阻燃绝热的阻挡层的利记博彩app

专利名称：阻燃绝热的阻挡层的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及绝热和阻燃纺织材料的技术领域。
本文中术语“绝热”是指受到热梯度作用时所通过的热流密度低的纺织材料。
术语“阻燃”是指在温度高达相当于暴露在400℃时具有很好的机械完整性的热稳定纺织材料。
具体地说，本发明非排他性地涉及用于阻燃安全服的绝热衬里。
背景技术：
许多职业活动可能涉及被火焰、电弧和热材料辐射直接烧伤或是被强热间接烧伤的危险。
上述活动显然包括由消防队员和热冶工人进行的工作，以及以下人员的活动士兵、警官、飞行员及从事于化学、金属焊接、玻璃制造领域和铝业、能源工业及运输业的其他工作人员。
用于这些不同领域的衣物的衬里除了必须具有很好的热阻和耐温性能外，必须尽可能不影响穿着时的舒适性。
不舒适的防护服无法一直穿戴，而且不舒适感会降低警戒性。
理想的情况下，衬里的存在不应当使衣物过重或过于庞大。
衬里的存在不应该成为不利因素，而且理想的情况下，衬里的存在不应该妨碍穿着者的活动自由度或排汗。
减少热应力的危险也是十分重要的，热应力是由于身体内部温度的增加无法得到自动调节而产生的生理现象。
热应力可能导致体能损失、昏厥甚至心脏病发作。
据报道，在美国消防队员的死亡原因中约50％的案例是由热应力造成的。
阻燃防护服的绝热衬里也应当保护操作者并且使他或她能得以逃脱。
火灾发展期间会出现极速跃迁阶段，其导致温度在几秒种内升高到500℃～600℃，相当于产生约40kW/m2的入射热通量。
上述情况对于“轰燃”即火焰的触发点来说更是如此，在此期间消防队员有可能接触40～80kW/m2的辐射热和对流热。
标准EN 367定义，对于80kW/m2的入射热通量，时间t12对应于痛阈，时间t24对应于二度烧伤，t24-t12的差值应当大于4秒，t24应当大于13秒，以便给予消防队员足够的时间在感到疼痛时撤离。
当职业活动如救火的消防队员的职业活动不得不在气候炎热的地理区域以及高度紧张和极耗体力的条件下进行时，排汗问题将变得愈加严重。
当汗水无法在身体表面以均匀的方式产生时将使上述问题变得更为复杂。
当汗水在衣物中的积聚导致导热性增加，由此降低衣物作为绝热阻挡层的作用时，该问题变得更为严重。
同时，衬里材料的热阻不应该抑制重要的身体热感。
具体地说，正如先前所述，阻燃衬里的存在应当提供一个将痛阈与不可逆损害阈分离的时间间隔，并使该时间间隔始终大于穿着上述衣物的人的反应时间。
考虑到上述各种限制，现有技术采用了不同的技术方案。
现有的复合纺织品中嵌有绝热材料，所述绝热材料如文献EP-0,443,991所述由立体网孔针织物组成，或如RP-0,364,370所述由能限制空气流通的毛毡组成。
申请WO-99/35926描述了一种膜，其中，衬垫以一定间距排列，从而在所述膜和用作衬里的纺织品表面之间形成空气层。
文献WO-00/66823提出在衬里表面上布置由纺织材料制成的皱褶，由此它们在易燃的纺织片和衬里之间产生空气通道。
也可参考文献GB-2,264,705、WO-99/05296、US-5,136,723和US-5,924,134。
通常，阻燃绝热衬里由纤维多孔材料形成。
经其热传递性能证明，在所述衬里中使用纤维状多孔材料是正确的。
所述传递通过自然辐射、传导和对流产生。
辐射通常是纤维状材料中最主要的传递方法，它们接触的热梯度越高，越是如此。
传导通量密度取决于纤维状材料的总孔隙率、说明其分散状态的纤维的体积比表面积，以及各向异性和纤维分布。
绝热性纤维状材料中，天然的通量传导密度通常是有限的。
