專利名稱：含有彈性尼龍的抗切割、耐磨纖維構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高抗切割且耐磨的纖維構(gòu)造，它包含非復(fù)合的對(duì)位芳族聚酰胺單紗和彈性尼龍單紗的特殊構(gòu)造。該構(gòu)造可用于制造防護(hù)服。
相關(guān)技術(shù)芳族聚酰胺，更具體地說，對(duì)位芳族聚酰胺是比較新的一類材料，可應(yīng)用于機(jī)械和熱保護(hù)領(lǐng)域。高切割保護(hù)性能可由對(duì)位芳族聚酰胺纖維制成的紡織組配件獲得。因此，對(duì)位芳族聚酰胺纖維常常被用于制造工業(yè)工人、消防員、運(yùn)動(dòng)員、軍官和警官的防護(hù)服。
對(duì)位芳族聚酰胺纖維的一個(gè)缺點(diǎn)是，由于其原纖化傾向它們往往受到耐磨性較低的困擾。此種遜色的耐磨性所帶來的危險(xiǎn)是防護(hù)服的切割性能隨著使用時(shí)間的推移而下降。在此種防磨損和摩擦保護(hù)以及因而低磨耗的領(lǐng)域，尼龍具有優(yōu)勢(shì)，但它們不能提供足夠的切割性能。
仍需要提供一種既具有高和耐久切割性能又具有非常高的耐磨性的材料。
有許多因素影響織物的耐磨性。耐磨性能可通過纖維成分的類型、纖維性質(zhì)、紡織構(gòu)造、單位面積織物質(zhì)量、單位體積的纖維數(shù)目或纖維束內(nèi)部纖維成分的松弛裕量等因素的選擇來調(diào)節(jié)。經(jīng)常是，耐磨材料在給定含抗切割成分構(gòu)造中的加入往往以犧牲抗切割性為代價(jià)來換取更高的耐磨性能。
U.S.5,319,950公開一種增強(qiáng)成分，它是一種由螺旋尼龍加捻紗外面包纏另一種尼龍加捻紗制成的復(fù)合紗，此種增強(qiáng)成分與本體紗是按照打辨編成的關(guān)系編織的。此種紗線的制造既復(fù)雜又需要幾個(gè)步驟。而且，如此獲得的增強(qiáng)織物在抗切割方面仍不盡人意。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，將特殊纖維成分結(jié)合到特殊組織式樣中就可制成非常高抗切割和高耐磨的纖維構(gòu)造。具體地說，與同樣纖維成分但分開加入或結(jié)合成不同組織式樣相比，可以達(dá)到相同抗切割水平和更高耐磨水平。
值得指出的是，纖維成分的獨(dú)立性及供纖維松弛的相對(duì)移動(dòng)性和空間裕量乃是本發(fā)明所發(fā)現(xiàn)的維持高切割性能和顯著提高耐磨性所必需的關(guān)鍵所在。
發(fā)明概述本發(fā)明一個(gè)方面是一種纖維構(gòu)造，它包含保持彼此平行關(guān)系的至少一種非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗和至少一種彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗，其中相對(duì)于構(gòu)造的重量而言，非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗在構(gòu)造中以約20％～約99.9wt％的數(shù)量存在。
本發(fā)明另一個(gè)方面是提供具有高抗切割和耐磨性的纖維構(gòu)造的方法，包括a)提供至少一種非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗和至少一種彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗的單紗，b)將單紗喂入到針織機(jī)或編織機(jī)而不預(yù)先并線，和c)針織或機(jī)織纖維構(gòu)造而不改變這些單紗喂入到機(jī)器中時(shí)的順序，在整個(gè)針織或機(jī)織過程期間這些單紗保持彼此平行。
本發(fā)明另一個(gè)方面是制造上述構(gòu)造的方法，包括加工處于彼此平行關(guān)系的非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗和彈性尼龍單紗的步驟。
本發(fā)明另一個(gè)方面是一種高抗切割和耐磨的防護(hù)服，特別是由上述纖維構(gòu)造制成的手套、圍裙或袖套。
本發(fā)明纖維構(gòu)造具有高耐磨性。它也具有非常高的抗切割性能。憑借本發(fā)明的構(gòu)造，可以制造高抗切割和耐磨防護(hù)服，像工作手套。由本發(fā)明纖維構(gòu)造制成的手套舒服并且使用者戴上手套不喪失其手的天然靈巧性。
本發(fā)明纖維構(gòu)造也可用于防彈領(lǐng)域它具有非常好的抗剌穿能力。
附圖簡(jiǎn)述

圖1A是本發(fā)明針織方法的示意圖，表示單紗的平行并線。
圖1B是進(jìn)入針織機(jī)之前單紗平行并線的局部放大視圖。
圖2是本發(fā)明彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗的組成示意圖。
