CN108943944A - 一种高可视防电弧多层复合面料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高可视防电弧多层复合面料，至少包括表层面料和里层面料，所述表层面料和里层面料之间通过阻燃胶贴合；所述表层面料由腈氯纶、兰精阻燃粘胶、阻燃棉中的两种或两种以上纱线织成；所述里层面料由硅氮系阻燃粘胶和对位芳纶、以及芳砜纶和聚酰亚胺中的一种或两种纱线混纺而成；所述阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA。通过上述方式，本发明面料能够具有长久、优异的阻燃、防电弧效果，且面料具有吸湿透气、穿着舒适、抗菌保健的功能。
Description
技术领域
本发明涉及面料领域，特别是涉及一种高可视防电弧多层复合面料。
背景技术
高可视面料广泛应用于铁路、交管、电力维修等经常需要在雨天、雾天、夜晚等能见度低的条件下工作的行业，例如，交管工作人员穿着高可视服装，可有效地提醒过往车辆，避免发生意外。出于对荧光警示防护性能的重视，世界多个国家都出台了关于服装荧光度的标准。
但是一件防护服，具有荧光度的功能是不够的，例如、从事电力行业的工作人员，会经常面临电弧爆炸，火灾等危险，因此他们所穿着的工作服还需要具有阻燃、防电弧等多重功能。
陕西元丰公开了一种荧光阻燃多功能性双层面料及其制备方法（公开号：CN105483898A），采用了涤纶作为面纱，阻燃纱线作为里纱，通过纱线的表里交织，使两层面料连接在一起，通过给涤纶上染荧光色得到双层荧光阻燃面料，但是涤纶面料的阻燃防护性能较差，遇火会出现破洞、熔融的现象；为了实现更高要求的安全防护，必须使用具有永久阻燃性能的高性能纤维。杭州奥荣科技公开了一种双层防电弧面料（公开号：CN203913517U），表层由芳纶1414、腈氯纶、尼龙和阻燃粘胶组成，所述里层面料为芳纶1313和阻燃粘胶组成，该种面料具备优异的阻燃性能和防电弧性能，但是上述阻燃面料存在染色难题，无法满足荧光度的要求。国外对于荧光防电弧面料的研发也十分重视，美国通用电力公司公开了一种三层复合的高可视阻燃面料（公开号：US20090029618A1），该种面料表面使用阻燃涤纶，涤纶存在遇火熔融、阻燃隔热性能差的问题，里层使用阻燃面料，中间为PTFE防水透气膜，在实现荧光阻燃的同时，还赋予了面料防水透湿等功能，但是PTFE在250℃的高温下会裂解释放出碳酰氟和全氟异丁烯等剧毒物质，此外PTFE膜还存在剥离强力小，透汽效果相对较差等缺点，限制了该面料的使用前景。
随着人们安全意识的日益升高，世界范围内的安全防护服装的总消耗量也逐年上升，对于安全服装的性能要求也逐渐提高，要实现更高要求的安全防护，必须使用永久阻燃的高性能纤维，但目前市场上使用的防护材料，包括芳纶、阻燃粘胶等在内，都无法达到荧光色的要求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种高可视防电弧多层复合面料，符合国内外荧光度的标准，具有长久高效的阻燃、防电弧效果，且面料吸湿透气、穿着舒适，并具有一定的抗菌保健功能，填补了国内荧光防电弧面料的空缺。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高可视防电弧多层复合面料，至少包括表层面料和里层面料，所述表层面料和里层面料之间通过阻燃胶贴合；所述表层面料由腈氯纶、兰精阻燃粘胶、阻燃棉中的两种或两种以上纱线织成；所述里层面料由硅氮系阻燃粘胶和对位芳纶、以及芳砜纶和聚酰亚胺中的一种或两种纱线混纺而成；所述阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA。
在本发明一个较佳实施例中，所述表层面料为经荧光染色的高可视阻燃面料，所述里层面料为防火阻燃面料。
在本发明一个较佳实施例中，所述表层面料的克重为100-300g/m2。
在本发明一个较佳实施例中，所述里层面料的克重为50-200g/m2。
在本发明一个较佳实施例中，所述阻燃胶的含量为5-20g/m2。
在本发明一个较佳实施例中，所述表层面料由20%-60%的腈氯纶、30%-70%兰精阻燃粘胶和0-50%的阻燃棉混纺而成。
在本发明一个较佳实施例中，所述表层面料由60%的腈氯纶和40%的兰精阻燃粘胶混纺而成。
