專利名稱：具有改善的熱防護性能的針織織物和由其制成的底層衣服的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及針織織物和由這種織物制成的底層(base layer)衣服。由針織織物構(gòu)造制成的這種織物結(jié)合了由選擇的纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物 (intimate blend)形成的紗線。這種針織織物具有非常適宜的結(jié)構(gòu)和熱防護性能的組合， 這使得這種織物對于制造適合于提供對火花或電弧威脅的二次防護的底層服裝特別有用。
背景技術(shù)：
由于穿著者參與的多種活動以及穿著者所暴露的環(huán)境造成的多種威脅，防護性服裝具有特殊的設(shè)計和功能需要。防護性服裝應(yīng)當(dāng)具有良好的耐破損、撕裂和磨損性，以在惡劣的活動和地形中有耐久性，以及具有良好的水分轉(zhuǎn)移和透氣性，以降低在熱的氣候和需要高能量密集度的活動中的熱應(yīng)力并且穿著舒適。另外，用于防護性服裝的織物必須被設(shè)計成給穿著者提供寬的運動范圍以使穿著者能夠進行各種活動，并且應(yīng)當(dāng)為穿著者提供一定的對抗各種氣候條件的環(huán)境保護性。此外，織物必須能夠被染色，以在大多數(shù)防護性服裝中達到美觀目的，并且在軍事、戰(zhàn)術(shù)和執(zhí)法應(yīng)用中達到偽裝目的。最后，在其中存在熱危險威脅的應(yīng)用中，防護性服裝如緊貼穿著者皮膚穿的底層必須對穿著者可能遇到的火、火焰和受熱提供二次防護和隔離。如本文中使用，底層衣服包括T恤衫，襯褲，拳擊短褲，上下保暖內(nèi)衣，帽兜，短襪，手套襯里，襯衫主體，衣服嵌料，和外衣或其它衣服層的內(nèi)襯。底層衣服意在提供相對于防護外衣或其它防護衣服層的初次熱防護而言的二次防護，并且這種底層衣服的關(guān)鍵要求在于，制成這種衣服的織物在暴露于高溫時不迅速劣化、收縮、熔化、滴下或粘著而對穿著者的皮膚造成嚴(yán)重傷害。如本文中使用，術(shù)語“熔化”和“滴下”對應(yīng)于分別在NFPA 1975 Standard，第3. 3. 16和3. 3. 6章中規(guī)定的各自定義。因此，“熔化”是指對由導(dǎo)致流動或滴下的纖維聚合物的軟化顯示的熱的材料響應(yīng)；并且“滴下”是指以液滴或融珠形式流動或下落。防護性服裝，如用于商業(yè)服裝用途的那些，在過去由多種材料包括棉花，人造絲， lyocell,乙酸酯，丙烯酸類，尼龍，聚酯，羊毛和蠶絲；多種阻燃材料；和這種纖維材料的組合做成。底層和內(nèi)襯通常典型地由針織織物制成。由一種或多種切段纖維做成并且以針織織物形式制造的底層和內(nèi)襯通常涉及性能的平衡。一種類型的纖維或織物組合可能同時具有適宜的特征和/或缺點，這與其它的多種纖維和織物類型的組合不同。對于機織織物，已知尼龍和棉的混紡物用于軍用外衣中，以獲得高強度和耐磨性以及更長的抗磨壽命，從而提高戰(zhàn)斗和訓(xùn)練的持續(xù)性(參見，例如，美國專利6，805，957和PCT公布的申請 W0/2006/088538)。對于底層衣服應(yīng)用，在針織織物中使用纖維素切段纖維可以提供良好的柔軟性， 透氣性和感覺特性，以及某些適宜的熱性能。在針織織物中使用合成纖維，如尼龍切段纖維，可以改善這種織物的強度、耐久性和水分管理(moisture management)。然而，合成纖維如聚丙烯，聚酯和尼龍的使用產(chǎn)生了在暴露于高熱威脅時的潛在危害，因為它們處于熔化形式時可能造成嚴(yán)重的皮膚傷害。考慮到對防護性服裝如底層衣服中使用的織物的特殊要求，適宜的是確定能夠做成對于這種底層特別有用的特殊類型的織物的合適類型的纖維和纖維混紡物。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)織物包含纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物時，可以獲得具有有效的熱防護特性，包括不熔化或不滴下的針織織物。這種織物可以特別有利地用于防止由該織物制成的衣服的穿著者受到嚴(yán)重的熱傷害。在一個方面，本發(fā)明包括熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物包含由纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成的紗線，其中這種織物在按照NFPA 1975 (第8. 3 章)，ASTM D-6413-1999或NFPA 2112(第8.2章)中的至少一個測試時，不表現(xiàn)出熔化或滴下的跡象。在一個實施方案中，本發(fā)明可以包括在按照NFPA 1975(第8.3章)測試時不表現(xiàn)出熔化、滴下或粘著跡象的熱防護性針織織物。本發(fā)明的織物可以包含混紡的纖維素和尼龍切段纖維紗，其特征在于，所述紗線中纖維素與尼龍的重量比在約陽45至約85 15范圍內(nèi)。本發(fā)明織物的特征可以在于，在纖維素和尼龍切段纖維的組合中的高水平的混紡均勻性。在一個具體的實施方案中，本發(fā)明可以包括包含纖維素和尼龍切段纖維的均勻混紡紗的熱防護性針織織物。用于均勻混紡這些紗線的合適方法可以包括在梳理之前進行切段纖維的整體機械混紡(bulkmechanical blending)；在梳理之前和梳理過程中進行切段纖維的整體機械混紡；或在梳理之后并且在紡紗之前進行切段纖維的至少兩次(pass) 并條機混紡。本發(fā)明的一種織物可以含有纖維素與尼龍在紗線中的比例為約60 40至約 70 30的紗線。本發(fā)明織物的具體實施方案包括重量為約3至約8oz/yd2并且厚度為約 0. 015至0. 030英寸的織物。本發(fā)明的織物可以包括英制棉紗支數(shù)為約5至約60的單股紗線的那些織物。高抗拉強度尼龍切段纖維的使用可以有利地導(dǎo)致在通過耐磨性和頂破強力測量時具有優(yōu)異耐久性的織物。本發(fā)明的織物還可以包括由分開的多根紗線或由合股線針織的那些織物，其中所述多根紗線或合股線包含至少一根第一紗線和至少一根第二紗線，所述第一紗線由纖維素與尼龍切段纖維比例為約55 45至約85 15的纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的混紡物制成，所述第二紗線包含尼龍長絲，條件是這種尼龍長絲紗線超過所述織物的纖維素和尼龍總含量的15重量并且調(diào)節(jié)第一均勻混紡紗中纖維素與尼龍切段纖維的比例，使得基于所述織物的纖維素和尼龍總含量，所述織物的尼龍長絲加切段纖維的含量不超過45重量％。本發(fā)明的織物可以包括芳族聚酰胺切段纖維，其中芳族聚酰胺切段纖維代替均勻混紡物中尼龍或纖維素切段纖維的一部分。適合用于本發(fā)明織物的尼龍切段纖維包括尼龍6和/或尼龍6，6，包括例如，抗拉強度為至少3.0克/旦的那些。


圖1是本發(fā)明的60 40重量比的棉與尼龍的織物在根據(jù)NFPA 1975 (第8. 3章)Standard進行熱穩(wěn)定性測試(在260°C暴露6小時)后的照片。
具體實施例方式某些由尼龍和纖維素切段纖維的均勻混紡物制成的紗線可以被針織，以提供特別適合制造衣服的織物，所述衣服具有以前在衣服制造業(yè)中沒有認識到的性能的令人驚奇的
