CN109788819A - 含有能量吸收和/或反射添加剂的纤维的阻燃织物 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方案涉及含有纤维的阻燃织物，所述纤维具有结合到所述纤维中的至少一种能量吸收和/或反射添加剂。将这种纤维包含在所述织物中增加所述织物的电弧额定值/织物重量比，同时仍然符合所有必需的热保护要求。

Description

含有能量吸收和/或反射添加剂的纤维的阻燃织物
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年6月23日提交的题为“含有纺前着色的芳纶纤维的阻燃织物(FlameResistant Fabrics Containing Producer-Colored Aramid Fibers)”的美国临时申请62/353,693的权益，并且要求2016年12月15日提交且题为“含有能量吸收和/或反射添加剂的阻燃织物(Flame Resistant Fabrics Containing Energy Absorbing and/orReflective Additives)”的美国临时申请62/434,733的权益，其全部内容都通过引用结合到本文中。
发明领域
本发明涉及阻燃保护织物和由其制成的服装，其为穿着者赋予改善的保护。
背景技术
许多职业可能会使个体暴露于电弧闪光和/或火焰。除非得到适当的保护，否则可能暴露于意外电弧闪光和/或火焰的工作人员有严重烧伤的危险。为了避免在这种情况下工作时受到伤害，这些个体通常穿上由设计成防止他们受电弧闪光和/或火焰影响的阻燃材料构造的防护服装。这类防护服装可以包括各种服装，例如连身工作服、裤子和衬衫。已经颁布了标准来规范此类服装(或此类服装的组成层或部分)的性能，以确保服装在危险情况下充分地保护穿着者。构造这种服装的织物以及由此产生的服装也需要通过包括ASTMF1506、NFPA 70E和NFPA 2112的各种安全和/或性能标准。
ASTM F1506 (由暴露于瞬间电弧和相关热危害的电气工人使用的服装服饰的耐火和电弧等级纺织材料的标准性能规范(Standard Performance Specification forFlame Resistant and Arc Rated Textile Materials for Wearing Apparel for Useby Electrical Workers Exposed to Momentary Electric Arc and Related ThermalHazards)，2015版，通过引用结合到本文中)需要对电气工人所穿的防护织物进行电弧额定值测试。电弧额定值表示织物在暴露于电弧放电时的性能。电弧额定值以cal/cm2(卡路里/平方厘米)表示，并且是由电弧热性能值(ATPV)或能量破裂阈值(Energy Breakopenthreshold， EBT)的确定值导出的。ATPV被定义为材料上的电弧入射能量，其以50%概率导致基于Stoll曲线预测穿过样本的足够热传递造成二度烧伤的发生。EBT是材料上导致50%的破裂概率的电弧入射能量。破裂定义为材料中至少1.6 cm2 (0.5 in.2)的任何破裂面积。材料的电弧额定值报告为ATPV或EBT，以较低的值为准。ATPV和EBT根据ASTM F1959 (用于确定服装用材料的电弧等级的标准测试方法(Standard Test Method for Determining the ArcRating of Materials for Clothing)，2014版，通过引用结合到本文中)中所述的测试方法来确定，其中传感器测量在暴露于一系列电弧期间保护性织物样品的热能性质。
NFPA 70E (工作场所的电气安全标准(Standard for Electrical Safety inthe Workplace)，2015年版，通过引用结合到本文中)提供了一种将防护服与潜在暴露水平相匹配的方法，其中并入了个人防护装备(PPE)类别。测试防护织物以确定其电弧额定值，并且测量的电弧额定值如下决定织物的PPE类别：
PPE类别和ATPV
PPE类别1：ATPV/EBT：4 cal/cm2
PPE类别2：ATPV/EBT：8 cal/cm2
PPE类别3：ATPV/EBT：25 cal/cm2
PPE类别4：ATPV/EBT：40 cal/cm2
