專利名稱：抗燃織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一適用于高溫及火焰阻擋層的保護(hù)性織物，更具體地，涉及一種織物，此織物可置于熱源及任何可燃材料之間，作為裝飾用抗燃織物，或用以防止可燃材料的自燃。
已發(fā)展了多種不同類型的保護(hù)性織物，應(yīng)用于制作物品的罩布(如裝上套子的物品或辦公室的鑲板)。它們能置于高溫及/或火焰中而不致自燃。例如，在裝有套子的航空座位中，一個(gè)抗熱的保護(hù)阻擋層織物放在外層裝飾布及底層的可燃泡沫墊之間，使著火時(shí)延遲或阻止墊子的自燃。例如，parker等人的美國專利No.4，463，465提出了一種抗燃織物，它由一個(gè)芳族聚酰胺織物的襯底和一層鋁箔外層組成，然而應(yīng)用鋁箔層也有一些弊端，即此織物的透氣性受到限制，而裝上套子的墊子，其外觀也因此而遜色。
生產(chǎn)抗燃織物的另一種技術(shù)是在織物上涂上一種抗燃混合物，最好是那些以無機(jī)水合物為基礎(chǔ)的混合物，如氫氧化鋁、氫氧化鎂、氯氧化鎂、水合鋅硼酸鹽及水合鈣硼酸鹽。然而，這些涂層使織物纖維之間留下空間，這些空間或縫隙有可能使氣體和/或火焰穿透並使底層可燃材料著火。
也可利用發(fā)泡混合物生產(chǎn)抗燃織物。例如Dias的美國專利No.4，216，261提出一種應(yīng)用發(fā)泡涂層的方法，此發(fā)泡涂層由一磷酸銨催化劑，一碳化物及一發(fā)泡劑組成。然而，發(fā)泡涂層在織物的生產(chǎn)中要求增加額外的生產(chǎn)工序，因此其應(yīng)用費(fèi)時(shí)且昂貴。
本發(fā)明提供一種抗燃織物，它能耐高溫燃燒，同時(shí)也是一種重量輕、能透氣、十分舒適及柔韌的織物，該織物包含一由包芯紗制成的紡織物襯底，該包芯紗由一抗燃纖維芯子和一由變性聚丙烯腈發(fā)泡短纖維制成的包覆層組成。此包覆層置于火焰中時(shí)膨脹且炭化。采用這種包芯紗，織物就不需要涂層或者增加一阻擋火焰的金屬層。在要求具有高溫及火焰防護(hù)特性的不同的場合中，此織物既可用作外層織物，也可用作底層抗燃織物。
本發(fā)明的某些特征及優(yōu)點(diǎn)在前面已經(jīng)敘述了，本發(fā)明的其他的特征及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合附圖詳細(xì)說明。附圖中

圖1是本發(fā)明的包芯紗高倍數(shù)放大圖，包線紗部分的包覆層在一端被切除。
圖2是機(jī)織抗燃織物的局部放大圖。
圖3是抗燃多層制品的局部放大圖，它包括一層如圖2所示的抗燃機(jī)織物，各層都撕開以清楚地展示其薄層的結(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖更充分地說明本發(fā)明，圖中示出了本發(fā)明的最佳實(shí)施例。然而，此發(fā)明能以不同的方式實(shí)施，而不應(yīng)該認(rèn)為只限于已提出的實(shí)施例。更確切地說，申請(qǐng)者提供這些實(shí)施例以便說明得更詳盡並完整，並將發(fā)明的意圖充分地傳達(dá)給那些本專業(yè)的技術(shù)人員。
參見圖1，本發(fā)明的織物是由包芯紗10形成，它由一抗燃纖維制成的芯子11及變性聚丙烯腈膨化纖維制成的包覆層12組成。最佳的抗燃芯紗纖維可包括玻璃纖維，聚苯并咪唑纖維，聚酰亞胺纖維，各種金屬纖維，石英玻璃纖維，陶瓷纖維，聚醚酮纖維，聚醚醚酮纖維，聚醚酮酮纖維，聚醚醚酮酮纖維，聚醚亞胺纖維，聚砜纖維，聚芳酯纖維，聚芳醚砜纖維，聚酰胺-亞胺纖維，聚芳砜纖維，聚醚砜纖維，聚酮纖維，聚苯硫纖維，芳族聚酰胺纖維如Kevla或Nomex，炭纖維和炭化纖維混合物以及它們的混紡物。此外，芯紗纖維可用包芯紗形成，並包含抗燃短纖維的包覆層。此種芯紗纖維的典型直徑為5-6μm。變性聚丙烯腈膨化纖維的直徑約1.3旦尼爾，它具有包含35-85%丙烯腈長鏈合成聚合物的特性。最佳的變性聚丙烯腈膨化纖維是由美國密索里(Missouri)州羅易斯(Louis)的蒙山多(Monsanto)公司生產(chǎn)的SEF纖維。此外，變性聚丙烯腈纖維可與少量的在火焰中能炭化的纖維如羊毛、真絲、纖維素纖維混合或混紡，而同時(shí)保留著變性聚丙烯腈的膨化特性。