有用組合。如本文中使用，術(shù)語“NYC0”是指包含尼龍和棉纖維混紡物的紗線。如本文中使用，纖維素纖維由線性長鏈聚合物多糖得到，所述多糖由連接的β葡萄糖單元組成。它們包括天然存在的纖維，如棉花，亞麻，大麻，黃麻，苧麻和合成的纖維，如人造絲(再生的纖維素)，F(xiàn)R(耐火)人造絲，乙酸酯(乙酸纖維素)，三乙酸酯(三乙酸纖維素)，竹子和 lyocell，它們都是本領(lǐng)域中熟知的用于由纖維素得到的纖維的一般術(shù)語。纖維素纖維的實例列舉于公布的美國專利申請2005/0025962(Α1)中，該美國專利申請通過引用結(jié)合在此， 如同在本文中詳細闡述一樣。在本發(fā)明的某些紗線和織物實施方案中，纖維素纖維的重量百分比超過尼龍纖維的重量百分比。尼龍和纖維素切段纖維的均勻混紡物可用于制備紗線，進而可用于制備本發(fā)明的針織織物。在本發(fā)明的一個實施方案中，尼龍切段纖維和棉切段纖維的線性密度的范圍可以分別為約0. 90至約6. 0和約0. 72至約2. 34旦尼爾/長絲(dpf)；并且尼龍和棉切段纖維的切段纖維長度范圍可以分別為約1. 0至約5. 0和約0. 125至約2. 5英寸。在本發(fā)明的一個實施方案中，尼龍切段纖維可以具有一定程度的變形(texturing)或卷曲。當(dāng)按照本發(fā)明的一個實施方案，將尼龍切段纖維與纖維素切段纖維混紡以形成適于制備針織織物的紗線時，可以使用高強度的尼龍切段纖維以使尼龍和纖維素纖維的負載伸長率(模量)特性基本上匹配。這意味著，在與其混紡的纖維素的裂斷伸長率，尼龍纖維必須具有等于纖維素纖維或優(yōu)于纖維素纖維的負載能力。如果尼龍纖維在纖維素纖維斷裂強度的伸長率特性具有比纖維素纖維更大的彈性，纖維素纖維將在尼龍承載任何顯著比例的負荷之前斷裂。通過以這種方式使纖維素和尼龍纖維的模量特性匹配，可以提供具有提高的強度和耐久性的紗線和由其制備的織物。用于制備適合與其它切段纖維如棉花混紡的高強度尼龍纖維，以及由這種混紡物制備紗線和織物的方法，公開于Hebeler等的美國專禾Ij 3，044，250 ；3，188，790 ；3，321，448 ；和 3，459，845 和 Thompson, Jr.的美國專利 5，011，645中。所有這些美國專利通過引用結(jié)合在此?？砂凑毡景l(fā)明使用的高強度尼龍切段纖維可以由尼龍長絲獲得，所述尼龍長絲的特征在于，高的結(jié)晶度和高的晶體取向度。這些高強度長絲可以通過將它們拉伸至基本上最大可操作拉伸比并且在拉伸張力下對它們進行熱處理而形成。這種長絲和由其得到的切段纖維是通過類似于上述Hebeler等和Thompson，Jr.的專利中描述的那些的方法，以及其中加工長絲而非絲束的類似制造方法的方法商業(yè)化生產(chǎn)的。合適的尼龍聚合物為線性聚酰胺，如聚己二酰己二胺(尼龍6，6)和聚己內(nèi)酰胺(尼龍6)。當(dāng)存在85%以上的尼龍6，6 或尼龍6組分時，可結(jié)晶的聚酰胺共聚物也是合適的。在本發(fā)明的一個實施方案中，使用的尼龍是尼龍6，6切段纖維。尼龍6，6的抗拉強度可以在T =至少5. 0，例如，6. 5至7. 0克 /旦(gpd)的范圍內(nèi)。這種高抗拉強度可以如上述Hebeler等和Thompson，Jr.專利中所述，通過采用高拉伸比而獲得，并且比得上標(biāo)準(zhǔn)尼龍6，6紗線在3-4gpd范圍內(nèi)的抗拉強度。
可以將尼龍和纖維素切段纖維混紡并且紡成紗線，由所述紗線可以針織本發(fā)明的織物。紗線可以使用公知的短和長切段纖維紡紗方法紡紗，所述紡紗方法包括環(huán)錠紡紗，噴氣紡紗或渦流紡紗，自由端紡紗和精紡或毛紡紡紗。織物可以由本文描述的紗線使用常規(guī)的經(jīng)緯線針織機針織。例如，織物可以經(jīng)濟地在常規(guī)循環(huán)針織機上生產(chǎn)。如此采用的混紡紗是提供由其針織的纖維素纖維與尼龍的重量比在約陽45至約85 15范圍內(nèi)的織物的那些。在一個具體的實施方案中，此處針織織物中的纖維素與尼龍的重量比在約60 40 至約70 30范圍內(nèi)。此處織物中纖維素與尼龍的必需比例可以通過使用具有上述規(guī)定的纖維素尼龍比例特性的單股紗線來提供。例如，可以使用約5至約60英制棉紗支數(shù)的單股紗線。備選地，可以采用多根紗線或合股線，其中，例如，多根紗線或合股線包含至少一根第一紗線和至少一根第二紗線，所述第一紗線由纖維素與尼龍切段纖維比例為約陽45至約70 30 的纖維素和尼龍切段纖維混紡物制成的，所述第二紗線由至少約60 %，并且至多100 %的纖維素切段纖維制成。此處織物中的各種纖維類型的相對量可以由ASTM D-6^確定。尼龍長絲可以結(jié)合到本發(fā)明的針織織物中以提高本發(fā)明針織織物的抗拉強度和耐久性。為了在不犧牲織物的不熔化/不滴下特性的情況下得到這種益處，必須仔細控制織物中纖維素與尼龍的必需比例。這種控制可以通過采用紗線實現(xiàn)，其中所述紗線包含至少一根第一紗線和至少一根第二紗線，第一紗線由棉比例為約陽45至約85 15的纖維素和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成，第二紗線包含尼龍長絲，條件是(a)這種尼龍長絲不超過所述織物的纖維素和尼龍總含量的15重量％，和(b)基于所述織物的纖維素和尼龍總含量，織物的纖維素與尼龍長絲加切段纖維含量的比例不超過45重量％。在本發(fā)明的一個實施方案中，尼龍長絲紗線可以包含抗拉強度為至少3. 0克/旦的尼龍6和/或尼龍
6，6ο本發(fā)明的針織織物還可以包含由切段纖維形式或長絲形式的其它類型的纖維制備的其它類型的紗線。這些另外類型的紗線可以結(jié)合在縱行或橫列方向上，并且可以以不減損織物所需的功能特征的程度存在。這種另外紗線類型可以是具有彈性，阻燃性，抗菌和 /或抗靜電性能特性的那些。在用于制備本發(fā)明針織織物的混紡纖維素-尼龍紗線中，可以用其它纖維，例如， 天然纖維如羊毛或蠶絲代替一部分纖維素纖維。固有阻燃性的纖維可以代替纖維素纖維或尼龍切段纖維的一部分。固有阻燃性的纖維可以選自芳族聚酰胺纖維，間-芳族聚酰胺，對-芳族聚酰胺，含氟聚合物及其共聚物，含氯聚合物，聚苯并咪唑，聚酰亞胺，聚酰胺酰亞胺，部分氧化的聚丙烯腈，含線型酚醛樹脂不少于85%的酚醛纖維，聚(對-苯硫醚)，阻燃粘膠人造絲，聚氯乙烯均聚物及其共聚物，聚醚酮，聚酮，聚醚酰亞胺，聚交酯，三聚氰胺纖維，或它們的組合?？梢越Y(jié)合到本發(fā)明的紗線中的商業(yè)化的固有阻燃性的切段纖維的一個實例是可獲自Ε. I. du Pont de Nemours and Company的NOMEX 牌的間-芳族聚酰胺纖維。在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明的織物可以包括含有纏繞有本文描述類型的尼龍/棉切段纖維混紡物的連續(xù)長絲阻燃芯(例如，NOMEX )的包芯紗。其它可使用的可商購間-芳族聚酰胺纖維包括分別由 Teijin, Ltd.和Unitika Ltd.生產(chǎn)的CONEX 和APYEIL ?？墒褂玫目缮藤弻?芳族聚酰胺的實例包括 Ε. I. du Pont de Nemours and Company 的KEVLAR 和 Tei jin Ltd.的TWARON 。還可以使用其它耐火纖維?？山Y(jié)合到本發(fā)明針織織物中的合適的抗菌紗線被認為是那些處理的紗線，所述處理使得微生物如細菌、霉菌和真菌的生長延遲。可以使用多種有機和無機的抗菌化合物。用于紡織品中的有機抗菌劑包括，但不限于，三氯生，季銨化合物，二銨環(huán)化合物， 脫乙酰殼多糖和N-鹵代胺(halamine)硅氧烷。有機化合物依賴抗菌劑以從纖維內(nèi)部浙濾或遷移至表面，其中抗菌效率由至表面的遷移速率確定。無機抗菌劑也可用于紡織品中。這種化合物依賴于聚合物內(nèi)金屬與其結(jié)合的絡(luò)合物的解離。眾所周知，金屬如銀，銅，汞和鋅結(jié)合到纖維以及紗線和由其制成的織物中，以賦予抗菌功能。銀是通常安全和有效的抗菌金屬并且廣泛使用。其通過眾多方法結(jié)合到纖維中是為人熟知的。例如日本專利3-136649公開了其中AgNO3中的Ag+離子與聚丙烯腈交聯(lián)的抗菌布。日本專利M-151669公開了用均勻涂布的含銅和銀化合物的溶液處理的纖維。 U. S. 4，525，410公開了包裹有含殺菌金屬離子的特定沸石顆粒的纖維。U. S. 5，180，402公開了含銀取代的沸石和基本上不溶于水的銅化合物的染色的合成纖維。合成纖維是通過在單層中或在制備用于纖維的聚合物的步驟中聚合完成之前的聚合混合物中結(jié)合銀取代的沸石而制備的?？