CN102906323A

CN102906323A - 防护服用布帛及其中使用的纺丝

Info

Publication number: CN102906323A
Application number: CN2012800012544A
Authority: CN
Inventors: 高桥雅信; 大森英城
Original assignee: Japan Wool Textile Co Ltd; SABIC Innovative Plastics IP BV
Current assignee: Elizabeth Global Technology Co Ltd
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: EP2695978A1; EP2695978B1; JPWO2012137556A1; US20130040523A1; CN102906323B; EP2695978A4; JP5060668B1; WO2012137556A1

Abstract

本发明的防护服用布帛为耐热性、阻燃性防护服用布帛，其由纺丝构成，其纤维混合率是：含有聚醚酰亚胺纤维(A)25～75质量%、选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种的纤维(B)20～50质量%、以及对位芳纶纤维(C)5～25质量%，构成上述布帛的纺丝是由下述(1)均匀混纺纺丝单丝(24)和(2)芯鞘纺丝单丝(23)捻合而成的双丝(20)，所述(1)均匀混纺纺丝单丝(24)含有上述(A)及(B)纤维成分，所述(2)芯鞘纺丝单丝(23)的芯(21)为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱(C)、鞘(22)由聚醚酰亚胺纤维(A)和选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种的纤维(B)混纺而构成。由此可提供耐洗涤性高、即使作业中出汗或炎热时期穿着时穿着感也良好、耐热性及阻燃性高、染色性也良好且制造成本低的防护服用布帛及其中使用的纺丝。

Description

防护服用布帛及其中使用的纺丝

技术领域

本发明涉及防护服用布帛及其中使用的纺丝(细纱)。

背景技术

防护服被用作消防、急救队员、救生队员、海上救护员、军队、石油相关设施的作业人员、化学工厂的作业人员等的工作服。该防护服需要具有耐热性及阻燃性，通常使用对位芳纶纤维。但是，对位芳纶纤维存在成本高且染色困难的问题。因此，本发明人提出了一种芯鞘纺丝，该芯鞘纺丝的芯使用对位芳纶纤维的牵切纺丝、鞘使用间位芳纶纤维、阻燃丙烯腈系纤维或聚醚酰亚胺纤维(专利文献1)。另外，在专利文献2中提出了一种对位芳纶纤维等耐热性纤维和由阻燃性人造丝或阻燃性维尼纶构成的碳化性阻燃纤维的混纺品。

但是，专利文献1中提出的纤维组成存在对位芳纶纤维的比例高而成本高的问题。专利文献2中提出的仅进行混纺的纤维组成存在下述问题：露出于表面的对位芳纶纤维容易因洗涤时的摩擦作用等而发生原纤化，在布帛表面产生白化现象(whitening phenomenon)而呈现明显的外观不良。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2009/014007号公报

专利文献2：日本特开2008-101294号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明为了解决上述现有的问题，提供耐洗涤性高、即使作业中出汗或在炎热时期穿着时穿着感也良好、耐热性及阻燃性高、染色性也良好、且制造成本低的防护服用布帛及其中使用的纺丝。

用于解决技术问题的手段

本发明的防护服用布帛是耐热性、阻燃性防护服用布帛，其特征在于，上述布帛由纺丝构成，其纤维混合率是：在以上述布帛为100质量%时，含有聚醚酰亚胺纤维(A)25～75质量%、选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)20～50质量%、以及对位芳纶纤维(C)5～25质量%，且构成上述布帛的纺丝是由下述(1)均匀混纺纺丝单丝和(2)芯鞘纺丝单丝捻合(合股)而成的双丝(双股线)，所述(1)均匀混纺纺丝单丝含有上述(A)及(B)纤维成分，所述(2)芯鞘纺丝单丝的芯为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱(C)、鞘由聚醚酰亚胺纤维(A)和选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)混纺而构成。

本发明的纺丝的特征在于，其是用于上述防护服用布帛的纺丝，其是由下述(1)均匀混纺纺丝单丝和(2)芯鞘纺丝单丝捻合而成的双丝，所述(1)均匀混纺纺丝单丝含有上述(A)及(B)纤维成分，所述(2)芯鞘纺丝单丝的芯为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱(C)、鞘由聚醚酰亚胺纤维(A)和选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)混纺而构成。

发明效果

本发明的防护服用布帛的耐洗涤性高，由于原纤化得到抑制因此即使反复洗涤也不会出现外观不良。另外，即使暴露于高温的热流通量中也不会发生热收缩，碳化也少，即使作业中出汗或在炎热的时期穿着时穿着感也良好，且制造成本也低。将对位芳纶纤维仅集中配置于芯部的本发明的纺丝是耐热性及阻燃性高、染色性也良好且制造成本低的纺丝。