這些織物的紗線由包芯紗構(gòu)成並用合適的設(shè)備紡制，如環(huán)錠紡紗機(jī)，DREF紡紗機(jī)，或更好是用Murata公司的噴氣紡絲機(jī)。噴氣紡絲生產(chǎn)在已轉(zhuǎn)讓給申請(qǐng)人的未批準(zhǔn)的1989年3月3日申請(qǐng)的美國專利申請(qǐng)318239號(hào)中已有說明，其特點(diǎn)是其纖維的大部分與軸線平行地伸展，某些變性聚丙烯腈纖維的端部斷續(xù)地從纖維束中伸出並包覆或圍繞著其他纖維將所有纖維捆綁在一起。環(huán)錠紡絲的特點(diǎn)是其纖維排列成均勻的螺旋狀態(tài)，而纖維以紗線加捻的方式被握持于這種狀態(tài)中。如果用DREF紡紗機(jī)，例如在Fehrer的美國專利No.4，249，368及4，327，545所描述的，芯紗可以是纖維總量小的多根纖維結(jié)構(gòu)，這增強(qiáng)了所紡的絲的機(jī)械性能，這些絲可以是尼龍絲，PET纖維，棉纖維及纖維素纖維，并且對(duì)上述的大部分抗燃纖維在火焰中的耐久性並無不利影響。
包芯紗可制成不同結(jié)構(gòu)的紡織物襯底，如機(jī)織物，無紡布，經(jīng)編或園織針織物，編織物，經(jīng)紗鋪層及稀松布加強(qiáng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。參見圖2，圖中示出了一機(jī)織物結(jié)構(gòu)的紡織物襯底。機(jī)織紡織物襯底20是由經(jīng)紗21與緯紗23以一定間隔用一般工藝交織的。這種機(jī)織物一般用于枕套及床墊套，是由20/1至10/1支的棉紗織成，用于裝飾布則為1/1至10/1支的棉紗織成。
一般地講，抗燃織物既可用作抗燃層亦可用作裝飾布，在日常使用中，本發(fā)明的織物因?yàn)闆]有金屬箔層或涂層，因而重量輕，有彈性，這樣就容易與物品的形狀相一致。
此外，該織物由于其多孔性而能透氣?？椢锏亩嗫仔耘c透氣性表現(xiàn)于織物“空氣透氣性”的指標(biāo)中?？諝馔笟庑允歉鶕?jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)D737紡織物空氣透氣性的試驗(yàn)方法來測試?？諝馔ㄟ^規(guī)定面積織物的流動(dòng)率要調(diào)整到在二個(gè)具有測試面積的織物表面之間具有規(guī)定的壓差，並以此流動(dòng)率來確定織物的空氣透氣性。因而，空氣以每分鐘3.6立方呎的流動(dòng)率向一個(gè)4mm標(biāo)定噴口流動(dòng)，本發(fā)明機(jī)織物的空氣透氣性約為每分鐘10-300立方呎。
特別指出，防阻織物的空氣透氣性保證了舒適所必要的良好空氣流通。當(dāng)抗燃織物用作產(chǎn)生墊子的套布時(shí)，空氣透氣性也是特別重要的。因?yàn)榭谷伎椢锞哂锌諝馔笟庑阅埽?dāng)座墊受到壓縮時(shí)，空氣能自由地逸出。因而，織物就不會(huì)硬實(shí)以及有不舒服的“氣球”效應(yīng)，這些是現(xiàn)有技術(shù)制成的不透氣防阻織物的缺點(diǎn)。
