專(zhuān)利名稱(chēng)：：由得自二氨基二苯砜的纖維和改性聚丙烯腈纖維制得的阻燃短纖紗和由其制得的織物和...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及由混合物制得的阻燃短纖紗，所述混合物包含得自二氨基二苯砜單體的聚合物短纖維和改性聚丙烯腈短纖維。所謂"阻燃"是指短纖紗或由所述紗線制得的織物在空氣中將不會(huì)維持火焰燃燒。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述織物具有26和更高的極限氧指數(shù)(LOI)。就本文目的而言，術(shù)語(yǔ)"纖維"被定義為相對(duì)柔韌、宏觀上均勻的實(shí)體，所述實(shí)體具有高比率的長(zhǎng)度與垂直于該長(zhǎng)度方向的橫截面積寬度比。所述纖維橫截面可為任何形狀，但通常為圓形。本文術(shù)語(yǔ)"長(zhǎng)絲"或"連續(xù)長(zhǎng)絲"與術(shù)語(yǔ)"纖維"可互換使用。當(dāng)與長(zhǎng)絲比較時(shí)，如本文所用，術(shù)語(yǔ)"短纖維"是指切成所需長(zhǎng)度或被拉斷的纖維，或天然存在的纖維或制得的纖維，所述纖維具有低比率的長(zhǎng)度與垂直于該長(zhǎng)度方向的橫截面積寬度比。將人工制得的短纖維切割成或制成適于在棉、羊毛或精紡毛紗紡絲設(shè)備上加工處理的長(zhǎng)度。所述短纖維可具有(a)大體上均勻的長(zhǎng)度，(b)變化或無(wú)規(guī)的長(zhǎng)度，或(c)一部分短纖維具有大體上均勻的長(zhǎng)度，并且其他部分中的短纖維具有不同的長(zhǎng)度，將所述部分中的短纖維混合在一起形成大體上均勻的分布。在一些實(shí)施方案中，適宜的短纖維具有O.25cm(0.lin)至30厘米(12英寸)的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方案中，短纖維長(zhǎng)度為lcm(O.39in)至20cm(8in)。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，由短纖維工藝制得的短纖維具有l(wèi)cm(O.39in)至6cm(2.4in)的短纖維長(zhǎng)度。所述短纖維可由任何方法制得。例如，短纖維可采用轉(zhuǎn)刀或剪斷機(jī)由連續(xù)直纖維切割而得，獲得直的(即不巻曲的)短纖維，或還可沿著短纖維長(zhǎng)度方向由具有鋸齒形巻曲的巻曲連續(xù)纖維切割而得，巻曲(或重復(fù)彎曲)頻率優(yōu)選不超過(guò)8個(gè)巻曲/厘米。短纖維還可通過(guò)將連續(xù)纖維拉斷而形成，從而獲得具有變形部分的短纖維，所述變形部分用作巻曲。拉斷短纖維可通過(guò)在拉斷操作期間將一扎或一束連續(xù)長(zhǎng)絲拉斷來(lái)制得，所述拉斷操作具有一個(gè)或多個(gè)指定距離的拉斷區(qū)域，從而形成無(wú)規(guī)變化的纖維團(tuán)，所述纖維具有可經(jīng)由拉斷區(qū)域調(diào)節(jié)來(lái)控制的平均切斷長(zhǎng)度。可使用本領(lǐng)域熟知的常規(guī)長(zhǎng)纖維和短纖維環(huán)錠紡紗工藝由短纖維制得短纖紗。就短纖維而言，通常采用1.9至5.7cm(0.75in至2.25in)的棉紡系統(tǒng)紡紗纖維長(zhǎng)度。就長(zhǎng)纖維而言，通常采用最多16.5cm(6.5in)的精紡或毛紡系統(tǒng)纖維。然而，這不旨在限于環(huán)錠紡紗，因?yàn)檫€可使用氣流噴射紡紗、自由端紡紗以及將短纖維轉(zhuǎn)化成可用紡紗的許多其他類(lèi)型的紡紗方法來(lái)紡紗。還可采用拉斷絲束直接成條方法通過(guò)拉斷直接制得短纖紗。由傳統(tǒng)拉斷方法形成的短纖紗中的短纖維通常具有最多18cm(7in)的長(zhǎng)度。然而，通過(guò)例如PCT專(zhuān)利申請(qǐng)WO0077283中所述的方法，由拉伸斷裂制得的短纖紗也可具有最大長(zhǎng)度為最多50cm(20in)的短纖維。拉斷短纖維通常不需要巻曲，因?yàn)槔瓟喾椒ㄏ蛩隼w維賦予了一定程度的巻曲。術(shù)語(yǔ)連續(xù)長(zhǎng)絲是指具有較小直徑并且其長(zhǎng)度比短纖維所指定的那些長(zhǎng)度更長(zhǎng)的柔韌纖維。連續(xù)長(zhǎng)絲纖維和連續(xù)長(zhǎng)絲復(fù)絲可由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法制得。聚合物纖維包含得自胺單體(選自4，4'-二氨基二苯砜、3，3'-二氨基二苯砜、以及它們的混合物)的聚合物或共聚物，所謂聚合物纖維是指該聚合物纖維由單體制得，所述單體一般具有下列結(jié)構(gòu)NH2-Ar「S02-Ar2-NH2其中A巧和Ar2是任何未取代或取代的六元碳原子芳基，并且A巧和Ar2可相同或5不同。