由纤维状材料薄片提供的绝热性通常与材料的密度、组分纤维的密度和其组分的热传导性成反比。
该绝热性可与该薄片的厚度成正比。
上述观点说明阻燃绝热衬里必须满足时常互相矛盾的许多要求。
以下将给出三个说明上述矛盾的例子。
第一个例子是关于衬里材料孔隙率值的选择。
需要测试衬里的纤维状多孔材料的最大孔隙率值。分隔纤维的空气对于辐射是完全透明的，以至于只有纤维涉及红外辐射的扩散、吸收和二次辐射。
然而，使孔隙率最大化可能导致机械强度尤其是耐洗性和耐穿性的降低，或者导致体积庞大，从而有可能限制活动。
第二个例子是关于衬里材料厚度的选择。
实际上，极厚的衬里厚度不仅提供了高绝热性还可降低相对于每单位衬里体积的纤维体积。
然而，过厚的衬里厚度实际上有可能限制穿着者的运动。
而且，考虑到痛阈是因人而异的，衬里的高绝热能力不应该以疼痛感为代价。
第三个例子更为根本地涉及对具有高绝热性能的衬里的选择。
传统上，使用热阻挡层阻隔从衣物外面向内的温度梯度，由此导致形成阻隔从衣物内部到外部的温度梯度的热阻挡层。
在炎热或沙漠气候下，这可能会产生与汗水和体热的排放受衬里阻碍有关的不适感。
阻燃防护服越是厚重，体热和汗水的排放问题就越为必要。
传统上，阻燃防护服从外层到内层包括-外部织物，其通常属于芳香族聚酰胺类，一般表面质量为200-250g/m2，-不渗透性-透气(impermeable-breathable)微孔膜，如聚氨酯或PTFE(聚四氟乙烯)，装配在基材(一般为芳香族聚酰胺纤维)上，或装配在另一层上，-绝热阻挡层，通常由非织造芳香族聚酰胺纤维组成，-卫生衬里，通常为100％芳香族聚酰胺或50％芳香族聚酰胺、50％粘胶纤维，以保护绝热阻挡层。
在传统上，阻燃绝热阻挡层具有其所用的纤维的性质，并以非织造布、耐热不可燃织物或针织物为基础。
申请人先前提出的阻燃热稳定性阻挡层包含由芳香族聚酰胺纤维制成的非织造针刺毡，所述针刺毡具有宽径穿孔和高孔隙密度孔径2～3mm，孔隙密度约为2个/cm2。
非织造芳香族聚酰胺纤维的穿孔由于具有很高的纤维机械阻力，结果产生了严重的工业问题。
在所述热阻挡层中制造孔眼会导致衬里中的机械阻力损失，从而产生阻燃衣物的洗涤问题(参见ISO标准6330)。
现有技术的热阻挡层只是部分满足了用户需求，尤其在从内部到外部的热交换能力方面。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种阻燃性、热稳定性绝热阻挡层，该阻挡层可使体热和体汗的排放得到增强，由此使得使用具有所述热阻挡层的衣物的人感觉该衣物就像第二皮肤一样，它同时保持了良好的防火保护和强热保护性能，该热阻挡层还改善了防护服尤其是消防服在防抗对流热(标准EN 367)和辐射热(ISO 6942)方面的品质，并且不会对耐洗性(ISO标准6330)带来消极影响。
为此，本发明的第一方面涉及一种阻燃、热稳定性绝热阻挡层，其特别用于防护服，所述绝热阻挡层由外表面和内表面组成，所述外表面作为屏障起到抵抗外热或辐射源的作用，所述内表面与所述外表面相对，所述阻挡层包含通向所述外表面和内表面的一组孔眼，而且所述阻挡层的孔隙密度约为2个/平方厘米，其特征在于所述孔眼的直径为毫米数量级。
