具有增加的强度的阻燃织物
1.相关申请的交叉引用本技术要求2019年12月19日提交的美国临时申请号62/950,193的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
2.本发明的实施方案涉及由多根纺成的主体纱线和防破裂体形成的阻燃织物，所述防破裂体以所述织物的经向或纬向中的至少一个方向在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸。在一些实施方案中，所述防破裂体包含至少两根相对坚韧的纱线，并且所述相对坚韧的纱线包含芯和皮。
背景技术：
3.防护服被设计成保护穿戴者免受穿戴者可能遇到的危险环境条件的影响。这样的服装包括设计成由消防员和其它营救人员、工业和电力工人以及军事人员穿着的那些服装。
4.已经开发了高韧性阻燃织物用于军事和其它应用。这样的织物的实例公开于美国专利号re42,309中，其全部内容通过引用并入本文。目前市场上的一种特定织物(以商品名defender
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m ripstop出售)是由具有阻燃人造丝、对芳族聚酰胺和尼龙纤维的共混物(具体地，65%阻燃人造丝/25%对芳族聚酰胺/10%尼龙)的纺成的主体纱线形成的平纹织物。在用于军事应用的织物设计中特别关注的是由拉伸(即断裂)强度和撕裂强度定义的织物耐久性。已经将防破裂体纱线结合到这些织造织物中以增强这样的织物的强度。例如，defender
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m ripstop织物包含由两根主体纱线形成的防破裂体。更具体地说，两根主体纱线以特定的间隔以经向和纬向两者被织成一根。这样，织物完全由相同的纱线形成，但是以赋予织物强度的方式构造。
5.然而，织物中高浓度的人造丝纤维会对织物的强度产生不利影响。更具体地说，人造丝纤维在暴露于水和湿气时会变弱。因此，在这样的暴露之后，起到防破裂功能的主体纱线不太能够赋予织物强度。因此，需要在暴露于水和湿气后能够更好地保持其强度性质同时保持阻燃性和成本效益的织物。
技术实现要素：
6.在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)”旨在广泛地指本专利和所附专利权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文所述的主题或限制所附专利权利要求的含义或范围。本专利所覆盖的本发明的实施方案由所附权利要求书而非本发明内容来限定。本发明内容是本发明的各方面的高级概览，并介绍将在以下具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在鉴定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。应该通过参考本专利的整个说明
description: cloth, flame resistant, 2016, 通过引用并入本文)和mil-prf-32635: cloth, flame resistant (2019, 通过引用并入本文)阻燃的，这两者都要求织物通过许多不同的性能测试，包括符合当根据astm d6413-用于纺织品的阻燃性的标准测试方法(竖直测试) (2015版，其全部内容通过引用并入本文)阐述的测试方法测量时具有4英寸(或更小)炭化长度和2秒(或更小)余焰的热防护要求。
13.为了测试炭化长度和余焰，将织物试样竖直悬挂在火焰上12秒。织物必须在2秒内自熄(即，它必须具有2秒或更短的余焰)。在织物自熄之后，将规定量的重量附着于织物，并且提升织物，使得重量从织物悬挂。织物通常沿织物的炭化部分撕裂。当以织物的纵向/经向和横向/纬向两者进行测试时，撕裂长度(即炭化长度)必须是4英寸或更小。通常在清洗之前(并因此当织物仍含有来自整理过程的残留的且通常可燃的化学品时)和在一定次数的洗涤之后测试织物样品的柔顺性。
14.主体纱线包含由一种或多种阻燃材料构成的短纤纱。在一些实施方案中，主体纱线由固有fr短纤维或已经处理为阻燃的短纤维形成。可用于形成本发明的主体纱线的示例性fr和非fr材料包括但不限于芳族聚酰胺(包括对芳族聚酰胺和间芳族聚酰胺)；聚苯并咪唑(“pbi”)；聚苯并噁唑(“pbo”)；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”)；超高分子量(“uhmw”)聚乙烯；uhmw聚丙烯；聚乙烯醇；聚丙烯腈；液晶聚合物；玻璃；尼龙；碳；丝；聚酰胺；聚酯；和天然和合成纤维素(例如棉、人造丝、乙酸酯、三乙酸酯和莱赛尔纤维，以及它们的阻燃对应物fr棉、fr人造丝、fr乙酸酯、fr三乙酸酯和fr莱赛尔)、tanlon
™
纤维(可从上海特安纶纤维有限公司获得)、羊毛、三聚氰胺(例如basofil
™
，可从basofil fibers获得)、聚醚酰亚胺、聚醚砜、预氧化的丙烯酸、聚酰胺-酰亚胺纤维例如kermel
™
、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺纤维、聚氯乙烯醇纤维(polychlal)、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯，和它们的任何组合或共混物。
[0015]
对芳族聚酰胺材料的实例包括kevlar
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(可从dupont获得)、technora
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(可从teijin twaron bv of arnheim, netherlands获得)和twaron (也可从teijin twaron bv获得)。间芳族聚酰胺材料的实例包括nomex
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(可从dupont获得)、conex
