CN106263125A - 一种具有智能调节结构功能的灭火救援服 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功能性服装领域，尤其涉及一种具有智能调节结构功能的灭火救援服，包括上衣和/或裤子，上衣和/或裤子从内至外依次包括舒适层、隔热层、防水透气层、最外层，舒适层的面料为形状记忆合金织物，舒适层与隔热层衍缝，形状记忆合金织物是以形状记忆合金丝作为部分纬向纱线，与阻燃纱线混合交织而成，该救援服在常规作业环境下，保持轻薄的服装结构和较低的热阻、湿阻，能够降低热应激，延长工作时间，在极端危险环境下，可以自发改变服装结构，提供足够的防护性能，当着装者从高温环境中转至常规环境后，该救援服又可以自动恢复到轻薄状态，增加散热效果，该灭火救援服具有可智能调节、穿着舒适、不影响肢体运动、环保等优点，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于功能性服装领域，尤其涉及一种具有智能调节结构功能的灭火救援服。
背景技术
在我国经济高速发展的背景下，工业生产和社会生活中的爆炸、火灾、地质灾害、高压蒸汽、高温液体喷溅等灾难性事故仍时有发生，职业工人的生命安全受到很大威胁。基于此，需要研制特定的热防护服装，以保障职业工人的健康和人身安全。传统的热防护服主要通过多层服装组合来提高热防护性能。但是，这种多层结构的传统热防护服相对比较厚重，严重影响了着装者的动作灵活性，且透气性较差，不利于热量排散。
以灭火救援服为例，消防员在工作期间有高达80％的时间并不会直接面对火焰和强热辐射的极端环境，而是处于低辐射的危险环境和一般环境中。厚重且透汽性差的救援服不仅加重消防员的体力支出，还严重阻碍了人体的散热性能，过多的代谢热储存在体内，导致产生诸如缺水、头晕、休克等热应激有关的症状，甚至会使着装者出现生命危险。由此可见，防护性和舒适性是制约灭火救援服发展的主要矛盾。
为提高灭火救援服的防护性和舒适性，主要从材料和服装结构上着手。在材料方面，充分运用各类高性能纤维进行科学合理的组合，并在此基础上研制出新的混纺纤维、纱线和面料，从而设计满足不同需求的灭火救援服。常见用于灭火救援服的纤维包括玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶1313、芳纶1414等，也可采取后处理的方式，即将普通面料浸泡于阻燃剂中，获得一定的阻燃性能。
在保证安全的前提下，研究者们采取不同的手段调整灭火救援服的结构与款式来降低热应激。例如，通过改变服装的长度和围度、腋下或后背增加拉链、服装开口等方式，提高服装的散热通风效果，降低热应激，提高职业工人的工作效率。此外，欧洲国家采用减去救援服的防水透气层的方式提高透气性并保证舒适性。
阻燃纤维材料的发展已经相对成熟，其研发的难度很大。同时，仅改变纤维材料并不能有效降低热应激。传统的多层结构使得热防护服比较厚重且透气性差，仅仅改变结构和款式设计来加强通风散热，其作用非常有限，并不能完全有效地缓解应急救援过程中产生的热应激。因此，上述手段均不能达到理想的使用效果，满足散热效果优良、穿着舒适、不影响肢体运动等要求的救援服有待进一步研发。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种具有智能调节结构功能的灭火救援服，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有智能调节结构功能的灭火救援服，该救援服在常规作业环境下，保持轻薄的服装结构和较低的热阻、湿阻，能够降低热应激，延长工作时间，在极端危险环境下，可以自发改变服装结构，提供足够的防护性能，当着装者从高温环境中转至常规环境后，该救援服又可以自动恢复到轻薄状态，增加散热效果，该灭火救援服具有可智能调节、穿着舒适、不影响肢体运动、环保等优点，实用性强。