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，A巧和A^是相同的。所述六元碳原子芳基還更優(yōu)選具有相對(duì)于S02基團(tuán)的間位或?qū)ξ蝗∠虻倪B接基。具有該一般結(jié)構(gòu)的這一單體或多個(gè)單體在相容溶劑中與酸性單體反應(yīng)以生成聚合物?？捎玫乃嵝詥误w一般具有下列結(jié)構(gòu)Cl-C0-Ar3-C0-Cl其中Ar3是任何未取代或取代的芳環(huán)結(jié)構(gòu)，并且與A巧和/或Ar2可相同或不同。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，A^是六元碳原子芳基。所述六元碳原子芳基還更優(yōu)選具有間位或?qū)ξ蝗∠虻倪B接基。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，A巧和Ar2相同，并且Ar3不同于A巧和Ar2。例如，A巧和Ar2可均為具有間位取向連接基的苯環(huán)，而Ar3可為具有對(duì)位取向連接基的苯環(huán)?？捎玫膯误w的實(shí)例包括對(duì)苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯等等。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述酸為對(duì)苯二甲酰氯或它與間苯二甲酰氯的混合物，并且胺單體為4，4'-二氨基二苯砜。在另一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述胺單體是重量比率為3:l的4，4'-二氨基二苯砜和3，3'-二氨基二苯砜的混合物，其形成均具有砜單體的共聚物制得的纖維。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述聚合物纖維還包含共聚物，所述共聚物具有得自砜胺單體的重復(fù)單元，和得自對(duì)苯二胺和/或間苯二胺的胺單體。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述砜酰胺重復(fù)單元與其他酰胺重復(fù)單元的含量重量比率為3:1。在一些實(shí)施方案中，至少80摩爾％的胺單體為砜胺單體或砜胺單體的混合物。為方便起見(jiàn)，本文將使用縮寫(xiě)"PSA"來(lái)代表所有整個(gè)類(lèi)別的由得自如前所述砜單體的聚合物或共聚物制得的纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中，得自砜單體的聚合物和共聚物優(yōu)選經(jīng)由一種或多種類(lèi)型二胺單體與一種或多種類(lèi)型氯化物單體在二烷基酰胺溶劑諸如N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或它們混合物中的縮聚反應(yīng)制得。在此類(lèi)縮聚反應(yīng)的一些實(shí)施方案中，還可存在無(wú)機(jī)鹽諸如氯化鋰或氯化鈣。如果需要，可通過(guò)與非溶劑諸如水形成沉淀、中和、洗滌和干燥，分離出所述聚合物。所述聚合物還可經(jīng)由界面聚合反應(yīng)制得，所述界面聚合反應(yīng)可直接制得聚合物粉末，然后將所述粉末溶解在用于制備纖維的溶劑中。使用聚合物或共聚物在聚合反應(yīng)溶劑中所形成的溶液，或在另一種聚合物或共聚物溶劑中所形成的溶液，可經(jīng)由溶液紡絲將所述聚合物或共聚物紡成纖維?？山?jīng)由干紡絲、濕紡絲或干噴濕紡絲(還被稱(chēng)為氣隙紡絲)，通過(guò)多孔噴絲頭實(shí)現(xiàn)纖維紡絲，以生成本領(lǐng)域已知的復(fù)絲或絲束。然后按需要，采用常規(guī)技術(shù)處理紡絲后復(fù)絲或絲束中的纖維，以將所述纖維中和、洗滌、干燥或熱處理，制得穩(wěn)定且可用的纖維。示例性的干紡絲、濕紡絲和干噴濕紡絲方法公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)3，063，966、3，227，793、3，287，324、3，414，645、3，869，430、3，869，429、3，767，756和5，667，743中。制備PSA纖維或包含砜胺單體的共聚物的具體方法公開(kāi)于授予Wang等人的中國(guó)專(zhuān)利公布1389604A中。該參考文獻(xiàn)公開(kāi)了被稱(chēng)為聚磺酰胺纖維(PSA)的纖維，其可通過(guò)將50至95重量％的4，4'-二氨基二苯砜和5至50重量％的3，3'-二氨基二苯砜混合物與等摩爾量的對(duì)苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚形成的共聚物溶液紡絲制得。