附图说明

图1是表示用于制造本发明的一个实施例中的芯鞘结构纺丝的环锭细纱机的主要部分的立体图。

图2是本发明的一个实施例中的双丝的示意剖面图。

具体实施方式

本发明是想通过减少高成本的对位芳纶纤维的比例并抑制洗涤时的原纤化来避免产生外观不良从而进行改善而完成的发明。通过使用仅在芯部集中配置对位芳纶纤维的芯鞘纺丝单丝和完全不含对位芳纶纤维的均匀混纺纺丝单丝，使工作服的开发更进一步。

由下述2种纺丝构成的本发明的防护服用布帛的混用率为：含有聚醚酰亚胺纤维(A)25～75质量%、选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)20～50质量%、以及对位芳纶纤维(C)5～25质量%。优选含有聚醚酰亚胺纤维(A)40～70质量%、选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)25～40质量%、以及对位芳纶纤维(C)5～20质量%

上述纺丝是由下述(1)均匀混纺纺丝单丝和(2)芯鞘纺丝单丝捻合而成的双丝，所述(1)均匀混纺纺丝单丝含有上述(A)及(B)纤维成分，所述(2)芯鞘纺丝单丝的芯为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱(C)、鞘由聚醚酰亚胺纤维(A)和选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)混纺而构成。。使用上述双丝来制成织物或编织物。以下，在本说明书中，“鞘纤维”也称为“包覆纤维”。

1.使用的纤维

以下对各纤维进行说明。

(1)聚醚酰亚胺纤维

作为聚醚酰亚胺纤维，例如有SABIC INNOVATIVE PLASTICS公司制“ULTEM”(极限氧指数(LOI)为32)。该纤维具有约3cN/deci tex左右的拉伸强度。聚醚酰亚胺单纤维的纤度优选为3.9deci tex(3.5旦)以下，更优选为2.8deci tex(2.5旦)以下。当纤度为3.9deci tex(3.5旦)以下时，柔软且手感好，适合作为工作服。聚醚酰亚胺纤维的优选平均纤维长度为30～220mm的范围，更优选为80～120mm，特别优选为90～110mm的范围。当为上述范围时容易进行纺纱。

(2)羊毛

作为羊毛，可使用普通的美利奴绵羊种等的羊毛。羊毛可直接使用，也可使用预先在棉阶段进行了染色的羊毛(纺前染色品)。优选使用纺前染色品。羊毛可使用非改性羊毛，也可除去鳞片并进行防缩加工。使用这样的非改性羊毛或改性羊毛的原因在于：可提高吸湿性，隔绝辐射热，即使在高温苛刻的环境下作业出汗而汗湿也能良好地保持穿着感，发挥用于保护人体的耐热性。即使是进行了作为羊毛的阻燃加工而众所周知的由国际羊毛事务局开发的泽普罗加工(ZIRPRO process，利用钛和锆盐进行的处理)的羊毛，上述效果也不变。

(3)阻燃人造丝

作为阻燃人造丝，例如有普鲁本加工(PROBAN process，Albright&Wilson公司开发的使用了四羟甲基鏻盐的氨固化加工)、Cibageigy公司开发的Provatex CP加工(N-羟甲基二甲基膦酰基丙酰胺加工)、奥地利Lenzing公司的商品名“Viscose FR”等。

(4)对位芳纶纤维

作为芳纶纤维，有对位芳纶纤维和间位芳纶纤维，本发明使用对位芳纶纤维。这是因为对位芳纶纤维的拉伸强度高(例如帝人公司制“Technora”：24.7cN/deci tex，杜邦公司制“Kevlar”：20.3～24.7cN/deci tex)，热分解起始温度也高(上述产品均为约500℃)，极限氧指数(LOI)为25～29，适合作为耐热性布帛和耐热性防护服。对位芳纶纤维的单纤维纤度优选为0.5～6deci tex的范围，更优选为1～4deci tex的范围。

2.各纤维的配合比例

本发明的防护服用布帛的混用率是聚醚酰亚胺纤维为25～75质量%、选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维为20～50质量%、以及对位芳纶纤维为5～25质量%，本发明的防护服用布帛由均匀混纺纺丝单丝和芯鞘纺丝单丝捻合而成的双丝构成。

