專利名稱：耐熱復(fù)合織物片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作防護(hù)服的單層或外層的耐熱復(fù)合織物片，所述類型的耐熱復(fù)合織物片包括通過一系列連接線而連接在一起的內(nèi)織物層和外織物層，所述連接線如此進(jìn)行布置以便在外層因遇到外部劇烈加熱導(dǎo)致皺縮時內(nèi)層形成氣泡狀袋囊。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已公知將耐熱織物片用作防護(hù)服的單層或外層。
WO00/66823公開了用通過織造的間位芳綸和聚酰胺酰亞胺纖維制成的耐火材料，所述纖維通過對位芳綸纖維或?qū)ξ环枷阕寰埘０返慕豢椌W(wǎng)狀物得到強(qiáng)化，以及用該材料制成的防火服。
WO02/079555公開的強(qiáng)化織物特別可用于防熱服，該織物通過高強(qiáng)度材料的經(jīng)紗織造物和緯紗織造物而得到強(qiáng)化。
WO02/20887公開了一種包含由間位芳綸纖維、聚酰胺酰亞胺纖維及其混合物構(gòu)成的飾面織物，和由選自對位芳綸或?qū)ξ环枷阕寰埘０饭簿畚锛捌浠旌衔镏械牡桶櫩s纖維構(gòu)成的反面織物的耐火材料。這兩層織物可以在形成網(wǎng)格的點處相互交織在一起。
WO03/039280描述了特別用作消防隊員防護(hù)服上的隔熱層的復(fù)合或多層結(jié)構(gòu)的布料片，其中各層材料相互交織在一起形成袋囊。在熱量作用下外層收縮以在其下形成袋囊，該袋囊沿著里面形成管狀物。該現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中的圖5和圖7分別示出了袋囊和相互交織的樣式。
WO03/039281描述了一種用作消防隊員防護(hù)服上的隔熱層的復(fù)合或多層結(jié)構(gòu)的布料片，其中多層材料相互交織在一起以至當(dāng)外層在熱量作用下外層收縮時，連接纖維伸直以增大層與層之間的間隔。
WO2004/023909公開了一種用作防護(hù)服中的單層或外層的耐熱、防火和防電弧的織物。該織物包括通過成排的連接線連接到一起的織物內(nèi)層和織物外層，以便織物內(nèi)層在外層因遇到外部高溫引起收縮時形成氣泡狀袋囊。所描述的實施方式提供了方格狀封閉袋囊，以便在織物外層發(fā)生收縮時不會形成導(dǎo)熱管。
盡管有了這些提議，但是仍舊需要一種兼具穿戴舒適、較高的熱性能和在織物暴露于強(qiáng)熱之后具有得到改進(jìn)的物理特性的耐熱織物。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種上述類型的耐熱復(fù)合織物片，其中通過分隔開的多條單根連接線和/或通過分隔開的多組連接線構(gòu)成連接線陣列。所述連接線以不同角度設(shè)置并且彼此隔開，從而在分隔開的多條單根連接線之間和/或在分隔開的多組連接線之間留有空隙，在該處兩層不會相互連接在一起。這些空隙將圍繞分隔開的每根連接線和/或分隔開的每個連接線組的兩個互不相連層的連續(xù)寬區(qū)(continuous expanse)連成一體。所述互不相連的織物層的連續(xù)寬區(qū)具有由不同角度的連接線所限定的迷宮式結(jié)構(gòu)，以至于當(dāng)外層的給定區(qū)域受到強(qiáng)熱而導(dǎo)致熱縮時，內(nèi)層在該給定區(qū)域下形成一系列自封閉的氣泡狀袋囊，該袋囊各自形成于連接線之間由連續(xù)寬區(qū)所組成的離散區(qū)域并且其受到迷宮式結(jié)構(gòu)的抑制而不沿著或跨過所述特定區(qū)域之外的織物片進(jìn)行擴(kuò)散。
連接線或連接線組在不相連的織物層寬區(qū)中被分隔開并被包圍呈島嶼狀，呈形成一種迷宮式結(jié)構(gòu)的角度存在的連接線防止氣泡狀物形成管狀。
連接線被便利地布置成幾何重復(fù)形式，具有形成圍繞著連接線圖案彎曲延伸的波狀路徑的連續(xù)寬區(qū)。所述連接線可例如被設(shè)置成多個組，每個組包括眾多根排列成例如大體上為Y、V、L、T、H、X或Z狀構(gòu)型的連接線，且連接線從至少一個會聚點延伸出，所述連接線在它們的一個或多個會聚點處連接到一起或相互隔開。