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(可从teijin获得)和kermel (可从kermel获得)。合适的改性聚丙烯腈材料的实例是protex
™
，可从kaneka corporation of osaka, japan获得。pipd材料的实例包括m5 (dupont)。uhmw聚乙烯材料的实例包括聚合物材料，为vectrawm (可从kuraray获得)。合适的人造丝纤维材料的实例是lenzing的viscose
™
和modal
™
，可从lenzing fibers corporation获得。fr人造丝纤维材料的一个实例是lenzing fr
™
，也可从lenzing fibers corporation获得。莱赛尔材料的实例包括tencel g 100
™
和tencel aloo
™
，均可从lenzing fibers corporation获得。
[0016]
在一些实施方案中，主体纱线是至少人造丝、芳族聚酰胺和尼龙纤维的共混物，例如50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维(例如，对芳族聚酰胺纤维)和5-20%尼龙纤维。在一些实施方案中，主体纱线具有与defender
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m ripstop织物中的主体纱线相同的共混物(具体地，65% fr人造丝/25%对芳族聚酰胺/10%尼龙)。在其它实施方案中，主体纱线具有70% fr人造丝、20%对芳族聚酰胺和10%尼龙的共混物。其它纤维可以包含在主体纱线中。主体纱线的每一端可以由单根主体纱线形成，或者可以将多根主体纱线合股或以其
它方式组合以形成端部。
[0017]
除了主体纱线之外，在织物内的离散的防破裂体位置中提供相对坚韧的纱线。如本领域所知，“韧性”是与材料(在这种情况下为纱线)的抗断裂能力有关的性质。术语“相对坚韧的”在本文中用于描述具有比织物的其余纱线(即，主体纱线)更高韧性的纱线。
[0018]
相对坚韧的纱线可以是任何类型的纱线，包括但不限于短纤纱、长丝纱、牵切丝(stretch broken yarn)和包芯纱。在一些实施方案中，相对坚韧的纱线不含长丝纱。可用于相对坚韧的纱线中的材料包括但不限于与上述用于主体纱线中的纤维相同的纤维。相对坚韧的纱线可以包括fr/非fr材料的任何组合，只要整个织物是阻燃的和/或满足用于阻燃织物的适用或期望的标准(例如，gl-pd-07-12, rev. 9)。相对坚韧的纱线的每一端可以由单根纱线形成，或者多根纱线可以组合、耦合或覆盖(即合股、合股捻、缠绕、皮-芯、包绕等)以形成端部。
[0019]
在一些实施方案中，相对坚韧的纱线包含芳族聚酰胺(例如，对芳族聚酰胺)含量以赋予织物必要的强度。例如，在一个实施方案中，相对坚韧的纱线包含100%芳族聚酰胺(例如，对芳族聚酰胺)短纤纱。虽然100%芳族聚酰胺短纤纱可以单独形成相对坚韧的纱线，在其它实施方案中，它与另一纱线合股以形成相对坚韧的纱线。例如，在一个实施方案中，将100%芳族聚酰胺短纤纱与主体纱线合股以形成相对手感的纱线。
[0020]
在再另一个实施方案中，相对坚韧的纱线是具有阻燃短纤维(例如以上公开的那些)的共混物的短纤纱。在更具体的实施方案中，相对坚韧的纱线是由芳族聚酰胺和fr人造丝纤维的共混物(例如50/50共混物)形成的短纤纱。
[0021]
在再另一个实施方案中，相对坚韧的纱线是包芯纱，其具有芯纱，多根单独的短纤维围绕该芯纱纺成，以形成围绕芯纱的纤维皮。例如，短纤维可以使用德雷夫纺纱程序或喷气纺纱工艺围绕芯纱纺成。芯纱和短纤维可以是上文鉴定的各种材料中的一种或多种。在一个实施方案中，芯纱是100%芳族聚酰胺(例如，对芳族聚酰胺)短纤纱。纤维皮可以由与主体纱线相同的纤维共混物形成。在另一个实施方案中，纤维皮由不同的纤维共混物形成，例如fr人造丝和尼龙的共混物(例如90/10共混物)。
[0022]
本文所述的阻燃织物可以包括任何组合或取向的主体纱线和相对坚韧的纱线。例如，在本发明的一些实例中，织物可以是包括经向和纬向的织造织物。主体纱线通常以经向和纬向两者提供。然而，相对坚韧的纱线可以仅以经向包含，仅以纬向包含，或者以经向和纬向两者包含，以便在织物内形成网格图案。可以使用任何期望的编织(例如，平纹、斜纹)或针织(例如，单面、双面、平纹、双罗纹)图案。
[0023]
相对坚韧的纱线可以相对于主体纱线以任何期望的比率位于织物中。在织物内用于防破裂体的相对坚韧的纱线的数量以及防破裂体的频率可以取决于织物的期望强度性质，并且可以在织物的经向和/或纬向内和/或之间相同或不同。在每个防破裂体中可以使用大于一根的任何数量的相对坚韧的纱线，并且在每个防破裂体内的相对坚韧的纱线的数量在整个织物中不必相同。仅作为示例，两根相对坚韧的纱线、三根相对坚韧的纱线、四根相对坚韧的纱线等可以用于防破裂体。可以以经向和纬向中的任一方向或两个方向为每40根主体纱线、35根主体纱线、30根主体纱线、25根主体纱线、20根主体纱线、15根主体纱线、10根主体纱线、5根主体纱线、4根主体纱线、3根主体纱线、2根主体纱线和1根主体纱线提供防破裂体。提供防破裂体的频率可以(1)在织物的一个方向内和/或(2)在织物的不同方向
上相同或不同。在一些实施方案中，至少两根相对坚韧的纱线但少于4根相对坚韧的纱线形成防破裂体，并且在相邻的防破裂体之间以织物的一个或两个方向提供5-30根之间的主体纱线，包括端值；5-25根之间的主体纱线，包括端值；5-20根之间的主体纱线，包括端值；5-15根之间的主体纱线，包括端值；5-10根之间的主体纱线，包括端值；10-30根之间的主体纱线，包括端值；10-25根之间的主体纱线，包括端值；10-20根之间的主体纱线，包括端值；和10-15根之间的主体纱线，包括端值。
[0024]
