纱线、纺织品材料及含有其的服装的制作方法
【专利摘要】纱线包括：(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。诸如织物的纺织品材料包括多股这种纱线。诸如衬衫或长裤的服装包括这种纺织品材料。保护个体免于可在电弧闪光期间产生的红外辐射的方法利用了这种纺织品材料。
【专利说明】纱线、纺织品材料及含有其的服装
【技术领域】
[0001]本申请涉及显示耐火性质的纱线、纺织品材料和服装。
【背景技术】
[0002]耐火织物可用于许多用途，包括生产多种工业或职业的人员所穿着的服装，诸如军事领域、电气领域(用于电弧防护)、石油化学品生产和应急响应领域。纤维素或纤维素混纺织物通常对这些服装来说是优选的，这可归因于这些织物可相对容易地制成耐火的以及这些织物对穿着者来说相对舒适。
[0003]尽管纤维素或纤维素混纺耐火织物经常使用，但现有的织物的确受限。许多纤维素耐火织物的燃烧性能不足以符合某些工业的严格要求。因此，仍需要以较低成本提供能符合现行耐火标准的可替代的耐火织物。
【发明内容】
[0004]在第一实施方式中，本发明提供了包含以下成分的纱线:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和(b)约5wt%到约25wt%对芳族聚酰胺纤维。
[0005]在第二实施方式中，本发明提供了包含多股纱线的纺织品材料，所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
[0006]在第三实施方式中，本发明提供了包括一块或更多块织物面料的服装，所述织物面料中的至少一块包含多股纱线，所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
[0007]在第四实施方式中，本发明提供了包含多块织物面料的衬衫，所述织物面料中的至少一块限定了所述衬衫的身体覆盖部分且所述织物面料中的至少两块限定了与所述衬衫的身体覆盖部分相连的衣袖，所述织物面料中的至少一块包含多股纱线，所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
[0008]在第五实施方式中，本发明提供了包含多块织物面料的长裤，所述织物面料中的至少两块限定了所述长裤的腿部覆盖部分，所述织物面料中的至少一块包含多股纱线，所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
[0009]在第六实施方式中，本发明提供了保护个体免于能够在电弧闪光期间产生的红外辐射的方法，所述方法包括以下步骤:将纺织品材料置于个体与能够产生电弧闪光的设备之间，所述纺织品材料包含多股纱线，所述纱线包含:(a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和(b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
【具体实施方式】
[0010]如上所述，本发明提供了耐火纺织品材料。如本文所用的，术语“耐火”是指在去除外部引燃源之后缓慢燃烧或者自行熄灭的材料。纺织品材料的耐火性可通过任何合适的检测方法测量，诸如在以下中描述的那些:National Fire ProtectionAssociation (NFPA) 701,题为“Standard Methods of Fire Tests for Flame Propagationof Textiles and Films” ；ASTM D6413,题为 “Standard Test Method for FlameResistance of Textiles (vertical test)，，；NFPA2112,题为“Standard on FlameResistant 月艮装 for Protection of Industrial Personnel Against Flash Fire，，；ASTM F1506,题为“The Standard Performance Specification for Flame ResistantTextile Materials for Wearing Apparel for Use by Electrical Workers Exposedto Momentary Electric Arc and Related Thermal Hazards，，；以及 ASTM F1930,题为“Standard Test Method for Evaluation of Flame Resistant Clothing for ProtectionAgainst Flash Fire Simulations Using an Instrumented Manikin，，。
[0011]在第一实施方式中，本发明提供了包含再生纤维素纤维和对芳族聚酰胺纤维的纱线。所述纱线可以是任何合适类型的纱线。优选地，所述再生纤维素纤维和对芳族聚酰胺纤维是短纤维，且所述纱线是短纤纱。这样的短纤纱可通过任何合适的纺纱工艺形成，诸如环锭纺纱、喷气纺纱或者自由端纺纱。在某些实施方式中，所述纱线是使用环锭纺纱工艺纺成的(即，所述纱线是环锭纺纱)。
[0012]本发明的纱线包含再生纤维素纤维。术语“再生纤维素纤维”在本文中是指通过以下方式制成的纤维:将纤维素溶解在合适的溶剂中，然后将该溶液在合适的介质中纺纱或者挤压，以使纤维素以长丝或纤维的形式沉淀或凝结出来。有若干种不同类型的再生纤维素纤维可用。合适的再生纤维素纤维包括但不限于粘胶纤维(例如，粘胶人造纤维、高湿模量粘胶纤维、莫代尔纤维和波里诺西克纤维)、溶纺纤维素纤维(lyocell fiber)，以及它们的混合物。在优选实施方式中，所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、溶纺纤维素纤维和它们的混合物。在更优选的实施方式中，所述再生纤维素纤维是溶纺纤维素纤维。