缮藤彽你y沸石絡(luò)合物目前由Milliken Chemical以ALPASAN 和 AgionTechnologies以AGION 銷售。U. S. 5，897，673公開了其中含有細金屬粒子的纖維。U. S. 6，979，491公開了含有附著在其上的納米尺寸的銀粒子并且表現(xiàn)出廣譜抗細菌、真菌和病毒效力的抗菌紗線。上述抗菌劑的實例用以舉例說明可以結(jié)合到本發(fā)明的針織織物和/或紗線或包含這種紗線的某些種類的構(gòu)成纖維中的添加劑。這些實例不意圖是限制性的，并且預(yù)期，提供相同抗菌功能但沒有明確提及的其它添加劑也同樣適于使用?？梢越Y(jié)合到本發(fā)明針織織物中的合適的抗靜電紗線被認為是其中結(jié)合導(dǎo)電元件從而賦予抗靜電性的那些紗線。可以使用的導(dǎo)電紗線可以是芯/鞘構(gòu)造，其中芯或鞘表示導(dǎo)電元件；由導(dǎo)電和不導(dǎo)電纖維(切段纖維形式或長絲形式)構(gòu)成的雙組分紗線；和涂覆的纖維(切段纖維或長絲)或紗線。通常選擇的導(dǎo)電元件是碳。U. S. 4，085，182描述了用于制造鞘/芯長絲的方法，其中長絲具有導(dǎo)電芯。有時，適宜的是，將一根以上的導(dǎo)電長絲與不導(dǎo)電長絲絞合以對導(dǎo)電長絲提供支撐。這種合股線稱為支撐紗。法國專利公布 2466517看來似乎顯示了導(dǎo)電長絲與不導(dǎo)電長絲的共擠出。導(dǎo)電長絲插入到不導(dǎo)電紗線中是已知的。預(yù)先紡紗和纏繞的導(dǎo)電長絲可以與一種以上的剛紡的不導(dǎo)電長絲組合以制成抗靜電的膨化變形長絲紗線。其實例是美國專利4，612，150和美國專利4，997，712。美國專利5，308，563公開了用于制備導(dǎo)電支撐紗線的方法，包括以下步驟熔體紡絲不導(dǎo)電尼龍長絲以形成第一組長絲；將至少一根長絲分離成第二組長絲；將第二組長絲提供至布滿涂布(suffusion coating)工藝以涂覆導(dǎo)電涂層；和將第一和第二組重組以形成支撐紗線。 這些實例不意在是限制性的，并且預(yù)期，沒有明確提及的其它類型的導(dǎo)電紗線也同樣適于使用。同時表現(xiàn)出抗菌和抗靜電性的一類纖維的一個實例是X-Static ，其可獲自Noble Biomaterials, Inc0該材料具有粘合到紡織品纖維如尼龍的表面上的銀層。芯-鞘纖維， 其中芯是碳并且鞘是尼龍，也賦予抗靜電性，并且同樣可以結(jié)合到本發(fā)明的針織織物中。用于結(jié)合到本發(fā)明針織織物中的合適的彈性紗線包括可獲自INVISTA的 LYCRA ,牌的彈性纖維。如本文中使用，彈性紗線是指包含切段纖維或連續(xù)纖維的紗線，其具有超過100%的裂斷伸長率，與任何卷曲無關(guān)，并且當(dāng)拉伸和釋放時，迅速并且強有力地縮回至基本上其原始長度。本發(fā)明包括基本重量在約3至8oz/yd2范圍內(nèi)的織物。對于襯衫料子織物，合適的基本重量可以在約3至6oz/yd2的范圍內(nèi)并且厚度可以在約0. 015至0. 030英寸的范圍內(nèi)?？椢锘局亓靠梢允褂肁STM D-3776的程序確定。織物厚度可以使用ASTM D-1777的程序確定。本發(fā)明的針織織物由紗線構(gòu)成，所述紗線包含纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物。實現(xiàn)本文描述的織物要求的熱性質(zhì)的組合取決于適當(dāng)?shù)幕旒徦?。在一個實施方案中，特征在于，纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的充分均勻混紡物的紗線可以通過在梳理和紡紗操作之前由熟知的方法整體機械混紡切段纖維，或通過在梳理之前和梳理過程中但是在紡紗之前切段纖維的整體機械混紡而獲得。在另一實施方案中，充分混紡的紗線可以通過使用并條機混紡將切段纖維混紡， 隨后分別分開地梳理纖維素和尼龍切段纖維而獲得。在紗線制備的該方法中，纖維素和尼龍粗梳條子的多個端部通過相續(xù)的軋光機(calendar)或軋輥組而變細(attenuate)。當(dāng)每個梳條中的切段纖維通過每組軋輥加速時，單獨的纖維被抓住(grab)并且從單獨的起始端部分離并結(jié)合成新的共同端部。單獨的切段纖維的這種提取和重組導(dǎo)致拉伸的單個端部，其中組成切段纖維在一定程度上是隨機的。以這種方式實現(xiàn)的混紡水平低于通過切段纖維的整體機械混紡獲得的混紡水平，但是采用多次通過并條機，可以獲得足以實現(xiàn)要求保護的織物的熱性質(zhì)的組合的混紡均勻性。因此，第一次通過可以將4個纖維素和4個尼龍端部合并成單個拉伸端部，而第二次通過可以將8個混紡的第一次端部合并成進一步拉伸和混紡的單個端部。如本文中使用，纖維素和尼龍切段纖維的均勻混紡物是指在梳理之前，或者在梳理之前和梳理過程中經(jīng)過整體機械混紡的這樣的切段纖維，或是指在單獨的梳理之后但是在紡紗之前進行兩次以上的并條機混紡的纖維素和尼龍切段纖維。還可以向本發(fā)明的針織織物涂覆一種或多種局部處理材料(treatment)。這些局部處理材料可以結(jié)合至不降低織物所需的功能特征的程度；例如，如果目標(biāo)是保持或提高水分管理特性，則化學(xué)添加劑如軟化劑，芯吸劑，或去污化學(xué)品應(yīng)當(dāng)在性質(zhì)上是親水性的。 這種另外的局部處理材料可以為了不同的功能性能而添加，并且可以是具有抗菌，抗靜電， 殺蟲，抗皺，耐火，去污，防污，防油，防水，水分吸收，水分芯吸，干燥效率和/或疏水性能的特性的那些?？梢灾苽浔景l(fā)明的針織織物以擁有熱防護性能的組合。這種性能可以使用許多不同的測試程序表征和定量，如在下述的各種ASTM和NFPA標(biāo)準(zhǔn)測試中闡述的。尼龍6，6和聚酯都具有^KTC的相等熔化溫度。然而，尼龍6，6纖維需要聚酯纖維的1.38倍熱能以開始熔化反應(yīng)。當(dāng)暴露于高溫時，聚合物如聚酯的分子結(jié)構(gòu)破壞。隨著分子結(jié)構(gòu)變小，聚酯聚合物熔化，流動和快速滴下。這在100%聚酯織物和含聚酯的纖維混紡物中是明顯的。當(dāng)將聚酯與棉均勻混紡時，所得物熔化和粘著到直接接觸的表面上。100% 尼龍織物也熔化。滴下和粘著。在各種熱測試方法的過程中，本發(fā)明的織物組合物表現(xiàn)出令人驚奇的熱行為，如通過視覺觀察所證明的，表現(xiàn)在與尼龍和棉的均勻混紡物的復(fù)合織物結(jié)構(gòu)和所得物具有"不熔化的"外觀。盡管不愿拘于任何具體理論，據(jù)信尼龍纖維當(dāng)暴露于高溫時吸收熱能。 尼龍聚合物分子結(jié)構(gòu)可以增加分子量和形成交聯(lián)鍵。交聯(lián)反應(yīng)至高溫可能導(dǎo)致尼龍纖維硬化和形成凝膠。當(dāng)均勻混紡或緊密接觸時，尼龍纖維可以形成凝膠并且可以在纖維素纖維周圍形成焦碳。纖維素纖維可以在尼龍焦碳內(nèi)部焦化和碳化，并且可以形成不快速劣化、收縮、熔化或粘著到穿著者皮膚的全新的結(jié)構(gòu)。熱能在凝膠形成、焦化和碳化中吸收。本發(fā)明的實施方案包括在通過ASTM和NFPA 測試測量時不表現(xiàn)出熔化行為的跡象并且顯示出良好的絕熱性的織物。在這種實施方案中，織物在熱測試過程中沒有如在由100%或占主要的熱塑性可熔化纖維如尼龍或聚酯制成的織物中明顯的熔化液滴。本發(fā)明的熱防護性針織織物，例如，在按照NFPA 2112(第8. 2章)測試時，可以表現(xiàn)出一定的熱防護性能(TPP)特性。在一個實施方案中，本發(fā)明的織物在按照如NFPA 2112(第8.2章)所述的熱防護性能在采用1/4”隔離物情況下測試時，可以表現(xiàn)出至少 2.0(cal/cm2)/(oz/yd2)的織物效率因子(FFF)值，并且在按照如NFPA 2112(第8.2章)所述的熱防護性能在沒有隔離物情況下測試時，可以表現(xiàn)出至少1.0(cal/cm2)/(OZ/yd2)的織物效率因子(FFF)值。