發(fā)明詳述參見圖1A和圖1B，總共4根單紗，即例如2根非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗(1)和(4)，1根彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗(2)和1根非彈性尼龍單紗(3)，以平行關(guān)系針織在一起單紗不經(jīng)預(yù)先并線就喂入到針織機(jī)(5)中。諸單紗喂入到針織機(jī)的針中的順序在整個(gè)針織過程期間保持不變。
參見圖2，彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗(6)由彈性體芯紗(7)構(gòu)成，該芯紗外面第一次由尼龍紗(8)沿S方向包纏。該包纏的纖維隨后被另一根尼龍紗(9)第二次沿反向(方向Z)包纏。
詳細(xì)描述這里所用“纖維構(gòu)造”包括包含纖維材料的二或三維構(gòu)造。優(yōu)選的是，此種構(gòu)造包括針織物、機(jī)織物、無緯單向紡織品、非織造布和/或其組合。所謂“組合”是指例如可借助任何組配方法，像縫合、膠粘、縫編等將不同性質(zhì)和/或組織的構(gòu)造組配在一起，或者處于或者不處于同一平面，成為多層構(gòu)造。所謂“非織造布”是指被結(jié)合到聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、酚、環(huán)氧樹脂、聚酯或其混合物的粘結(jié)基質(zhì)上的纖維材料。
這里所用“纖維材料”包括無端纖維，如長絲、短纖維構(gòu)造、短切斷纖維、微纖維、復(fù)絲、繩索、紗線、纖維、漿粕。纖維可制成短纖維構(gòu)造的紗線，該短纖維構(gòu)造可以被紡成短纖維，紡成無端纖維的紗線或者紡成牽切紗，后一種紗可被描述為介于短纖維與連續(xù)紗線之間的中間狀態(tài)紗線。
這里所用“單紗”指一種纖維材料的有序組配體，它有高長徑比，優(yōu)選長度是直徑的至少1000倍。單紗可以是圓形、扁平的或可以具有其它斷面形狀或者可以是中空纖維?！胺菑?fù)合單紗”是指簡(jiǎn)單的一根單紗，而不是并線的單紗，例如共捻的單紗、共變形的單紗、交絡(luò)的單紗、包芯紗及其組合。
本發(fā)明的構(gòu)造包含至少一種非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗。
芳族聚酰胺是這樣的聚合物，它部分、大部分或完全由通過脲橋連接，或者任選地，另外還通過其它橋聯(lián)結(jié)構(gòu)連接的芳環(huán)構(gòu)成。此種芳族聚酰胺的結(jié)構(gòu)可用下面的重復(fù)單元通式闡明(-NH-A1-NH-CO-A2-CO)n其中A1和A2相同或不同，代表芳族和/或多芳族和/或雜芳族環(huán)，環(huán)上還可進(jìn)一步取代。典型的A1和A2可彼此獨(dú)立地選自1，4-亞苯基、1，3-亞苯基、1，2-亞苯基、4，4′-亞聯(lián)苯基、2，6-亞萘基、1，5-亞萘基、1，4-亞萘基、苯氧基苯基-4，4’-二基、苯氧基苯基3，4′-二基、2，5-亞吡啶基和2，6-亞喹啉基，其上還可不取代或取代上一個(gè)或多個(gè)可包含鹵素、C1～C4烷基、苯基、烷氧羰基、C1～C4-烷氧基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基和磺?；娜〈?。-CONH-基團(tuán)也可換成羰基-酰肼(-CONHNH-)基團(tuán)、偶氮或氧化偶氮基團(tuán)。
這些芳族聚酰胺一般通過二酰氯或相應(yīng)的二酸與二胺的聚合反應(yīng)制備。
芳族聚酰胺的例子是聚間苯二甲酰間苯二胺和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺。
其它合適的芳族聚酰胺具有下列結(jié)構(gòu)(-NH-Ar1-X-Ar2-NH-CO-Ar1-X-Ar2-CO-)n其中X代表O、S、SO2、NR、N2、CR2、CO。
R代表H、C1～C4-烷基，而Ar1和Ar2，可相同或不同，選自1，2-亞苯基、1，3-亞苯基和1，4-亞苯基，且其中至少一個(gè)氫原子可被鹵素和/或C1～C4-烷基取代。
另一些有用的聚酰胺公開在美國專利4,670,343中，其中芳族聚酰胺是共聚酰胺，其中優(yōu)選全部A1和A2的至少80mol％是1，4-亞苯基和苯氧基苯基-3，4’-二基，后者可以也可以不被取代，并且苯氧基苯基-3，4’-二基的含量介于10％～40mol％。
添加劑可用于芳族聚酰胺并且，事實(shí)上，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，最高高達(dá)10wt％其它聚合物材料可與芳族聚酰胺進(jìn)行摻混，或者可采用具有多達(dá)10％用于替代芳族聚酰胺的二胺的其它二胺或者多達(dá)10％用于替代芳族聚酰胺的二酰氯的其它二酰氯的共聚物。