根據(jù)本發(fā)明所述的耐熱復(fù)合織物片的特殊結(jié)構(gòu)提供了現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)所無法到達(dá)的性能的組合，特別是織物在暴露于熱環(huán)境之后的高熱性能與改善的物理性能的結(jié)合，由于這些性能可用重量較輕的材料來實現(xiàn)從而導(dǎo)致更好的穿著舒適性。因此，具有同樣熱穩(wěn)定性的服裝可以采用更輕的織物進(jìn)行制造，從而使衣服穿著更舒適。
當(dāng)本發(fā)明所述織物的外表面例如暴露在火焰中或其它強(qiáng)熱源中時，會導(dǎo)致織物外層產(chǎn)生皺縮。內(nèi)層被保護(hù)不受熱源的影響并且不會皺縮，或者皺縮得很少。外層織物的皺縮受到呈圖案隔開的連接線的約束，該連接線被不相互連接的各層所包圍。所形成的氣泡狀袋囊被位于受熱區(qū)域的下面限于局部；這些自封閉的袋囊受限制的延伸意味著這樣所形成的隔熱空間可有效地保護(hù)其下面的區(qū)域。因此，熱量不會在不需要的情況下通過形成的管狀物而傳入相鄰區(qū)域中。在暴露于強(qiáng)熱中的區(qū)域下面形成氣泡狀氣體空間致使織物具有較高的熱性能。
在暴露于強(qiáng)熱中之后，所述織物還具有更好的物理性能，也就是優(yōu)良的抗扯性以及抗拉強(qiáng)度。當(dāng)受熱的外層收縮時，它作為熱量的吸收者損失一些物理強(qiáng)度，而內(nèi)層保持完好。另外，連接兩織物層的連接線也損失了一些物理強(qiáng)度從而導(dǎo)致沿著織物撕裂線的位置織物受到削弱。然而，由于這種特有的連接線的不連續(xù)性以及由于本發(fā)明所述的織物的不連接的寬區(qū)，這樣的破損不會延及尚未暴露于高溫的地方并因此保持完好。結(jié)果是，在暴露于強(qiáng)熱之后，織物片外層表現(xiàn)出較好的抗扯性以及極好的抗拉強(qiáng)度，內(nèi)層受到了保護(hù)并且完好的不連接的內(nèi)層寬區(qū)依然保持其強(qiáng)度。對于消防服而言這是最重要的，其中例如處在著火的建筑物內(nèi)的消防員必須通過拉動他的衣服以將其移離險境。
如上文中所提及的，該在暴露于高溫中后具有較好熱性能以及較好物理性能的新織物會使得采用該織物制成的抗高溫服穿著舒適。在保持與現(xiàn)有技術(shù)已公知的服裝具有相同的熱性能的情況下，用本發(fā)明所述的織物制成的服裝更輕便更具柔性，由此穿著就更舒適。在許多應(yīng)用中，甚至需要在暴露于高溫后要具有更高的熱性能和強(qiáng)度，這可以采用本發(fā)明所述的與常規(guī)織物一樣輕便甚至更輕的織物來實現(xiàn)，在保持輕便和柔性的情況下最終的服裝可滿足所需更高的熱性能。
除了諸如抗拉強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度等的優(yōu)良物理性能之外，根據(jù)本發(fā)明所述的復(fù)合織物片顯示了優(yōu)良的耐磨性，這在用作外層織物時特別有利。
本發(fā)明更進(jìn)一步的特征描述在權(quán)利要求書以及以下詳細(xì)說明和實例中。
在通過實例給出的所附示意圖中圖1是本發(fā)明的具有一系列Y形連接線的耐熱復(fù)合織物片的一個實施例的圖示；圖2示意性示出了在圖1所示的耐熱復(fù)合織物片的外層遇熱后在其內(nèi)層上形成的氣泡狀袋囊；圖2A和圖2B是沿著圖2中的線2A和2B的剖面圖解示圖，圖2C是示出了形成于Y形連接線內(nèi)的氣泡狀袋囊是如何彼此偏置的圖解正視圖；圖3示意性示出了圖1所示的耐熱復(fù)合織物片的不相連部分的織物連貫性；圖4是本發(fā)明的具有一系列分隔開的單獨連接線的耐熱復(fù)合織物片的另外一個實施例的圖示；圖5是本發(fā)明的具有一系列呈展平V形的離散連接線的耐熱復(fù)合織物片的更進(jìn)一步實施例的圖示。
具體實施例方式
圖1到圖3示意性示出了本發(fā)明的用于防護(hù)服單層或者外層的耐熱復(fù)合織物片的第一實施例。所述織物片包括外織物層A和內(nèi)織物層B，這兩個織物層通過連接線12的陣列10結(jié)合在一起，這些連接線通過一定方式排列使得當(dāng)外層A由于外部受到急劇加熱而產(chǎn)生收縮時內(nèi)層B能夠形成氣泡狀袋囊16(圖2)。
