專利名稱：用于耐切割性織物的合股線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐切割性合股線(ply-twisted yarn)和由該線制成的用于保護(hù)性服裝、特別是用于消防隊(duì)員的消防外衣(turnout gear)服裝的織物，但是這種織物和服裝也用于操作者可能暴露于摩蝕和需要火和火焰的機(jī)械苛刻環(huán)境的工業(yè)應(yīng)用。這些服裝，包括衣服、外衣、夾克和/或褲可以提供抵抗火、火焰和熱的保護(hù)作用。
在美國，大多數(shù)常用于消防隊(duì)員的外衣包括三層，各自具有不同的功能。外殼織物通常由耐火焰性芳族聚酰胺纖維例如聚間、苯二甲酰間苯二胺(MPD-I)或聚對苯二甲酰對苯二胺poly(p-phenyleneterephthal-amide)(PPD-T)或這些纖維的共混物與耐火焰性纖維例如聚苯并咪唑(PBI)制成。與外殼織物鄰近的是水分阻隔物，常用的水分阻隔物包括CrosstechPTFE膜在織造MPD-I/PPD-T基材上的層壓材料，或者氯丁橡膠在纖維織造聚酯/棉基材上的層壓材料。與水分阻隔物鄰近的是隔熱襯里，它通常包含耐熱性纖維的毛層。
外殼用作初始的防火焰，而隔熱襯里和水分阻隔物保護(hù)不受熱應(yīng)力的影響。
因?yàn)橥鈿ぬ峁┲饕姆雷o(hù)作用，所以希望外殼應(yīng)該是耐久性的，能經(jīng)受摩蝕和抵抗在苛刻環(huán)境中的磨損或切割。本發(fā)明提供優(yōu)選具有耐火焰性且具有良好的磨損、切割和摩擦特性的織物。
在現(xiàn)有技術(shù)中描述了許多織物，它們使用裸鋼絲和簾子線，主要作為防護(hù)的織物。例如，WO 9727769(Bourgois等)公開了保護(hù)性織物，包含多個(gè)合股在一起的鋼簾子線。WO 200186046(Vanassche等)公開了包含鋼元件的織物，鋼元件用于提供耐切割性或向保護(hù)性織物提供增強(qiáng)作用。鋼元件是單個(gè)鋼絲、沒有合股的鋼絲束或者合股的鋼絲纖維的簾子線。GB 2324100(Soar)公開了由合股的多股電纜線制成的保護(hù)性材料，其可以針織到一層或多層Kevlar上形成統(tǒng)一的材料。大量無包覆(bare)金屬絲的使用提出了加工問題和服裝美觀(舒適和感覺)問題，是不希望的。
US4,470,251(Bettcher)公開了通過將許多合成纖維線例如尼龍和芳族聚酰胺纏繞在不銹鋼絲股芯的周圍制成的耐切割性線，和由該纏繞線制成的安全服裝。
US5,119,512(Dunbar等)公開了由耐切割性線制成的保護(hù)性織物，該耐切割性線包含兩種不相似的非金屬纖維，其中至少一種是柔性的和本質(zhì)上是耐切割的，另一種具有根據(jù)硬度標(biāo)準(zhǔn)的3個(gè)Mohs之上的硬度水平。
雖然無機(jī)長絲例如鋼可以為織物提供有用的耐切割性，但是將這些無機(jī)長絲引入織物中不是一個(gè)簡單的問題，特別是當(dāng)這些無機(jī)長絲與其它連續(xù)有機(jī)長絲線組合時(shí)。大多數(shù)含有連續(xù)的有機(jī)長絲的復(fù)絲具有初始的合股以保持的結(jié)合。如果無機(jī)長絲簡單地合股到以前的合股線中，最終的線會(huì)太活躍，即它具有過多的合股并傾向于自身合股和纏繞，在編織期間發(fā)生阻礙，阻止了高質(zhì)量織物的生產(chǎn)。此外，如果無機(jī)長絲與復(fù)絲在沒有合股或者在合股很少的情況下組合，所得的線將沒有足以進(jìn)行紡織的結(jié)合力。所以，需要一種提供含有連續(xù)長絲的復(fù)絲和連續(xù)無機(jī)長絲且具有低活躍性和容易紡織成織物的合股線。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)具有良好紡織特性的耐切割性合股線的方法，包括以下步驟(1)提供包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲，它具有在第一方向上的0.5-10轉(zhuǎn)/英寸的合股；(2)提供包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；和(3)將第一種線和第二種線在與第一種線合股方向相反的第二方向上以約2-15轉(zhuǎn)/英寸合股，形成合股線。這種線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的總有效合股。第一種復(fù)絲具有至少4克/旦的拉伸強(qiáng)度，優(yōu)選至少20克/旦。還優(yōu)選的是第一種線包括芳族聚酰胺長絲，第二種線中的連續(xù)無機(jī)長絲包括鋼長絲。