授予Chen等人的中國(guó)專(zhuān)利公布1631941A也公開(kāi)了制備PSA共聚物紡絲溶液的方法，所述溶液由質(zhì)量比率為IO:90至90:10的4，4'-二氨基二苯砜和3，3'-二氨基二苯砜的混合物與等摩爾量的對(duì)苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚而形成。另一種制備共聚物的方法還公開(kāi)于授予Sokolov等人的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)4，169，932中。該參考文獻(xiàn)公開(kāi)了使用叔胺以增加縮聚反應(yīng)速率來(lái)制備聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPD-T)共聚物。該專(zhuān)利還公開(kāi)了通過(guò)用另一種芳族二胺諸如4，4'-二氨基二苯砜替代5摩爾％至50摩爾％的對(duì)苯二胺(PPD)來(lái)制備PPD-T共聚物。包含得自砜單體的聚合物或共聚物的聚合物短纖維與20至75重量份的改性聚丙烯腈短纖維混合，所述重量份是按所述紗線中聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維的總量計(jì)的。所謂改性聚丙烯腈纖維是指由包含丙烯腈的聚合物制得的丙烯酸類(lèi)合成纖維。所述聚合物優(yōu)選為包含30至70重量％丙烯腈和70至30重量％含鹵素乙烯基單體的共聚物。所述含鹵素乙烯基單體為至少一種選自例如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、偏二溴乙烯等的單體?？晒簿垡蚁┗鶈误w的實(shí)例是丙烯酸、甲基丙烯酸、此類(lèi)酸的鹽或酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯等等。優(yōu)選用于本發(fā)明中的改性聚丙烯腈纖維是丙烯腈與偏二氯乙烯組合的共聚物。此外，所述共聚物還可包含一種或多種氧化銻以改善防火性。此類(lèi)可用的改性聚丙烯腈纖維包括但不限于如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)3，193，602中所公開(kāi)的具有2重量％三氧化銻的纖維，如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)3，748，302中所公開(kāi)的由含量為至少2重量％并且優(yōu)選不大于8重量％的各種氧化銻制得的纖維，以及如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)5，208，105和5，506，042中所公開(kāi)的具有8至40重量％銻化合物的纖維。優(yōu)選的改性聚丙烯腈纖維可以多種形式從KanekaCorporation(Japan)商購(gòu)獲得，某些不包含氧化銻，并且其他諸如ProtexC據(jù)稱(chēng)包含10至15重量％的那些化合物。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述改性聚丙烯腈纖維具有比PSA短纖維的斷裂韌度更大的斷裂韌度，其一般為3克/旦尼爾(2.7克/分特)。在一些實(shí)施方案中，所述改性聚丙烯腈纖維具有至少3.5克/旦尼爾(3.2克/分特)的斷裂韌度。在某些其他實(shí)施方案中，所述改性聚丙烯腈纖維具有至少4克/旦尼爾(3.6克/分特)或更大的斷裂韌度。當(dāng)暴露于高溫?zé)崃髦T如火焰時(shí)，改性聚丙烯腈纖維釋放出抑火氣體，在電弧事件期間提供更高的防護(hù)作用。因此據(jù)信，由PSA和改性聚丙烯腈纖維紡紗制得的織物在電弧事件期間具有更高程度的防護(hù)作用。據(jù)信，需要至少20重量％的改性聚丙烯腈短紗以提供足夠的電弧防護(hù)作用，并且所述改性聚丙烯腈纖維量大于75重量％的量將不利于織物炭化長(zhǎng)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述纖維混合物包含含量為5至15重量份的對(duì)位芳族聚酰胺纖維。所謂芳族聚酰胺是指其中至少85%的酰胺(-C0NH-)連接基與兩個(gè)芳環(huán)直接相連的聚酰胺，并且"對(duì)位芳族聚酰胺"是指兩個(gè)環(huán)或基團(tuán)沿著分子鏈相對(duì)于彼此對(duì)位取向。添加劑可與所述芳族聚酰胺一起使用。實(shí)際上已發(fā)現(xiàn)，可將多達(dá)10重量％的其他聚合材料與芳族聚酰胺共混，或者可使用共聚物，所述共聚物具有多達(dá)10%的替代芳族聚酰胺的二胺的其他二胺，或多達(dá)10%的替代芳族聚酰胺的二酰氯的其他二酰氯。