[发明专利]包含耐紫外线聚吡啶并双咪唑和聚苯并双唑纤维外层面料的耐热服装

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2005年12月16日提交的美国申请60/751,139的权益，其公开内容通过引用结合到本文中。

发明领域

[0002]本发明涉及聚吡啶并双咪唑纤维与聚苯并双噁唑纤维的混合物以及由其制备的织物和制品。

发明背景

[0003]聚吡啶并双咪唑聚合物为刚性棒状聚合物。已知用该聚合物(其一种聚合物组合物被称为PIPD且已知作为用于制备M5纤维的聚合物)制备的纤维用于耐切割和阻燃防护服装。例如参见PCT申请WO199902169和WO2005002376。用聚合物链之间具有强氢键的刚性棒状聚合物(例如聚吡啶并双咪唑)制备的纤维见述于授权予Sikkema等人的美国专利5,674,969。聚吡啶并双咪唑的实例包括聚(1，4-(2，5-二羟基)亚苯基-2，6-吡啶并[2，3-d：5，6-d’]双咪唑)，该物质可通过四氨基吡啶与2，5-二羟基对苯二甲酸在多磷酸中缩聚制备。Sikkema描述到，在制备一维或二维物体(例如纤维、膜、带等)时，希望聚吡啶并双咪唑具有高分子量，所述分子量对应于25℃在甲磺酸中以0.25g/dl的聚合物浓度测定的相对粘度(“V_rel”或“η_rel”)为至少约3.5，优选至少约5，更特别是等于或大于约10。Sikkema还公开了使用相对粘度大于约12的聚[吡啶并双咪唑-2，6-二基(2，5-二羟基-对-亚苯基)]得到良好的纤维纺纱结果，且可达到超过50的相对粘度(对应于比浓对数粘度大于约15.6dl/g)。

[0004]已报道聚苯并双噁唑(PBO)纤维和聚双咪唑用于耐切割、防钉勾挂(spike resistant)或防弹纤维。总的参见美国专利申请2005/0003727、PCT专利申请WO2005002376、WO2004018754和WO2005/001373。

[0005]美国专利申请2003/0228812公开了聚苯并咪唑(PBI)和PBO纤维在防护服装中的用途。PCT专利申请WO2004023909公开了聚苯并咪唑和聚(对亚苯基苯并双噁唑)纤维和长丝在织物中的用途。多个专利和专利申请报道了芳族聚酰胺纤维与PBO纤维的混合物。参见美国专利申请2005/0065146、2003/0228821和2003/0203690以及美国专利5,233,821、6,624,096和6,914,022。此外，在市售织物中聚苯并咪唑纤维普遍与芳族聚酰胺共混。但是，上述聚苯并咪唑为聚联苯并咪唑(polybibenzimidazole)聚合物且不是刚性棒状聚合物。因此，与刚性棒状聚合物相比，该纤维强度低。

[0006]耐热阻燃防护服装已被消防队员、应急人员、军人和竞赛人员用来挽救生命并降低由于火和其他热事件引起的伤害。虽然聚苯并双噁唑纤维具有高强度和优良的阻燃性，但由该纤维制备的织物和服装非常易受紫外(UV)线的影响，导致纤维强度严重降低，因此危害织物和服装的耐用性。还希望将聚吡啶并双咪唑纤维结合到织物和服装中以利用该纤维优异的阻燃和高强度。因此，需要一种包含耐紫外线的聚苯并双噁唑和聚吡啶并双咪唑纤维的织物，由此作为服装的外层面料更耐用，同时提供优异的阻燃性。

发明概述

[0007]在一方面，本发明涉及包含60-95重量份比浓对数粘度大于20dl/g的聚吡啶并双咪唑纤维和5-40重量份聚苯并双噁唑纤维的阻燃服装。在一些实施方案中，所述聚吡啶并双咪唑纤维的比浓对数粘度大于25dl/g。在其他实施方案中，所述聚吡啶并双咪唑纤维的比浓对数粘度大于28dl/g。

[0008]在一些实施方案中，所述服装包含70-90重量份聚吡啶并双咪唑纤维和10-30重量份聚苯并双噁唑纤维。在其他实施方案中，所述服装包含5-25重量份聚吡啶并双咪唑纤维和75-95重量份聚苯并双噁唑纤维。

[0009]在某些实施方案中，所述聚吡啶并双咪唑和聚苯并双噁唑纤维为短纤维。在其他实施方案中，所述聚吡啶并双咪唑和聚苯并双噁唑纤维为长丝。

[0010]一种可用的聚吡啶并双咪唑为聚[2，6-二咪唑并[4，5-b：4，5-e]吡啶亚基-1，4-(2，5-二羟基)亚苯基]。

[0011]聚苯并双噁唑纤维包括用具有下式的聚合物制备的那些物质：

[0012]在某些实施方案中，本发明涉及一种阻燃服装，所述阻燃服装依次包含：

a)内层耐热衬里(thermal liner)，

b)液体阻挡层，和

c)外层面料，

所述外层面料包含：