CN101784713B - 由得自二氨基二苯砜的纤维和聚噁二唑纤维的共混物制成的阻燃短纤纱和由其制得的织物和服装以及它们的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻燃短纤纱和包含这些纱线的织物和服装、以及它们的制备方法。所述纱线具有50至95重量份的聚合物短纤维，所述聚合物短纤维包含得自单体的结构体和5至50重量份或更高的聚噁二唑纤维，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、以及它们的混合物，所述重量份是按所述纱线中聚合物纤维和聚噁二唑纤维的总量计的。

Description

由得自二氨基二苯砜的纤维和聚噁二唑纤维的共混物制成的阻燃短纤纱和由其制得的织物和服装以及它们的制备方法
发明领域
本发明涉及阻燃短纤纱和包含这些纱线的织物和服装，以及它们的制备方法。所述纱线具有50至95重量份的聚合物短纤维，所述聚合物短纤维包含得自单体的结构体和5至50重量份的聚噁二唑纤维，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜以及它们的混合物，所述重量份是按所述纱线中聚合物纤维和聚噁二唑纤维的总量计的。
发明背景
消防人员、紧急响应人员、军事人员、赛车人员和产业工人有可能暴露于火焰、高温和/或电弧等中，他们需要由耐热织物制成的防护服和防护制品。这些防护制品功效的任何增加或这些制品在保持防护性能的同时舒适性或耐久性的任何增加均是受欢迎的。
被称为聚磺酰胺纤维(PSA)的纤维由聚(砜-酰胺)聚合物制得，并且由于其芳香族化合物含量而具有良好的耐热性并且还具有低模量，这向由所述纤维制得的织物赋予柔韧性。然而，所述纤维在暴露于高温热流诸如火焰时往往收缩。当用于防护服中时，如此高的纤维收缩性提供的热保护性能更差，因为由此类纤维制成的织物在暴露于高温热流或火焰时往往破裂，致使防护服穿着者被高度烧伤。因此，需要一种方法，该方法能将PSA掺入到纱线中以在利用PSA纤维的有益效果的防护性织物、衣物和服装中使用，同时弥补纤维的缺陷。
发明概述
在一些实施方案中，本发明涉及阻燃短纤纱、织造织物和防护服，其包含50至95重量份的聚合物短纤维和5至50重量份的聚噁二唑短纤维，所述聚合物短纤维包含得自单体的聚合物或共聚物，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、以及它们的混合物，所述重量份是按所述纱线中聚合物纤维和聚噁二唑纤维总计共100份计的。本发明还涉及阻燃服装和诸如工厂工作服、连衣工作服、衬衫、裤子等服装和/或多层服装诸如依次包括隔热内衬、液体阻隔层和由含阻燃纱线的织造织物制得的外壳织物的那些。
在某些其他实施方案中，本发明涉及制备阻燃短纤纱的方法，所述方法包括下列步骤：形成纤维混合物，并且将所述纤维混合物纺制成短纤纱，所述混合物包含50至95重量份的聚合物短纤维和5至50重量份或更多的聚噁二唑短纤维，所述聚合物短纤维包含得自单体的聚合物或共混物，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜以及它们的混合物，所述重量份是按所述纱线中的聚合物纤维和聚噁二唑纤维的总量计的。
发明详述
本发明涉及由聚合物短纤维和聚噁二唑纤维制成的阻燃短纤纱，所述聚合物短纤维得自二氨基二苯砜单体。所谓“阻燃”是指短纤纱或由所述短纤纱制得的织物在空气中将不会维持火焰燃烧。在优选的实施方案中，所述织物具有26和更高的极限氧指数(LOI)。
就本文的目的而言，术语“纤维”被定义为相对柔韧的、宏观上均匀的实体，所述实体具有高比率的长度与垂直于该长度方向的横截面积宽度比。所述纤维横截面可为任何形状，但通常为圆形。在本文中，术语“长丝”或“连续长丝”与术语“纤维”可互换使用。