优选聚醚酰亚胺纤维为40～70质量%、选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维为25～40质量%、以及对位芳纶纤维为5～20质量%的范围。当为上述范围时，穿着感良好、耐热性及阻燃性高、染色性也良好且制造成本低。当对位芳纶纤维低于上述范围时，高温时的热收缩会加剧而不优选。当对位芳纶纤维超过上述范围时，存在成本提高的问题。当聚醚酰亚胺纤维低于上述范围时，染色性会降低而成为问题。当聚醚酰亚胺纤维超过上述范围时，高温时的热收缩会加剧而不优选。当选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维低于上述范围时，穿着舒适性会降低而不优选。当选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维超过上述范围时，耐热性及阻燃性会降低而不优选。

上述均匀混纺纺丝更优选聚醚酰亚胺纤维为40～69质量%、选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维为25～40质量%、对位芳纶纤维为5～20质量%、以及防静电纤维为0.1～1质量%的范围。当为该范围时，除上述效果以外还发挥防静电效果。

3.均匀混纺纺丝

在制作均匀混纺纺丝时，按照常规的纺纱法，例如通过梳理工序、粗纺工序、并条工序或之前的工序进行混纺来制成纺丝。

4.芯鞘纺丝

(1)牵切纺纱

芯为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱。这里牵切纺丝是指通过将长纤维束牵伸剪切并加捻而制成的纺丝。可采用在一个细纱机中进行牵伸-加捻的直接纺纱方式，也可先制成纱条再加捻而通过2个以上的工序来制成纺丝(珀洛克方式或直接成条法)。优选直接纺纱方式。通过使用牵切纱，可获得能维持高强力、且与鞘纤维的一体性优异的芯鞘结构纺丝。

关于牵切纺丝的优选纤度，以单丝计优选为5.56～20.0tex(公制支数为50～1 80支的单丝)的范围，更优选为6.67～16.7tex(公制支数为60～150支的单丝)的范围。当纤度为上述范围时，强力高、且在手感等方面也适用于耐热性防护服等。另外，关于捻数，公制支数为125支的单丝优选为350～550次/m，更优选为400～500次/m。当捻数为上述范围时，与包覆纤维的一体性更高。另外，优选的纤维长度分布在30～220mm的范围，平均纤维长度为80～120mm、优选为90～110mm的范围。当为该范围时，能维持更高的强力。

在本发明中，当以牵切纺丝单丝的纤度为S₀(tex)、以其捻数为T₀(次/m)时，同一单丝的捻系数Ks₀由以下所示的数学式来计算。

K s_{0} = T_{0} \cdot \sqrt{S_{0}}

当用支数表示上述纺丝时，在以单丝的支数为C₀(m/g)、以其捻数为T₀(次/m)时，同一单丝的捻系数Kc₀由以下所示的数学式来计算。

K c_{0} = T_{0} / \sqrt{C_{0}}

(2)芯鞘纺丝

下面对用于制造本发明的芯鞘结构纱线的装置和方法进行说明。图1是表示本发明的一个实施例中的环锭细纱机的主要部分的立体图。对于每个锭子，在积极旋转驱动的前下辊1上设置直径不同的2个大小圆柱体2、3。2个圆柱体2、3沿轴向同轴地直接连接。在2个圆柱体2、3上安装2个直径不同的圆筒形的前上辊4、5。2个前上辊4、5的直径差与下侧的2个圆柱体2、3的直径差大致相同，但大小与下侧的2个圆柱体2、3相反。2个前上辊4、5被橡胶覆层包覆，以能各自独立转动的方式外嵌于施加了负荷的共同的芯轴6。从粗纱筒管16拉出的短纤维束16从导纱梳栉经由喇叭状给纱口7提供给后辊8。

短纤维束15制成芯纤维的对位芳纶牵切纤维束，短纤维束16制成包覆纤维束。虽未图示，但喇叭状给纱口7能沿前下辊1的轴向摇动，其摇动幅度可调节。从后辊8送出并经由牵伸皮圈9的短纤维束B被大径侧圆柱体3和小径侧的圆筒形前上辊5夹持并纺出。短纤维束A经由导纱器14提供给小径的圆柱体2和大径的圆筒形前上辊4并纺出。

与从小径侧圆柱体2纺出的短纤维束15的纺出速度相比，从大径侧圆柱体3纺出的短纤维束16的送出速度更快，因此当通过导纱钩10使2根纺出的短纤维束15、16捻合时，短纤维束16会缠绕于短纤维束15的周围，形成以短纤维束15为芯而以短纤维束16为鞘的芯鞘型的多层结构纺丝17。

短纤维束16相对于短纤维束15的超喂率优选为5～9%，更优选为6～8%。当超喂率为上述范围时，短纤维束16能够以“纸捻状”包住短纤维束15，从而以几乎100%的包覆率包覆芯纤维。