如圖1所示，陣列10由多組連接線組成，每一個組包括按照Y形排列而成的三條連接線12。在本實施例中，每個Y形的三條線12基本上等長并且自會聚點14基本上等角(120°)延伸，線12在會聚點14處連接在一起。
在同樣具有Y形連接線的其它可選的實施例中，組成Y形的三條線12中僅僅兩條基本上等長并且對稱地且與第三條線成等斜角進(jìn)行排列。
如圖1所示，Y形連接線12的陣列10包括縱排Y形，且相鄰的線組之間彼此偏置(圖中僅示出了中間排的Y形連接線12中的一個)。
在圖1所示的實例中，各個Y中的三條線12都與其它Y形組中的相應(yīng)線12相平行。此外，不同組中的平行線12都精確或大致排列成直線并與另外組的線12相平行。因此，Y的垂直干排成縱排，而Y的傾斜臂與垂直方向成120°排列。
在圖1所示的實例中，Y形組相鄰的縱排中的平行線12存在橫向偏移或者是縱向錯開的，從圖1圖解示出的中間一排的Y形組可以看出。每個交替的Y形縱排的Y形都是沿著垂直方向和水平方向排列的，從圖1的左右縱排可以看出。所述Y形還以120°角排列。
通常，類似于圖中所示Y形的所述多組連接線12能夠在織物片的至少兩個不同的方向上排列成排。例如，可以省略形成垂直偏移Y形的中間排的Y形組，而留下所有垂直和水平成排排列的Y形。
連接線12的每個Y形組之間是彼此分隔開的。連接線12以不同的角度進(jìn)行布置并且相互之間隔開，從而在分隔開的連接線Y形組之間留有空隙42，兩個層A，B在所述空隙42處彼此不相連。這些空隙42聯(lián)合在一起形成了位于兩個不相連的層A，B之間的連續(xù)寬區(qū)40，所述寬區(qū)圍繞著各個分隔開的連接線12的Y形組。所述織物層的連續(xù)寬區(qū)40具有由以不同角度連接線12限定出的迷宮式結(jié)構(gòu)。
這種迷宮式結(jié)構(gòu)在圖3中通過由波浪線18表示的假想的大體水平的路徑和由波浪線19表示的假想的大體垂直的路徑被示意性地示出。可以看出，波浪線18，19彎曲穿過不同連接線12之間的空隙42，這些空隙42構(gòu)成圍繞著分隔開的Y形連接線12的一部分連續(xù)寬區(qū)40。
當(dāng)遇到強(qiáng)熱導(dǎo)致外層A收縮時，內(nèi)層B在受熱區(qū)域的下面形成一系列氣泡狀袋囊16，所述袋囊16單獨形成于位于連接線12之間的連續(xù)寬區(qū)40的離散區(qū)域內(nèi)。在圖2，圖2A，圖2B和圖2C中以非?？鋸埖某叽缡疽庑缘厥境隽舜?6。每個袋囊16由曲形邊界17定界。兩個片層A，B在邊界17處不相連，從而與氣泡狀袋囊16的自封閉作用相對應(yīng)，在外力作用下在邊界處形成閉合。當(dāng)然，邊界17不是幾何學(xué)意義上的限定，實際上氣泡可具有由連續(xù)線12大體上限定出的不同形狀。由線12構(gòu)成的迷宮式結(jié)構(gòu)抑制了袋囊16沿織物片進(jìn)行擴(kuò)展或擴(kuò)展跨過織物片。與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)比較，這將意味著袋囊16將局部形成具有在很大程度上降低了沿織物片或跨過織物片形成管子的傾向。不過在受熱區(qū)域內(nèi)一些小的氣泡擴(kuò)散還是有可能的，尤其可能形成C形或S形的氣泡。按照這種方式，所述結(jié)構(gòu)本質(zhì)上限制了隔熱氣泡形成于受熱區(qū)域的下面(其中隔熱是所需要的)，并且避免產(chǎn)生不希望有地分布熱量的管狀物在受熱區(qū)域外面的擴(kuò)散。
如圖2C所示，形成于交替排的Y形連接線12上的氣泡狀袋囊16將相應(yīng)的交錯開。在受熱區(qū)域上氣泡狀袋囊16的形狀和分布當(dāng)然依賴于連接線12陣列的構(gòu)型。