本發(fā)明的熱防護性織物，在如NFPA 1975(第8. 3章)所述測試熱穩(wěn)定性時，可以表現(xiàn)出不熔化和不滴下以及容易層分離。當(dāng)暴露于火焰或熱時不表現(xiàn)出熔化或滴下的織物對于在衣服如T恤衫中的用途是特別適宜的，因為這種特性降低了可能由熔化材料造成的燒傷的可能性或嚴(yán)重性。本發(fā)明的熱防護性針織織物在按照NFPA 1975(第8. 2章)測試時可以表現(xiàn)出一定的熱收縮特性。具體地，織物可以在縱行和橫列方向上都表現(xiàn)出小于約10%的熱收縮率。 在一個實施方案中，熱收縮率小于約8 %。在另一個實施方案中，熱收縮率小于約6 %。在一個實施方案中，本發(fā)明的針織織物可以被制備成擁有與它們在防護性服裝如 T恤衫中的合適用途有關(guān)的某些另外功能性能。這樣的另外功能性能也可以使用如在各種另外的ASTM標(biāo)準(zhǔn)測試或以下描述的其它測試中闡述的幾種不同的測試程序表征和定量。 例如，本發(fā)明的實施方案可以表現(xiàn)出一定的適宜耐磨性，頂破強力和水分管理(例如，干燥時間，垂直和平面芯吸和吸收能力)特性?？梢哉{(diào)節(jié)針織底層衣服織物的構(gòu)造以實現(xiàn)一定水平的性能和舒適度。在一個實施方案中，棉/尼龍比例被保持在針織織物構(gòu)造的推薦限度內(nèi)，以保持其適宜的耐熱性能。可以為了舒適和性能而調(diào)節(jié)的一些構(gòu)造參數(shù)包括所需的織物重量，紗線支數(shù)，線圈長度，線圈類型，每英寸的縱行數(shù)和橫列數(shù)，以及緊密系數(shù)等。影響舒適度的因素包括水分轉(zhuǎn)移性能， 即透氣性和水蒸氣傳輸速率(MVTR)，垂直芯吸，平面芯吸，吸收時間，拉伸和尺寸穩(wěn)定性，僅列舉幾個因素。至于耐磨性，在使用馬丁代爾磨損測試儀按照ASTM D-4966測試時，本發(fā)明的針織織物可以表現(xiàn)出一定的耐磨性。具體地，此處的織物可以表現(xiàn)出大于約100，000次循環(huán)的馬丁代爾耐磨性。在本發(fā)明的某些實施方案中，馬丁代爾耐磨性可以證明大于約300,000 次循環(huán)。至于頂破強力，本發(fā)明的針織織物在按照ASTM D-3787測試時可以表現(xiàn)出一定的頂破強力值。本發(fā)明的織物可以表現(xiàn)出至少約60磅，例如，約70至約130磅的頂破強力值。
至于干燥時間，本發(fā)明的針織織物在按照以下所述的干燥效率測試程序測試時可以表現(xiàn)出一定的干燥性能。具體地，此處的針織織物可以表現(xiàn)出至少約70%，例如約80% 至90%的(30-分鐘)干燥效率值。至于吸收水分的時間，本發(fā)明的針織織物在按照本文所述的水分吸收測試程序測試時可以表現(xiàn)出一定的吸收劑性能。針織織物吸收水分所用的時間是針織織物如何迅速從皮膚吸收汗的一個指標(biāo)。具體地，本文的針織織物可以表現(xiàn)出少于15秒，更優(yōu)選少于5秒的吸收時間。至于芯吸水分的平面面積，本發(fā)明的針織織物在按照本文所述的平面芯吸測試程序測試時可以表現(xiàn)出一定的芯吸性能。平面芯吸面積是針織織物傳播水分以使其蒸發(fā)的面積的一個指標(biāo)。具體地，本文的針織織物可以表現(xiàn)出大于2. 5平方英寸，更優(yōu)選大于4平方英寸的平面芯吸面積。至于芯吸水分的垂直芯吸高度，本發(fā)明的針織織物在按照本文所述的垂直芯吸測試程序測試時可以表現(xiàn)出一定的芯吸性能。達到規(guī)定垂直芯吸高度所需的時間是針織織物傳播水分通過織物表面以使其蒸發(fā)的速率的一個指標(biāo)。具體地，本文的針織織物在30分鐘內(nèi)，更優(yōu)選在約10分鐘內(nèi)的最大垂直芯吸高度可以為6英寸。使用本發(fā)明的織物，經(jīng)緯針織的衣服可以由以下構(gòu)造制造，如平針織(plain knit)，浮線針織，集圈針織，羅紋針織，毛圈針織(全部或部分襯墊)，雙羅紋針織，雙反面針織，提花針織，平針針織(flat knit)，特里科經(jīng)編，米蘭尼斯經(jīng)編，或拉舍爾經(jīng)編。這種由包含尼龍(并且優(yōu)選高強度的尼龍)切段纖維和相伴纖維素切段纖維的混紡紗針織的織物可以提供可歸因于由結(jié)合尼龍切段纖維導(dǎo)致的無有害效果的纖維素纖維的特性。當(dāng)如本文所述這種織物包含與尼龍相比較高量的纖維素時，這種織物可以擁有令人驚奇的水分管理，耐磨性和熱防護性能的適宜組合，使得這種織物特別適合用于服裝如T恤衫。測試方法用于限定本發(fā)明針織織物的各種組成、結(jié)構(gòu)和功能特性以及特征的測試方法總結(jié)如下當(dāng)通過本文的數(shù)字標(biāo)號識別ASTM或NFPA測試方法時，如由美國測試和材料協(xié)會(the American Society for Testing and Materials)或國家防火協(xié)會(the National Fire Protection Association)規(guī)定的每一種這樣的測試的官方描述通過引用結(jié)合在此。結(jié)構(gòu)/組成測試A)織物重量-ASTM D-3776針織織物的重量或基本重量按照此標(biāo)準(zhǔn)測試方法的程序通過稱量已知面積的樣品，并且以oz/yd2計算重量或基本重量確定。B)織物厚度-ASTM D-1777織物厚度按照此標(biāo)準(zhǔn)測試方法的程序通過在將織物樣品置于標(biāo)準(zhǔn)圍壓下測量一個織物表面至相反的織物表面的距離確定。C)纖維混紡比例-ASTM D-629該測試方法包括用于確定多種纖維包括棉和尼龍的混合物的纖維混紡組成的程序。功能測試(機械和熱性能)A)耐磨性-ASTM D-4966
該測試包括使用“馬丁代爾磨損測試儀(Martindale Abrasion Tester)”。該設(shè)備設(shè)計用于給出在較低壓力下在織物表面和雜交羊毛摩擦織物之間的可控的多方向磨損量， 直至紗線斷裂或顏色或外觀發(fā)生不可接受的變化。B)頂破強力-ASTM D-3787該測試測量頂破針織織物所需的力。將材料試樣夾在隔膜上，隔膜進行充氣直至試樣破裂。頂破強力是織物破裂時的壓力。頂破強力是針織織物可以如何容易地被硬的圓物體穿透的度量。頂破強力越高，表明織物越耐頂破。C)干燥效率為了確定干燥時間，使用實驗室天平將調(diào)節(jié)的樣品稱重，精確至0. OOlg。將織物試樣從天平盤取下，在天平盤上放一滴水并且稱重。然后將織物試樣放置在天平盤上水的上方并且與水接觸。2分鐘后，將濕的織物試樣稱重以獲得濕重量，并且以2分鐘的間隔重復(fù)稱重，總測試時間為30分鐘。如果天平配備有罩，則罩的門在整個測試過程中保持打開。 在測試結(jié)束時，以在30分鐘干燥時間后留在濕樣品中的水的百分比計算總的干燥效率。D)水分吸收測試-改進的AATCC 79-2000吸收能力是織物吸水傾向的度量。將規(guī)定量的水由計量吸液管從固定的高度滴到織物上，所述織物安裝在繡花圈上，織物背面朝外。通過使用0.2mL(0.2cc)的固定量的水和5cm(約2英寸)的滴下高度改變AATCC79。當(dāng)織物表面上沒有可觀察到的水坑或光澤時，確定液滴被吸收。吸收液滴所需的時間以吸收時間(秒)表示。吸收時間是織物吸汗能力的一個指標(biāo)。E)平面芯吸測試-改進的AATCC 79-2000織物能夠傳播水的面積是可用于蒸發(fā)和干燥的面積的一個指標(biāo)。使用改進的在上面功能測試(D)中所述的吸收能力測試AATCC 79-2000獲得另外的度量并且定義為平面芯吸面積。在水被織物吸收并且從施加水時的時間達到1分鐘以后，測量標(biāo)稱濕面積(長軸 χ短軸)并且記錄為平面芯吸面積(平方英寸)。