所形成的纺丝17经由气圈控制环11和钢丝圈12卷绕于锭子上的纱管13。即使短纤维束15、16在圆柱体2、3上的夹持位置在各锭子上稍有偏差，但由于两者的送出速度比一直恒定，因此无需担心各锭子上制得的芯鞘结构纺丝17的性状不均。另外，当使喇叭状给纱口7沿前下辊1的轴向在可能的范围内摇动时，前上辊5的橡胶覆层包覆与短纤维束16的摩擦区域分散，可防止橡胶覆层包覆的提前磨损。虽未图示，但导纱器14优选沿前下辊1的轴向摇动以减少圆筒形前上辊4的橡胶覆层包覆的磨损。

芯鞘纺丝单丝的优选捻向与牵切纱单丝相同，且最优选的捻数T_max(次/m)与包覆了鞘纤维后的单丝纤度无关，而取决于牵切纺丝纤度S₀(tex)和其捻数T₀(次/m)，下式成立。

T_{\max} = Rs \cdot T_{0} \cdot \sqrt{S_{0}}

这里，当比例常数Rs=0.495时，芯纤维和鞘纤维可以说就像螺栓和螺母那样显示出最高度的一体性，芯鞘纺丝单丝强力为最大值。

当用支数表示上述单丝时，最优选的捻数T_max(次/m)取决于牵切纺丝单丝支数C₀(m/g)和其捻数T₀(次/m)，下式成立。

T_{\max} = Rc \cdot T_{0} / \sqrt{C_{0}}

这里，当比例常数Rc=15.7时，显示出最高度的一体性，芯鞘纺丝单丝强力为最大值。

如上所述那样得到的芯鞘纺丝由于芯为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱、鞘为聚醚酰亚胺纤维(A)和选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)并将芯的周围包覆，因此即使洗涤，由对位芳纶纤维纱的磨损等引起的损伤也会减少、或者对位芳纶纤维出现在纺丝表面的比例也会变少，即使因洗涤而产生磨损等损伤也不会使外观变差。总之能防止其品质的降低。

5.双丝

本发明的防护服用布帛是由(1)均匀混纺纺丝单丝和(2)芯为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱、鞘为聚醚酰亚胺纤维和羊毛混纺构成的芯鞘纺丝单丝捻合而成的双丝构成的。在以羊毛为代表的疏水性纤维的织物中使用双丝作为经纱的理由为：具有单丝的2倍以上的强度而赋予防止织制时断头的抱合力的同时，抵消单丝所具有的粗节，使织物的网眼组织(meshtexture)变得漂亮。关于双丝的一例，例如使用倍捻机等加捻机来制造。

在以棉为代表的亲水性纤维的织物中，对单丝进行上浆后用作经纱。织制时经纱在每次织机开口运动时相邻的经纱之间都会反复相互摩擦，在每次承受张力时都会向回捻方向旋转。其结果是，经纱的表面毛羽相互缠绕，并从纱线进一步牵出毛羽而使抱合力降低，最终会断裂而导致织机停台。当纤维为亲水性时，淀粉等容易在纱线上粘着，表面毛羽因糊剂而贴伏，因此在织制中抱合力也不会降低，不会发生断经。而且，下机后通过精练工序中的水洗即可容易地除去糊剂。

与此相对，羊毛以及多数的合成纤维是疏水性的，因此淀粉等不会有效地起作用。假设即使能够使用特殊的糊剂在纱线表面进行了涂布，目前也还没有找到在下机后的精练工序中通过水洗程度的手段即可简便且廉价地除去糊剂的方法。

关于织机中的断经，与构成纱线的单纤维强力(cN/deci tex)相比，更大地取决于与表面毛羽的摩擦情况、缠绕、剥取相关的抱合力。因此，由于具有羊毛的5倍的单纤维强力的聚酯、单纤维强力再大5倍的对位芳纶纤维均为疏水性，因此经纱优选制成双丝。

相对于单丝的捻向、捻系数K₁，双丝的捻向是S还是Z以及此时的捻系数K₂根据要制成何种织物来设定。以毛织物为例，当想获得如乔其纱或巴里纱那样的褶皱感和粗硬感时，相对于单丝Z捻，双丝也制成Z捻且将K₂设定得较大而制成所谓的强捻纱。反之，当想如萨克森法兰绒或薄法兰绒那样使织物表面伸出大量毛羽而具有柔软膨松又润滑的手感时，为促进缩绒和起绒，相对于单丝Z捻，双丝制成S捻且将K₂设定得较小而制成所谓的弱捻。

