專利名稱：包含玻璃纖維和對(duì)位芳族聚酰胺的改進(jìn)的耐切割手套的制作方法
包含玻璃纖維和對(duì)位芳族聚酰胺的改進(jìn)的耐切割手套
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及包含玻璃長(zhǎng)絲和對(duì)位芳族聚酰胺纖維的改進(jìn)構(gòu)造的耐切割針織手套。 該手套具有改善的舒適度和耐磨性，部分是由于針織結(jié)構(gòu)中添加了可移動(dòng)副紗。
2.
背景技術(shù)：
耐切割手套是可商購獲得的，其由對(duì)位芳族聚酰胺纖維紗線針織而成，該紗線添紗至棉花之類的物質(zhì)，使得棉花層位于手套內(nèi)部緊挨皮膚。由于對(duì)位芳族聚酰胺纖維可能會(huì)磨損皮膚，棉花有助于改善手套的舒適度。授予Post的美國專利6，044，493公開了一種保護(hù)材料，例如包括針織在一起形成添紗針織物的多個(gè)耐切割股線和多個(gè)彈性股線的手套，其中耐切割股線形成材料的外表面，并且彈性股線形成材料的內(nèi)表面。在旨在改善耐切割紗的防切割性能的努力中，已經(jīng)將具有高硬度的材料與耐切割紗組合。授予Dimbar等人的美國專利5，119，512公開了由單紗制成的耐切割紗、織物和手套，該單紗包含至少一種柔性耐切割纖維材料和至少另一種具有高硬度的材料。授予 Hummel的美國專利6，161，400公開了由兩種不同紗線制成的耐切割織物和手套，一種紗線包含耐切割纖維，另一種紗線包含具有高硬度的纖維。兩種紗線中的一種主要位于手套外部，另一種主要位于內(nèi)部。類似地，授予Andrews等人的美國專利5，965，223公開了一種保護(hù)性織物和手套，其至少具有采用由磨料構(gòu)成的紗線制成的外層，該磨料添紗到本身具有耐切割性或高拉伸強(qiáng)度材料的內(nèi)層上。裸玻璃纖維雖然具有高硬度，但也非常脆，易于磨損，并且對(duì)皮膚有極大的刺激性。針對(duì)這種皮膚刺激問題的一種解決方案是使用具有通常被稱為復(fù)合紗或包纏紗形式的玻璃纖維；也就是說，玻璃纖維的長(zhǎng)絲由多種螺旋包纏的紗線所包覆。代表性的紗和制備此類紗的方法在例如授予Kolmes等人的美國專利5，628，172和授予Kolmes的美國專利 5，845，476中有所公開。這些纏繞物通常間距較近和/或緊密包纏在玻璃纖維長(zhǎng)絲芯周圍， 以獲得良好的覆蓋百分比，但非預(yù)期的結(jié)果是這些復(fù)合材料或包纏紗往往較硬。此外，只要復(fù)合紗保持完好無損，這種包纏紗就有助于防止刺激皮膚。遺憾的是， 在正常使用過程中，這種手套會(huì)產(chǎn)生切口和磨損，從而露出玻璃纖維，該玻璃纖維即使在手套仍然可用的情況下也會(huì)刺激皮膚。因此，需要一種改進(jìn)的手套構(gòu)造，以便改善正常使用過程中的舒適度和耐磨性。發(fā)明概述本發(fā)明涉及耐切割針織手套，其包括a)耐切割復(fù)合材料，其具有芯紗和螺旋包纏在該芯紗周圍的至少一種第一包纏紗，所述芯紗包括至少一種50至400旦尼爾(56至440分特)的玻璃纖維長(zhǎng)絲并且所述第一包纏紗為一種100至600旦尼爾(110至680分特)的對(duì)位芳族聚酰胺紗；b)200至1600旦尼爾(220至1800分特)的副紗，其選自脂族聚酰胺、聚酯、天然纖維、纖維素纖維、以及它們的混合物；和c)襯里紗，其包括250至1200旦尼爾Q80至1300分特)的復(fù)合紗，所述復(fù)合紗包括脂族聚酰胺纖維、聚酯纖維、天然纖維、纖維素纖維、以及它們的混合物；并且其中耐切割復(fù)合紗、副紗和襯里紗共針織到手套內(nèi)，其中襯里紗添紗到手套的內(nèi)部，并且耐切割復(fù)合紗和副紗形成手套的外部。附圖