平面芯吸面積是織物能夠傳播水分通過的面積和可用于蒸發(fā)的面積的一個指標(biāo)。F)垂直芯吸測試垂直芯吸測試用于確定芯吸高度和在規(guī)定高度的芯吸時間，以評價由測試織物制成的衣服在不同程度的物理活動過程中和環(huán)境條件下可以預(yù)期表現(xiàn)出的水分管理性能。按照ASTM D1776改進版本，在21°C和65%相對濕度將織物在測試前調(diào)節(jié)最少16小時。將長維度對應(yīng)于加工方向的1x9英寸織物試樣垂直懸掛并且用夾子懸掛?？椢镌嚇拥淖杂啥艘揽恐亓χ糜谡麴s水中，使得2. 5英寸的織物浸漬1小時。在規(guī)定的時間間隔，測量和記錄沿織物試樣向上移動的水的高度。測量總的芯吸高度作為1小時內(nèi)可達到的最大高度。在樣品之間測試水被扔棄，并且將裝有新鮮蒸餾水的新的清潔燒杯用于每一個新樣品。G)垂直火焰測試-ASTM D-6413-1999該測試確定織物在暴露于火源后是否被點燃并且持續(xù)燃燒，并且用于確定織物是否易燃。該測試方法設(shè)置了如何通過規(guī)定樣品大小、試驗次數(shù)、火焰類型等進行測試的標(biāo)準(zhǔn)。將織物置于垂直懸掛于高甲烷燃料火焰上方的支架中12秒。作為測試一部分進行的測量包括在火焰源移開后織物持續(xù)燃燒的時間值(殘焰，以秒計)；在火焰熄滅后織物持續(xù)發(fā)光的時間長度(余輝，以秒計)；受損織物長度(燒焦長度，以英寸計)；和熔化和滴下行為的觀察。H)熱防護性能(TPP) -NFPA 2112 (第 8. 2 章)該測試測量在閃火情況下織物將對穿著者提供的熱防護的量。將TPP額定值定義為當(dāng)穿著織物時開始造成人組織二度燒傷所需的能量。在TPP測試中，以規(guī)定熱通量(典型地，2cal/cm2/sec)將組合的輻射和對流熱源引向以水平位置安裝的織物測試試樣部分。該測試使用銅芯熱量計測量從熱源傳遞通過試樣的熱能。TPP測試可以用1/4”隔離物或在織物和銅芯熱量計之間沒有隔離物的情況下進行。測試終點的特征在于，使用Moll&Chianta 開發(fā)的簡化模型，“Transactions New York Academy Science”，1971，33，649 頁，獲得預(yù)測的二度皮膚燒傷所需的時間(TPP時間)。通過將施加的熱通量乘以測試終點時間計算的、 以TPP額定值表示的該測試中賦予試樣的值，是試樣在預(yù)期二度燒傷之前能夠承受的總熱能。TPP額定值越高，表示絕緣性能越好。I)熱收縮率-NFPA 1975 (第 8. 2 章)熱收縮率測試檢驗衣服材料當(dāng)暴露于高溫時將如何反應(yīng)，和是否衣服將顯著收縮或可能粘著到穿著者皮膚上。將織物試樣放置在爐中并且用金屬環(huán)在頂部懸掛。將它們暴露于測試溫度500° W260°C)5分鐘。在暴露后，立即將試樣從爐中移出并且檢查熔化，滴下，分離或點燃的跡象。計算每個試樣的寬度和長度尺寸改變的百分比，并且將結(jié)果報道為三個試樣在每個方向上的平均值。大于10%的熱收縮率可能由于增加的熱傳遞、限制人體移動或織物破裂開口而引起的燒傷嚴(yán)重性。J)熱穩(wěn)定性-NFPA 1975 (第 8. 3 章)將織物試樣對折；按壓在兩個玻璃板之間，頂部加重物；并且在500° F(2600C ) 的爐中放置6小時。6小時暴露后，將玻璃板之間的折疊織物從爐中取出并且使其冷卻。 然后將織物從玻璃板中取出，并且進行材料劣化、熔化和軟化觀察。這些測試評價衣服材料如何與可能閃火過程中出現(xiàn)的高熱反應(yīng)，以及衣服是否可能粘到穿著者皮膚上。NFPA 1975(第8. 3章)要求織物樣品層不彼此粘附或不粘附到玻璃上，并且織物不表現(xiàn)出熔化或點燃的跡象。K)針織和機織織物的高溫自動家庭洗衣-改進的AATCC 135-2000該方法是為了性能測試而改進的，其取決于織物表面特性，并且設(shè)計用于除去在實驗室條件下人為積累的殘余清潔劑。所采用的對AATCC135-2000(表I(l，V，Aiii))的改進包括(i)使用較少的清潔劑以減少殘余清潔劑累積量；(ii)在洗衣前周期性地并且在最終洗衣之前將與織物試樣類似材料類型的增載織物(ballast)分開洗滌，不用清潔劑， 以除去殘余化學(xué)品；和(iii)不用清潔劑/酸/軟化劑，進行最終洗衣。將每個針織織物樣品放入標(biāo)準(zhǔn)洗衣機中，并且使用140° F水溫和AATCC標(biāo)準(zhǔn)清潔劑IM按標(biāo)準(zhǔn)機器循環(huán)洗滌，使用105° F水漂洗，并且在最后旋轉(zhuǎn)后放入標(biāo)準(zhǔn)干燥器中。采用的干燥器設(shè)置是以持久按壓設(shè)置的轉(zhuǎn)筒式干燥。進行6次洗衣和干燥的循環(huán)，第6次洗衣不用清潔劑。使用該程序進行所有的水分管理測試(水分吸收，平面芯吸，垂直芯吸和干燥效率)。實施例以下實施例舉例說明而非限制本發(fā)明?？梢钥闯觯c不具有本發(fā)明區(qū)別特征的比較例相反，本發(fā)明具有特別有利的特征。使用如下所示的常規(guī)針織構(gòu)造針織織物，然后進行各種測試并且評價熱性能。這種織物如下制備使用常規(guī)紡紗方法，用三種不同標(biāo)稱50/50，40/60和30/70均勻混紡比例的尼龍/ 棉切段纖維制成30s/l (30英制棉紗支數(shù)，1股)的紗線。(英制棉紗支數(shù)是常規(guī)的紗線支數(shù)系統(tǒng)，并基于840碼的單位長度，紗線的支數(shù)等于重1磅所需的840-碼絞紗的數(shù)量。在該系統(tǒng)下，數(shù)值越高，紗線越細。絞紗是收縮卷形式的連續(xù)紗線線材。其卷繞在卷軸上，外周通常為45-60英寸)。紗線由整體機械混紡的棉和合成纖維的切段纖維紡成。1.7dpf的 420類型的尼龍切段纖維用于這些混紡物中，并且可通過INVISTA S. ar. 1. ,Three Little Falls Center, 2801 Centerville Road, Wilmington, DelawareUSA 19808 商購。使用循環(huán)針織機，以簡單平針織物構(gòu)造制造三種不同的混紡織物?；旒徔椢镉苫旒彵壤缟纤龅哪猃?棉制成。以下列舉針織織物的詳情-線圈長度0.105英寸-縱行數(shù)/ 英寸(wpi) :32-橫列數(shù)/ 英寸(cpi) :53-織物重量(oz/yd2)3. 65將織物漂白、洗刷、然后使用兩步染色程序染成“沙”色的同色。使用通過Huntsman Chemical獲得的纖維-反應(yīng)性Procion 染料首先染色棉部分。使用Lanaset 酸染料接著染色尼龍部分。在用水漂洗后，將染色物用親水性織物軟化劑處理。該染色程序還可以以一步染色方法完成。然后將染色的針織織物在拉幅機框架上于340° F的溫度修整aiiin。 可以對尼龍/棉混紡織物進行另外的熱壓預(yù)縮步驟。所有三種混紡織物的成品織物重量標(biāo)稱在 3. 80oz/yd2 至 5. 2oz/yd2 范圍內(nèi)。經(jīng)由幾種不同的熱性能測試評價的各種織物的纖維含量以及熔化和滴下特性的描述呈現(xiàn)和總結(jié)于表1中。50%棉/50%尼龍(比較例A)，60%棉/40%尼龍(實施例1)和70%棉/30%尼龍(實施例幻在以下三種熱性能測試中都沒有顯示熔化或滴下的跡象垂直易燃性，熱防護性能和熱收縮率。評價的棉/尼龍混紡物中，只有60%棉/40%尼龍(實施例1)和70% 棉/30%尼龍(實施例2~)在最具辨別力的測試中給出可接受的性能，所述最具辨別力的測試是熱穩(wěn)定性測試，其特別地設(shè)計以確定材料粘著于穿著者皮膚的可能性。這些混紡物都沒有顯示任何熔化或滴下的視覺跡象，也都沒有粘著到玻璃或其本身，如圖1中暴露于熱穩(wěn)定性測試后所示。相反，50%尼龍含量的混紡物(比較例A)被發(fā)現(xiàn)是不可接受的。100% 尼龍樣品(比較例E)顯示出明顯的熔化的視覺跡象。盡管50% (比較例A)似乎沒有顯示明顯的熔化跡象并且其不牢固地粘著于玻璃或本身，但是織物層不容易地分開，并且如顯微鏡檢查所確定的，有熔化的跡象。