当与长丝比较时，如本文所用，术语“短纤维”是指切成所需长度或被拉断的纤维，或天然存在的纤维或制得的纤维，所述纤维具有低比率的长度与垂直于该长度方向的横截面积宽度比。将人工制得的短纤维切割成或制成适于在棉、羊毛或精纺毛纱纺丝设备上加工处理的长度。所述短纤维可具有(a)大体上均匀的长度，(b)变化或无规的长度，或(c)一部分短纤维具有大体上均匀的长度，而其他部分中的短纤维具有不同的长度，将所述部分中的短纤维混合在一起形成大体上均匀的分布。
在一些实施方案中，适宜的短纤维具有0.25厘米(0.1英寸)至30厘米(12英寸)的长度。在一些实施方案中，短纤维长度为1cm(0.39in)至20cm(8in)。在一些优选的实施方案中，由短纤维工艺制得的短纤维具有1cm(0.39in)至6cm(2.4in)的短纤维长度。
所述短纤维可由任何方法制得。例如，短纤维可采用转刀或剪断机由连续直纤维切割而得，获得直的(即不卷曲的)短纤维，或还可沿着短纤维长度方向由具有锯齿形卷曲的卷曲连续纤维切割而得，卷曲(或重复弯曲)频率优选不超过8个卷曲每厘米。
短纤维还可通过将连续纤维拉断而形成，从而获得具有变形部分的短纤维，所述变形部分用作卷曲。拉断短纤维可通过在拉断操作期间将一扎或一束连续长丝拉断而制得，所述拉断操作具有一个或多个指定距离的拉断区域，形成无规变化的纤维团，所述纤维具有可经由拉断区域调节来控制的平均切断长度。
可使用本领域熟知的常规长纤维和短纤维环锭纺纱工艺由短纤维制得短纤纱。就短纤维而言，通常采用1.9至5.7cm(0.75in至2.25in)的棉纺系统来纺纱纤维长度。就长纤维而言，通常采用最多16.5cm(6.5in)的精纺或毛纺系统纤维。然而，这不旨在限于环锭纺纱，因为还可采用气流喷射纺纱、自由端纺纱以及将短纤维转变成可用纱线的许多其他类型的纺制方法来纺制所述纱线。
还可采用拉断纺丝直接成条方法通过拉断直接制得短纤纱。由传统拉断方法形成的纺纱中的短纤维通常具有最多18cm(7in)的长度。然而，通过如例如PCT专利申请WO 0077283中所述的方法，由拉断方法制得的短纤纱还可具有最大长度最多为约50cm(20in)的短纤维。拉断短纤维通常不需要卷曲，因为拉断方法向所述纤维赋予了一定程度的卷曲。
术语“连续长丝”是指具有相对小的直径并且其长度比短纤维所指定的那些长度更长的柔韧纤维。连续长丝纤维和连续长丝的复丝可由本领域技术人员熟知的方法制得。
聚合物纤维包含得自胺单体(选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜以及它们的混合物)的聚合物或共聚物，所谓聚合物纤维是指该聚合物纤维由一般具有下列结构的单体制得：
NH2-Ar1-SO2-Ar2-NH2
其中Ar1和Ar2为任何未取代或取代的六-元碳原子芳基，并且Ar1和Ar2可相同或不同。在一些优选的实施方案中，Ar1和Ar2相同。所述六元碳原子芳基还更优选具有相对于SO2基团的间位或对位取向的连接基。具有该一般结构的这一单体或多个单体在相容溶剂中与酸性单体反应生成聚合物。可用的酸性单体一般具有下列结构
Cl-CO-Ar3-CO-Cl
其中Ar3为任何未取代或取代的芳环结构，并且可与Ar1和/或Ar2相同或不同。在一些优选的实施方案中，Ar3为六元碳原子芳基。更优选地，所述六元碳原子芳基具有间位或对位取向的连接基。在一些优选的实施方案中，Ar1和Ar2相同，而Ar3不同于Ar1和Ar2。例如，Ar1和Ar2可均为具有间位取向连接基的苯环，而Ar3可为具有对位取向连接基的苯环。可用的单体的实例包括对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯等等。在一些优选的实施方案中，所述酸为对苯二甲酰氯或它与间苯二甲酰氯的混合物，而胺单体为4，4’-二氨基二苯砜。在另一些优选的实施方案中，所述胺单体为重量比率为3∶1的4，4’-二氨基二苯砜和3，3’-二氨基二苯砜的混合物，其形成均具有砜单体的共聚物制得的纤维。