簡(jiǎn)述附圖是使用手套針織機(jī)通過針織各種紗所制成的耐切割手套的圖示。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及具有至少三種類型紗的耐切割針織手套構(gòu)造。這些紗包括包含玻璃纖維的耐切割復(fù)合紗、副紗、以及與添紗在手套內(nèi)部的襯里紗針織在一起的襯紗。耐切割復(fù)合紗該耐切割復(fù)合紗具有包括至少一種芯紗的芯，該芯紗為具有50至400旦尼爾(56 至440分特)線密度的玻璃纖維紗。據(jù)認(rèn)為，小于50旦尼爾(小于56分特)不能提供高度的切割防護(hù)作用，而大于400旦尼爾(大于440分特)會(huì)導(dǎo)致織物比期望的更硬。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，最終的手套尺寸為10針距或更厚，在一些實(shí)施方案中，玻璃纖維長(zhǎng)絲紗具有100至200旦尼爾(110至220分特)的線密度。術(shù)語“玻璃纖維”和“纖維玻璃”在本文中互換使用，表示玻璃纖維長(zhǎng)絲紗。通過將熔融的硅基玻璃或其他配方玻璃擠出成細(xì)股線或具有適于紡織物加工的直徑的長(zhǎng)絲而形成玻璃纖維。兩類常用的玻璃纖維被稱為S-玻璃和E-玻璃。E-玻璃具有良好的絕緣性，并可在高達(dá)1500華氏度(800攝氏度)的條件下保持其絕緣性。S-玻璃具有高的拉伸強(qiáng)度，并且比E-玻璃硬。合適的玻璃纖維可得自B&W Fiber Glass, Inc.和許多其他玻璃纖維制造商。在一些實(shí)施方案中，在耐切割復(fù)合紗中優(yōu)選使用E-玻璃。然后將至少一種附加的紗螺旋包纏在玻璃纖維芯紗周圍，該玻璃纖維芯紗為具有 100至600旦尼爾(110至680分特)線密度的對(duì)位芳族聚酰胺紗。對(duì)位芳族聚酰胺纖維由芳族聚酰胺聚合物制得，其中兩個(gè)環(huán)或基團(tuán)沿著分子鏈相對(duì)于彼此對(duì)位取向。用于制備對(duì)位芳族聚酰胺纖維的方法一般在例如美國專利3，869，430,3, 869，429和3，767，756中有所公開。此類芳香族聚酰胺有機(jī)纖維和多種形式的這類纖維可以商品名Kevlar· 纖維得自 Ε. I. du Pontde Nemours & Company (Wilmington, Delaware),以及以商品名 Twaron 纖維得自日本的Teijin Ltd.。就本發(fā)明的目的而言，可得自Teijin Ltd. (Tokyo, Japan)的由共聚(對(duì)苯/3，4’ 二苯酯對(duì)苯二甲酰)制成的Technora 纖維被視為對(duì)位芳族聚酰胺纖維。 在一些實(shí)施方案中，對(duì)位芳族聚酰胺紗包括短纖維，在一些實(shí)施方案中，對(duì)位芳族聚酰胺紗包括連續(xù)長(zhǎng)絲。在一些實(shí)施方案中，對(duì)位芳族聚酰胺為聚(對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)。在一些實(shí)施方案中，該對(duì)位芳族聚酰胺紗以5至20捻/英寸0至8捻/厘米) 的頻率包纏在芯紗周圍。高于20捻/英寸(8捻/厘米)的頻率會(huì)導(dǎo)致形成非常硬的紗， 低于5捻/英寸O捻/厘米)的頻率會(huì)破壞手套的耐久性，因?yàn)椴ＡЮw維長(zhǎng)絲芯不能被完全包覆。在一些實(shí)施方案中，包纏紗為短纖紗；在一些其他的實(shí)施方案中，包纏紗為連續(xù)長(zhǎng)絲紗線。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，包纏紗為變形的連續(xù)長(zhǎng)絲紗線。由于耐切割復(fù)合紗中使用了兩種高度耐切割紗，該耐切割復(fù)合紗為手套提供主要的耐切割性。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，該耐切割復(fù)合紗僅由一種玻璃纖維的芯紗和一種對(duì)位芳族聚酰胺纖維(尤其是聚(對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)纖維)的包纏紗構(gòu)成。副紗雖然耐切割復(fù)合紗可包括多種圍繞芯紗的包纏紗，但由于圍繞芯的多個(gè)緊密的螺旋包纏紗賦予耐切割復(fù)合紗的硬度，優(yōu)選地為僅一種包纏紗。相反，針對(duì)耐切割復(fù)合紗的玻璃纖維可能產(chǎn)生的刺激的附加保護(hù)由副紗提供，該副紗與耐切割復(fù)合紗針織在一起，以助于隨機(jī)包覆耐切割復(fù)合紗。該副紗選自脂族聚酰胺、聚酯、天然纖維、纖維素纖維、以及它們的混合物。副紗還為針織在手套內(nèi)的紗束提供潤(rùn)滑性，使得針織的紗在針織結(jié)構(gòu)內(nèi)更具有可移動(dòng)性。