在本发明中，优选：均匀混纺纺丝单丝的纤度S₁为15.6～55.6的范围，同一单丝的捻系数Ks₁为2560～2750的范围，由均匀混纺纺丝单丝和芯鞘纺丝单丝捻合而成的双丝的捻向与各单丝的捻向相反，且上述双丝的捻系数Ks₂为3490～3760的范围。其中，单丝的捻系数Ks₁、双丝的捻系数Ks₂由以下所示的数学式来计算。

K s_{1} = T_{1} \cdot \sqrt{S_{1}}

K s_{2} = T_{2} \cdot \sqrt{S_{2}}

这里T₁表示单丝的捻数(次/m)，T₂表示双丝的捻数(次/m)，S₁表示单丝纤度(tex)，S₂表示双丝纤度(tex)。

优选：当用支数表示上述纺丝时为1/18～1/64的范围，单丝的捻系数Kc₁为81～87的范围，上述双丝的捻向与上述单丝的捻向相反，且捻系数Kc₂为78～84的范围。其中，单丝的捻系数Kc₁、双丝的捻系数Kc₂由以下所示的数学式来计算。

K c_{1} = T_{1} / \sqrt{C_{1}}

K c_{2} = T_{2} / \sqrt{C_{1}}

这里T₁表示单丝的捻数(次/m)，T₂表示双丝的捻数(次/m)，C₁表示单丝支数(m/g)。

各纱线的捻向、单丝纤度及双丝纤度的捻数、捻系数、纱线纤度的优选范围如表1所示。作为参考，支数也一并记录。

表1

	牵切纺丝	芯鞘纺丝	均匀混纺纺丝	双丝
					捻向	Z	Z	Z	S
捻数(次/m)	T₀=250～605	T_max=555～710	T₁=345～695	T₂=330～670
					捻系数	Ks₀=1115～1425	Rs=0.495	Ks₁=2560～2750	Ks₂=3490～3760
纱线纤度(tex)	S₀=5.56～20.0	S₁=15.6～55.6	S₁=15.6～55.6	S₂=31.2～111.2
					参考捻系数	Kc₀=35～45	Rc=15.7	Kc₁=81～87	Kc₂＝78～84
参考支数(g/m)	C₀=1/50～1/180	C₁=1/18^*1～64	C₁=1/18^*1～64	C₂=2/18^*2～64

*1：表示重量为1g且长度为18m的单丝。

*2：表示重量为2g且长度为18m的双丝。

当为上述范围时，可制成捻结构稳定、纱线抱合性也高、并且网眼组织漂亮且手感柔软的织物。

所得双丝的示意剖面图如图2所示。双丝20由芯鞘结构纺丝23和均匀混纺纺丝24构成。关于芯鞘结构纺丝23，由对位芳纶纤维构成的牵切纺丝配置于芯21，选自羊毛纤维及阻燃性人造丝纤维中的至少一种纤维和聚醚酰亚胺纤维以及根据需要加入的防静电纤维混纺后配置于鞘22。

所得双丝进行定捻后用作经纱和纬纱来制成织物。织物组织可使用平纹组织、斜纹组织或缎纹组织等织物组织。当制成编织物时，可适用平针编织、圆型针织、经编中的任一种。编织组织可以是任何编织组织。当要使编织物内含有空气时，编成双层接结绒毛布帛。

本发明的防护服用布帛的单位重量(单位面积重量)优选为100～340g/m²的范围。当为上述范围时，可制成更轻且穿着感更好的工作服。本发明的防护服用布帛的单位重量更优选为140～300g/m²的范围，特别优选为180～260g/m²的范围。

本发明的防护服用布帛优选：根据ISO 9151有火源条件下热传导试验在80kW/m²±5%的热流通量中暴露3秒后无热收缩，在JIS L 1091A-4法(垂直法、1992年版、接触火炎时间为12秒)中规定的燃烧试验中碳化长度在纵向及横向上均为5cm以下。由此，即使暴露于高温下也没有热收缩或热收缩轻微，还具有阻燃性，且即使在高温苛刻的环境下作业出汗而汗湿也能良好地保持穿着感。

在上述坯布中加入防静电纤维可避免在活动时带电，因而优选。作为防静电纤维，有金属纤维、碳纤维、混炼有金属粒子或碳粒子的纤维等。防静电纤维优选相对于纺丝以0.1～1质量%的范围进行添加，更优选为0.3～0.7质量%的范围。防静电纤维纱还可在织制时添加。例如可以在0.1～1质量%的范围内添加KB Seiren公司制“Beltron”、Kuraray公司制“Kuracarbo”、碳纤维、金属纤维等。

