永久阻燃的防暴燃防电弧面料及其制备方法
【专利摘要】一种永久阻燃的防暴燃防电弧面料及其制备方法，属于防护织物及其加工技术领域。其原料及重量%为：本质阻燃纤维20-85%、耐高温尺寸稳定性纤维5-30%、天然纤维或再生纤维素纤维8-40%、尼龙纤维小于10%和抗静电纤维1-3%。步骤：按重量%选取上述原料；将原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至纺纱装置纺纱，得到24-38S的单股纱，而后将24-38S的单股纱经倍捻机倍捻，得到24-38S的双股纱；将双股纱送至织机织造，得到克重为180-290g/㎡的成品。防电弧性，面料永久保持理想的阻燃特性；防暴燃性；能体现良好的环保性、透气性和穿着时的舒适性；工艺简单，减少设备和人力投入。
【专利说明】
永久阻燃的防暴燃防电弧面料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于防护织物及其加工技术领域，具体涉及一种永久阻燃的防暴燃防电弧面料，并且还涉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]由前述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料的词面释意可知其属于特种功能面料范畴，所谓的“永久阻燃”是指面料的阻燃性能即阻燃特性取决于构成面料所用的纤维本身而不是在织物加工过程中特别是在对织物进行后整理过程中通过一系列的人为处理措施所赋予，鉴此业界还习惯将具有这种功能的纤维称为“本质阻燃纤维”。由于前述的“防暴燃”可通过对中国专利授权公告号CN102124152B(用于改善的防暴燃和电弧的晶形间位芳族聚酰胺共聚物)的专利说明书第0004至0007段的阅读而得到充分了解，因而本
【申请人】不再赘述。
[0003]由于电弧灼伤(电弧烧伤)历来是威胁电力行业工作人员特别是电力线路维护、施工人员的人身安全的一大杀手，又由于材料优异的防电弧服具有永久的防电弧特性，不会因穿着时间的延长和/或洗涤次数的增加而衰退，并且在暴露于闪火、遭电弧突袭以及遇高温威胁时可显著减轻乃至有效避免对人体的伤害，因而成了电力系统中的重要防护用品O
[0004]耐高温阻燃纤维如芳纶1313、芳纶1414、开米尔纤维(Kermel )、兰精纤维(Lenzing)、巴斯夫纤维(Basf i I)、芳研i仑纤维和阻燃腈纟仑纤维等是制备防电弧面料的良好原料，但是由于这种纤维的价格相当高，因而已有技术大都以“忍痛割爱”的方式回避这种纤维，取而代之通常在后整理过程中借助于相应的功能助剂使面料体现防电弧性能。目前，对织物后整理而使面料具备防电弧功能的措施如:浸乳焙烘法、涂层法、有机溶剂法，等等，由这种方法得到的防电弧面料在日常使用过程中会因穿着时间的延长以及洗涤次数的增加而使其功能逐渐减退，并且由于功能助剂即后整理剂普遍使用含卤或含磷阻燃剂而有失环保，从而在一定程度上制约了防电弧面料的品质和使用效果。
[0005]在公开的中国专利文献中可见诸采用耐高温阻燃纤维制作防电弧面料的技术信息，如如文献A).CN102449214A推荐的“用于改善的防暴燃和优异的耐电弧性的晶形间位芳族聚酰胺共混物”，由永久阻燃纤维构成的纱线织制而成，该专利申请方案采用50-60重量％并且具有至少20%结晶度的间位芳族聚酰胺纤维、31-39重量％的改性聚丙烯腈纤维和5-15重量％的对位芳族聚酰胺纤维混纺获得防电弧织物，由该织物制成的衣服提供热防护使得穿着者根据ASTM F 1930暴露于暴燃4s时将经历小于65%的预测身体烧伤，同时根据ASTM F 1959和NFPA 70E保持2类电弧等级。该专利申请方案虽然具有防电弧性能，但是由于纤维成分中均为化学纤维，无天然纤维，因此，面料的穿着舒适性较差。另外，电力行业要求防电弧服装具有耐高温暴燃破裂性能，而该专利申请方案并未涉及。
[0006]又如文献B).CN102859055A提供的“具有改善的舒适性的用于防暴燃和电弧的结晶间位芳族聚酰胺共混物”，该专利申请方案采用50-80重量％并且具有至少20%的结晶度的间位芳族聚酰亚胺纤维，10-30重量％的阻燃人造丝纤维、10-20%重量％的改性聚丙烯腈纤维、0-5重量％的对位芳族聚酰胺纤维，以及0-3%重量％的防静电纤维组成。由这种原料制成的面料提供热防护，使穿着者按照ASTM F 1930暴露于4S的暴燃下将经受小于65%的预测身体烧伤，同时等同于2类电弧等级。该专利申请方案虽然具有防电弧性能，但是电力行业要求工作人员穿着的防电弧服装还需具有防止电弧瞬间产生高温导致的暴燃破裂性能，而该专利申请方案并未涉及。
[0007]综上所述，如何使面料将永久的阻燃性能、理想的耐高温防暴燃防电弧性能和制成服装后的穿着舒适性能兼而得之，始终是业界追求的并且期望突破的课题。为此，本
【申请人】作了积极而有益的探索，终于形成了下面将要介绍的技术方案。
【发明内容】
[0008]本发明的首要任务在于提供一种有助于体现理想的本质阻燃特性、有利于体现优异的防暴燃防电弧性和有便于体现良好的舒适透气性的永久阻燃的防暴燃防电弧面料。
[0009]本发明的另一任务在于提供一种永久阻燃的防暴燃防电弧面料的制备方法，该方法无须使用后整理而藉以简化工艺并且满足工业化放大生产要求以及能够充分保障永久阻燃且改善舒适的防暴燃防电弧面料的所述技术效果得以全面体现。