本發(fā)明還涉及耐切割性合股線，它含有a)包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲，它具有在第一方向上的0.5-10轉(zhuǎn)/英寸的合股；b)包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；第一種線和第二種線在與第一種線合股方向相反的第二方向上具有各自約2-15轉(zhuǎn)/英寸的合股，前提是耐切割性合股線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的總有效合股。第一種復(fù)絲是具有至少4克/旦的拉伸強(qiáng)度，優(yōu)選至少20克/旦的線。還優(yōu)選的是第一種線包括芳族聚酰胺長絲，第二種線包括鋼長絲。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于保護(hù)性服裝的由線組分制成的紡織織物，所述線組分包含主體織物線組分和耐切割性線組分，所述耐切割性線組分包含含有以下組分的合股線(1)包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲；和(2)包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；該合股線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的總有效合股。所述主體織物線組分和耐切割性線組分是由至少一種線組成，每種線組分與鄰近的線組分通過將正交線組分的交織來區(qū)分。優(yōu)選的是耐切割性線組分的第一種線包含聚對苯二甲酰對苯二胺長絲。耐切割性線組分的第一種線可以包括耐火性長絲，和除了耐火性長絲之外，占耐切割性線組分的至多20重量％的尼龍纖維可以包含在耐切割性線組分中。優(yōu)選的是主體織物組分包含耐火性纖維的線。除了耐火性纖維之外，主體織物線組分可以包含占主體織物線組分的至多20重量％的尼龍纖維。
本發(fā)明還涉及一種由線組分制成的用于保護(hù)性服裝的織造織物，所述線組分包含主體織物線組分和耐切割性線組分，所述耐切割性線組分包含含有以下組分的合股線包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲；和包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；所述合股線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的總有效合股。主體織物線組分和耐切割性線組分由織物中的每個(gè)經(jīng)線和緯線構(gòu)成，每隔5-9個(gè)正交的經(jīng)線和緯線組分是耐切割性線組分。在該織造織物的另一個(gè)實(shí)施方案中，耐切割性線組分僅僅存在于經(jīng)線組分或者緯線組分中，而不是存在于經(jīng)線和緯線組分中。
本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)用于保護(hù)性服裝的織造織物的方法，包括從主體織物線組分編織織物，并向編織物中每隔5-9個(gè)經(jīng)線和緯線組分插入耐切割性線組分，所述耐切割性線組分包含含有以下組分的合股線包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲；和包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；所述合股線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的總有效合股。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案涉及一種從經(jīng)線和緯線組分生產(chǎn)用于保護(hù)性服裝的織造織物的方法，包括從主體織物線組分編織織物，并向編織物中每隔5-9個(gè)經(jīng)線和/或緯線組分插入耐切割性線組分以形成耐切割性線組分的陣列，各組分包含含有以下組分的合股線包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲；和包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；所述合股線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的在第二方向上的總有效合股。
