[发明专利]抗割、抗油并抗火的手套及其方法

说明书

技术领域

本申请的方面涉及中等重量手套，该手套为柔性的，并保护工作者在含石油环境中工作时免于割伤、擦伤。柔性保护手套的聚合物衬里在油性环境下抗膨胀和分解(degradation)并且还抗火，这是对手套在含石油环境中的要求。这些抗油防割手套可能需要具有抗电路短路的加强衬里。

背景技术

手套被普遍用于在工业或家庭环境中保护手。这些普遍应用的家庭或工业保护手套不抗油也通常不抗割。可用在沥青砂或油页岩环境中的手套需要满足要求手套抗火的特定规范。例如，加拿大国家标准规范CAN/CGSB-155.20-2000详述了用于工作服装保护以免烃闪燃的测试。该规范具有三类，类型1涵盖单层衣物，类型2涵盖多层衣物，而类型3涵盖一次性衣物。

在现有技术中已知一些抗割纤维、针织衬里、涂层手套。包括钢纤维、玻璃纤维、对位芳纶纤维以及伸展链凝胶纺聚乙烯纤维在内的纤维在本领域广为人知。在这些纤维中，通常只有钢纤维、玻璃纤维和对位芳纶纤维满足加拿大规范CAN/CGSB-155.20-2000。伸展链聚乙烯由于聚乙烯纤维着火的能力而通常不被当作阻燃剂。如现有技术公开的通常用于包覆防割纤维的非防割纤维在满足加拿大规范CAN/CGSB-155.20-2000的抗火规范上也有问题。聚酯棉和尼龙6包覆纤维在暴露于火焰时易于着火。但是，聚酯纤维容易烧焦并防止火焰锋传播。尼龙6，6也容易自灭火。