上述聚醚酰亚胺纤维可在棉状态、纱线状态或布帛状态下进行染色。另外，对位芳纶纤维由于染色困难，因此优选为纺前染色。这里纺前染色是指在纺纱工序之前的阶段向聚合物中加入颜料或着色剂事先进行着色。

实施例

以下用实施例来更具体地进行说明。本发明的实施例、比较例中的测定方法如下所述。

(1)热收缩试验

对根据ISO 9151有火源条件下热传导试验在80kW/m²±5%的热流通量中暴露3秒后的热收缩进行测定。

(2)耐燃烧性

对JIS L1091A-4法中规定的、用本生灯使垂直配置的织物试样的下端接触火焰12秒后的碳化长度、移去火焰后的有焰燃烧时间及无焰燃烧时间进行测定。

(3)耐洗涤性

按照国际性能标准ISO 11613-1999中规定的ISO 6330-1984、2A-E洗涤5次。

(4)带电电压试验

利用JIS L10945.4法中规定的摩擦带电衰减测定法测定刚带电后的电压。

(5)用于测定坯布损伤的洗涤试验

按照JIS L 1096F-2法(中温洗涤法)进行测定。

洗涤条件：300分钟连续洗涤

洗涤时水温：60℃

漂洗条件：用约40℃的水运转5分钟后，再用新水(温度约为40℃)运转10分钟。

使用的洗涤剂：ECE洗涤剂，洗涤剂用量为0.1质量%

试样重量：10件试样加上负荷布共计1.4kg

干燥条件：悬挂干燥(风干)

(6)其它物性

按照JIS或行业标准进行测定。

(实施例1)

1.使用的纤维

(1)聚醚酰亚胺纤维

聚醚酰亚胺纤维使用SABIC INNOVATIVE PLASTICS公司制“ULTEM”(极限氧指数(LOI)为32)，其单纤维纤度为3.3deci tex(3旦)、平均纤维长度为89mm，将原棉染成橄榄绿色。作为染色机，使用Nissen公司制高压染色机，作为染料、其它的添加物，加入KAYARON POLYESTERYELLOW FSL(日本化药)3.60%o.w.f.、KAYARON RED SSL(日本化药)0.36%o.w.f.、KAYARON POLYESTER BLUE SSL(日本化药)1.24%o.w.f.、醋酸(68wt%)0.0036%o.w.f.、醋酸钠0.0067%o.w.f.，在135℃下染色60分钟。

(2)羊毛纤维

羊毛纤维使用澳大利亚产美利奴绵羊种的非改性羊毛(平均纤维长度为75mm)，使用酸性染料通过常规方法来染成橄榄绿色。

(3)对位芳纶纤维

对位芳纶纤维使用帝人公司制商品名“Technora”的牵切纺丝，其纱线纤度为8.0tex(公制支数为1/125)(单纤维纤度为1.7deci tex(1.5旦)、平均纤维长度为100mm、纺前染色品)。

(4)防静电纤维

防静电纤维使用KB Seiren公司制商品名“Beltron”，其单纤维纤度为5.6deci tex(5旦)、平均纤维长度为89mm。

2.纺丝双丝的制作

(1)混纺纺丝

将上述纺前染色的聚醚酰亚胺纤维及同为纺前染色的羊毛以及防静电纤维的原棉分别投入到精纺梳毛机中进行开纤，制成纤维网后通过棉条混合以醚酰亚胺纤维为59.5质量%、同为纺前染色的羊毛为40.0质量%和防静电纤维为0.5质量%的比率进行混纺，经前纺工序、细纱工序后制成混纺纺丝。

(2)牵切芯鞘纺丝

通过图1所示的方法，制作以对位芳纶纤维(纺前染色品)36.0质量%为芯、以上述纺前染色的聚醚酰亚胺纤维38.1质量%、同为纺前染色的羊毛25.6质量%和防静电纤维0.3质量%的混纺纤维成分为鞘的牵切芯鞘纺丝。

(3)双丝

用倍捻机将上述混纺纺丝和上述牵切芯鞘纺丝捻合制成双丝。所得双丝的各纤维的比例是聚醚酰亚胺纤维为48.8质量%、对位芳纶纤维为18.0质量%、上述羊毛为32.8质量%、防静电纤维为0.4质量%。表2所示为各纱线的捻向、捻数、捻系数、纱线支数。