附圖簡述

圖1顯示由連續(xù)有機(jī)長絲的合股復(fù)絲和單個(gè)無機(jī)長絲的線生產(chǎn)的合股線。
圖2顯示通過在本發(fā)明織物中交織正交經(jīng)線組分分開的在緯線方向中的可能的線組分的一些。
圖3顯示本發(fā)明織物的一個(gè)實(shí)施方案。
圖4顯示本發(fā)明織物的另一個(gè)實(shí)施方案。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明涉及耐切割性合股線，生產(chǎn)合股線的方法，含有合股線作為耐切割性組分的織物，以及生產(chǎn)含有合股線作為耐切割性組分的織物的方法。
合股線或堆疊線是通過將兩種不同的線扭卷在一起形成的線，通常在加捻機(jī)上進(jìn)行。合股線是本領(lǐng)域公知的，是通過簡單的方式彼此扭卷在一起，在觀察時(shí)顯然合股線是由不同的線組成。合股線通常更具柔性，所以與通過將一種線彼此完全纏繞或與另一種線用在另一種線周圍的一種線包裹形成的一種線相比，合股線更有利地用于服裝。這些纏繞的線具有皮/芯結(jié)構(gòu)，不是合股線。
耐切割性可以通過向由連續(xù)有機(jī)長絲形成的復(fù)絲中加入僅僅一些無機(jī)長絲來改進(jìn)。實(shí)際上，加入僅僅1個(gè)金屬長絲就顯著提高了由這些線制成的織物的耐切割性。但是希望向有機(jī)復(fù)絲束中盡可能多地加入這種線以提供線的結(jié)合力和使得無機(jī)增強(qiáng)的線能在編織設(shè)備中加工，盡管其中不存在無機(jī)或金屬長絲。
通常，結(jié)合力是通過扭卷向連續(xù)長絲線提供的。但是，具有僅僅一些長絲的無機(jī)長絲線與較大的具有許多長絲的復(fù)絲的組合存在許多獨(dú)特的問題。較大的復(fù)絲已經(jīng)具有一定水平的扭卷以提供其結(jié)合力。當(dāng)小的無機(jī)長絲線與較大的復(fù)絲組合時(shí)，額外的扭卷被加入復(fù)絲中。這導(dǎo)致在最終線中不可接受水平的扭卷，據(jù)說這種線太活躍以致不能有效地紡織成織物。也就是說，這些線具有過多的扭卷，以致如果要將線的任一端用最小的張力保持在一起，該線將傾向于自身卷繞而形成結(jié)。這些相同的結(jié)將形成和阻礙加工設(shè)備。
本發(fā)明的合股線含有連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲，具有在第一方向上0.5-10轉(zhuǎn)/英寸的扭卷。合股線還包含含有1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線。第一和第二種線是以2-15轉(zhuǎn)/英寸在第二方向合股在一起，所述第二方向與第一種線的卷繞方向相反，得到有效合股水平為+/-5轉(zhuǎn)/英寸的合股線。“有效合股水平”表示每英寸的轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)學(xué)總和，其中復(fù)絲卷繞方向是負(fù)的，合股方向是正的。例如，如果復(fù)絲在一個(gè)方向上的合股水平是5轉(zhuǎn)/英寸，合股線在相反方向上的合股水平是7轉(zhuǎn)/英寸，則有效合股水平為-5+7＝2轉(zhuǎn)/英寸。如果復(fù)絲的合股水平是4轉(zhuǎn)/英寸，合股線在相反方向上的合股水平是2轉(zhuǎn)/英寸，則有效合股水平為-4+2＝-2轉(zhuǎn)/英寸。
希望有效合股水平-2至2之間，優(yōu)選有效合股水平是正的。認(rèn)為正的有效合股水平能提供更大的結(jié)合力和較小無機(jī)線與較大復(fù)絲之間的混合，這是由于復(fù)絲連續(xù)長絲線在合股期間的部分解纏。