本发明提出的一种具有智能调节结构功能的灭火救援服，包括上衣和/或裤子，所述上衣和/或裤子从内至外依次包括舒适层、隔热层、防水透气层、最外层，所述舒适层的面料为形状记忆合金织物，所述舒适层与所述隔热层衍缝，所述形状记忆合金织物是以形状记忆合金丝作为部分纬向纱线，与阻燃纱线混合交织而成。
进一步的，所述形状记忆合金丝的直径为0.1～0.4mm，形变温度45℃～55℃。
进一步的，所述上衣包括前襟、后裾和袖管，所述上衣的舒适层分布于所述前襟的腰部以上、所述后裾的肩部、所述后裾的背部以下至腰部以上、所述袖管的肘部以上，位于所述前襟和后裾上的舒适层中，形状记忆合金丝的间距为4cm，位于所述袖管上的舒适层中，形状记忆合金丝的间距为5cm。
进一步的，所述裤子包括前片和后片，所述裤子的舒适层分布于所述前片和后片上，位于所述前片和后片上的舒适层中，形状记忆合金丝的间距为3-5cm。
进一步的，所述前襟设有将其对开分的前中，所述前襟腰部两边各设有第一贴袋，所述前襟左胸处设有三个条带环状收纳附件，所述袖管上设有第二贴袋。
进一步的，所述前襟的胸部和腰部、所述袖管的袖口和肘部、所述后裾的背部和腰部设有第一横向反光条。
进一步的，所述后裾的背部设有纵向拉链。
进一步的，所述袖管的肘部设有第一活褶，所述袖管的袖口设有拉链。
进一步的，所述前片的骨盆侧缝处设有第三贴袋，所述前片的膝盖部位设有第二活褶，所述前片的小腿中部、所述后片的小腿中部设有第二横向反光条。
进一步的，所述后片的腰部设有背带，所述背带与所述后片通过纽扣固定，所述后片上设有口袋。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明在灭火救援服的上衣和裤子内设置了面料为形状记忆合金织物的舒适层，形状记忆合金织物随着温度的变化可以可逆地形变，在常规作业环境下，形状记忆合金织物处于平复的状态，使救援服保持轻薄的服装结构和较低的热阻、湿阻，能够降低热应激，延长工作时间；在极端危险环境下，即温度较高的情况下，形状记忆合金织物弯曲变形，使织物层间产生空气隔热层，为救援服提供足够的防护性能；当着装者从高温环境中转至常规环境后，该救援服又可以自动恢复到轻薄状态，增加散热效果，该灭火救援服具有可智能调节、穿着舒适、不影响肢体运动、环保等优点，实用性强。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明中上衣的结构示意图；
图2是本发明中上衣的结构示意图；
图3是本发明中裤子的结构示意图；
图4是本发明中裤子的结构示意图；
图5是本发明中形状记忆合金织物的结构示意图；
图6是本发明中形状记忆合金织物的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1至6，本发明一较佳实施例所述的一种具有智能调节结构功能的灭火救援服，包括上衣和裤子，上衣包括前襟1、后裾2和袖管3，裤子包括前片4和后片5，上衣和裤子从内至外依次包括舒适层6、隔热层、防水透气层、最外层，舒适层6的面料为形状记忆合金织物，舒适层6与隔热层衍缝。
形状记忆合金织物包括阻燃纱线和形状记忆纱线，形状记忆纱线可以是形状记忆合金丝作为单纱，也可以是以形状记忆合金丝作为芯纱被阻燃纤维包缠而成的复合纱，复合纱可使面料更加舒适。形状记忆纱线与阻燃纱线采用平纹交织，形状记忆纱线以纬纱织入。
形状记忆合金丝的相变温度为45℃～90℃，可根据具体使用环境和位置设定相变温度。例如，将形状记忆合金丝应用于消防服的外层材料中，可选择相变温度较高(70～90℃)的合金丝；若将合金丝用于防水透气层，可选择相变温度适中(55～70℃)的合金丝；如果将合金丝用于隔热层，可选择相变温度为45～55℃之间的合金丝。该合金丝直径为0.1～0.4mm，其高温相形状为正弦曲线状，波高为20～50mm，波长为40～100mm，低温相形状为长直丝状。形状记忆合金丝包括镍钛合金丝、铜基合金丝等，优选地，镍钛合金的抗拉强度为850Mpa，镍含量为55.4～56.2％。
