多層透氣性織物的制作方法

專利名稱：多層透氣性織物的制作方法
技術領域：
本發明的背景1.本發明的領域本發明涉及多層、透氣性-即水蒸汽可滲透性的-紡織(包括機織和針織)織物和尤其，但不僅僅地，涉及用于服裝目的的織物。在特殊的實施方案中，本發明涉及用于制造工作服制品的織物，該工作服用于防護熱、火焰、電弧等的影響。因此，本發明還涉及具有新型透氣性水分可傳輸的織物作為內層的防火服制品。然而，該織物也可以用于該休閑領域，例如，制造功能內衣。
2.相關技術的敘述現有技術早已描述了“透氣”織物結構，如以商品名GORETEX銷售的那些。透氣織物在一面上基本上是水不透性的，而它們在另一面上允許水蒸汽穿過該織物跑掉。這些織物用于服裝制品，尤其用于夾克和上衣和褲子。這里，該織物是防水性的，同時，它防止由汗所引起的水蒸汽在上衣之下的聚集。US專利No.3,272,685描述了具有至少兩個不同層的防水織物。
德國專利DE195 47 704 A1描述了用于傳輸汗和其它身體流體的由具有不同旦尼爾值的兩個織物層組成的多層紡織物。該織物層具有選自聚酯，尼龍和丙烯酸酯樹脂中的材料。然而這一織物不適合于制造防護服。
德國專利DE 43 07 501 A1描述了具有微纖維內層的多層紡織物，據此該織物具有芯吸或毛細管效應并改進了從內部到外部的水汽輸送。所描述的紡織物用于制造運動服，休閑服等。
一般說來，防護服，例如，供消防隊員用，本身是非常沉重的。該防護配備因為粗大厚實而提供保護作用，但是這大大地限制了穿著者運動的能力并導致嚴重的熱應力，因此顯著地損害穿著舒適感。
另外，需要考慮的是，防火服必須滿足國家標準，例如標準DIN EN469或SN 054551。
如以上所解釋，迄今為止已經發現，由于內部保護服裝件的向外輸送汗的能力的缺乏，相關人員即消防隊員被很好地保護免遭受外部的危險，但是穿著舒適感，盡管有多層結構，從生理立場考慮不是最佳的。另外，如遇火警在皮膚上大量水分的積聚是非常危險的，因為由于產生蒸汽而擔心嚴重燒傷。
因此，對于消防隊員穿用的防護服，長期以來需要尋找一些材料，它兼顧了保護功能，阻燃，以及熱絕緣和通過所促進的汗輸送作用而具有的更大的穿著舒適感，但不會將水分貯存在纖維中。
因此，本發明的目的是提供能夠用于制造服裝制品，尤其防火服的新型多層透氣織物。
本發明的概述這一目的可通過由于容易的水分輸送而具有提高的穿著舒適感的用于服裝制品的多層透氣性紡織物1來實現，特征在于紡織物1包括利用點或線或在整個表面上彼此結合的至少兩個單獨的層2，3，它們的經紗和緯紗由芳族聚酰胺紗或芳族聚酰胺捻線或芳族聚酰胺長絲紗或由含有聚苯并咪唑和芳族聚酰胺纖維的混合纖維制成的紗所組成，據此，層2，3具有不同的單根纖維細度以便在織物1的厚度7上引起細度梯度，因此主要面對皮膚的層3的側面6具有更粗的單根纖維纖度和背離皮膚的側面4的層具有更細的單根纖維纖度。
附圖的簡述

圖1是具有面對皮膚的側面6的根據本發明的多層織物1的頂視圖。
圖2是圖1的根據本發明的多層織物1沿著線2-2的剖面。
圖3a是面向皮膚側面6察看的用于實施例中的dobble機織織物1的實例的平紋編織圖案的重復部分的機械圖解。
圖3b是從側面4察看的圖3a的織物1的重復單元的機械圖解。
圖3c是圖3a和3b的織物1的織機符號設計。
圖3d是在圖3c中符號設計的織機提綜圖，各列對應于單獨的綜。
本發明的詳細說明通過紡織物的聰明的結構化，以較低的平方米重量實現了良好的絕緣效果。此外，由穿著者產生的汗立刻輸送到背離皮膚的側面(芯吸效應)，因此穿著者不再經歷任何潤濕感和沒有水汽可積累。