復(fù)絲連續(xù)長絲線應(yīng)該具有至少4克/旦的拉伸強(qiáng)度，優(yōu)選該線含有防火性長絲。合適的防火性長絲包括從芳族聚酰胺生產(chǎn)的那些，例如聚對苯二甲酰對苯二胺(PPD-T)、聚間苯二甲酰間苯二胺(MPD-I)和其它高強(qiáng)度聚合物例如聚亞苯基苯并異噁唑(poly-phenylenebenzobis oxazole)(PBO)和/或這些纖維的共混物或混合物。具有至少20克/旦的拉伸強(qiáng)度的連續(xù)復(fù)絲是優(yōu)選的，優(yōu)選的高強(qiáng)度耐切割性長絲是由PPD-T制成。復(fù)絲還可以包含一些其它材料，其含量使得由于所述其它材料引起的耐切割性降低是可接受的。例如，與耐切割性長絲組合或除了耐切割性長絲之外，復(fù)絲可以還含有至多20重量％的尼龍長絲以改進(jìn)耐磨性。
復(fù)絲連續(xù)長絲線優(yōu)選具有200-1000旦的旦數(shù)，和在與無機(jī)長絲合股之后，耐切割性合股線具有優(yōu)選320-400旦的旦數(shù)。連續(xù)有機(jī)復(fù)絲與含有1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的線合股。用于本發(fā)明的無機(jī)長絲包括玻璃長絲或由金屬或金屬合金制成的長絲。優(yōu)選的連續(xù)無機(jī)長絲線是由不銹鋼制得的單個(gè)金屬長絲。金屬長絲是指由延性金屬制成的長絲或金屬線，例如不銹鋼、銅、鋁、黃銅等。金屬長絲通常是連續(xù)的絲，直徑是10-150微米，優(yōu)選直徑是25-75微米。優(yōu)選的無機(jī)長絲是直徑為35微米(1.5密耳)的不銹鋼長絲。優(yōu)選的合股線是如下構(gòu)成的將在“S”方向上具有2轉(zhuǎn)/英寸的600旦PPD-T連續(xù)長絲線與含有一個(gè)35微米(1.5密耳)直徑不銹鋼長絲的連續(xù)金屬長絲線組合，并在“Z”方向上以4轉(zhuǎn)/英寸將兩種線合股，得到具有有效合股水平為2的合股線。
圖1顯示了本發(fā)明的合股線1。該合股線是由第一種復(fù)絲連續(xù)長絲線2形成，具有在第一方向中卷繞的長絲3。復(fù)絲在相反方向上與含有1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線合股。在圖中顯示了一個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲4。
與現(xiàn)有技術(shù)的織物相比，用本發(fā)明合股線制成的織物具有改進(jìn)的耐切割性和改進(jìn)的耐撕裂性，并優(yōu)選具有改進(jìn)的耐磨性。該織物是使用公知的用于編織織物的機(jī)器進(jìn)行編織，可以用于各種類型的保護(hù)性服裝和衣服。這些織物通常具有4-12盎司/平方碼的重量，可以是任何正交編織的，但是平紋組織和2×1斜紋組織是優(yōu)選的組織。
本發(fā)明還包括兩種類型的線組分，即主體織物線組分和在其中引入耐切割性合股線的耐切割性線組分。主體線組分可以是線、合股線或線的組合或合股線的組合。耐切割性線組分可以除了合股線之外還含有其它線、合股線，線的組合或合股線的組合。一般而言，處于編織織物的一個(gè)方向的每種線組分與在該方向上的鄰近線組分通過交織正交線組分來區(qū)分。在平織中，例如經(jīng)線和緯線組分交織，其中經(jīng)線組分在緯線組分之上和之下通過，突出了每個(gè)緯線組分和使之與鄰近的緯線組分區(qū)分開。相似地，鄰近的經(jīng)線組分轉(zhuǎn)變了與緯線組分的交織的方向；也就是說，第一經(jīng)線組分將在緯線組分之上通過，第二鄰近的經(jīng)線組分將在同一緯線組分之下通過。這種交替的交織方向在織物內(nèi)重復(fù)，形成經(jīng)典的平織編織結(jié)構(gòu)。所以，緯線組分也將每個(gè)經(jīng)線組分從鄰近的經(jīng)線組分中區(qū)分開。在斜紋編織中，經(jīng)線和緯線組分是相同地形成，即使實(shí)際上不太是經(jīng)線和緯線組分的交織。在2×1斜紋編織中，這種編織的偏移錯(cuò)列交織結(jié)構(gòu)表示一個(gè)經(jīng)線組分在多于一個(gè)的緯線組分之上通過，并在織物內(nèi)周期性地直接位于鄰近另一個(gè)經(jīng)線組分。但是，經(jīng)線和緯線組分仍然通過彼此區(qū)分開，即使它們在織物中偏移或錯(cuò)列也是如此，這些線組分可以通過觀察清楚地確認(rèn)。
