專利名稱：包含pipd和芳族聚酰胺纖維外層面料的耐熱性服裝的制作方法
包含PIPD和芳族聚酰胺纖維外層面料的耐熱性服裝發(fā)明領域[OOOl]本發(fā)明涉及一種具有外層面料的阻燃服裝，所述外層面料包含聚吡啶并雙咪唑纖維和芳族聚酰胺纖維。 發(fā)明背景
聚吡啶并雙咪唑聚合物為剛性棒狀聚合物。已知用該聚合 物(其一種聚合物組合物被稱為PIPD且已知作為用于制備M5⑧纖維 的聚合物)制備的纖維用于耐切割和阻燃防護服裝。例如參見PCT申 請WO199902169和WO2005002376。用聚合物鏈之間具有強氬鍵的 剛性棒狀聚合物(例如聚吡啶并雙咪唑)制備的纖維見述于授權(quán)予 Sikkema等人的美國專利5,674,969。聚吡啶并雙咪唑的實例包括聚 (1,4-(2,5-二羥基)亞苯基-2,6-吡啶并[2,3-d:5,6-d，]雙咪唑)，該物質(zhì)可通 過四氨基吡啶與2,5-二羥基對苯二甲酸在多磷酸中縮聚制備。Sikkema 描述到，在制備一維或二維物體(例如纖維、膜、帶等)時，希望聚吡 啶并雙咪唑具有高分子量，所述分子量對應于25。C在甲磺酸中以0.25g/dl的聚合物濃度測定的相對粘度("Vrd"或"T^")為至少約3.5，優(yōu)選至少約5，更特別是等于或大于約10。 Sikkema還公開了使用相對 粘度大于約12的聚[吡啶并雙咪唑-2,6-二基(2,5-二羥基-對亞苯基)]得 到良好的纖維紡紗結(jié)果，且可達到超過50的相對粘度(對應于比濃對 數(shù)粘度大于約15.6dl/g)。
已公開的美國專利申請US20030228812和US20040216215 以及美國專利6,624,096公開了由Kevlar⑧和聚苯并咪唑(PBI)的混合 物制備的防護織物和服裝。
上述聚苯并咪唑為聚聯(lián)苯并咪唑組合物，聚聯(lián)苯并咪唑不是剛性棒狀聚合物。因此，由該聚合物制備的纖維具有低纖維強度。
耐熱阻燃防護服裝已被消防隊員、應急人員、軍人和竟賽 人員以及產(chǎn)業(yè)工人用來挽救生命并降低由于火和其他熱事件引起的 傷害。雖然聚吡啶并雙咪唑纖維具有優(yōu)良的阻燃性，在許多方面比大 多數(shù)其他纖維優(yōu)異，且還具有非常高的拉伸模量或彈性模量。使用這 種纖維時的 一種顧慮是該纖維具有高模量并且制成的.織物較硬且穿 著不舒服。但是，希望將聚吡啶并雙咪唑纖維的優(yōu)異阻燃性結(jié)合到織 物中以利用其優(yōu)異的阻燃性。因此，需要一種既舒適又能提供良好阻 燃性的包含聚吡咬并雙咪唑的織物。發(fā)明概述
在一些實施方案中，本發(fā)明涉及包含聚吡啶并雙咪唑纖維 和芳族聚酰胺纖維的阻燃服裝。在某些實施方案中，本發(fā)明涉及一種 包含30-70重量份聚吡啶并雙咪唑纖維和70-30重量份芳族聚酰胺纖 維的阻燃服裝；所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘度大于20dl/g。 在一些實施方案中，所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘度大于 25dl/g。在其他實施方案中，所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘 度大于28dl/g。
本發(fā)明的一些阻燃服裝包含40-60重量份聚吡咬并雙咪喳 纖維和60-40重量份芳族聚酰胺纖維。
在一些實施方案中，所述聚吡啶并雙咪唑和芳族聚酰胺纖 維為短纖維。在某些實施方案中，所述聚吡咬并雙咪唑和芳族聚酰胺 纖維為長絲。
