TW528819B - Comfortable cut-abrasion resistant fiber composition - Google Patents

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Description

528819 五、發明說明（1) 發明領域。本發明係有關於可用作為抗切割及抗磨擦的 皮/芯紗的組合物，該皮/芯紗在作成保護性服裝時對穿用 者很有效用，也很舒適。 相關技藝說明。美國專利第4, 47 0, 25 1號（w. H.
Bettcher申請；1 984年9月1 1日核准）揭示用於保護性服裝 之皮/芯紗，其中芯係鋼絲及對-芳族聚醯胺纖維，而皮則 係以至少一層，包括耐綸外層捲繞在芯上以提供舒適表 面0 美國專利第4, 777,789號（Ν·Η· Kol me s等人申請；1988 年1 0月1 8曰核准）揭示用於保護性服裝之皮/芯紗，其中至 少一層之皮構造包括鋼絲包纏物。該紗也可包括棉及人造 纖維如耐綸及芳族聚醯胺。 一 發明概述
揭=一種纖維組合物，包含：5至60重量％棉纖維，10至 耐論纖維’其長度為2· 5至15厘米及線密度為〇. 5 A2刀U 士，及3 0至8 5重量％對-芳族聚醯胺纖維，其長度 楠、·科至15厘米及線密度為〇· 5至7分德士；其中重量％係以 及綸及對—芳族聚醯胺纖維之總重為準，及棉、耐綸 本發明$族聚酿胺纖維係合併而產生實質均勻之混合物。 構^之^ f維組合物’除其他用途外’係用作為皮/芯紗 士之纖組份，其中芯係具有總線密度為100至5 0 0 0分德 造針锶碰材料。所得皮/芯紗，除其他用途外，係用以製 、織物’以供製作具有高抗切割性，高抗磨擦性及衣
528819 五、發明說明（2) 服穿用者高舒適度之組合之保護性衣服。 附圖^簡要說明 圖1係本發明組合物用於玻璃強化織物之抗切割性的三 元圖。 圖2係本發明組合物用於玻璃強化織物之抗磨擦性的三 元圖。 圖3係本發明組合物用於鋼強化織物之抗切割性的三元 圖。 圖4係本發明組合物用於鋼強化織物之抗磨擦性的三元 圖0 發明之詳 長久以來’在保護性衣服業界中，舒適性與有效性之間 一直存在著緊張關係，且也已投入相當的努力來提高有效 性而同時維持或改進舒適性◎本發明正好代表抗切割及磨 擦性織物及服裝領域中之此等進展。藉由利用本發明，現 已可提高織物及保護性衣服之抗切割及磨擦有效性，及维 持或改進織物及保護性衣服之舒適性，如抗切割及磨擦性 手套。 ^ 2明之組合物可用作為皮/芯紗結構之包纏物或皮， 上？之芯為玻璃纖維或金屬纖維(絲)或具磨捧性且硬 的某些其他材料。此等芯及芯材料可 m ^ ^ 25-150微米之金屬纖維，呈一股或;^ =如具直徑約 或短纖維。玻璃纖維也可用作為芯材料，^及呈連續形式 米且急一 BQ* 土史机 ，口 、土 d 丄、. 直 528819 五、發明說明（3^^___________ 明之纖維付广 士。本發明巧之心般具有總線密度為1 〇 〇至5 0 0 0分德 所用之皮/ %^組合物係經謹慎選擇以提供例如保護性衣服 ‘ 本發明Ύ紗之抗切割性’抗磨擦性及舒適性。 - 楠，日"兔^組合物之纖維組份為對—芳族聚酿胺，耐綸及 ”、、達到物理特性之必要組合每一組份之比例很重
對一芳族聚酸胺係意指自對_芳族聚醯胺聚合物製成之纖 維，而聚（對苯二醯對苯二胺）（PPD-t)係較佳之對-芳族聚 醯胺。PPD-T係意指對-苯二胺與對苯二醯氯莫耳對莫耳聚 合作用所得之均聚物，及對-苯二胺加入小量之其他二胺 及對苯二醯氯加入小量之其他二醯基氣所得之共聚物。一 般而言，其他二胺及二酿基氯之使用量可南達對-苯二胺 或對苯二醯氯之約10莫耳％，或稍高，唯條件是其他二胺 及二醯基氯皆不具會干擾聚合反應之反應基。pp D -τ也意 指加入其他芳族二胺及其他芳族二酸基氯（如2，6 —萘酿基 氯或氯_或二氯-對苯二醯氯）所得之共聚物；唯條件是其 他芳族二胺及芳族二酿基氣之存在量應不致對务族聚酿胺 之性質產生不良影響。 添加劑可和對-芳族聚醯胺用於纖維，且據發現多達10 重量％之其他聚合物質可和芳族聚酿胺摻混’或可使用具 有多達1 0 %之其他二胺取代芳族聚醯胺之二胺或多達1 0 %之 其他二醯基氣取代芳族聚醯胺之二醯基氣之共聚物。 對一芳族聚醯胺纖維一般係由對-芳族聚醯胺之溶液擠壓 通過毛細管進入凝固液而紡成。在聚（對苯二酿對苯二胺）