本發(fā)明的非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗優(yōu)選具有等于或小于5％的伸長，按照ASTM D885-98測(cè)定。優(yōu)選的是，對(duì)位芳族聚酰胺單紗具有約10～約2500g/den(克/旦)，優(yōu)選約1000～約2500g/den的模量，和約3～約50g/den，優(yōu)選約3～約38g/den的強(qiáng)度。模量和強(qiáng)度都是按照ASTM D 885-98方法測(cè)定的。
本發(fā)明的構(gòu)造可包含幾根對(duì)位芳族聚酰胺單紗。在此種情況中，這些單紗彼此獨(dú)立。相對(duì)于構(gòu)造總重量而言，對(duì)位芳族聚酰胺單紗在本發(fā)明構(gòu)造中以約20～約99.9％，優(yōu)選約30％～約70wt％的數(shù)量存在。
單紗一般采用空氣隙紡絲法，正如熟知的并且描述在美國專利3,767,756或4,340,559中的那樣，由各向異性紡絲液紡制。
本發(fā)明的第二單紗是彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗，由彈性體紗線芯外面包纏尼龍紗組成?！皬椥泽w紗線”在這里被用來指由或含彈性體的長絲構(gòu)成的紗線，它具有在反復(fù)拉伸至其原長的至少兩倍后迅速回復(fù)到其原長的能力。彈性體紗線包括聚氨酯為基礎(chǔ)的紗線，例如氨綸(spandex或elastane)。合適的彈性體紗包括由拜爾公司(Leverkusen，德國)以商品名″Dorlastan″銷售的產(chǎn)品，和由杜邦公司以商品名″Lycra″銷售的產(chǎn)品。
所謂“尼龍”是指由脂族聚酰胺聚合物制成的單紗。本發(fā)明中的合適的尼龍包括聚己二酰己二胺(尼龍66)、聚己內(nèi)酰胺(尼龍6)、聚丁內(nèi)酰胺(尼龍4)、聚(9-氨基壬酸)(尼龍9)、聚庚內(nèi)酰胺(尼龍7)、聚辛內(nèi)酰胺(尼龍8)和聚癸二酰己二胺(尼龍6，10)。優(yōu)選的尼龍是聚己二酰己二胺(尼龍66)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，尼龍單紗是變形單紗。所謂“變形單紗”是指一種曾經(jīng)經(jīng)過處理，像例如空氣噴射，以便使構(gòu)成單紗的本來平行的單絲發(fā)生交絡(luò)。
本發(fā)明優(yōu)選的尼龍單紗具有等于或小于18％的伸長和等于或小于10gpd(克/旦)的強(qiáng)度。該伸長和強(qiáng)度都按照ASTM D885-98測(cè)定。
尼龍單紗一般是由聚合物熔體通過毛細(xì)管擠出到氣態(tài)凍凝介質(zhì)中而紡制的。此種方法是熟知的。
合適的本發(fā)明尼龍單紗包括由杜邦公司(特拉華)以商品名″Cordura″銷售的產(chǎn)品。
彈性體紗線利用包纏、包芯或交絡(luò)等技術(shù)從外面包覆尼龍紗。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，彈性體紗線用尼龍紗沿S方向包纏第一次，隨后用另一種尼龍紗沿Z方向第二次包纏。
彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗優(yōu)選表現(xiàn)出等于或小于700％的伸長，按照ISO 2062測(cè)定。彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗優(yōu)選具有等于或小于6gpd(克/旦)的強(qiáng)度，按照ISO 2062測(cè)定。彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗優(yōu)選具有等于或大于400％的斷裂伸長，按照ISO 2062測(cè)定。
本發(fā)明構(gòu)造可包含幾根彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗。在此種情況中，這些單紗彼此獨(dú)立。
非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗和彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗在本發(fā)明構(gòu)造中保持為彼此平行關(guān)系。“平行”在這里用來指一根單紗沿其全長與任何其它單紗沿其全長之間的夾角近似于零。所有單紗保持彼此獨(dú)立和分開。它們不緊密摻混，它們不共捻在一起，它們不交絡(luò)、不纏結(jié)、不交織、不互混也不變形。一根不包纏另一根，它們不形成包芯纖維或皮芯。
在本發(fā)明纖維構(gòu)造的優(yōu)選實(shí)施方案中，非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗以約30％～約70wt％的數(shù)量存在，而彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗以約30％～約70wt％的數(shù)量存在，相對(duì)于構(gòu)造的重量而言。
