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1、第2 6 卷第1 期 2 0 0 5 年2 月 纺织学报 J o u m a lo fT b x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 6 N o 1 F e b 2 0 0 5 功能纺织品用于防护服的探讨 白越1 ，刘徽1 ，陈东生2 ( 1 长春工业大学艺术设计学院，吉林长春1 3 0 0 1 2 ；2 闽江学院服装与艺术工程系，福建福州3 5 0 1 0 8 ) 摘要介绍了应用于防护服的各种高科技纤维和织物的种类，并就功能纺织品的高温、高模、防雨透气、形状记 忆、蓄热保温等防护功能分别作阐述。 关键词 防护服；高科技纤维；织物；功能性纺织品 中图分类号：T s1
2、0 2 5 2 8文献标识码：A文章编号：0 2 5 3 9 7 2 l ( 2 0 0 5 ) 0 1 0 1 2 9 0 3 A p p l i c a t i o no ff u n c t i o n a lt e x t i l e st op r o t e c t i V ed o t l l i n g B A IY u e l ，L I uH u i l ，c H E ND o n g s h e n 9 2 ( 1 A 疗D B s 劬胁i 疵，吼o ，咖n 踟讹m 渺矿7 枞加嘶，咿 m ，朋i ，l 1 3 0 0 1 2 ，仍i M ； 2 脚口n M m 0 ，c
3、f D 琥堍，胁彬口n g 沁M 渺，几勘M ，地洳，l3 5 0 1 0 8 ，醌讹) A b s t r a c tI n t r o d u c e da Uk i n d so fh i g h t e c hf i b e r sa n df h b r i c sf o ra p p l i c a t i o ni np m t e c t i V ec l o t h i n g ，a n dd e s c r i b e dt h e i rs m a r tt e x t i l ef u n c t i o n s ，s u c ha sh i g h s t r e n
4、 对h ，h i g h m o d u l a s ，m i n p r o o f ，p e m e a b i l i t y ，m e m o s h 印e ，h e a tr e s e r v o i ra n dh e a tp r e s e r v a t i o ne t c K e yw o r d sp m t e c t i v ec l o 山i n g ；h i g h t e c h 胁e r ；f a b r i c ；f u n c t i o n a lt e x t i l e s 日常工作生活中，人们会不同程度地暴露在危 及健康和生命的环境之中，如某些
5、军事、能源、医护 等行业。工作人员不可避免地面临着生命和健康的 威胁。因此，作为保护人体安全的必备用品，防护服 的生产与开发在高技术纺织品市场中已经成为不可 忽视的重要环节。由于涉及领域极为广泛，而每个 领域对产品性能都有着特殊的要求，所以防护服也 是突出体现高新科技和高附加值的功能性产品。 在防护服的更新换代过程中，聚合物技术的发 展与特殊纤维、纱线和织物生产工艺的不断成熟起 到了积极的推动作用。例如在纺丝工艺方面，从以 往的熔融法、湿干纺丝法发展到双组分纺丝和超细 纤维纺丝法，为防护服产品的开发提供了更多的功 能性选择。现介绍一些目前应用于防护服的功能 性纺织材料。 1 功能性纤维 1 1
6、 芳香尼龙纤维 目前市场上针对防护服开发的对位芳香尼龙纤 维有杜邦公司的K e v l a r 、A c o r d i s 公司的T w a m n 和 T e i i i n 公司的T e c h n o m 等品牌。这些产品具有高强、 阻燃、耐高温吸收动能等特点，主要应用于防弹、防 割、防锯和防尖锐物体伤害，如软装甲领域的防弹背 心；机械加工领域的防切割手套、护袖和护腿；硬装 甲领域的头盔和车辆、飞机的装甲板，作为不锈钢的 替代材料。 间位芳香尼龙纤维的特点是耐高温、低模量、韧 性适中。因此在热稳定性方面功能显著，适用于过 热防护和电绝缘防护。该类产品有N o m e x 、K e 珊e