在一些實(shí)施方案中，副紗的線密度為200至1600旦尼爾(220至1800分特)。 此紗線尺寸范圍可改善舒適度和耐磨性，而不會(huì)顯著降低手套織物的耐切割性。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，副紗僅由單一類型的紗組成，例如脂族聚酰胺紗或聚酯紗。在一些實(shí)施方案中，副紗可以為單紗；在一些實(shí)施方案中，副紗可以為雙紗或合股紗。在一些實(shí)施方案中，副紗為短纖紗；在一些其他實(shí)施方案中，副紗為連續(xù)長(zhǎng)絲紗線。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，副紗為變形的連續(xù)長(zhǎng)絲紗線。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，副紗包括具有高耐磨性的纖維，或具有高耐磨性纖維的纖維共混物。高耐磨纖維包括例如脂族聚酰胺纖維和聚酯纖維、以及它們的混合物。襯里紗針織手套內(nèi)的第三紗線部分提供了一層緊挨皮膚的毛圈襯里紗。該襯里紗具有 250至1200旦尼爾(280至1300分特)的總紗線線密度，并且在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，該襯里紗僅包括服裝短纖維紗，即在傳統(tǒng)服飾中使用的紗，例如脂族聚酰胺纖維、聚酯纖維、 天然纖維、纖維素纖維、以及它們的混合物。在一些實(shí)施方案中，襯里紗僅由單一類型的紗組成。在一些實(shí)施方案中，襯里紗可以為單紗；在一些實(shí)施方案中，襯里紗可以為雙紗或合股紗。在一些實(shí)施方案中，襯里紗為短纖紗；在一些其他實(shí)施方案中，襯里紗為變形的連續(xù)長(zhǎng)絲紗線。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，襯里紗將提供高舒適度和柔軟度以及吸潮性。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，該襯里紗包括棉線(或纖維素纖維)和聚酯或尼龍的共混物，其中棉線或纖維素纖維內(nèi)容物占大于50重量％的襯里紗。手套被構(gòu)造成使得襯里紗在針織過程中添紗在手套內(nèi)部，而耐切割復(fù)合紗和副紗在針織過程中添紗在手套外部。采用這種方式的手套構(gòu)造提供了若干優(yōu)點(diǎn)，從而通過兩種方式為手套佩戴者提供了針對(duì)耐切割復(fù)合紗的改善的保護(hù)作用，首先是通過接觸佩戴者皮膚并將耐切割紗與皮膚隔開的襯里紗，其次是通過在整個(gè)手套內(nèi)隨機(jī)設(shè)置在襯里紗與耐切割復(fù)合紗之間的副紗。為了改善舒適度，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，副紗在形成手套外部之前并未與耐切割復(fù)合紗進(jìn)行預(yù)組裝。這使得副紗和耐切割復(fù)合紗在局部范圍內(nèi)可相對(duì)于彼此移動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，副紗和耐切割復(fù)合紗不受限制地在層內(nèi)沿紗表面縱向緊貼彼此移動(dòng)，因?yàn)樗鼈冊(cè)诳椢飪?nèi)并未接合或捻在一起，而是可以相對(duì)于彼此移動(dòng)，以改善舒適度和耐磨性。此外，副紗和耐切割復(fù)合紗位于手套內(nèi)同一針織層中，但可以在該層內(nèi)進(jìn)行局部移動(dòng)，以便偏移至層的外部或內(nèi)部；也就是說，兩種紗針織在一起，使得副紗并不優(yōu)先位于手套織物中手套的耐切割復(fù)合紗內(nèi)部或手套的耐切割復(fù)合紗外部，而是無規(guī)地分布在耐切割復(fù)合紗的外部、內(nèi)部和旁邊。這使得副紗能夠?yàn)槭痔淄獠康哪颓懈顝?fù)合紗提供附加的耐磨性，同時(shí)也提供了從耐切割復(fù)合紗到手套內(nèi)部的附加覆蓋層，從而為佩戴者增加了額外的保護(hù)。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，除了針對(duì)腕部的任何特殊處理之外，整個(gè)手套使用耐切割復(fù)合紗、副紗和襯里紗的組合進(jìn)行針織。