CN109505044A - 一种阻燃耐高温防护面料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃耐高温防护面料，其为双层织物，外层的经纱和纬纱采用20‑80wt％的聚酰亚胺纤维与20‑80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，内层的经纱采用20‑80wt％的聚酰亚胺纤维与20‑80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，内层的纬纱采用20‑80wt％的粘胶纤维与20‑80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，其中外层具有聚酰亚胺纤维所提供的耐热性，防辐射性和耐化学稳定性，聚酰亚胺纤维、羊毛纤维所提供的阻燃性，内层织物有一定的阻燃耐高温效果，还具有羊毛和阻燃粘胶纤维所提供的吸湿透气性和服用性。

Description

一种阻燃耐高温防护面料及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织面料技术领域，具体涉及一种阻燃耐高温防护面料及其制备方法。

背景技术

当工人在高温、易染环境下工作时，防护服极为重要，如电焊工人不穿戴特有的电焊服则会对人体造成严重的伤害。同时在穿戴防护服装时还需要保证操作人员的舒适性，服装贴身舒适才能保证电焊工作的有序进行。现有的阻燃、耐高温防护面料多是经阻燃和耐高温整理的纯棉织物，阻燃效果可以达到要求，但是经过后续整理所得到的阻燃织物在实际使用过程中不耐水洗，随着洗涤次数的增加，阻燃效果逐渐降低，同时经过涂层后面料的透视性差，穿着舒适感较差，影响作业人员的工作舒适度。另外特殊作业时，还有可能会有大量的电流进行间歇性工作，会带来电磁辐射，会给作业人员身心带来危险。因此该类防护面料也逐渐被高性能纤维所制备得到的防护面料替代。

高性能纤维一般具有高强、高模、耐高温、化学稳定性好，耐辐射等优点，其中芳香族聚酰胺类纤维作为典型的芳香族高性能纤维已经在防护、医药、军工等方面得到的广泛的应用、其中芳纶纤维从研究之初至今更是应用广泛。聚酰亚胺纤维作为20世纪以来芳香族高性能纤维典型代表之一，已成为新的研究热点。相比于芳纶或其他高性能纤维，聚酰亚胺纤维具有突出的热稳定性，化学稳定性和阻燃性，目前在防护领域已开始发展，但是阻燃性能、耐高温性能和服用性能均较佳的具体实施产品还有待进一步的开发。

发明内容

针对现有技术中缺少阻燃性能、耐高温性能和服用性能均较佳的防护面料，本发明的目的在于提供一种新型的阻燃耐高温防护面料，该面料同时具备较佳的阻燃性能、耐高温性能和服用性能。

本发明的阻燃耐高温防护面料为双层织物，外层的经纱为20-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，外层的纬纱为20-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线；内层的经纱为20-80wt％的聚酰亚胺纤维与 20-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，内层的纬纱为20-80wt％的粘胶纤维与20-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线。

优选的，外层的经纱为40-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-60wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，外层的纬纱为40-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-60wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线。

优选的，内层的经纱为40-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-60wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，内层的纬纱为20-60wt％的粘胶纤维与40-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线。

本发明的一些较佳实施例的所述阻燃耐高温防护面料由双层织机织造，包括络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理等工序。采用双层织机进行织造时，外层和内层经纱共用，即使用羊毛/聚酰亚胺纱线作为经纱，整经和穿经结后，在织造过程中，经纱在织机的带动下交替地在上层和下层之间行进，经纱行至上层时，穿一次纬纱，行至下层时再穿一次纬纱，以此重复进行织造得到上下双层织物。具体的，若以上层为织物外层，下层为织物内层，经纱行至上层时纬纱穿羊毛/聚酰亚胺纱线，行至下层时纬纱穿羊毛/粘胶纱线；反之，若以上层为织物内层，下层为织物外层，经纱行至上层时纬纱穿羊毛/粘胶纱线，行至下层时纬纱穿羊毛/聚酰亚胺纱线。