[0010]为体现完成本发明的首要任务，本发明提供的技术方案是:一种永久阻燃的防暴燃防电弧面料，其原料及其重量％为:本质阻燃纤维20-85%、耐高温尺寸稳定性纤维5-30%、天然纤维或再生纤维素纤维8-40%、尼龙纤维小于10%和抗静电纤维1-3%。
[0011]在本发明的一个具体的实施例中，所述的本质阻燃纤维为聚间苯二甲酰胺二胺纤维、阻燃粘胶纤维和阻燃改性腈纶纤维中的一种或以上的并且按任意重量％比相混合的混合纤维。
[0012]在本发明的另一个具体的实施例中，所述的耐高温尺寸稳定性纤维为在260°C下维持5min时的热收缩率小于3%的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和/或聚酰亚胺纤维。
[0013]在本发明的又一个具体的实施例中，所述的天然纤维为植物纤维和/或动物纤维；所述的再生纤维素纤维为粘胶纤维、竹纤维、莫代尔纤维、甲壳素纤维、莱赛尔纤维和天丝中的任意一种或以上的并且按任意重量％比相混合的混合纤维。
[0014]在本发明的再一个具体的实施例中，所述的植物纤维为棉纤维，所述的动物纤维为羊毛纤维。
[0015]在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的抗静电纤维为抗静电长丝，所述的抗静电长丝为在纺丝过程中以被覆方式或以复合方式添加有导电物质的尼龙丝、涤纶丝或腈给丝。
[0016]在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的导电物质为炭黑、碘化铜或氧化锡。
[0017]为体现完成本发明的另一任务，本发明提供的技术方案是:一种永久阻燃的防暴燃防电弧面料的制备方法，包括以下步骤:
A)原料选择，按重量％选取本质阻燃纤维20-84%、耐高温尺寸稳定性纤维5-30%、天然纤维或再生纤维素纤维8-40%、尼龙纤维小于10%和抗静电纤维1-3%，得到原料；
B)纺纱，先将由步骤A)得到的原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至纺纱装置纺纱，得到24-38S的单股纱，而后将24-38S的单股纱经倍捻机倍捻，得到24-38S的双股纱；
C)织造，将由步骤B)得到的双股纱送至织机织造，得到克重为180-290g/ m2的永久阻燃的防暴燃防电弧面料。
[0018]在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤B)中所述的纺纱为环锭纺纱或气流纺纱，所述倍捻的捻度为50-80捻/10 cm ;步骤C)中所述的织机为剑杆织机。
[0019]本发明提供的技术方案的技术效果在于:由于使用了耐高温的本质阻燃纤维，因而能够防止电弧瞬间产生的高热量导致人体造成烧伤的可能性，即防电弧性，满足穿着者按照ASTM F1930暴露于4S的暴燃下经受小于65%的预测身体受伤要求，且面料永久保持理想的阻燃特性，不会因时间的推移或洗涤次数的增加而衰退；由于使用了耐高温尺寸稳定性纤维，因而能够防止电弧瞬间产生高热量导致面料产生I英寸裂痕的可能性为50%时的Ebt能量阈值衡量要求，即防暴燃性；由于加入了天然纤维或再生纤维素纤维，因而能体现良好的环保性、透气性和穿着时的舒适性；提供的制备方法由于无需对面料进行后整理，因而不仅简化了工艺而得以满足工业化放大生产要求，而且可显著减少设备和人力投入并且能使面料的前述技术效果得到全面体现。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
A)原料选择，按重量％含量(即重量％比，以下同)选取聚间苯二甲酰胺二胺纤维28%、阻燃粘胶纤维10%、阻燃改性腈纶纤维41%、260°C下维持5min时的热收缩率小于3%的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维10%、棉纤维10%和在纺丝过程中以被覆方式被覆有炭黑的尼龙丝1%，得到原料；
B)纺纱，先将由步骤A)得到的原料(即纤维原料，以下同)混合而得到的混合纤维制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至环锭纺纺纱机纺纱，得到37S的单股纱，而后将37S的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为78捻/10 cm，得到37S的双股纱；
C)织造，将由步骤B)得到的37S的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为180g/m2的永久阻燃的防暴燃防电弧面料。
[0021]实施例2:
A)原料选择，按重量％含量选取聚间苯二甲酰胺二胺纤维30%、260°C下维持5min时的热收缩率小于3%的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维20%、聚酰亚胺纤维10%、羊毛纤维34%、尼龙纤维3%和在纺丝过程中添加有碘化铜的腈纶丝即抗静电腈纶长丝3%，得到原料；
B)纺纱，先将由步骤A)得到的原料混合而得到的混合纤维制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至气流纺纱机气流纺纱，得到24S的单股纱，而后将24S的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为50捻/10 cm，得到24S的双股纱；
C)织造，将由步骤B)得到的24S的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为220g/m2的永久阻燃的防暴燃防电弧面料。