[0013]再生纤维素纤维通常显示的柔软度和回潮率使得所述再生纤维素纤维特别可用于制造在穿着时舒适的纺织品材料。然而，一些再生纤维素纤维受累于相对低的强度(尤其是湿强度)。这样的再生纤维素纤维的脆弱性意味着它们不能被大量用于纺织品材料中而不会牺牲纺织品材料的的耐久性。因此，本发明的实施方式中所用的再生纤维素纤维优选在干燥时和在湿润时均显示相对高的强度。更具体而言，所述再生纤维素纤维优选显示约27cN/tex或更高的干强度,更优选约30cN/tex或更高,最优选约35cN/tex或更高。所述再生纤维素纤维还优选显示约20cN/teX或更高或者约25cN/tex或更高的湿强度。
[0014]再生纤维素纤维可以任何合适的量存在于纱线中。当再生纤维素纤维具有上面所述的相对高的强度时，所述再生纤维素纤维可被加入到纱线中(以及将纱线加入到纺织品材料中)而不会牺牲纱线以及该纱线所被加入到其中的任何纺织品材料的耐久性。在优选实施方式中，再生纤维素纤维以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约40wt%或更多、约45wt%或更多、约50wt%或更多、约55wt%或更多、约60wt%或更多或者约65wt%或更多(例如约70wt%)。尽管具有上面所述的相对高强度的再生纤维素纤维可以相对高的量使用，本发明的纱线可包含产生和/或提高纱线的其它所需性质的其它纤维(例如，对芳族聚酰胺纤维)。因此，再生纤维素纤维优选以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约85wt%或更少(例如，约80wt%或更少或者约75wt%或更少)。因此，在一系列优选实施方式中，再生纤维素纤维优选以如下量存在于纱线中:基于纱线中存在的纤维总重的约45wt%到约85wt%、约50wt%到约85wt%、约55wt%到约85wt%、约60wt%到约85wt%或者约65wt%到约85wt%(例如，约65wt%到约80wt%或者约65wt%到约75wt%)。
[0015]再生纤维素纤维优选包含在所述纤维中的阻燃化合物。这种阻燃化合物优选以如下方式被加入到再生纤维素纤维中:其不会显著降低原始再生纤维素纤维(即，不含阻燃剂的再生纤维素纤维)的强度。事实上，甚至在将阻燃化合物加入到纤维中之后再生纤维素纤维优选显示上述范围内的强度。这使得本发明中所用的再生纤维素纤维区别于诸如FR粘胶之类的其它阻燃再生纤维素纤维，后者因加入阻燃化合物而显示显著的强度降低。再生纤维素纤维可包含任何合适阻燃化合物。优选地，再生纤维素纤维包含含磷的阻燃化合物。
[0016]含磷阻燃化合物可以是任何合适的含磷阻燃化合物。优选地，含磷阻燃化合物是通过如下方式制备的化合物:首先将(i)四羟甲基鱗盐、四羟甲基鱗盐缩合物或者它们的混合物与(ii)交联剂反应。然后将所得的缩合产物氧化，相信这将缩合产物中的至少一部分磷原子由三价形式转化为更稳定的五价形式。缩合产物可使用任何合适的氧化剂氧化，诸如过氧化氢、过硼酸钠或次氯酸钠。
[0017]术语“四羟甲基鱗盐”是指含有具有如下结构的四羟甲基鱗(THP)阳离子的盐:
[0018]
【权利要求】
1.纱线，包括: (a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和 (b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
2.如权利要求1所述的纱线，其中所述再生纤维素纤维和所述对芳族聚酰胺纤维是短纤维,并且在纱线中精密混纺。
3.如权利要求1所述的纱线，其中所述再生纤维素纤维的湿强度是约20cN/teX或更闻。
4.如权利要求1所述的纱线，其中所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、溶纺纤维素纤维以及它们的混合物。
5.如权利要求1所述的纱线，其中所述再生纤维素纤维是溶纺纤维素纤维。
6.如权利要求1所述的纱线，其中所述再生纤维素纤维占所述纱线的约65wt%到约85wt%0
7.如权利要求1所述的纱线，其中所述阻燃化合物是含磷阻燃化合物。
8.如权利要求1所述的纱线，其中所述对芳族聚酰胺纤维占所述纱线的约15wt%到约25wt%0
9.如权利要求1所述的纱线,其中所述纱线包含其它合成纤维。
10.如权利要求9所述的纱线，其中所述合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、间位芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈纤维、聚噁二唑纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇纤维以及它们的混合物。
11.如权利要求9所述的纱线，其中所述其它合成纤维占所述纱线的约0.lwt%到约30wt%o
12.包含多股纱线的纺织品材料，所述纱线包括: (a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和 (b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
13.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述再生纤维素纤维和所述对芳族聚酰胺纤维是短纤维，并且在所述纱线中精密混纺。
14.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述再生纤维素纤维的湿强度为约20cN/tex或更高。
15.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、溶纺纤维素纤维以及它们的混合物。