在本發(fā)明實(shí)踐中，優(yōu)選的對(duì)位芳族聚酰胺為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺。制備可用于本發(fā)明的對(duì)位芳族聚酰胺纖維的方法一般公開(kāi)于例如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)3，869，430;3，869，429;和3，767，756中。此類(lèi)芳族聚酰胺有機(jī)纖維以及各種形式的這些纖維以商品名^￥1&『纖維由E.I.duPontdeNemours&Company(Wilmington,Delaware)銷(xiāo)售，以及以商品名Twa皿⑧纖維由TeijinLtd.(Japan)銷(xiāo)售。就本發(fā)明目的而言，將得自TeijinLtd.(Tokyo,J即an)并且由共聚(對(duì)亞苯基/3，4'-二苯基酯對(duì)苯二酰胺)制得的1^(*1101^@纖維視為對(duì)位芳族聚酰胺纖維。對(duì)位芳族聚酰胺纖維具有低熱收縮性。所謂"低熱收縮性"是指，當(dāng)暴露于高溫?zé)崃骰蚧鹧鏁r(shí)所述纖維不會(huì)過(guò)度收縮，即當(dāng)暴露于火焰時(shí)，所述纖維長(zhǎng)度縮短不會(huì)大于5%。7在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)暴露于火焰時(shí)，所述纖維實(shí)際上伸長(zhǎng)。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)在空氣中以2(TC每分鐘的速率加熱至50(TC時(shí)，所述纖維保持其纖維重量的90%。對(duì)位芳族聚酰胺纖維為阻燃有機(jī)纖維，并且僅由這些纖維制得的織物具有高極限氧指數(shù)(LOI)，使得所述纖維或織物在空氣中將不會(huì)維持火焰燃燒，優(yōu)選的LOI范圍大于26。當(dāng)與該混合物中的其他阻燃纖維組合時(shí)，由包含至少5重量％此類(lèi)低熱收縮纖維的短纖紗制得的織物在被撞擊火焰灼燒時(shí)，具有有限量的斷裂和開(kāi)口或破裂。更大量的對(duì)位芳族聚酰胺纖維可提供更大程度的防破裂性，最多達(dá)15重量％的實(shí)際極限。超過(guò)此量，則收縮效果達(dá)到獲益遞減點(diǎn)。如果需要，所述短纖維共混物和短纖紗還可具有1至5重量份的防靜電纖維，所述防靜電纖維可降低短紗、織物和衣服中的靜電積聚傾向。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，賦予此防靜電特性的纖維是具有尼龍外皮和碳芯的皮-芯型短纖維。適于提供防靜電特性的材料描述于美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)3，803，453和4，612，150中。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及阻燃短纖紗、織造織物和防護(hù)服，其包含至少25重量份(即25至80份)聚合物短纖維，所述聚合物短纖維包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自4，4'-二氨基二苯砜、3，3'-二氨基二苯砜、以及它們的混合物；和20至75重量份的改性聚丙烯腈纖維，所述重量份是按所述紗線中聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維的總量(共100份)計(jì)的。根據(jù)該組合，所述紗線中的聚合物短纖維占聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維組合的最多80重量份，并且包括80重量份。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述聚合物短纖維的含量為50至75重量份，并且所述改性聚丙烯腈纖維的含量為25至50重量份，所述重量份是按所述紗線中聚合物短纖維和改性聚丙烯腈纖維的總量(共ioo份)計(jì)的。在某些其他優(yōu)選實(shí)施方案中，所述聚合物短纖維的含量為60至70重量份，并且所述改性聚丙烯腈纖維的含量為30至40重量份，所述重量份是按所述紗線中聚合物短纖維和改性聚丙烯腈纖維的總量(共100份)計(jì)的。在某些其他實(shí)施方案中，阻燃短纖紗、織造織物和防護(hù)服包含至少25重量份聚合物短纖維，所述聚合物短纖維包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自4，4'-二氨基二苯砜、3，3'-二氨基二苯砜、以及它們的混合物；20至69重量份的改性聚丙烯腈纖維；5至15重量份的對(duì)位芳族聚酰胺纖維；和1至5重量份的防靜電纖維，所述重量份是按所述紗線中聚合物纖維、改性聚丙烯腈纖維、對(duì)位芳族聚酰胺纖維和防靜電纖維的總量(共100份)計(jì)的。