根据各种实施方案，所述阻挡层具有下述特征，且可以相互结合-孔眼基本上相同，并且以矩形或正方形网孔排列，-它们的厚度在1～5mm的范围内，-所述阻挡层由选自下述材料组成的组的材料制成酰亚胺聚酰胺、聚酰亚胺(P.I.)、芳香族聚酰胺、对芳香族聚酰胺、间芳香族聚酰胺、聚丙烯酸酯、芳香族共聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚酯-醚-酮、聚苯并咪唑、聚四氟乙烯(P.T.F.E.)、聚砜(P.S.O.)、聚醚砜(P.E.S.)、聚苯砜和聚苯硫醚(P.P.S.)、芳香族聚酰胺和聚苯并咪唑的混合物、热稳定聚丙烯腈和聚酰胺的混合物、聚三氟氯乙烯(P.T.F.C.E.)、四氟乙烯-全氟丙烯(tetrafluorethene-perfluoroprene)共聚物(F.E.P.)，-所述阻挡层的制备材料还包含选自以下纤维组成的组的纤维金属纤维、玻璃纤维、“不燃的”粘胶纤维、碳纤维、过氧化的碳纤维、硅石纤维和改性聚丙烯腈纤维，-所述阻挡层为非织造材料形式，尤其是通过水刺粘合形成的非织造材料形式，-其由芳香族聚酰胺纤维制成，尤其是由纯纤维、低等级标准纤维或再生纤维制成。
本发明的第二方面涉及一种绝热阻挡层的制造方法，该方法包括针刺步骤。
本发明的第三方面涉及由下述物质组成的衣物-芳香族聚酰胺类外用织物，-不渗透性-透气微孔膜，
-所述绝热阻挡层，-内部卫生衬里。
具体实施例方式
在一实施方案中，所述微孔膜由装配在芳香族聚酰胺纤维基材上的含磷聚氨酯薄片组成。
由下述实施方案可知，本发明的其他方面和优点是显而易见的。
申请人在研究过程中跟踪生产中的异常情况时发现，以孔径约为1毫米且孔隙密度约为3个/平方厘米的条件在芳香族聚酰胺纤维的针刺非织造材料中穿孔时，产生的蒸发阻力(NF(法国标准)EN 31092)、热阻和透气性指数(ISO 11092)均出人意料，同时没有对所述非织造织物(ISO9073)的机械性能带来消极影响。
下面的描述介绍得到的结果。但首先给出标准试验的简要说明。
I-根据NF EN 31092的蒸发阻力蒸发阻力衡量的是水蒸汽通过时的势垒，由此得知汗水从皮肤蒸发的势垒，这构成了衣物的一个方面。
该值越高，排汗势垒越大“透气性”好的产品具有低蒸发阻力。
ISO标准110 92定义的测量条件类似于皮肤对湿度饱和的条件。该测量使用的装置为“皮肤模型(skin model)”。
使用一个20cm多孔金属板模拟皮肤。通过内部电阻将其加热到35℃，通过辅助装置使其表面保持饱和状态，所述装置对在该板表面产生的蒸发进行补偿。
将测试管放置在测量板上，用气通量为1m/s的平行风吹扫其上侧。测试期间的环境条件为35℃和40％的相对湿度。
在经饱和的板(35℃，100％RH)与干燥的环境空气(35℃，40％RH)之间的湿度差的作用下，水蒸汽通过测试管被转移。板表面产生的蒸发作用使后者冷却，测量为使该板保持其温度所需要供给的电能。
蒸发阻力由下式定义Re＝(Pskin-Pair)/He
Pskin-Pair饱和测量板与环境空气间的湿度差(水蒸汽的分压，单位Pa)；He当水在板表面蒸发并转移通过测试管时，为使该板保持35℃的初始温度所需要供给的电功率(单位W/m2)。
蒸发阻力的单位为m2·Pa/W(平方米帕斯卡每瓦特)。
由ISO 11092定义的阻力Ret是阻力Re与装置的空白值Re0的差值，阻力Re是在测试管覆盖测试板时测得的，空白值Re0是在没有测试管时测得的。
作为比较，1mm静止空气(没有内部对流时)的蒸发阻力为2.2m2·Pa/W。
下述表格给出测试结果-毛毡R1由ISOMEX纤维制成，95g/m2，厚度1.7mm，根据本发明所述将其穿孔；-毛毡R2由相同纤维制成，100g/m2，厚度1.7mm，未穿孔。

该测试的可重复性在Ret＜10m2·pa/W的情况下±0.15m2·pa/W在Ret＞10m2·Pa/W的情况下±3.5％II-根据ISO 11092的热阻热阻衡量的是产品的绝热性能。
热阻越高，产品的绝热效果越显著并且变得越热。
ISO标准11092定义的测量条件类似于皮肤对湿度饱和的条件。该测试使用的装置为“皮肤模型”。