本发明中，采用的聚酰亚胺纤维是一种高性能纤维，不仅具有优异的耐热性能，开始分解温度可达500℃，而且具有极好的阻燃性能，极限氧指数LOI可达38。羊毛纤维作为一种天然纤维，具有较高的极性氧指数(LOI＝24-26)，遇火会燃烧，离开火源后短时间内燃烧会自行停止。在燃烧时羊毛直接变为灰烬，可以起到一定的绝缘效果。粘胶纤维则是一种经纤维素纤维加工得到的纤维，该类纤维在具备纤维素纤维的特点之外，具有更好的吸湿透气性，手感柔软，服用性好。同时粘胶纤维还可以通过共混纺丝法获得阻燃效果，使本发明的阻燃耐高温防护面料的功能进一步提升。采用聚酰亚胺纤维、羊毛纤维、粘胶纤维混纺的方式获得的双层面料，可以得到聚酰亚胺和羊毛纤维的耐热性和阻燃效果，以及粘胶纤维所提供的舒适性。

本发明的阻燃耐高温防护面料中，外层的经线和纬线均为羊毛/聚酰亚胺纱线，不仅具有聚酰亚胺纤维所提供的耐热性、防辐射性和耐化学稳定性，同时也具有聚酰亚胺纤维、羊毛纤维所提供的阻燃性。内层的经纱为羊毛/聚酰亚胺纱线，同时纬纱为羊毛/粘胶纱线，不仅具有阻燃粘胶纤维的阻燃耐高温效果，还具有羊毛和阻燃粘胶纤维所提供的吸湿透气性和服用性。使用该面料制备得到的防护服装不仅具有原料纤维本身所带有的优点，而且在后期穿着过程中除了在工作过程中所提供的防护效果，在后续清洗过程中也不会影响其耐热、阻燃等防护效果。

另外，聚酰亚胺纤维与其他纤维混纺时，颜色可以保持，得到的面料可以根据聚酰亚胺纤维的含量调整颜色的深浅，在后续加工过程中可以免去染色步骤，且在使用过程中不用担心色牢度问题。

本发明的另一目的在于提供一种制备权利要求1所述的阻燃耐高温防护面料的方法，其特征在于，包括步骤：

a)使用聚酰亚胺纤维和羊毛纤维混纺制备羊毛/聚酰亚胺纱线；聚酰亚胺纤维和羊毛纤维的混纺比如前所述；

b)使用粘胶纤维和羊毛纤维混纺制备羊毛/粘胶纱线；粘胶纤维和羊毛纤维混纺比如前所述；

c)采用双层织机织造双层织物；以步骤a制得的羊毛/聚酰亚胺纱线作为外层和内层的经纱；同时以步骤a制得的羊毛/聚酰亚胺纱线作为外层的纬纱，以步骤b制得的羊毛/粘胶纱线作为内层的纬纱；依次经过络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理得到双层织物。

所述的络筒是指：混纺得到的羊毛/聚酰亚胺纱线或者羊毛/粘胶纱线利用清纱装置对纱线进行检查并除纱线上的疵点和杂质；

所述的整经是指：经纱经过整经工序，使各根经纱张力相等，并在经轴或织轴上使其分布均匀；

所述的浆纱是指：经纱经过浆纱工序，在经纱表面施加浆料；

所述的穿经结是指：经纱穿过结经工序；

所述的织造是指：外层织物采用羊毛/聚酰亚胺纱线作为纬纱织造得到；内层织物采用羊毛/粘胶纱线作为纬纱织造得到；

所述的前处理是指：对坯布进行退浆和精炼，去除坯布上多余的浆料和油剂；

所述的后整理是指：对坯布进行脱水、烘干、热定型进而得到成品。

本发明的有益效果在于：

本发明的阻燃耐高温防护面料设计成双层织物，其中外层的经线和纬线均为羊毛/聚酰亚胺纱线，不仅具有聚酰亚胺纤维所提供的耐热性、防辐射性和耐化学稳定性，同时也具有聚酰亚胺纤维、羊毛纤维所提供的阻燃性。内层的经纱为羊毛/聚酰亚胺纱线，同时纬纱为羊毛/粘胶纱线，不仅具有阻燃粘胶纤维的阻燃耐高温效果，还具有羊毛和阻燃粘胶纤维所提供的吸湿透气性和服用性。使用该面料制备得到的防护服装不仅具有原料纤维本身所带有的优点，而且在后期穿着过程中除了在工作过程中所提供的防护效果，在后续清洗过程中也不会影响其耐热、阻燃等防护效果。