通常，織物的主要部分是主體織物線組分制成，這些組分通常含有包含防火性纖維的線。在這里使用的術(shù)語“防火性纖維”表示含有碳和氫和可以含有其它元素例如氧和氮的聚合物的纖維或長絲纖維，具有LOI為25和更高。合適的防火性纖維包括聚間苯二甲酰間苯二胺(MPD-I)、聚對苯二甲酰對苯二胺(PPD)-T)、聚苯并咪唑(PBI)、聚亞苯基苯并異噁唑(PBO)和/或這些纖維的共混物或混合物。為了改進(jìn)耐磨性，除了防火性纖維之外，主體織物線組分可以含有至多20重量％的尼龍纖維，優(yōu)選小于10重量％。主體織物線組分優(yōu)選是含有60重量％PPD-T纖維和40重量％PBI纖維的短纖維紗。主體織物線組分的優(yōu)選形式和尺寸是棉計(jì)數(shù)為16/2至21/2的上述組成物的合股線。
織物的耐切割性線組分用于向織物提供耐切割性和撕裂強(qiáng)度。耐切割性線組分含有至少一種耐切割性合股線，其包含在第一方向上具有卷繞的連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲和與之合股的含有1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線。第一和第二種線在與第一方向相反的第二方向上合股。優(yōu)選的耐切割性線組分含有防火性長絲。合適的防火性長絲包括從芳族聚酰胺生產(chǎn)的那些，例如聚對苯二甲酰對苯二胺(PPD-T)、聚間苯二甲酰間苯二胺(MPD-I)和其它高強(qiáng)度聚合物例如聚亞苯基苯并異噁唑(PBO)和/或這些纖維的共混物或混合物。優(yōu)選的防火性和耐切割性纖維是PPD-T纖維。該線還可以包含一些其它材料的一些纖維，其含量使得由于所述其它材料引起的耐切割性降低是可接受的。耐切割性線組分還可以具有被引入復(fù)絲連續(xù)長絲線或在合股線中單獨(dú)存在的多達(dá)10重量％和多達(dá)20重量％的尼龍纖維以改進(jìn)耐磨性。
耐切割性線組分的總旦數(shù)可以是320-1400旦，適用于耐切割性線組分的復(fù)絲連續(xù)有機(jī)長絲線的旦數(shù)是200-1000旦。連續(xù)有機(jī)復(fù)絲與含有1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的線合股。用于本發(fā)明的無機(jī)長絲包括玻璃長絲或由金屬或金屬合金制成的長絲。優(yōu)選的連續(xù)無機(jī)長絲線是由不銹鋼制得的單個(gè)金屬長絲。金屬長絲是指由延性金屬制成的長絲或金屬線，例如不銹鋼、銅、鋁、黃銅等。金屬長絲通常是連續(xù)的絲，直徑是10-150微米，優(yōu)選直徑是25-75微米。
圖2簡單地顯示了通過交織正交經(jīng)線組分分開的可能的一部分緯線組分(該線中的長絲直徑不是按照比例，這是為了顯示目的放大)。主體織物線組分5由例如兩種合股短纖維紗線的組合制成，與其它主體線組分和耐切割性線組分6通過交織經(jīng)線組分7來區(qū)分開。顯示的耐切割性線組分6具有優(yōu)選的各種類型線的組合，即復(fù)絲連續(xù)有機(jī)長絲8和含有1個(gè)不銹鋼長絲9的無機(jī)長絲線組成的合股線。主體織物線組分5可以由單種線和/或合股線的組合形成。相似類型的線組分可以并優(yōu)選存在于經(jīng)線方向上。
本發(fā)明的織造織物通常包含主要量的主體織物線組分和僅僅足以使該織物用于預(yù)期用途的量的耐切割性線組分。希望在經(jīng)線和緯線方向上都有耐切割性線組分。另外，希望將在經(jīng)線和緯線方向上耐切割性線組分均勻地分布在織物內(nèi)，以使由該耐切割性線組分賦予的耐久性在織物內(nèi)是均勻的。此外，認(rèn)為當(dāng)耐切割性線組分按照織物中的每隔5-9個(gè)正交經(jīng)線和緯線組分分布在織物中時(shí)能獲得最有用的織物，優(yōu)選的間隔是在每隔7個(gè)經(jīng)線和緯線組分中具有耐切割性線組分。圖3顯示本發(fā)明織物的一個(gè)實(shí)施方案，其中為了顯示目的，顯示經(jīng)線和緯線組分被很遠(yuǎn)地分開和簡化。在經(jīng)線和緯線中顯示耐切割性線組分10，在織物中作為每8個(gè)組分中存在。主體織物線組分11是顯示在耐切割性線組分之間的經(jīng)線和緯線中。