在另一个优选的实施方案中，所述聚合物纤维还包含共聚物和得自对苯二胺和/或间苯二胺的胺单体，所述共聚物具有得自砜-胺单体的重复单元。在一些优选的实施方案中，所述砜酰胺重复单元与其他酰胺重复单元的含量重量比率为3∶1。在一些实施方案中，至少80摩尔％的胺单体为砜-胺单体或砜-胺单体的混合物。为方便起见，本文将使用缩写“PSA”来代表所有整个类别的由得自如前所述砜单体的聚合物或共聚物制得的纤维。
在一个实施方案中，得自砜单体的聚合物和共聚物优选经由一种或多种类型二胺单体与一种或多种类型氯化物单体在二烷基酰胺溶剂诸如N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或它们混合物中的缩聚反应制得。在此类缩聚反应的一些实施方案中，还可存在无机盐诸如氯化锂或氯化钙。如果需要，可通过与非溶剂诸如水形成沉淀、中和、洗涤和干燥来分离出所述聚合物。所述聚合物还可经由界面聚合反应制得，所述界面聚合反应可直接制得聚合物粉末，然后将所述粉末溶解在用于制备纤维的溶剂中。
使用聚合物或共聚物在聚合反应溶剂中所形成的溶液，或在另一种聚合物或共聚物溶剂中所形成的溶液，可经由溶液纺丝将所述聚合物或共聚物纺成纤维。可经由干纺丝、湿纺丝或干喷湿纺丝(还被称为气隙纺丝)并通过多孔喷丝头来实现纤维纺丝以生成本领域已知的复丝或丝束。然后根据需要，采用常规技术处理纺丝后复丝或丝束中的纤维以将所述纤维中和、洗涤、干燥或热处理以制得稳定且可用的纤维。示例性的干纺丝、湿纺丝和干喷湿纺丝方法公开于美国专利公开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。
制备PSA纤维或包含砜-胺单体的共聚物的具体方法公开于授予Wang等人的中国专利公开1389604A中。该参考文献公开了被称为聚磺酰胺纤维(PSA)的纤维，其可通过将50重量％至95重量％的4，4’-二氨基二苯砜和5重量％至50重量％的3，3’-二氨基二苯砜混合物与等摩尔量的对苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚形成的共聚物溶液纺丝制得。授予Chen等人的中国专利公布1631941A也公开了制备PSA共聚物纺丝溶液的方法，所述溶液由质量比率为10∶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与等摩尔量的对苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚而形成。另一种制备共聚物的方法还公开于授予Sokolov等人的美国专利公开4,169,932中。该参考文献公开了使用叔胺以增加缩聚反应速率，来制备聚对苯二甲酰对苯二胺(PPD-T)共聚物。该专利还公开了通过用另一种芳族二胺诸如4，4’-二氨基二苯砜替代5摩尔％至50摩尔％的对苯二胺(PPD)，来制备PPD-T共聚物。
所述短纤纱还包含极限氧指数(LOI)为21或更高的聚噁二唑纤维，这是指聚噁二唑纤维或仅由聚噁二唑纤维制得的织物将不会维持火焰在空气中燃烧。在一些优选的实施方案中，所述聚噁二唑纤维具有至少26或更高的LOI。
据信加入火焰收缩性低的聚噁二唑纤维可向所述短纤纱提供附加的热稳定性，这将使由所述短纤纱制得的最终织物和服装的热容性能得到改进。