7、 l 和c o r e X 。杜邦公司的N o m e x 是早期防护纤维，也是 现在赛车驾驶员常用的标准防火防护材料。已经应 用于防护服的K e H n e l 纤维具有非凡的耐高温和防 火花性能，可与多种纤维进行混纺幢1 。 1 2 超高强聚乙烯纤维 超高强聚乙烯纤维( u H M P E ) 是一种高强、高模 量的纤维，具有质轻、耐磨、防水、抗腐蚀和抗紫外线 等特点，产品有A l l i e ds i g n a l s 公司的s p e c t r a ，D s M 公 司的D v n e e m 和M i t s u i 公司的T e k m i l o n 。与芳香尼 龙纤维一样，
8、u H M P E 可以防弹、防切割和防刺伤。 以s p e c t r a 为例，其质量只是K e v l a r 芳香尼龙纤维的 2 3 ，而防护能力却是K e v l a r 的1 3 倍，使着装者感觉 轻便而且舒适。目前s p e c t r a 和D y n e e m a 纤维已广 泛应用于身体装甲服装和头盔。u H M P E 的针织面 料还可用作防割手套，为在薄金属板、玻璃切割等领 域作业的工人提供防护。 另外联合公司将自产的超高强聚乙烯纤维织入 作者简介：白越( 1 9 7 2 ) ，女，满族，讲师，博士。主要从事三维人体扫描的研究。 万方数据 PDF Watermark R
9、emover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【1 3 0 】 纺织学报2 0 0 5 年第1 期 尼龙中，生产出具有卓越抗撕裂和耐磨性能的纺织 品，可作为登山滑雪等危险运动所需的靴鞋、服装及 运动装备。 1 3 N o v o l o i d 纤维 由K v n o l 纤维制成的机织或非织造面料阻燃性 能优于其它面料，在任何温度下不会发生熔融、脆 裂、皱缩现象，且有毒气过滤作用。该纤维还具有其 它方面的优点，如质地轻薄、手感柔软、穿着舒适；耐 酸、耐漂，能够抵御刺激性化学试剂和气体；具有电、 热绝
10、缘性；可以单独织造，也可与其它纤维混纺。 1 4P I 州纤维和P B o 纤维 在机械和装甲防护方面，P E N 和P B 0 的开发令 全球纺织行业为之瞩目。与普通涤纶纤维相比， P E N 纤维具有更高的模量、玻璃化温度和更好的抗 水解作用与尺寸稳定性。由T 0 y o b o 公司研制的高 性能P B O 纤维，它的强度和模量远远超出当今市场 上的任何纤维种类，分别为5 8G P a 和1 8 0 2 5 0G P a ，其分解温度高达6 5 0 。 2 高性能织物 2 1 超细纤维织物 随着纺丝工艺的发展，越来越多的超细纤维得 以应用到防护服领域。由于超细纤维可以更加紧密 的织成织物
11、，因此在具有良好透气性和悬垂性的同 时，能够防止液体渗透。如经过特殊工艺纺出的涤 纶长丝线密度只有0 1 1 0 3 3d t e x ，可制成具有上 述功能的多功能机织物或非织造布。超细纤维的另 外一种用途是织造多层机织和针织织物，以涤纶和 丙纶分别织成的双层或三层针织面料既能够快速吸 水，又能促进水分蒸发保持干爽手感，因此能将人体 产生的汗液迅速吸收传递至面料表面蒸发，保持人 体的舒适性。 2 2 透气面料 1 9 7 6 年，G O R E T E X 雨衣面料的成功开发是防 水透气面料发展过程中取得的最大突破。这种面料 是由聚四氟乙烯( F r r F E ) 材料制成的、每平方厘米内
12、 分布着1 3 亿个直径只有0 2m m 的微孔薄膜，可有 效隔离水滴、灰尘和细菌。微孔的均匀分布还可使 薄膜表面的水蒸气迅速扩散，保持织物表面的干爽。 而新近推出的G O R E T E xx C R 突破了过去G O R E T E x 薄膜无法延伸的缺点，在弹性拉伸上提高了 2 5 ，更能改善穿着者的舒适度。 美国A r t h u rD “t t l e 公司设计的多层合成过冷 防护服采用P T F E 涂层整理的芳纶针织物作为外 层内层是经亲水整理的涤纶绒毛内衣，中间层是蓬 松的涤纶绒毛隔热层。这种服装既能防水防风、保 持体温，又能吸湿排汗，适用于南极等寒冷地带。 3智能织物 智能纺