通常，防割衬里由防割纱线制造。现有技术的防割衬里一般包含钢纤维、玻璃纤维、对位芳纶纤维以及凝胶纺伸展链聚乙烯纤维这些纱线由这些防割纤维中的一种或多种构成并可与棉、聚酯和尼龙等缠绕或包覆。例如，授予Kolmes等的美国专利4,777,789和4,838,017公开了具有金属丝芯的防割纱线，其包覆有尼龙、芳纶、伸展链聚乙烯、棉、毛、玻璃纤维、聚酯、聚酯棉、石棉。棉、尼龙、聚乙烯制成的包覆物在暴露于火焰时会着火。此外，这些被包覆的、芯中有金属丝的防割纱线会引起电路短路。授予Collett的美国专利4,651,514公开了不导电、抗磨且抗割的纱线。这种不导电、抗割且抗磨的纱线用于制造保护性覆盖物，并包括直径在大约0.004到0.020英寸范围内的单丝尼龙芯、在具有至少一束(strand)芳纶纤维的芯上的第一包覆物、以及在具有两到八股(ply)结构的膨体尼龙(texturized nylon)芯上的第二包覆物。由于该纱线包含尼龙单丝纱和膨体尼龙，它不抗烃闪燃。授予Kolmes等的美国专利4,936,085和5,177,948公开了非金属抗割纱线，具有包含玻璃纤维束的芯，所述玻璃纤维束被相对大纤度的纤维束以在相反方向上缠绕的两层紧紧包覆，从而完全覆盖包含内芯的玻璃纤维。如美国专利5,177,948所指明的，由于所用的包覆物的圈数数量大，因此被包覆纤维中纤维之间的间距小，其中所述圈数在每英寸8到12圈的范围内。所生产的复合纱线的纤度在美国专利4,936,085中是大约3500旦，在美国专利5,177,948中是2000到5000旦。这种纱线不能被紧密针织从而生产厚的针织衬里。如果由其制造浸乳胶手套，则它们会没有柔性。采用聚酯棉尼龙包覆会使这些纤维失去在烃闪燃应用中的资格。授予Kolmes等的美国专利5,628,172、5,644,907和5,655,358公开了被包覆的抗割纱线。这些复合纱线包含伸展链聚乙烯和聚酯棉，这两种成分都能被点着，因此不适用于烃闪燃应用。一些纱线包含金属抗割纤维，这会造成电路短路。授予Kolmes的美国专利5,845,476公开了具有玻璃纤维芯的复合纱线。该复合纱线的芯包括一个或多个玻璃纤维束，该一个或多个玻璃纤维束包覆有在相反方向上以8到12圈的等级(rate)缠绕的护套束和覆盖束。护套束和覆盖束由伸展链聚乙烯、芳纶、尼龙和聚酯制成，并且由于大纤度护套束和覆盖束的紧密包覆，复合纱线的总体直径较大，即使未缠绕的平行玻璃纤维束只有总共200到600旦的纤度，该复合纱线的纤度也在1800到5000旦的范围内，这意味着护套束和覆盖束完全覆盖玻璃纤维束并显著增加复合纱线的直径。该复合纱线据说能在不破坏玻璃纤维芯的情况下通过针织机针，但由于其大的纤度，只能生产低的每英寸针迹密度的厚针织衬里。当该针织衬里浸在乳胶中时，只生成柔性有限的厚手套。授予Kolmes等的美国专利6,341,483和6,349,531公开了一种多成分纱线，具有非金属抗割芯，该非金属抗割芯可为与聚酯、尼龙、醋酸纤维、人造丝和棉进行空气交织(air interlaced)的伸展链聚乙烯或芳纶纤维。玻璃纤维可用作也进行了空气交织的第三覆盖。采用如聚乙烯、尼龙、醋酸纤维、人造丝和棉这样的可燃纤维成分使这种多成分纱线丧失作为抗烃闪燃衣物的资格。在美国专利6,363,703、6,381,940和6,467,251中公开了含金属丝的抗割纤维，Kolmes等的公开号为2005/0086924的美国专利申请公开了在抗割纤维中采用金属丝，因此不适用于防电短路的应用。另外，这些纤维包含可燃纤维(包括聚乙烯纤维、棉和尼龙等)，会不满足抗烃闪燃的要求。授予Patrick的美国专利6,701,703公开了高性能纱线及制造方法。该纱线包括具有玻璃纤维和金属纤维的芯，其中玻璃纤维具有应力裂纹，金属纤维被芳纶、丙烯酸树脂、三聚氰胺、变性腈纶、聚酯、聚丙烯、尼龙、纤维质制品、硅石、石墨、碳纤维、高密度聚乙烯、聚酰胺、金属、聚苯并咪唑、共聚物制成的护套包覆。该护套不是抗烃闪燃的。授予Threlkeld等的美国专利7,111,445公开了一种抗火缝纫纱线及由其制造的产品。该缝纫纱线具有可拉长纤维(其为尼龙或聚酯)制成的中芯，由玻璃纤维包覆，外覆盖是尼龙和聚酯。用玻璃纤维包覆要求玻璃纤维的纤度非常小，因而不具有抗割性。在着火后，当除了该缝纫纱线的玻璃纤维部分以外所有东西都烧光时，该缝纫纱线暴露于1000℃后易于保持在一起。授予Piat的美国专利7,143,570公开了具有抗割性的线(thread)。该线包括用连续丝作为护套的芯线。该芯是多个玻璃丝并由选自聚酰胺、聚酯、丙烯酸树脂、棉、聚乙烯、聚丙烯以及间位和对位芳纶的连续丝包覆。由于在这种线中可能有非抗燃纤维，故这种线可能不是抗烃闪燃的。另外，采用玻璃纤维丝不会提供高水平的抗割性。在美国专利7,469,526(Patrick)中，一种抗热、抗燃缝纫线采用具有小于大约百分之四拉长率的玻璃丝制成的芯，该芯具有绕该芯环锭纺成的微纤度芳纶纤维护套。当环锭纺成的芳纶纤维具有相反的捻度(twist)时，这种环锭纺纱在玻璃纤维芯中引入捻度。当对这种复合线施加张力时，由于玻璃纤维芯和环锭纺成的芳纶纤维中捻度的松懈，它会拉长大约百分之四。由于围绕芯的环锭纺成的芳纶纤维会易于剥落，故这种复合物用作缝纫线而不适用于针织机中。