在一些实施方案中，本文公开的织物具有2-12盎司/平方码(“osy”)，包括端值；3-10 osy，包括端值；3-9 osy，包括端值；3-8.5 osy，包括端值；4-8 osy，包括端值；4-7.5 osy，包括端值；4-7 osy，包括端值；5-7 osy，包括端值；5.5-7 osy，包括端值；或6-7 osy，包括端值之间的重量。在一些实施方案中，织物重量为6-7 osy，包括端值，和/或小于或等于7 osy和/或小于或等于6.5 osy。
[0025]
本发明的具体的非限制性实施方案如下：本发明的织物1 (“if1”)：6.5 osy织造织物，其由以下形成：(1)具有70% fr人造丝/20%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维共混物的纺成的主体纱线，和(2)为包芯纱的相对坚韧的纱线，其具有单一30棉纱支数(英制) 100%对芳族聚酰胺纺成的芯纱和70% fr人造丝/20%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维皮。以经向和纬向两者提供主体纱线和相对坚韧的纱线，在经向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为19:2，而在纬向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为10:2，这意味着两根相对坚韧的纱线的防破裂体在重复图案中跨经向跟随19根主体纱线，而两根相对坚韧的纱线的防破裂体在重复图案中跨纬向跟随10根主体纱线。经向和纬向密度分别为69经纱/英寸和59纬纱/英寸。
[0026]
本发明的织物2 (“if2”)：6.5 osy织造织物，其由以下形成：(1)具有70% fr人造丝/20%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维共混物的纺成的主体纱线，和(2)为芯纱的相对坚韧的纱线，其具有单一30棉纱支数(英制) 100%对芳族聚酰胺纺成的包芯纱和90% fr人造丝/10%尼龙的纤维皮。以经向和纬向两者提供主体纱线和相对坚韧的纱线，在经向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为19:2，而在纬向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为10:2 (如上关于本发明的织物1所述)。经向和纬向密度分别为69经纱/英寸和59纬纱/英寸。
[0027]
本发明的织物3 (“if3”)：6.5 osy织造织物，其由以下形成：(1)具有65% fr人造丝/25%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维共混物的纺成的主体纱线，和(2)为芯纱的相对坚韧的纱线，其具有单一30棉纱支数(英制) 100%对芳族聚酰胺纺成的包芯纱和65% fr人造丝/25%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维皮。仅以经向提供主体纱线。以纬向提供主体纱线和相对坚韧的纱线两者，在纬向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为10:2，这意味着两根相对坚韧的纱线的防破裂体在重复图案中跨纬向跟随10根主体纱线。经向和纬向密度分别为69经纱/英寸和59纬纱/英寸。
[0028]
依照gl-pd-07-12, rev. 9，测试本发明的织物1-3的拉伸和撕裂强度，并与上述defender
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m ripstop织物相比较。拉伸强度是在负荷下使织物断裂所需的力，并且根据astm d5034-09: 用于纺织品织物的断裂强度和伸长率的标准测试方法(grab测试) (2013版, 通过引用并入本文)来测量。根据该方法，将试样居中地安装在拉伸机的夹具中，并且施加力直到试样断裂。从机器刻度、刻度盘、自动记录图表或与测试机连接的计算机获得测试试样的断裂力和伸长率的值。结果以磅力(lbf)报告。
[0029]
撕裂强度是撕裂开始后在织物中传播撕裂所需的力的量的量度。织物的撕裂强度根据astm d1424-09 (通过落锤(elmendorf型)装置对织物的撕裂强度的标准测试方法(2013版), 通过引用并入本文)测量，并且结果以磅力(lbf)报告。
[0030]
根据astm d1424-09，在规定尺寸的织物样品中切割规定尺寸的狭缝。夹具在狭缝的每一侧上定位在织物样品上以支撑织物样品。释放一个称重的摆锤并向下摇摆以对织物样品施加力。测量传播织物中存在的撕裂所需的力的量，并且该力的量表示织物的撕裂强度。
[0031]
测试结果反映在表1中。
[0032]
表1*这些要求对于mil-prf-32635是相同的。
[0033]
如表1证明的，本发明的织物1-3的拉伸和撕裂强度都符合gl-pd-07-12, rev. 9的iii型要求，并且当湿和干两者时均超过defender
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m ripstop对照织物的拉伸和撕裂强度。
[0034]
本文公开的织物的实施方案可以本身或与其它织物组合用于构造各种防护服，并且不限于用于军事应用。
实施例
[0035]
下面提供示例性实施例的集合，包括至少一些明确地列举为“实施例”，其提供根
据本文所述的概念的各种实例类型的另外的描述。这些实例不意味着相互排斥、穷举或限制；并且本发明不限于这些示例性实例，而是包括在所发布的权利要求及其等同物的范围内的所有可能的修改和变化。
[0036]
实施例1. 具有经向和纬向的阻燃织物，所述织物包含多根纺成的主体纱线，所述纺成的主体纱线各自由主体纱线纤维共混物形成并且以所述织物的经向和纬向两者提供，和多个防破裂体，所述防破裂体以所述织物的经向或纬向中的至少一个方向在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸，其中每个防破裂体包含至少两根相对坚韧的纱线，并且其中每根相对坚韧的纱线包含芯和皮，其中所述芯包含100%芳族聚酰胺短纤纱，并且所述皮包含皮纤维共混物。