13、织材料是从纺织纤维和消费品中派生出 来的新一代纺织新品，它能够对外界环境和人体作 出感应，并改变材料性能以适应外界变化。近年来， 智能纺织品取得了快速的发展，如将形状记忆材料 和相变材料植入织物层中，通过改变人体与环境形 成的微气候来达到保护人体的作用。 3 1 形状记忆纤维 目前研究和应用最为普遍的形状记忆纤维是镍 钛合金纤维，其工作原理是在第一次热成型时记忆 外界赋予的初始形状，冷却后可以任何形状进行第 二次成型，当受到包括光能、电能和声能等物理因素 及酸碱度、螯合反应和相变反应等外界环境刺激时， 能够可逆地回复到原始形状。 由英国防护服装和纺织品机构研制的防烫伤服 装中，镍钛合金纤维被初
14、次定型成宝塔式螺旋弹簧 状，而后进一步加工成平面状并固定在服装面料内。 当服装表面接触高温时，形状记忆纤维的形变被触 发，纤维迅速由平面变回宝塔状，在两层织物内形成 很大的空腔，使高温远离人体皮肤，预防烫伤发生。 D i a p l 既是一种具有记忆功能的聚氨酯薄膜，可 与多种时尚的功能衣料进行层压复合。当外界温度 高于玻璃化温度时，D i a p l e x 薄膜内出现微观布朗运 动，形成微小气孔，水蒸气和体热可以通过小孔散 发。随着穿着者体表温度和周围环境的变化，薄膜 也会发生改变，表现出高拒水性1 。 3 2 相变材料 一般物质由固态转变为液态或逆向转变时会吸 收或释放热量并达到平衡。相
15、变材料的发展正是应 用这种原理，将含有不同链长、可以在人体体温范围 内发生相变的材料加入纤维或织物中制成服装，根 据环境的变化吸收或释放热量，保护人体不会因外 界温度的剧烈变化而受到伤害1 。 相变材料以液态形式注入直径约为l 1 0 弘m 的耐磨、耐压、耐高温和化学品的微胶囊中，这种微 胶囊相变材料可与聚氨酯溶液混合，涂层到织物表 面；或者与聚氨酯泡沫基质混合后与织物进行层压 处理。采用相变材料的防护服具有吸热、隔热等温 度调节功能。 持有该项技术的瑞士s c h o e l l e r 公司开发的 c o r - 怕rT e m p 恒温纤维与织物即是采用相变材料来 达到蓄热保温功效，使穿
16、着者在忽冷忽热的恶劣环 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 5 年第1 期纺织学报【1 3 1 】 境中，也能保持正常体温1 。 3 3 蓄热保温调温材料 日本在功能性纺织材料创新方面一直处于遥遥 领先的地位，尤其在开发具有蓄热和放热功能的防 护服及运动服领域里更是有着突破性的进展。采用 超细纤维的膨松网状结构达到消极保温的要求，而 利用纤维本身的放热功能可产生积极的加热效果。 最早的生热复合纤维是日本u n i t i k aT e x
17、t i l e s 公 司开发的n e 珊o t r o n ，它在涤纶和锦纶产品中加入碳 化锆( z r C ) 作为复合纤维的内芯。由于z 以可以吸 收太阳光( 近红外线和可见光) 并释放远红外线，在 阳光下它能使服装内部的温度比常规纤维面料升高 6 8 ，因此穿着由r I h e 砌o t m n 制成的外套会有热 感“ J 。日本K a n e b oG o h s e n 公司推出的M a s o n i c N 锦 纶是用共轭纺丝技术制成的皮芯结构陶瓷纤维，能 吸收远红外线。 3 4 凉爽型织物 目前在该领域的创新发展是将保水型纤维加入 织物结构中，使其介于外层透气面料，如棉或N
18、o m e x 和具有吸湿排汗导热功能的内层织物之间1 。这类 内层织物是利用天然纤维、超细纤维表面的微细沟 槽或异型断面纤维的虹吸、扩散和传输机理，通过混 纺或组织变化等工艺生产的面料。它能迅速将肌肤 表面的湿汽或汗液排出，带走运动产生的热量，保持 肌肤的干爽与清凉。代表性产品有杜邦公司的 c o o l m a x 吸湿排汗纤维及产品；东丽公司的c o o l m a g i c 是具有独特双层布料结构和吸湿快干功能的涤纶织 物；日本T 0 v o b o 公司的D D D 涤纶针织物是由扁形 截面( 1 ：5 ) 改性涤纶长丝纱线制成，在三个方向上 ( 水平、垂直与截面) 迅速完成吸湿、
19、透湿与风干 功能。 4结论 当今，由于纤维、聚合物、化学及织物生产工艺 的快速发展成为开发防护服强有力的技术推动力， 而技术的发展必定要以市场为导向，因此要基于性 能稳定、人体安全、穿着舒适与绿色环保等多方面来 进行功能性防护服产品的开发。 参考文献： 1 s h i s h 0 0R T e c h n o l o g yf o rc o r n f m J T e x t i l eA s i a ，1 9 8 8 ，( 6 ) 2JC 8 s s a tR ，H 0 e s s iJ K e H 舱lt e c h AN e wF i b e rf o rI n d u s 试a lA
