用于热防护物品的织物复合物 |
|||||||
| 申请号 | CN201610418180.4 | 申请日 | 2016-06-13 | 公开(公告)号 | CN107487048A | 公开(公告)日 | 2017-12-19 |
| 申请人 | 杜邦公司; | 发明人 | 张丽艳; 黎学东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及用于热防护物品的织物复合物，其包含外层、防潮层、隔 热层 和舒适层；其中所述外层是三维 机织物 ，其包含一个表 面层 、一个背面层和连接表面层和背面层的 支撑 纱。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于制备热防护物品的织物复合物，其包含： |
||||||
| 说明书全文 | 用于热防护物品的织物复合物技术领域[0001] 本发明涉及用于热防护物品的织物复合物，所述热防护物品在轻量化的同时具有改善的热防护性。 背景技术[0002] 各种热防护物品，包括消防员服装、防火毯、焊接毯、防火帐篷和防火棚，广泛地用于提供消防员/工人的职业安全和工业设备的安全。用于这样的热防护物品的织物复合物通常包含四层材料，从外至内包括外层、防潮层、隔热层和内层。外层通常为由阻燃纤维制成的机织织物，其不仅用于阻燃还用于保护穿戴者抵抗机械外力的伤害。防潮层用于防止来自消防环境的水穿过和浸透所述热防护物品,其通常为多孔的聚四氟乙烯(PTFE)膜。隔热层也是阻燃的且是提供热防护的主要部分，通常隔热层是由阻燃纤维构成的非织造布。内层为机织织物，其通常也由阻燃纤维构成。 [0003] 由这样的织物复合物制成的热防护物品可提供足够的热防护，但相对较重。例如，较笨重的防护服可能使穿戴者疲劳，而且在高温环境中穿戴上述防护服会带来中暑的危险；此外对于消防员而言，在消防时由于所处环境的热量和在他们履行消防职责时付出的努力常常大量出汗，汗液通常被内层吸收使得消防员可保持干爽，如果大量汗液被吸收入内层，则本已相对较重的防护服的重量可能会显著增加。因此，理想地是使用可能的最轻的材料以提供具有适当的热防护性的织物复合物。 发明内容[0004] 本发明提供了用于制备热防护物品的织物复合物，其包含： [0005] (a)外层； [0006] (b)防潮层； [0007] (c)隔热层；和 [0008] (d)舒适层； [0009] 其中： [0011] 所述表面层(a1)和背面层(a2)各自独立地由选自如下物质制备的纤维组成：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、聚砜酰胺均聚物、聚砜酰胺共聚物、阻燃粘胶、阻燃棉和它们的混合物； [0012] 所述支撑纱(a3)是由聚苯硫醚制备的单丝纤维构成，所述支撑纱具有约50-200μm的直径； [0014] 所述隔热层(c)由至少一层非织造布构成，所述非织造布包含由选自如下物质制备的短纤维：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、聚砜酰胺均聚物、聚砜酰胺共聚物、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、三聚氰胺、聚苯硫醚和它们的混合物，且所述非织造布具有约20-150g/m2的基重；和 [0015] 所述舒适层(d)为机织布，所述机织布包含由选自如下物质制备的纤维：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、聚砜酰胺均聚物、聚砜酰胺共聚物、阻燃粘胶、阻燃棉和它们的混合物；且所述舒适层(d)具有约100-200g/m2的基重。 [0017] 图1显示本发明的织物复合物100的一个实施方案的剖视图，其包含：(a)外层10、(b)防潮层20、(c)隔热层30和(d)舒适层40；其中外层10由(a1)表面层101、(a2)背面层102和连接表面层和背面层的(a3)支撑纱103构成。 [0018] 图2显示在本发明的织物复合物100的一个实施方案中的外层10的示意图，所述外层10由(a1)表面层101、(a2)背面层102和连接表面层和背面层的(a3)支撑纱103构成。 [0019] 发明详述 [0021] 除非另有定义，否则本说明书使用的所有技术与科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员所通常理解的相同的含义。在有冲突的情况下，将以本说明书中的定义为准。 [0022] 除非另有说明，所有的百分比、份数、比率等都以重量计。 [0023] 如本说明书中所用，“由......制备”这一术语与术语“包含”同义。如本说明书中所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或它们的任何其它变型旨在于覆盖非排他性的包含物。例如，包含一系列要素的组合物、工艺、方法、制品或仪器不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或者是这种组合物、工艺、方法、制品或仪器所固有的其它要素。 [0024] 连接词“由......组成”不包括任何未指明的要素、步骤或成分。如果是在权利要求书中，除了通常与其伴随的杂质之外，这种连接词将使权利要求书封闭至所列举的材料。当“由......组成”这一短语出现在权利要求书的特征部分的从句中而不是紧接着前序部分时，其仅仅限制在该从句中所列出的要素；其它要素并不排除于权利要求书的整体之外。 [0025] 连接词“基本上由......组成”用于限定组合物、方法或仪器，其包括除了那些字面上所讨论之外的材料、步骤、特征、组分或要素，前提是这些附加的材料、步骤、特征、组分或要素不实质性地影响要求保护的发明的基本的与新颖的特征。术语“基本上由......组成”位于“包含”与“由......组成”之间的中间范围。 [0026] 术语“包含”包括由“基本上由......组成”与“由......组成”的术语涵盖的实施方案。类似地，术语“基本上由......组成”包括术语“由...组成”涵盖的实施方案。 [0027] 当数量、浓度或其它值或参数是作为范围、优选范围或优选上限值与优选下限值的列表给出时，应当理解为具体公开了任何一对范围上限或优选值与范围下限或优选值所形成的所有范围，无论范围是否被单独披露。例如，当列举“1-5”的范围时，所公开的范围应理解为包括“1-4”、“1-3”、“1-2”、“1-2以及4-5”、“1-3以及5”等等。在本说明书中列举数值范围时，除非另有说明，所述范围意在包括范围的端点以及在范围之内的所有整数和分数。 [0028] 当使用术语“约”描述值或范围的端点时，本公开内容应被理解为包括所指的特定值或端点。 [0029] 此外，除非明确有相反的说明，“或”指包含性的“或”，而不是排他性的“或”。例如，以下任意一条都满足A“或”B的条件：A为真(或存在)且B为假(或不存在)、A为假(或不存在)且B为真(或存在)、以及A与B均为真(存在)。 [0030] 在本发明的说明书和/或权利要求书中，术语“均聚物”是指由一种重复单元聚合得到的聚合物。例如，术语“聚对苯二甲酰对苯二胺均聚物”是指基本上由一种重复单元“对苯二甲酰对苯二胺”组成的聚合物。 [0031] 如本说明书中所用，术语“共聚物”是指包含由两种或多种共聚单体共聚所得到的共聚单元的聚合物。 [0032] 如本说明书中所用，术语“纤维”(fiber)的定义是指长径比在100数量级以上、粗细(即纤维横截面的直径)为约1μm至约1mm的细长体。纤维横截面可以是任何形状，例如圆形、扁平形或椭圆形，纤维横截面可以是实心的或空心的。纤维可以分为长丝(filament)和短纤(staple fiber)。所述长丝是由化学纺丝液经喷丝头得到的人造纤维，其长度可达数百米。所述短纤可为天然纤维如棉、麻、毛等，也可将长丝切成指定长度的短纤；其长度为约10-150mm。仅由一根长丝形成的纤维在本说明书中被称为“单丝”纤维(“monofilament”fiber)，由多根长丝形成的纤维在本说明书中称为“复丝”纤维(“multifilament”fiber)。 [0035] 在本发明的发明内容部分中所述的本发明的实施方案包括本说明书所述的任何其它实施方案，并能够以任何方式组合，并且在实施方案中的主题描述不仅涉及本发明的织物复合物，还涉及由其制备的制品。 [0036] 本发明详细描述如下。 [0037] 本发明的织物复合物包括：(a)外层、(b)防潮层、(c)隔热层和(d)舒适层。本发明的织物复合物的一个实施方案图示于图1中。 [0038] 如本说明书中所用，术语“层”通常描述机织布、非织造布、或针织物或纸张的平面排列。 [0039] 如本说明书中所用，本发明的织物复合物的构造通过在各独立层与其相邻层之间插入“/”符号表示。因此，本发明的织物复合物的构造通常可以以a/b/c/d表示。 [0040] 外层(a) [0041] 在本发明中，所述外层(a)是三维机织物，其包含一个表面层(a1)、一个背面层(a2)和连接表面层和背面层的支撑纱(a3)，如图2所示。 [0042] 所述表面层(a1)和背面层(a2)通常包含由选自如下物质制备的纤维：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、聚砜酰胺均聚物、聚砜酰胺共聚物、阻燃粘胶、阻燃棉和它们的混合物。 [0043] 在本发明的一个实施方案中，所述表面层(a1)和背面层(a2)各自独立地由选自如下物质制备的纤维组成：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、聚砜酰胺均聚物、聚砜酰胺共聚物、阻燃粘胶、阻燃棉和它们的混合物。 [0044] 在本发明的另一个实施方案中，所述表面层(a1)和背面层(a2)各自独立地由选自如下物质制备的纤维组成：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物和它们的混合物。 [0045] 聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物源自对苯二胺(PPD)与对苯二酰氯(TCl)的等摩尔聚合。此外，聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物源自在对苯二胺中掺入多达10摩尔％的其它二胺以及在对苯二酰氯中掺入多达10摩尔％的其它二酰基氯化物，前提是所述其它二胺以及二酰基氯化物不具有干扰聚合反应的反应性基团。对苯二胺之外的其它二胺的实例包括但不限于：间苯二胺或3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)。对苯二酰氯之外的其它二酰基氯化物的实例包括但不限于间苯二甲酰氯、2,6-萘二甲酰氯、氯代对苯二甲酰氯或二氯对苯二甲酰氯。 [0046] 如本说明书中所用，术语“对位芳族聚酰胺”是指聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物和聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物。 [0047] 聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物源自间苯二胺与间苯二酰氯的等摩尔聚合。此外，聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物源自在间苯二胺中掺入多达10摩尔％的其它二胺以及在间苯二酰氯中掺入多达10摩尔％的其它二酰基氯化物，前提是所述其它二胺以及二酰基氯化物不具有干扰聚合反应的反应性基团。间苯二胺之外的其它二胺的实例包括但不限于：对苯二胺或3,4'-二氨基二苯醚。间苯二酰氯之外的其它二酰基氯化物的实例包括但不限于对苯二甲酰氯、2,6-萘二甲酰氯、氯代对苯二甲酰氯或二氯对苯二甲酰氯。 [0048] 如本说明书中所用，术语“间位芳族聚酰胺”是指聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物和聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物。 [0049] 聚砜酰胺均聚物可以源自含砜基二胺例如4,4'-二氨基二苯砜(p-DDS)或3,3'-二氨基二苯砜(m-DDS)与二酰氯例如对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯的等摩尔聚合。 [0050] 聚砜酰胺共聚物包括例如源自含砜基二胺如p-DDS与对苯二甲酰氯和其它二酰氯(例如，间苯二甲酰氯)的混合物的共聚物；以及源自二酰氯如对苯二甲酰氯与二胺混合物，例如p-DDS、m-DDS以及高达10摩尔％的其它含砜基二胺(例如，对苯二胺或间苯二胺)的共聚物。 [0051] 优选地，聚砜酰胺共聚物源自摩尔比是3:1:4的p-DDS、m-DDS和对苯二甲酰氯。 [0052] 如本说明书所使用，术语“PSA”是指聚砜酰胺均聚物和聚砜酰胺共聚物。 [0053] 阻燃粘胶或阻燃棉是通过将阻燃剂，例如含氮的阻燃剂或含磷的阻燃剂，用共混、涂布或接枝方法引入粘胶或棉纤维中而获得。这些阻燃纤维具阻燃性的原因主要归功于其成碳性，从而抑制由其制成的材料的燃烧。 [0054] 上述聚合物或共聚物可以通过溶液纺丝使用聚合物或共聚物在聚合溶剂或者用于聚合物或共聚物的另一溶剂中的溶液而纺成纤维。纤维纺丝可以用多孔喷丝头通过干法纺丝、湿法纺丝或干喷湿纺(也称为气隙纺丝)来实现，以产生如现有技术中已知的复丝纤维。然后根据需要，可以使用常规的技术处理纺丝后的复丝纤维，以便中和、洗净、干燥或热处理纤维，从而制备稳定的有用的纤维。示例性的干法纺丝、湿法纺丝或干喷湿纺工艺在美国专利No.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中公开。制备芳族聚酰胺纤维的方法在美国专利No.4,172,938、3,869, 429、3,819,587、3,673,143、3,354,127和3,094,511中公开。制备PSA纤维或包含含砜基二胺单体的共聚物的具体方法在中国专利公开No.1389604A中公开。由阻燃粘胶或阻燃棉制成的纤维可以通过溶液纺丝制成。在纺丝前将阻燃剂注入，或用阻燃剂对粘胶纤维的表面或棉纤维的表面进行处理。 [0055] 芳族聚酰胺纤维也是可商购的，例如购自Teijin(日本)的以及 购自Unitika的 购自DuPont的 与 购自Kolon Industries,Inc.(韩国)的 购自俄罗斯的KamenskVolokno TM TM TM JSC的SVM 和RUSAR ，购自俄罗斯的JSC ChimVolokno的ARMOS ，等等。PSA纤维可为购自Shanghai Tanlon Fiber Co.,Ltd.(中国)的TANLONTM。阻燃粘胶纤维可为购自Lenzing Group的Lenzing 阻燃棉纤维可购自Shenzhen Uprotec Fire Retardant Application Co.Ltd.。 [0056] 用作所述支撑纱(a3)可以是由聚苯硫醚制备的单丝纤维。 [0057] 聚苯硫醚(polyphenylene sulfide,PPS)是一种以对苯基硫醚为重复单元的聚合物，其分子主链由苯环和硫原子交替排列。由对二氯苯和硫化钠在N-甲基吡咯烷酮或含碱金属羧酸盐(如乙酸钠)的有机性溶剂中缩聚而得。聚苯硫醚可以通过熔融纺丝的工艺制成聚苯硫醚单丝纤维。聚苯硫醚单丝纤维是可商购的，例如可购自南通新帝克单丝科技股份有限公司。 [0058] 用于本发明的支撑纱(a3)的聚苯硫醚单丝纤维具有约50-200μm的直径。 [0059] 在本发明中，所述三维机织物是在构成所述表面层(a1)和背面层(a2)的X方向的纬纱和Y方向上的经纱基础上，引入Z方向的纱为支撑纱，通过支撑纱规律地穿梭于表面层(a1)和背面层(a2)之间，并将其束缚一起成为整体的立体结构。按照支撑纱接结方式的不同，可以有多种织造结构，包括多种变化的三维正交机织物和三维角联锁机织物的结构。 [0060] 在所述三维机织物中，表面层(a1)和所述背面层(a2)均为由沿机器方向纵向(即Y方向)运行的经纱和与经纱基本垂直的方向(即在横向或X方向)上运行的纬纱经过上下交织形成的机织布，其中包括多个上述纤维的各纱线的线密度为约12-120tex，优选为约14-60tex，更优选为约19-30tex。所述表面层(a1)和所述背面层(a2)的机织布可以使用任何机织物结构，例如平纹、斜纹、缎纹等，优先使用平纹结构。 [0061] 如本说明书中所用，术语“织物密度”是指单位长度内纱线的根数，可分为经向密度和纬向密度，经向密度是指单位长度内经纱的根数，纬向密度是指单位长度内纬纱的根数，所述单位长度一般为10cm。 [0062] 所述表面层(a1)和所述背面层(a2)的机织布中纱线的经向密度为约50-300根/10cm或约100-250根/10cm，纬向密度为约50-300根/10cm或约100-250根/10cm。 [0063] 在所述三维机织物中，支撑纱(a3)是通过与表面层(a1)的纬纱和背面层(a2)的纬纱进行上下交织而将两层连接并形成芯部的Z向纤维。所述支撑纱(a3)可以根据所述三维机织物的使用要求，任意设计为“8”、“口”、“V”字形等。