本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)耐切割性織造織物的方法，包括從主體織物線組分編織織物，向該織物中每隔5-9個(gè)正交經(jīng)線和緯線組分插入包含本發(fā)明耐切割性合股線的耐切割性線組分。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的織造織物是從主體織物線組分和耐切割性線組分生產(chǎn)，其中耐切割性線組分僅僅存在于織物的經(jīng)線或緯線中，形成在織物中那些耐切割性組分的平行陣列。圖4顯示了這種織物。耐切割性線組分10僅僅存在于經(jīng)線方向上，所有其它經(jīng)線是主體織物線組分11。在緯線方向上顯示的線組分都是主體織物線組分11。
本發(fā)明的織物可以用于和可以引入保護(hù)性服裝，特別是作為消防員的消防用外衣的服裝。這些服裝也用于其中操作者暴露于磨蝕性和需要火和火焰保護(hù)的機(jī)械苛刻環(huán)境的工業(yè)應(yīng)用中。這些服裝可以包括衣服、外衣、夾克、褲、袖子、圍裙和其它類型的需要防火、防火焰和防熱的服裝。
檢測方法熱保護(hù)性能實(shí)驗(yàn)(TPP)織物在熱和火焰中的預(yù)期保護(hù)性能是使用“熱保護(hù)性能實(shí)驗(yàn)”NFPA2112檢測。將火焰在特定的熱流量(通常是84kW/m2)下指向安裝在平面上的織物部分。該實(shí)驗(yàn)通過使用銅芯量熱儀檢測熱源通過樣品傳遞的熱量，在織物和熱源之間沒有間隔。實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)通過用Stoll &Chianta(“Transactions New York Academy Science”，1971，33，649-670頁)開發(fā)的簡易模型得到的需要達(dá)到預(yù)定二級皮膚燒傷的時(shí)間來確定。在該實(shí)驗(yàn)中屬于該樣品的值表示為TPP值，是達(dá)到終點(diǎn)所需要的總熱量，或是通過輸入熱流量乘以達(dá)到預(yù)定燒傷所需的直接熱源暴露時(shí)間。較高的TPP值表示更好的隔絕性能。三層實(shí)驗(yàn)樣品包括外殼織物(本發(fā)明)、水分阻隔物和熱襯里。水分阻隔物是附著在2.7oz/yd2(92克/平方米)Nomex/Kevlar纖維基材上的Crosstech，熱襯里由填充到3.2oz/yd2(108克/平方米)Nomex常產(chǎn)平紋棉麻織物中的三層射流噴網(wǎng)(spunlaced)的1.5oz/yd2(51克/平方米)片材組成。
耐磨性實(shí)驗(yàn)?zāi)湍バ允鞘褂肁STM方法D3884-80檢測，其中用H-18輪子，從Teledyne Taber(455 Bryant S t.，North Tonawanda，N.Y.14120)獲得的Taber耐磨性上使用500g載荷。
耐切割性實(shí)驗(yàn)?zāi)颓懈钚允鞘褂谩坝糜诒Ｗo(hù)性服裝的材料的耐切割性的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法”ASTM Standard F 1790-97檢測。在實(shí)驗(yàn)中，在預(yù)定力作用下，將切削刃在安裝在心軸上的樣品中拉過一次。在幾個(gè)不同的力下，記錄從初始接觸到切透拉過的距離，并繪制力與切透距離之間的關(guān)系圖。從該圖，確定在25毫米距離下切透所需要的力，并歸一化以校正刀片供應(yīng)的一致性。歸一化的力作為耐切割力。切削刃是不銹鋼刀片，具有70毫米長的鋒利的刃。刀片供應(yīng)是通過在實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)在氯丁橡膠校正材料上使用400g載荷來校正的。新切削刃用于每個(gè)切割實(shí)驗(yàn)。該樣品是長方形織物，從經(jīng)線和緯線方向上以45度偏角切割50×100毫米。心軸是圓形的導(dǎo)電棒，半徑是38毫米，樣品是用雙面膠固定在該心軸上。切削刃從心軸上的織物上按照與心軸長軸成指教的方向拉過。當(dāng)切削刃與心軸發(fā)生電接觸時(shí)記錄切透值。