根據(jù)該組合，所述紗線中的聚合物短纖維占聚合物纖維、改性聚丙烯腈纖維、對(duì)位芳族聚酰胺纖維和防靜電纖維組合的最多74重量份，并且包括74重量份。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，各種類(lèi)型的短纖維作為短纖維共混物存在。所謂纖維共混物是指兩種或更多種短纖維類(lèi)型的任何方式的組合。所述短纖維共混物優(yōu)選為"緊密共混物"，這是指共混物形式的各種短纖維形成相對(duì)均勻的纖維混合物。在一些實(shí)施方案中，所述兩種或更多種短纖維類(lèi)型在紡紗之前或之時(shí)共混，以便各種短纖維均勻分布于短紗束中。改性聚丙烯腈纖維、PSA纖維和對(duì)位芳族聚酰胺纖維均具有高度的阻燃性，因此，撓性高的PSA纖維與電弧防護(hù)性能高的改性聚丙烯腈纖維的組合，將確保所得阻燃織物可向衣物提供柔性織物外殼，以用于需要防護(hù)性和舒適性的環(huán)境中?？椢锟捎啥汤w紗制得，并且可包括但不限于織造或針織織物。一般的織物設(shè)計(jì)和8構(gòu)造是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。所謂"織造"織物是指，通常在織機(jī)上形成的通過(guò)經(jīng)向或緯向交織紗線，并且使紗線彼此填充或交織以形成任何織物組織(諸如平織、四經(jīng)破緞紋織、方平織、緞面織、斜紋織等等)的織物。據(jù)信平織和斜紋織是商業(yè)中最常使用的組織，并且是許多實(shí)施方案中優(yōu)選的。所謂"針織"織物是指通常通過(guò)使用針將紗線圈互連而形成的織物。在許多情況下，為制得針織織物，將短纖紗喂入到將紗線轉(zhuǎn)變成織物的針織機(jī)中。如果需要，可向針織機(jī)中提供合股或未合股的多條經(jīng)線或紗線；即，使用常規(guī)技術(shù)將一束紗線或一束合股紗線同時(shí)喂入到針織機(jī)中并且針織成織物，或直接針織成衣物制品諸如手套。在一些實(shí)施方案中，期望通過(guò)將具有纖維緊密共混物的一種或多種短纖紗與一種或多種其他短紗或連續(xù)長(zhǎng)絲紗線同時(shí)喂入，從而將功能性添加到針織織物中?？烧{(diào)節(jié)針織緊密度以滿(mǎn)足任何具體的需要。已在例如單面針織物和毛圈針織物花紋中，發(fā)現(xiàn)了防護(hù)服裝性能的非常有效的組合。在一些尤其可用的實(shí)施方案中，短纖紗可用于制備阻燃衣物。在一些實(shí)施方案中，所述衣物具有基本上一層由短纖紗制得的防護(hù)織物。示例性的此類(lèi)衣物包括消防人員或軍事人員的連褲衫和連衣工作服。此類(lèi)套裝通常用于罩在消防人員衣物之外，并且用于跳傘進(jìn)入到某個(gè)區(qū)域以撲滅森林火災(zāi)。其他衣物可包括在可能發(fā)生極度熱事件的諸如化學(xué)處理工業(yè)或工業(yè)電氣/電力環(huán)境下可穿著的褲子、襯衫、手套、袖套等。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述織物具有至少0.8卡每平方厘米每盎司每平方碼的耐電弧性。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及制備阻燃短纖紗的方法，所述方法包括形成纖維混合物，所述纖維混合物包含至少25重量份(即25至80份)聚合物短纖維，所述聚合物短纖維包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自4，4'-二氨基二苯砜、3，3'-二氨基二苯砜、以及它們的混合物；和20至75重量份的改性聚丙烯腈纖維，所述重量份是按所述紗線中聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維的總量(共IOO份)計(jì)的；并且將所述纖維混合物紡成短纖紗。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述聚合物短纖維的含量為50至75重量份，并且所述改性聚丙烯腈纖維的含量為25至50重量份，所述重量份是按所述紗線中的聚合物短纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的。在某些其他實(shí)施方案中，所述聚合物短纖維的含量為60至70重量份，并且所述改性聚丙烯腈纖維的含量為30至40重量份，所述重量份是按所述紗線中的聚合物短纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的。在一些實(shí)施方案中，所述纖維混合物包含5至15重量份的對(duì)位芳族聚酰胺纖維，并且在一些實(shí)施方案中，所述纖維混合物包含1至5重量份的防靜電纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過(guò)制得纖維緊密共混物來(lái)形成所述纖維混合物。