在本发明一个较佳实施例中，所述里层面料由30-50%的硅氮系阻燃粘胶、40-70%的芳砜纶、2-10%的对位芳纶混纺而成。
在本发明一个较佳实施例中，所述的里层面料由30-50%的硅氮系阻燃粘胶、20-35%的芳砜纶、20-35%的聚酰亚胺、2-10%的对位芳纶混纺而成。
在本发明一个较佳实施例中，所述高可视防电弧多层复合面料还包括通过阻燃胶粘覆在所述表层面料和所述里层面料之间的功能性膜。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用了腈氯纶、兰精阻燃粘胶等纤维作为表面纱线的原材料，保证了高可视效果，可满足标准要求，且具有防电弧效果。
2、表层和里层面料使用阻燃粘胶纤维，在满足阻燃防火性能的前提下，提升了面料的透气透湿性能，增加了面料的舒适性。
3、通过阻燃胶将表里两层面料贴合，使面料同时具有高可视、高阻燃防护和防电弧性能。
4、通过在面料之间增加功能性阻燃膜，可使面料具备防水、透气、透湿等多功能性。
5、使用了芳砜纶、聚酰亚胺等隔热效果要优于芳纶的纤维作为原料，可有效提升面料的隔热防护效果。
6、里层面料使用了硅氮阻燃粘胶、芳砜纶和聚酰亚胺干热收缩性能优异的纤维，减少了面料受到电弧热危害时，因面料收缩贴近皮肤引起的二次伤害的风险。
7、在里层面料中添加了对位芳纶，有效提高了面料的防电弧指标。
8、里层面料使用了硅氮系阻燃粘胶，使面料具有了抗菌保健的功能。
附图说明
图1是本发明一种高可视防电弧多层复合面料的一种结构示意图；
图2是本发明一种高可视防电弧多层复合面料的另一种结构示意图；
图3是本发明一种高可视防电弧多层复合面料织造时使用的热熔复合机的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、表层面料，2、里层面料，3、阻燃胶，4、功能性膜，5、加压辊，6、雕刻辊。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1-图3，本发明实施例包括：
一种高可视防电弧多层复合面料，可用于防电弧领域，至少包括表层面料1和里层面料2，所述表层面料1和里层面料2之间通过阻燃胶3贴合；所述表层面料1由腈氯纶、兰精阻燃粘胶、阻燃棉中的两种或两种以上纱线织成，为高可视阻燃面料；所述里层面料2由硅氮系阻燃粘胶和对位芳纶、以及芳砜纶和聚酰亚胺中的一种或两种纱线混纺而成，为防火阻燃面料，其中，硅氮系阻燃粘胶和对位芳纶是必须的，芳砜纶和聚酰亚胺之间可以择其一或者两者同时加入；所述阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA；所述高可视防电弧多层复合面料还可以包括通过阻燃胶3粘覆在所述表层面料1和所述里层面料2之间的功能性膜4，所述功能性膜4为具有防水、透湿等功能的膜，作为功能层，可制成多功能复合布。
其加工工艺如下：
步骤一、采用20-40s/2的腈氯纶、兰精阻燃粘胶、阻燃棉混纺纱织成织物表层面料1，混纺比例优选地为20%-60%的腈氯纶、30%-70%兰精阻燃粘胶和0-50%的阻燃棉，织物密度控制在20-40根/cm，织物克重保持在100-300g/cm2。
步骤二、使用活性染料上染表层面料1的腈氯纶，优选地，染料使用10GFF荧光黄、7GFF荧光黄染料。
步骤三、采用20-40s/2芳砜纶、聚酰亚胺和硅氮系阻燃粘胶等混纺纱织成织物里层面料2，混纺比例优选地为40-70%的芳砜纶、30-50%的硅氮系阻燃粘胶、2-10%对位芳纶，织物组织选择平纹、斜纹或者缎纹中的一种，织物密度控制在20-40/cm，织物克重保持在50-200g/cm2。
步骤四、上述表层面料1和里层面料2，使用阻燃胶3通过贴合工艺粘结成整体，优选的，阻燃胶3选择阻燃聚氨酯或者阻燃EVA，涂胶温度控制在80℃，阻燃胶黏度控制在105mPa·s，胶水层克重为5-20g/m2。
步骤五、将贴合后的复合面料在恒温恒湿条件下，熟成72小时。
上述高可视防电弧多层复合面料，表层面料采用腈氯纶、阻燃黏胶、阻燃棉混纺，上染荧光色，起到警示的作用，达到高可视、防电弧效果；里层采用芳砜纶、硅氮系阻燃粘胶、聚酰亚胺等永久阻燃纤维混纺，起到阻燃隔热、耐高温的作用；通过阻燃胶将表里两层面料贴合，在高阻燃防护面料上实现了高可视、防电弧的作用。