表2

	牵切纺丝	芯鞘纺丝	均匀混纺纺丝	双丝
					捻向	Z	Z	Z	S
捻数(次/m)	T₀=450	T_max=630	T₁=560	T₂=540
					捻系数	Ks₀=1273	Rs=0.495	Ks₁=2668	Ks₂=3638
纱线纤度(tex)	S₀=8.0	S₁=22.7	S₁=22.7	S₂=45.4
					参考捻系数	Kc₀=40	Rc=15.7	Kc₁=84	Kc₂=81
参考支数(g/m)	C₀=1/125	C₁=1/44	C₁=1/44	C₂=2/44

3.织物的制作

将上述纺丝用作经纱和纬纱，使用剑杆织机制作1/2斜纹组织的织物。该织物根据ISO 9151有火源条件下热传导试验在80kW/m²±5%的热流通量中暴露3秒后无热收缩，在JIS L 1091A-4法中规定的燃烧试验中碳化长度在纵向及横向上均为5cm以下。另外，用于测定坯布损伤的洗涤后的织物的外观良好。物性及试验方法如表3所示。

表3

将上述得到的织物制成工作服，让10名化学工场的作业人员试穿1个月。该工场的作业人员以前一直使用由阻燃丙烯腈系纤维50质量%和阻燃棉50质量%的材料(以下为丙烯腈/棉)制成的工作服，从全体人员那里均获得了与以前的工作服相比穿着感好的评价。穿着感好的理由为：即使因工作出汗也不凉即冰凉感少，不会粘贴到身上，易干，不易起皱，不易变形等。另外，上述丙烯腈/棉纤维的布帛在上述ISO 9151有火源条件下热传导试验中发生燃烧，无法测定热收缩，基于JIS L 1091A-4其它方法(附件8)、1992年、接触火焰12秒(垂直法)的燃烧性为：经向碳化长度为13.7cm、纬经向碳化长度为11.4cm、经向有焰燃烧为0.0秒、纬向有焰燃烧为0.0秒、经向无焰燃烧为1.6秒、纬向无焰燃烧为1.2秒。

(实施例2)

除了使实施例1中纤维的混用率如表4所示的以外，与实施例1同样地进行操作。表4中洗涤试验是指用于测定坯布损伤的洗涤试验。

表4

(备注1)实验No.的*号表示比较例。

(备注2)PEI是聚醚酰亚胺的简称。

(备注3)形态X是指图2所示的单侧眼球形(芯鞘结构)的双丝，形态Y是指非眼球形(非芯鞘结构)的双丝(由2根图2的混纺纺丝构成的双丝)。其中，形态Y中不含对位芳纶纤维。

由表4确认了：本发明的实施例的布帛无热收缩，碳化长度为5cm以下，耐热性及阻燃性高并且用于测定坯布损伤的洗涤后的织物的外观良好。

与此相对，比较例存在以下的问题。

(1)实验No.2-1中，对位芳纶纤维过少而会发生热收缩，碳化长度也长，不优选。

(2)实验No.2-4由于对位芳纶纤维过多而无法进行充分的包覆，因此存在对位芳纶纤维的纺前着色醒目、洗涤后有显著的外观不良的问题。

(3)实验No.2-5中，聚醚酰亚胺纤维过多而会发生热收缩，碳化长度也长，且羊毛过少而穿着感差，不优选。

(4)实验No.2-6中，羊毛过多且碳化长度长，不优选。

对以上的实验进行补充说明。

(1)关于对位芳纶纤维的牵切纱，由于技术上的制约，1/125是细支数的极限。

(2)对位芳纶纤维的牵切纱虽然粗支数没有极限，但在细纱连接作业中，1/90(公制支数为90支的单丝)左右是在无特殊器具且不会切断手指的情况下能够安全作业的极限。

(3)因此，当实际使用牵切纱作为芯部时，对位芳纶纤维的混用率不能取任意的值，通过采用两种形态的双丝即X&Y的纱线排列来进行表3所示的混用率不同的实验。

(4)如表4下面的备注4所述，X形态定义为单侧眼球形的双丝、Y形态定义为非眼球形的双丝。

(5)例如当制作实验No.2-1的对位芳纶纤维为3.0质量%的材料时，若纵/横均配置1根X和5根Y而制成格子状的织物，则对位芳纶纤维的用量从全部纱线均为X时的18质量%变为1/6即3.0质量%。

(6)PEI纤维和羊毛能以任意的比例混用，已实际制得表4那样的混用率的织物，因此可通过燃烧试验等进行各种特性评价。

(7)实验No.2-4的牵切芯鞘纺丝的单丝1/65(公制支数为65支的单丝)存在鞘薄而芯露出、芯纤维的纺前着色醒目、洗涤后有显著的外观不良的问题。

(实施例3)