聚噁二唑纤维是指由包含噁二唑单元的聚合物构成的纤维。制备聚噁二唑聚合物和纤维的方法是本领域已知的；参见例如授予Bach的美国专利公开4,202,962，和“Encyclopedia of Polymer Science andEngineering”第12卷第322至339页(John Wiley & Sons，NewYork，1988)。在一些实施方案中，所述聚噁二唑纤维包含聚亚芳基-1，3，4-噁二唑聚合物、聚亚芳基-1，2，4-噁二唑聚合物、或它们的混合物。在一些优选的实施方案中，所述聚噁二唑纤维包含聚对亚苯基-1，3，4-噁二唑聚合物。适宜的聚噁二唑纤维在商业上以各种商品名为人所知，诸如Oxalon
Figure GPA00001032456500061
、Arselon
Figure GPA00001032456500062
、Arselon-C
Figure GPA00001032456500063
和Arselon-S
Figure GPA00001032456500064
纤维。
在一些实施方案中，本发明涉及阻燃短纤纱、织造织物和防护服，其包含50至95重量份的聚合物短纤维和5至50重量份的聚噁二唑短纤维，所述聚合物短纤维包含得自单体的结构体，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜以及它们的混合物；所述重量份是按所述纱线中聚合物纤维和聚噁二唑纤维的总量计的。在一些优选的实施方案中，所述聚合物短纤维的含量为50至75重量份，而所述聚噁二唑纤维的含量为25至50重量份，所述重量份是按所述纱线中聚合物短纤维和聚噁二唑纤维的总量(共100份)计的。在某些其他优选实施方案中，所述聚合物短纤维的含量为50至65重量份，而所述聚噁二唑纤维的含量为35至50重量份，所述重量份是按所述纱线中聚合物短纤维和聚噁二唑纤维的总量计的。
在一些优选的实施方案中，多种类型的短纤维可以短纤维共混物形式存在。所谓纤维共混物是指两种或更多种短纤维类型的任何方式的组合。所述短纤维共混物优选为“紧密共混物”，这是指所述共混物中的各种短纤维形成相对均匀的纤维混合物。在一些实施方案中，两种或更多种类型的短纤维在纺制纱线之前或之时被共混，使得各种短纤维均匀地分布在短纱束中。
如果需要，所述短纤维共混物还可具有1至5重量份的防静电纤维，所述防静电纤维可降低短纱、织物和服装中的静电积聚倾向。在一些优选的实施方案中，赋予该防静电特性的纤维是具有尼龙外皮和碳芯的皮-芯型短纤维。适于提供抗静电特性的材料描述于美国专利公开3,803,453和4,612,150中。
在作为阻燃材料时，所述聚合物短纤维或PSA短纤维具有比聚噁二唑纤维更高的火焰收缩性。虽然实际的织物火焰收缩性取决于许多因素，但是由聚合物纤维或PSA纤维构成的织造织物方片的长度尺寸在高温(300℃)下收缩至少2％，并且据信在火焰中收缩高达5％或更高，而由聚噁二唑纤维构成的织造织物方片的长度尺寸在高温下即使有也是极小的收缩，并且据信在火焰中收缩小于2％。据信，以低达5重量％的量加入活性收缩性低的聚噁二唑纤维可有助于降低织物在火焰中的火焰收缩性。在某些其他实施方案中，据信以25％至最多50重量％(包括50重量％)的量加入聚噁二唑短纤维，可提供优选用于防护服中的织物。与仅由PSA短纤维制成的织物相比，由此短纤维组合制成的织物具有更低的火焰收缩性，并且提供舒适性。
织物可由短纤纱制得，并且可包括但不限于织造织物或针织织物。一般的织物设计和构造是本领域技术人员熟知的。所谓“织造”织物是指通常在织机上形成的通过经向或纬向交织纱线并且使纱线彼此填充或交织以形成任何织物组织(诸如平织、四经破缎纹织、方平织、缎面织、斜纹织等等)的织物。据信平织和斜纹织是商业中最常使用的编织，并且在许多实施方案中是优选的。
所谓“针织”织物是指通常通过使用针将纱线圈互连而形成的织物。在许多情况下，为了制得针织织物，将短纤纱喂入到将纱线转变成织物的针织机中。如果需要，可向针织机中提供合股或未合股的多条经线或纱线；即，使用常规技术将一束纱线或一束合股纱线同时喂入到针织机中，并且针织成织物，或直接针织成服装制品诸如手套。在一些实施方案中，期望通过将具有纤维紧密共混物的一种或多种短纤纱与一种或多种其他短纱或连续长丝纱线同时喂入，从而将功能性添加到针织织物中。可调节针织紧密度以满足任何具体的需要。已在例如单面针织物和毛圈针织物花纹中发现了防护服装性能的非常有效的组合。
