或蔓延的作用。然而，本专利技术的织物则不需要这些额外的增强纱来满足抗撕裂要求，并且其防撕裂能力为抗撕裂织物的三倍。此外，由于无需抗撕裂结构，本专利技术织物与现有的外壳织物相比具有更光滑的表面。这不仅使外壳的摩擦降低，而且使服装更耐用。如上文所述，一种典型的消防员防护服(外套和裤子)结构包括一阻燃外壳织物、一隔热填料或内衬，以及夹在上述两层之间，用以保持隔热内衬干燥的防潮层。本专利技术的外壳织物的重量为4～8盎司/码2，优选地，为4～6盎司/码2。优选地用密织布。优选地，在本专利技术的服装中，至少50％，优选地，所有外壳织物由具有收缩率差的膨化长丝纱线组成的织物组成。隔热内衬的作用是使流向服装穿戴者的热量减少，可由几层射流喷射网法非织造织物或针刺非织造材料制成。特别优选的是用两层或三层射流喷射网法芳族聚酰胺非织造材料。典型地，这种非织造材料用一种阻燃织物布面进行衬垫。这一布面形成了服装的最里面层。典型地，这种具有布面衬垫的内衬的总重量为5～10盎司/码2。位于外壳与内衬之间的为防潮层。防潮层的作用是提供防水能力，但是却能够容许水汽透过。通常使用的防潮层由轻质透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机织织物，其极限氧指数高于２１，且采用由１０ｗｔ％～９０ｗｔ％的第一种连续长丝组分和９０ｗｔ％～１０ｗｔ％的第二种连续长丝组分的共混丝束组成的纱线制成，在高温下，这两种连续长丝组分具有不同的收缩特性，所述纱线具有一无规缠结环结构，其中，此纱线的单位长度重量比具有同样组成但没有缠结或环的连续长丝纱线重３％～２５％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SM麦尼，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]