作為比較，還評價了 100%聚酯織物(比較例D)和50%棉/50%聚酯織物(比較例B)(都總結(jié)于表1中)。兩者都顯示出不可接受的行為，其中100%聚酯樣品熔化，并且兩者都粘著到玻璃和它們本身。對于任何一個含聚酯的實施例，還無法分離織物層。因此， 清楚的是，用等量的聚酯取代尼龍，不能實現(xiàn)與由棉/尼龍混紡物提供的相同程度的對穿著者皮膚免受熔化和滴下的保護。表2顯示了一組比較例的結(jié)果，其中制備了與表1中表征的那些類似的構(gòu)造的針織織物，只是以并排方式針織標(biāo)準(zhǔn)尼龍長絲紗線和棉紗線而非使用混紡紗。所采用的針織構(gòu)造的詳情包含在表2中。比較例E-I的結(jié)果證明，30%和40%尼龍的均勻混紡的NYCO紗線(分別為表1的實施例1和2)所實現(xiàn)的等價的不熔化/不滴下行為，在非-混紡紗的情況下，只有在尼龍含量小于15% (比較例I)時才能接近。表1和2的結(jié)果一起清楚地顯示了使用由構(gòu)成纖維的均勻混紡物制備的紗線的極其重要性。表3顯示了表1中所述的相同棉/尼龍織物(實施例1和2和比較例A)、重量更輕的棉/尼龍織物(實施例3)和商購的100%聚酯、棉和阻燃T恤衫織物(比較例D和 J-L)的熱防護性能，所述熱防護性能按照NFPA 2112(第8.2章)測試，在織物試樣和銅熱量計之間使用1/4英寸隔離物的熱防護性能測試中測量。NYCO混紡物的絕熱性是優(yōu)異的， 其中TPP額定值與100%棉針織物(比較例J)和NOMEX 針織物(比較例K)相當(dāng)，并且明顯優(yōu)于由100%聚酯針織物(比較例D)和FR改性聚丙烯腈纖維混紡針織物(比較例 L)獲得的差TPP額定值?？椢镄室蜃?FFF)值將TTP額定值除以織物重量，作為材料熱防護性效率的比較。FFF值與100%棉(比較例E)和NOMEX 針織物(比較例F)相似， 其中 FFF 值超過 2. 0 (cal/cm2) (oz/yd2)。FFF 值還明顯優(yōu)于 FFF 值小于 1. 0 (cal/cm2) / (oz/ yd2)的100%聚酯針織物(比較例D)和FR改性聚丙烯腈纖維混紡針織物(比較例L)。除了不存在熔化和滴下外，本發(fā)明的針織物還具有與表現(xiàn)出優(yōu)異絕熱性的已知商品針織物可比的效率，并且優(yōu)于一些可商購的FR針織物。按照NFPA 2112(第8.2章)的熱防護性能測試可以在有或沒有1/4英寸隔離物的情況下以兩種配置進行。在上述配置中，將1/4英寸隔離物放置在織物樣品和熱傳感器之間，以模擬衣服的正常合身(fit)，以及使織物達到如在實際火焰暴露中出現(xiàn)的那樣高的溫度。當(dāng)采用1/4英寸隔離物配置進行熱防護性能測試時，材料試樣被空氣圍繞并且吸收測試暴露的全部熱能。采用1/4英寸隔離物的配置代表了評價不同材料的絕熱性和織物在熱負荷下的完整性的最具挑戰(zhàn)性的測試條件。當(dāng)在沒有1/4英寸隔離物配置的情況下進行熱防護性能測試時，材料試樣與銅熱量計接觸，銅熱量計可能起到散熱器作用并且從材料試樣吸熱并延遲材料對熱能暴露的響應(yīng)。沒有1/4英寸隔離物的配置可用于評價織物完整性和可能與皮膚直接接觸的最里層的行為。表4顯示了表1中描述的相同棉/尼龍織物(實施例1)，重量更輕的50%棉/50% 尼龍織物(實施例3和比較例0)以及商購的85%聚酯/15%棉，100%聚酯，棉和阻燃T恤衫織物(比較例C，D和J-N)的熱防護性能，所述熱防護性能是在熱防護性能測試中測量的，其按照NFPA 2112(第8.2章)在織物試樣和銅熱量計之間沒有1/4英寸隔離物的情況下測試。NYCO混紡物的絕熱性是可接受的，其中TPP額定值在100%棉針織物(比較例 J)和NOMEX 針織物(比較例K)范圍內(nèi)，并且高于由100%聚酯針織物(比較例D)和 FR改性聚丙烯腈纖維混紡針織物(比較例L-N)獲得的TPP額定值。織物效率因子(FFF) 值將TTP額定值除以織物重量，作為材料熱防護效率的比較。在以沒有1/4英寸隔離物的配置測試時的FFF值趨向于與織物重量直接相關(guān)，因此FFF額定值超過1. 0是可接受的。 NYCO針織物的FFF值大于1. 0 (cal/cm2) / (oz/yd2)，因此是可接受的。100%棉(比較例J) 和NOMEX 針織物(比較例K)的FFF值也大于1. 0 (cal/cm2)/(oz/yd2)。相反，100% 聚酯針織物(比較例D)和FR改性聚丙烯腈纖維混紡針織物(比較例L-N)的FFF值小于 1.0 (cal/cm2)/(oz/yd2)。NYCO針織物，100%棉(比較例J)和NOMEX 針織物(比較例 K)都保持了它們的織物完整性并且在熱暴露中不破裂開口。相反，100%聚酯針織物(比較例D)熔化并且破裂開口，而FR改性聚丙烯腈纖維混紡針織物(比較例L-N)在熱暴露時分解和破裂開口。NYCO針織物，100%棉(比較例J)和NOMEX⑩針織物(比較例K)的更高的FFF值是在熱負荷時保持織物完整性的反映。100%聚酯針織物(比較例D)和FR改性聚丙烯腈纖維混紡針織物(比較例L-N)的較低的FFF值是在熱負荷時缺乏織物完整性的反映。除了不存在熔化和滴下外，本發(fā)明的針織物還具有與表現(xiàn)出優(yōu)異絕熱性和保持織物完整性的已知商品針織物可比的效率，并且在性能上高于100%聚酯和一些可商購的FR 針織物。表5顯示了表1中所述的相同棉/尼龍織物(實施例1和2和比較例A)，重量更輕的棉/尼龍織物(實施例3)和商購的50%聚酯/50%棉，100%聚酯，棉和阻燃T恤衫織物(比較例B-D和J-N)的熱收縮性能，所述熱收縮性能是在熱收縮率測試中按照NFPA 1975(第8.2章)測試的。NYCO混紡物的熱收縮率是優(yōu)異的，其收縮率約為6%以下，遠低于10%的最高要求。100%棉針織物(比較例J)和NOMEX 針織物(比較例K)也在高溫暴露下表現(xiàn)出低收縮率。而FR改性聚丙烯腈纖維混紡針織物(比較例L-N)表現(xiàn)出極高的收縮率。除了不存在熔化和滴下外，本發(fā)明的針織物還具有優(yōu)異的的熱收縮性能并且與表現(xiàn)出優(yōu)異熱性能的已知商品針織物相當(dāng)，并且優(yōu)于一些可商購的FR針織物。實現(xiàn)可接受的熔化/滴下和熱防護性行為不對織物混紡物強加任何最小尼龍含量。然而，為了滿足軍用規(guī)格或消費者偏愛而可能需要的其它性能特征如織物強度、耐磨性和水分管理可以通過向織物混紡物中添加尼龍而實現(xiàn)，如表6和7中所示。表6顯示了向織物混紡物添加高抗拉強度尼龍對頂破強力的影響。其顯示，頂破強力隨著混紡物中高抗拉強度尼龍的量的增加而提高(實施例2，實施例1，比較例A)。將頂破強力數(shù)據(jù)歸一化以解釋織物重量差別。合成纖維/棉或固有FR纖維混紡物的歸一化頂破強力結(jié)果與高抗拉強度尼龍混紡物的比較顯示，強度增加了 15. 8至100%。與商購棉混紡物和FR針織物相比，本發(fā)明的針織物獲得了高的強度/重量比，從而能夠制成頂破強力遠超601bs可接受水平的重量更輕的織物。耐磨性數(shù)據(jù)可用于預(yù)測織物的磨損性能。隨著一定量的高抗拉強度尼龍?zhí)砑拥娇椢锘旒徫?，耐磨性提?實施例2，實施例1，比較例A)。針織織物中通常使用的其它合成混紡物(如聚酯或固有FR纖維如改性聚丙烯腈纖維)的耐磨性明顯低于相似重量的含高抗拉強度尼龍的織物(實施例3對比較例B，實施例1對比較例L，M，N, P)。相對于更重的 100%棉，50%聚酯/50%棉和改性聚丙烯腈纖維混紡織物，具有更高歸一化的頂破強力和耐磨性的更輕重量的織物可以通過使用高抗拉強度尼龍而構(gòu)成(實施例3對比較例B，P， L，M)。即使采用輕的織物重量，本發(fā)明的針織物也實現(xiàn)了遠超100，000次循環(huán)的耐磨性。水分管理性能涉及所得織物的舒適性，并且通過測量垂直和平面芯吸，吸收能力和干燥效率而表征。