528819 五、發明說明（4) ’情形時，溶液之溶劑一般係濃硫酸，而擠壓一般係通過 氣隙（air gap)進入含水冷凝固浴中。此等方法已為眾所 共知，而不構成本發明之一部分。‘ 所謂耐綸係意指自脂族聚醯胺聚合物製成之纖維；而聚 $二酿己二胺（耐綸6 6 )係較佳之耐綸聚合物。其他耐綸如 聚己内醯胺（耐綸6)，聚丁内醯胺（耐綸4)，聚（9 -胺基壬 酸）（耐綸9)，聚庚内醯胺（耐綸7)，聚辛内醯胺（耐綸8)， 水癸一醯己二胺（财綸6，1 0 )及類似物當然也夠格。 耐綸纖維一般係由聚合物之溶體擠壓通過毛細管進入氣 悲凍凝介質（congealing medium)而紡成。此等方法已為 眾所共知，而不構成本發明之一部分。用於實行本發明之 棉纖維可為織物及服裝用途通常所用之任何纖維。^ 一般為1至7 · 5厘米長。 、 紡紗 供本 短纖 長度 要過 厘米 斷裂 定目 績長 式製 種不 之人造 發明之 維，以 小於2. 1¾之加 之此等 成短纖 的所需 纖絲切 成，如 同短纖 於 度。為 之人造 佳。由 現，需 大於1 5 交纏並 任何特 係由連 其他方 及由各 短纖維一般都具有特定長度及特定線密 用，可使用長度2.5至15厘米（1至6对） 長度3· 8至11· 4厘米（1· 5至4· 5吋）為較 5厘米之此等纖維製成之紗線，據發 捻程度始能維持加工之強度；而由長度 f維製成之紗、線，由於長人造短纖維有 ，*，之候向更難以製造。人造短纖維依 成某些預定長度而=發：之：：：-般 又叫或，但短纖維也可用 藉拉伸-斷裂；而紗線可由此等纖維以 維長度或不同短纖維長度之分佈製成。
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528819 五、發明說明（5) 用於本發明之人造短纖維之線密度為〇 · 5至7八$ 圖1至4可供參閱以了解此一組合物之各纟且二^二 纖維（圖1)及鋼（圖3 )為芯之皮/芯紗所贺 卞利用玻墦 衣成織物之i^r +77含丨 性及對這些織物（分別為圖2及4)之抗磨擦性之。切副 及3係以玻璃纖維（圖1)及鋼（圖3)之皮組人 〜曰。圖1 切割性之三元圖。各軸代表棉，耐論及對1二=，,抗 維之皮組合物濃度，而圖中數值之範圍則為對織=胺乂纖 之恒重標準化後之抗切割性。構成這些圖之數據^ =物 J實例：所述之實驗。雖然玻璃纖維芯之情形較 /可更谷易涊出關係，但可看出對—芳族聚醯胺含量辦加 抗切割性即增加而耐綸含量改變一般不會在抗切割性3產口生 =大變。至於抗磨擦性，圖2及4可看出抗磨擦性隨耐綸含 里增加而增加且與棉及對-芳族聚醯胺纖維含量 關。 J…、 么舒適度之測定很難，又很主觀。然而，據發現，本發明 =口 2中棉含1增加，以具有此一組合物之皮之皮/芯紗 二所製成之織物，用起來舒適度即增加。總棉含量必須小 =f制以免失去抗切割性及抗磨擦性；但已發現，組合物 二s有至少5重量％棉。少於此量似乎就太少而對舒適度無 看已發現適合於組合物之組份含量之範圍可自全部圖式中 明出么由二角形A B C圍住之區域一般所示之組合物係本發 入，組合物。請注意，字母A，B及C僅顯示於圖1，雖然在 王圖式中都有該三角形之描繪。該三角形代表含5至60
528819 五、發明說明（6) 重量％棉，10至6 5重量％耐綸及30至8 5重量％對-芳族聚醯胺 之組合物，當然了解這些重量％係以棉，耐綸及芳族聚醯 胺纖維之總重為準且這三種組份加總將為100重量％。本發 明之較佳組合物為三角形DEF所圍住之區威。請注意，字 母D，E及F僅顯示於圖1，雖然在全部圖式中都有該三角形 之描繪。該三角形代表含1〇至40重量％棉，10至40重量％耐 綸及5 0至8 0重量％對-芳族聚醯胺之组合物，再次了解這三 種組份加總將為1 〇 〇重量％。 本發明之組合物可用作為皮/芯紗線構造之皮；且可藉 熟知方法製造及施加或旋紡於此種芯材料上。例如，可將 皮包纏、捲繞、纏繞或旋紡於芯上。若係包纏，皮纖維一 般係以藉已知方法，如環旋紡，芯旋紡，噴氣旋紡，開端 旋紡所紡成之鬆散形式加上，然後以足以實質覆蓋芯之密 度捲繞於芯上。若係纏繞，皮纖維一般係以加捻紗以幾乎 垂直於芯軸之角度施加一或多層於芯上以覆蓋芯。若係旋 紡，皮纖維係藉任何適當的芯旋紡方法如DREF旋紡或所謂 的村田（MUrata)式噴射旋紡或另一種芯旋紡方法直接在= 上形成。 〜
本發明之皮/芯紗係經編織或針織成供手套，護裙’、逢 子及其他衣服用之織物以提供舒適及有效的切割保错。不 物一般製成具面積密度為〇, i 70至丨.35公斤/平 = 。兩/平方碼）。 十万木（5至/ 試驗
528819 五、發明說明（7) 所用方法為ASTM標準D3884-92之"Standar(1
Method for
Abrasion Resistance of Textile i?abrics”（紡織物抗磨 擦性之標準方法）。在試驗進行中，樣本織物係在控制之 壓力及磨擦作用條件下利用轉動磨擦予以磨擦。利用戴伯 (Taber)磨擦機及#11-18磨輪’使織物樣本承受克負重 之磨擦。 磨擦係繼續進行至磨穿織物樣本。測定三個樣本磨穿的 轉數並記錄平均數。 抗切割性 所用方法係 ASTM 標準 F 1 79 0-97 之，'Standard Test
Method for Measuring Cut Resistance of Materials
Usd ln pr0tective cl〇thing”（測量保護衣服所用材料 之^切副性之標準方法）。在試驗進行中，切割刀口係在 特定力量下劃過裝在心軸上的樣本一次。在若干不同力邊 下，記錄初接觸至切穿所劃過距離並以至切穿之距 =繪製曲線圖。從曲線圖測得在25毫米的距離切穿的^ =丄亚予以標準化以確認刀片供應之一致性。經 力$即為抗切割力量。 ’、+化 $割刀口係具有利刃7〇毫米長之不銹鋼刀 料作^ ΐ束時利用彻克負重對氯τ橡膠校正材 &正。母二人切割試驗均使用新刀口。 =本疋以與經緯線方向成45度斜向切出之 長方形織物片。 x i U (J笔赤
係磨圓之導電棒，半徑3 8毫米，而樣本則利用雙透
第10頁 528819
膠帶安裝在其上 心軸上之織物。 穿0 。切刀口係以與心 當切刀口與心軺作 軸之縱長軸成直角劃過 電接觸時，即記錄為切 利用各種皮/芯紗線針織成 維，有時為金屬纖維。皮所用物’其中-有時為玻璃纖 範圍之耐綸，對-芳族聚醯胺及纖維組合物包括廣大濃度 玻璃芯係由具有個別纖絲直f約份。 纖絲纖維製成。 且仫約2微米之100旦E-玻璃多 金屬芯係由3 8微米直徑不銹鋼 皮組合物係由芳族聚醯胺，:=纖絲製成。 定比例摻混而t #。^ ^ j =及棉纖維按以下表中指 邦公司出售，商標名為Kev 對^本广胺）纖維，杜 97❶，纖維組份係約3 8厘广長方族二酿：型 耐綸66纖維，杜邦公司出售，商品代號為型2〇〇，Merge 6 9 3 0 1 1。棉纖維組份係中級粗梳棉（Middnng Grade carded cotton) ° 利用足夠之各組份製造根據以下表中織物號i至2〇所示 配方之皮組合物各9公斤。先將各組份用手混合，缺後饋 入清棉機二次以製造均勻摻混物。然後將每一摻混材料饋 入短纖維環纺紗處理所用之標準梳理機以製造粗梳棉條。 利用二道拉伸（頭道清棉機/末道清棉機拉伸）將粗梳棉條 加工處理成拉伸棉條，並在粗紗機加工處理以製成一粗紗
528819 五、發明說明（9) 支數。然後，將粗紗一分為二，一半和玻璃芯纖維使用， 另一半則和鋼芯使用。 藉由環紡粗紗之兩端並在加擒前插入玻璃芯或鋼芯，製 備皮-芯股。粗紗為約5 9 0 0分德士（一粗紗支數）。在這些 實例中，玻璃芯或鋼芯係在最後拉伸輥之前定位於二拉伸 粗紗端中心。每一項利用3 . 2 5捻度係數製造1 0 / 1 s c c股。 在進一步正常加工處理後，將二股以順手捻合股。每一織 物號各製備3支2. 2公斤之10/2s紗線之管。 利用標準Sheima Seiki手套針織機，將10/2s紗線針織 成樣本。將機器針織時間調整至製造約1米長之手套體--以提供隨後切割及磨擦用之織物樣本。 然後將2支1 0/2s饋入手套針織機以產生約0. 47公斤/平 方米之織物樣本而製得樣本。 將織物作上述抗磨擦及抗切割性試驗，結果以皮組份濃 度為函數繪製於圖1至4中。圖經標準化至面積密度0.47公 斤/平方米。 雖然圖1至4中各線所示之性能水準並不顯現平順、很有 規矩之區域，但很明顯地，具有5至6 0重量％棉纖維，1 0至 6 5重量％耐綸纖維及3 0至8 5重量％對-芳族聚醯胺纖維之皮 組合物實現了良好的抗磨擦及抗切割性組合。最佳之性能 係由具有10至40重量％棉纖維，10至40重量％耐綸纖維及50 至8 0重量％對_芳族聚醯胺纖維之皮組合物而得。