在某些尤其可用的实施方案中，所述短纤纱可用于制备阻燃服装。在一些实施方案中，所述服装具有基本上一层由短纤纱制得的防护织物。此类服装包括消防人员或军事人员的跳伞服和连衣工作服。此类套装通常用于罩在消防人员服装之外，并且用于跳伞进入到某个区域以扑灭森林火灾。其他服装可包括在可能发生极度热事件的诸如化学处理工业或工业电气/电力环境下可穿着的裤子、衬衫、手套、袖套等。在一些优选的实施方案中，所述织物具有至少0.8卡/平方厘米/盎司/平方码的耐电弧性。
在其他实施方案中，所述短纤纱可用于制备多层阻燃服装。一种此类服装具有如美国专利公开5,468,537中所公开的一般构造。此类服装一般具有三层或三种类型的织物构造，每层或每种织物构造执行不同的功能。具有外壳织物，该外壳织物提供防燃性并且用作消防人员一级防火保护，并且在大多数实施方案中，这是使用所述短纤纱的层。邻近所述外壳的是水分阻隔层，其通常为液体阻隔层，但是可经选择使得它能够使水蒸汽穿过所述阻隔层。Gore-Tex
Figure GPA00001032456500081
PTFE膜或Neoprene
Figure GPA00001032456500082
膜在纤维非织造或织造间位芳族聚酰胺稀松布织物上的层压体是此类构造中通常使用的水分阻隔层。邻近所述水分阻隔层的是隔热衬里，其一般包括一层与内面布料相连的耐热纤维棉絮。所述水分阻隔层使得隔热衬里保持干燥，并且隔热衬里保护穿着者避免由穿着者正在处理的火焰或热隐患所产生的热应力。
在另一个实施方案中，本发明涉及制备阻燃短纤纱的方法，所述方法包括：形成纤维混合物，所述混合物包含50至95重量份的聚合物短纤维和5至50重量份的聚噁二唑短纤维，所述聚合物短纤维包含得自单体的结构体，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、以及它们的混合物，所述重量份是按所述纱线中聚合物纤维和聚噁二唑纤维的总重量(共100份)计的；并且将所述纤维混合物纺制成短纤纱。在一些优选的实施方案中，所述聚合物短纤维的含量为50至75重量份，而所述聚噁二唑短纤维的含量为25至50重量份，所述重量份是按所述纱线中聚合物短纤维和聚噁二唑短纤维的总量计的。在某些其他实施方案中，所述聚合物短纤维的含量为60至70重量份，而所述聚噁二唑短纤维的含量为30至40重量份，所述重量份是按所述纱线中聚合物短纤维和聚噁二唑短纤维的总量计的。
在一个实施方案中，通过制得所述聚合物短纤维和所述聚噁二唑纤维的紧密共混物来形成所述纤维的纤维混合物。如果需要，可将其他短纤维混入到该相对均匀的短纤维混合物中。可通过多种本领域已知的方法获得所述共混合物，包括将许多连续长丝线筒放在线轴架上，并且同时切割两种或更多种类型的长丝以形成切割短纤维共混物的方法；或涉及开松不同短纤维捆，然后在开棉机、共混机和梳理机中将各种纤维开松和共混的方法；或形成各种短纤维长条，然后将其进一步加工以形成混合物的方法，如在梳理中形成纤维混合物长条。制备紧密纤维共混物的其他方法也是可以的，只要各种类型的不同纤维相对均匀地分布在整个共混物中。如果由所述共混物形成纱线，则所述纺丝同样具有相对均匀的短纤维混合物。一般来讲，在最优选的实施方案中，将单独的短纤维松开或分离至在纤维加工中可制得可用织物的正常程度，使得由于短纤维不良松开造成的纤维结或纤维节以及其他主要缺陷以不会损害最终织物品质的量存在。