與根據現有技術狀況的成熟的參考材料即芳族聚酰胺襯里材料相比，根據本發明的織物在提供幾乎相同的熱絕緣效果的同時還具有相對于現有技術材料的約4至8倍高的濕氣吸收率，按平方米重量計。對于根據本發明的材料，汗滴被吸收的時間低于一秒。對于普通的材料，即對于芳族聚酰胺襯里材料，這一值是大約五分鐘。
根據本發明的紡織物1的作用模式能夠描述如下、該織物1是由利用所選擇的邊界紗(bounding yarns)在預定位置5中彼此結合的至少兩個單獨的單絨頭(pile)2，3組成，該邊界紗屬于背離皮膚的織物層3的一部分。該邊界紗被機織或針織或縫線穿過在皮膚面上的該層2。
該邊界紗在皮膚面6上的這一預定位置上以點的形式可以看見。
在皮膚上形成的濕氣被構成該邊界紗(形成位于皮膚面6上的點5)的微纖維所吸收，它然后利用微纖維的毛細管作用沿著邊界紗被輸送到層3的背面和邊界紗向著背離皮膚的層3優先定向。在面對皮膚的側面6上，由于方格紋結構的較大表面，它快速地蒸發。因此，面對皮膚的側面6總是保持相對干燥，與正常材料例如正常芳族聚酰胺襯里織物相比。
根據本發明的優選實施方案、該多層透氣性紡織物1用于制造例如供消防隊員穿用的工作服制品。該紡織物1是由基本織物，織物層或層(ply or layer)2和微纖維織物，織物層或層3組成，各層2，3具有經紗和緯紗。
層2，3的每一層的經紗和緯紗能夠可由芳族聚酰胺細紗(從短纖維制成)組成以及能夠使用復絲連續紗。結合物也是可能的。然而，根據本發明，還有可能使用苯酚甲醛纖維，聚酰胺/聚酰亞胺纖維，聚苯并咪唑纖維或由上述纖維或纖維混合物與芳族聚酰胺紗組成的纖維混合物或含有聚苯并咪唑和芳族聚酰胺纖維的共混纖維。
如果根據本發明的織物1用于休閑領域中，當然不再需要使用芳族聚酰胺紗。在這種情況下，聚酯和/或聚酰胺紗然后能夠用于層2，3中的一個或兩者。此類材料基本上是所屬技術領域的專業人員所已知的。
根據本發明，該芳族聚酰胺紗由Nomext，Kevlar，Twaron，Technora和Teijinconex之類的芳族聚酰胺纖維組成。產品如Kynol用作苯酚甲醛纖維和產品如Kermel用作聚酰胺/聚酰亞胺纖維。
可能的機織物全部是基本機織或針織類型的機織物和它們的變型。
該芳族聚酰胺纖維是天然色彩或染色的。
根據本發明，該織物層2，3具有50-450g/m2的平方米重量。
根據本發明，在優選的實施方案中，該透氣織物1是包括彼此結合在一起的至少兩個層或織物層2，3的二重構造。該層2，3利用背離皮膚的屬于層3的一部分的所選擇的邊界紗通過形成點5或線或在整個表面上來彼此結合，據此在一個實施方案中，能夠形成在圖1中所示的圖案。各個微纖維點5在緯向上以x1的距離和在經向上以x2的距離彼此分開，如在圖1中所示。該距離x1和x2應該進行選擇，使得在面對皮膚的層2的表面6上的水微滴將接觸到在點5或線當中的至少一個。根據本發明的基本織物或層2主要由基本的機織或針織底基織物組成，因此該層2，3具有不同的單根纖維旦尼爾，即單根纖維的細度，從而導致在織物1的厚度7上的細度梯度。然而，根據本發明，較細旦尼爾的層3是在外側，即在背離皮膚的側面4上。尤其，這一層3具有低于1.3分特，尤其低于1分特的單根纖維纖度。優選，該微纖維層3具有高度結構化的表面10。用于層3中的纖維是微纖維，即，新形成的超細纖度纖維。通過使用這些微纖維紗，能夠制造出非常防風的、細孔的、水拒斥性織物，它具有軟手感但擅長于散逸排汗人的水蒸汽或濕氣。這一效果示于圖2中。在皮膚上形成的汗8經由微纖維點5吸取并通過織物3的邊界紗的毛細管作用(芯吸效應9)輸送到外部。這一芯吸效應9是濕氣8(汗，冷凝水)從內部6輸送到外部4所需要的。