实施例一
一种高可视防电弧多层复合面料，可用于防电弧领域，如图1所示，包括：表层面料1和里层面料2，所述表层面料1和里层面料2之间通过阻燃胶3贴合；所述表层面料1由腈氯纶和兰精阻燃粘胶纱线混纺织成；所述里层面料2由硅氮系阻燃粘胶、对位芳纶、芳砜纶和聚酰亚胺纱线混纺而成；所述阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA。
具体加工工艺如下：
1）原料选择：按质量百分比计算，表层面料1的纱线选择60%的腈氯纶和40%的阻燃粘胶混纺纱；里层面料2的纱线选择50%的芳砜纶、35%的硅氮系阻燃粘胶、10%的聚酰亚胺、5%的对位芳纶混纺纱。
2）纱线：将原料充分混合，控制捻度80捻/10cm，采用紧密纺纱技术，纱支控制在30s/2双股纱。
3）染色：表层面料1所用的高可视纱线，需要做荧光度染色，使用活性染料，在常温下将染料、助剂混合均匀，放入表层面料1，接着以2℃/min的速度升温至110℃，恒温30min，然后以4℃/min的降温速率降至70℃，经清洗烘干流程得到染色表层面料1。
4）织造：将步骤2）、3）中得到的双股纱，使用剑杆织机织造，表层面料1的克重控制在100g/m2，织物组织选择平纹；里层面料2的克重控制在130g/m2，织物组织选择斜纹。
5）贴合：如图3所示，使用涂胶罗拉在里层面料2上涂覆阻燃胶3（阻燃聚氨酯），罗拉型号10#，再经加压辊5将两层面料贴合在一起，选择15#雕刻辊6，调整压辊上的施加压力为2kg，调整表层面料1与里层面料2的贴合速度为30m/min，控制阻燃胶3（阻燃聚氨酯）的含量在15g/m2。随后将贴合好的面料放入熟成室，保持恒温恒湿条件，熟成72小时。
最终所得到的高可视防电弧多层复合面料如图1所示，面料克重约为250g/m2，表层面料1可通过EN 20471的荧光度要求，且舒适透气，阻燃性能好，解决了传统涤纶荧光面料穿着舒适性差，且高温下会出现熔融、滴落的问题，并且解决了以往阻燃耐高温的防护面料无法满足荧光度的问题。
实施例二
一种高可视防电弧多层复合面料，可用于防电弧领域，如图2所示，从上往下依次包括：表层面料1、阻燃胶3、功能性膜4、阻燃胶3和里层面料2，所述表层面料1与所述功能性膜4之间通过阻燃胶3粘合，所述功能性膜4与里层面料2之间通过阻燃胶3贴合；所述表层面料1由腈氯纶、兰精阻燃粘胶和阻燃棉纱线混纺织成；所述里层面料2由硅氮系阻燃粘胶、对位芳纶和芳砜纶纱线混纺而成；所述阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA；所述功能性膜4为具有防水透湿功能的阻燃PU膜。
具体加工工艺如下：
1）原料选择：按质量百分比计算，表层面料纱线选择40%的腈氯纶、30%的兰精阻燃粘胶和30%的阻燃棉；里层面料纱线选择45%的芳砜纶、45%的硅氮系阻燃粘胶和10%的对位芳纶。
2）纱线：将原料充分混合，控制捻度90捻/10cm，纱支控制在36s/2双股纱。
3）染色：表层面料1所用的高可视纱线，需要做荧光度染色，使用活性染料，在常温下将染料、助剂混合均匀，放入表层面料1，接着以1℃/min的速度升温至110℃，恒温30min，然后以2℃/min的降温速率降至70℃，得到染色表层面料1。
4）织造：将步骤2）、3）中得到的双股纱，使用剑杆织机织造，表层面料1的克重控制在100g/m2，织物组织选择平纹；里层面料2的克重控制在150g/m2，织物组织选择斜纹。
5）覆膜：如图3所示，在里层面料2的表面上涂覆阻燃胶3（阻燃聚氨酯），选择7#雕刻辊6，控制压力为2kg，调整贴合速度为30m/min，保证阻燃胶3（阻燃聚氨酯）的克重控制在7g/m2，将功能性膜4（阻燃PU膜）覆在阻燃胶3（阻燃聚氨酯）之上，功能性膜4（阻燃PU膜）的重量为30g/m2，经压辊将里层面料2和功能性膜4（阻燃PU膜）贴合在一起。
6）贴合：覆好膜的里层面料2，此时面料从上到下依次为功能性膜4（阻燃PU膜），阻燃胶3（阻燃聚氨酯），里层面料2，在功能性膜4（阻燃PU膜）的上表面再次涂覆阻燃胶3（阻燃聚氨酯），选择7#雕刻辊6，将表层面料1覆盖其上，再经加压辊5，将表层面料1与覆好膜的里层面料贴合在一起，压辊上施加2kg的压力，调整面料贴合速度为30m/min，阻燃胶3（阻燃聚氨酯）克重约为7g/m2。随后将贴合好的面料放入熟成室，保持恒温恒湿条件，熟成72小时。