因此，NFPA 70E规定了在某些环境中工人穿着的织物必须具备的防护等级。
NFPA 2112(用于保护工业人员防闪火的防火服标准(Standard on Flame-Resistant Garments for Protection of Industrial Personnel Against FlashFire)，2012年版，通过引用结合到本文中)管理防闪火的工业工人服装的所需性能。NFPA2112和ASTM F1506都要求服装和/或其单个层或部件通过许多不同的性能测试，这些性能测试包括当根据ASTM D6413(纺织品阻燃的标准测试方法(Standard Test Method forFlame Resistance of Textiles)，2015年版，通过引用结合到本文中)中规定的测试方法测量时符合炭化长度为4英寸或更短(NFPA 2112)或6英寸或更短(ASTM F1506)或者两秒(或更短)的余焰(NFPA 2112和ASTM F1506)的热保护要求。
为了测试炭化长度和余焰，将织物样本垂直悬挂在火焰上12秒。织物必须在两秒钟内自熄(即，必须有2秒或更短的余焰)。在织物自熄后，将规定量的重物附着到织物上，并将织物提起，以使重物从织物上悬挂下来。织物通常会沿着织物的烧焦部分撕裂。当在织物的纵向/经线方向和横向/纬线方向两者上执行测试时，撕裂的长度(即，炭化长度)必须为4英寸或更短(NFPA 2112)或6英寸或更短(ASTM F1506)。通常在清洗织物样品之前(并且因此当织物仍然含有来自整理工艺的残留(并且通常是易燃)化学物质)和在经过一定次数的洗涤(例如，对于NFPA 2112，100次洗涤和对于ASTM F1506，25次洗涤)之后，测试织物样品的符合性。
NFPA 2112还包括与织物在受热时收缩程度有关的要求。为了进行热收缩测试，在纵向/经线方向和横向/纬线方向两者上在织物上彼此间隔一定距离作出标记。记录标记组之间的距离。然后将织物悬挂在500华氏度的烘箱中，持续5分钟。然后重新测量标记组之间的距离。然后将织物的热收缩率计算为织物在纵向/经线方向和横向/纬线方向两者上收缩的百分比，并且必须小于适用标准中规定的百分比。例如，NFPA 2112要求用于构造阻燃服装的织物在纵向/经线方向和横向/纬线方向两者上的热收缩率不超过10%。
在电气安全市场中，需要阻燃织物，其达到高电弧额定值/织物重量比，同时仍然符合所有适用的热保护要求。更具体地讲，需要更轻的防护织物，其达到NFPA 70E PPE类别2保护(≥8 cal/cm2电弧额定值)。由于一些工作场所的高温工作条件，最终用户还需要具有优异的水分管理性能(例如，芯吸)的舒适(例如，透气)的保护性织物。
概述
本专利中使用的术语“发明”、“本发明(the invention)”、“本发明(this invention)”和“本发明(the present invention)”旨在广义地指本专利和下面的专利权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文所描述的主题或限制下面的专利权利要求的含义或范围。本专利涵盖的本发明的实施方案由下面的权利要求，而不是本概述限定。本概述是对本发明的各个方面的高度概括，并且引入了在下面的详述部分中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在识别要求保护的主题的关键或基本特征，也并非旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。该主题应通过参考本专利的整个说明书、所有附图和每个权利要求来理解。
本发明的实施方案涉及含有纤维的阻燃织物，所述纤维具有结合到所述纤维中的至少一种能量吸收和/或反射添加剂。将这种纤维包含在织物中增加了织物的电弧额定值/织物重量比，同时仍然符合所有必需的热保护要求。
详述
这里以具体的方式描述本发明的实施方案的主题以满足法定要求，但是该描述未必旨在限制权利要求书的范围。所要求保护的主题可以以其他方式呈现，可以包括不同的元件或步骤，并且可以与其他现有或未来技术结合使用。除了明确描述了单个步骤的顺序或元件的布置的情况之外，不应将该描述解释为暗示在各个步骤或元件之中或之间的任何特定顺序或布置。
