TWI304449B - Fire-retardant fabric with improved tear, cut, and abrasion resistance, and process for making the same - Google Patents

Fire-retardant fabric with improved tear, cut, and abrasion resistance, and process for making the same Download PDF

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TWI304449B
TWI304449B TW092114275A TW92114275A TWI304449B TW I304449 B TWI304449 B TW I304449B TW 092114275 A TW092114275 A TW 092114275A TW 92114275 A TW92114275 A TW 92114275A TW I304449 B TWI304449 B TW I304449B
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Description

1304449 玖、發明說明： 技術領域 本發明係關於用於保護性服裝之織物，尤其已知為消防 人員穿用服裝裝備之服裝，此等織物和服裝亦用於工人可 能暴露於需要防火和防燃保護的磨損和機械粗糙環境場合 的工業應用。這些服裝可提供防火、防燃和防熱保護，其 包括大衣、工作服、夾克及/或褲子。 先前技術 在美國消防人員一般穿用的大多數服裝裝備包括三層， 各層完成不同的功能。服裝裝備有一外皮層織物，該織物 通常由阻燃性芳醯胺纖維[如，聚（間伸苯基間苯二甲酿 胺）(MPD-I)或聚（對伸苯基對苯二甲醯胺）(ppD_T)]或此等纖 維與阻燃性纖維[如聚苯並咪唑（PBI)]之摻合物製成。與外 皮層織物相鄰的為一濕氣屏障層，且一般濕氣屏障層包括 在一紡織MPD-I/PPD-T基材上的Crosstech® pTFE薄膜之層 合物或包括在紡織聚酯/棉基材上的氯丁二缔橡膠之芦人 物。與濕氣屏障層相鄰的為一絕熱襯墊，該襯墊一般^括 阻熱纖維毛層。 外皮層起初始阻燃作用，而熱襯墊和濕氣屏障層保護不 受熱應力。 由於外皮層提供基本㈣’所以該外皮層理想耐久且能 夠經受磨損且在粗糙環境不被撕裂或切割。本發明提供2 等阻燃且具有改良抗撕裂、切劉及磨損品質之織物。' 有一些在先前技藝中描述的利用裸鋼線和線索之織物，
85525-960105.DOC 1304449 該織物主要作為裝甲織物。例如，WO第9727769號（伯格斯 (Bourgois)等人）揭示一種保護性纺織織物，其包括複數根 加撚在一起的鋼線索。w〇第2〇〇186〇46號（完那悉 (Vanassche)等人）揭示一種織物，其包括用於對保護性織物 提供抗切割或增強之鋼成分。鋼成分為單根鋼線、非加撚 鋼線束或加撚鋼纖維線索。英國專利第2324丨〇〇號（索爾 (Soar))揭示一種由加撚多股線纜製成的保護性材料，線纜 可缝合到一或多層Kevlar®，以形成單一材料。使用裸金屬 線主現處理需要和衣物審美（舒適和感覺）問題且不合乎需 要。 美國專利第4,470,251號（柏徹（Bettcher))揭示一種抗切割 紗線’此紗線藉由將多根合成纖維紗線（如，耐綸和芳醯胺） 在多股不銹鋼線和高強度合成纖維（如，芳醯胺）之芯周圍纏 繞製成’本發明同時揭示由纏繞紗線製成的安全服裝。 美國專利第5,119,5 12號（丹巴（Dunbar)等人）揭示由抗切割 紗線製成的保護性織物，該紗線包含兩根不同非金屬纖 維’至少一根為柔韌性且内在抗切割，而另一根在硬度標 度上具有高於3莫爾（Mohs)之硬度水平。 發明内容 本發明提出一種自紗線組分製成的用於保護性衣物之纺 織織物’其包括主體織物紗線組分、具有大於主體織物紗 線組分至少20%抗拉強度之合成抗撕裂紗線組分以及抗切 割紗線組分，抗切割紗線組分包括具有合成短纖維套和無 機芯之紗線，主體織物紗線組分、抗撕裂紗線組分以及抗
85525-960105.DOC 1304449 切割紗線組分均由至少一根紗線組成，1各紗線組分由交 織正交紗、線組分區別於相鄰紗線組 >。抗_裂紗線組分可 較佳包括結構化（膨松）(textured)或膨體連續長絲紗線。抗 撕裂紗線組分較佳由阻燃纖維製成的紗線製成，且較佳阻 燃纖維由聚（對-伸苯基對苯二甲醯胺）製成。除由阻燃纖維 製成的紗線外，抗撕裂紗線組分亦可包含以抗撕裂紗線組 分重量計多達20%之量之耐綸纖維。抗切割紗線組分中的 套/芯紗線之短纖維套包括由聚（對_伸苯基對苯二甲醯胺）製 成的短纖維，而無機芯包括金屬纖維。該抗切割紗線組分 紗線之短纖維套可包含抗切割短纖維，且除抗切割短纖維 外，亦可包含以該抗切割紗線組分紗線重量計多達2〇 %之 量之耐綸纖維。主體織物組分包括阻燃纖維之紗線，且除 阻燃纖維外，較佳包含以主體織物紗線重量計多達2〇 %之 量之耐紛纖維。 本發明一個具體實施例提出一種由正交經紗和緯紗組分 製成的用於保護性衣物之紡織織物，其包括主體織物紗線 組分、具有大於主體織物紗線組分至少2〇 %抗拉強度之合 成抗撕裂紗線組分以及抗切割紗線組分，抗切割紗線組分 包含具有合成纖維套和無機芯之紗線，主體織物紗線組 分、抗撕裂紗線組分以及抗切割紗線組分在織物中均由單 獨或合股（plied)經紗和緯紗組成，且其中每第五至第九正 X經妙和緯紗組分為抗撕裂紗線組分。抗切割紗線組分較 佳位於經紗和緯紗二者中的每個抗撕裂紗線組分之間。抗 撕裂紗線組分可包含結構化或膨體連續長絲紗線。
85525-960105.DOC 1304449 本發明另一具體實施例提出一種由正交紗線組分製成的 用於保護性衣物之紡織織物，其包括主體織物紗線組分、 具有大於王體織物紗線組分至少20%抗拉強度之合成抗撕 衣、V、、泉組刀以及抗切割紗線組分，抗切割紗線組分包括具 有合成纖維套和無機芯之紗線，主體織物紗線組分、抗撕 裂紗線組分以及抗切割紗線組分均由均由至少一根紗線組 成，且各紗線組分由交織正交紗線組分區別於相鄰紗線組 分，孩抗撕裂紗線組分係正交於抗切割紗線組分。抗撕裂 紗線組分可包含結構化或膨體連續長絲紗線。 本發明亦提出一種製造用於保護性衣物的由經紗和緯紗 組分製成之纺織織物之方法，其包括，自主體織物紗線組 分和抗切割紗線組分紡織織物，抗切割紗線組分包括具有 合成短纖維套和無機芯之紗線；並在每第五至第九經紗和 緯紗組分將具有大於主體織物紗線組分i少2G%抗拉 強度之合成抗撕裂紗線組分插入織物。 、在另-具體實施例中，本發明提出__種製造用於保護性 衣物的由正父紗線組成製成之纺織織物之方法，其包括， 自主體織物紗線組分纺織織物；在每第五至第九紗線組分 將一種抗撕裂紗線組分插人織物，以產生—平行列合成抗 ^裂紗線組分’各組分具有大於主體織物紗線組分至少20 %之抗拉強度；且正交於平行列抗撕裂紗線組分將一平行 列抗切割紗線組分插入該織物’各抗切割紗線組分包括具 有合成短纖維套和無機芯之紗線。 實施方式
85525-960105.DOC 13〇4449 、本發明《織物具有超過先前技藝織物的改良抗切割和改 =撕裂之組合，並較佳具有改良抗磨損性 織f物所料已t機器纺織，並可併入各種類型的保護；I 衣勿和服裝。此寺織物一般每平方碼(㈣重斗至。盎司 ΓΓ6)’並可為任何正交織物，然而，平織物和2x1斜故 織物為較佳織物。 本發明包括三種紗綿知八 、A , 紗線組八m、、〜r 織物紗線組分、抗撕裂 二 切割紗線組分。如本文中提到，紗線組分可 p根紗線m線或紗線之組合或合股紗線之組合。 ^ ’⑽織織物—個方向展現的各紗線組分由域 ;=區別於處於相同方向的相鄰紗線組分。例如，在 =:上::;緯紗組分交織，其中經紗組分行進於緯 分區別回样 界疋各緯紗組分並將其與相鄰緯紗組 第一細/ f ’相鄰經紗組分用緯紗改變交織方向，·即， 、，工、v組分行進於緯 於那根同-㈣n L相m组分行進 統平織物結構的這一交替交織作用遍及產生傳 組分界定各”、： 因此，緯紗組分亦自相鄰經紗 紗和緯紗电八丄。在斜紋織物中，即使有較少實際經 義。在-2χ:經紗和㈣㈣仍被認作為相同含 意味經紗组分在、、又織物中，那種織物的偏移交錯交織結構 物中直接鱼另以上緯紗組分上通過，且週期性在織 偏移或交錯二:=分相鄭。然而，即使它們在織物中 地由檢查識別Γ緯紗仍相互界定，且紗線組分可清楚 85525-960105.doc 1304449 織物的主要部分典型由主體織物紗線組分製成，且此等 、、、l #匕括含阻燃纖維之紗線。在本文中，"阻燃纖維,， 曰聚&物之l或長絲纖維，該聚合物含碳和氫二者且亦可 包含其他元素（如氧和氮）並具有25及以上的L〇l。 適合阻燃纖維包括聚（間伸苯基間苯二甲醯胺XMPDq)、 聚（對伸苯基對苯二甲醯胺）(PPD_T)、聚苯並咪唑（pBI)、聚 伸苯基苯並雙噁唑（PB0)及/或此等纖維之摻合物或混合物。 為改良抗磨損性，除阻燃纖維外，主體織物紗線組分可具有 多達20重量％之耐綸纖維，較佳小於1〇重量％。主體織物紗 線組分較佳為含60重量％之PPD-T纖維和40重量％ PBI纖維 之短紗線。主體織物紗線組分的較佳形式和尺寸為具有在 16/2至21 /2範圍棉支數之以上組合物之合股紗線。 織物之抗撕裂紗線組分用於對織物提供撕裂強度，且具 有比主體織物紗線組分抗拉強度大至少2 〇 %之抗拉強度。 抗撕裂紗線組分一般包含至少一根亦為阻燃性的連續多纖 絲紗線。適合阻燃纖維包括自芳醯胺[如，聚（對伸苯基對苯 二甲醯胺）（PPD-T)、聚（間伸苯基間苯二甲醯胺）(mpd-I)]及 其它高強度聚合物[如，聚伸苯基苯並雙嗔吐（PBO)]及/或此 等纖維之掺合物或混合物製造者。抗撕裂紗線組分較佳包 含1至3根紗線。如果將一根紗線用於抗撕裂紗線組分，則 那一根紗線必須具有比主體織物紗線組分之抗拉強度大至 少20%之抗拉強度；如果將三根紗線用於抗撕裂紗線組分， 則組合的三根紗線必須具有比主體織物紗線大至少20%或更 大之抗拉強度。如果將一根以上的紗線用作抗撕裂紗線組 85525-960105.DOC -11 - 1304449 分’則此等紗線可合股在一起或在不合股下使用。抗撕裂 紗線組分的總丹尼數（denier)在200丹尼至1500丹尼之範圍 内’且適用於抗撕裂紗線組分的紗線之丹尼數在2〇〇_1〇〇() 丹尼之範圍内。抗撕裂紗線組分亦可具有與阻燃紗線組合 或除阻燃紗線外的多達20重量％用於改良抗磨損性之耐論 纖維。 較佳將結構連續纖絲6〇〇丹尼ppd-T紗線用作本發明之抗 撕裂紗線組分。抗撕裂紗線組分所用的連續多纖絲紗線結 構化或膨脹亦佳，以使纖絲一起混合且在紗線中產生無規 纏結線環結構。完成這一步騾的一種技藝上已知之方法被 稱為噴氣結構’其中用加壓空氣或一些其他流體使纖絲束 重排並沿紗線長度產生線環和彎曲。在一典型方法中，將 要膨脹的多纖絲紗線以比自噴嘴移出更大的速率送入結構 賣嘴。加壓空氣衝擊纖絲束，產生線環並以無規方式使纖 絲纏結。按照本發明意圖，理想具有具5至3〇%等級可用範 圍之14至25 %之過量進料速率。使用具有此過量進料速率 之膨脹方法產生一種共混紗線，該紗線比送入結構噴嘴的 紗線具有每單體長度更高的重量或丹尼。頃發現，每單位 長度增加的重量應在3至25重量％之範圍内，較佳增加在1〇 至18重量％之範圍内。已發現，在製造本發明織物中最為 有用的膨體紗較佳在2〇〇至1〇〇〇丹尼之範圍内，更佳3〇〇至 6 0 0丹尼、、泉環和纏結產生具有一些與纺製短紗線相似表面 特徵之連績長絲紗線。 本發明織物之抗切劄紗線組分包含至少一根具有套/芯結
85525-960105.DOC -12 - 1304449 構 < 紗線，其中套包括合成纖維，而芯包括無機纖維。套 中的纖維由合成短纖維組成，因為它們產生更舒適性紗 線。套中的合成纖維較佳包括抗切割纖維，該纖維可包括 任何數目由聚（對伸苯基對苯二甲醯胺）(PPD_T)和其他高強 度聚合物（如，聚伸苯基苯並雙噁唑（PB0))及其混合物或摻 合物製成的纖維。較佳抗切割纖維亦為阻燃性，且較佳阻 燃和杬切割纖維為PPD-Τ纖維。套亦可包括一些其他材料之 纖維，以達到降低的抗切割性由於那種其他材料能夠容許 之程度。抗切割紗線組分亦可具有與抗切割纖維組合或除 抗切割纖維外的多達20重量％之用於改良抗磨損性之耐綸 纖維。 紗線之芯包含至少一根無機纖維。用於芯的無機纖維包 括玻璃纖維或由金屬或金屬合金製成的纖維。金屬纖維芯 可視需要或視具體情況需要為單根金屬纖維或數根金屬纖 維。較佳芯纖維為由不銹鋼製成的金屬纖維。金屬纖維指 自延性金屬製成的纖維或金屬線，如不銹鋼、銅、銘、青 銅及類似者。金屬纖維一般為連續金屬線，且為1〇至15〇微 米直徑，較佳為25至75微米直徑。 含短纖維之套可包裹或紡在金屬纖維芯周圍。如果包 袠’短纖維一般為鬆散固結的短纖維形式，或由已知方法 纺製，如環錠紡絲、包紡、噴氣紡絲、開口端紡絲及類似 方法；然後以足夠實質覆蓋芯之密度使其纏繞在金屬芯周 圍。如果纺製，短纖維套由任何適宜套/芯纺製方法直接形 成於金屬纖維芯上，如DREF紡絲或所謂木拉特（Murata)噴 85525-960105.DOC -13- 1304449 紡或另一種芯紡方法。套中存在的阻燃性ppD_ f微米直徑，並可具有2至膽米長度，較=至^ 米。-旦短纖維包裹或纺在芯周目，具有較佳金屬纖維芯 的此等套/芯紗線一般為丨至“重量％金屬，且總線性密度 為 100至 5000分特（dtex)。 圖2為可用於本發明之抗切割紗線組分的抗切割紗線7之 說明。紗線具有位於無機芯纖維8周圍的短纖維套9。該織 物之抗㈣紗線組分由合股紗線組合製成，雖然合股紗線 組合中的僅一根紗線需要具有套/芯結構。例如，如果抗切 ’y ’泉，且刀奴具有3根紗線，可使此3根紗線相互接近加撚 或合股形成合股紗線。然而，三根紗線的僅一根紗線需要 具有套/芯結構。同樣，例如，如果抗切割紗線組分欲具有 ^根紗線，可使此4根紗線配對，且然後相互接近加樵或合 版形成兩根合股紗線。然而，四根紗線的僅一根紗線需要 具有套/芯結構。合股紗線為集合在一起紗線，且僅少量加 撚正吊在每英寸5至10圈或撚度（twist)之範圍内。該低量 加撚k供固結化和平衡紗線，而不用其他紗線完全覆蓋或 包裹一根紗線。 泰柷切割紗線組分中的其餘紗線可幾乎具有任何結構，但 :要匕們王要由阻燃性材料組成，以保持服裝的阻燃性 :崔刀而。，此等剩餘紗線可由芳醯胺短纖維或連續芳 :::胺、截4 I成’並可包含其他纖維和材料。然而，必須認 属到，織物的阻燃性和/或抗切割性可能 料隆俏。、S A u ^ ^ -、吊，此等剩餘紗線可具有在200至2000分特範圍
85525-960105.DOC 1304449 之線密度，單獨纖絲或纖維具有〇.5至7分特之線密度，較 佳1.5至3分特。 又 抗切割紗線組分的較佳結構為由兩根套/芯紗線製成的合 股紗線中各紗線套為具有18⑼米切割長度的短纖維 PPD-T，芯為i.5密耳（mil)直徑不銹鋼。較佳紗線具有16/2 至21/2之棉支數大小（664_465丹尼卜除套中的阻燃性抗切 割纖維外，套/芯紗線亦可視需要具有以套纖維重量計多達 疋耐綸，且可多如2〇重量％，以提供改良的抗磨 損性。 圖1為由又織正交經紗組分分離的一些可能緯紗組分之說 月所7^由（例如）集合短紗線製成的主體紗線組分i由交織 、、二V、、、且刀6自此等物分離，如其它主體紗線組分1、抗撕裂 紗線組分3及抗切割紗線組分2。抗切割紗線組分2係作為由 兩根短套/無機芯抗切割紗線製成的合股紗線顯示，且在此 等、、y、、泉中顯不的無機芯不成比例，但為說明目的放大。各 種其他類型紗線組分亦顯示於圖丨中。例如，所示抗切割紗 、泉、、’且刀4係作為由兩根短套/芯抗切割紗線製成的合股紗線 與另一根可由兩根短纖維紗線製成的合股紗線之組合。圖 中亦顯示主體織物紗線組分5,該紗線組分由單根紗線和兩 根口版紗線(分別由兩根短紗線製成)之組合組成。在經向上 可存在相似類型紗線組分。 本發明《纟万織織物一般具有優勢主體織物紗線組分與僅 量抗撕衣v、、泉組分和抗切割組分，以允許織物在織物的 $ it t #揮其作用。由於大多數紡織織物—般具有正
85525-960I05.DOC -15- 1304449 緯紗組分’所以，較佳在經向和緯向兩個方向且 心兩：紗Γ分和抗切割紗線組分。另外需要以經向和 j向兩個万向遍及織物分佈抗撕裂紗線組分，以 衣鈔線組分給予的耐久性跨織物均勻。另几 2有用織物在抗撕裂紗線組分於織物中作為每第目:: =經紗和緯紗組分分佈時製造，較佳間隔具有每第： :二緯紗組分一抗撕裂紗線組分。如果由短纖維製造古 體織物紗線組分’理想膨脹或結構分佈於”和： 紗的抗撕裂紗線。 —和緯 亦需要抗切割紗線組分以織物的正交經向和緯向 口无刀刀#。為万便起見’抗切劉紗線組分可位於細 緯紗二者中的每個抗撕裂紗線組分之間。圖3為本發明二 物具體實施例之說明，且廣為顯示的經紗和緯紗组分出： 說明目的分離和簡化。抗撕裂紗線組分1〇顯示於經紗和緯 :-者中’且在織物中呈現為每個第八組分。主體織物吵 線組分11顯示於抗撕裂紗線組分之間的經紗和緯 :和:::::線組分12顯示於抗撕裂紗線組分之間:經 在本發明的另-具體實施例中，本發明之纺織織物包括 王體織物料組分、合成抗撕裂料組分及抗切割 分’其中抗撕裂紗線組分具有大於主體織物紗線組分：： 20%之抗拉強度’抗切割紗線組分包括具有合二 和無機芯之紗線，聽撕裂紗線組分係正交於抗灿 組分。抗撕裂紗線組分可包含結構化或膨體連續長=
85525-960105.DOC -16- 1304449 線14為此_織物之說明。抗撕裂紗線组分iq僅顯示於 經向中，且所有其他經紗均為主體織物紗線組分^。抗切 4、·：/..泉組刀12與更多主體織物紗線組分i i顯示於經向中。 製造本發明織物之方法包括’自主體織物紗線組分和抗 切割紗線組分纺織織物，抗切割紗線組分包括具有合成短 纖維套和無機芯之紗線；並在每第五至第九經紗和緯紗組 分將一種具有大於主體織物紗線組分至少20%強度之合成 抗撕裂紗線組分插入織物。 製造具有正交紗線組分的本發明紡織織物之方法之另_ 具體實施例包括，自主體織物紗線組分纺織織物；在每第 五至第九紗線組分將一種合成抗撕裂紗線組分插入織物， 在織物中產生一平行列合成抗撕裂紗線組分，各組分具有 大於主體織物紗線組分至少2〇%之抗拉強度；且正交於平 行列抗撕裂紗線組分將一平行列抗切割紗線組分插入該織 物，各抗切割紗線組分包括具有合成短纖維套和無機芯之 紗線。 本發明之織物用於且可併入保護性服裝，尤其已知為消 防人員穿用服裝裝備之服裝，此等服裝亦用於工人可能暴 路於需要防火和防燃保護的磨損和機械粗糖環境場合之工 業應用。這些服裝可包括需要防火、阻燃和防熱保護的大 衣、工作服、夾克、褲子、袖子、圍裙及其它類型衣物。 檢驗方法 熱保護性能試驗（TPP) 織物在熱和點燃方面的預測保護性能用，，熱保護性能檢驗 85525-960105.DOC -17- 1304449 ’’（Thermal Protective perf〇nnance Test) NFPA 2112檢測。將 火焰以規定熱通量引到以水平狀態固定的織物區域（一般84 千瓦/米2)。試驗用鋼彈量熱器在織物和熱源間無間隔下測 量自熱源通過樣品的傳遞熱能。試驗終點特徵為達到預測2 度皮膚燒傷所需的時間，試驗使用斯托爾&齊安特（j§t〇ii &