除了上面描述的非復(fù)合芳族聚酰胺單紗和彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗之外，本發(fā)明構(gòu)造可包含附加的人造或天然單紗。這些附加單紗包括普通非彈性尼龍單紗、聚乙烯單紗、聚酯單紗、丙烯酸系單紗、乙酸酯單紗、間位芳族聚酰胺單紗、玻璃單紗、鋼單紗、陶瓷單紗、聚四氟乙烯單紗、纖維素單紗、棉單紗、絲單紗、毛單紗及其混合物。相對(duì)于構(gòu)造總重量而言，這些附加單紗可以約0.25wt％～約25wt％的數(shù)量存在，只要其在本發(fā)明構(gòu)造中的存在不對(duì)本發(fā)明構(gòu)造的特殊高耐磨和抗切割產(chǎn)生負(fù)面影響。這些附加單紗與任何其它存在于構(gòu)造中的單紗也保持平行關(guān)系。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，該構(gòu)造還包含至少一種不銹鋼紗線。優(yōu)選的是，該不銹鋼紗線的直徑介于約5μm～約150μm，更優(yōu)選介于約50μm～約60μm。在本發(fā)明另一種優(yōu)選實(shí)施方案中，該構(gòu)造還包含至少一種玻璃紗線。優(yōu)選的是，該玻璃紗線的直徑介于約5μm～約150μm，更優(yōu)選介于約10μm～約20μm。
本發(fā)明構(gòu)造表現(xiàn)出非常好的抗切割性。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明構(gòu)造表現(xiàn)出的按照如下描述測(cè)定的綜合歸一化指數(shù)CTPCPI.N等于或大于80g/mm，更優(yōu)選等于或大于90g/mm。本發(fā)明構(gòu)造還表現(xiàn)出非常好的耐磨性。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，該構(gòu)造表現(xiàn)出等于或大于6000次(循環(huán))的耐磨性，按照EN 388方法測(cè)定。在本發(fā)明更優(yōu)選的實(shí)施方案中，該構(gòu)造同時(shí)表現(xiàn)出等于或大于90的綜合歸一化指數(shù)，按如下所述測(cè)定，和等于或大于6000次的耐磨性，按照EN 388測(cè)定。
本發(fā)明構(gòu)造優(yōu)選地顯示中等重量，介于約200g/m2～約1500g/m2，優(yōu)選介于約300g/m2～約800g/m2，按照EN 388方法測(cè)定。
本發(fā)明構(gòu)造可按照任何經(jīng)典紡織方法制備，只要允許構(gòu)成構(gòu)造的單紗平行地排列針織、機(jī)織、無緯單向鋪置、用粘合基質(zhì)結(jié)合單紗成形為非織造布。例如，在針織或機(jī)織方法中，單紗直接喂入到針織機(jī)或編織機(jī)中，不經(jīng)任何種類的預(yù)并線。例如，在針織方法中，單紗喂入到針織機(jī)的針中的順序在整個(gè)針織過程中都保持不變。制造本發(fā)明構(gòu)造的優(yōu)選方法是針織方法。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，單紗是針織在一起的。
本發(fā)明構(gòu)造可用于制造手套、圍裙、袖套和任何要求高抗切割性和高耐磨性的防護(hù)服。
下面將參考實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
試驗(yàn)方法和實(shí)施例描述耐磨性在下面的實(shí)施例中，樣品的耐磨性按照標(biāo)準(zhǔn)歐洲方法EN388，1994-07，題為“防機(jī)械危險(xiǎn)防護(hù)手套”一節(jié)，小節(jié)6“耐磨性”測(cè)定。
儀器是Martindale磨損和磨耗試驗(yàn)儀，設(shè)計(jì)用來在織物表面與選擇的磨料之間在較低接觸壓力(9±0.2)kPa下沿連續(xù)改變的方向給出控制的磨耗量。圓形樣品抵住標(biāo)準(zhǔn)磨料玻璃紙(等級(jí)F2砂礫100質(zhì)量117)接受磨耗。
持續(xù)磨耗并在適當(dāng)間隔檢測(cè)樣品但不將它們從它們的夾具上取下。磨穿的情況用破損紗線數(shù)表征，記錄達(dá)到該破損所需要的平均循環(huán)次數(shù)并取6個(gè)樣品的平均值。
試驗(yàn)是在(23±2)℃和(50±5)％相對(duì)濕度條件下進(jìn)行的。
達(dá)到破損所需要的循環(huán)次數(shù)越多，樣品的耐磨性越高。
抗切割性在下面的實(shí)施例中，按照“防護(hù)服用材料的抗切割性能標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法”，ASTM標(biāo)準(zhǔn)F 1790-97測(cè)定抗切割性能。