最终所得到的高可视防电弧多层复合面料如图2所示，面料克重约为295g/m2，表层面料1可通过EN 20471的荧光度要求，由于防水透气膜的存在，本面料具备防水透湿透气的功能，里层面料具有永久阻燃、防火隔热、透气舒适的功能。
本发明通过多层复合的工艺设计出了一种兼具高可视与高防电弧效果的面料，可同时满足EN 20471和NFPA 70E的要求，同时面料防水透湿、穿着舒适。
面料在收到电弧爆炸时会产生干热热收缩效应，减小空气隔热层的效果，而且面料收缩后贴近皮肤也容易造成二次损伤。为了进一步提升面料的热防护效果，采用芳砜纶与聚酰亚胺为原料，这两种纤维的干热收缩性要明显优于芳纶纤维，采用这两种纤维作为原料可显著提升隔热和防电弧的效果。
本面料除使用上述两种原料外，还使用了硅氮系阻燃粘胶，改善了面料的舒适性，且硅氮系阻燃粘胶在遇热时会形成致密的二氧化硅防护层，增强隔热效果，此外，硅氮系阻燃粘胶还具有抗菌的效果，更能满足工装防护领域对服装健康保健的需求。
本发明揭示了一种高可视防电弧多层复合面料，可用于防电弧领域，通过采用腈氯纶、兰精阻燃粘胶等纤维作为表层面料的原材料，保证了高可视、防电弧效果，可满足标准要求；里层面料使用硅氮阻燃粘胶、芳砜纶、聚酰亚胺等高性能纤维，能够保证高阻燃、隔热防火效果，且经多次洗涤之后防火性能不会降低，同时还具有一定的抗菌保健功能；另外，通过阻燃胶将表里两层面料贴合，使面料同时具有高可视、高阻燃防护和防电弧性能；还可通过在表里两层面料之间增加功能性阻燃膜，使面料具备防水、透气、透湿等多功能性。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，至少包括表层面料和里层面料，所述表层面料和里层面料之间通过阻燃胶贴合；所述表层面料由腈氯纶、兰精阻燃粘胶、阻燃棉中的两种或两种以上纱线织成；所述里层面料由硅氮系阻燃粘胶和对位芳纶、以及芳砜纶和聚酰亚胺中的一种或两种纱线混纺而成；所述阻燃胶为阻燃聚氨酯或者阻燃EVA。
2.根据权利要求1所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述表层面料为经荧光度染色的高可视阻燃面料，所述里层面料为防火阻燃面料。
3.根据权利要求1所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述表层面料的克重为100-300g/m2。
4.根据权利要求1所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述里层面料的克重为50-200g/m2。
5.根据权利要求1所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述阻燃胶的含量为5-20g/m2。
6.根据权利要求1所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述表层面料由20%-60%的腈氯纶、30%-70%兰精阻燃粘胶和0-50%的阻燃棉混纺而成。
7.根据权利要求1所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述表层面料由60%的腈氯纶和40%的兰精阻燃粘胶混纺而成。
8.根据权利要求1所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述里层面料由30-50%的硅氮系阻燃粘胶、40-70%的芳砜纶、2-10%的对位芳纶混纺而成。
9.根据权利要求1所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述的里层面料由30-50%的硅氮系阻燃粘胶、20-35%的芳砜纶、20-35%的聚酰亚胺、2-10%的对位芳纶混纺而成。
10.根据权利要求1-9任一所述的高可视防电弧多层复合面料，其特征在于，所述高可视防电弧多层复合面料还包括通过阻燃胶粘覆在所述表层面料和所述里层面料之间的功能性薄膜。
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