本文公开的阻燃(“FR”)织物的实施方案由不同纤维的混纺物形成，其中至少一些纤维包含能量(例如，辐射)吸收和/或反射添加剂。据信这些添加剂用于通过吸收能量和/或将能量反射离开织物使得其不能到达穿着者而防止热能传输通过织物并到达穿着者的皮肤。这些添加剂的实例包括但不限于染料或颜料添加剂，例如(但不限于)：
- 炭黑；
- 蒽醌黑；
- 苯胺黑；
- 酞菁；
- 苝二酰亚胺；
- 三萘嵌二苯酰亚胺(terrylene diimides)；
- 四萘嵌二苯酰亚胺(quaterrylene diimides)；
- 瓮染料(例如，瓮黑8、瓮黑16、瓮黑20、瓮黑25、瓮蓝8、瓮蓝19、瓮蓝43、瓮绿1)；
- 石墨；
- 石墨烯；
- 金属氧化物(白色二氧化钛TiO2，二氧化硅，和黄色、棕色和黑色铁氧化物)；和
- 瓮染料，其选自二苯并蒽酮衍生物、异苯并蒽酮衍生物和吡唑并蒽酮衍生物。
含添加剂的纤维(“AC纤维”)是如下纤维，其中能量吸收和/或反射添加剂，包括但不限于上述那些，在制造纤维本身期间而不是在纤维形成之后引入。这与施加到织物表面上的整理剂(由此通常必须使用粘结剂将添加剂固定到织物上)形成对比。在这些情况下，添加剂在洗涤期间易于从织物洗涤和/或磨损/磨耗。在纤维形成期间在纤维中提供添加剂产生更好的耐久性，因为添加剂被捕获在纤维结构内。
在一些实施方案中，在混纺物的实施方案中使用的至少一些(或全部)AC纤维是纺前着色纤维。在纺前着色(也称为“溶液染色”)中，在形成纤维之前将颜料注入聚合物溶液中。因此，“纺前着色”纤维是指在制造纤维本身期间而不是在纤维形成之后着色的纤维。
该混纺物可以包括结合的固有FR纤维和/或非固有FR纤维(FR或非FR)，使得所得织物是阻燃的。示例性的合适的FR和非FR纤维包括但不限于对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、聚苯并噁唑(“PBO”)纤维、聚苯并咪唑(“PBI”)纤维、改性聚丙烯腈纤维、聚{2,6-二咪唑并[4,5-b:40; 50-e]-亚吡啶基-1,4(2,5-二羟基)亚苯基}(“PIPD”)纤维、超高分子量(UHMW)聚乙烯纤维、UHMW聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维、液晶聚合物纤维、玻璃纤维、尼龙(和FR尼龙)纤维、碳纤维、丝纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、芳族聚酯纤维、天然和合成纤维素纤维(例如，棉、人造丝、乙酸酯、三乙酸酯和莱赛尔，以及它们的阻燃对应物FR棉、FR人造丝、FR乙酸酯、三乙酸酯和FR莱赛尔)、TANLON™纤维(购自上海Tanlon纤维公司)、羊毛纤维、三聚氰胺纤维(诸如BASOFIL™，购自Basofil Fibers)、聚醚酰亚胺纤维、聚醚砜纤维、预氧化的丙烯酸类纤维、聚酰胺-酰亚胺纤维如KERMEL™、聚四氟乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚醚醚酮纤维、聚醚酰亚胺纤维、polychlal纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺酰胺纤维、聚烯烃纤维、聚丙烯酸酯纤维以及它们的任何组合或混纺物。
合适的改性聚丙烯腈纤维的实例为购自日本大阪的Kaneka Corporation的PROTEX™纤维、购自Solutia的SEF™或其混纺物。合适人造丝材料的实例为购自LenzingFibers Corporation的由Lenzing提供的Viscose™和Modal™。FR人造丝材料的实例为也购自Lenzing Fibers Corporation的Lenzing FR™，和购自Sateri的VISIL™。莱赛尔材料的实例包括TENCEL™、TENCEL G100™和TENCEL A100™，其全部购自Lenzing FibersCorporation。对位芳纶纤维的实例包括KEVLAR™ (购自DuPont)、TECHNORA™ (购自荷兰阿纳姆的Teijin Twaron BV)和TWARON™ (也购自Teijin Twaron BV)。间位芳纶纤维的实例包括NOMEX™ (购自DuPont)、CONEX™ (购自Teijin)、APYEIL™ (购自Unitika)、ARAWIN(购自Toray)。聚酯纤维的实例为DACRON ®(购自Invista™)。PIPD纤维的实例包括M5(购自Dupont)。三聚氰胺纤维的实例为BASOFIL™ (购自Basofil Fibers)。PAN纤维的实例为Panox® (购自SGL集团)。UHMW聚乙烯材料的实例包括Dyneema和Spectra。液晶聚合物或芳族聚酯材料的实例为VECTRAN™ (购自Kuraray)。