圖4示出了耐熱復(fù)合織物片的另一個實施例，該耐熱復(fù)合織物片由外織物層A和內(nèi)織物層B構(gòu)成。在該變型中，分隔開的連接線22的陣列20被布置成類似于圖1所示的Y形組，不同的是構(gòu)成每個Y形的三條線22均與會聚點24隔開。會聚點24留下了層A，B的一些區(qū)域，這些區(qū)域與空隙42合并在一起且形成了一部分連續(xù)寬區(qū)40。根據(jù)這種設(shè)計，與圖1的實施例方式相同，在內(nèi)織物層B上將形成氣泡狀袋囊，并且由于不同角度的連接線22抑制了氣泡擴(kuò)散進(jìn)管子，因此氣泡將保持在受熱區(qū)域的下面限于局部。在該實施例中，連續(xù)的寬區(qū)40圍繞著單獨的分隔開的連接線22進(jìn)行延伸，由此也提高了抗拉強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度。
在該變型中，連接線22包括彼此間成120°的線，不同的是連接線的中間被空隙24斷開。在該實例中，氣泡狀袋囊的形狀將不同，但是如前面已經(jīng)關(guān)閉的Y形結(jié)構(gòu)，氣泡將沿著線之間的空隙閉合從而避免熱量像在管子一樣擴(kuò)散。同樣，在連接線22之間的額外的空隙24將有利于獲得良好的抗拉強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度。
圖5示出了耐熱復(fù)合織物片的更進(jìn)一步的實施例，該耐熱復(fù)合織物片由外織物層A和內(nèi)織物層B構(gòu)成。在該變型中，連接線32大致呈V形連接在一起并形成陣列30。如圖所示，V形中的兩條線成約120°角連接在一起。該角度通常為至少60°，一般為至少90°，優(yōu)選為至少120°。如圖中所示，這些V形能夠排列成排，并且它們的邊與其它V形的相應(yīng)邊都是排列成直線或者平行的。在相鄰V形之間留有空隙42，這些空隙42合并在一起構(gòu)成了連續(xù)的寬區(qū)40。根據(jù)這種設(shè)計，與圖1的實施例方式相似，在內(nèi)織物層B上將形成氣泡狀袋囊，并且由于不同角度的連接線32抑制了氣泡擴(kuò)散進(jìn)管子，因此氣泡將保持在受熱區(qū)域的下面限于局部。在該實施例中，連續(xù)的寬區(qū)40圍繞著分隔開的V形連接線22進(jìn)行延伸，由此也提高了撕裂強(qiáng)度。
在圖5所示的變型中，形成V形的線32能夠在它們的會聚點處隔開。
單根連接線或者成組的連接線也可具有其它形狀，例如，L形，T形，H形，X形，Z形等(在這些形狀中可以有空隙也可以沒有空隙)，也可以包括多個彎曲的連接線作為所述C形或S形的單線，或者兩條直連接線通過一條曲線連接成例如U形的線組，由單獨的分隔開的連接線陣列也能夠構(gòu)成各種形狀和圖案。
優(yōu)選地，內(nèi)織物層B和外織物層A都是織造織物，并且通過織造連接線陣列連接在一起，所述織造連接線陣列采用已公知的技術(shù)由構(gòu)成織物的線交織形成。
有利地，內(nèi)織物層B和外織物層A中的至少一個是由混合纖維制成，所述混合纖維包括具有相對較低模量的第一本質(zhì)上耐燃性的纖維，具有相對較高模量的第二本質(zhì)上耐燃性的纖維，和具有更低耐燃性的犧牲性纖維，例如，所述混合纖維中包含具有相對較低模量的重量百分比為大約40-60％的間位-芳香族聚酰胺纖維，具有相對較低模量的重量百分比為大約20-40％的對位-芳香族聚酰胺纖維，和重量百分比為大約10-30％的預(yù)氧化聚丙烯腈犧牲性纖維。當(dāng)然，也可以使用其它耐火織物，下面將給出幾個例子。
本發(fā)明也與服裝有關(guān)，尤其是與暴露于高溫環(huán)境中的服裝有關(guān)，在這樣的環(huán)境中所述織物片中的外織物層A被設(shè)置在服裝外層。在一些類型的服裝中，織物層是沒有襯里的，織物片的外織物層A朝向外面。
另一種可選方式是，在多層結(jié)構(gòu)中，內(nèi)織物層B襯有一層或多層其它織物層。這樣的多層結(jié)構(gòu)優(yōu)選包括內(nèi)層，可選的由透氣防水材料制成的中間層，和由本發(fā)明中的織物片制成的外層。
面向穿戴者身體的內(nèi)層可以是由具有例如兩個、三個或更多個褶的織物構(gòu)成的隔熱襯里，這樣的襯里的目的在于添加一層隔熱層以進(jìn)一步保護(hù)穿戴者不受熱量的傷害。
所述內(nèi)層可由織造的、編織的或者非織造的織物制成，優(yōu)選地，所述內(nèi)層由包含不可熔化的耐火材料的織物制成，例如羊毛或者間位-芳香族聚酰胺織造織物。