在一個實施方案中，該紡織物1能夠用于防火夾克。該紡織物1或絕熱襯里能夠與其它材料進行復合。例如，能夠制造一種制品，包括(A)外層或殼單獨或作為2-層或3-層的層壓體；(B)中間水阻隔層有或沒有背面層的層壓體；和(C)內部織物1Fritsche“功能”(根據本發明)，例如，95％Nomex，5％Kevlar，與100％芳族聚酰胺微纖維混合，從100-350g/m2，尤其280g/m2的平方米重量，寬度為100-200cm，尤其160cm；紗細度，經和緯紗NomexIII，織物1的層2的巴黎藍Nm 40/2和織物1的層3的間位-芳族聚酰胺微纖維天然白色Nm 80/2；和織物1的機織類型織物特殊雙面(層)機織物，尤其Sonja 0203圖案。
參考數字的列表1根據本發明的紡織物“Fritsche Function”2底基織物，織物層(ply)或層(layer)3具有低于1.3分特的單根纖維纖度的微纖維織物層或層4背離皮膚的層3的側面或表面5由層3的微纖維邊界紗組成或形成的微纖維點6面對皮膚的層2的側面或表面7織物1的厚度8水分(汗，冷凝液，蒸汽，水)9芯吸效應10 微纖維層3的高度結構化表面x1在緯線方向上微纖維圓點之間的距離x2在經線方向上微纖維圓點之間的距離實施例從E.I.du Pont de Nemours和Company，Wilmington，Delaware，U.S.A.，以商品名NomexN301商購的纖維混合物，具有5cm的切斷長度并由下列組分組成95wt％的顏料著色的、聚間苯二甲酰間苯二胺(間位-芳族聚酰胺)，1.7分特短纖維；和5wt％的聚對苯二甲酰對苯二胺(對位-芳族聚酰胺)纖維，通過使用普通的棉短纖維加工設備被環錠紡成單股短纖維紗(Y1)。
Y1具Nm 40/1或250分特的線性密度和在Z方向上700次彎折/每米(TPM)的捻度和隨后用蒸汽處理以便穩定它的皺縮的趨勢。兩個Y1紗然后被合股和加捻在一起。所形成的合股和加捻紗(TY1)具有Nm40/2或500分特的線性密度和在S方向上500TPM的捻度。TY1用作面對皮膚的合股或底基織物2的經紗和緯紗。
以商品名NomexT 450從E.I.du Pont de Nemours和Company，Wilmington，Delaware，U.S.A.商購的纖維，具有5cm的切斷長度和由100％的聚間苯二甲酰間苯二胺(間位-芳族聚酰胺)組成，1.1分特的短纖維，通過使用普通的棉短纖維加工設備被環錠紡成單個短纖維紗(Y2)。
Y2具Nm 80/1或125分特的線性密度和在Z方向上1070次彎折/每米(TPM)的捻度和隨后用蒸汽處理以便穩定它的皺縮的趨勢。兩股Y2紗然后被合股和加捻在一起。所形成的合股和加捻紗(TY2)具有Nm80/2或250分特的線性密度和在S方向上750TPM的捻度。TY2用作背離皮膚的層3的經紗和緯紗。TY2也被用作在兩個層之間的邊界紗，因為它們具有最高的毛細作用。
TY1和TY2根據如在圖3a-d中所示的Sonja 0203圖案被織成特殊的雙面的機織物。
這一織物1是作為用于多層結構(在表1中的衣服)中的內襯熱阻隔體來試驗，該多層結構進一步包括(1)在由85wt％Nomex和15wt％Kevlar組成的無紡織物上的并具有135g/m2的密度的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜層壓體的中間水阻隔層(以商品名GORETEXFireblockerN從公司W.L.Gore and Associates，Delaware，USA商購)，和(2)具有195g/m2的密度和由纖維的共混物組成的外殼，從E.I du Pontde Nemours and Company，Wilmington，Delaware，USA以商品名NomexN305商購，具有5cm的切斷長度并由下列組分組成(1)75wt％的顏料著色的聚間苯二甲酰間苯二胺(間位-芳族聚酰胺)，1.7分特短纖維；(2)23％聚對苯二甲酰對苯二胺(對-芳族聚酰胺)纖維；和(3)2％的碳芯聚酰胺旋覆抗靜電纖維。