在一些实施方案中，AC纤维(诸如上面确定的任何纤维的AC型式)构成织物的纤维混纺物的15-80%(包括端值)；织物的纤维混纺物的15-75%(包括端值)；织物的纤维混纺物的15-70%(包括端值)；织物的纤维混纺物的20-70%(包括端值)；织物的纤维混纺物的30-60%(包括端值)；织物的纤维混纺物的40-60%(包括端值)；或织物的纤维混纺物的40-50%(包括端值)。在一些实施方案中，AC纤维构成织物的纤维混纺物的至少15%和(i)不超过70%，(ii)不超过65%，(iii)不超过60%，(iv)不超过55%，(v)不超过50%，或(vi)不超过40%。
其他非AC纤维(诸如上面确定的任何纤维的非AC型式)可以但不必须与AC纤维混纺。在一些实施方案中，非AC纤维构成织物的纤维混纺物的20-85%(包括端值)；织物的纤维混纺物的25-85%(包括端值)；织物的纤维混纺物的30-85%(包括端值)；织物的纤维混纺物的30-80%(包括端值)；织物的纤维混纺物的40-70%(包括端值)；织物的纤维混纺物的40-60%(包括端值)；或织物的纤维混纺物的50-60%(包括端值)。
织物中提供的AC纤维和/或非AC纤维不必全部相同。例如，纤维混纺物可以包含相同类型的AC纤维，或者，可以在混纺物中提供不同类型的AC纤维。类似地，混纺物可以包含相同类型的非AC纤维，或者，可以在混纺物中提供不同类型的非AC纤维。
在一些实施方案中，AC纤维是纺前着色的芳纶纤维，诸如间位芳纶、对位芳纶或其混纺物。然而，可以使用其他AC固有阻燃纤维，包括但不限于纺前着色的FR人造丝、纺前着色的FR纤维素、纺前着色的FR改性聚丙烯腈、纺前着色的Kermel、纺前着色的FR聚丙烯酸酯(PyroTex)、纺前着色的FR尼龙、纺前着色的PBI、纺前着色的PBO和纺前着色的FR聚酯。
混纺物中提供的AC纤维可以是但未必是AC固有的FR纤维。而且，在其他实施方案中，织物替代地由AC非固有FR纤维形成，AC非固有FR纤维包括但不限于改性聚丙烯腈纤维、超高分子量(UHMW)聚乙烯纤维、UHMW聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、液晶聚合物纤维、尼龙(和FR尼龙)纤维、丝纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、天然和合成纤维素纤维(例如，棉、人造丝、乙酸酯、三乙酸酯和莱赛尔)、羊毛纤维、预氧化丙烯酸纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维和聚丙烯酸酯纤维。可以使用这种AC非固有FR纤维，只要所得织物是阻燃的即可。可能期望在混纺物中包括除了除固有FR纤维之外的AC纤维，这些纤维往往更舒适但仍能使织物达到所需的电弧额定值。
在其他实施方案中，织物包含AC固有FR纤维和AC非固有FR纤维的混纺物。例如，可能期望包含AC芳纶纤维以及非芳纶AC纤维的混纺物。
在其他实施方案中，织物的纤维和/或织物的纱线和/或织物本身可以用阻燃化合物(例如，磷)处理，以使织物具有阻燃性。
织物的实施方案可以具有任何重量，但在一些实施方案中，为3盎司/平方码至10盎司/平方码(osy)，包括端值。在其他实施方案中，织物为5 osy至9 osy，包括端值。在一些实施方案中，本文公开的织物具有4 osy至9.5 osy(包括端值)；4.5 osy至9 osy(包括端值)；5 osy至8.5 osy(包括端值)；5 osy至8 osy(包括端值)；5.5 osy至7.5 osy(包括端值)；5 osy至7 osy(包括端值)；5 osy至6.5 osy(包括端值)；4.5 osy至6 osy(包括端值)；和5 osy至6 osy(包括端值)的重量。在一些实施方案中，织物重量小于或等于9 osy、8.5osy、8 osy、7.5 osy、7 osy、6.5 osy、6 osy、5.5 osy和/或5 osy。
织物的一些实施方案具有大于或等于4 cal/cm2的电弧额定值(ATPV或EBT)，以便在NFPA 70E下具有PPE类别1等级。一些实施方案具有大于或等于8 cal/cm2的电弧额定电弧额定值(ATPV或EBT)，以便在NFPA 70E下具有PPE类别2等级。