具有在表7中所列結(jié)果的所有織物按AATCC 135表l(l，V，A，iii)洗衣5次，在不使用清潔劑的情況下進行一次額外的洗衣循環(huán)。額外的循環(huán)用以除去可能影響芯吸和吸收能力結(jié)果的織物上的任何殘余清潔劑。如表7所示，對于所有棉/尼龍織物，測量水滴吸收到織物中的吸收時間非常快(1 秒)。沒有任何尼龍含量的所有比較例具有慢得多的吸收時間。在平面芯吸中也看見相同的趨勢。平面芯吸是織物吸收測量水滴并且使水?dāng)U散通過織物表面的面積。同樣，表7顯示的所有沒有任何尼龍含量的比較例具有較低的芯吸面積。本發(fā)明的針織物表現(xiàn)出遠低于15秒的吸收時間和遠超2. 5英寸的平面芯吸面積。表7顯示了表1中所述的相同棉/尼龍針織織物(實施例1和2和比較例A)、重量更輕的棉/尼龍織物(實施例3)和商購的50%聚酯/50%棉，棉和阻燃T恤衫織物(比較例B，P，L和M)在水垂直向上擴散時的垂直芯吸速率。芯吸速率越快，水?dāng)U散通過織物并且可從織物表面蒸發(fā)越快。棉/尼龍織物(實施例1-3和比較例A)的垂直芯吸高度在10 分鐘時都達到了 6英寸的整個樣品高度。所有沒有任何尼龍含量的比較例(比較例B，P，L 和Μ)顯示出明顯低的芯吸速率并且甚至在60分鐘后也沒有達到完全芯吸重量。本發(fā)明的針織物達到整個6英寸織物樣品高度的垂直芯吸時間遠低于30分鐘。干燥效率或織物在吸收汗或水分后多快干燥是織物舒適度的一個非常重要的測試。如在表7中看出的，對于類似的織物重量/構(gòu)造，干燥效率隨尼龍含量增加而提高(實施例2，實施例1，比較例Α)。重量越低，含尼龍的織物(實施例3)在更開放針織構(gòu)造的情況下顯示出更高尼龍含量加織物重量的影響。所有不含尼龍的比較例具有較低的干燥效率 /干燥速率。本發(fā)明的針織物表現(xiàn)出在30分鐘后遠超70%的干燥效率。
權(quán)利要求
1.一種熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物包含由纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成的紗線，其中這種織物在按照NFPA1975 (第8. 2和8. 3章)、ASTM D-6413-1999或NFPA 2112(第8. 2章)中的至少一個進行測試時，不表現(xiàn)出熔化或滴下的跡象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中這種織物在按照NFPA1975(第8. 3章) 進行測試時，不表現(xiàn)出熔化、滴下或粘著的跡象。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述混紡的纖維素和尼龍切段纖維紗的特征在于，所述紗線中纖維素與尼龍的重量比在約55 45至約85 15的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述均勻混紡物的特征在于可通過混紡方法獲得的混紡均勻性，所述混紡方法選自a)在梳理之前進行所述切段纖維的整體機械混紡；b)在梳理之前和梳理過程中進行所述切段纖維的整體機械混紡；和c)在梳理之后并且在紡紗之前進行所述切段纖維的至少兩次并條機混紡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述紗線中纖維素與尼龍的比例在約 60 40至約70 30的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述織物具有約3至約8oz/yd2的重量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述織物的厚度在約0.015至0. 030英寸的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中用于形成所述針織織物的所述紗線是英制棉紗支數(shù)為約5至約60的單股紗線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中a)所述針織織物是由分開的多根紗線或由合股線針織的；b)所述多根紗線或合股線包含至少一根第一紗線和至少一根第二紗線，第一紗線由纖維素與尼龍的切段纖維比例為約55 45至約85 15的纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成，并且第二紗線包含尼龍長絲，條件是這種尼龍長絲紗線超過所述織物的纖維素和尼龍總含量的15重量％ ；并且c)調(diào)節(jié)第一均勻混紡紗中的纖維素與尼龍切段纖維的比例，使得基于所述織物的纖維素和尼龍總含量，所述織物的尼龍長絲加切段纖維的含量不超過45重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中a)所述織物是由分開的多根紗線或由合股線針織的；b)所述多根紗線或合股線包含至少一根第一紗線，所述第一紗線由纖維素與尼龍的切段纖維比例為約40 60至約85 15的纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成；至少一根第二紗線，所述第二紗線由纖維素與尼龍的切段纖維比例為至少約60 40 的纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成；和至少一根第三尼龍長絲紗線，條件是這種尼龍長絲紗線超過所述織物的纖維素和尼龍總含量的15重量％ ；并且c)調(diào)節(jié)所述針織織物中纖維素與尼龍切段纖維的比例，使得基于所述織物的纖維素和尼龍含量，所述織物的尼龍長絲加切段纖維的含量不超過45重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述均勻混紡物中的所述纖維素切段纖維的一部分被羊毛或蠶絲代替，和/或所述均勻混紡物中的所述纖維素切段纖維和/或尼龍切段纖維的一部分被耐火切段纖維代替。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述均勻混紡物中的所述纖維素切段纖維的一部分被芳族聚酰胺耐火切段纖維代替，和/或所述均勻混紡物中的所述纖維素切段纖維和/或尼龍切段纖維的一部分被芳族聚酰胺耐火切段纖維代替。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述尼龍切段纖維包括尼龍6和/或尼龍6，6并且具有至少3. 0克/旦的抗拉強度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述織物包括選自平針織、集圈和/或浮線針織、羅紋針織、提花針織、雙羅紋針織、特里科經(jīng)編和拉舍爾經(jīng)編的針織構(gòu)造。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述織物包含由纖維或長絲制成的具有彈性、耐火、抗菌和/或抗靜電特性的紗線。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中所述織物已經(jīng)被涂覆一種或多種局部處理材料，所述局部處理材料賦予所述織物抗菌、抗靜電、殺蟲、抗皺、耐火、去污、防污、防油、防水、吸收水分、水分芯吸、干燥效率、和/或疏水特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性織物，所述熱防護性織物在按照ThermalNFPA2112(第 8. 2章)在沒有隔離物的情況下進行測試時，表現(xiàn)出至少1.0(cal/cm2)/(OZ/yd2)的織物效率因子(FFF)值。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性織物，所述熱防護性織物在按照NFPA2112(第8.2章) 在有1/4英寸隔離物的情況下進行測試時，表現(xiàn)出至少2.0(cal/cm2)/(OZ/yd2)的織物效率因子(FFF)值。