本发明的一些实施例的阻燃耐高温防护面料的极限氧指数LOI大于27，遇明火不易燃烧，或燃烧后离开火焰可迅速熄灭，可以耐受300℃以上的高温，可预防高温带来的危害。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

实施例1

采用双层织机织造双层织物，选择聚酰亚胺纤维20wt％和羊毛纤维80wt％混纺得到的羊毛/聚酰亚胺纱线作为经纱和面料外层纬纱，选择粘胶纤维80wt％和羊毛纤维20wt％混纺得到的羊毛/粘胶纱线作为面料内层纬纱。依次经络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理步骤得到具有阻燃、耐高温性能的双层面料。

采用GB/T 5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法标准》测定所得到的防护面料的燃烧性能，织物续燃时间﹤5s，阴燃时间﹤5s，具有一定阻燃性。

采用GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》测定所得到防护面料的阻燃性能。所得到的防护面料的极限氧指数LOI为28，属于难燃材料。

实施例2

采用双层织机织造双层织物，选择聚酰亚胺纤维40wt％和羊毛纤维60wt％混纺得到的羊毛/聚酰亚胺纱线作为经纱和面料外层纬纱，选择粘胶纤维60wt％和羊毛纤维40wt％混纺得到的羊毛/粘胶纱线作为面料内层纬纱。依次经络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理步骤得到具有阻燃、耐高温性能的双层面料。

采用GB/T 5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法标准》测定所得到的防护面料的燃烧性能，织物续燃时间﹤1s，阴燃时间﹤3s，具有一定阻燃性。

采用GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》测定所得到防护面料的阻燃性能。所得到的防护面料的极限氧指数LOI为32，属于难燃材料。

实施例3

采用双层织机织造双层织物，选择聚酰亚胺纤维60wt％和羊毛纤维40wt％混纺得到的羊毛/聚酰亚胺纱线作为经纱和面料外层纬纱，选择粘胶纤维40wt％和羊毛纤维60wt％混纺得到的羊毛/粘胶纱线作为面料内层纬纱。依次经络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理步骤得到具有阻燃、耐高温性能的双层面料。

采用GB/T 5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法标准》测定所得到的防护面料的燃烧性能，织物续燃时间﹤1s，阴燃时间﹤1s，具有一定阻燃性。

采用GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》测定所得到防护面料的阻燃性能。所得到的防护面料的极限氧指数LOI为35，属于难燃材料。

实施例4

采用双层织机织造双层织物，选择聚酰亚胺纤维80wt％和羊毛纤维20wt％混纺得到的羊毛/聚酰亚胺纱线作为经纱和面料外层纬纱，选择粘胶纤维20wt％和羊毛纤维80wt％混纺得到的羊毛/粘胶纱线作为面料内层纬纱。依次经络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理步骤得到具有阻燃、耐高温性能的双层面料。

采用GB/T 5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法标准》测定所得到的防护面料的燃烧性能，织物续燃时间﹤1s，阴燃时间﹤1s，具有一定阻燃性。

采用GB/T 5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》测定所得到防护面料的阻燃性能。所得到的防护面料的极限氧指数LOI为37，属于难燃材料。

对比例1

采用双层织机织造双层织物，选择粘胶纤维20％和羊毛纤维80％混纺得到的纱线作为经纱和内外层的纬纱，依次经络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理步骤得到粘胶/羊毛面料。

对比例2

采用双层织机织造双层织物，选择粘胶纤维20％和聚酰亚胺纤维80％混纺得到的纱线作为经纱和内外层的纬纱，依次经络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理步骤得到粘胶/聚酰亚胺面料。

对比例3

选择羊毛纤维20％，粘胶纤维20％，聚酰亚胺纤维60％混纺得到的纱线作为经纱和内外层的纬纱，依次经络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理步骤得到羊毛/粘胶/ 聚酰亚胺面料。

