具有洗滌持久的熱性能和舒適性的纖維共混物的制作方法
【專利說明】具有洗藻持久的熱性能和舒適性的纖維共混物
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年7月27日提交的美國臨時申請序列第61/676, 518號的優(yōu)先 權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用的方式并入本文。 發(fā)明領(lǐng)域
[000引本發(fā)明總體上設(shè)及纖維共混物（fiberblend)。更具體地說，本發(fā)明設(shè)及用于高的 熱性能和舒適性的平衡的纖維共混物W及由所述纖維共混物制成的短纖紗（spunyarn)、 織物和服裝。
[0004]發(fā)明背景
[000引阻燃（flame-resistanl:)織物（也不同地被稱為"FR"、"防火（fire-resistan1:)"、 "阻燃（flame-retardant)"和"阻火（fire-retardant)"織物）是一旦被點(diǎn)燃，當(dāng)除去點(diǎn)火 源時傾向于不維持火焰的織物。已有大量的研究針對用于不同產(chǎn)品，包括服裝和床上用品 中的阻燃織物的開發(fā)和改進(jìn)。參與如工業(yè)制造和加工（如石油、天然氣和鋼鐵等行業(yè)）、消 防、電力設(shè)施工作、軍事工作和其他承擔(dān)著暴露于明火、閃火、瞬時電弧和/或烙融金屬飛 瓣的顯著風(fēng)險活動的工人經(jīng)常穿戴阻燃服裝。非阻燃的工服可W點(diǎn)燃，并將繼續(xù)燃燒，即使 已經(jīng)移除點(diǎn)火源。未經(jīng)處理的天然織物將繼續(xù)燃燒，直到織物被完全消耗，并且非阻燃的合 成織物將燃燒，伴有烙化和滴落對皮膚造成嚴(yán)重的接觸燒傷率。多數(shù)嚴(yán)重和致命的燒傷率， 其傷害是由于個人的衣服著火和持續(xù)燃燒，而不是通過暴露本身。防護(hù)織物的耐磨性也是 重要的，因?yàn)榫哂衅茡p如孔和裂口的服裝會損害織物的防護(hù)性能。
[0006] 阻燃織物包括被處理為阻燃的織物W及由固有的阻燃纖維制成的阻燃織物兩種。 前者類型的織物本身不是阻燃的，但通過將使得織物阻燃的化學(xué)組合物施加到織物上制成 了阻燃的。該些類型的織物容易通過反復(fù)洗漆而失去其阻燃性，因?yàn)樵撔┳枞冀M合物傾向 于被洗掉和/或受到常用洗衣添加劑的沖擊。相反，固有的阻燃織物不會受到該種缺點(diǎn)的 危害影響，因?yàn)樗鼈兪怯杀旧硎亲枞嫉睦w維制成。阻燃服裝的使用提供了被所述服裝覆蓋 的身體區(qū)域的熱保護(hù)。保護(hù)級別通常依賴于織物的重量、結(jié)構(gòu)和組成。移除點(diǎn)火源后，阻燃 服裝將自行焰滅，限制了身體的燒傷百分比。
[0007] 阻燃織物可包含低百分比的天然纖維并具有有限的舒適性，例如吸水。阻燃織物 是最經(jīng)常在工作環(huán)境中被穿戴，并且舒適性（包括從皮膚吸收汗液）是一個重要的性能因 素，特別是在極端條件下，如消防。將一定百分比的天然親水性纖維與FR纖維組合可W在 舒適性和水分巧吸方面提供某些改善，但是該通常是通過損失FR性能特征獲得。大多數(shù)的 FR纖維（包括芳族聚酷胺纖維）是疏水性的并且不提供高的舒適性。加入高濃度的親水性 纖維的可能對水分管理特性和/或耐火性能產(chǎn)生負(fù)面沖擊。此外，由含有高百分含量的親 水性纖維的織物制成的服裝可能成為水分過飽的，例如汗液的過飽和，并導(dǎo)致當(dāng)暴露于高 溫時的蒸汽燙傷。