在試驗(yàn)的實(shí)施中，刀刃在規(guī)定力下貫通安裝在圓柱形芯軸上的樣品劃過。在幾種不同力之下，記錄從開始接觸到切透所劃過的距離并作出力隨切透距離變化的曲線圖。從圖中確定在25.4mm和10mm的距離切透的力(g)并進(jìn)行歸一化，以確保刀片的一致性。這些歸一化的力在下文中被分別稱作NL1(25.4mm距離的)和NL2(10mm距離的)。刀片是不銹鋼切斷刀片，刀刃長70mm，曾在4N載荷條件下采用約(1.57±10％)mm厚和(50±5)邵爾硬度的氯丁橡膠片進(jìn)行了標(biāo)定。這是在試驗(yàn)的開始和結(jié)束時(shí)進(jìn)行的。每次測(cè)定，即每種載荷，采用一個(gè)新刀片。樣品是一塊50×100mm的矩形紡織品，沿45°斜放。芯軸是半徑為38mm的圓導(dǎo)電棒，樣品借助雙面膠粘帶安裝在它上面。刀刃是沿垂直于芯軸的縱軸橫跨芯軸上的紡織品劃過的。切透是由切刃與芯軸發(fā)生電氣接觸時(shí)記錄到的。分別對(duì)應(yīng)于25.4mm和10mm切口長度以克數(shù)表示的歸一化力NL1和NL2被作為抗切割力。
試驗(yàn)是在(23±2)℃和(50±5)％相對(duì)濕度條件下進(jìn)行的。
25.4mm的切口可歸入撕裂狀切口類，而10mm切口可歸入刺穿狀切口一類。這兩種類別屬于不同的切口長度-切口力關(guān)系區(qū)間，該關(guān)系是一種非線性曲線。因此，定義一種綜合指數(shù)是方便的，因?yàn)樗哂薪Y(jié)合這兩種行為的優(yōu)點(diǎn)。該指數(shù)以下被稱作綜合并撕刺切割性能指數(shù)，CTPCPI。它按照下列等式計(jì)算CTPCPI=[NL125.4+NL210]/2⇔[gmm]]]>該指數(shù)進(jìn)一步歸一化到織物組合物的恒定重量，以下選擇為800g/m2。該每平方米面積的質(zhì)量是對(duì)諸如工業(yè)用手套之類防護(hù)服應(yīng)用來說的一個(gè)現(xiàn)實(shí)數(shù)值。
該綜合歸一化指數(shù)以每毫米切口長度的克數(shù)給出。該指數(shù)越高，樣品的抗切割能力越高。
對(duì)于每一個(gè)實(shí)施例，測(cè)試12個(gè)樣品。結(jié)果是這12個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的平均值。
成分非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗A短纖維對(duì)位芳族聚酰胺紗，線密度714分特(dtex)，當(dāng)量Nm＝28/2(其中dtex＝10000/Nm)，由杜邦公司以商品名Kevlar芳族聚酰胺短纖維，型號(hào)970市售供應(yīng)。該合成短纖維是由按照現(xiàn)有技術(shù)對(duì)位芳族聚酰胺短纖紗生產(chǎn)用紡絲工藝紡制的38mm長對(duì)位芳族聚酰胺短纖維生產(chǎn)的。對(duì)位芳族聚酰胺短纖維是通過將每根(紗)由1000根1.5dpf(克/旦)(1.6dtex)長絲構(gòu)成的連續(xù)長絲對(duì)位芳族聚酰胺紗線切斷而獲得的。
非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗B短纖維對(duì)位芳族聚酰胺紗，線密度360分特(dtex)，當(dāng)量Nm＝28/1(其中dtex＝10000/Nm)，由杜邦公司以商品名Kevlar芳族聚酰胺短纖維，型號(hào)970市售供應(yīng)。該合成短纖維是由按照現(xiàn)有技術(shù)對(duì)位芳族聚酰胺短纖紗生產(chǎn)用紡絲工藝紡制的38mm長對(duì)位芳族聚酰胺短纖維生產(chǎn)的。對(duì)位芳族聚酰胺短纖維是通過將每根(紗)由1000根1.5dpf(克/旦)(1.6dtex)長絲構(gòu)成的連續(xù)長絲對(duì)位芳族聚酰胺紗線經(jīng)切斷而獲得的。
彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗A皮層用的纖維是尼龍單紗，在加工中將它充分地包纏在聚氨酯聚合物制成的芯纖維外。芯組分是100分特的杜邦公司以型號(hào)902C銷售的萊卡纖維。該芯纖維在加捻操作期間進(jìn)行外包纏，采用的包紗機(jī)(Hamel，由Saurer制造)設(shè)定在800轉(zhuǎn)每米捻度，同時(shí)充分控制芯萊卡纖維集中，并在加工期間被拉伸約4倍。該Cordura外包纏是按照使100％芯纖維受到包覆來進(jìn)行的。
為獲得更好的包覆，萊卡芯紗第一次是由180分特(Nm＝55/1)的Cordura單紗沿稱作S方向的第一方向即順時(shí)針方向進(jìn)行外包纏。第二Cordura180分特(Nm＝55/1)單紗隨后被用來沿與第一包覆相反的方向，稱作Z方向，即逆時(shí)針方向外包纏此前包纏的芯。第一和第二包覆單紗每一個(gè)的每米捻回?cái)?shù)的選擇是根據(jù)達(dá)到100％包覆的目標(biāo)決定的。該彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗的分特?cái)?shù)為約430分特。