—種優(yōu)選的聚吡p定并雙咪唑聚合物為聚[2,6-二咪唑并 [4,5-b:4，5-e]吡啶亞基-l,4-(2,5-二羥基)亞苯基]。[OOlO]—些優(yōu)選的芳族聚酰胺纖維包括聚對芳酰胺(para-aramid) 聚合物。聚(對亞苯基對苯二甲酰胺)為 一種優(yōu)選的聚對芳酰胺聚合物。[OOll]在一些實施方案中，所述聚吡啶并雙咪唑和芳族聚酰胺纖維在服裝的外層面料中。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種阻燃服裝，所述阻燃服裝依次包含(a)內(nèi)層耐熱襯里、(b)液體阻擋層和(c)外層面料，所述外層面 料(c)包含30-70重量份聚吡啶并雙咪唑纖維和30-70重量份芳族聚酰 胺纖維；所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘度大于20dl/g。
本發(fā)明的其他實施方案涉及生產(chǎn)具有內(nèi)層耐熱襯里、液體 阻擋層和外層面料的阻燃服裝的方法，所述方法包括將外層面料結(jié)合 到服裝中，所述外層面料包舍30-70重量份聚吡啶并雙咪唑纖維和 70-30重量份芳族聚酰胺纖維；所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù) 粘度大于20dl/g。示例性實施方案的詳細描述
參考構(gòu)成本公開的一部分的示例性和優(yōu)選實施方案的以 下詳細說明可更容易地理解本發(fā)明。應理解的是，要保護的范圍不限 于本文所述和/或所示的具體裝置、方法、條件或參數(shù)，且本文使用 的術(shù)語僅通過舉例的方式用于描述具體實施方案，并不是要局限本發(fā) 明要求保護的范圍。同樣，在包括附隨的權(quán)利要求書的說明書中，除 非上下文明確說明，否則單數(shù)形式包括復數(shù)形式，且提到的具體數(shù)值 包括至少該具體值。當表述一定范圍的數(shù)值時，另一個實施方案包括 從一個具體值和/或至另一個具體值。同樣，當使用前綴"約，，以近似值 表示數(shù)值時，應理解的是該具體值構(gòu)成另一個實施方案。包括所有的 范圍且可將其組合使用。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及一種具有外層面料的阻燃 服裝，所述外層面料包含30-70重量份聚吡啶并雙咪唑纖維和30-70 重量份芳族聚酰胺纖維，所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘度大 于20dl/g。本發(fā)明還涉及一種阻燃服裝，所述阻燃服裝依次包含內(nèi)層 耐熱襯里、液體阻擋層和外層面料；所述外層面料包含30-70重量份 聚吡啶并雙咪唑纖維和30-70重量份芳族聚酰胺纖維，所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘度大于20dl/g。
按照本文意圖，術(shù)語"纖維"定義為較柔軟的宏觀均勻體， 其長度與垂直于其長度的橫截面的寬度之比大。纖維的橫截面可為任 何形狀，但通常為圓形。本文中，術(shù)語"絲"或"長絲"與術(shù)語"纖維"可 互換使用。
本文使用的術(shù)語"短纖維"是指切成所需長度或拉斷的纖截面的寬度之比的天然存在的纖維。長度可從約0.1英寸至數(shù)英尺不 等。在一些實施方案中，長度為0.1英寸至約8英寸。將人造短纖維 切成適于在棉、毛或精紡紗紡紗設備上加工的長度。
短纖維可具有(a)基本均勻的長度、(b)可變或無規(guī)的長度或 (c)短纖維子集具有基本均勻長度而其他子集中的短纖維具有不同的 長度，將各子集中的短纖維混合在一起形成基本均勻的分布。
在一些實施方案中，合適的短纖維長度為1-30厘米。通過 短切法制備的短纖維的纖維長度為1-6厘米。
可通過任何方法制備短纖維?？赏ㄟ^^立斷連續(xù)纖維形成短 纖維，使得短纖維具有作為巻曲的變形部分。可使用旋轉(zhuǎn)切割機或 截切機從連續(xù)直纖維切下短纖維得到直的(即非巻曲的)短纖維，或再 從沿著短纖維長度具有鋸齒形巻曲(巻曲(或重復彎曲)頻率不到8個 巻曲/厘米)的巻曲連續(xù)纖維切下短纖維。