然而，當(dāng)置于火焰中，織物中的變性聚丙烯腈膨化纖維膨脹並炭化。膨脹的結(jié)果使絲線間的孔眼及縫隙都堵住了，而這種炭實(shí)質(zhì)上是不能自燃的，並有蜂窩狀特點(diǎn)。因而炭化起到火焰防阻的作用，並限制火焰及熱氣穿過織物去引燃底層的可燃材料。包芯紗的芯子纖維增強(qiáng)了織物的抗燃性能，它們?cè)诨鹧嬷斜３衷瓲?，以作為變性聚丙烯腈膨化包覆纖維的支撐式骨架。此外，如果芯子使用包芯纖維，則其本身就具有抗燃的特性。
本發(fā)明的防阻織物特別適用于裝有套子物品的火焰阻擋層，因?yàn)榭谷伎椢锖苋菀着c物品的形狀相一致。例如圖3所示，特別適合于作裝有套子的物品的抗燃布。其中，織物20置于如聚氨脂泡沫塑料制的可燃底層30與罩布層40之間，並且在此兩層中最好用一層如乳膠抗滑粘結(jié)劑制的粘結(jié)層45之間。另外，此織物能用作如下的抗燃紡織品枕套及床墊套，枕套及床墊的罩布，帳帷，拉鏈帶，帳篷，遮篷，野外防火庇護(hù)所用布，睡袋罩，掘蓬，防雨布，防護(hù)服以及類似的紡織品。
在附圖及說明書中，已說明了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，雖然應(yīng)用了一些專門的術(shù)語，但它們只是用來概括及解釋，而沒有限制的目的，本發(fā)明的范圍將在下述的權(quán)利要求中陳述。
權(quán)利要求
1.一抗燃多層制品，包括一可燃底層及在其上的抗燃織物，該抗燃織物包含一包芯紗制成的耐火紡織品襯底，該包芯紗則由一抗燃纖維的芯子及一由變性聚丙烯腈膨化短纖維形成的包覆層組成，當(dāng)置于火焰中該包覆層膨脹並炭化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的一抗燃多層制品，其特征在于所述的紡織品襯底可為一機(jī)織物，無紡布，針織品，經(jīng)紗鋪層或稀松布加強(qiáng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一抗火織物，其特征在于所述芯子的抗燃纖維可從以下纖維中選擇玻璃纖維，聚苯并咪唑纖維，聚酰亞胺纖維，各種金屬纖維，石英玻璃纖維，陶瓷纖維，聚醚酮纖維，聚醚醚酮纖維，聚醚酮酮纖維，聚醚醚酮酮纖維，聚醚亞胺纖維，聚砜纖維，聚芳脂纖維，聚芳醚砜纖維，聚酰胺-亞胺纖維，聚芳砜纖維，聚醚砜纖維，聚酮纖維，聚苯硫纖維，芳族聚酰胺纖維，炭纖維和炭化纖維的混合物以及它們的混紡物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的抗燃織物，其特征在于所述芯子的抗燃纖維是包芯紗纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的抗燃織物，其特征在于所述變性聚丙烯腈膨化短纖維與從羊毛，真絲及纖維素纖維中選擇的纖維進(jìn)行混紡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的抗燃織物，其特征在于所述，可燃底層包含一聚氨脂泡沫塑料。
全文摘要
適用于作為擋火層的抗燃織物，它包含一由包芯紗制成的耐火紡織品襯底，該包芯紗由一抗燃纖維制成的芯子及一由變性聚丙烯腈膨化短纖維形成的包覆層組成。在正常應(yīng)用時(shí)，織物是柔韌并舒適的，并有良好的透氣性。然而，當(dāng)置于高溫或火焰中，變性聚丙烯腈膨化包覆層發(fā)生反應(yīng)并膨脹而形成炭化，使織物的孔眼及縫隙都堵住，因而防止了火焰或熱氣的穿透。
文檔編號(hào)D03D15/12GK1051215SQ9010786
公開日1991年5月8日 申請(qǐng)日期1990年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月27日
發(fā)明者威廉姆·M·庫克, 杰姆斯·E·翰瑞克斯, 托瑪斯·W·托爾貝特 申請(qǐng)人:彈簧實(shí)業(yè)有限公司