專利名稱：防護(hù)熔融金屬的防護(hù)衣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在熔融金屬作業(yè)例如煉鋼，精煉或熱切割中使用的防護(hù)衣，更具體地說防護(hù)衣涉及一種防護(hù)衣，其能夠安全接受偶爾產(chǎn)生的具有大重量和高溫的熔融金屬的飛濺以及防止熔融金屬穿透，并且柔韌且重量輕以便容易作業(yè)。
背景技術(shù)：
近年來，盡管鋼鐵公司不同類型的爐邊作業(yè)都已機(jī)械化，但技術(shù)工人的手工操作依然必要。這樣的工人可能遇到高溫和偶爾的熔融金屬的飛濺因此需要防護(hù)衣。
傳統(tǒng)上，防護(hù)衣由石棉，有機(jī)纖維和無機(jī)纖維例如礦毛絕緣纖維，玻璃纖維，硅石織物制成。其中，考慮到耐熱性，易彎曲性和輕巧方面，石棉具有良好的性能，但是，現(xiàn)在被法律禁止因為石棉塵對健康不利。有機(jī)纖維沒有足夠的耐熱性因為具有高達(dá)1500℃溫度的熔融金屬能夠分解有機(jī)纖維。礦毛絕緣纖維具有相對低的熔點(diǎn)因此在650℃被軟化。一旦軟化，防護(hù)衣則失去柔性。玻璃纖維具有比礦毛絕緣纖維還低的軟化點(diǎn)。已被開發(fā)用作耐熱薄板的硅石織物能夠抵抗1000℃的高溫，但在1500℃會脆化和斷裂。
日本專利申請?zhí)卦S公開號第H07-189039披露了具有高耐熱性，高強(qiáng)度和高抗氧化性的碳化硅纖維。但是，這種碳化硅纖維非常脆當(dāng)有刮痕時易碎因此不適合制成任何織物。此外，碳化硅是熱的良導(dǎo)體因此由碳化硅纖維制成的織物不能使工人免受熱量。
從以上描述可以理解，任何令人滿意且可供選擇的由具有抵抗1500℃熔融金屬的耐熱性的石棉制成的防護(hù)衣還未開發(fā)出來。
發(fā)明概述本發(fā)明要提供一種用來防護(hù)熔融金屬的采用了碳素織物的衣服。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于防護(hù)衣的層壓織物具有一耐熱織物形成的表面層，一碳素織物形成的中間層，一個或多個由層壓在中間層內(nèi)側(cè)的非紡織耐熱織物形成的絕熱層以及由用來吸水的耐熱織物形成的襯里。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種用來防護(hù)熔融金屬的防護(hù)衣具有一層壓織物，所述層壓織物包括一耐熱織物形成的表面層，一碳素織物形成的中間層，一個或多個由層壓在中間層內(nèi)側(cè)的非紡織耐熱織物形成的絕熱層以及由用來吸水的耐熱織物形成的襯里。
優(yōu)選是，耐熱織物和非紡織耐熱織物基本上包括芳族聚酰胺。更優(yōu)選的是，表面層上涂覆鋁粉。依然優(yōu)選的是，碳素織物是丙烯酸纖維織物的碳化產(chǎn)品。進(jìn)一步優(yōu)選的是，碳素織物是耐熱1500℃的。依然進(jìn)一步優(yōu)選的是，絕熱層和襯里的總厚度是2mm或更大一些。
附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例織物彎曲狀態(tài)的防護(hù)衣織物示意圖；圖2是測定織物的示意圖；圖3是如圖2所示的測定，在滴落15g熔融金屬情況下的溫度變化曲線圖；圖4是如圖2所示的測定，在滴落5g熔融金屬情況下的溫度變化曲線圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個形式，防護(hù)上衣的正視圖；圖6是用于與圖5所示上衣結(jié)合的褲子的正視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明另一形式的防護(hù)衣的正視圖；以及圖8是圖7所示防護(hù)衣的后視圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明以下將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
用于防護(hù)熔融金屬的防護(hù)衣1的織物2具有由芳族聚酰胺織物制成且其上涂覆鋁粉的表面層3，由碳素織物制成的碳素織物層4，由非紡織芳族聚酰胺織物混合碳制成的第一絕熱層5，由非紡織芳族聚酰胺織物制成的第二絕熱層6以及由用來吸水的芳族聚酰胺織物制成的襯里7，如圖1所示。