阻燃纱线由阻燃纤维加捻而成，如捻系数为50～100，具体捻数根据阻燃纤维的种类和性能而定，加捻使纱线中单丝紧密抱合，使纱线整体性能得到加强，阻燃纱线加捻使记忆合金丝在长期反复收缩拉伸、反复改变织物整体形态时，不易以单丝抽出，增加织物整体的抱合力度。阻燃纤维包括对位芳纶、间位芳纶、聚苯并咪唑纤维、三聚氰胺纤维、芳砜纶、玄武岩纤维等。
在常温相温度时，对形状记忆纱线与阻燃纱线进行纺织加工，优选地，采用平纹交织法，交织点多。形状记忆纱线以纬纱织入，便于后期制作服装时不会因织物形变引起服装长度缩短。
在织造过程中，考虑到单根形状记忆合金丝或复合纱较普通纱线的直径大，根据形状记忆合金丝或复合纱收缩时的高度，将其有序排列，每3～5cm排布一根形状记忆合金丝或复合纱，以便在织物形变时形成均匀的空气层，降低织物成本和重量。
当外界温度升高至高温相变温度时，形状记忆合金丝发生相变，在服装面料夹层内形成空气层，较薄的空气层起到隔热效果不明显，而较厚的空气层易产生对流导热。根据织物防护性能TPP实验中，比较最终形变高度不同的弹簧形成的空气层，界定最合适的空气层厚度，从而制定高温相形状记忆合金丝的波高和波长，使织物达到最大隔热效果。
在本实施例中，形状记忆合金织物优选形变温度为45℃左右的合金丝。当温度超过形变温度时，合金丝会逐渐变形成波浪状，织物凹凸起伏，最高形变量为25mm。
上衣采用上窄下宽的款式，上衣领口前低后高。前襟1的腰部以上分布有舒适层6，其中，形状记忆合金丝的间距为4cm。前襟1上设有将其对开分的前中7，前中7的宽为7cm。前襟1腰部两边各设有含有褶裥的第一贴袋8，尺寸为14cm×16cm，褶裥宽度为5cm。前襟1左胸处设有三个条带环状收纳附件，尺寸为4cm×1.5cm。前襟1的胸部和腰部、袖管3的袖口和肘部、后裾2的背部和腰部对应前襟1的胸部和腰部处设有第一横向反光条9，宽度为4cm，第一横向反光条9上均匀分布有直径为3mm的圆形孔。
后裾2以背部的第一横向反光条9为界分为上下两块区域，上部区域设有纵向拉链10，用于通风散热，下部区域分为左中右三片，其中中片11的宽度为20cm，且设有褶裥，褶裥的宽度为10cm。后裾2的肩部、背部以下至腰部以上的左片12和右片13分布有舒适层6，其中，形状记忆合金丝的间距为4cm。
袖管3采用三片袖设计，左边袖管3上设有第二贴袋14，尺寸为8cm×15cm，用于放置通讯工具等。袖管3的肘部设有椭圆形的第一活褶15，袖口设有拉链16，长度为15cm，可以在日常使用环境中，打开拉链16，促进通风对流，辅助人体散热，减少热应激。袖管3的肘部以上分布有舒适层6，其中，形状记忆合金丝的间距为5cm。
裤子的裆部采用提档处理。前片4的骨盆侧缝处设有第三贴袋17，尺寸为14cm×16cm。前片4的膝盖部位设有椭圆形的第二活褶18，便于膝盖弯曲。前片4的侧缝自第三贴袋17以下至膝盖处设有散热通风拉链，长度为15cm。前片4设有半圆形的搭门19。前片4的小腿中部、后片5的小腿中部设有第二横向反光条20，宽度为4cm，第二横向反光条20上均匀分布有直径为3mm的圆形孔。前片4除第二活褶18以外分布有舒适层6，第二活褶18与舒适层6的间距为3cm，其中，第二活褶18上方的形状记忆合金丝间距为3cm，第二活褶18下方的形状记忆合金丝间距为5cm。
后片5的腰部设有H型的背带21，背带21的宽度为4cm，背带21与后片5通过四颗纽扣固定，便于拆卸，背带21上设有调节其长度的滑扣22。后片5上设有含褶裥的口袋23。后片5整体分布有舒适层6，其中，形状记忆合金丝的间距为3-5cm。