测试以下示例性发明织物的电弧额定值，并且结果列于表1中。
表1
织物1-4中的所有非AC纤维素纤维都是TENCEL A100™纤维，且织物1-4中的所有非AC改性聚丙烯腈纤维都是PROTEX™纤维。从表1中可以看出，纺前着色的间位芳纶含量加倍(例如，从织物2中的25%至织物4中的50%)使得电弧额定值/织物重量比增加29.8%。此外，可以看出，即使在低重量(例如，6 osy或更低、7 osy或更低)下，具有足够AC纤维的织物也可以实现PPE类别2保护(≥ 8 cal/cm2 ATPV或EBT电弧等级)。
如表1所示，在织物1-4的混纺物中使用黑色纺前着色的间位芳纶纤维。已经发现，深色添加剂(诸如，海军蓝和黑色)在增加电弧额定值/织物重量方面特别有效。然而，本发明的实施方案决不限于这种深色添加剂。
用非AC间位芳纶纤维制成的织物没有类似的结果。相反，这种织物通常具有约1.0的电弧额定值/织物重量比，如表2中现有技术织物的测试结果所展示：
表2
织物形成后，将织物5和6匹染。
下图绘出织物1-6的电弧额定值/织物重量比。可以看出，织物1-4的电弧额定值/织物重量比与织物5和6相比在完全不同的曲线上。与织物5和6相比，间位芳纶纤维构成织物1-4中纤维混纺物的百分比显著更少，同时实现更好的电弧保护。因此，可以在织物1-4中以更大的百分比提供更舒适的纤维(诸如纤维素)，使得所得FR织物不仅更具保护性，而且对穿着者更舒适。该图还说明在混纺物中包含更多AC纤维(在这种情况下，更多纺前着色的间位芳纶纤维)显著改善了电弧额定值/织物重量比。
本文公开的织物的实施方案实现了令人惊讶的高电弧额定值/织物重量比。在一些实施方案中，电弧额定值/织物重量比为1.2-1.7(包括端值)；1.25-1.65(包括端值)；1.3-1.6(包括端值)；1.35-1.6(包括端值)；1.4-1.5(包括端值)；1.2-1.6(包括端值)；1.2-1.5(包括端值)；1.2-1.4(包括端值)；1.4-1.7(包括端值)；和1.4-1.6(包括端值)。在一些实施方案中，电弧额定值/织物重量比为至少1.2；至少1.25；至少1.3；至少1.35；至少1.4；至少1.45；至少1.5；至少1.55；至少1.6；至少1.65；和/或至少1.7。通过增加混纺物中AC纤维(FR或非FR)的量可以实现甚至更高的电弧额定值/织物重量比。
如下表3所证实，本文公开的织物的实施方案也符合当根据ASTM D6413中所述的测试方法测量时ASTM F1506(炭化长度为6英寸或更短和且余焰为2秒或更短)和NFPA 2112(炭化长度为4英寸或等短且余焰为2秒或更短)两者的垂直可燃性要求，以及NFPA 2112的热收缩要求(不超过10%的热收缩率)。
在一些实施方案中，可能期望(但不是必需的)在纤维混纺物中结合纤维素纤维或纤维素纤维和改性聚丙烯腈纤维，因为当根据AATCC 79(纺织品的吸收性(Absorbency ofTextiles)，2014版，通过引用结合到本文中)测试时，这些纤维赋予织物优异的水分控制性质。换句话说，织物能够通过毛细作用将水分从穿着者的身体快速地吸走。在AATCC 79下，在织物表面上沉积一滴水，并测量液滴完全吸收到织物中所花费的时间。当根据AATCC 79测试时，本文考虑的织物的实施方案实现5秒或更短的吸收时间，如下表3中所证实。这种测试将在未整理的织物上执行，因为织物的芯吸性质可以通过使用整理剂容易地调控。
除了芯吸能力，织物的透气性也与织物的舒适性有关。织物的透气性通过测试方法ASTM D737(纺织织物的透气性的标准测试方法(Standard Test Method for AirPermeability of Textile Fabrics)，2016版，通过引用结合到本文中)测定，并计量空气如何容易地穿过织物。将织物放置在吹拂空气经过织物的装置上，且该装置测量在特定压力下通过织物的空气的体积流量(记录为“f3/min/ft2”或立方英尺/分钟/平方英尺)。透气性值越高意味着织物越透气，这通常是期望的。当根据ASTM D737测试时，本文考虑的织物的实施方案具有良好的透气性(在70 f3/min/ft2至90 f3/min/ft2的范围内，包括端值)，如下表3中所证实。
表3
本发明的织物可以用短纤纱、长丝纱、拉伸断裂纱或其组合形成。纱线可以包括单根纱线或两根或更多根单独的纱线，它们以某种形式组合在一起，该形式包括但不限于加捻、合股、粘结、包缠、覆盖、芯纺(即，长丝或纺丝芯至少部分被短切纤维或纱线包围)等。