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的熱防護性針織織物，其中這種織物在按照NFPA1975(第8.3章) 測試時不表現(xiàn)出熔化、滴下、或粘著的跡象。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，其中在按照NFPA1975(第8. 2章)測試時， 這種織物在縱行和橫列方向上的熱收縮率都小于約8%。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物在按照ASTMD-3787 測試時，表現(xiàn)出至少約60磅的鋼球式頂破強力。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物在按照ASTMD-4966 測試時，表現(xiàn)出至少約100，000次循環(huán)的馬丁代爾耐磨性。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物的干燥效率為至少約 70%。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物的吸收時間少于15秒。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物的平面芯吸面積大于2. 5平方英寸。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物在少于30分鐘內(nèi)的垂直芯吸高度為6英寸。
27.一種服裝制品，其包含根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物。
28.一種底層衣服形式的服裝制品，其包含根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物。
29.—種T恤衫形式的底層衣服，其包含根據(jù)權(quán)利要求1的熱防護性針織織物。
30.一種熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物包含由羊毛切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成的紗線，其中這種織物在按照NFPA 1975 (第8. 2和8. 3章)、ASTM D-6413-1999或NFPA 2112(第8. 2章)中的至少一個測試時，不表現(xiàn)出熔化或滴下的跡象。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的熱防護性針織織物，其中這種織物在按照NFPA1975(第8.3章) 測試時，不表現(xiàn)出熔化、滴下、或粘著的跡象。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的熱防護性針織織物，其中所述混紡的羊毛和尼龍切段纖維紗的特征在于，所述紗線中羊毛與尼龍的重量比在約55 45至約85 15的范圍內(nèi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的熱防護性針織織物，其中所述均勻混紡物的特征在于可通過混紡方法獲得的混紡均勻性，所述混紡方法選自a)在梳理之前進行所述切段纖維的整體機械混紡；b)在梳理之前和梳理過程中進行所述切段纖維的整體機械混紡；或c)在梳理之后并且在紡紗之前進行所述切段纖維的至少兩次并條機混紡。
34.一種熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物包含纖維素和尼龍切段纖維紗，其特征在于，所述紗線中纖維素與尼龍的重量比在約55 45至約85 15的范圍內(nèi)，其中所述針織織物的至少一部分在高于所述尼龍的熔點的溫度形成不流動結(jié)構(gòu)。
35.權(quán)利要求34所述的熱防護性針織織物，其中此處所述的針織織物中纖維素與尼龍的重量比在約60 40至約70 30的范圍內(nèi)。
36.權(quán)利要求34所述的熱防護性針織織物，其中所述纖維素是棉。
37.一種熱防護性系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括a)針織織物的第一層，所述針織織物含有包含纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物的紗線，其中這種織物的特征在于，在按照NFPA 1975 (第8. 2和8. 3章)、ASTM D-6413-1999或NFPA2112(第8. 2章)中的至少一個測試時，不熔化或不滴下；和b)機織織物的第二層，所述機織織物包含含有纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的混紡紗，其中所述混紡紗的特征在于，所述紗線中纖維素與尼龍的重量比在約55 45至約 85 15的范圍內(nèi)。
38.一種熱防護性系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括a)針織織物的第一層，所述針織織物含有包含纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物的紗線，其中這種織物的特征在于，在按照NFPA 1975(第8. 2和8. 3章)， ASTMD-6413-1999或NFPA 2112(第8.2章)中的至少一個測試時，不熔化或不滴下；b)包含機織織物的第二層，所述機織織物含有選自以下紗線中的紗線(i)含有纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的混紡紗，其中所述混紡紗的特征在于，所述紗線中纖維素與尼龍的重量比在約55 45至約85 15的范圍內(nèi)；和(ii)含有芳族聚酰胺切段纖維的耐火紗線。
39.一種制造熱防護性針織織物的方法，所述方法包括以下步驟a)提供由纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成的紗線；b)針織所述紗線以形成織物，其中這種織物在按照NFPA1975 (第8. 2和8. 3章),ASTM D-6413-1999或NFPA 2112(第8. 2章)中的至少一個測試時，不表現(xiàn)出熔化或滴下的跡象。
40.權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括剪切所述熱防護性針織織物以形成衣服的組成部分。
41.一種制造熱防護性衣服的方法，所述方法包括以下步驟a)提供熱防護性針織織物，所述熱防護性針織織物包含由纖維素切段纖維和尼龍切段纖維的均勻混紡物制成的紗線，其中這種織物在按照NFPA 1975(第8. 2和8. 3章)、 ASTMD-6413-1999或NFPA 2112(第8. 2章)中的至少一個測試時，不表現(xiàn)出熔化或滴下的跡象；和b)組裝所述熱防護性針織織物以提供衣服。
42.權(quán)利要求41所述的方法，其中所述組裝步驟包括縫紉。
全文摘要
本發(fā)明公開了針織織物和由其制成的軍用服裝如T恤衫。該織物由混紡紗構(gòu)成，所述混紡紗由尼龍和棉切段纖維的均勻組合制成。這樣的織物包括在約55∶45至約85∶15范圍內(nèi)的棉與尼龍的重量比，并且這些織物還具有在約3至約8oz/yd2范圍內(nèi)的重量。這種類型的針織織物擁有良好熱防護性能(只要達到規(guī)定的高水平的切段纖維混紡均勻性)與非常有用的耐磨性、頂破強力和干燥時間特性的適宜組合。
文檔編號A41D31/00GK102215977SQ200880107485
公開日2011年10月12日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者亞沙瓦特·威納約克·維諾德, 弗雷德·C·懷尼加, 沙倫·W·比爾克, 道格拉斯·A·布盧姆 申請人:因溫斯特技術(shù)公司