Chianta)開發的簡化模型（"Transaction New York Academy Science’’，1971，33 p 649)。在此試驗中賦予樣品的值被稱 為TPP值，該值為達到終點所需的總熱能或到預測燒傷所需 的直接熱源暴露時間乘以入射熱通量。較高Tpp值代表較佳 絕熱性能。製備的三層試驗樣品由外皮層織物（本發明）、濕 氣屏障層及熱襯墊組成。濕氣屏障層為附著到2·7盎司/碼2 (92克/米^Nomex^Kevlar®纖維基材的Crosstech⑧薄膜，熱 襯塾由縫到3.2盎司/碼2(1〇8克/米2)Nomex®短纖維絲網的三 片經纺紮（spunlaced)1.5盎司/碼2(51克/米2)片組成。 抗磨損琴腌 抗磨損性用ASTM方法第D3884-80號以H-18輪500克負荷 對太伯抗磨損（Taber abrasion resistance)進行測定（自
Teledyne Taber, 455 Bryant St., North Tonawanda, N.Y. 14 120)。太伯抗磨損係作為到破壞的週期數報告。 抗切割 抗切割性用ASTM標準第F 1790-97號”檢測保護性衣物所 用材料抗切割性之標準檢驗方法”檢測。在試驗進行中，在 規疋力下將切割刀口跨安裝於心軸上的樣品劃一次。在數 個不同力報告自初始接觸劃到切穿的距離，標繪圖由力作 -18- 85525-9601〇5.D〇q 1304449 為達到切穿距離之函數構成。自標㈣確定在Μ毫米距離 2穿的力’並將此力標準化，以確認刀片供料的—致性。 標準化力作為抗切割力報告。切割刀口為具有7〇毫米長鋒 利刀口的不仙刀彳。刀片供料由在試驗開始和結束於氯 丁二埽橡膠校準材料上使用_克負荷校準。用新切割刀口 進行各切料驗。樣品為以自經向和緯向45。偏斜切刻成％ X 100毫米之長方形織物片。心轴為具有38毫米半徑的圓形 導電棒’且樣品用雙面帶安裝到其上。切割刀口跨心軸上 的織物與心軸縱軸呈直角劃過。在切割刀口與心軸產生電 接觸時記錄切穿。 ILiL強唐詖腌 撕裂強度檢測以ASTM第D5587-96號為基礎。該檢驗方 法用一種記錄擴展類型恒定速率（CRE)拉伸試驗機由梯形步 驟完成纺織織物的撕裂強度檢測。如此檢驗方法中檢測， 撕裂強度需要在試驗前使撕裂初始化。為開始撕裂，將樣 品在梯形的最小底之中心切開。將標為梯形的不平行邊夾 在拉伸試驗機的平行顎中。鄂分離連續增加，以跨樣品加 力擴展破口。同時記錄顯現的力。用自記圖表記錄儀或微 處理器數據收集系統計算繼續撕裂的力。對梯形撕裂強度 提供兩個計算：單峰力和五個最高峰力平均值。本專利實 例使用單峰力。 抓強度試驗 抓強度檢測係測定織物或其他片材料的破裂強度和伸 長，該檢測係以ASTM第D5034號為基礎。將一 ι〇〇毫米（4〇 85525-960105.DOC -19- 1304449 英寸）寬樣品居中固定在㈣試驗機的夾中，並且施加力， 直到樣品破裂。試驗樣品的破裂力和伸長數值自試驗機刻 度或與試驗機連接的電腦獲得。 實例 實例1 如下製備本發明的高度抗切割和耐用織物。自合股助S 短紗線製造主體織物紗線組分。各短紗線包括，50重量％ PPD-T(Kevlar⑧）纖維’作為i⑽、48毫米（1 89英寸）短纖 維自E.L杜邦.耐默斯公司（E.1· & Pont de Nemours & Co Inc〇購得；40重量％PBI纖維，作為15_、5i毫米（2英寸j 短纖維；及10重量％耐綸短纖維，作為T2〇〇、iidpf和38毫 米（1.5英寸）短纖維自Ε·；[.杜邦.耐默斯公司講得。紗線經習 知棉系統處理藉由將短纖維混紡成紗線製造。 一種抗切割紗線組分自套芯紗線製造，在此，在各紗線 中套為如上所列50% /40% /1〇%相同纖維重量摻合比的 PPD-T/削耐綸短纖維掺合物，而芯為單根15密耳不餘鋼 、、泉PPD-T、ΡΒΙ和耐紛纖維通過用於處理短環纺紗線之標 準梳理機送入，以製造梳理條，梳理條用兩次拉伸（破碎機/ 整理機拉伸）處理成拉伸條，並於粗紗架上處理，以產生一 亨克（hank)粗紗。