使用一个20cm×20cm的多孔金属板模拟皮肤，将金属板用内部电阻加热到35℃。
将测试管放置在测量板上，用气通量为1m/s的平行风吹扫上侧。温度为20℃，相对湿度为65％。
在经饱和的板与环境空气之间的温度差的作用下，通过测试管发生热量转移。测量为使该板保持35℃温度所需要供给的电功率。
热阻由下式定义Re＝(Tskin-Tair)/HeTskin-Tair测试板与环境空气间的温度差(单位℃或K)；He为使板保持35℃温度所需供给的电功率(单位W/m2)。
热阻的单位为m2·K/W(平方米开氏温度每瓦特)。
由ISO 11092定义的热阻力Rct是热阻Re与装置的空白值Re0之间的差值，热阻Re是在测试管覆盖测试板时测得的值，空白值Re0是在没有测试管时测得的值。
作为比较，1mm静止空气(没有内部的对流)的热阻为0.037m2·K/W。
下述表格给出前面定义的非织造材料R1和R2的测试结果。

该测试的可重复性在Rct＜0.050m2·K/W的情况下±0.015m2·K/W在Rct＞0.050m2·K/W的情况下±3.5％III-根据ISO11092的透气性指数透气性指数imt是根据产品的热阻Rct与蒸发阻力Ret的比率来定义，按照ISO 11092测得，其指的是同一产品在静止空气中的测试值imt＝(Rct/Ret)产品/(Rct/Ret)空气＝60·Rct/RetRct产品的热阻(单位m2·K/W)Ret蒸发阻力(单位m2·Pa/W)60对于静止空气的比率1/(Rct/Ret)(单位Pa/K)。
期望受欢迎的产品能绝热，但是必须也能排汗。因此产品应具有高热阻和低蒸发阻力。也就是说，透气性指数imt应尽可能最高。公知空气是最好和最透气的产品，透气性指数值必须介于0(具有很高的蒸汽阻力的不透气材料)和1(理想状态，相当于静止空气)之间。
一件衣物的舒适区对于给定的活动，衣物的舒适范围由两个极端温度tminand tmax定义
tmin感觉到冷的温度tmax该温度下由于产生的汗水超过织物的排汗能力，湿的皮肤开始感到不舒适。
一件衣物的舒适区为(tmin-tmax)之间的差值。高数值表明衣物可自我适应于根据具体情况需要绝热或者排汗的极不同的条件下的使用(室温、活动、身体局部通风不良时)。因此使用条件变化时，不需要穿上或脱下几层衣物。
温度tmin由热阻值Rct决定(高Rct＝低tmin＝受欢迎的衣物)。
舒适区(tmin-tmax)与透气性指数imt相关(高imt＝扩大的舒适区＝良好的适应性＝舒适感好)。
下述表格给出前面定义的非织造材料R1和R2的测试结果。

IV-机械阻力这些测试根据ISO标准9073-1(表面密度)、ISO 9073-2(0.5kPa负荷下的厚度)以及ISO9073-3(抗断强度和断裂伸长率)进行。
下表给出测试结果

非织造材料R1之前已定义。它由毫米尺寸的按照矩形网孔图案设置的孔眼组成，其孔隙密度约为3个/平方厘米。
非织造材料R1根据EN 532由ISOMEX针刺穿孔的芳香族聚酰胺纤维组成。
非织造材料R3也由ISOMEX针刺穿孔的芳香族聚酰胺纤维组成。它由毫米尺寸的按照方形网孔图案设置的孔眼组成，其网格参数约为4毫米。
非织造材料R4也是一种针刺穿孔材料，由ISOMEX芳香族聚酰胺纤维组成。它由二种类似于上述孔眼的孔眼组成，可参见申请人的文献EP-1,129,633的描述。
现有技术所述的非织造材料R4具有7m2·Pa/W的蒸发阻力，非穿孔毛毡的该值为6.8。
非织造材料R1的孔隙密度比R4大约低2倍，但抗撕强度高10倍，尽管R1更轻(95g/m2对比120g/m2)。而且，非织造材料R1比前述非织造织物R4具有更低的蒸发阻力(6.7m2·Pa/W对比7m2·Pa/W)。