撕型強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)撕裂強(qiáng)度是根據(jù)ASTM D 5587-96檢測。該實(shí)驗(yàn)方法包括通過梯形工序使用記錄恒速拉伸型(CRE)拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)來檢測織物的撕裂強(qiáng)度。在該實(shí)驗(yàn)方法中檢測的撕裂強(qiáng)度要求在實(shí)驗(yàn)之前開始撕裂。樣品在梯形最小邊的中心撕開以開始撕裂。標(biāo)記的梯形的非平行邊用拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)的平行夾子夾住。夾子連續(xù)地分開，從而施加力以擴(kuò)大樣品的撕裂。同時(shí)，記錄所用的力。繼續(xù)撕裂的力是從自動(dòng)圖譜記錄儀或微型處理數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)計(jì)算。提供兩種計(jì)算梯形撕裂強(qiáng)度的方法單峰力和五個(gè)最高峰的力的平均值。對于本發(fā)明的實(shí)施例，使用單峰力。
抓取強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)抓取強(qiáng)度檢測是用于檢測織物或其它片材的斷裂強(qiáng)度和伸長率，是基于ASTM D5034。將100毫米(4.0英寸)寬的樣品在安裝在拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾子的中心，施加力直到樣品斷裂。樣品的斷裂力和伸長率的值是從機(jī)器刻度或與實(shí)驗(yàn)機(jī)器連通的計(jì)算機(jī)獲得。
實(shí)施例該實(shí)施例說明本發(fā)明的合股線和織物。
耐切割性線組分使用含有由耐切割性PPD-T復(fù)絲和不銹鋼絲線組成的合股線制備。PPD-T長絲纖維是600旦的Kevlar纖維，1.5dpf，(從E.I.du Pont de Nemours and Co.，Inc.獲得)。不銹鋼絲線是由一個(gè)35微米(1.5密耳)直徑的不銹鋼長絲組成。先將PPD-T復(fù)絲卷繞在加捻機(jī)上，使得在“s”卷繞方向上達(dá)到2轉(zhuǎn)/英寸。卷繞的PPD-T復(fù)絲和不銹鋼絲線然后經(jīng)過加捻機(jī)，在“z”方向上合股，達(dá)到4轉(zhuǎn)/英寸。如此，所得的線具有足夠的鋼絲和長絲纖維之間的結(jié)合力以進(jìn)行后續(xù)加工，但是僅僅具有有效合股水平為2轉(zhuǎn)/英寸。該線在所有后續(xù)編織步驟中能良好地加工。
使用商業(yè)可得的環(huán)紡短纖維紗制備主體線組分，該短纖維紗含有60/40共混比例的PPD-T(Kevlar)和PBI纖維(1.5dpf，51毫米(2英寸))(從Pharr Yarns，Inc.，100 Main Street，McAdenville，NC獲得)。制得2/1斜紋織物。該織物的結(jié)構(gòu)包括約5個(gè)Kevlar/PBI線的主體織物線組分和然后一個(gè)Kevlar長絲/不銹鋼絲合股線的耐切割性線組分。這種順序在經(jīng)線和緯線方向上在織物內(nèi)重復(fù)。
如表1顯示，最后的織物顯示高強(qiáng)度(撕裂強(qiáng)度和抓取強(qiáng)度)和顯著更高的耐切割性。
表1.織物樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)耐切割性合股線的方法，包括(1)提供第一種復(fù)絲，它具有至少4克/旦的拉伸強(qiáng)度，并包含連續(xù)有機(jī)長絲，所述第一種線具有在第一方向上的0.5-10轉(zhuǎn)/英寸的合股；(2)提供包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；和(3)將第一種線和第二種線在與第一種線合股方向相反的第二方向上以各自約2-15轉(zhuǎn)/英寸合股，形成總有效合股為+/-5轉(zhuǎn)/英寸的合股線。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第一種線包括芳族聚酰胺長絲，第二種線包括鋼長絲。