可通過在拉斷工序中使一束長絲斷裂產(chǎn)生質(zhì)量隨機變化 的纖維來制備拉斷短纖維，所述拉斷工序具有一個或多個規(guī)定距離的 斷裂區(qū)，所述拉斷短纖維的平均切斷長度受到斷裂區(qū)調(diào)節(jié)控制。
可采用本領域中眾所周知的傳統(tǒng)長短纖維環(huán)錠紡紗法將 本發(fā)明短纖維轉(zhuǎn)變成紗。就短纖維而言，通常使用棉紡體系將長度為 3/4英寸至2-1/4英寸(即1.9-5.7cm)的纖維紡紗。就長纖維而言，通常 使用精紡或毛紡體系將至多6-1/2英寸(即16.5cm)的纖維紡紗。然而， 這并不局限于環(huán)錠紡，因為紗線還可采用噴氣紡、自由端紡紗和將短纖維轉(zhuǎn)變成有用紗的許多其他紡紗法進行紡制。
通常拉斷短纖維的長度至多7英寸(即17.8cm)長且可采用 傳統(tǒng)拉斷絲束成條短纖維法制備。最大長度至多約20英寸(即51cm) 的短纖維可通過例如在PCT專利申請WO 0077283中所述的方法制 備。可通過采用氣流噴射進行長絲纏結(jié)將纖維壓結(jié)成短纖紗，制備強 度為3-7克/分特的紗線。這些紗線可具有復捻，也就是說，它們可在 成形后經(jīng)過加捻來賦予所得紗更大的強度，在這種情況下，強度可為 10-18克/旦尼爾(即9-17g/dtex)。拉斷短纖維通常不需要巻曲，這是由 于拉斷法賦予所得纖維一定程度的巻曲。
術(shù)語"長絲，，是指具有較小直徑的柔軟纖維，其長度比短 纖維長。長絲纖維和長絲的復絲可通過本領域技術(shù)人員眾所周知的方 法制備。
本發(fā)明的織物可具有許多結(jié)構(gòu)，包括^f旦不局限于針織或枳j 織織物或非織造結(jié)構(gòu)。這種織物結(jié)構(gòu)對本領域技術(shù)人員而言是眾所周 知的。
"非織造"織物是指纖維網(wǎng)，包括單向(如果包含在基質(zhì)樹脂 內(nèi))、氈、纖維絮墊等。
"織造"織物是指采用任何織物組織如平紋組織、四經(jīng)破 緞紋、方平組織、緞紋組織、斜紋組織等的機織織物。認為平紋和斜 紋組織是本行業(yè)中最常用的組織。
本發(fā)明利用聚吡啶并雙咪唑纖維。這種纖維為高強度的剛 性棒狀聚合物。所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘度為至少 20dl/g或至少25dl/g或至少28dl/g。這種纖維包括PIPD纖維(也^f皮稱 為M5⑧纖維，該纖維由聚[2,6-二咪唑并[4,5-1):4,5《]吡啶亞基-1,4-(2，5-二羥基)亞苯基]制成)。PIPD纖維基于以下結(jié)構(gòu)<formula>formula see original document page 9</formula>
聚p比啶并雙咪唑纖維與公知的市售PBI纖維即聚苯并咪唑 纖維的區(qū)別在于聚苯并咪唑纖維為聚聯(lián)苯并咪唑。聚聯(lián)苯并咪唑纖維 不是剛性棒狀聚合物，并且與聚吡啶并雙咪唑比較，具有低纖維強度 和低拉伸模量。
已報道PIPD纖維能夠具有約310GPa(2100克/旦尼爾)的平 均模量和至多約5.8GPa(39.6克/旦尼爾)的平均強度。這些纖維已由 Brew等人，Composites Science and Technology 1999， 59, 1109; Van der Jagt和Beukers, Polymer 1999, 40, 1035; Sikkema, Polymer 1998， 39， 5981; Klop和Lammers， Polymer, 1998, 39， 5987; Hageman 等人，Polymer 1999， 40， 1313描述。