在一些实施方案中，织物可以完全由具有相同纤维混纺物的纱线形成(即，织物中的所有纱线都是相同的)。在使用相同纱线的情况下，织物可以通过传统的编织技术和传统的针织技术(例如，具有各种样式和构造的经编针织物(诸如拉舍尔(raschel)、特里科(tricot)和同时拉伸变形(simplex))和具有各种样式和构造的纬编针织物(例如，平床和圆形针织物，如双针织物(包括瑞士凸纹(swiss pique)、罗纹、互锁等)和单针织物(包括平针织物(jersey)和凸纹织物(pique))))形成。
然而，在其他实施方案中，形成织物的纱线可能不完全相同。相反，形成织物的纱线可以是不同的纱线类型，可以具有不同量的相同纤维和/或可以具有不同的纤维或不同的纤维混纺物。此外，应该认识到，在一些实施方案中，纱线根本不需要混纺。换句话说，一些纱线可以是100%的单纤维类型。
使用不同的纱线允许构造织物以实现特定的目标(例如，染色/印花、降低成本等)而不牺牲织物的功效。例如，可能期望由更多地设计用于穿着者保护的第一类型纱线(下文中称为“保护纱线”)和更多地设计用于二次性质如舒适性和/或可染色性/可印花性的第二类型纱线(下文中称为“第二纱线”)形成织物。仅举例来说，保护纱线可以包含更多的AC纤维，而第二纱线可以包含更多的实现所需第二性质(例如，舒适性、可染色性、可印花性等)的纤维。
保护纱线可以以各种方式与第二纱线组合以形成各种织物实施方案。由不同纤维或纤维混纺物形成的纱线(例如，保护纱线和第二纱线)可以以不同方式编织或针织，其中的一些导致赋予织物的不同侧的不同性质。
例如并且就机织而言，经纱或纬纱中的一根可以是保护纱线，而经纱或纬纱中的另一根可以是第二纱线。织物可以是机织的(诸如通过斜纹织物、缎纹织物或双织织物构造)，使得经纱和纬纱(以及因此保护纱线和第二纱线)主要在织物的相对侧上暴露。以这种方式，织物的一侧为穿着者提供更多的保护以防止热传输，而织物的另一侧对所需第二性质(舒适性、可染色性/可印花性等，这取决于第二纱线的构成)的贡献更大。
在其他实施方案中，并非所有的经纱或纬纱都是相同的。例如，可以在经向和纬向两个方向上提供保护纱线和第二纱线，这通过在一些端部和纬纱上提供保护纱线且在另一端部和纬纱上提供第二纱线(以任何种类的随机排列或交替模式)实现。或者，在经纱或纬纱方向之一中的所有纱线可以是相同的，并且不同的纱线仅在经纱或纬纱方向的另一个中使用。
类似地并且就针织而言，保护纱线可以以各种方式与第二纱线一起针织。保护纱线和第二纱线可以使用单一针织技术(例如，添纱(plating)等)或双针织技术针织，使得保护纱线主要位于织物的一侧以增强穿着者保护并且第二纱线将主要位于织物的相对侧以增强织物的舒适性或可染色性/可印花性(或第二纱线被定制为其作贡献的任何第二性质)。
由于各种原因，可能期望构造织物使得织物的相对各侧具有不同的性质。例如，如果大多数更容易染色/印花的纤维集中在织物的一侧上，则该侧可以更容易着色成所需的色调或图案，否则如果更多的AC纤维在另一侧暴露，则这可能是困难的。在使用纺前着色的芳纶纤维(且甚至更特别地，较深颜色的这种AC纤维)的情况下更是如此。这些较深的纤维可以集中在织物的一侧上，使相对侧更容易染色和印花(特别是浅色调)。作为另一实例，如果AC纤维仅需要暴露在织物面(在使用期间将在衣服中暴露的面)而不是在织物背面上，则第二纱线可以由较便宜的纤维形成以降低织物成本。
根据衣服的用途，在织物的相对各侧提供的由保护纱线和第二纱线形成的织物可以在衣服内以各种方式取向。如果在期望衣服的外部被染色或印花的情况下结合到衣服中，则可能有用的是在衣服的外部(背离穿着者)暴露具有第二纱线的织物侧(通常更有利于染色和/或印花)且保护纱线面向穿着者。或者，如果织物的染色或印花无关紧要，可能期望将织物的具有第二纱线的侧面(通常更舒适)定位在衣服中使得更舒适的纱线面向穿着者。
在其他实施方案中，保护纱线和第二纱线是机织或针织的，使得一种类型的纱线(保护纱线或第二纱线)嵌入织物内，以便不主要暴露在任一织物面上。仅举例来说，织物可以是机织或针织的，使得保护纱线和第二纱线中的一种嵌入织物内，以便不暴露在织物面上，而保护纱线和第二纱线中的另一种暴露在织物的两面上。在一些实施方案中，保护纱线嵌入织物中以增强织物的热保护，同时使第二纱线暴露在织物表面上以增强织物的舒适性和/或可染色性/可印花性。可能特别期望保护纱线是较深色调，如果在织物面上可见到那些较深纱线，则会使织物难以着色为较浅色调。