O:\71\71156.ptd 第12頁 528819 五、發明說明（ίο) 表 玻璃芯 織物號 對-芳族聚醯胺 (wt %) 而才論 (wt %) 棉 (wt %) 切割性 抗磨擦性 單位重量 (kg/m2) 1 100 0 0 1878 609 0.475 2 0 100 0 1041 5305 0.475 3 0 0 100 942 598 0.482 4 50 50 0 1596 2095 0.436 5 50 0 50 1368 770 0.456 6 0 50 50 986 2160 0.468 7 33 33 34 1274 1829 0.504 8 66 17 17 1586 1805 0.455 9 17 66 17 1165 2607 0.460 10 17 17 66 1165 1173 0.484 鋼芯 11 100 0 0 4112 843 0.433 12 0 100 0 2786 2516 0.477 13 0 0 100 2779 571 0.497 14 50 50 0 3558 1310 0.459 15 50 0 50 3613 652 0.453 16 0 50 50 2985 1618 0.465 17 34 33 33 3104 1107 0.437 18 66 17 17 3447 1162 0.434 19 17 66 17 3317 1525 0.518 20 17 17 66 2893 860 0.454
第13頁

Claims (1)

  1. 馳8J9 補充 案號 90112426 U 年I月 修正 六、申請專利範圍 1 . 一種纖維組合物，包含： 5至6 0重量％棉纖維； 1 0至6 5重量％耐綸纖維，其長度為2 . 5至1 5厘米及線密 度為0 . 5至7分德士； 3 0至8 5重量％對-芳族聚醯胺纖維，其長度為2 . 5至1 5 厘米及線密度為0 . 5至7分德士； 其中重量％係以棉，耐綸及對-芳族聚醯胺纖維之總重 為準，而棉，耐綸及對-芳族聚醯胺纖維合併產生實質均 勻之混合物。 2. 如申請專利範圍第1項之組合物，其中對-芳族聚醯 胺係聚（對苯二醯對苯二胺）。 3. 如申請專利範圍第1項之組合物，其中耐綸係耐綸 6 6 ° 4. 如申請專利範圍第1項之組合物，其中棉係組合物之 1 0至4 0重量％，耐綸係組合物之1 0至4 0重量％及對-芳族聚 醯胺係組合物之50至80重量％。 5 . 一種皮/芯紗，包含： 具有總線密度為1 0 0至5 0 0 0分德士之纖維材料之芯 及 圍繞芯且包含以下之皮： 5至6 0重量％棉纖維； 1 0至6 5重量％耐綸纖維，其長度為2 . 5至1 5厘米及線 密度為0 . 5至7分德士； 3 0至8 5重量％對-芳族聚醯胺纖維，其長度為2 . 5至
    O:\71\71156-910905.ptc 第15頁 528819 修正 案號 90112426 々、申請專利範圍 1 5厘米及線密度為0 . 5至7分德士； 其中重量％係以棉，耐綸及對-芳族聚醯胺纖維之總重 為準，而棉，耐綸及對-芳族聚醯胺纖維合併產生實質均 勻之混合物。 6. 如申請專利範圍第5項之皮/芯紗，其中皮係呈捲繞 於芯周圍之紗之形式。 7. 如申請專利範圍第5項之皮/芯紗，其中皮係直接旋 紡於芯上之纖維之混合物。 8. 如申請專利範圍第5項之皮/芯紗，其中棉係組合物 之1 0至40重量％，耐綸係組合物之1 0至40重量％及對-芳族 聚醯胺係組合物之50至80重量％。 9. 如申請專利範圍第5項之皮/芯紗，其經針織或編織 成衣服。 10. 如申請專利範圍第9項之皮/芯紗，其中衣服係手 套，護裙或袖子。
    O:\71\71156-910905.ptc 第16頁
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