除了将实施例1中的羊毛换成阻燃人造丝以外，与实施例1同样地进行操作。阻燃人造丝使用奥地利Lenzing公司的商品名“Viscose FR”(平均纤度为3.3deci tex、纤维长度为75mm)。将得到的双丝用作经纱和纬纱，使用剑杆织机制作1/2斜纹组织的织物。该织物根据ISO 9151有火源条件下热传导试验在80kW/m²±5%的热流通量中暴露3秒后无热收缩，在JIS L1091A-4法中规定的燃烧试验中碳化长度在纵向及横向上均为5cm以下。另外，用于测定坯布损伤的洗涤后的织物的外观良好，穿着感也良好。

符号说明

1 前下辊

2 大径圆柱体

3 小径圆柱体

4、5 前上辊

6 芯轴

7 喇叭状给纱口

8 后辊

9 牵伸皮圈

10 导纱钩

11 气圈控制环

12 钢丝圈

13 纱管

14 导纱器

15 短纤维束(芯纤维的对位芳纶牵切纤维束)

16 短纤维束(包覆纤维束)

17 芯鞘结构纺丝

20 双丝

21 芯纤维(对位芳纶纤维牵切纺丝)

22 鞘纤维(包覆纤维)

23 芯鞘结构纺丝

24 均匀混纺纺丝

Claims

1.一种防护服用布帛，其是耐热性、阻燃性防护服用布帛，其特征在于，

所述布帛由纺丝构成，其纤维混合率是：在以所述布帛为100质量%时，含有聚醚酰亚胺纤维(A)25～75质量%、选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)20～50质量%、以及对位芳纶纤维(C)5～25质量%，

构成所述布帛的纺丝是由下述(1)均匀混纺纺丝单丝和(2)芯鞘纺丝单丝捻合而成的双丝，所述(1)均匀混纺纺丝单丝含有所述(A)及(B)纤维成分，所述(2)芯鞘纺丝单丝的芯为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱(C)、鞘由聚醚酰亚胺纤维(A)和选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)混纺而构成。

2.如权利要求1所述的防护服用布帛，其中，所述均匀混纺纺丝单丝的捻系数Ks₁为2560～2750的范围，所述双丝的捻向与所述单丝的捻向相反，且所述双丝的捻系数Ks₂为3490～3760的范围，

其中，单丝的捻系数Ks₁、双丝的捻系数Ks₂由以下所示的数学式来计算，

K s_{1} = T_{1} \cdot \sqrt{S_{1}}

K s_{2} = T_{2} \cdot \sqrt{S_{2}}

3.如权利要求1或2所述的防护服用布帛，其中，所述防护服用布帛根据ISO 9151有火源条件下热传导试验在80kW/m²±5%的热流通量中暴露3秒后无热收缩，在JIS L 1091A-4法中规定的燃烧试验中碳化长度在纵向及横向上均为5cm以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的防护服用布帛，其中，所述混纺纺丝还含有防静电纤维。

5.如权利要求1～4中任一项所述的防护服用布帛，其中，所述防护服用布帛是织物或编织物。

6.如权利要求1～5中任一项所述的防护服用布帛，其中，构成所述防护服用布帛的聚醚酰亚胺纤维在棉状态、纱线状态或布帛状态下被染色，对位芳纶纤维为纺前染色。

7.如权利要求1～6中任一项所述的防护服用布帛，其中，所述防护服用布帛的单位质量为100～340g/m²的范围。

8.一种纺丝，其特征在于，其是用于权利要求1～7中任一项所述的防护服用布帛的纺丝，所述纺丝是由下述(1)混纺纺丝单丝和(2)芯鞘纺丝单丝捻合而成的双丝，所述(1)混纺纺丝单丝含有所述(A)及(B)纤维成分，所述(2)芯鞘纺丝单丝的芯为经牵切纺纱得到的对位芳纶纤维纱(C)、鞘由聚醚酰亚胺纤维(A)和选自羊毛及阻燃人造丝中的至少一种纤维(B)混纺而构成。

9.如权利要求8所述的纺丝，其中，所述纺丝由双丝构成，所述纺丝的纤度是单丝的捻系数Ks₁为2560～2750的范围，所述双丝的捻向与所述单丝的捻向相反，且所述双丝的捻系数Ks₂为3490～3760的范围，

K s_{1} = T_{1} \cdot \sqrt{S_{1}}

K s_{2} = T_{2} \cdot \sqrt{S_{2}}