在优选的方法中，如下制得人造短纤维紧密共混物：首先将得自开松捆的短纤维与任何其他短纤维(如果期望获得附加功用的话)混合在一起。然后使用梳理机使纤维共混物梳成长条。通常在纤维产业中使用梳理机来分离纤维，调整纤维，并且将纤维递送到松散组合纤维的连续股线中而无显著缠绕，其通常被称为生条。通常通过但不限于两步拉伸法将生条加工成熟条。
然后采用技术由熟条制成短纤纱，所述技术包括常规的棉纺系统或短纤纺纱工艺，诸如自由端纺纱和环锭纺纱；或高速气纺技术，诸如Murata气流喷射纺纱，其中使用空气来将短纤维捻合成纱线。还可通过使用常规的毛纺系统，或长纤维工艺诸如精梳或半精梳环锭纺，或拉扯纺纱工艺来实现短纤纱的形成。无论采用何种加工系统，环锭纺纱一般是制备短纤纱的优选方法。
测试方法
根据FTMS 191A；5041来获得基重值。
磨损试验。根据ASTM D-3884-01“Standard Guide for AbrasionResistance of Textile Fabrics(转台，双头法)”来测定织物的耐磨损性能。
仪器化暖体假人试验。根据ASTM F 1930方法(1999)，使用穿有由测试织物制得的标准花纹连衣工作服的仪器化暖体假人，采用“Predicted Burn Injuries for a Person Wearing a SpecificGarment or System in a Simulated Flash Fire of SpecificIntensity”来测定防烧伤性能。
耐电弧性试验。根据ASTM F-1959-99“Standard Test Method forDetermining the Arc Thermal Performance Value of Materials forClothing”来测定织物的耐电弧性。每种织物的电弧热性能值(ATPV)为穿着此织物的人员所接触的能量的量度，其相当于在50％时间内由此接触造成的二级烧伤。
抓样试验。根据ASTM D-5034-95“Standard Test Method forBreaking Strength and Elongation of织物(抓样试验)”来测定织物的抗抓取性(断裂拉伸强度)。
撕裂试验。根据ASTM D-5587-03“Standard Test Method forTearing of Fabrics by Trapezoid Procedure”来测定织物的抗撕裂性。
热保护性能(TPP)试验。根据NFPA 2112“Standard on FlameResistant Garments for Protection of Industrial PersonnelAgainst Flash Fire”来测定织物的热保护性能。所述热保护性能涉及在织物暴露于直接火焰或热辐射时，织物向织物下的穿着者皮肤提供连续且可靠保护的能力。根据采用下列改进的TPP测试方案，通过切割出2英寸乘10英寸(5cm乘25.4cm)的待测织物条，然后向所述织物施加火焰，来测定织物的收缩性。将织物条的2英寸一端固定在设备上，同时在2英寸的另一端上悬挂10克砝码，以在测试期间在织物上保持轻微的张力。此外，用具有2英寸乘2英寸(5cm×5cm)开口的板制成TPP测试设备，使得仅有2″×2″的所述织物方片经受火焰作用。如果所述织物基重一般在如实施例所公开的范围内(6至8oz/yd2(200至270g/m2))，则使织物经受火焰作用4秒。对于更高的基重，则延长火焰接触时间。然后使织物冷却，测量所述条测试区域的尺寸，根据原有的2″×2″尺寸，计算测试区域长度和宽度的收缩百分比。
垂直火焰试验。根据ASTM D-6413-99“Standard Test Method forFlame Resistance of Textiles(垂直法)”来测定织物的炭化长度。
极限氧指数(LOI)是以体积百分比表示的氧和氮混合物中的最低氧浓度，所述混合物在ASTM G125/D2863条件下刚好可维持初始室温下的材料有焰燃烧。