這一織物結合物根據防熱性能(TPP)方法(ISO-FDIS 17492)ASTMD-4108(NFPA 1971)針對輻射和對流熱的結合進行試驗。
表1
織物損壞系數(FFF)被定義為100乘以TPP評級(是被測量來模擬二度燒傷的能量(cal/cm2))除以該織物重量(g/m2)。FFF＝100×TPP/織物重量。
FFF是5.3，與在5.2和6.7中之間的現有技術或測定基準點相比。
5.3的FFF表明這一實施例的織物能夠用于熱防護服。
這一織物1也根據水傳輸試驗用注射器在織物1上施加的60ml水滴來測試。該試驗在于測量穿透和吸收的時間。這一試驗對于沒有第二層3和邊界紗的面對皮膚的層2單獨來重復。結果示于表2中。
表2
這一試驗表明不使用本發明的面對皮膚的層沒有好于標準織物。這一試驗因此證實了本發明取決于由邊界紗利用毛細管作用所構成的圓點的效果和該邊界紗相對于面對皮膚的層的優先定向。
這一織物1是根據水吸收試驗方法來試驗。這一試驗在于將20ml的有色水滴施加在面對皮膚的織物的層上并在60秒之后測量在樣品的每一層上液滴的尺寸。結果給出在表3和4中。
表3
表4
這一試驗說明了織物將水擴散在背離皮膚的層上的能力。因此，面對皮膚的層，與常規材料相比總是保持相對干燥，與加縫了氈片250g/m2的對照芳族聚酰胺襯里織物一樣。
該織物1是按照Schsisches Textil Forschung Institute的透水板方法STFI-Vorschr.PE03針對濕氣吸收進行試驗，模擬與濕皮膚接觸的織物的生理特性。該濕氣吸收是以g/dm2測量，和相對濕氣吸收根據織物表面重量來計算。該織物1也針對于汗防護的熱板試驗ISO-11092來試驗，為的是獲得Ret值。這一織物與由加縫了190g/m2的Nomex針織熱絕緣層的140g/m2的NomexComfort襯層組成的對照Fritsche 48101330022941進行比較。結果給出在表5中。
表5
這些結果說明，該織物所具有的濕氣吸收(平方米重量)是現有技術領域的材料的約四倍高。這些是良好的結果和它們表明該織物1將容易地從穿著者的皮膚上吸取水分。5.78的Ret值被評級為非常好(＜非常好，6-13良好，13-20足夠，＞20不夠)和說明這一織物1是完全透氣性的。
這一織物1是根據prEN 702的接觸耐熱性試驗來試驗的。在100℃下的閾時間tt(秒)被測量為19.8秒并顯著地優于在100℃下具有18.4秒的tt(秒)值的NomexN 307的標準織物。
根據本發明的服裝制品能夠根據需要來縫制。
根據本發明的織物當然不限于用于制造防護服。尤其，該織物能夠用于制造休閑服，尤其用于制造功能內衣。
權利要求
1.由于容易的水分輸送而具有提高的穿著舒適感的用于服裝制品的多層透氣性紡織物(1)，特征在于紡織物(1)包括利用點或線或在整個表面上彼此結合的至少兩個單獨的層(2，3)，它們的經紗和緯紗由芳族聚酰胺紗或芳族聚酰胺捻線或芳族聚酰胺長絲紗或由含有聚苯并咪唑和芳族聚酰胺纖維的混合纖維制成的紗所組成，據此層(2，3)具有不同的單根纖維細度以便在織物(1)的厚度(7)上引起細度梯度，因此主要面對皮膚的層(3)的側面(6)具有更粗的單根纖維纖度和背離皮膚的側面(4)的層具有更細的單根纖維纖度。