本發(fā)明所涉及的服裝能夠采用任何可能的方式進(jìn)行生產(chǎn)，它可以包括含附加最內(nèi)層，該層例如由棉或者其它材料制成，所述最內(nèi)層直接面向穿戴者的皮膚或者穿戴者的內(nèi)衣褲。
本發(fā)明所涉及的服裝可以包括任何種類，而不限于夾克、外套、褲子、手套、工作服和圍巾。
下面將結(jié)合幾個實例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
實例1混合纖維，商業(yè)上可以從E.I.杜邦·德內(nèi)穆爾化學(xué)公司獲得，該公司位于美國特拉華州威爾明頓，商品名為NomexN 307，具有5cm的切斷長度并且包含—重量百分比為93％的聚間苯二甲酰間苯二胺(間位芳香族聚酰胺)，1.4分特紡紗用人造短纖維；—重量百分比為5％的聚對苯二甲酰對苯二胺(對位芳香族聚酰胺)纖維；和—重量百分比為2％的碳芯聚酰胺外殼抗靜電纖維采用傳統(tǒng)的棉纖維加工設(shè)備將混合纖維環(huán)錠紡成一種類型的單獨的短纖維紗線Y1。
紗線Y1的線密度為Nm 70/1或者143分特，并且沿Z方向為每米920捻(TPM)。接著將Y1用蒸汽進(jìn)行處理以穩(wěn)定其收縮傾向。將兩股Y1紗線隨后被并條然后捻合在一起。所得到的并條且加捻的紗線(TY1)具有Nm 70/2或者286分特的線密度并且沿S方向為每米650捻(TPM)，TY1被用于經(jīng)線和緯線。
TY1紗線被織造成具有如前面所描述的連接線陣列的兩層編織織物。所述織物根據(jù)圖1所示出的構(gòu)造進(jìn)行織造。Y形連接線12的臂大約10mm長，空隙42經(jīng)測量大約5mm。所述編織織物具有38個末端/cm(經(jīng)線)(每層19個末端/cm)，36條緯絲/cm(緯線)(每層18個末端/cm)，并且比重為219g/m2。將這樣獲得的織物進(jìn)行如下物理測試—依照ISO 5081測定斷裂強(qiáng)度和伸長率；—依照ISO 4674測定抗撕力；—依照ISO 5077測定洗滌和干燥后的尺寸變化；—采用單層TPP法(NFPA 19712000，6-10章，ISO17492)，將熱通量調(diào)整到2.0cal/cm2/s并將輻射和對流熱實驗相結(jié)合，所測能量(cal/cm2)的TPP等級模擬一個人皮膚上的二度燒傷；—依照DIN 53855測定單層織物厚度，之前和之后4s在TPP實驗中受熱并將熱通量調(diào)整到2.0cal/cm2/s。
在實例1中獲得的織物都是作為單層(在表1a中的“織物”)并且作為多層結(jié)構(gòu)的外層(在表1a中的“服裝”)進(jìn)行測定的。所述多層結(jié)構(gòu)還包括(1)在非織造織物上層壓而成的聚四氟乙烯膜的中間層，所述中間層由重量百分比為85％的Nomex和重量百分比為15％的Kevlar構(gòu)成并具有135g/m2的比重(購自美國特拉華州W.L.Gore公司及同業(yè)公司，其商品名為GORETEXFireblocker N)，和(2)具有140g/m2的比重的間位芳香族聚酰胺隔熱內(nèi)層，所述內(nèi)層是由重量百分比為100％的具有110g/m2比重的NomexN 307織物制得。
在進(jìn)行輻射和對流熱實驗時所述織物結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生膨脹，如前所述先形成氣泡狀袋囊16，在表1a中給出實驗結(jié)果。
表1a
表1a顯示了所述織物具有的優(yōu)良性能，尤其是在織物斷裂因子(FFF)方面，織物斷裂因子定義如下FFF＝TPP(cal/cm2)/織物比重(g/m2)作為單層進(jìn)行測試的織物具有7.4×102cal/g的FFF值，而具有相同比重和材料的但是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)斜紋結(jié)構(gòu)織造成的織物的FFF值小于6.6×102cal/g。本領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)為該值是一個技術(shù)難關(guān)，通常市場上能夠獲得的具有相似重量和由相似材料制成的單層織物從來沒有達(dá)到或超過該值。