实施例
本发明可由下列实施例进行示例，但不限于下列实施例。所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。
实施例1
该实施例示出了由PSA纤维和对位芳族聚酰胺短纤维的紧密共混物构成的阻燃短纤纱和织物。所述PSA短纤维由聚合物与等摩尔量的对苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚而形成，并且以俗名Tanlon
Figure GPA00001032456500111
而知名，所述聚合物由4，4’-二氨基二苯砜和3，3’-二氨基二苯砜制得；所述聚噁二唑(POD)短纤维以商品名Arselon
Figure GPA00001032456500112
纤维而知名。
由常规棉纺系统设备制备和加工由45重量％POD纤维和55％PSA纤维构成的清棉混纺条，然后使用环锭细纱机纺成短纤纱，所述短纤纱具有4.0的捻系数和21特(28棉纱支数)的单纱尺寸。然后在合股机上将两条此类单纱合股，制得阻燃性双股纱线以用作织物经纱。采用类似的工艺和相同的捻度和混纺比，制得24特(24棉纱支数)单纱，并且将这些单纱中的两条合股形成双股织物纬纱。
然后使用PSA和POD短纤维紧密共混物的环锭纺细纱作为经线和纬线，并且在有梭织机上织造成织物，从而获得具有2×1斜纹织和26经×17纬每厘米(72经×52纬每英寸)构造以及215g/m2(6.5oz/yd2)基重的本色织物。然后在热水中擦洗本色斜纹织物，并且在低张力下干燥。然后使用碱性染料将擦洗过的织物喷射染色。所得织物具有231g/m2(7oz/yd2)的基重，超过28的LOI，并且在TPP测试期间不断开，表明在火焰中具有适当的织物收缩性。表1示出了所得织物的性能。“+”表示比对照织物那些性能优异的性能，而标记“0”表示对照织物性能，或与对照织物性能相当的性能。“0/+”表示性能稍优于对照织物性能。
表1
  性能   100％PSA   实施例1
  标称基重(opsy)   7   7
  抓样试验断裂强度(lbf)W/F   0   0
  撕裂(lbf)W/F   0   0
  泰伯磨损量(循环)CS-10/1000g   0   0
  TPP(cal/cm2)   0   0/+
  垂直火焰(in)W/F   0   +
  仪器化暖体假人试验(身体烧伤％)   0   +
  ARC评定(cal/cm2)   0   +
实施例2
使用实施例1中的织物作为三层复合织物的外壳织物，所述三层复合织物还包括水分阻隔层和隔热衬里。所述水分阻隔层为具有0.7oz/yd2基重的Goretex，其与具有2.7oz/yd2基重的非织造聚(间苯二甲酰间苯二胺)/聚对苯二甲酰对苯二胺纤维共混物基底相连。所述隔热衬里由绗缝在3.2oz/yd2聚(间苯二甲酰间苯二胺)短纤维稀松布上的三片1.5oz/yd2射流喷网型聚(间苯二甲酰间苯二胺)/聚对苯二甲酰对苯二胺纤维片制成。然后由所述复合织物制成防护服，诸如消费队员消防员防火服。
实施例3
通过将实施例1中的织物根据图案剪切成织物形样，并且将所述形样缝合在一起形成用作工业防护服装的防护性连衣工作服，来将所述织物制成防护制品，包括服装。同样，将织物剪切成织物形样，并且将所述形样缝合在一起形成包括防护衬衫和一条防护裤的防护服装组合。如果需要，可将织物剪切并且缝合，以形成其他防护服装组件诸如连衣工作服、头巾、袖套和围裙。

Claims (15)

1.阻燃短纤纱，所述阻燃短纤纱包含：
50至95重量份的聚合物短纤维，所述聚合物短纤维包含得自单体的聚合物或共聚物，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、以及它们的混合物；和
5至50重量份的聚