碳素織物是經(jīng)過如下處理的碳化產(chǎn)品。首先，由例如聚丙烯腈纖維的丙烯酸纖維紡織或編織成織物，其次，在氮?dú)庵幸?800至2000℃燃燒和完全碳化。這樣的碳素織物通常是耐熱的，能防護(hù)1500℃。術(shù)語“芳族聚酰胺”是通常具有高強(qiáng)度和高耐熱性的“芳族聚酰胺纖維”的普通名稱。第一和第二絕熱層5和6以及襯里7的總厚度優(yōu)選2mm或更大一些。更加優(yōu)選是，在表面層3和插入層4之間以及在第二絕熱層6和襯里7之間進(jìn)一步插入一芳族聚酰胺織物制成的薄層(0.3mm)。插入的薄層在層之間產(chǎn)生滑動性從而增加織物2的撓性。
織物2可以如圖1所示折疊，在織物2折疊部分的周圍產(chǎn)生應(yīng)變。然而，碳素纖維層4沿著具有足夠撓性以吸收應(yīng)變的第一和第二絕熱層5和6以及襯里7排列，從而阻止碳素纖維層4的斷裂和劣化。將薄層插入在其中，所述薄層相對于織物2產(chǎn)生滑動性從而進(jìn)一步吸收應(yīng)變。因此，能夠不損壞得折疊織物2。
襯里7由吸水性芳族聚酰胺織物制成以便于吸汗。假設(shè)穿戴者在灼熱的環(huán)境下出汗，那么襯里7吸收他的汗以便于他能夠舒適地工作。
將表面層3涂覆鋁粉以便于反射來自熔融金屬的熱輻射和粘附熔融金屬使之容易地流出。第一和第二絕熱層5和6抑制熱傳導(dǎo)，因此雖然碳素織物層4具有高的熱傳導(dǎo)性，但織物2可以有效地阻止來自于粘附的熔融金屬的熱傳導(dǎo)。表面層3防止碳素織物層4刮痕以便于防止碳素織物層4斷裂。
防護(hù)熔融金屬圖2示出了用于防護(hù)熔融金屬的測定試驗的裝置和方法。沿其中心折疊木制測試板并且相對于其中的一半，將另一半升高θ角度。接受試驗的織物2放置在測試板8上，同時表面層3面向上且鐵的熔融液10從長柄勺9滴落到抬高的一半上。將鐵的熔融液10的溫度調(diào)整到1550℃。滴落后，觀察鐵水液滴11和織物2的性能。
繼續(xù)停留在織物2上的液滴11的大小取決于角度θ。當(dāng)角度θ大于20度時，尺寸大于1mm的液滴11不能停在升高的一半上面的織物2上。即表面層3具有熔融金屬液滴流出容易的良好特性。
液滴11滴落到放置在水平測試板8上面的織物2上，測量液滴11和織物2的襯里7的溫度變化。試驗結(jié)果如圖3所示，其中液滴11的重量是15g，圖4中液滴11的重量是5g。上述重量的液滴尺寸大于1mm，如前所述，它不能停留在角度θ大于20度的織物2上。
參考圖3，附圖標(biāo)記12和12B分別代表液滴11和襯里7的溫度變化。將液滴11的溫度冷卻到室溫花費(fèi)了5至6分鐘。期間襯里7的溫度升高至大約300℃。但是，由壓靠在襯里7的溫度傳感器測量溫度因此穿戴者在實(shí)際條件下不會燒傷。在如此苛刻的條件下，表面層3被灼燒并且在其上面形成一個洞，但是，表面層3并未著火且洞沒有穿透到碳素織物層4。
參考圖4，附圖標(biāo)記13和13B分別代表液滴11和襯里7的溫度變化。表面層3被稍微灼燒變成棕色，但是，沒有形成洞。襯里7的溫度升高至大約100℃，但是，一定程度上，熱量僅是手觸摸到那里感到溫暖而已。
從圖3和4所示的試驗結(jié)果可以理解，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的織物2制成的防護(hù)衣1能夠有效地使穿戴者防護(hù)5g或15g的熔融金屬液滴，所述液滴被認(rèn)為不能停留在防護(hù)衣上。
與上述提到的防止熔融金屬滲透一樣，抑制襯里的溫度增加也是一個重要的因素。
放置在水平測試板8上面的織物2上聚集了300g的鐵水，測量織物2的襯里7的溫度變化。根據(jù)3個不同的鐵水溫度檢驗3組試驗。表1示出了試驗結(jié)果。
表1聚集鐵水后的溫度變化(℃)

在這些試驗中，盡管表面層3被灼燒，但并未觀察鐵水的滲透。襯里7的溫度5秒后平均5度地增加，10秒后平均33度地增加。
從試驗可以理解，在相對大量鐵水飛濺到防護(hù)衣的情況下，襯里7的溫度增加相對緩慢。如果穿戴者偶爾遭到熔融金屬的飛濺，他會得到保護(hù)免遭高溫和熔融金屬的穿透。此外，因為溫度增長相對緩慢他有充足的時間脫掉粘附著熔融金屬的衣服。