作為多層結(jié)構(gòu)的外層被測試的織物的FFF值為7.7×102cal/g，而可比較的常規(guī)多層結(jié)構(gòu)的FFF值范圍在5.2×102cal/g和6.7×102cal/g之間。
由于織物遇熱能夠產(chǎn)生氣泡狀袋囊16從而阻止了熱量的對流傳遞能夠解釋上述優(yōu)良結(jié)果的產(chǎn)生。
表1a顯示了遇熱4s后纖維厚度增長到3倍。表1a也顯示了遇熱后在抗撕力方面的優(yōu)良性能。這意味著當(dāng)遇熱后其抗撕力比常規(guī)的具有相同重量和組成的纖維大2到3倍。
所述織物是依照TATE(遇熱后拉伸)方法作為單層進(jìn)行測試的。該方法是建立在依照標(biāo)準(zhǔn)ISO 5081在熱通量為2.0cal/cm2/sec的條件下TPP暴露2s到4s前后測定斷裂強(qiáng)度和伸長率(條樣法)的基礎(chǔ)上的。
實驗條件為測試儀器具有2000N載荷傳感器并且恒定橫移速率的強(qiáng)力機(jī)(CRT)標(biāo)距長度200±1mm樣品寬度50±0.5mm橫移速度100mm/min試驗結(jié)果總結(jié)在表1b中。
表1b
根據(jù)WO2004/023909-A2所述的具有相同組成但是具有連續(xù)和相連線的現(xiàn)有技術(shù)織物，在2s后的標(biāo)準(zhǔn)重量斷裂強(qiáng)度值是1.50N·g-1m2(即斷裂強(qiáng)度值除以織物比重得到的，斷裂強(qiáng)度值是依照TATE方法測得的)，而本實例中的織物標(biāo)準(zhǔn)重量斷裂強(qiáng)度值是2.97N·g-1cm2。這明顯顯示了由于不相連區(qū)域結(jié)構(gòu)使得織物保持了完整性。因此，所述織物作為單層防護(hù)服在工業(yè)上非常適合應(yīng)用于存在暴露于熱量和火焰危險的場合。
實例2用如實例1所述的織造方法并采用另一種紗線組合來制備具有如圖1所示的Y形連接線陣列的兩層織物。
對于第一層，將TY1用作經(jīng)緯向。
對于第二層，按照如下方法制備經(jīng)緯線將100wt％Kevlar牽切纖維用一般的精紡纖維工藝裝備環(huán)錠紡成單根纖維紗線Y2。
紗線Y2的線密度為Nm 70/1或143分特并且沿Z方向具有620TPM。接著用蒸汽處理Y2以穩(wěn)定收縮傾向。然后將兩根Y2紗線并條并且捻在一起。所形成的股線(TY2)具有Nm 70/2或286分特的線密度并且沿S方向具有600TPM。TY2被用作第二層的經(jīng)線和緯線。
具有如實例1所述相似的Y形連接線陣列的織物被制備出。該織造織物具有38根/cm(經(jīng)線)(每層19根/cm)，36weft/cm(緯線)(每層18根/cm)以及比重為218g/m2。
除了在將其暴露在高溫中8秒鐘而不是4秒鐘之前和之后進(jìn)行如DIN53855所述的單層織物厚度測試外，對獲得的織物進(jìn)行與實例1相同的物理測試。將本實例2所獲得的織物作為單層(表2a中的“織物”)和多層結(jié)構(gòu)的外層(表2a中的“服裝”)兩種情況都進(jìn)行測試。該多層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括(1)在非織造織物上層壓而成的聚四氟乙烯膜的中間層，所述中間層由重量百分比為85％的Nomex和重量百分比為15％的Kevlar構(gòu)成并具有135g/m2的比重(購自美國特拉華州W.L.Gore公司及同業(yè)公司，其商品名為GORE-TEXFireblocker N)，和(2)具有140g/m2的比重的間位芳香族聚酰胺隔熱內(nèi)層，所述內(nèi)層是由重量百分比為100％的具有110g/m2比重的NomexN 307織物制得。
通過將其暴露于高溫狀態(tài)下而膨脹成可防止熱對流傳遞的氣泡狀囊袋可以解釋表2a所示的良好結(jié)果。表2a顯示遇熱8s后纖維厚度快速增長到2倍。
表2a