如果需要，可使其他短纖維與這一相對(duì)均勻的短纖維混合物組合?？赏ㄟ^(guò)多種本領(lǐng)域已知的方法獲得所述共混合物，包括將許多連續(xù)長(zhǎng)絲線筒放在線軸架上，并且同時(shí)切割兩種或更多種類(lèi)型的長(zhǎng)絲以形成切割短纖維共混物的方法；或涉及開(kāi)松不同短纖維捆，然后在開(kāi)棉機(jī)、共混機(jī)和梳理機(jī)中將各種纖維開(kāi)松和共混的方法；或形成各種短纖維長(zhǎng)條，然后將其進(jìn)一步加工以形成混合物的方法，如在梳理中形成纖維混合物長(zhǎng)條?？刹捎弥苽淅w維緊密共混合物的其他方法，只要各種類(lèi)型的不同纖維可相對(duì)均勻地分布于整個(gè)共混物中。如果由所述共混物形成紗線，則所述紗線同樣具有相對(duì)均勻的短纖維混合物。一般來(lái)講，在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，將單獨(dú)的短纖維開(kāi)松或分離至在纖維加工中可制得可用織物的正常程度，使得由于短纖維不良開(kāi)松造成的纖維結(jié)或纖維節(jié)以及其他主要缺陷不以有損于最終織物品質(zhì)的量存在。在優(yōu)選的方法中，如下制得短纖維緊密共混物首先將得自開(kāi)松捆的短纖維與任何其他短纖維(如果是附加功能所需的)混合在一起。然后使用梳理機(jī)將纖維共混物梳成條。在纖維產(chǎn)業(yè)中，通常使用梳理機(jī)來(lái)分離纖維，調(diào)整纖維，并且將纖維遞送到松散組合纖維的連續(xù)股線中，并且無(wú)顯著纏繞，其通常被稱(chēng)為生條。通常通過(guò)但不限于兩步拉伸法將生條加工成熟條。然后采用技術(shù)由熟條制成短纖紗，所述技術(shù)包括常規(guī)的棉紡系統(tǒng)或短纖紡紗工藝，諸如自由端紡紗和環(huán)錠紡紗；或高速氣紡技術(shù)，諸如Murata氣流噴射紡紗，其中使用空氣來(lái)將短纖維捻合成紗線。還可采用常規(guī)的毛紡系統(tǒng)或長(zhǎng)纖紡紗工藝諸如精梳或半精梳環(huán)錠紡或拉斷紡紗，來(lái)實(shí)現(xiàn)短纖紗的制備。無(wú)論采用何種加工系統(tǒng)，環(huán)錠紡紗一般是制備短纖紗的優(yōu)選方法。測(cè)li式方法根據(jù)FTMS191A;5041來(lái)獲得基重值。磨損試驗(yàn)。根據(jù)ASTMD-3884-01"StandardGuideforAbrasionResistanceofModacrylicFabrics(轉(zhuǎn)臺(tái)，雙頭法)"來(lái)測(cè)定織物的耐磨損性能。儀器化暖體假人試驗(yàn)。根據(jù)ASTMF1930方法(1999)，使用穿有由測(cè)試織物制得的標(biāo)準(zhǔn)花紋連衣工作服的儀器化暖體假人，采用"PredictedBurnInjuriesforaPersonWearingaSpecificGarmentorSysteminaSimulatedFlashFireofSpecificlntensity"來(lái)測(cè)定防燒傷性能。耐電弧性試驗(yàn)。根據(jù)ASTMF-1959-99"StandardTestMethodforDeterminingtheArcThermalPerformanceValueofMaterialsforClothing"來(lái)測(cè)定織物的耐電弧性。每種織物的電弧熱性能值(ATPV)為穿著該織物的人員所接觸的能量的量度，其相當(dāng)于在50%時(shí)間內(nèi)由此接觸造成的二級(jí)燒傷。抓樣試驗(yàn)。根據(jù)ASTMD-5034-95"StandardTestMethodforBreakingStrengthandElongationofFabrics(抓樣試驗(yàn))"來(lái)測(cè)定織物的抗抓取性(斷裂拉伸強(qiáng)度)。撕裂試驗(yàn)。根據(jù)ASTMD-5587-03"StandardTestMethodforTearingofFabricsbyTrapezoidProcedure"來(lái)測(cè)定織物的抗撕裂性。熱保護(hù)性能(TPP)試驗(yàn)。根據(jù)NFPA2112"StandardonFlameResistantGarmentsforProtectionofIndustrialPerso騰lAgainstFlashFire，，來(lái)測(cè)定織物的熱保護(hù)性能。所述熱保護(hù)性能涉及在織物暴露于直接火焰或熱輻射時(shí)，織物向織物下的穿著者皮膚提供連續(xù)且可靠保護(hù)的能力。垂直火焰試驗(yàn)。