制備剛性棒狀聚吡啶并咪唑聚合物的 一種方法詳細公開 于授權(quán)予Sikkema等人的美國專利5,674,969。聚吡啶并咪唑聚合物 可通過干燥各種成分的混合物與多磷酸(PPA)溶液的反應制得。干燥 成分可包括形成吡啶并雙咪唑的單體和金屬粉末。制備用于本發(fā)明織 物的剛性棒狀纖維所用的聚吡啶并雙咪唑聚合物應具有至少25個且優(yōu)選至少ioo個重復單元。
按照本發(fā)明意圖，聚吡啶并咪唑聚合物的相對分子量適合 由以下方法表征，用適合溶劑(如曱磺酸)將聚合物產(chǎn)物稀釋到聚合物 濃度為0.05g/dl，并且在3(TC測定一個或多個稀溶液的粘度。本發(fā)明 的聚吡啶并咪唑聚合物的分子量的大小適合通過測定一個或多個稀 溶液的粘度來監(jiān)測并且與之成對應關系。因此，通常通過測定稀溶液的相對粘度("Vrel"或"rirer，或"nren和比濃對數(shù)粘度("Vmh"或"T!她"或 "n,nh")來監(jiān)測聚合物分子量。稀聚合物溶液的相對粘度和比濃對數(shù)粘度根據(jù)以下表達式關聯(lián) Vinh=/"(Vrel)/C，其中/"為自然對數(shù)函數(shù)，C為聚合物溶液的濃度。Vrd為聚合物溶液 粘度與不含聚合物的溶劑粘度的無量綱比值，因此，Vinh用濃度倒數(shù)的單位表示，通常為分升/克("dl/g")。因此，在本發(fā)明的某些方面，于本發(fā)明較高分子量聚合物產(chǎn)生粘性聚合物溶液，因此可采用聚合物在甲磺酸中濃度為約0.05g/dl的聚合物/甲磺酸溶液以在合理時間內(nèi)測定比濃對數(shù)粘度。
本發(fā)明所用的形成吡啶并雙咪唑的示例性單體包括 2,3，5,6-四氨基吡啶和各種酸，包括對苯二曱酸、聯(lián)-(4-苯曱酸)、氧聯(lián) -(4-苯甲酸)、2,5-二羥基對苯二甲酸、間苯二曱酸、2,5-吡啶二甲酸、 2，6-萘二甲酸、2,6-*啉二甲酸或其任何組合。形成吡啶并雙咪唑的單 體優(yōu)選包括2,3,5,6-四氨基吡啶和2,5-二羥基對苯二甲酸。在某些實施 方案中，優(yōu)選形成吡啶并咪唑的單體經(jīng)磷酸化。石粦酸化的形成吡啶并 咪唑的單體優(yōu)選在多磷酸和金屬催化劑存在下聚合。
可用金屬粉末幫助構(gòu)建最終聚合物的分子量。金屬粉末一般包括鐵粉、錫粉、釩粉、鉻粉及其任何組合。
可使形成吡啶并雙°末唑的單體和金屬4分末混合，然后使混 合物與多磷酸反應以形成聚吡啶并咪唑聚合物溶液。如果需要，可將另外的多磷酸加入到聚合物溶液。通常將聚合物溶液通過模具或噴絲 頭擠出或紡絲以制備或紡成長絲。
"芳族聚酰胺"是指其中至少85。/。的酰胺(-CO-NH-)鍵與 兩個芳環(huán)直接相連的聚酰胺。合適的芳族聚酰胺纖維見述于W. Black 等人的Man-Made Fibers - Science and Technology(人造纖維 一 牙牛學與 技術(shù))，第2巻，題為Fiber-Forming Aromatic Polyamides(形成纖維的 芳族聚酰胺)的部分，第297頁，Interscience Publishers, 1968。芳族美國專利4,172,938; 3，869,429; 3,819,587; 3,673,143; 3,354,127;和3,094,511。添加劑可與芳族聚酰胺一起4吏 用，且發(fā)現(xiàn)至多10%重量的其他聚合物材料可與芳族聚酰胺共混，或 者可使用含有10。/。的其他二胺替代芳族聚酰胺的二胺或含有10%的 其他二酰氯替代芳族聚酰胺的二酰氯的共聚物。