在另一个实施方案中，织物中使用的一些或所有纱线可以是包芯纱，由此AC纤维(例如，纺前着色的芳纶纤维)形成芯(其可以是长丝、纺丝、拉伸断裂的等)，并且可以在芯周围提供具有更多所需第二性质(舒适性、可染色性/可印花性等)的纤维，从而实现该第二性质。
本文所述的织物可以结合到任何类型的服装(制服、衬衫、夹克、裤子和工作服)中，其中需要和/或期望防止电弧闪光和/或火焰。
在下文中，描述进一步的实施例以便于理解本发明的各方面：
实施例A. 一种阻燃织物，其包含纤维混纺物，所述纤维混纺物包含至少15%且不超过70%的含添加剂的纤维，其中所述织物具有不超过9盎司/平方码的重量和至少8 cal/cm2的电弧额定值。
实施例B. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述纤维混纺物包含不超过60%的含添加剂的纤维。
实施例C. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述含添加剂的纤维中的至少一些包括芳纶纤维。
实施例D. 根据实施例C或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述芳纶纤维中的至少一些包括间位芳纶纤维。
实施例E. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述含添加剂的纤维中的至少一些包括纺前着色的纤维。
实施例F. 根据实施例E或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述纺前着色的纤维中的至少一些为芳纶纤维。
实施例G. 根据实施例F或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述纺前着色的芳纶纤维中的至少一些为海军蓝或黑色纤维。
实施例H. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述纤维混纺物还包含多种不含添加剂的纤维。
实施例I. 根据实施例H或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述不含添加剂的纤维包含纤维素纤维和改性聚丙烯腈纤维中的至少一种。
实施例J. 根据实施例I或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述含添加剂的纤维包括纺前着色的芳纶纤维，并且所述不含添加剂的纤维包括纤维素和改性聚丙烯腈纤维，其中所述纤维混纺物包含40-60%纺前着色的芳纶纤维和40-60%不含添加剂的纤维。
实施例K. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述织物由多根第一纱线和多根第二纱线形成，其中所述第一纱线不同于所述第二纱线。
实施例L. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述织物包括第一侧和第二侧，并且其中所述多根第一纱线更主要地暴露在所述织物的第一侧上并且所述多根第二纱线更主要地暴露在所述织物的第二侧上。
实施例M. 根据实施例K或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述第一纱线包含比所述第二纱线多的含添加剂的纤维。
实施例N. 根据实施例M或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述第二纱线不含含添加剂的纤维。
实施例O. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述织物由多根纱线形成，其中所述多根纱线中的至少一些包括芯和鞘，并且其中所述芯包含比所述鞘多的含添加剂的纤维。
实施例P. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中当根据AATCC 79(2014)测试时，所述织物实现5秒或更短的吸收时间。
实施例Q. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中当根据ASTM D737(2016)测试时，所述织物实现70-90立方英尺/分钟/平方英尺的透气性，包括端值。