根據(jù)本發(fā)明的防護(hù)衣可以以不同形式具體化，包括短上衣，圍裙，外套，頭巾，手套，褲子，綁腿，鞋以及套鞋。
圖5示出了防護(hù)衣的一個形式，特別是防護(hù)上衣1A。防護(hù)上衣1A的肩部14從頸部傾斜至袖子處，此外還向前和向后傾斜以便于熔融金屬的飛濺11容易地流出。防護(hù)上衣1A用拉鏈從前面快速緊固并且外表面沒有口袋以便于阻止熔融金屬流入到里面或口袋里。相反口袋15和16安置在防護(hù)上衣1A的內(nèi)側(cè)。
圖6示出了特別適合結(jié)合防護(hù)上衣1A使用的防護(hù)褲子1B。防護(hù)褲子1B的底部覆蓋在鞋17的上部從而防止熔融金屬偶然侵入其中。防護(hù)褲子1B具有防止其掉落的背帶18。
圖7和8示出了防護(hù)衣1的另一種形式，特別是防護(hù)圍裙1C。防護(hù)圍裙1C的前面具有口袋19。為了防止熔融金屬的飛濺11落入口袋19，配備一由織物2制成的蓋19。防護(hù)圍裙1C用以商標(biāo)“VELCRO”，“MAGIC TAPE”出售的鉤環(huán)緊固件21從后面扣緊。即使他戴著防護(hù)手套，這樣的緊固件21也使穿戴者很容易扣緊防護(hù)圍裙1C的后面。
防護(hù)衣具有防備熱輻射的高反射性，高不燃性，高耐熱性和良好的舒適度。當(dāng)穿戴者從事爐側(cè)工作，鑄造工作，焊工工作等時，防護(hù)衣1能夠有效地保護(hù)他免遭飛濺。此外，本發(fā)明能夠被廣泛適用于消防員和救火隊員的防護(hù)衣，或桌子，地板等的防護(hù)板。
盡管結(jié)合上述本發(fā)明特定實(shí)施例描述了發(fā)明，該發(fā)明并不限制在以上描述的實(shí)施例中。根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，可以產(chǎn)生對上述實(shí)施例的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于防護(hù)衣的層壓織物包括由耐熱織物形成的表面層；由碳素織物形成的中間層；一個或多個由層壓在中間層內(nèi)側(cè)的非紡織耐熱織物形成的絕熱層；以及由用來吸水的耐熱織物形成的襯里。
2.如權(quán)利要求1所述的層壓織物，其中耐熱織物基本包括芳族聚酰胺。
3.如權(quán)利要求1所述的層壓織物，其中非紡織耐熱織物基本包括芳族聚酰胺。
4.如權(quán)利要求1所述的層壓織物，其中表面層上涂覆有鋁粉。
5.如權(quán)利要求1所述的層壓織物，其中碳素織物是丙烯酸纖維織物的碳化產(chǎn)品。
6.如權(quán)利要求5所述的層壓織物，其中碳素織物是耐熱1500℃的。
7.如權(quán)利要求1所述的層壓織物，其中絕熱層和襯里的總厚度是2mm或更大一些。
8.一種用來防護(hù)熔融金屬的防護(hù)衣，包括一層壓織物包括由耐熱織物形成的表面層；由碳素織物形成的中間層；一個或多個由層壓在中間層內(nèi)側(cè)的非紡織耐熱織物形成的絕熱層；以及一由用來吸水的耐熱織物形成的襯里。
9.如權(quán)利要求8所述的防護(hù)衣，其中耐熱織物基本包括芳族聚酰胺。
10.如權(quán)利要求8所述的防護(hù)衣，其中非紡織耐熱織物基本包括芳族聚酰胺。
11.如權(quán)利要求8所述的防護(hù)衣，其中表面層上涂覆有鋁粉。
12如權(quán)利要求8所述的防護(hù)衣，其中碳素織物是丙烯酸纖維織物的碳化產(chǎn)品。
13.如權(quán)利要求12所述的防護(hù)衣，其中碳素織物是耐熱1500℃的。
14.如權(quán)利要求8所述的防護(hù)衣，其中絕熱層和襯里的總厚度是2mm或更大一些。
全文摘要
一種用來防護(hù)熔融金屬的防護(hù)衣具有一層壓織物，所述層壓織物包括一由耐熱織物形成的表面層，一由碳素織物形成的中間層，一個或多個由層壓在中間層內(nèi)側(cè)的非紡織耐熱織物形成的絕熱層以及由用來吸水的耐熱織物形成的襯里。
文檔編號A41D13/00GK1692849SQ20041005953
公開日2005年11月9日 申請日期2004年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
發(fā)明者渡邊茂義, 渡邊學(xué) 申請人:株式會社帝健