[0037]
实施例2. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述芯包含100%对芳族聚酰胺短纤纱。
[0038]
实施例3. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述皮纤维共混物包含fr人造丝纤维、芳族聚酰胺纤维和尼龙纤维。
[0039]
实施例4. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述皮纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维。
[0040]
实施例5. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述芳族聚酰胺纤维是对芳族聚酰胺纤维。
[0041]
实施例6. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物是相同的。
[0042]
实施例7. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物各自包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维。
[0043]
实施例8. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物是相同的。
[0044]
实施例9. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中5-25根纺成的主体纱线以经向或纬向中的至少一个方向插入相邻的防破裂体之间。
[0045]
实施例10. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中10-20根主体纱线以经向或纬向中的至少一个方向插入相邻的防破裂体之间。
[0046]
实施例11. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述多个防破裂体以所述织物的经向和纬向两者在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸。
[0047]
实施例12. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述织物包含5-7盎司/平方码之间的重量，包括端值。
[0048]
实施例13. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述阻燃织物不含长丝纱。
[0049]
实施例14. 具有经向和纬向的阻燃织物，所述织物包含多根纺成的主体纱线，所述纺成的主体纱线各自由主体纱线纤维共混物形成并且以所述织物的经向和纬向两者提供，其中所述主体纱线纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维，和多个防破裂体，所述防破裂体以所述织物的经向或纬向中的至少一个方向在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸，其中每个防破裂体包含至少两根相对坚韧的纱
线，并且其中每根相对坚韧的纱线包含芯和皮，其中所述芯包含100%芳族聚酰胺短纤纱，并且所述皮包含皮纤维共混物，所述皮纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维，并且其中5-25根主体纱线以经向或纬向中的至少一个方向插入相邻的防破裂体之间。
[0050]
实施例15. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述芯包含100%对芳族聚酰胺短纤纱。
[0051]
实施例16. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物中的所述15-40%芳族聚酰胺纤维包含15-40%对芳族聚酰胺纤维。
[0052]
实施例17. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物是相同的。
[0053]
实施例18. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述多个防破裂体以所述织物的经向和纬向两者在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸。
[0054]
实施例19. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述织物包含5-7盎司/平方码之间的重量，包括端值。
[0055]
实施例20. 具有经向和纬向的阻燃织物，所述织物包含多根纺成的主体纱线，所述纺成的主体纱线各自由主体纱线纤维共混物形成并且以所述织物的经向和纬向两者提供，其中所述主体纱线纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%对芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维，和多个防破裂体，所述防破裂体以所述织物的经向和纬向两者在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸，其中至少一些所述多个防破裂体由两根相对坚韧的纱线组成，并且其中每根相对坚韧的纱线包含芯和皮，其中所述芯包含100%对芳族聚酰胺短纤纱，并且所述皮包含皮纤维共混物，所述皮纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%对芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物是基本上相同的，其中10-20根主体纱线以所述织物的经向和纬向插入相邻的防破裂体之间，并且其中所述织物包含5-7盎司/平方码之间的重量，包括端值。
[0056]
上述组件的不同布置以及未显示或描述的组件和步骤是可能的。类似地，一些特征和子组合是有用的，并且可以在不参考其它特征和子组合的情况下采用。已经出于说明性而非限制性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述的实施方案，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种实施方案和修改。
1.相关申请的交叉引用本技术要求2019年12月19日提交的美国临时申请号62/950,193的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
2.本发明的实施方案涉及由多根纺成的主体纱线和防破裂体形成的阻燃织物，所述防破裂体以所述织物的经向或纬向中的至少一个方向在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸。在一些实施方案中，所述防破裂体包含至少两根相对坚韧的纱线，并且所述相对坚韧的纱线包含芯和皮。
背景技术：
3.防护服被设计成保护穿戴者免受穿戴者可能遇到的危险环境条件的影响。这样的服装包括设计成由消防员和其它营救人员、工业和电力工人以及军事人员穿着的那些服装。
4.已经开发了高韧性阻燃织物用于军事和其它应用。这样的织物的实例公开于美国专利号re42,309中，其全部内容通过引用并入本文。目前市场上的一种特定织物(以商品名defender
®ꢀ
m ripstop出售)是由具有阻燃人造丝、对芳族聚酰胺和尼龙纤维的共混物(具体地，65%阻燃人造丝/25%对芳族聚酰胺/10%尼龙)的纺成的主体纱线形成的平纹织物。在用于军事应用的织物设计中特别关注的是由拉伸(即断裂)强度和撕裂强度定义的织物耐久性。已经将防破裂体纱线结合到这些织造织物中以增强这样的织物的强度。例如，defender
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m ripstop织物包含由两根主体纱线形成的防破裂体。更具体地说，两根主体纱线以特定的间隔以经向和纬向两者被织成一根。这样，织物完全由相同的纱线形成，但是以赋予织物强度的方式构造。
5.然而，织物中高浓度的人造丝纤维会对织物的强度产生不利影响。更具体地说，人造丝纤维在暴露于水和湿气时会变弱。因此，在这样的暴露之后，起到防破裂功能的主体纱线不太能够赋予织物强度。因此，需要在暴露于水和湿气后能够更好地保持其强度性质同时保持阻燃性和成本效益的织物。
技术实现要素：
6.在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)”旨在广泛地指本专利和所附专利权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文所述的主题或限制所附专利权利要求的含义或范围。本专利所覆盖的本发明的实施方案由所附权利要求书而非本发明内容来限定。本发明内容是本发明的各方面的高级概览，并介绍将在以下具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在鉴定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。应该通过参考本专利的整个说明
description: cloth, flame resistant, 2016, 通过引用并入本文)和mil-prf-32635: cloth, flame resistant (2019, 通过引用并入本文)阻燃的，这两者都要求织物通过许多不同的性能测试，包括符合当根据astm d6413-用于纺织品的阻燃性的标准测试方法(竖直测试) (2015版，其全部内容通过引用并入本文)阐述的测试方法测量时具有4英寸(或更小)炭化长度和2秒(或更小)余焰的热防护要求。
13.为了测试炭化长度和余焰，将织物试样竖直悬挂在火焰上12秒。织物必须在2秒内自熄(即，它必须具有2秒或更短的余焰)。在织物自熄之后，将规定量的重量附着于织物，并且提升织物，使得重量从织物悬挂。织物通常沿织物的炭化部分撕裂。当以织物的纵向/经向和横向/纬向两者进行测试时，撕裂长度(即炭化长度)必须是4英寸或更小。通常在清洗之前(并因此当织物仍含有来自整理过程的残留的且通常可燃的化学品时)和在一定次数的洗涤之后测试织物样品的柔顺性。
14.主体纱线包含由一种或多种阻燃材料构成的短纤纱。在一些实施方案中，主体纱线由固有fr短纤维或已经处理为阻燃的短纤维形成。可用于形成本发明的主体纱线的示例性fr和非fr材料包括但不限于芳族聚酰胺(包括对芳族聚酰胺和间芳族聚酰胺)；聚苯并咪唑(“pbi”)；聚苯并噁唑(“pbo”)；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”)；超高分子量(“uhmw”)聚乙烯；uhmw聚丙烯；聚乙烯醇；聚丙烯腈；液晶聚合物；玻璃；尼龙；碳；丝；聚酰胺；聚酯；和天然和合成纤维素(例如棉、人造丝、乙酸酯、三乙酸酯和莱赛尔纤维，以及它们的阻燃对应物fr棉、fr人造丝、fr乙酸酯、fr三乙酸酯和fr莱赛尔)、tanlon
™
纤维(可从上海特安纶纤维有限公司获得)、羊毛、三聚氰胺(例如basofil
™
，可从basofil fibers获得)、聚醚酰亚胺、聚醚砜、预氧化的丙烯酸、聚酰胺-酰亚胺纤维例如kermel
™
、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺纤维、聚氯乙烯醇纤维(polychlal)、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯，和它们的任何组合或共混物。
[0015]
对芳族聚酰胺材料的实例包括kevlar
™ꢀ
(可从dupont获得)、technora
™ꢀ
(可从teijin twaron bv of arnheim, netherlands获得)和twaron (也可从teijin twaron bv获得)。间芳族聚酰胺材料的实例包括nomex
™ꢀ
(可从dupont获得)、conex
™ꢀ
(可从teijin获得)和kermel (可从kermel获得)。合适的改性聚丙烯腈材料的实例是protex
™
，可从kaneka corporation of osaka, japan获得。pipd材料的实例包括m5 (dupont)。uhmw聚乙烯材料的实例包括聚合物材料，为vectrawm (可从kuraray获得)。合适的人造丝纤维材料的实例是lenzing的viscose
™
和modal
™
，可从lenzing fibers corporation获得。fr人造丝纤维材料的一个实例是lenzing fr
™
，也可从lenzing fibers corporation获得。莱赛尔材料的实例包括tencel g 100
™
和tencel aloo
™
，均可从lenzing fibers corporation获得。
[0016]
在一些实施方案中，主体纱线是至少人造丝、芳族聚酰胺和尼龙纤维的共混物，例如50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维(例如，对芳族聚酰胺纤维)和5-20%尼龙纤维。在一些实施方案中，主体纱线具有与defender
®ꢀ
m ripstop织物中的主体纱线相同的共混物(具体地，65% fr人造丝/25%对芳族聚酰胺/10%尼龙)。在其它实施方案中，主体纱线具有70% fr人造丝、20%对芳族聚酰胺和10%尼龙的共混物。其它纤维可以包含在主体纱线中。主体纱线的每一端可以由单根主体纱线形成，或者可以将多根主体纱线合股或以其
它方式组合以形成端部。
[0017]
除了主体纱线之外，在织物内的离散的防破裂体位置中提供相对坚韧的纱线。如本领域所知，“韧性”是与材料(在这种情况下为纱线)的抗断裂能力有关的性质。术语“相对坚韧的”在本文中用于描述具有比织物的其余纱线(即，主体纱线)更高韧性的纱线。
[0018]
相对坚韧的纱线可以是任何类型的纱线，包括但不限于短纤纱、长丝纱、牵切丝(stretch broken yarn)和包芯纱。在一些实施方案中，相对坚韧的纱线不含长丝纱。可用于相对坚韧的纱线中的材料包括但不限于与上述用于主体纱线中的纤维相同的纤维。相对坚韧的纱线可以包括fr/非fr材料的任何组合，只要整个织物是阻燃的和/或满足用于阻燃织物的适用或期望的标准(例如，gl-pd-07-12, rev. 9)。相对坚韧的纱线的每一端可以由单根纱线形成，或者多根纱线可以组合、耦合或覆盖(即合股、合股捻、缠绕、皮-芯、包绕等)以形成端部。
[0019]
在一些实施方案中，相对坚韧的纱线包含芳族聚酰胺(例如，对芳族聚酰胺)含量以赋予织物必要的强度。例如，在一个实施方案中，相对坚韧的纱线包含100%芳族聚酰胺(例如，对芳族聚酰胺)短纤纱。虽然100%芳族聚酰胺短纤纱可以单独形成相对坚韧的纱线，在其它实施方案中，它与另一纱线合股以形成相对坚韧的纱线。例如，在一个实施方案中，将100%芳族聚酰胺短纤纱与主体纱线合股以形成相对手感的纱线。
[0020]
在再另一个实施方案中，相对坚韧的纱线是具有阻燃短纤维(例如以上公开的那些)的共混物的短纤纱。在更具体的实施方案中，相对坚韧的纱线是由芳族聚酰胺和fr人造丝纤维的共混物(例如50/50共混物)形成的短纤纱。
[0021]
在再另一个实施方案中，相对坚韧的纱线是包芯纱，其具有芯纱，多根单独的短纤维围绕该芯纱纺成，以形成围绕芯纱的纤维皮。例如，短纤维可以使用德雷夫纺纱程序或喷气纺纱工艺围绕芯纱纺成。芯纱和短纤维可以是上文鉴定的各种材料中的一种或多种。在一个实施方案中，芯纱是100%芳族聚酰胺(例如，对芳族聚酰胺)短纤纱。纤维皮可以由与主体纱线相同的纤维共混物形成。在另一个实施方案中，纤维皮由不同的纤维共混物形成，例如fr人造丝和尼龙的共混物(例如90/10共混物)。
[0022]
本文所述的阻燃织物可以包括任何组合或取向的主体纱线和相对坚韧的纱线。例如，在本发明的一些实例中，织物可以是包括经向和纬向的织造织物。主体纱线通常以经向和纬向两者提供。然而，相对坚韧的纱线可以仅以经向包含，仅以纬向包含，或者以经向和纬向两者包含，以便在织物内形成网格图案。可以使用任何期望的编织(例如，平纹、斜纹)或针织(例如，单面、双面、平纹、双罗纹)图案。
[0023]
相对坚韧的纱线可以相对于主体纱线以任何期望的比率位于织物中。在织物内用于防破裂体的相对坚韧的纱线的数量以及防破裂体的频率可以取决于织物的期望强度性质，并且可以在织物的经向和/或纬向内和/或之间相同或不同。在每个防破裂体中可以使用大于一根的任何数量的相对坚韧的纱线，并且在每个防破裂体内的相对坚韧的纱线的数量在整个织物中不必相同。仅作为示例，两根相对坚韧的纱线、三根相对坚韧的纱线、四根相对坚韧的纱线等可以用于防破裂体。可以以经向和纬向中的任一方向或两个方向为每40根主体纱线、35根主体纱线、30根主体纱线、25根主体纱线、20根主体纱线、15根主体纱线、10根主体纱线、5根主体纱线、4根主体纱线、3根主体纱线、2根主体纱线和1根主体纱线提供防破裂体。提供防破裂体的频率可以(1)在织物的一个方向内和/或(2)在织物的不同方向
上相同或不同。在一些实施方案中，至少两根相对坚韧的纱线但少于4根相对坚韧的纱线形成防破裂体，并且在相邻的防破裂体之间以织物的一个或两个方向提供5-30根之间的主体纱线，包括端值；5-25根之间的主体纱线，包括端值；5-20根之间的主体纱线，包括端值；5-15根之间的主体纱线，包括端值；5-10根之间的主体纱线，包括端值；10-30根之间的主体纱线，包括端值；10-25根之间的主体纱线，包括端值；10-20根之间的主体纱线，包括端值；和10-15根之间的主体纱线，包括端值。
[0024]
在一些实施方案中，本文公开的织物具有2-12盎司/平方码(“osy”)，包括端值；3-10 osy，包括端值；3-9 osy，包括端值；3-8.5 osy，包括端值；4-8 osy，包括端值；4-7.5 osy，包括端值；4-7 osy，包括端值；5-7 osy，包括端值；5.5-7 osy，包括端值；或6-7 osy，包括端值之间的重量。在一些实施方案中，织物重量为6-7 osy，包括端值，和/或小于或等于7 osy和/或小于或等于6.5 osy。
[0025]
本发明的具体的非限制性实施方案如下：本发明的织物1 (“if1”)：6.5 osy织造织物，其由以下形成：(1)具有70% fr人造丝/20%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维共混物的纺成的主体纱线，和(2)为包芯纱的相对坚韧的纱线，其具有单一30棉纱支数(英制) 100%对芳族聚酰胺纺成的芯纱和70% fr人造丝/20%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维皮。以经向和纬向两者提供主体纱线和相对坚韧的纱线，在经向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为19:2，而在纬向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为10:2，这意味着两根相对坚韧的纱线的防破裂体在重复图案中跨经向跟随19根主体纱线，而两根相对坚韧的纱线的防破裂体在重复图案中跨纬向跟随10根主体纱线。经向和纬向密度分别为69经纱/英寸和59纬纱/英寸。
[0026]
本发明的织物2 (“if2”)：6.5 osy织造织物，其由以下形成：(1)具有70% fr人造丝/20%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维共混物的纺成的主体纱线，和(2)为芯纱的相对坚韧的纱线，其具有单一30棉纱支数(英制) 100%对芳族聚酰胺纺成的包芯纱和90% fr人造丝/10%尼龙的纤维皮。以经向和纬向两者提供主体纱线和相对坚韧的纱线，在经向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为19:2，而在纬向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为10:2 (如上关于本发明的织物1所述)。经向和纬向密度分别为69经纱/英寸和59纬纱/英寸。
[0027]
本发明的织物3 (“if3”)：6.5 osy织造织物，其由以下形成：(1)具有65% fr人造丝/25%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维共混物的纺成的主体纱线，和(2)为芯纱的相对坚韧的纱线，其具有单一30棉纱支数(英制) 100%对芳族聚酰胺纺成的包芯纱和65% fr人造丝/25%对芳族聚酰胺/10%尼龙的纤维皮。仅以经向提供主体纱线。以纬向提供主体纱线和相对坚韧的纱线两者，在纬向上主体纱线与相对坚韧的纱线的比率为10:2，这意味着两根相对坚韧的纱线的防破裂体在重复图案中跨纬向跟随10根主体纱线。经向和纬向密度分别为69经纱/英寸和59纬纱/英寸。
[0028]
依照gl-pd-07-12, rev. 9，测试本发明的织物1-3的拉伸和撕裂强度，并与上述defender
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m ripstop织物相比较。拉伸强度是在负荷下使织物断裂所需的力，并且根据astm d5034-09: 用于纺织品织物的断裂强度和伸长率的标准测试方法(grab测试) (2013版, 通过引用并入本文)来测量。根据该方法，将试样居中地安装在拉伸机的夹具中，并且施加力直到试样断裂。从机器刻度、刻度盘、自动记录图表或与测试机连接的计算机获得测试试样的断裂力和伸长率的值。结果以磅力(lbf)报告。
[0029]
撕裂强度是撕裂开始后在织物中传播撕裂所需的力的量的量度。织物的撕裂强度根据astm d1424-09 (通过落锤(elmendorf型)装置对织物的撕裂强度的标准测试方法(2013版), 通过引用并入本文)测量，并且结果以磅力(lbf)报告。
[0030]
根据astm d1424-09，在规定尺寸的织物样品中切割规定尺寸的狭缝。夹具在狭缝的每一侧上定位在织物样品上以支撑织物样品。释放一个称重的摆锤并向下摇摆以对织物样品施加力。测量传播织物中存在的撕裂所需的力的量，并且该力的量表示织物的撕裂强度。
[0031]
测试结果反映在表1中。
[0032]
表1*这些要求对于mil-prf-32635是相同的。
[0033]
如表1证明的，本发明的织物1-3的拉伸和撕裂强度都符合gl-pd-07-12, rev. 9的iii型要求，并且当湿和干两者时均超过defender
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m ripstop对照织物的拉伸和撕裂强度。
[0034]
本文公开的织物的实施方案可以本身或与其它织物组合用于构造各种防护服，并且不限于用于军事应用。
实施例
[0035]
下面提供示例性实施例的集合，包括至少一些明确地列举为“实施例”，其提供根
据本文所述的概念的各种实例类型的另外的描述。这些实例不意味着相互排斥、穷举或限制；并且本发明不限于这些示例性实例，而是包括在所发布的权利要求及其等同物的范围内的所有可能的修改和变化。
[0036]
实施例1. 具有经向和纬向的阻燃织物，所述织物包含多根纺成的主体纱线，所述纺成的主体纱线各自由主体纱线纤维共混物形成并且以所述织物的经向和纬向两者提供，和多个防破裂体，所述防破裂体以所述织物的经向或纬向中的至少一个方向在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸，其中每个防破裂体包含至少两根相对坚韧的纱线，并且其中每根相对坚韧的纱线包含芯和皮，其中所述芯包含100%芳族聚酰胺短纤纱，并且所述皮包含皮纤维共混物。
[0037]
实施例2. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述芯包含100%对芳族聚酰胺短纤纱。
[0038]
实施例3. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述皮纤维共混物包含fr人造丝纤维、芳族聚酰胺纤维和尼龙纤维。