实施例R. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中所述纤维具有不超过7盎司/平方码的重量。
实施例S. 根据实施例A或前述或后续实施例中任一项所述的织物，其中当根据ASTM D6413(2015)测量时，所述织物具有6英寸或更短的炭化长度和2秒或更短的余焰。
实施例T. 一种阻燃织物，其包含纤维混纺物，所述纤维混纺物包含至少15%且不超过70%的含添加剂的纤维，其中所述织物具有一定的重量和一定的电弧额定值，其中电弧额定值/纤维重量为至少1.2。
可能有上述部件的不同布置以及未示出或描述的部件和步骤。类似地，一些特征和子组合是有用的，并且可以在不参考其他特征和子组合的情况下使用。为了说明而非限制的目的描述了本发明的实施方案，并且替代实施方案对于本专利的读者将变得显而易见。因此，本发明不限于上述或附图中描绘的实施方案，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下做出各种实施方案和修改。

Claims (20)

1.一种阻燃织物，其包含纤维混纺物，所述纤维混纺物包含至少15%且不超过70%的含添加剂的纤维，其中所述织物具有不超过9盎司/平方码的重量和至少8 cal/cm2的电弧额定值。
2.根据权利要求1所述的织物，其中所述纤维混纺物包含不超过60%的含添加剂的纤维。
3.根据权利要求1所述的织物，其中所述含添加剂的纤维中的至少一些包括芳纶纤维。
4.根据权利要求3所述的织物，其中所述芳纶纤维中的至少一些包括间位芳纶纤维。
5.根据权利要求1所述的织物，其中所述含添加剂的纤维中的至少一些包括纺前着色的纤维。
6.根据权利要求5所述的织物，其中所述纺前着色的纤维中的至少一些是芳纶纤维。
7.根据权利要求6所述的织物，其中所述纺前着色的芳纶纤维中的至少一些是海军蓝或黑色纤维。
8.根据权利要求1所述的织物，其中所述纤维混纺物还包含多种不含添加剂的纤维。
9.根据权利要求8所述的织物，其中所述不含添加剂的纤维包含纤维素纤维和改性聚丙烯腈纤维中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的织物，其中所述含添加剂的纤维包括纺前着色的芳纶纤维，并且所述不含添加剂的纤维包括纤维素和改性聚丙烯腈纤维，其中所述纤维混纺物包含40-60%纺前着色的芳纶纤维和40-60%不含添加剂的纤维。
11.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物由多根第一纱线和多根第二纱线形成，其中所述第一纱线不同于所述第二纱线。
12.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物包括第一侧和第二侧，并且其中所述多根第一纱线更主要地暴露在所述织物的第一侧上并且所述多根第二纱线更主要地暴露在所述织物的第二侧上。
13.根据权利要求11所述的织物，其中所述第一纱线包含比所述第二纱线多的含添加剂的纤维。
14.根据权利要求13所述的织物，其中所述第二纱线不含含添加剂的纤维。
15.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物由多根纱线形成，其中所述多根纱线中的至少一些包括芯和鞘，并且其中所述芯包含比所述鞘多的含添加剂的纤维。
16.根据权利要求1所述的织物，其中当根据AATCC 79(2014)测试时，所述织物实现5秒或更短的吸收时间。
17.根据权利要求1所述的织物，其中当根据ASTM D737(2016)测试时，所述织物实现70-90立方英尺/分钟/平方英尺的透气性，包括端值。
18.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物具有不超过7盎司/平方码的重量。
19.根据权利要求1所述的织物，其中当根据ASTM D6413(2015)测量时，所述织物具有6英寸或更短的炭化长度和2秒或更短的余焰。
20.一种阻燃织物，其包含纤维混纺物，所述纤维混纺物包含至少15%且不超过70%的含添加剂的纤维，其中所述织物具有一定的重量和一定的电弧额定值，其中电弧额定值/纤维重量为至少1.2。
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