3.耐切割性合股線，它含有a)第一種復(fù)絲，它具有至少4克/旦的拉伸強(qiáng)度，并包含連續(xù)有機(jī)長絲，所述第一種線具有在第一方向上的0.5-10轉(zhuǎn)/英寸的合股；b)包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；和c)第一種線和第二種線在與第一種線合股方向相反的第二方向上具有各自約2-15轉(zhuǎn)/英寸的合股，所述耐切割性合股線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的總有效合股。
4.權(quán)利要求3的合股線，其中第一種線包括芳族聚酰胺長絲。
5.權(quán)利要求3的合股線，其中耐切割性線組分的第一種線包括聚對苯二甲酰對苯二胺長絲。
6.權(quán)利要求3的合股線，其中無機(jī)長絲包括鋼長絲。
7.用于保護(hù)性服裝的由線組分制成的織造織物，包含主體織物線組分，耐切割性線組分，所述耐切割性線組分包含含有以下組分的合股線第一種復(fù)絲，它具有至少4克/旦的拉伸強(qiáng)度，并包含連續(xù)有機(jī)長絲；和包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；所述合股線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的總有效合股，主體織物線組分和耐切割性線組分各自是由至少一種線組成，每種線組分通過交織正交線組分與鄰近的線組分區(qū)分開。
8.由線組分制成的用于保護(hù)性服裝的織造織物，包含a)主體織物線組分，b)耐切割性線組分，所述耐切割性線組分包含含有以下組分的合股線包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲；和包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；所述合股線具有正的總有效合股，主體織物線組分和耐切割性線組分構(gòu)成織物中的每個(gè)經(jīng)線和緯線，和其中每隔5-9個(gè)正交的經(jīng)線和/或緯線組分是耐切割性線組分。
9.生產(chǎn)用于保護(hù)性服裝的由經(jīng)線和緯線組分制成的織造織物的方法，包括a)從主體織物線組分編織織物，和b)向編織物中每隔5-9個(gè)經(jīng)線和緯線組分插入耐切割性線組分，所述耐切割性線組分包含含有以下組分的合股線包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲；和包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；所述合股線具有正的總有效合股。
10.生產(chǎn)用于保護(hù)性服裝的由經(jīng)線和緯線組分制成的的織造織物的方法，包括a)從主體織物線組分編織織物，和b)向編織物中每隔5-9個(gè)經(jīng)線或緯線組分插入耐切割性線組分以形成耐切割性線組分的陣列，各組分包含含有以下組分的合股線包含連續(xù)有機(jī)長絲的第一種復(fù)絲；和包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；所述合股線具有正的總有效合股。
11.含有耐切割性合股線的消防服裝，包含a)第一種復(fù)絲，它具有至少4克/旦的拉伸強(qiáng)度，并包含連續(xù)有機(jī)長絲，所述第一種線具有在第一方向上的0.5-10轉(zhuǎn)/英寸的合股；b)包含1-5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；和c)第一種線和第二種線在與第一種線合股方向相反的第二方向上具有各自約2-15轉(zhuǎn)/英寸的合股，所述耐切割性合股線具有+/-5轉(zhuǎn)/英寸的總有效合股。
全文摘要
用于耐切割性織物的合股線是如下制得的提供第一種連續(xù)有機(jī)長絲的復(fù)絲，它具有至少4克/旦的拉伸強(qiáng)度，所述第一種線具有在第一方向上的0.5－10轉(zhuǎn)/英寸的合股；提供包含1－5個(gè)連續(xù)無機(jī)長絲的第二種線；和將第一種線和第二種線在與第一種線合股方向相反的第二方向上以約2－15轉(zhuǎn)/英寸合股，形成總有效合股為+/－5轉(zhuǎn)/英寸的合股線。
文檔編號D02G3/28GK1703545SQ200380100922
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月3日
發(fā)明者R·朱, R·H·楊 申請人:納幕爾杜邦公司