2.根據權利要求1的紡織物，特征在于該層(2)是機織物、針織織物或經編針織物。
3.根據權利要求1的紡織物，特征在于第二層(3)是機織物、針織織物或經編針織物。
4.根據權利要求1，2或3的紡織物，特征在于全部的層(2，3)具有顯示出至少兩種不同的單根纖維細度的結構。
5.根據權利要求1-4的紡織物，特征在于它是有彼此結合的雙層的二重構造。
6.根據權利要求1到5中一項的紡織物，特征在于該層(2)和層(3)在面對皮膚的側面(6)上是可見的，因此表面比例能夠變化。
7.根據權利要求1到6中一項的紡織物，特征在于面對皮膚的側面(6)的再干燥時間適宜通過該制品的極其細的纖維和大的表面積的結合來縮短。
8.根據前述權利要求1到7中一項的紡織物，特征在于該雙層(2，3)彼此由特殊的雙面機織物，由特殊的雙面針織物或由特殊的雙面經紗針織物來結合。
9.根據前述權利要求1到8中一項的紡織物，特征在于該層(2，3)具有從50g/m2到450g/m2的平方米重量，因此各單層的平方米重量能夠是相同的或不同的。
10.根據前述權利要求1到9中一項的紡織物，其特征在于該層(3)排列在外面(4)上或在背離皮膚的側面(4)上和在于它具有低于1.3分特的單根纖維纖度。
11.根據權利要求1的紡織物，特征在于該經紗包括復絲芳族聚酰胺紗或復絲芳族聚酰胺加捻紗或芳族聚酰胺長絲紗和該緯紗另外地包括復絲芳族聚酰胺紗或復絲芳族聚酰胺加捻紗或芳族聚酰胺長絲紗。
12.根據權利要求1或11的紡織物，特征在于在緯紗中存在的復絲芳族聚酰胺紗或復絲芳族聚酰胺加捻線或芳族聚酰胺長絲紗類似于或相同于構成該經紗的兩種另外排列的、不同的復絲紗或復絲加捻線或芳族聚酰胺長絲紗當中的一種。
13.根據權利要求1或12和13中一項的紡織物，特征在于該芳族聚酰胺紗含有選自下列這些的纖維聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，聚對苯二甲酰對苯二胺纖維，或聚間苯二甲酰間苯二胺纖維與聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的混合物。
14.服裝制品，其特征在于一種結構，該結構由具有內層，任選的由聚酯或聚酰胺或芳族聚酰胺微纖維織物構成的中間層和外層的至少一種雙層紡織復合材料組成，因此根據權利要求1-13中一項的多層透氣性紡織物形成該內層。
15.防止熱、火焰或電弧的影響并具有由耐高溫纖維組成的紡織品覆蓋層的具防護作用的工作服制品，其特征在于一種結構，該結構由具有內層，任選的由聚酯或聚酰胺或芳族聚酰胺微纖維織物構成的中間層，和由耐高溫纖維構成的紡織材料組成的外層的至少雙層紡織復合材料組成，因此內層含有根據權利要求1到13中一項的多層透氣性紡織物。
16.根據權利要求15的工作服制品，特征在于它是防火的夾克或防火的褲子。
全文摘要
本發明涉及多層透氣織物和尤其，然而并非僅僅，涉及用于服裝目的的紡織物。在特殊的實施方案中，本發明涉及用于制造工作服制品的織物，該工作服用于防護熱、火焰或電弧等的影響。因此，本發明還涉及其中新型透氣性水分可傳輸的織物作為內層的防火服制品。然而，該織物也可以用于該休閑領域，例如，制造功能內衣。
文檔編號A41D31/00GK1705445SQ200380101803
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月21日 優先權日2002年10月21日
發明者S·胡布納 申請人:納幕爾杜邦公司