然後將粗紗送入具有鋼線之紡紗架，以形 成套/芯紗線結構。套-芯股由環紡兩根粗紗且恰在加撚之間 插鋼芯產生。粗紗約為5900分特（1亨克支數）。在此實例 中，鋼芯居中位於恰在最後牵伸輥前的兩個拉伸粗紗端之 間。用一3.5加撚倍增器對各項目產生16/1董米股。然後使 85525-960105.DOC -20 - 1304449 16/m米單股合股成16缝米’以形成穩定紗線及用於進一 步纺織的抗切割紗線組分。抗撕裂紗線組分由_丹尼 齡-I(N〇mex⑧纖維，自壯杜邦·耐默斯公司講得）結構化 多纖絲紗線組成。2X1斜紋織物用此等紗線組分製造。經 紗組分用含鋼芯PPD_T/削耐紛紗線之抗切㈣線組分製 造。緯紗組分為PPD-T/PBI/耐綸紗、缘，然而，緯紗中的每 第8根紗線組分用為兩根議丹尼ΜρΐΜ結構化長絲紗線的抗 撕裂紗雄組分代替。當檢驗時，該織物顯示沒有抗切割性 或抗撕裂紗線組分織物4倍的抗切割性和2倍抗磨損性。緯 向中的撕裂強度由於MPD-I結構纖絲而加倍。 實例2 在織物結構方面本實例與實例1相同，但用兩根6〇〇丹尼 PPD_T長絲紗線代替抗撕裂紗線組分中的兩根mpd^結構化 長絲紗線。這產生一種更高抗撕裂織物。試驗資料顯示， 撕裂強度比無抗撕裂組分的產物高3倍。 實例3 製造一種具有7X2抗撕裂平坦紡織結構之織物，以說明 本發明之織物。製造一種合股鋼增強ppD_T/耐綸紗線用於 抗切割紗線組分（CRYC)，該紗線具有16/2s之總棉支數和9〇 重量％ PPD-T及10重量％耐綸之套以及丨·5密耳（mil)不銹鋼 線芯。此等紗線的兩根成為用於此織物的抗切割紗線組 分。抗撕裂紗線組分（RYC)為用兩根結構化6〇〇丹尼 連續長絲紗線製成的組合紗線。具有16/2總棉支數的主體 織物紗線由兩根PPD-T/PBI混紡短紗線合股製造，ppD_T為 85525-960105.DOC -21 - 1304449 混紡物的60重量％，餘者為PBI。此等合股主體織物紗線的 兩根成為主體織物紗線組分（BFYC)。 由按以下次序在經紗和緯紗組分中編織構造7 X 2抗撕裂 織物，7指各抗撕裂紗線組分間之紗線組分數，2指抗撕裂 紗線組分中的紗線組分數：RYC/CRYC/BFYC/BFYC/CRYC/BFYC/ BFYC/CRYC/RYC。 所得織物具有優良抗切割和抗磨損性及高撕裂強度。在 265 °C熱處理5分鐘由於耐綸收縮和鎖定高模數PPD-T纖維進 一步改良抗磨損性。由於較鬆散織物結構，所有3個實例亦 41 在相同基重具有較高TPP。 表1 標 準 Kevlar^/PBI 實例1 實例2 實例3 Kevlai^/PBI 摻 合物，具有抗 撕裂組分中的 雙端 Kevlai^/PBI/耐 綸2/1斜紋織 物，在緯紗中 具有抗撕裂的 Nomex® Kevlar⑧/PBI/耐 綸2/1斜紋織 物，在緯紗中 具有抗撕裂的 Kevlar® Kevlai^/PBI 摻 合物，在經紗 和緯紗每兩端 中具有抗撕裂 的Kevlar®結構 化紗線及4 Kevlar®/耐綸鋼 紗 檢驗類型 基重(克/米2) 257.6 267.8 257.6 257.6 厚度(毫米） 0.66 0.97 1.04 1.19 捕獲撕裂 (經X緯千克） 13.1X12.3 16.3X29.5 16.8X48.1 34.1X37.7 抓強度 (經X緯千克） 119.4X105.3 117.6X92.2 107.6X111.2 102.2X132.1 磨損(周數） 184 315 311 128 抗切割(克） 469 1607 1665 1055 85525-960105.DOC -22- 1304449 TPP(卡/釐米Λ2) 42 48 49 42.4 圖式簡單說明 圖1為本發明織物中處於由交織正交經紗組分分離的緯向 之一些可能紗線組分之說明。 圖2為具有短纖維套/和無機芯結構之抗切割紗線之說 明。 圖3為本發明一織物具體實施例之說明。 圖4為本發明另一織物具體實施例之說明。 圖式代表符號說明 1 主體紗線組分 2 抗切割紗線組分 3 抗撕裂紗線組分 4 抗切割紗線組分 5 主體織物紗線組分 6 交織的經紗組分 7 抗切割紗線 8 無機芯纖維 9 短纖維套 10 抗撕裂紗線組分 11 主體織物紗線組分 12 抗切割紗線組分 85525-960105.DOC -23 -