[0039]
实施例4. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述皮纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维。
[0040]
实施例5. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述芳族聚酰胺纤维是对芳族聚酰胺纤维。
[0041]
实施例6. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物是相同的。
[0042]
实施例7. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物各自包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维。
[0043]
实施例8. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物是相同的。
[0044]
实施例9. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中5-25根纺成的主体纱线以经向或纬向中的至少一个方向插入相邻的防破裂体之间。
[0045]
实施例10. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中10-20根主体纱线以经向或纬向中的至少一个方向插入相邻的防破裂体之间。
[0046]
实施例11. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述多个防破裂体以所述织物的经向和纬向两者在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸。
[0047]
实施例12. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述织物包含5-7盎司/平方码之间的重量，包括端值。
[0048]
实施例13. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述阻燃织物不含长丝纱。
[0049]
实施例14. 具有经向和纬向的阻燃织物，所述织物包含多根纺成的主体纱线，所述纺成的主体纱线各自由主体纱线纤维共混物形成并且以所述织物的经向和纬向两者提供，其中所述主体纱线纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维，和多个防破裂体，所述防破裂体以所述织物的经向或纬向中的至少一个方向在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸，其中每个防破裂体包含至少两根相对坚韧的纱
线，并且其中每根相对坚韧的纱线包含芯和皮，其中所述芯包含100%芳族聚酰胺短纤纱，并且所述皮包含皮纤维共混物，所述皮纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维，并且其中5-25根主体纱线以经向或纬向中的至少一个方向插入相邻的防破裂体之间。
[0050]
实施例15. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述芯包含100%对芳族聚酰胺短纤纱。
[0051]
实施例16. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物中的所述15-40%芳族聚酰胺纤维包含15-40%对芳族聚酰胺纤维。
[0052]
实施例17. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物是相同的。
[0053]
实施例18. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述多个防破裂体以所述织物的经向和纬向两者在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸。
[0054]
实施例19. 前述或后续实施例或实施例的组合中任一项所述的阻燃织物，其中所述织物包含5-7盎司/平方码之间的重量，包括端值。
[0055]
实施例20. 具有经向和纬向的阻燃织物，所述织物包含多根纺成的主体纱线，所述纺成的主体纱线各自由主体纱线纤维共混物形成并且以所述织物的经向和纬向两者提供，其中所述主体纱线纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%对芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维，和多个防破裂体，所述防破裂体以所述织物的经向和纬向两者在至少一些所述纺成的主体纱线之间延伸，其中至少一些所述多个防破裂体由两根相对坚韧的纱线组成，并且其中每根相对坚韧的纱线包含芯和皮，其中所述芯包含100%对芳族聚酰胺短纤纱，并且所述皮包含皮纤维共混物，所述皮纤维共混物包含50-80% fr人造丝纤维、15-40%对芳族聚酰胺纤维和5-20%尼龙纤维，其中所述主体纱线纤维共混物和所述皮纤维共混物是基本上相同的，其中10-20根主体纱线以所述织物的经向和纬向插入相邻的防破裂体之间，并且其中所述织物包含5-7盎司/平方码之间的重量，包括端值。
[0056]
上述组件的不同布置以及未显示或描述的组件和步骤是可能的。类似地，一些特征和子组合是有用的，并且可以在不参考其它特征和子组合的情况下采用。已经出于说明性而非限制性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述的实施方案，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种实施方案和修改。
再多了解一些
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