非织造材料R1因此提供了远超出本领域技术人员的期望的一种很好的折衷方案，其兼顾良好的透气性(蒸发阻力值)和足以使处理产品时不会有撕裂的危险的机械阻力，而且R1很轻(25g/m2，即现有非织造材料R4的20％)，并具有与非穿孔毛毡类似的热性能。
申请人根据NF EN 367、NF EN 366和NF EN 469在四层复合物上进行测试-外部织物，-不渗透性-透气微孔PU(聚氨酯)膜，-非织造材料R1，-卫生衬里。
以下值由NE EN 367提供HTI12＝11HTI24＝15功率为80.75kW/m2(3个测试)。
外部碳化层和PU膜变黑，衬里完整无损。
三个测试是根据NF EN 366、规程NF EN 469(方法B)完成


由此t2-t1等于7t1温度曲线与水平1曲线(痛阈)的相交时间，t2温度曲线与水平1曲线(二度烧伤阈值)的相交时间，t3传送的热通量达到2.5kW/m2所需的时间外层碳化，膜熔化，毛毡变黑，衬里完整无损。
本发明并不限于上述描述的实施方案。
还可使用其他热稳定性合成纤维，如-三聚氰胺纤维，例如Basofil，-芳香族聚酰胺纤维，例如由Lenzing生产的P84，-酚醛纤维，例如由Nippon Kynol制造的Kynol或Saint Gobain制造的Philene，-panpreox纤维，例如由RK Carton Ltd.制造的Panox或由Sigri制造的Sigrafil，-聚丙烯酸酯纤维例如由Courtaulds制造的Inidex，-聚苯并咪唑纤维例如由Hoechst Celanese制造的PBI。
所述非织造针刺材料可以得自芳香族聚酰胺纤维的混合物，例如由Dupont de Nemours制造的Normex、Isomex或Kevlar，或由Teijin Ltd制造的Kermel纤维、Teijin Conex纤维或Technora纤维、由Akzo制造的Twaron、由Unitika制造的Apyeil或由Hoechst制造的HMA。
在某些实施方案中，孔隙密度是不均匀的。
这样当热阻挡层在阻燃衣物中作绝热体时，在通常暴露在直接或间接烧伤危险下的身体区域可采用较高的孔隙密度。
同样地，如果热阻挡层作为绝热体用于防火罩，正对穿戴者的耳朵处可插入更多的孔隙。
本发明也涉及包含从外到内的下述构件的阻燃防护服-外部织物，-微孔膜，-所述的阻燃、热稳定性热阻挡层，-内部卫生衬里。
装备常规衬里的上述类型衣物的蒸发阻力值一般为22～30bar·m2/W(巴·m2/W)。
使用100g/m2的Isomex非织造纤维时可达到上述值。
使用Isomex类型的纤维使得有可能得到低限22bar·m2/W的更低的蒸发阻力值。
在Isomex针刺非织造材料上进行穿孔可以将蒸发阻力值得到10-30％的改进。
在某些实施方案中，外部织物实质上是不渗透的。
该性能对于某些救火行动或周围空气可能有害或有毒的情况尤其重要。
在某些实施方案中，外部织物上装有磷光质和/或荧光带。
微孔膜是例如由Gore-tex或装配在芳香族聚酰胺纤维基材上的含磷聚氨酯制得。
根据预期暴露温度，可使用各种类型的纤维组成非织造热阻挡层。
下述类型的纤维可用于高暴露温度-酰亚胺聚酰胺，聚酰亚胺(P.I.)，-芳香族聚酰胺如Kernel、Teijin Conex、Kevlar、Twaron、Tecnora，-对芳香族聚酰胺、间芳香族聚酰胺，
-聚丙烯酸酯如Inidex，-芳香族共聚酰亚胺，-聚丙烯腈，-聚酯-醚-酮，-聚苯并咪唑，例如由Celanise Corp.制造的PBI纤维，-聚四氟乙烯(P.T.F.E.)，-改性的聚丙烯腈纤维，-聚苯砜，-聚苯硫醚(P.P.S.)。