根據(jù)ASTMD-6413-99"StandardTestMethodforFlameResistanceofModacrylics(垂直法)"來(lái)測(cè)定織物的炭化長(zhǎng)度。極限氧指數(shù)(L0I)是以體積百分比表示的氧和氮混合物中的最低氧濃度，所述混合物在ASTMG125/D2863條件下剛好可維持初始室溫下的材料有焰燃燒。實(shí)施例本發(fā)明可由下列實(shí)施例進(jìn)行示例，但不限于下列實(shí)施例。所有份數(shù)和百分比均按重量計(jì)，除非另外指明。10實(shí)施例1該實(shí)施例示出了由PSA纖維和改性聚丙烯腈纖維的緊密共混物構(gòu)成的阻燃短纖紗和織物。所述PSA短纖維由聚合物制得，所述聚合物由4，4'-二氨基二苯砜和3，3'-二氨基二苯砜與等摩爾量的對(duì)苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚制得，并且以俗名Tanlon而知名；所述改性聚丙烯腈纖維以商品名ProtexC⑧由Kaneka制造，并且Kevlar29為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)纖維(稱(chēng)為PPD-T纖維)，并且由E.I.duPontdeNemours&Company銷(xiāo)售。由常規(guī)棉紡系統(tǒng)設(shè)備制備和加工由由23重量％PSA、10重量％PPD-T、和65%改性聚丙烯腈纖維組成的清棉混紡條，然后使用環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡制成阻燃短纖紗，所述短纖紗具有4.0的捻系數(shù)和21特(28棉紗支數(shù))的單紗尺寸。然后在合股機(jī)上將兩條此類(lèi)單紗合股，制得阻燃性雙股紗線，以用作織物經(jīng)紗。采用類(lèi)似的工藝和相同的捻度和混紡比，制得24特(24棉紗支數(shù))單紗，并且將這些單紗中的兩條合股形成雙股織物緯紗。這些組合的合股紗線具有比100%PSA纖維紡紗韌度更大的韌度，即它們具有至少3克/旦尼爾(2.7克/分特)的韌度。然后使用環(huán)錠紡細(xì)紗作為經(jīng)線和緯線，并且在有梭織機(jī)上織造成織物，獲得具有2X1斜紋織和26經(jīng)X17緯每厘米(72經(jīng)X52緯每英寸)構(gòu)造以及215g/m2(6.5oz/yd2)基重的本色織物。然后在熱水中擦洗本色斜紋織物，并且在低張力下干燥。然后使用堿性染料將擦洗過(guò)的織物噴射染色。所得織物具有231g/m2(7oz/yd2)的基重和超過(guò)28的L0I。表1示出了所得織物的性能。"+"表示比對(duì)照織物那些性能優(yōu)異的性能，并且標(biāo)記"o"表示對(duì)照織物性能，或與對(duì)照織物性能相當(dāng)?shù)男阅?。?性能100%PSA實(shí)施例1標(biāo)稱(chēng)基重77(opsy)抓樣試驗(yàn)0+斷裂強(qiáng)度(lbf)W/F撕裂0+(lbf)W/F泰伯磨損量0+(循環(huán))CS-10/1000gTPP00(cal/cm2)垂直火焰00(in)W/F11<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例l，不同的是所述纖維共混物包含防靜電纖維，并且纖維比例如下所示23重量％的PSA纖維，63重量％的改性聚丙烯腈纖維，10重量％的對(duì)位芳族聚酰胺，和2重量％的防靜電纖維。使用該纖維共混物來(lái)制得性能得到改善的短纖紗和織物。實(shí)施例3通過(guò)將實(shí)施例1和2中的織物根據(jù)圖案剪切成織物形樣，并且將所述形樣縫合在一起形成用作工業(yè)防護(hù)服裝的防護(hù)性連衣工作服，來(lái)將所述織物制成防護(hù)制品，包括衣物。同樣，將織物剪切成織物形樣，并且將所述形樣縫合在一起形成包括防護(hù)襯衫和一條防護(hù)褲的防護(hù)服裝組合。如果需要，可將織物剪切并且縫合，以形成其他防護(hù)服裝組件，諸如連衣工作服、頭巾、袖套和圍裙。權(quán)利要求阻燃短纖紗，所述阻燃短纖紗包含a)25至80重量份的聚合物短纖維，所述聚合物短纖維包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、以及它們的混合物；和b)20至75重量份的改性聚丙烯腈纖維；所述重量份是按所述紗線中的聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的。2.權(quán)利要求l的阻燃短纖紗，其中所述聚合物短纖維的含量為50至75重量份，并且所述改性聚丙烯腈纖維的含量為25至50重量份，所述重量份是按所述紗線中的聚合物短纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的。3.