16.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述再生纤维素纤维是溶纺纤维素纤维。
17.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述再生纤维素纤维占所述纱线的约65wt% 到约 85wt%。
18.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述阻燃化合物是含磷阻燃化合物。
19.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述对芳族聚酰胺纤维占所述纱线的约15wt% 到约 25wt%。
20.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述纱线包括其它合成纤维。
21.如权利要求20所述的纺织品材料，其中所述合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、间位芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈纤维、聚噁二唑纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇纤维以及它们的混合物。
22.如权利要求20所述的纺织品材料，其中所述其它合成纤维占所述纱线的约0.lwt%到约30wt%o
23.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述纺织品材料是机织纺织品材料。
24.如权利要求23所述的纺织品材料，其中所述多股纱线以斜纹图案织造。
25.如权利要求12所述的纺织品材料，其中所述纺织品材料的重量是约135g/m2至约305g/m2。
26.如权利要求25所述的纺织品材料，其中所述纺织品材料的重量是约170g/m2至约255g/m2。
27.包括一块或多块织物面料的服装，所述织物面料中的至少一块包含多股纱线，所述纱线包括: (a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和 (b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
28.如权利要求27所述的服装，其中所述再生纤维素纤维和所述对芳族聚酰胺纤维是短纤维，并且在所述纱线中精密混纺。
29.如权利要求27所述 的服装，其中所述再生纤维素纤维的湿强度为约20cN/teX或更闻。
30.如权利要求27所述的服装，其中所述再生纤维素纤维选自粘胶纤维、溶纺纤维素纤维以及它们的混合物。
31.如权利要求30所述的服装，其中所述再生纤维素纤维是溶纺纤维素纤维。
32.如权利要求27所述的服装，其中所述再生纤维素纤维占所述纱线的约65wt%到约85wt%0
33.如权利要求27所述的服装，其中所述阻燃化合物是含磷阻燃化合物。
34.如权利要求27所述的服装，其中所述对芳族聚酰胺纤维占所述纱线的约15#%到约 25wt%。
35.如权利要求27所述的服装，其中所述纱线包含其它合成纤维。
36.如权利要求35所述的服装，其中所述合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、间位-芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈纤维、聚噁二唑纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇纤维以及它们的混合物。
37.如权利要求36所述的服装，其中所述其它合成纤维占所述纱线的约0.lwt%到约30wt%o
38.如权利要求27所述的服装，其中所述纺织品材料是机织纺织品材料。
39.如权利要求38所述的服装，其中所述多股纱线以斜纹图案织造。
40.如权利要求27所述的服装，其中所述纺织品材料的重量是约135g/m2至约305g/m2。
41.如权利要求40所述的服装，其中所述纺织品材料的重量是约170g/m2至约255g/m2o
42.包括多块织物面料的衬衫，所述织物面料中的至少一块限定了所述衬衫的身体覆盖部分且所述织物面料中的至少两块限定了与所述衬衫的身体覆盖部分相连的衣袖，所述织物面料中的至少一块包含多股纱线，所述纱线包括: (a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和 (b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
43.包括多块织物面料的长裤，所述织物面料中的至少两块限定了所述长裤的腿部覆盖部分，所述织物面料中的至少一块包含多股纱线，所述纱线包括: (a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和 (b)约5wt%到约25wt%的对芳族聚酰胺纤维。
44.保护个体免于能在电弧闪光期间产生的红外辐射的方法，所述方法包括以下步骤:将纺织品材料置于个体与能够产生电弧闪光的设备之间，所述纺织品材料包含多股纱线，所述纱线包括: (a)约45wt%到约85wt%的再生纤维素纤维，所述再生纤维素纤维具有约27cN/tex或更高的干强度，所述再生纤维素纤维包含在所述纤维内的阻燃化合物；和 (b)约5wt%到约25wt%的对芳`族聚酰胺纤维。
【文档编号】D03D13/00GK103668619SQ201310296070
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2012年9月14日
【发明者】李舒龙, J.T.格里尔, J.D.克里弗 申请人:美利肯公司