Claims (1)

130414¾1^4275號專利申請案 ψ支今鶴專利範圍替換本(97年7月) 之紡織織物，其 拾、申請專利範圍 一種自紗線組分 包括： a) 一種主體織物紗線組分， b) -種合成抗撕裂紗線組分，其具有大於主體織物 紗線組分至少20%之抗拉強度；及 c) 一種抗切割紗魄細& # ^ , 乂深、、且刀’其包括具有合成短纖維套 和無機芯之紗線，
該主體織物紗線組分、抗撕裂紗線組分以及抗切割紗 線組分均由至少-根紗線組成，且各紗線組分由交織正 交紗線組分區別於相鄰紗線組分。 2.根據中請專利範圍第！項之紡織織物，纟中該抗撕裂紗 線組分包括一結構化或膨體連續長絲紗線。 3·根據申請專利範圍第丨項之紡織織物，其中該抗撕裂紗 線組分係甩一種包含聚（對-伸苯基對苯二甲醯胺）纖維之 紗線製成。 4·根據申請專利範圍第！項之紡織織物，其中該抗撕裂紗 · 線組分包括一種由阻燃纖維製成的紗線。 5·根據申請專利範圍第4項之紡織織物，其中除自阻燃纖 維製成的紗線外，該抗撕裂紗線組分尚包括以抗撕裂紗 線組分重量計多達20重量％之量之耐綸纖維。 6·根據申請專利範圍第1項之紡織織物，其中該抗切割紗 線組分之短纖維套包括由聚（對-伸苯基對苯二甲醯胺）纖 維製成的短纖維，而該無機芯包括金屬纖維。 85525-970725.DOC 1304449 •根據中請專利範圍第1項之紡織織物，纟中該抗切割紗 線組分之短纖維套包括抗切割短纖維。 8·根據中請專利範圍第7項之纺織織物，纟中除抗切割短 纖維外，該抗切割紗線組分紗線尚包括以抗切割紗線組 分紗線重量計多達20重量％之量之耐綸纖維。 9·根據申請專利範圍第1項之紡織織物，其中該主體織物 組分包括阻燃纖維之紗線。 ίο.根據申請專利範圍第9項之紡織織物，其中除阻燃纖維 夕曰卜’該主體織物紗線組分紗線尚包括以主體織物紗線重 里计多達20重量％之量之耐綸纖維。 u. 一種製造用於保護性衣物的由經紗和緯紗組分製成之紡 織織物之方法，其包括： a) 自主體織物紗線組分和抗切割紗線組分纺織織物， 抗切割紗、線組分包括具有合成短纖維套和無機芯之紗 線，及 b) 在母第五至第九經紗和緯紗組分將一種具有大於主 體織物紗線組分至少2G%抗拉強度之合成抗撕裂紗線組 分插入織物。 12· -種製造用於保護性衣物的由正交紗線組分製成之紡織 織物之方法，其包括： a) 自主體織物紗線組分紡織織物， b) 在每第五至第九紗線組分將—種合成抗撕裂紗線組 刀插入織物’以產生—平彳了列抗撕裂紗線組分，各組分 具有大於主體織物紗線組分至少2〇%之抗拉強度及 85525-970725.DOC -2 - 1304449 C)正交於平行列抗撕裂紗線組分將一平行列抗切割紗 線組分插入該織物，各抗切割紗線組分包括具有合成短 纖維套和無機芯之紗線。 85525-970725.DOC 1304449 柒、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（3 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 10 抗撕裂紗線組分 11 主體織物紗線組分 12 抗切割紗線組分 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式： 85525-960105.DOC
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