所述支撑纱(a3)的经向密度为约10-200根/10cm，芯部的厚度为约0.4-2.5mm，此处所述芯部的厚度是指表面层(a1)内侧面到背面层(a2)内侧面之间的垂直距离，或指三维机织物的总厚度。 [0064] 在本发明的一个实施方案中，所述三维机织物具有约200-300g/m2的基重和约0.5-3.0mm的厚度；所述厚度包括表面层、背面层和芯部的总厚度。 [0065] 防潮层(b) [0066] 在本发明中，防潮层(b)用于阻隔来自消防环境的水穿透和浸透服装，同时允许水蒸汽例如汗液的蒸汽透过。本发明中的防潮层(b)可以是由聚四氟乙烯、聚氨酯、或其混合物制备的薄膜，且所述防潮层具有约20-50g/m2的基重。 [0067] 用于本发明中的防潮层(b)可以具有微孔结构，允许水蒸汽从其透过但阻止液体如液态的水从其穿透；其中微孔的尺寸为约0.01-10μm,或约0.1-8μm，其中微孔结构的孔隙率，即孔隙体积占微孔薄膜总体积的百分比，为约50％-90％，或约70％-95％。 [0068] 用作防潮层(b)的薄膜是可商购的，例如获自宁波登越新材料有限公司的或美国戈尔公司的 或 [0069] 在本发明的一个实施方案中，本发明的防潮层(b)为包含或由聚四氟乙烯膜制备的薄膜，且具有约20-50μm的厚度和约20-50g/m2的基重。 [0070] 隔热层(c) [0071] 在本发明中，所述隔热层(c)是提供热防护的主要部分。本发明中的隔热层(c)由至少一层非织造布(nonwoven fabric)构成，所述非织造布包含由选自如下物质制备的短纤维：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、聚砜胺均聚物、聚砜酰胺共聚物、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、三聚氰胺、聚苯硫醚和它们的混合物，且所述非织造布具有约20-150g/m2或约50-80g/m2的基重和约0.3-0.7mm的厚度。 [0072] 在本发明的另一个实施方案中，用作隔热层(c)的非织造布包括约10-30重量％的间位芳族聚酰胺短纤维和约70-90重量％的对位芳族聚酰胺短纤维。 [0073] 聚苯并咪唑(PBI)是包含苯并咪唑的聚合物。最常见的PBI合成方法是使双-邻二胺(即四胺)和二羧酸或其酸衍生物直接进行缩合。PBI纤维可为购自PBI Performance Products Inc.的 [0076] 如本说明书中所用，术语“非织造布”指以纤维为主体加纠缠结构或粘结固着成分所构成的纤维集合体。用于制备非织造布的方法是本领域公知的。例如梳理短纤维以形成网，针刺或水刺以使短纤维彼此粘附。所述非织造布中使用的短纤维具有约0.8-3.0dtex的线密度和约30-120mm的长度。 [0077] 用作隔热层(c)的非织造布是可商购的，例如上海伊贝纳纺织品有限公司提供的T70。 [0078] 在本发明的一个实施方案中，所述隔热层(c)由至少一层非织造布、或两层非织造布、或多于两层非织造布构成。考虑到对于本发明的织物组合物的总基重和总厚度要求，优选地，隔热层(c)可包括至少一层且不多于六层的非织造布。当所述隔热层(c)由多于一层非织造布构成时，各个非织造布的纤维组成、纤维类型和/或基重可以相同或不同。 [0079] 在本发明的一个实施方案中，所述隔热层(c)由两层非织造布构成，其中一层非织造布与其相邻的防潮层通过聚氨酯粘结剂粘结在一起。 [0080] 舒适层(d) [0081] 在本发明中，所述舒适层(d)为机织布，所述机织物包括由选自如下物质制备的纤维：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、聚砜酰胺均聚物、聚砜酰胺共聚物、聚苯并咪唑、阻燃粘胶、阻燃棉和它们的混合物；且所述舒适层(d)具有约100-200g/m2或约110-2 150g/m的基重和约0.2-0.4mm的厚度。 [0082] 在本发明的一个实施方案中，所述舒适层(d)为机织布，所述机织布包括由选自如下物质制备的纤维：聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、阻燃粘胶和它们的混合物。 [0083] 用作舒适层(d)的机织布是可商购的，例如上海伊贝纳纺织品有限公司提供的TV120。 [0084] 织物复合物的制备 [0085] 本发明的织物复合物100包括：(a)外层10、(b)防潮层20、(c)隔热层30和(d)舒适层40；其中外层10是三维机织物，其由(a1)表面层101、(a2)背面层102和连接表面层和背面层的(a3)支撑纱103构成，如图1所示。 [0086] 在本发明中对于用于制备织物复合物的方法没有具体限制，其可以为本领域中任何常规的已知方法。例如，所述方法可以包括以a/b/c/d的顺序将(a)外层、(b)防潮层、(c)隔热层和(d)舒适层层合以形成织物复合物组件，随后将所述组件并置、热压粘结、针线缝合或缝拢以获得织物复合物。 [0087] 在本发明的一个实施方案中，所述织物复合物具有300-650g/m2或350-600g/m2的总基重，和不超过10mm或不超过8mm的总厚度。 [0088] 如前所述，期望可使用最轻的可能的热防护物品提供足够的热防护性。根据NFPA 1971:Standard on Protective Ensemble for Structural Fire Fighting,2000版中公开的方法，通过当暴露于闪火条件时经过织物复合物的传热来评价本发明的织物复合物的热防护性(thermal protective performance,TPP)，并以“cal/cm2”的单位记录。为了排除织物复合物的基重因素，可以通过将TPP值(cal/cm2)除以织物复合物的基重(g/m2)而获得织物失效因子(fabric failure factor,FFF)值。FFF值愈高，表明该织物复合物的每单位重量的热防护性愈好。 [0089] 在可能的最轻重量下，提供具有适当的热防护性的织物复合物的目标可以通过使用三维机织物代替常规的机织布作为外层而实现。与具有相同的基重和材料的机织布构成的外层的织物复合物相比较，本发明的织物复合物显示出FFF值增加约10％或更多，优选地约15％或更多，更优选地约20％或更多。因此，包含三维机织物的织物复合物一方面具有轻量化而维持其热防护性的优势；另一方面，也可在维持其总基重的条件下，提高其热防护性。 [0090] 无需进一步的阐述，相信使用前述描述，本领域技术人员能够将本发明利用至其最大程度。因此，以下实施例仅为说明性的，而不以任何方式限制本公开。实施例 [0091] 缩写“E”代表“实施例”，“CE”代表“比较例”，其后的数字表明织物复合物是在哪个实施例中制备。实施例和比较例均以相似的方式制备和测试。 [0092] 材料 [0093] 外层(a-1)：由两层相同的机织布叠加在一起构成；所述机织布包含约93重量％的间位芳族聚酰胺纤维、约5重量％的对位芳族聚酰胺纤维和约2重量％的抗静电纤维，由杜邦公司以商品名 IIIA提供，所述机织布为平纹结构，经向密度为约280根/10cm,纬向密度为约188根/10cm，具有约156.3g/m2的基重。 [0094] 外层(a-2)：三维机织物；其表面层和背面层均为包含约93重量％的间位芳族聚酰胺纤维、约5重量％的对位芳族聚酰胺纤维和约2重量％的抗静电纤维的机织布；所述表面层和背面层的机织布均为平纹结构，其经向密度均为约168根/10cm，纬向密度均为约164根/10cm；支撑纱为直径约100μm的聚苯硫醚单丝，支撑纱的经向密度为约84根/10cm，支撑2 纱形成的芯部的厚度为约1mm；且具有约251.2g/m的基重。 [0095] 外层(a-3)：三维机织物；其表面层和背面层均为包含约93重量％的间位芳族聚酰胺纤维、约5重量％的对位芳族聚酰胺纤维和约2重量％的抗静电纤维的机织布；用作表面层的机织布为平纹结构，其经向密度为约168根/10cm，纬向密度为约204根/10cm；用作背面层的机织布为平纹结构，其经向密度为约84根/10cm，纬向密度为约204根/10cm；支撑纱为直径约100μm的聚苯硫醚单丝纤维，支撑纱的经向密度为约42根/10cm，支撑纱形成的芯部的厚度为约1mm；且具有约240.7g/m2的基重。 [0096] 防潮层(b)：PTFE膜，由宁波登越新材料科技有限公司以商品名 提供，具有约22±2g/m2的基重。 [0097] 隔热层(c)：两层相同的非织造布，其包含约20重量％的间位芳族聚酰胺短纤和约80重量％的对位芳族聚酰胺短纤，且具有约70±7g/m2的基重，由上海伊贝纳纺织品有限公司以商品名T70提供；其中一层非织造布与相邻的防潮层(b)通过聚氨酯粘结剂粘结在一起。 [0098] 舒适层(d)：机织布，包含约50重量％间位芳族聚酰胺纤维和约50重量％阻燃粘胶纤维，且具有约120±12g/m2的基重，获自上海伊贝纳纺织品有限公司。 [0099] 制备E1-E2和CE1的织物复合物 [0100] 对于各织物复合物样品，将外层、防潮层、隔热层和内层依照表1中列举的顺序叠放，随后缝合或缝拢在一起以形成各织物复合物样品。各织物复合物样品的基重、TPP值、FFF值、FFF的改善报告于表1中。 [0101] 测试方法 [0102] 基重：通过将织物复合物的重量除以织物复合物的表面积确定各织物复合物样品的基重。 [0103] TPP：根据NFPA 1971:Standard on Protective Ensemble for Structural Fire Fighting,2000版中公开的方法测量各织物复合物样品的TPP值。 [0104] FFF：通过将TPP值除以样品的基重确定各织物复合物样品的FFF值。 [0105] FFF的改善(ΔF)：FFF的改善是通过下示等式计算： [0106] ΔF％＝[(FFFn-FFF0)/FFF0]x 100 [0107] 其中FFF0为参考例的FFF值；和 [0108] FFFn为用于比较的实例的FFF值。 [0109] 表1 [0110] [0111] “*”表明CE1为用于E1和E2的改善计算的参考例。 [0112] 由表1的结果，以下叙述是明显的。 [0113] E1-E2中外层(a)使用的三维机织物的基重(分别为251.2g/m2和240.7g/m2)低于与三维机织物的表面层和背面层的同样材料所构成的CE1的织物组合物的外层的基重(312.6g/m2)。相应的，E1-E2的织物组合物的基重(分别为569.6g/m2和552.7g/m2)也低于CE1的织物组合物的基重(630.6g/m2)。比较E1-E2和CE1的FFF数值，与基重较重的CE1的织物复合物相比，以三维机织物作为外层的E1-E2的织物复合物分别显示了约13％和约21％的FFF值的增加。 [0114] 通过使用三维机织物代替常规的基重较重的机织布作为外层，所获得的本发明的织物复合物显示了热防护性的显著改善。也就是说，本发明的织物复合物在轻量的同时，其热防护性得到了显著改善。 [0115] 在本发明的一个实施方案中，用于制备热防护物品的织物复合物包含： [0116] (a)外层； [0117] (b)防潮层； [0118] (c)隔热层；和 [0119] (d)舒适层； [0120] 其中： [0121] 所述外层(a)是三维机织物，其包含一个表面层(a1)、一个背面层(a2)和连接表面层和背面层的支撑纱(a3)，且所述外层具有约200-300g/m2的基重； [0122] 所述表面层(a1)和背面层(a2)各自独立地由选自如下物质制备的纤维组成：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、和它们的混合物； [0123] 所述支撑纱(a3)是由聚苯硫醚制备的单丝纤维，所述支撑纱具有约50-200μm的直径； [0124] 所述防潮层(b)是由聚四氟乙烯制备的薄膜，且所述防潮层(b)具有约20-50g/m2的基重； [0125] 所述隔热层(c)由两层非织造布构成，所述非织造布包含由选自如下物质制备的短纤维：聚(对苯二甲酰对苯二胺)均聚物、聚(对苯二甲酰对苯二胺)共聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物和它们的混合物，且所述非织造布具有约20-150g/m2的基重。 [0126] 所述舒适层(d)为机织布，所述机织布包含由选自如下物质制备的纤维：聚(间苯二甲酰间苯二胺)均聚物、聚(间苯二甲酰间苯二胺)共聚物、阻燃粘胶和它们的混合物；且2 所述舒适层(d)具有约100-200g/m的基重。 [0127] 尽管已在典型的实施方案中解释和描述了本发明，但不意图将其限于所示的细节，这是由于可能有各种修改和替换而不脱离本发明的精神。因此，此处公开的本发明的修改和等同物可由本领域技术人员仅使用常规实验即获得，则认为所有的这样的修改和等同物是处于如以下权利要求限定的本发明的精神和范围内。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