尼龍單紗B尼龍66短纖紗，線密度370分特(dtex)，當(dāng)量Nm＝55/2(其中dtex＝10000/Nm)，由杜邦公司以商品名Cordura，型號(hào)200市售供應(yīng)。該合成短纖維是由按照現(xiàn)有技術(shù)脂族聚酰胺短纖紗生產(chǎn)用紡絲工藝紡制的38mm長脂族聚酰胺尼龍66短纖維生產(chǎn)的。該脂族聚酰胺短纖維是通過將由每根1.9dtex的長絲構(gòu)成的連續(xù)長絲紗切斷而獲得的。
尼龍單紗C尼龍66短纖紗，線密度180分特(dtex)，當(dāng)量Nm(支數(shù))＝55/1(其中dtex＝10000/Nm)，由杜邦公司以商品名Cordura，型號(hào)200市售供應(yīng)。該合成短纖維是由按照現(xiàn)有技術(shù)脂族聚酰胺短纖紗生產(chǎn)用紡絲工藝紡制的38mm長脂族聚酰胺尼龍66短纖維生產(chǎn)的。該脂族聚酰胺短纖維是通過將由每根1.9dtex的長絲構(gòu)成的連續(xù)長絲紗切斷而獲得的。
實(shí)施例實(shí)施例1～3和6是對(duì)比例。實(shí)施例4和5是本發(fā)明實(shí)施例。為使結(jié)果具有可比性，所有這6個(gè)實(shí)施例都是采用相對(duì)恒定的總分特?cái)?shù)值(纖維的代表性線密度)和相對(duì)恒定的每單位表面積的質(zhì)量數(shù)值實(shí)施的。
實(shí)施例1(對(duì)比例)5根獨(dú)立的非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗A喂入到一圓形針織機(jī)(Fiber Analysis Knitter，由Lawson-Hamphill生產(chǎn))中，不經(jīng)任何種類的預(yù)先并線。針織成足夠長度的袖套，獲得近似800g/m2單位表面積質(zhì)量的均勻和可重現(xiàn)花紋組織。
樣品被切斷為適當(dāng)?shù)某叽绾托螤?，圓形供磨耗試驗(yàn)，矩形供切割性能測(cè)定，以便進(jìn)行6個(gè)磨耗試驗(yàn)和12個(gè)切割試驗(yàn)。
于是，每個(gè)樣品的總分特?cái)?shù)是3570(5×714分特)。
所測(cè)得的耐磨是900次(循環(huán))。
在抗切割試驗(yàn)中測(cè)得的力是821g對(duì)應(yīng)25.4mm切口長度；和1666g對(duì)應(yīng)10mm切口距離。綜合CTPCPI.N歸一化指數(shù)由下面的算式給出[(821/25.4+1666/10)/2]×800/800，等于99g/mm。
實(shí)施例2(對(duì)比例)3根獨(dú)立非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗A和4根獨(dú)立尼龍單紗B喂入到與實(shí)施例1中使用的相同圓形針織機(jī)中，不經(jīng)任何種類的預(yù)先并線。針織成足夠長度的袖套，獲得近似843g/m2單位表面積質(zhì)量的均勻和可重現(xiàn)花紋組織。
樣品被切斷為適當(dāng)?shù)某叽绾托螤睿瑘A形供磨耗試驗(yàn)，矩形供切割性能測(cè)定，以便進(jìn)行6個(gè)磨耗試驗(yàn)和12個(gè)切割試驗(yàn)。
于是，每個(gè)樣品的總分特?cái)?shù)是3622(3×714分特+4×370分特)。
所測(cè)得的耐磨是6000次(循環(huán))。
在抗切割試驗(yàn)中測(cè)得的力是1170g對(duì)應(yīng)25.4mm切口長度；和1400g對(duì)應(yīng)10mm切口距離。綜合CTPCPI.N歸一化指數(shù)由下面的算式給出[(1170/25.4+1400/10)/2]×800/843，等于88g/mm。
實(shí)施例2的CTPCPI.N顯示出大致等于實(shí)施例1的抗切割性能。但是，實(shí)施例2的耐磨性不如本發(fā)明的實(shí)施例4和5所測(cè)得的值。
實(shí)施例3(對(duì)比例)2根獨(dú)立彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗A和7根獨(dú)立尼龍單紗B喂入到與實(shí)施例1中使用的相同圓形針織機(jī)中，不經(jīng)任何種類的預(yù)先并線。針織成足夠長度的袖套，獲得近似940g/m2單位表面積質(zhì)量的均勻和可重現(xiàn)花紋組織。
樣品被切斷為適當(dāng)?shù)某叽绾托螤?，圓形供磨耗試驗(yàn)，矩形供切割性能測(cè)定，以便進(jìn)行6個(gè)磨耗試驗(yàn)和12個(gè)切割試驗(yàn)。
于是，每個(gè)樣品的總分特?cái)?shù)是3450(2×430分特+7×370分特)。
所測(cè)得的耐磨是8000次(循環(huán))。
在抗切割試驗(yàn)中測(cè)得的力是670g對(duì)應(yīng)25.4mm切口長度；和1010g對(duì)應(yīng)10mm切口距離。綜合CTPCPI.N歸一化指數(shù)由下面的算式給出[(670/25.4+1010/10)/2]×800/940，等于54g/mm。