表2a顯示了特別是作為多層結(jié)構(gòu)的外層時該織物所具有的非常高的FFF值為7.9×102cal/g。該織物在斷裂強(qiáng)度和抗撕力等物理性能方面也很突出。具有相同成分和比重但依照標(biāo)準(zhǔn)單層結(jié)構(gòu)織法織造而成的織物則明顯表現(xiàn)出較差的物理性能。例如，用給定重量用斜織法制成的標(biāo)準(zhǔn)外層織物顯示了50-100N的抗撕力以及1000-1500N的抗拉強(qiáng)度，相比之下本發(fā)明所述的織物所測得的抗撕力和抗拉強(qiáng)度分別為385N和2500-3000N。
根據(jù)上面所限定的TATE法在與實例1相同的條件下對用作單層的織物作了測試。結(jié)果總結(jié)在表2b中。
表2b
目前在歐洲所使用的制備消防員消防服的常規(guī)織物在4s后(采用TATE法進(jìn)行測試)所具有的標(biāo)準(zhǔn)重量斷裂強(qiáng)度值在1.8Ng-1cm2和3.3Ng-1cm2之間，而本實例中的織物的值約為4.5Ng-1cm2。這清楚地表明該織物十分適合用于制作消防員的多層防護(hù)服。
該實例證明了根據(jù)本發(fā)明所述的織物片的出眾性能。然而，本發(fā)明當(dāng)然不限于本實施例所述特定的具體內(nèi)容。大量可能的變型都落在由所附權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。尤其是關(guān)于形狀以及連接線的布置。所述特征也可以作適當(dāng)?shù)鼗Q或組合。
權(quán)利要求
1.用作防護(hù)服單層或者外層的耐熱復(fù)合織物片，包括內(nèi)織物層(B)和外織物層(A)，所述內(nèi)織物層和外織物層通過連接線(12，22，32)陣列結(jié)合在一起，按照一定方式布置所述連接線陣列，以使得當(dāng)外層(A)受到外界施加的強(qiáng)熱而收縮時內(nèi)層形成氣泡狀袋囊(16)，其特征在于，所述連接線(12，22，32)陣列是由多條分隔開的單根連接線(22)形成的和/或是由多個分隔開的連接線組(12，32)形成的，所述連接線按照不同的角度排列并且彼此之間間隔開以在所述分隔開的單根連接線之間和/或在所述分隔開的連接線組之間留有空隙(42)，在所述空隙處所述兩個織物層(A，B)彼此之間不相連，這些空隙(42)將不相連的兩層的連續(xù)寬區(qū)(40)聯(lián)合在一起，所述寬區(qū)圍繞著各個分隔開的連接線(22)或各個分隔開的連接線(12，32)組，所述不相連層的連續(xù)寬區(qū)(40)具有由不同角度的所述連接線(12，22，32)限定出的迷宮式結(jié)構(gòu)，從而使得當(dāng)外層(A)中的給定區(qū)域受到強(qiáng)熱而產(chǎn)生熱縮時，內(nèi)層(B)在所述給定區(qū)域下形成了一系列的自封閉的氣泡狀袋囊(16)，所述袋囊(16)在位于連接線(12，22，32)之間的連續(xù)寬區(qū)(40)構(gòu)成的離散區(qū)域內(nèi)單獨形成，所述迷宮式結(jié)構(gòu)阻止了其沿著或者跨過所述給定區(qū)域外部的織物片進(jìn)行擴(kuò)散。
2.如權(quán)利要求1所述的織物片，其中所述連接線(12，22，32)被布置成幾何重復(fù)形式，具有形成圍繞著連接線圖案彎曲延伸的波狀路徑的連續(xù)寬區(qū)(40)。
3.如權(quán)利要求2所述的織物片，包括多個連接線組，每個連接線組包括多個大體排列為Y、V、L、T、H、X或Z狀構(gòu)型的連接線(12，22)，且連接線從至少一個會聚點(14，24)延伸出，所述連接線在它們的會聚點處連接到一起或相互隔開。
4.如權(quán)利要求3所述的織物片，包括多個連接線組，每個連接線組具有三條連接線(12，22)，所述連接線大體排列成Y形構(gòu)型，所述三條連接線從會聚點(14，24)延伸出，所述連接線在它們的會聚點處連接到一起或相互隔開。
5.如權(quán)利要求4所述的織物片，其中組成每個Y構(gòu)型的三條線(12，22)中的至少兩條基本上是等長的。
6.如權(quán)利要求4所述的織物片，其中組成每個Y構(gòu)型的三條線(12，22)中的兩條對稱排列并與第三條線形成相等的偏斜角。
7.如權(quán)利要求3所述的織物片，包括由兩條連接線(32)排列成大體呈V形構(gòu)型的多個組，且所述兩條線從會聚點(34)延伸出，所述連接線在它們的會聚點處連接到一起或相互隔開。