对比例1～3均采用同种纱线进行纺织，得到的面料分别采用GB/T 5455-1997和GB/T 5454-1997标准测定燃烧性能和阻燃性能，结果如表1所示。

表1实施例1～4和对比例1～2的防护性能对比

由表1可知，本发明上述实施例1～4的阻燃耐高温防护面料的极限氧指数LOI均大于27，遇明火不易燃烧，或燃烧后离开火焰可迅速熄灭，可以耐受300℃以上的高温，可预防高温带来的危害。而对比例1采用单一的粘胶/羊毛纱线纺织得到的面料，在阻燃性能和燃烧性能等方面远不及本发明实施例，对比例2采用单一的粘胶/聚酰亚胺纱线纺织得到的面料，在阻燃性能和燃烧性能等方面与本发明实施例相当，但是，对比例2所采用的纱线中聚酰亚胺纤维的含量高，织物的回潮率低，吸湿性差，最终穿着于人体上会感觉闷热，无法吸湿透气。对比例3采用单层的羊毛/粘胶/聚酰亚胺纱线纺织得到的面料，在阻燃性能和燃烧性能等方面与本发明实施例相当，但是，由于在整块织物中聚酰亚胺的含量较高，织物的吸湿性较差，最终也是会使穿着的人体感到不舒适，不能很好的吸湿透气。因此本发明所采用的双层羊毛/粘胶/聚酰亚胺织物，在内层选择羊毛/粘胶纤维含量高的纱线与羊毛/聚酰亚胺纱线混纺的织物可以提供一定的阻燃耐高温性能，同时也有粘胶纤维和羊毛纤维提供的吸湿透气性，在外层选择羊毛/聚酰亚胺纱线所制造得到的织物，可以由优异的阻燃耐高温性能。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创新的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种阻燃耐高温防护面料，其特征在于，其为双层织物，外层的经纱为20-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，外层的纬纱为20-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线；内层的经纱为20-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，内层的纬纱为20-80wt％的粘胶纤维与20-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线。

2.如权利要求1所述的阻燃耐高温防护面料，其特征在于，外层的经纱为40-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-60wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，外层的纬纱为40-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-60wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线。

3.如权利要求1所述的阻燃耐高温防护面料，其特征在于，内层的经纱为40-80wt％的聚酰亚胺纤维与20-60wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线，内层的纬纱为20-60wt％的粘胶纤维与40-80wt％的羊毛纤维混纺得到的纱线。

4.如权利要求1～3任一项所述的阻燃耐高温防护面料，其特征在于，其由双层织机织造，外层和内层经纱共用。

5.一种制备权利要求4所述的阻燃耐高温防护面料的方法，其特征在于，包括步骤：

a)使用聚酰亚胺纤维和羊毛纤维混纺制备羊毛/聚酰亚胺纱线；聚酰亚胺纤维和羊毛纤维的混纺比如权利要求1～3任一项所述；

b)使用粘胶纤维和羊毛纤维混纺制备羊毛/粘胶纱线；粘胶纤维和羊毛纤维混纺比如权利要求1～3任一项所述；

c)采用双层织机织造双层织物；以步骤a制得的羊毛/聚酰亚胺纱线作为外层和内层的经纱；同时以步骤a制得的羊毛/聚酰亚胺纱线作为外层的纬纱，以步骤b制得的羊毛/粘胶纱线作为内层的纬纱；依次经过络筒、整经、穿经结、织造、前处理、后整理得到双层织物。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的络筒是指：混纺得到的羊毛/聚酰亚胺纱线或者羊毛/粘胶纱线利用清纱装置对纱线进行检查并除纱线上的疵点和杂质；

所述的整经是指：经纱经过整经工序，使各根经纱张力相等，并在经轴或织轴上使其分布均匀；

所述的浆纱是指：经纱经过浆纱工序，在经纱表面施加浆料；

所述的穿经结是指：经纱穿过结经工序；

所述的织造是指：外层采用羊毛/聚酰亚胺纱线作为纬纱进行织造；内层采用羊毛/粘胶纱线作为纬纱进行织造；

所述的前处理是指：对坯布进行退浆和精炼，去除坯布上多余的浆料和油剂；

所述的后整理是指：对坯布进行脱水、烘干、热定型进而得到成品。