Figure FSB00000651874200011
二唑短纤维；所述重量份是按所述短纤纱中的聚合物短纤维和聚
Figure FSB00000651874200012
二唑短纤维共100份计的。
2.权利要求1的阻燃短纤纱，其中
所述聚合物短纤维的含量为50至75重量份；并且
所述聚
Figure FSB00000651874200013
二唑短纤维的含量为25至50重量份，所述重量份是按所述短纤纱中的聚合物短纤维和聚
Figure FSB00000651874200014
二唑短纤维共100份计的。
3.权利要求2的阻燃短纤纱，其中
所述聚合物短纤维的含量为50至65重量份；并且
所述聚
Figure FSB00000651874200015
二唑短纤维的含量为35至50重量份，所述重量份是按所述短纤纱中的聚合物短纤维和聚
Figure FSB00000651874200016
二唑短纤维共100份计的。
4.权利要求1的阻燃短纤纱，其中
至少80摩尔％的用于所述聚合物短纤维中的聚合物或共聚物得自砜-胺单体，或砜-胺单体的混合物。
5.权利要求1的阻燃短纤纱，其中
所述聚合物还包含得自选自对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、以及它们的混合物的单体的结构体。
6.权利要求1的阻燃短纤纱，其中
所述聚
Figure FSB00000651874200017
二唑短纤维包含聚亚芳基-1，3，4-二唑、聚亚芳基-1，2，4-
Figure FSB00000651874200019
二唑、或它们的混合物。
7.权利要求6的阻燃短纤纱，其中
所述聚
Figure FSB000006518742000110
二唑短纤维包含聚对亚苯基-1，3，4-
Figure FSB000006518742000111
二唑。
8.包含权利要求1的短纤纱的织造织物。
9.包含权利要求1的短纤纱的防护服。
10.阻燃服装，所述服装依次包含隔热内衬、液体阻隔层、以及外壳织物，所述外壳织物包含权利要求8的织造织物。
11.制备阻燃短纤纱的方法，所述方法包括：
a)形成短纤维混合物，所述短纤维混合物包含50至95重量份的聚合物短纤维，所述聚合物短纤维包含得自单体的聚合物或共聚物，所述单体选自4，4’-二氨基二苯砜、3，3’-二氨基二苯砜、以及它们的混合物；和
5至50重量份的聚
Figure FSB00000651874200021
二唑短纤维，所述重量份是按所述短纤纱中的聚合物短纤维和聚
Figure FSB00000651874200022
二唑短纤维共100份计的；并且
b)将所述短纤维混合物纺成短纤纱。
12.权利要求11的制备阻燃短纤纱的方法，其中
所述聚合物短纤维的含量为50至75重量份，并且
所述聚
Figure FSB00000651874200023
二唑短纤维的含量为25至50重量份，所述重量份是按所述短纤纱中的聚合物短纤维和聚二唑短纤维共100份计的。
13.权利要求12的制备阻燃短纤纱的方法，其中，
所述聚合物短纤维的含量为50至65重量份，并且
所述聚二唑短纤维的含量为35至50重量份，所述重量份是按所述短纤纱中的聚合物短纤维和聚
Figure FSB00000651874200026
二唑短纤维共100份计的。
14.权利要求11的制备阻燃短纤纱的方法，其中
至少80摩尔％的用于所述聚合物短纤维中的所述聚合物或共聚物得自砜-胺单体，或砜-胺单体的混合物。
15.权利要求11的制备阻燃短纤纱的方法，其中
所述聚合物还包含得自选自对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、以及它们的混合物的单体的结构体。
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