—種優(yōu)選的芳族聚酰胺為聚對芳酰胺，且聚(對亞苯基對苯 二曱酰胺)(PPD-T)為優(yōu)選的聚對芳酰胺。"PPD-T"是指由對苯二胺 與對苯二甲酰氯大致等摩爾聚合得到的均聚物以及由結(jié)合有少量其他二胺的對苯二胺與結(jié)合有少量其他二酰氯的對苯二甲酰氯得到的 共聚物。作為一般的原則，其他二胺和其他二酰氯的用量可至多為對 苯二胺或?qū)Ρ蕉柞Ｂ鹊募s10%摩爾，或者可稍高，條件僅是其他二 胺和二酰氯不具有影響聚合反應的活性基團。PPD-T還指結(jié)合其他芳 族二胺和其他芳族二酰氯(例如2,6-萘二甲酰氯或氯對苯二曱酰氯或 二氯^t苯二甲酰氯(chloro國or dichloro terephthaloyl chloride)或3,4'-二 氨基二苯醚)得到的共聚物。 一種合適的聚對芳酰胺由納幕爾杜邦公 司(E.I. du Pont de Nemours and Company)銷售，商品名為KEVLAR 。 在一些實施方案中，所述芳族聚酰胺可為聚間芳酰胺(meta-ammid), 且聚(間亞苯基間苯二曱酰胺)為優(yōu)選的聚間芳酰胺。 一種合適的聚間 芳酰胺由納幕爾杜邦公司(E.I. du Pont de Nemours and Company)銷 售，商品名為NOMEX⑧。
作為本發(fā)明某些特別有用實施方案的說明，阻燃服裝可實 質(zhì)上具有一層，該層為外層面料，這種服裝例如消防隊員或軍人用的 跳傘服。這種服裝通常用在消防隊員服裝上，且可用于跳傘進入某區(qū) 域來樸滅森林火災。
在本發(fā)明的其他實施方案中，所述阻燃服裝為多層服裝， 這種多層服裝具有例如在美國專利5,468,537中所公開的通用結(jié)構(gòu)， 該專利通過引用結(jié)合到本文中。這種服裝通常具有三層或三種類型的 織物結(jié)構(gòu)，各層或織物結(jié)構(gòu)具有不同的作用。存在為消防戰(zhàn)士提供阻ii燃防護并作為主要防火物的外層面料。與外層面料相鄰的是濕氣阻擋 層，該阻擋層通常為液體阻擋層，但可選擇阻擋層允許濕氣通過阻擋層。在纖維非織造或織造聚間芳酰胺組織稀松織物上的Gore-Tex PTFE膜或Neoprene⑧膜的層壓材料為通常用于該結(jié)構(gòu)的濕氣阻擋層。 與濕氣阻擋層相鄰的是耐熱襯里，耐熱襯里通常包括附著在內(nèi)層面料 上的耐熱纖維絮墊。濕氣阻擋層使耐熱村里保持干燥，耐熱襯里保護 穿戴者免受來自火的熱脅迫或穿戴者感到的熱威脅。
基于兩種纖維為IOO重量份計算，本發(fā)明服裝的外層面料 具有30-70重量份聚吡啶并雙咪唑纖維和30-70重量份芳族聚酰胺纖 維。認為該組成范圍提供了兩種纖維的最佳性能組合，將聚吡啶并雙 咪唑纖維的高性能和高成本與芳族聚酰胺纖維的較低模量和較低成 本組合，提供的服裝織物既耐用、高性能又成本合理。在一些優(yōu)選實 施方案中，基于兩種纖維為IOO重量份計算，本發(fā)明服裝的外層面料 的組成范圍為40-60重量份聚吡啶并雙咪唑纖維和40-60重量份芳族 聚酰胺纖維。
本發(fā)明的服裝具有改進的外層面料。聚吡啶并雙咪唑紗通 常具有非常高的拉伸4莫量，通常為約600-2300克/旦尼爾。在用于服 裝的一些優(yōu)選實施方案中，拉伸^t量為1000-1800克/旦尼爾。在許多 情況下，具有高拉伸模量的紗轉(zhuǎn)變?yōu)檩^硬的織物，因此，完全由高模 量聚吡啶并雙咪唑紗制備的織物將反映該纖維的高拉伸模量。在一些 優(yōu)選實施方案中，所述芳族聚酰胺纖維為聚對亞苯基對苯二甲酰胺， 且這種類型的纖維用于拉伸模量為約400-900克/旦尼爾，優(yōu)選 400-600克/旦尼爾的服裝。在其他實施方案中，所述芳族聚酰胺纖維 為聚間亞苯基間苯二甲酰胺，且這種類型的纖維的拉伸模量小于約 100克/旦尼爾，通常為約50-90克/旦尼爾。因此，在大多數(shù)優(yōu)選實施 方案中，芳族聚酰胺纖維的拉伸模量小于聚吡啶并雙咪唑纖維的拉伸 模量。這樣確?？椢锿ǔ＞哂休^低硬度，因此比完全由高模量聚吡啶 并雙。米唑纖維制成的織物更柔專欠。
比起由聚對亞苯基對苯二甲酰胺和聚聯(lián)苯并咪唑纖維的組合制成的現(xiàn)有技術(shù)外層面料，當在外層面料中與聚吡啶并雙咪唑纖 維一起使用的芳族聚酰胺纖維為高韌度纖維(例如聚對亞苯基對苯二 甲酰胺纖維)時，與高強度聚吡啶并雙咪唑纖維的組合確保所得到的 阻燃織物具有較高的強度。當在外層面料中與聚吡啶并雙咪唑纖維一 起使用的芳族聚酰胺為較低模量芳族聚酰胺纖維(例如聚間亞苯基間 苯二甲酰胺)時，與聚吡啶并雙咪唑纖維的組合確保所得到的織物非 常柔軟且具有高阻燃性。