[000引另外，用高百分比的芳族聚酷胺纖維（包括間-芳族聚酷胺和/或?qū)?芳族聚酷 胺，纖維通常是硬的）制成的織物具有差的柔軟性或懸垂性，并且通常穿戴起來不舒服。用 高百分比的芳族聚酷胺纖維制成的織物的柔軟度可w通過反復(fù)洗漆得到改善，但往往變得 更為疏水性的。因此，許多工業(yè)工人、飛行員和緊急救援人員反復(fù)地洗漆用高百分比的芳族 聚酷胺纖維制成的服裝W增加舒適感，甚至在初次使用之前多次洗漆新衣服。不幸的是，該 些服裝中的許多都是用會通過反復(fù)洗漆而失去效力的疏水性和/或親水性涂層制成。因 此，洗漆處理過的衣服可能具有改善的柔軟性，但水分管理特性下降。
[0009] 已經(jīng)開發(fā)了各種類型的固有的FR纖維，其中包括改性丙締酸纖維（例如，日本大 阪的Kaneka株式會社WPROTEX名稱出售的改性丙締酸纖維，W及由臺灣的臺塑（Formosa Plastics)出售的化iirlan)。WPyroTex(漢堡，德國）名稱出售的基于丙締酸類的FR 纖維、芳族聚酷胺纖維（例如，WKEVLAR名稱出售的間-芳族聚酷胺纖維和WN0MEX名稱 出售的對-芳族聚酷胺纖維，兩者都來自特拉華州威爾明頓的杜邦公司巧.1.Du化ntde NemoursandCompany))、FR人造絲纖維（WLenzingFR名稱出售，來自奧地利蘭精集 團(tuán)（LenzingGroup))、氧化聚丙締膳纖維化及其他纖維。將一種或多種類型的FR短纖維 (staplefiber)與一種或多種其他類型的非FR短纖維共混W產(chǎn)生纖維共混物，由其紡成 紗線（yarn),然后紗線被針織或機(jī)織成用于各種應(yīng)用的織物，該是常見的。在該樣的纖維 共混物中，F(xiàn)R纖維使共混物阻燃，即使在所述共混物中的一些纖維本身是非阻燃纖維，因 為，在鋪填充和面素填充纖維的情況下，當(dāng)FR纖維暴露于熱和火焰時，它們釋放出非可燃 氣體，其傾向于置換氧從而焰滅任何火焰。除了形成炭并具有高的極限氧指數(shù)（L0I)之外， 很多FR纖維是熱的不良導(dǎo)體。在非填充FR纖維的情況下，高百分比的FR纖維形成炭或出 現(xiàn)可提供穿戴者保護(hù)的其他特性。
[0010] 如果織物將是實(shí)用的和商業(yè)上可行的，那么除了上面提到的織物的性能的規(guī)格之 外的其他性能也是重要的，特別是對于服裝而言。例如，織物在反復(fù)工業(yè)洗漆下應(yīng)該是耐用 的且應(yīng)具有良好的耐磨性。此外，織物應(yīng)穿著舒適。不幸的是，許多FR共混物在典型的環(huán) 境條件下是不舒適的。在該種情況下，穿戴者往往是不太可能順從的，從而如預(yù)期地降低了 穿戴者將繼續(xù)使用該服裝的可能性。因此，如果FR織物顯示出良好的水分管理特性，即巧 吸走汗液的能力和快速干燥，從而使穿戴者不會過熱或冷，和/或織物不會刺激穿戴者的 皮膚，該將是有益的。
[OCm] 此外，許多固有的FR纖維、化及特別是大多數(shù)芳族聚酷胺類型的FR纖維是不接受 染料的。在大多數(shù)應(yīng)用中，希望含有接受染料的或"可印刷的"FR織物。在某些情況下，纖 維是可購買的被生產(chǎn)者染色的商品，但是該限制了織物制造商可用的顏色選擇。
[0012] 滿足多個所述要求同時又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的纖維共混物的選取是一個持續(xù)的挑戰(zhàn)。一些 耐熱收縮的（FR)纖維、化及特別是固有的FR纖維，如本文所定義的，是相對昂貴的，并且將 高百分比的該些纖維加入紗線和織物中對于許多應(yīng)用而言可能是成本昂貴的。
[0013] 機(jī)織FR織物非常適合滿足FR試驗(yàn)方案（包括NFPA2112并且特別是熱收縮試 驗(yàn)）的要求。機(jī)織織物都相對較緊，在紗線之間具有很少的空隙體積，其中減少了熱收縮的 可能性。其他類型的織物結(jié)構(gòu)（例如針織物）可能穿著更舒適，因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂休^高的 孔隙率。然而，針織織物可能不符合熱收縮要求。針織織物中的紗線被成環(huán)，因此它們不如 常規(guī)機(jī)織織物中的紗線那樣受到約束，因此可W收縮得更多。