8.如權(quán)利要求7所述的織物片，其中組成每個V構(gòu)型的兩條線(32)成至少60°角，或者成至少90°角或者成至少120°角。
9.如權(quán)利要求1所述的織物片，包括多個排列成排的連接線(12，22，32)組，且所述組中的相鄰排相互錯開。
10.如權(quán)利要求9所述的織物片，其中各個組的連接線(12，22，32)中的至少一些連接線平行于其它組中的相應(yīng)連接線。
11.如權(quán)利要求10所述的織物片，其中不同組中的平行線(12，22，32)都與其它組中的線精確或大致排列成直線并相互平行。
12.如權(quán)利要求10所述的織物片，其中不同組中的平行線(12，22，32)與其它組中的平行線相互偏置。
13.如權(quán)利要求9所述的織物片，其中多個連接線(12，22，32)組在織物片的至少兩個不同方向上排列成排。
14.如權(quán)利要求1所述的織物片，包括多條曲形連接線。
15.如權(quán)利要求1所述的織物片，其中內(nèi)織物層(B)和外織物層(A)都是織造織物，并且通過由構(gòu)成織物的交織線形成的織造連接線(12，22，32)陣列而連接在一起。
16.如權(quán)利要求1所述的織物片，其中內(nèi)織物層(B)和外織物層(A)中的至少一個織物層是由混合纖維制得的，所述混合纖維包括具有相對較低模量的第一本質(zhì)上耐燃性的纖維，具有相對較高模量的第二本質(zhì)上耐燃性的纖維，和具有更低耐燃性的犧牲性纖維。
17.如權(quán)利要求16所述的織物，其中所述混合纖維中包含具有相對較低模量的重量百分比為大約40-60％的間位-芳香族聚酰胺纖維，具有相對較低模量的重量百分比為大約20-40％的對位-芳香族聚酰胺纖維，和重量百分比為大約10-30％的預(yù)氧化聚丙烯腈犧牲性纖維。
18.一種服裝，尤其是適于暴露在高溫環(huán)境中的服裝，包括如權(quán)利要求1所述的織物片，其中所述織物片的外織物層(A)被設(shè)置在所述服裝的外面。
19.如權(quán)利要求18所述的服裝，由所述織物片制成，所述服裝沒有襯里并且所述織物片的外織物層(A)朝向外面。
20.如權(quán)利要求19所述的服裝，由所述織物片制成，在多層結(jié)構(gòu)中織物片的內(nèi)織物層(B)襯有一個或更多個另外的織物層。
全文摘要
用作防護(hù)服單層或者外層的耐熱復(fù)合織物片包括內(nèi)織物層和外織物層(B，A)，所述內(nèi)織物層和外織物層通過連接線(12，22，32)陣列結(jié)合在一起，按照一定方式布置所述連接線陣列，以使得當(dāng)外層(A)受到外界施加的強(qiáng)熱而收縮時內(nèi)層能夠形成氣泡狀袋囊(16)。所述連接線(12，22，32)陣列是由多條分隔開的單根連接線(22)形成的和/或是由例如形成一系列的Y或者V形的多個分隔開的連接線組(12，32)形成的。所述連接線按照不同的角度排列并且彼此之間間隔開以留有空隙(42)，在所述空隙處所述兩個織物層(A，B)彼此之間不相連。這些空隙(42)將不相連的兩層的連續(xù)寬區(qū)(40)聯(lián)合在一起，所述寬區(qū)圍繞著各個分隔開的連接線(22)或連接線(12，32)組。所述連續(xù)寬區(qū)(40)具有由不同角度的所述連接線(12，22，32)限定出的迷宮式結(jié)構(gòu)，從而使得當(dāng)外層(A)中的給定區(qū)域受到強(qiáng)熱而產(chǎn)生熱縮時，內(nèi)層(B)在給定區(qū)域下形成了一系列的自封閉的氣泡狀袋囊(16)，這些袋囊一個一個單獨地形成于連續(xù)寬區(qū)(40)的離散區(qū)域上的連續(xù)線(12，22，32)之間，所述迷宮式結(jié)構(gòu)阻止了其沿著或者跨過織物片進(jìn)行擴(kuò)散。
文檔編號A41D31/00GK101048085SQ200580028693
公開日2007年10月3日 申請日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者Y·巴德, G·M·拉維蒂 申請人:納幕爾杜邦公司