[0022]实施例3:
A)原料选择，按重量％含量选取聚间苯二甲酰胺二胺纤维40%、阻燃改性腈纶纤维45%、聚酰亚胺纤维5%、粘胶纤维1%、莫代尔纤维1%、莱赛尔纤维2%、天丝1%、尼龙纤维2.5%和在纺丝过程中添加有氧化锡的涤纶丝即抗静电涤纶长丝2.5%，得到原料； B)纺纱，先将由步骤A)得到的原料混合而得到的混合纤维制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至环锭纺纺纱机纺纱，得到30S的单股纱，而后将30S的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为70捻/10 cm，得到30S的双股纱；
C)织造，将由步骤B)得到的30S的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为290g/m2的永久阻燃的防暴燃防电弧面料。
[0023]实施例4:
A)原料选择，按重量％含量选取聚间苯二甲酰胺二胺纤维20%、在260°C下维持5min时的热收缩率小于3%的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维30%、棉纤维40%、尼龙纤维8%和在纺丝过程中以被覆方式被覆有炭黑的腈纶丝即抗静电腈纶长丝2%，得到原料；
B)纺纱，先将由步骤A)得到的原料混合而得到的混合纤维制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至环锭纺纺纱机纺纱，得到35S的单股纱，而后将35S的单股纱经倍捻机倍捻，捻度为60捻/10 cm，得到35S的双股纱；
C)织造，将由步骤B)得到的35S的双股纱送至剑杆织机织造，得到克重为260g/m2的永久阻燃的防暴燃防电弧面料。
[0024]将由上述实施例1至4得到的永久阻燃的防暴燃防电弧面料依据ASTM F 959和NFPA 70E标准进行了测试，防电弧性能均可达到ATPV值要求，并且依据DL/T3200测试，均能满足ATPV值和Ebt要求。
【主权项】
1.一种永久阻燃的防暴燃防电弧面料，其特征在于其原料及其重量％为:本质阻燃纤维20-85%、耐高温尺寸稳定性纤维5-30%、天然纤维或再生纤维素纤维8-40%、尼龙纤维小于10%和抗静电纤维1-3%。2.根据权利要求1所述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料，其特征在于所述的本质阻燃纤维为聚间苯二甲酰胺二胺纤维、阻燃粘胶纤维和阻燃改性腈纶纤维中的一种或以上的并且按任意重量％比相混合的混合纤维。3.根据权利要求1所述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料，其特征在于所述的耐高温尺寸稳定性纤维为在260°C下维持5min时的热收缩率小于3%的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和/或聚酰亚胺纤维。4.根据权利要求1所述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料，其特征在于所述的天然纤维为植物纤维和/或动物纤维；所述的再生纤维素纤维为粘胶纤维、竹纤维、莫代尔纤维、甲壳素纤维、莱赛尔纤维和天丝中的任意一种或以上的并且按任意重量％比相混合的混合纤维。5.根据权利要求4所述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料，其特征在于所述的植物纤维为棉纤维，所述的动物纤维为羊毛纤维。6.根据权利要求1所述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料，其特征在于所述的抗静电纤维为抗静电长丝，所述的抗静电长丝为在纺丝过程中以被覆方式或以复合方式添加有导电物质的尼龙丝、涤纶丝或腈纶丝。7.根据权利要求6所述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料，其特征在于所述的导电物质为炭黑、碘化铜或氧化锡。8.一种如权利要求1所述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: A)原料选择，按重量％选取本质阻燃纤维20-84%、耐高温尺寸稳定性纤维5-30%、天然纤维或再生纤维素纤维8-40%、尼龙纤维小于10%和抗静电纤维1-3%，得到原料； B)纺纱，先将由步骤A)得到的原料混合并制成清棉混纺条，再将清棉混纺条引至纺纱装置纺纱，得到24-38S的单股纱，而后将24-38S的单股纱经倍捻机倍捻，得到24-38S的双股纱； C)织造，将由步骤B)得到的双股纱送至织机织造，得到克重为180-290g/m2的永久阻燃的防暴燃防电弧面料。9.根据权利要求8所述的永久阻燃的防暴燃防电弧面料的制备方法，其特征在于步骤B)中所述的纺纱为环锭纺纱或气流纺纱，所述倍捻的捻度为50-80捻/10 cm ;步骤C)中所述的织机为剑杆织机。
【文档编号】D01H1/02GK106032602SQ201510114060
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月17日
【发明人】钱俊, 曹丽霞, 肖琪, 丁健梅, 王新华
【申请人】常熟市宝沣特种纤维有限公司