最外层的面料采用芳纶1313和芳纶1414混纺织物或芳纶与PBI混纺织物、玄武岩织物等。防水透气层采用PTFE膜层压在芳纶基底上，且防水透气层具有均匀分布的凸点。隔热层为芳纶毡。
综上所述，本发明在灭火救援服的上衣和裤子内设置了面料为形状记忆合金织物的舒适层6，形状记忆合金织物随着温度的变化可以可逆地形变，在常规作业环境下，形状记忆合金织物处于平复的状态，使救援服保持轻薄的服装结构和较低的热阻、湿阻，能够降低热应激，延长工作时间；在极端危险环境下，即温度较高的情况下，形状记忆合金织物发生弯曲变形，使织物层间产生空气隔热层，为救援服提供足够的防护性能；当着装者从高温环境中转至常规环境后，该救援服又可以自动恢复到轻薄状态，增加散热效果，该灭火救援服具有可智能调节、穿着舒适、不影响肢体运动、环保等优点，实用性强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：包括上衣和/或裤子，所述上衣和/或裤子从内至外依次包括舒适层、隔热层、防水透气层、最外层，所述舒适层的面料为形状记忆合金织物，所述舒适层与所述隔热层衍缝，所述形状记忆合金织物是以形状记忆合金丝作为部分纬向纱线，与阻燃纱线混合交织而成。
2.根据权利要求1所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述形状记忆合金丝的直径为0.1～0.4mm，形变温度45℃～55℃。
3.根据权利要求1所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述上衣包括前襟、后裾和袖管，所述上衣的舒适层分布于所述前襟的腰部以上、所述后裾的肩部、所述后裾的背部以下至腰部以上、所述袖管的肘部以上，位于所述前襟和后裾上的舒适层中，形状记忆合金丝的间距为4cm，位于所述袖管上的舒适层中，形状记忆合金丝的间距为5cm。
4.根据权利要求1所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述裤子包括前片和后片，所述裤子的舒适层分布于所述前片和后片上，位于所述前片和后片上的舒适层中，形状记忆合金丝的间距为3-5cm。
5.根据权利要求3所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述前襟设有将其对开分的前中，所述前襟腰部两边各设有第一贴袋，所述前襟左胸处设有三个条带环状收纳附件，所述袖管上设有第二贴袋。
6.根据权利要求3所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述前襟的胸部和腰部、所述袖管的袖口和肘部、所述后裾的背部和腰部设有第一横向反光条。
7.根据权利要求3所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述后裾的背部设有纵向拉链。
8.根据权利要求3所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述袖管的肘部设有第一活褶，所述袖管的袖口设有拉链。
9.根据权利要求4所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述前片的骨盆侧缝处设有第三贴袋，所述前片的膝盖部位设有第二活褶，所述前片的小腿中部、所述后片的小腿中部设有第二横向反光条。
10.根据权利要求4所述的具有智能调节结构功能的灭火救援服，其特征在于：所述后片的腰部设有背带，所述背带与所述后片通过纽扣固定，所述后片上设有口袋。
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