盡管實(shí)施例3的耐磨可以認(rèn)為是令人滿意的，但抗切割性極差。
實(shí)施例4(本發(fā)明)1根獨(dú)立彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗A、3根尼龍單紗B和3根非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗A喂入到與實(shí)施例1中使用的相同圓形針織機(jī)中，不經(jīng)任何種類的預(yù)先并線。針織成足夠長度袖套，獲得近似904g/m2單位表面積質(zhì)量的均勻和可重現(xiàn)花紋組織。
樣品被切斷為適當(dāng)?shù)某叽绾托螤?，圓形供磨耗試驗(yàn)，矩形供切割性能測(cè)定，以便進(jìn)行6個(gè)磨耗試驗(yàn)和12個(gè)切割試驗(yàn)。
于是，每個(gè)樣品的總分特?cái)?shù)是3682(430+3×714+3×370)。每個(gè)樣品含有58.2wt％非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗，相對(duì)于樣品重量而言，和41.8wt％彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗，相對(duì)于樣品重量而言。
所測(cè)得的耐磨是8000次(循環(huán))。
在抗切割試驗(yàn)中測(cè)得的力是1186g對(duì)應(yīng)25.4mm切口長度；和1850g對(duì)應(yīng)10mm切口距離。綜合CTPCPI.N歸一化指數(shù)由下面的算式給出[(1186/25.4+1850/10)/2]×800/904，等于103g/mm。
CTPCPI.N顯示出比實(shí)施例1～3和6優(yōu)越的抗切割性能。實(shí)施例4的耐磨比實(shí)施例1的好出約8倍，比實(shí)施例6的好出約25倍并與實(shí)施例3的一樣令人滿意但后者的抗切割性極差。
實(shí)施例5(本發(fā)明)1根獨(dú)立彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗A、5根尼龍單紗B和3根非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗A喂入到與實(shí)施例1中使用的相同圓形針織機(jī)中，不經(jīng)任何種類的預(yù)先并線。針織成足夠長度的袖套，獲得近似938g/m2單位表面積質(zhì)量的均勻和可重現(xiàn)花紋組織。
樣品被切斷為適當(dāng)?shù)某叽绾托螤?，圓形供磨耗試驗(yàn)，矩形供切割性能測(cè)定，以便進(jìn)行6個(gè)磨耗試驗(yàn)和12個(gè)切割試驗(yàn)。
于是，每個(gè)樣品的總分特?cái)?shù)是4422(430+3×714+5×370)。每個(gè)樣品含有48.4wt％非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗，相對(duì)于樣品重量而言，和51.6wt％彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗，相對(duì)于樣品重量而言。
所測(cè)得的耐磨是8000次(循環(huán))。
在抗切割試驗(yàn)中測(cè)得的力是1254g對(duì)應(yīng)25.4mm切口長度；和1676g對(duì)應(yīng)10mm切口距離。綜合CTPCPI.N歸一化指數(shù)由下面的算式給出[(1254/25.4+1676/10)/2]×800/938，等于93g/mm。
CTPCPI.N顯示出比實(shí)施例3優(yōu)越和大致等于實(shí)施例1和6的抗切割性能。實(shí)施例5的耐磨比實(shí)施例1的好出約8倍，比實(shí)施例6的好出約25倍并與實(shí)施例3的一樣令人滿意但后者的抗切割性極差。
實(shí)施例6(對(duì)比例)制備下列構(gòu)造的股線(a)1根非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗B與2根尼龍單紗C共捻從而形成1根三股線。
制備下列構(gòu)造的股線(b)2根非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗B與2根尼龍單紗C共捻從而形成1根四股線。
隨后，2根獨(dú)立的構(gòu)造(a)的股線和2根獨(dú)立的構(gòu)造(b)的股線獨(dú)立地喂入到與實(shí)施例1中使用的相同圓形針織機(jī)中，不經(jīng)任何種類的預(yù)先并線。
針織成足夠長度的袖套，獲得近似670g/m2單位表面積質(zhì)量的均勻和可重現(xiàn)花紋組織。
樣品被切斷為適當(dāng)?shù)某叽绾托螤睿瑘A形供磨耗試驗(yàn)，矩形供切割性能測(cè)定，以便進(jìn)行6個(gè)磨耗試驗(yàn)和12個(gè)切割試驗(yàn)。