在本發(fā)明的一個^尤選實施方案中，外層面料為織造物。 可使用纖維的均勻混合物的短纖紗將纖維結(jié)合到外層面料中。術(shù)語 "均勻混合物"是指混合物中的各種短纖維形成相當均勻的纖維混合 物。如果需要，其他短纖維可與短纖維的這種相當均勻的混合物合 并?？赏ㄟ^本領域已知的各種方式進行共混，包括將多筒連續(xù)絲退 巻同時切斷所述兩種或多種纖維來形成切斷短纖維的混合物的方 法；或包括打開不同短纖維包，然后開松并混合開松機、混合器和 梳理機中的各種纖維的方法；或形成各短纖維長條，然后進一步加 工成混合物，如在梳理機中形成纖維混合物長條的方法。制備均勻 纖維混合物的其他方法是可能的，只要各種不同纖維相當均勾地分 布于混合物中。如果采用所迷混合物制備紗線，所得紗也具有相當 均勻的短纖維混合物。通常，在最優(yōu)選實施方案中，將各短纖維開 松或分開至纖維加工成有用織物的通常程度，從而由于短纖維沒開 松好導致纖維結(jié)或粗結(jié)和其他主要缺陷存在的量不會降低最終織物 質(zhì)量。
或者，本發(fā)明一些織造織物可通過將各條聚吡咬并雙咪唑 纖維短纖紗和各條芳族聚酰胺纖維短纖紗一起機織來制備。這可通過若干方式實現(xiàn)，如將兩種不同短纖紗合股在一起或通過將一種短纖維 織入經(jīng)紗和將另一種短纖維織入煒紗來織成織物的一部分。
或者，本發(fā)明一些織造織物可采用復絲連續(xù)紗制備，所述復絲為不同長絲的混合物，或如上針對不同短纖紗所述，采用各條不 同復絲紗織造。
本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)具有內(nèi)層耐熱襯里、液體阻擋層和 外層面料的阻燃服裝的方法，所述方法包括將外層面料結(jié)合到服裝 中，所述外層面料包含30-70重量份聚吡啶并雙咪唑纖維和70-30重 量份芳族聚酰胺纖維，所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘度大于 20dl/g。在一些優(yōu)選實施方案中，所述聚吡啶并雙咪唑纖維包括聚[2,6-二咪唑并[4,5-b:4,5-e]吡啶亞基-l，4-(2,5-二羥基)亞苯基]，所述芳族聚 酰胺纖維包括聚(對亞苯基對苯二曱酰胺)。測試方法
耐熱防護性能測試(TPP)。使用"耐熱防護性能測試"NFPA 2112(稱為"TPP")測定織物在熱和火焰中的預定防護性能。將火焰以 特定的熱通量(通常為84kW/m"朝向水平安裝的織物的一部分。該試 驗在織物與熱源之間無間隔的情況下，使用銅塊量熱儀(copper slug calorimeter)測定從熱源通過試樣的傳導熱能。用Stoll & Chianta, "Transactions New York Academy Science" , 1971， 33,第649頁提 出的簡化模型中達到預定的二度皮膚燒傷所需的時間來表征試驗終 點。在該試驗中樣品的該值(稱作TPP值)為達到該終點所需的總熱能， 或者達到預定燒傷的直接熱源暴露時間與入射熱通量的乘積。TPP值 越高，說明隔熱性能越好。實施例
通過以下實施例來說明本發(fā)明，但不局限于此。 實施例1
制備防熱耐用織物，所述織物的經(jīng)、煒環(huán)錠紡紗線中都具 有聚對芳酰胺纖維、聚吡啶并雙咪唑短纖維和抗靜電短纖維的均勻混 合物。聚對芳酰胺短纖維由聚(對亞苯基對苯二甲酰胺)(PPD-T)聚合物制成，由杜邦公司(DuPont)銷售以商標為Kevlar 29的纖維銷售；聚 吡f定并雙咪唑短纖維由PIPD聚合物制成，由Magellan Systems International公司以商標為1^5@的纖維銷售；抗靜電短纖維具有尼龍 皮和碳芯，并作為P-140尼龍纖維(得自Invista)為人們所知。
通過常規(guī)棉紡設備制備和加工38%重量聚吡咬并雙咪唑、 60%重量聚對芳酰胺和2%重量抗靜電纖維的清棉機混合物條，然后 采用環(huán)錠細紗機紡紗成捻度系數(shù)為4.0、單紗支數(shù)為約21特(28英制 棉紗支數(shù))的短纖紗。然后在合股機上將兩單紗合股來制備雙股紗。 采用類似方法和相同捻度及混合比，制備24特(24英制棉紗支數(shù))紗 以用作綿紗。同上，將兩股單紗合股成雙股紗。
然后將聚對芳酰胺/聚吡啶并雙咪唑/抗靜電紗混紡紗用 作經(jīng)紗和綿紗并在有梭織機上織成織物，制備具有2xl斜紋組織和 26經(jīng)紗xl7綿紗/cm(72經(jīng)紗x52綿紗/英寸)結(jié)構(gòu)和基重為約 215g/m、6.5oz/y(f)的坯布。然后在熱水中洗凈所得斜紋坯布并低張力 干燥。接著采用堿性染料將洗凈織物噴射染色。成品織物的基重為約 231g/m2(7oz/yd2)。
然后將成品織物用作三層復合織物的外層面料，所述三層 復合織物還包括濕氣阻擋層和耐熱襯里。所述濕氣阻擋層為具有無紡 MPD-I/PPD-T纖維基底(2.7oz/yd2)的Goretex(0.5-0.8oz/yd2)，耐熱襯里 為縫到3.2oz/yd2MPD-I短纖維稀紗布上的三層射流噴網(wǎng)法基重為 1.5oz/yf的片。當將復合織物試樣暴露于耐熱防護性能測試(TPP)的火 焰時TTP值高。實施例2
或者，通過將所述織物按照圖案裁剪成織物形狀并將這些 形狀縫在一起形成用作工業(yè)防護服的防護連衣褲，將實施例1的成品 織物制備成防護制品，包括服裝。同樣，將該織物裁剪成織物形狀并 將這些形狀縫在一起來制成包括防護衫和防護褲的防護服組合。如果需要，將所述織物裁剪并縫合來制備其他防護服組成部分如頭巾、袖 子和圍裙。實施例3如實施例1所公開的，制備包含60%重量聚對芳酰胺短纖維和40%聚吡啶并雙咪唑短纖維的織物，所迷聚對芳酰胺短纖維由聚(對亞 苯基對苯二甲酰胺)(PPD-T)聚合物制成，由杜邦公司(DuPont)以商標 為Kevlar 29的纖維銷售；所述聚吡啶并雙咪唑短纖維由PIPD聚合 物制成的，由Magellan Systems International公司以商標為]\45@的纖 維銷售，但是，該織物不包含任何抗靜電纖維。該織物的基重為約 242g/m2(7.14oz/yd2)，使用2cal/cm2/sec的入射熱通量，使用TPP測試， 達到預定的二級皮膚燒傷所需的時間為7.03秒。TPP計算值(能量)為 l楊cal/cm2。實施例4重復實施例3,但是用聚間芳酰胺短纖維代替60%重量PPD-T 纖維，所述聚間芳酰胺短纖維由聚(間亞苯基間苯二曱酰胺)(MPD-I) 聚合物制成，由杜邦公司(DuPont)以商標為Nomex⑧的纖維銷售，織 物的基重為約260g/m2(7.68oz/yd2)，使用2cal/cm2/sec的入射熱通量， 使用TPP測試，達到預定的二級皮膚燒傷所需的時間為7.01秒。TPP 計算值(能量)為14.02cal/cm2。中來。 、 )
權(quán)利要求
1.一種具有外層面料的阻燃服裝，所述外層面料包含30-70重量份比濃對數(shù)粘度大于20dl/g的聚吡啶并雙咪唑纖維，和30-70重量份芳族聚酰胺纖維。
2. 權(quán)利要求1的阻燃服裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比 濃對數(shù)粘度大于25dl/g。
3. 權(quán)利要求1的阻燃服裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比 濃對數(shù)粘度大于28dl/g。
4. 權(quán)利要求1的阻燃服裝，所述外層面料包含 40-60重量份聚吡啶并雙。木唑纖維，和40-60重量份芳族聚酰胺纖維。