也就是說，如圖所示，手套1所有指套2的整個(gè)表面以及形成手套掌面、側(cè)面和背面的手套管狀部分3由紗線的組合形成，該紗線組合由耐切割復(fù)合紗、副紗和襯里紗組成。通常，如果需要，手套的袖套或腕部4可具有附加的彈性體紗；如果腕部不同，則其仍然包括三紗組合加上任何附加的抓握或密封紗或部件。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)期望較重的耐切割手套具有針對(duì)玻璃纖維刺激的改善的保護(hù)時(shí)，這些手套是非常合適的。在一些實(shí)施方案中，該手套具有14至對(duì)盎司/平方碼075 至815克/平方米)的針織織物基重。在一些實(shí)施方案中，該手套具有100克力/盎司/ 平方碼織物(3克力/克/平方米織物)或更高的耐切割指數(shù)。手套的制備方法在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過首先組裝手套中使用的單種紗并形成第一卷耐切割復(fù)合紗、第二卷副紗和第三卷襯里紗來制備手套。然后，使用可商購獲得的手套針織機(jī)(例如，由Shima Seiki Corporation制造的那些)，將來自三個(gè)單獨(dú)線卷的紗基本通過一個(gè)步驟直接針織在一起，形成手套。這些機(jī)器可以用單獨(dú)的紗來針織成手套成品。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，單獨(dú)的紗被送入針織機(jī)，而不必進(jìn)行合股或換句話說將紗進(jìn)行組合。襯里紗被送入針織機(jī)，并以某種方式保持，使得紗進(jìn)行針織時(shí)襯里紗位于耐切割紗和副紗前面，以便將襯里紗添紗到手套的整個(gè)內(nèi)表面。所得手套在手套的整個(gè)外表面具有耐切割紗和副紗的混合物，而在手套的整個(gè)內(nèi)表面具有襯里紗。涂覆的手套如果希望手套具有額外的抓握性能，可以為手套提供柔性的聚合物涂層。在一些實(shí)施方案中，手套具有選自腈、膠乳、聚氨酯、氯丁橡膠、橡膠以及它們的混合物的外部合成聚合物涂層。一般來講，通過將手套或手套的一部分浸漬在聚合物熔融物或溶液內(nèi)，然后固化涂層來施加此類涂層。測(cè)試方法耐切割性。所用方法為ASTM 標(biāo)準(zhǔn) F 1790-97 "Standard Test Method for Measuring Cut Resistance of Materials Used in Protective Clothing，，。在測(cè)試過禾呈中，使用刀刃在預(yù)定力下一次拉過安裝在芯軸上的整個(gè)樣品。在幾種不同的力下，記錄從初始接觸點(diǎn)拉到切穿點(diǎn)所經(jīng)過的距離，并繪制力與到達(dá)切穿點(diǎn)的距離的函數(shù)關(guān)系圖。從圖中確定25毫米距離切穿點(diǎn)處的力，并歸一化處理，以確認(rèn)刀片進(jìn)刀量的一致性。歸一化的力記錄為耐切割力。刀刃為具有70毫米長(zhǎng)鋒利邊緣的不銹鋼刀。測(cè)試開始和結(jié)束時(shí)，利用 400g的荷載在氯丁橡膠校準(zhǔn)材料上校準(zhǔn)刀片的進(jìn)刀量。每次切割測(cè)試均使用新刀刃。樣品為50毫米X 100毫米的矩形織物片，與經(jīng)紗和緯紗的傾角為45度。芯軸為具有38毫米半徑的圓形導(dǎo)電棒，樣品使用雙面膠帶安裝在芯軸上。使刀刃與芯軸的縱向軸線呈直角從芯軸上的整個(gè)織物上拉過。當(dāng)?shù)度信c芯軸電接觸時(shí)，記錄為切穿。如本文所記錄，指數(shù)優(yōu)選地記錄為以克為單位的切穿力除以以盎司/平方碼為單位的基重，但可輕松將其換算為國際單位制單位。磨損性能。織物的磨損性能用ASTM D-3884-01 "Standard Guide for AbrasionResistance of Textile Fabrics (Rotary Platform, Double Head Method)，，石角定。將針織織物磨出第一個(gè)孔洞的循環(huán)次數(shù)記錄為手套織物的耐磨性。