于是，每個(gè)樣品的總分特?cái)?shù)是3622(6×360+8×180)。
所測(cè)得的耐磨是300次(循環(huán))。
在抗切割試驗(yàn)中測(cè)得的力是616g對(duì)應(yīng)25.4mm切口長度；和1262g對(duì)應(yīng)10mm切口距離。綜合CTPCPI.N歸一化指數(shù)由下面的算式給出[(616/25.4+1262/10)/2]×800/670，等于90g/mm。
CTPCPI.N顯示出比實(shí)施例4和5遜色的抗切割性能。實(shí)施例6的耐磨性僅為本發(fā)明實(shí)施例4和5的約1/25。
下表歸納了實(shí)施例1～6中獲得的結(jié)果。
表I

表II

權(quán)利要求
1.一種纖維構(gòu)造，它包含保持著彼此平行關(guān)系的至少一種非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗和至少一種彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗，其中相對(duì)于構(gòu)造的重量而言，對(duì)位芳族聚酰胺單紗在構(gòu)造中以約20％～約99.9wt％的數(shù)量存在。
2.權(quán)利要求1的構(gòu)造，其中非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗以約30％～約70wt％的數(shù)量存在，而彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗以約30％～約70wt％的數(shù)量存在，相對(duì)于構(gòu)造的重量而言。
3.權(quán)利要求1的構(gòu)造，其中彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗由彈性體紗的芯外面包覆變形尼龍紗組成。
4.制造權(quán)利要求1的纖維構(gòu)造的方法，包括非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗和彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗彼此以平行關(guān)系進(jìn)行加工的步驟。
5.權(quán)利要求4的方法，其中加工包括針織、機(jī)織、無緯單向鋪置或用粘結(jié)基質(zhì)結(jié)合單紗以形成非織造布。
6.權(quán)利要求5的方法，其中加工是針織。
7.由權(quán)利要求1的纖維構(gòu)造制成的高抗切割和耐磨防護(hù)服。
8.由權(quán)利要求1的纖維構(gòu)造制成的高抗切割和耐磨手套。
9.由權(quán)利要求1的纖維構(gòu)造制成的高抗切割和耐磨袖套。
10.由權(quán)利要求1的纖維構(gòu)造制成的高抗切割和耐磨圍裙。
11.權(quán)利要求1的構(gòu)造，還包含至少一種不銹鋼紗線。
12.權(quán)利要求1的構(gòu)造，還包含至少一種玻璃紗線。
13.權(quán)利要求1的構(gòu)造，表現(xiàn)出等于或大于90g/mm的綜合歸一化指數(shù)CTPCPI.N和等于或大于6000次循環(huán)的耐磨性，按照EN388測(cè)定。
14.提供具有高抗切割和耐磨性的纖維構(gòu)造的方法，包括a)提供至少一種非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗和至少一種彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗的單紗，b)將單紗喂入到針織機(jī)或編織機(jī)而不預(yù)先并線，c)針織或機(jī)織一種纖維構(gòu)造而不改變這些單紗喂入到機(jī)器中時(shí)的順序，在整個(gè)針織或機(jī)織過程期間這些單紗保持彼此平行的關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維構(gòu)造，它包含保持彼此平行關(guān)系的至少一種非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗(1)和至少一種彈性尼龍為基礎(chǔ)的單紗(4)，其中相對(duì)于構(gòu)造的重量而言，非復(fù)合對(duì)位芳族聚酰胺單紗(2)在構(gòu)造中以約20％～約99.9wt％的數(shù)量存在。本發(fā)明還涉及制造此種構(gòu)造的方法以及由此構(gòu)造制成的高抗切割和耐磨防護(hù)服，像手套、圍裙和袖套。
文檔編號(hào)D02G3/44GK1668797SQ03817140
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者S·勒布伊拉特, B·斯蒂芬尼諾, A·M·卡薩斯 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司