也可使用上述纤维的混合物，如特别是-芳香族聚酰胺和聚苯并咪唑的混合物，-热稳定聚丙烯腈和聚酰胺的混合物，另外，上述纤维尤其是聚芳香族酰胺，可与玻璃纤维、碳纤维或硅石纤维混合。
下述类型的纤维可用于低暴露温度-聚三氟氯乙烯(P.T.F.C.E.)，-四氟乙烯-全氟丙烯共聚物(F.E.P.)，-聚砜(P.S.O.)，-聚醚砜(P.E.S)，-聚对亚苯基苯并双噁唑(P.B.O.)当需要机械阻力和耐洗性时，尤其对于穿孔针刺非织造毛毡，可以采用非直线缝制，例如采用沿着阻燃膜的波形线。
权利要求
1.一种特别用于防护服的阻燃、热稳定性绝热阻挡层，所述阻挡层由外表面和内表面组成，所述外表面作为屏障起到抵抗外热或辐射源的作用，所述内表面与外表面相对，所述阻挡层包含通向所述外表面和内表面的一组孔眼，而且所述阻挡层的孔隙密度约为2个/平方厘米，其特征在于，所述孔眼的直径约为1毫米。
2.如权利要求1所述的绝热阻挡层，其特征在于，所述孔眼基本上相同并且以矩形或正方形网孔排列。
3.如权利要求1或2所述的绝热阻挡层，其特征在于，所述绝热阻挡层的厚度在1～5毫米的范围内。
4.如权利要求1～3中任一项所述的绝热阻挡层，其特征在于，所述绝热阻挡层由选自下述材料组成的组的材料制成酰亚胺聚酰胺、聚酰亚胺即P.I.、芳香族聚酰胺、对芳香族聚酰胺、间芳香族聚酰胺、聚丙烯酸酯、芳香族共聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚酯-醚-酮、聚苯并咪唑、聚四氟乙烯即P.T.F.E.、聚砜即P.S.O.、聚醚砜即P.E.S.、聚苯砜和聚苯硫醚即P.P.S.、芳香族聚酰胺和聚苯并咪唑的混合物、热稳定聚丙烯腈和聚酰胺的混合物、聚三氟氯乙烯即P.T.F.C.E.、四氟乙烯-全氟丙烯共聚物即F.E.P.、聚对亚苯基苯并双噁唑即P.B.O。
5.如权利要求4所述的绝热阻挡层，其特征在于，所述阻挡层的制备材料还包含选自下述纤维组成的组的纤维金属纤维、玻璃纤维、不燃的粘胶纤维、碳纤维、过氧化的碳纤维、硅石纤维和改性的聚丙烯腈纤维。
6.如权利要求1～5任一项所述的绝热阻挡层，其特征在于，它为非织造材料的形式。
7.如权利要求6所述的绝热阻挡层，其特征在于，其通过水刺粘合形成。
8.如权利要求6或7所述的绝热阻挡层，其特征在于，其由芳香族聚酰胺纤维制成，特别是由纯纤维、低等级标准纤维或再生纤维制成。
9.一种制备权利要求6或8所述的绝热阻挡层的方法，其特征在于，所述方法包括针刺步骤。
10.一种阻燃防护服，其特征在于，其包括至少一种如权利要求1～8任一项所述的绝热阻挡层(1)作为内部绝热体。
11.如权利要求10所述的防护服，其特征在于，其由下述构件组成-芳香族聚酰胺类外部织物，-不渗透性-透气微孔膜，-所述绝热阻挡层，-内部卫生衬里，
12.如权利要求10或11所述的防护服，其特征在于，所述微孔膜由装配在芳香族聚酰胺纤维基材上的含磷聚氨酯薄片制成。
全文摘要
本发明提供了特别用于防护服的一种阻燃、热稳定性绝热阻挡层，所述阻挡层由外表面和内表面组成，该外表面作为屏障起到隔绝外热或辐射源的作用，该内表面与外表面相对，所述阻挡层含有通向内外表面的一组孔眼，其孔隙密度约为2个/平方厘米，其特征在于孔眼直径约为1毫米。
文档编号A41D31/00GK1729883SQ200410078219
公开日2006年2月8日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年8月4日
发明者雅克·富尔莫 申请人:达夫洛特工业公司