20、p p l i c a t i o n s A T e c h t e x t i ls y m p o s i u m ，M e s s eF m k f I m ，1 9 9 5 ，l e c t u r e2 5 6 3 s h i s h 0 0R G l o b a la d v 粕c e si nt e c h n i c a lf i b e r sa n d 仙m l J 8p r o d u c t sf o r s p e c i a l i t ya p p l i c a t i o n s AJ T e c h t e x t i l N o r t hA m e r
21、 i c 蚰S y m p o s i u m 2 0 0 0 ，A t l a I l t a ，2 0 0 0 ( 3 ) ：4 2 2 4 赵丽丽智能纺织品概述 J 国外纺织技术，2 0 0 3 ，( 1 2 ) ：1 5 5k i t c hP I n t e l 8 c t i v eT e x t i l e s ：N e wM a t e r i a l si nt h eN e wM i u e 皿i u m P a r tI J Jo fI n d u s 试a lT e x t i l e 8 ，2 0 0 0 ，( 3 ) ：1 7 3 1 9 0 6 胡发祥功能性纺织品
22、开发应用新进展( 上) J 纺织导报， 2 0 0 3 ，( 3 ) ：4 0 一4 2 7 S h j 8 h o oR R e c e n td e v e l o p n l e n ti nm t e r i 8 l sf o ru s ei np r a t e c t i v e c I o “n g J I m e m a t i o n a IJ o 哪a Io fc l o t h i “gS c i e n c e 蚰dT e e l l I l o l o - 盯，2 0 0 2 ，( 3 ，4 ) ：2 0 1 2 1 5 8 s t I l l lJ0 c o o l
23、 e rf a b r i c sf o rp m t e c t i v e 印p a r e I n d u s 晡a lF a b r i c P r o d u c t sR e v i e w ，2 0 0 0 ，( 1 1 ) ：8 6 2 ( 上接第1 2 8 页) 于纺织产业发展的宏观政策，加强对纺织业发展的 总体规划，控制总量，防止过度扩张，为企业创造宽 松的体制环境，通过政策引导，使纺织产业链上各部 门协调、合理、健康、有序地发展。 3 4 培育优势企业集团 纺织业属于投资相对较少，见效快，进入壁垒 小，竞争性强的行业，从目前情况看，绍兴纺织企业 由数量庞大的中小企业构成，
24、尽管总量很大，但缺乏 世界级企业，引发了产业链上各部门发展不平衡和 过度竞争。因此，政府应加强对纺织业发展的规划 和引导，适当控制中小纺织企业数量，重点支持和扶 持现有骨干企业和知名企业的发展，培育世界级的 纺织企业，鼓励企业纵向一体化，鼓励中小企业与大 企业的联营与协作，形成分工合作的产业链。对于 具有技术、管理、资金或品牌优势的纺织企业，可以 通过并购、重组等方式，将产业链上其它创造价值的 环节纳入其产权范畴，具体可以从纤维制造延伸到 服装，通过产权控制，使生产能力向优势企业集中， 形成内部具有规模经济效益和现代管理基础的大企 业、大集团，以提高产品生产的集中度，提高上下游 行业的关联度，
25、从而提升产业整体水平。 参考文献： 1 王辑慈创新的空间一企业集群与区域发展 M 北京：北京 大学出版社，2 0 0 1 3 2 2 绍兴市建设先进制造业基地课题组建设绍兴先进制造业基 地的初步设想 A 见：绍兴市政府打造绍兴先进制造业基 地论文集 c 2 0 0 3 1 7 3 顾庆良提高综合竞争力2 1 世纪中国纺织产业的目标 A 见：中国纺织协会2 0 0 0 2 0 0 1 中国纺织工业发展报告 c 北京：中国纺织出版社，2 0 0 1 2 0 7 4 周建战略联盟与企业竞争力 M 上海：复旦大学出版社， 2 0 0 2 8 0 9 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark