结构性耐火手套的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请为于2012年12月14日提交的、名为"结构性耐火手套"的PCT国际申请 PCT/US2012/069743的对应中国国家阶段申请第201280062265. 3号的分案申请
技术领域
[0002] 本申请大致涉及防护手套，更具体地，本发明的实施方式涉及抵御极端高温和火 的手套以及制造该防护手套的方法。
【背景技术】
[0003] 消防队员的手在灭火和从火灾中救人时是最重要的工具。消防存在许多不同类型 的危险，必须保护消防队员免受这些危险。例如，消防队员将遭遇极端高温，与火和闪光火 焰、血源性病原体、化学品、水、蒸汽等直接接触。此外，消防队员所使用的手套需要保护消 防队员免受刺穿或切割的伤害。因此，手的充分保护最重要，并且因此，消防队员的手套必 须提供对这些危险的抵抗能力。厚且具有高强度的手套是消防的标准，该手套非常大，包括 不柔韧的护套和隔绝物，并且通过裁剪和缝制的制造工艺形成。
[0004] 然而，与这些高强度要求相反，现在，消防队员使用的手套也必须为手指和拇指提 供柔韧性和触知性（例如，由于需要操作较小的电子控制装置、气体传感器、手电筒、防盗 锁、旋钮等等，其中一些具有小至3/8英寸的尺寸）。消防队员的手套还必须允许高灵巧性， 包括手指灵巧性和手掌灵巧性，以及用于通过力量抓紧和控制物体（例如但是不限于管线 和喷嘴、梯子横档、哈利根铁铤（halligantool)、个人逃生绳索等）的极好的抓握特性，以 便于在消防队员佩戴手套时，当向重的或轻的物体施加很大的力时快速地、安全地以及充 分地履行职责。
[0005] 此外，消防队员必须能够容易地并且快速地戴上和脱下手套，特别是在手套潮湿 时。而且，手套在经过许多使用周期（即，热冷、干湿）之后必须维持柔软性和柔韧性。除 了这些使用中的功能要求之外，还需要便于清洗、并且能够重复地洗涤和去污而不损失柔 软性和柔韧性的美观的手套。总之，手套必须保护消防队员的手免受多种多样的危害而不 影响活动和灵巧性。
[0006] 迄今为止，还没有这样的消防队员手套，即耐火的、防护的、高强度的并提供高灵 巧性和柔韧性，同时在湿的时候仍然容易戴上和脱下的手套。因此，提供满足这些之前未满 足的需求的手套将是本领域的重大进步。
【发明内容】
[0007] 公开了根据本发明的、基本上如附图中的至少一个所示和/或结合附图中的至少 一个所述的、如在权利要求中更加全面地陈述的高度柔韧的、耐火的多层手套。根据下文的 描述和附图，将更全面地理解本公开的各种优点、方面和新特征以及其示例性实施方式的 细节。
【附图说明】
[0008] 上述简要概括的本发明的更具体的描述可参考实施方式进行，以便能够详细理解 上述列举的本发明的特征，其中一些实施方式在附图中示出。应当指出的是，附图仅示出本 发明的说明性实施方式，因此不应被认为限制其范围，因为本发明可允许其他等同有效的 实施方式。
[0009] 图1示出了根据本发明的实施方式的无缝编织内衬的平面图；
[0010] 图2示出了根据本发明的实施方式的具有毛圈编织外表面的无缝编织内衬的平 面图；
[0011] 图3A-3F示出了根据本发明的实施方式的手套的分解图；
[0012] 图4示出了根据本发明的实施方式的手套的平面图；
[0013] 图5示出了根据本发明的实施方式的具有袖口条的手套的手掌侧的平面图；
[0014] 图6示出了根据本发明的实施方式的袖口条的截面图；以及
[0015] 图7示出了根据本发明的实施方式的袖口条的可选设计的截面图。
[0016] 为了便于理解，相同的附图标记已经被用于在可能的情况下指定图中通用的类似 元件。附图不是按比例绘制的并且为了清楚起见可能被简化。可以预期，一个实施方式中 的元件和特征可有利地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。
【具体实施方式】
[0017] 根据本发明的实施方式的手套将"戴手套"任务最大化，S卩，当执行许多不同任务 时能够佩戴手套，从电子设备上的小按钮的控制到需要力量和抓握的任务，如操作绳索、攀 登梯子横档、使用如软管和哈利根铁铤，以及因为向湿的、热的手套施加压力而对手套内的 热、火以及闪蒸汽的必要抵御。由于手套的结构和特性，消防队员可在他们遭遇的几乎所有 情况下穿戴手套，从而导致更安全的条件。
[0018] 在图1到图4中示出根据本发明的实施方式的耐火手套。图1示出了根据本发明 的实施方式的无缝编织内衬的平面图。内衬100包括拇指部102、手指部104、手掌区106、 反手区（未示出）和袖口 108。内衬100还包括纱线110和纱线沟道112。内衬100可通 过任何传统的编织工艺编织成手套的形式，通常使用7、10、13、15或18隔距针数，并且可包 括各种旦（denier)的纱线或任何合适的纱线。在一些实施方式中，内衬100包括耐热和 耐火材料，如KEVLAR?对位芳族聚酰胺、NGMEX?间位芳族聚酰胺、变性聚丙烯腈、耐 火处理的棉制品或它们的任何或所有组合。可选择地，内衬100可包括具有共同转让的第 2009/0183296号专利公开中所公开的玻璃纤维和/或钢丝芯的复合纱线，该专利公开的全 部内容通过引用并入本文。
[0019] 在一些实施方式中，由于纱线110是编织的，沟道112形成在编织的线径（course) 之间。如图1所示，如果这些沟道在平行于内衬100的纵向轴线的方向上延伸，则手套的内 表面呈现出如这些沟道以横向方向延伸时的沟道图案。如果将手套倒转，或者将内侧翻出， 则情况是相反的。由于当沟道纵向地延伸时手套更容易戴上，从而在手进入手套（特别是 湿的手套）时相对于手提供较小的摩擦力，因此以这种方式配置手套可以是有利的。在一 些实施方式中，内衬100的材料可以是单丝纱线，而不是纺丝或复合纱线，该单丝纱线将保 留较少的水分并且也将减少戴上手套时所遇到的摩擦。此外，因为从手套中取出手时也具 有较小的摩擦，内衬将不会从护套抽出，否则将难以并且必定不能快速将内衬放回护套中。 也可以编织内衬以使得线径以纵向方向延伸而不翻转内衬。在一些实施方式中，内衬可具 有相同或不同纱线材料的毛圈环（terry-looped)外表面，作为提高内衬的热隔绝特性的 手段。在一些实施方式中，手套可以是根据共同转让的第7, 434, 422号美国专利中所公开 的编织的可变针脚维数技术（KVSD)所编织的内衬，该专利的全部内容通过引用并入本文。 KVSD技术的合并允许有选择地增加针脚密度的区域，在手更容易受伤的区域（如指关节） 提供额外的保护，而不增加手套的整体蓬松性或减损其柔韧性。内衬还可包括根据共同待 决、共同转让的第2010/0275341号美国专利公开的无缝编织技术，该专利公开的全部内容 通过引用并入本文。
[0020] 图2示出了根据本发明的实施方式的具有毛圈环表面的编织内衬的平面图。例 如，毛圈状表面202能够通过编织额外的朝外的圈制成。毛圈环表面创造额外的气袋从而 增加隔绝效果。可以在拇指部102、手指部104、手掌区106或反手/指关节区的任何一个 或全部、或其任意组合上创造毛圈环表面202。如下文将讨论的，毛圈环外表面202能够提 供柔韧性和代替附加隔绝层的隔绝物，否则将需要提供并附着附加隔绝层。少一个层允许 手套相应地具有更小的体积并且更灵活。
[0021] 图3A-3F示出了根据本发明的实施方式的手套的分解图。图3A示出网状粘合层， 其从薄片上切割为图3D中的毛圈环内衬202的形状并比图3D中的毛圈环内衬202的尺寸 稍大。网状粘合层可包括聚酰胺或其他聚合物粘合层。此外，网状粘合层也可被制为耐火以 用于例如消防队员手套的应用。图3B是类似的、手套形状的网状粘合层。网状粘合层302 是非粘性的热活化粘合层。两个单独的网状粘合层可被接合和热熔以创造如图3C所示的 手套形状的网状粘合层304。之后图3D中的绒面编织内衬202被放置在图3E所示的网状 粘合层304中。之后毛圈环内衬202和网状粘合层304的结构可被放置在手套形状的防水 层306内部。防水层可包括聚氨酯膜（如Porelle?商标膜）或膨体聚四氟乙烯（ePTFE)膜 (如GoreTexli商标膜）。防水层306通过用加热烙铁、加热的钢模具、对流加热空气等加 热而永久地结合至毛圈环内衬202。热和压力的应用允许无缝编织内衬的所有区域被永久 地固定至防水层而不影响防水层的透气性。随后无缝编织内衬、网状粘合层和防水层的三 层结构可被插入另一个网状粘合层304中，并插入外部护套中。护套可由任何合适的耐火 和/或耐切割材料制成。例如，护套可包括经过耐火处理的牛皮、Icfvlaiik对位芳族聚 酰胺、NOMEX?间位芳族聚酰胺、氧化聚丙烯腈纤维（OPD) CarbonX?和/或类似物。同 样，可选择地，额外的隔绝层可设置在防水层和护套之间。
[0022] 图4示出了根据本发明的实施方式的手套的平面图。手套400包括具有手指部 410的护套402、反手区430、以及可选择地，褶皱的袖口 450。如上所述，允许柔韧性、触知 性和灵巧性的耐火手套对消防队员是重要的。这些特性能够通过以下特征至少部分地实 现。护套402可选择地包括分别在手指部410和反手区430上的褶420、440。护套402还 可选择地成型为弯曲的配置。换句话说，手套被形成为好像有手在手套内的状态，其在关节 处部分弯曲，即，部分握拳。该手套需要较少的运动来握紧拳头。在使用过程中弯曲的手套 特征和使手套上的压缩量变小的褶使手套更加柔韧和灵巧，并且允许更好地适应和感觉手 套。重要地，因为在握紧过程中具有较小的压缩，当水在手套中或在手套上时，由于手套将 不会紧贴皮肤，因此穿戴者将感觉到较少的热量。换句话说，在工作过程中手套预计会由汗 水和用于灭火的水浸湿，并且，当然，消防队员将被暴露在高温辐射热和/或火焰中。但是， 穿戴者感觉到的热量可以大幅度减少。在以前的手套中，当手紧握成拳头时，手套的所有部 分变得被显著压缩。在使用过程中，绷紧的手套中的热水允许水闪蒸，变为能够伤害穿戴者 的蒸汽。热水结合由压缩力产生的压力使水变为蒸汽。因为本发明的实施方式使手套中的 压力在使用过程中变小，因此上述情况不太可能发生并且不会那么严重。手背上的材料以 一种方式成形以提供足够的材料来覆盖完全弯曲的手而不对关节过量压缩。当手伸直时， 多余的材料越过主要关节创造宽松的褶皱，该褶皱不妨碍消防队员手的功能并用于提高手 套的隔绝性能。
[0023] 图5示出了根据本发明的实施方式的具有袖口条的手套的手掌侧的平面图。手套 500可以