[0014] 需要既是阻燃的、同時還提供優(yōu)越的水分管理特性和強(qiáng)度性能W改善穿戴者順從 度的短纖紗和由其制成的織物或衣服。此外，需要由在反復(fù)洗漆之前穿著舒適的固有的FR 纖維制成的阻燃服裝。此外，需要接受染料的和/或可有顏色或圖案印刷在其上的短纖紗 及由其制成的阻燃織物。本發(fā)明的纖維共混物、短纖紗、織物和服裝針對該些W及其他重要 的終端廣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明總體上設(shè)及含有纖維的精密共混物的短纖紗和包括如本文所描述的短纖 紗的織物和服裝。用本發(fā)明的短纖紗制成的織物可W實(shí)現(xiàn)高的熱性能（包括阻燃性和耐熱 收縮性）和水分管理特性的平衡，從而為穿戴者提供保護(hù)和舒適性。此外，本發(fā)明的纖維共 混物或由其制成的織物可W接受染料和/或染料能夠被印刷在其上。
[0016] 因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明設(shè)及短纖紗和織物和制品（例如由其制成的服 裝），其包含：約44-80重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約0-15重量％的巧龍纖維；約5-15 重量％的對-芳族聚酷胺；約2-5重量％的防靜電纖維，W及約10-15重量％的親水性纖 維；其中，纖維為精密共混的。在示例性實(shí)施方案中，所述短纖紗包含約85-90%的疏水性 組分和約10-15重量％的親水性組分。在示例性實(shí)施方案中，所述親水性組分可W基本由 選自纖維素、纖維素衍生物、羊毛、FR丙締酸類衍生物纖維和它們的組合的組的親水性纖維 的組成。所述親水性纖維組分或其一部分可W是阻燃的。在示例性實(shí)施方案中，所述疏水 性組分可W基本由約44-80重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約0-15重量％的巧龍纖維；約 5-15重量％的對-芳族聚酷胺；及約2-5重量％的防靜電纖維組成。在又一個示例性實(shí)施 方案中，所述短纖紗基本由約44-80重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約0-15重量％的巧龍 纖維；約5-15重量％的對-芳族聚酷胺；約2-5重量％的防靜電纖維；及約0-15重量％的 親水性纖維組成。在一些實(shí)施方案中，所述短纖紗中的纖維共混物中的大部分（按重量計 大于50%)是芳族聚酷胺纖維。在另一個實(shí)施方案中，所述短纖紗中的纖維共混物中的按 重量計大于約85%是阻燃的。在又一個實(shí)施方案中，纖維共混物中的按重量計大于60%、 優(yōu)選大于62%為間-芳族聚酷胺纖維。
[0017]在示例性實(shí)施方案中，本發(fā)明設(shè)及短纖紗和織物和制品（例如由其制成的服裝）， 其包括：約55-70重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約7-15重量％的巧龍纖維；約5-15重 量％的對-芳族聚酷胺；約2-5重量％的防靜電纖維，W及約10-15重量％的親水性纖維； 其中，纖維是精密共混的。
[001引在示例性實(shí)施方案中，本發(fā)明設(shè)及短纖紗和織物和制品（例如由其制成的服裝）， 其包括；大于約62重量％的間-芳族聚酷胺纖維；約0-