權(quán)利要求2的阻燃短纖紗，其中所述聚合物短纖維的含量為60至70重量份，并且所述改性聚丙烯腈纖維的含量為30至40重量份，所述重量份是按所述紗線中的聚合物短纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的。4.權(quán)利要求1的阻燃短纖紗，其中用于所述聚合物短纖維中的至少80摩爾％的所述聚合物或共聚物得自砜胺單體或砜胺單體的混合物。5.權(quán)利要求l的阻燃短纖紗，其中所述聚合物還包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自對(duì)苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯、以及它們的混合物。6.包含權(quán)利要求1的紗線的織造織物。7.包含權(quán)利要求1的紗線的防護(hù)服。8.阻燃短纖紗，所述阻燃短纖紗包含a)25至80重量份的聚合物短纖維，所述聚合物短纖維包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自4，4'-二氨基二苯砜、3，3'-二氨基二苯砜、以及它們的混合物；b)20至69重量份的改性聚丙烯腈纖維；c)5至15重量份的對(duì)位芳族聚酰胺纖維；禾口d)l至5重量份的防靜電纖維；所述重量份是按所述紗線中的聚合物纖維、改性聚丙烯腈纖維、對(duì)位芳族聚酰胺纖維和防靜電纖維共100重量份計(jì)的。9.權(quán)利要求8的阻燃短纖紗，其中用于所述聚合物短纖維中的至少80摩爾％的所述聚合物或共聚物得自砜胺單體或砜胺單體的混合物。10.權(quán)利要求8的阻燃短纖紗，其中所述對(duì)位芳族聚酰胺纖維為聚(對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)纖維。11.包含權(quán)利要求8的紗線的織造織物。12.包含權(quán)利要求8的紗線的防護(hù)服。13.制備阻燃短纖紗的方法，所述方法包括a)形成纖維混合物，所述纖維混合物包含25至80重量份的聚合物短纖維，所述聚合物短纖維包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自4，4'-二氨基二苯砜、3，3'-二氨基二苯砜、以及它們的混合物；和20至75重量份的改性聚丙烯腈纖維，所述重量份是按所述紗線中的聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的；以及b)將所述纖維混合物紡成短纖紗。14.權(quán)利要求13的制備所述阻燃短纖紗的方法，其中所述聚合物短纖維的含量為50至75重量份，并且所述改性聚丙烯腈纖維的含量為25至50重量份，所述重量份是按所述紗線中的聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的。15.權(quán)利要求14的制備所述阻燃短纖紗的方法，其中所述聚合物短纖維的含量為60至70重量份，并且所述改性聚丙烯腈纖維的含量為30至40重量份，所述重量份是按所述紗線中的聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的。16.權(quán)利要求13的制備所述阻燃短纖紗的方法，其中用于所述聚合物短纖維中的至少80摩爾％的所述聚合物或共聚物得自砜胺單體或砜胺單體的混合物。17.權(quán)利要求13的制備所述阻燃短纖紗的方法，其中所述聚合物還包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自對(duì)苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯、以及它們的混合物。18.權(quán)利要求13的制備所述阻燃短纖紗的方法，其中所述纖維混合物還包含5至15重量份的對(duì)位芳族聚酰胺纖維，所述重量份是按所述紗線中的聚合物纖維、改性聚丙烯腈纖維和對(duì)位芳族聚酰胺纖維共100重量份計(jì)的。全文摘要本發(fā)明涉及阻燃短纖紗、含有這些紗線的織物和衣服、以及它們的制備方法。所述紗線具有25至80重量份的聚合物短纖維和20至75重量份的改性聚丙烯腈纖維，所述聚合物短纖維包含得自單體的聚合物或共聚物，所述單體選自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、以及它們的混合物，所述重量份是按所述紗線中的聚合物纖維和改性聚丙烯腈纖維共100重量份計(jì)的。文檔編號(hào)D01F6/76GK101784704SQ200880103715公開(kāi)日2010年7月21日申請(qǐng)日期2008年8月22日優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日發(fā)明者D·古克特,R·朱,V·加巴拉申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司