5. 權(quán)利要求1的阻燃服裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑或芳族聚 酰胺纖維為短纖維。
6. 權(quán)利要求5的阻燃服裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑為聚[2,6-二咪唑并[4，5-b:4,5-e]吡啶亞基-l,4-(2,5-二羥基)亞苯基〗。
7. 權(quán)利要求1的阻燃服裝，其中所述芳族聚酰胺纖維為聚對芳 酰胺纖維。
8. 權(quán)利要求7的阻燃服裝，其中所述聚對芳酰胺纖維包括聚(對 亞苯基對苯二甲酰胺)聚合物。
9. 權(quán)利要求1的阻燃服裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑或芳族聚 酰胺纖維為長絲。
10. —種阻燃服裝，所述阻燃服裝依次包含a) 內(nèi)層耐熱襯里，b) 液體阻擋層，和c) 外層面料， 所述外層面料包含30-70重量份比濃對數(shù)粘度大于20dl/g的聚吡啶并雙咪唑纖維，和30-70重量份芳族聚酰胺纖維。
11. 權(quán)利要求io的阻燃;i裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑纖維的比濃對數(shù)粘度大于25dl/g。
12. 權(quán)利要求10的阻燃月艮裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑纖維的 比濃對數(shù)粘度大于28dl/g。
13. 權(quán)利要求10的阻燃服裝，其中所述外層面料包含 40-60重量份聚吡啶并雙咪唑纖維，和40-60重量份芳族聚酰胺纖維。
14. 權(quán)利要求10的阻燃服裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑或芳族 聚酰胺纖維為短纖維。
15. 權(quán)利要求14的阻燃>^裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑聚合物 為聚[2,6-二咪唑并[4,5-b:4,5-e]吡啶亞基-l,4-(2,5-二羥基)亞苯基]。
16. 權(quán)利要求10的阻燃^)良裝，其中所述芳族聚酰胺纖維為聚對 芳酰胺纖維。
17. 權(quán)利要求17的阻燃服裝，其中所述聚對芳酰胺纖維包括聚 (對亞苯基對苯二甲酰胺)聚合物。
18. 權(quán)利要求10的阻燃月艮裝，其中所述聚吡啶并雙咪唑或芳族 聚酰胺纖維為長絲。
19 一種生產(chǎn)具有內(nèi)層耐熱襯里、液體阻擋層和外層面料的阻燃服裝的方法，所述方法包括將外層面料結(jié)合到服裝中，所述外層面料 包含'40-60重量份聚吡啶并雙^5)1唑纖維，和 40-60重量份芳族聚酰胺纖維。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述聚吡啶并雙咪唑纖維包括聚 [2,6-二咪唑并[4,5-b:4,5-e]吡啶亞基-l,4-(2,5-二羥基)亞苯基]，所述芳 族聚酰胺纖維包括聚(對亞苯基對苯二甲酰胺)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有外層面料的阻燃服裝，所述外層面料包含30-70重量份比濃對數(shù)粘度大于20dl/g的聚吡啶并雙咪唑纖維和30-70重量份芳族聚酰胺纖維。
文檔編號A41D31/00GK101330845SQ200680047228
公開日2008年12月24日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者R·H·朱, R·楊 申請人:納幕爾杜邦公司