實(shí)施例采用以下方式制備耐切割手套。制備一卷耐切割復(fù)合紗，以220分特(200旦尼爾)E玻璃纖維的縱向芯作為芯，以10捻/英寸(4捻/厘米)芯的頻率使用一種440分特 (400旦尼爾)的變形連續(xù)長(zhǎng)絲聚(對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)紗包纏該縱向芯。一卷襯里紗為 737. 5分特(665旦尼爾或16/2棉紗支數(shù))的棉線/聚酯共混紗。將由這兩卷紗所得的紗線以及由一卷560分特(500旦尼爾)變形連續(xù)長(zhǎng)絲尼龍紗的副紗所得的紗線在不對(duì)紗線進(jìn)行任何預(yù)先組裝(即合股、盤繞)的情況下進(jìn)料至具有添紗能力的Shima Seiki 10針距自動(dòng)手套針織機(jī)。制備手套，使襯里紗添紗到手套的內(nèi)部，而耐切割復(fù)合紗和副紗添紗到手套的外部。估計(jì)的手套性能示于表中。表
基重耐切割指數(shù)耐磨性
克/米2 (盎司/碼2 ) (克/盎司/碼2 )(循環(huán))
475 - 540 (14-16)>110>500
權(quán)利要求
1.耐切割針織手套，所述耐切割針織手套包括a)耐切割復(fù)合紗，所述耐切割復(fù)合紗具有芯紗和螺旋包纏在所述芯紗周圍的至少一種第一包纏紗，所述芯紗包括至少一種50至400旦尼爾(56至440分特)的玻璃纖維長(zhǎng)絲紗并且所述第一包纏紗為一種100至600旦尼爾(110至680分特)的對(duì)位芳族聚酰胺紗；b)200至1600旦尼爾Q20至1800分特)的副紗，所述副紗選自脂族聚酰胺、聚酯、天然纖維、纖維素纖維、以及它們的混合物；和c)襯里紗，所述襯里紗包括選自脂族聚酰胺纖維、聚酯纖維、天然纖維、纖維素纖維、以及它們的混合物的250至1200旦尼爾Q80至1300分特)的紗；并且其中所述耐切割復(fù)合紗、所述副紗和所述襯里紗共針織到所述手套內(nèi)，使得所述襯里紗添紗到所述手套的內(nèi)部，并且所述耐切割復(fù)合紗和所述副紗形成所述手套的外部。
2.權(quán)利要求1的耐切割針織手套，其中所述對(duì)位芳族聚酰胺紗包括短纖維或連續(xù)長(zhǎng)絲。
3.權(quán)利要求1的耐切割針織手套，其中所述對(duì)位芳族聚酰胺為聚(對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)。
4.權(quán)利要求1的耐切割針織手套，所述耐切割針織手套進(jìn)一步具有100克力/盎司/ 平方碼織物(3克力/克/平方米織物)或更高的耐切割指數(shù)。
5.權(quán)利要求4的耐切割針織手套，所述耐切割針織手套具有14至M盎司/平方碼 (475至815克/平方米)的針織織物基重。
6.權(quán)利要求1的耐切割針織手套，所述耐切割針織手套進(jìn)一步包括選自腈、膠乳、聚氨酯、氯丁橡膠、橡膠、以及它們的混合物的外部合成聚合物涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及耐切割針織手套，其包括a)耐切割復(fù)合材料，其具有芯紗和螺旋包纏在所述芯紗周圍的至少一種第一包纏紗，所述芯紗包括至少一種50至400旦尼爾(56至440分特)的玻璃纖維長(zhǎng)絲并且所述第一包纏紗為一種100至600旦尼爾(110至680分特)的對(duì)位芳族聚酰胺紗；b)200至1600旦尼爾(220至1800分特)的副紗，其選自脂族聚酰胺、聚酯、天然纖維、纖維素纖維、以及它們的混合物；和c)襯里紗，所述襯里紗包括250至1200旦尼爾(280至1300分特)的復(fù)合紗，所述復(fù)合紗包括脂族聚酰胺纖維、聚酯纖維、天然纖維、纖維素纖維、以及它們的混合物；并且其中耐切割復(fù)合紗、副紗和襯里紗共針織到手套內(nèi)，其中襯里紗添紗到手套的內(nèi)部，并且耐切割復(fù)合紗和副紗形成手套的外部。
文檔編號(hào)D02G3/18GK102292481SQ201080005464
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月26日
發(fā)明者R·朱 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司