CN116446098B - 一种阻燃隔热夏装防护面料及制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织品技术领域，具体涉及一种阻燃隔热夏装防护面料及制备方法和应用，所述的防护面料包括外层、中间层和内层，所述的外层包括间位芳纶纤维，所述的中间层包括对位芳纶长丝，所述的内层包括莫代尔长丝纤维。所述间位芳纶纤维的纤度为1.3dtex‑2.5dtex，所述对位芳纶长丝的纤度为5dtex‑10dtex。将外层、中间层和内层材料使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料。所述的防护面料应用于防护服装中的阻燃服。所述的防护面料针织结构柔软有弹性，面料轻薄透气，可适用于夏装作为日常服装或工作服面料使用，又能达到良好的防护效果。

Description

一种阻燃隔热夏装防护面料及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种阻燃隔热夏装防护面料及制备方法和应用，属于纺织品技术领域。
背景技术
目前阻燃防护服的原料基本采用具有本质阻燃性能的芳纶纤维或经过阻燃处理的其它纤维纯纺或混纺的方式，经过阻燃处理的面料经过多次洗涤后，其阻燃效果会下降，而本质阻燃纤维间位芳纶纤维可以很好的避免这一问题。普通夏装阻燃面料通常为机织平纹单层结构，为了提高舒适性，目前市面上最常见的是芳纶纤维与阻燃粘胶纤维混纺的方式，触感比较粗糙，温度较高时穿着仍会感觉闷热不透气；接触到火焰时，热量能够迅速到达皮肤表层，造成皮肤灼伤。
目前的夏装防护面料基本采用机织结构，没有弹性，舒适性差，不适合于长时间穿着。夏装面料要求舒适凉爽，长时间户外作业也能够很好的保持其凉爽性能，因此采用遮热性、透气性、透湿性、接触凉感系数四个数据体现其舒适性，采用热防护性能值体现其阻燃隔热性能。
中国专利申请CN103622185A中公开了一种透气阻燃面料及透气阻燃防护套装，由40％-94％重量份的芳砜纶纤维、5％-15％重量份的改性腈纶纤维、1％-5％重量份的导电纤维和0％-40％重量份的阻燃粘胶短纤维、间位芳纶短纤维、对位芳纶短纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯并双噁唑纤维或碳纤维混纺而成的纱线制得，但是该方法制备的面料透湿性较差，穿着舒适性较差。中国专利CN110004554B中公开了一种高柔软阻燃面料，包含以下重量份的组分：混合原液芳纶、阻燃粘胶纤维、导电纤维、铜氨纤维、柔软剂、耐光剂，混合原液芳纶由质量比为1:（18-20）的对位芳纶和间位芳纶混纺而成，但是该方法使用的原料种类比较多，制备过程非常繁杂，而且原料中包含阻燃粘胶纤维，温度较高时穿着仍会感觉闷热不透气；接触到火焰时，热量能够迅速到达皮肤表层，造成皮肤灼伤。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种阻燃隔热夏装防护面料及制备方法和应用，所述的防护面料在阻燃性能、隔热性能和舒适性方面均有比较大的提高，而且编制速度大大提高，生产效率高。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种阻燃隔热夏装防护面料，所述的防护面料包括外层、中间层和内层，所述的外层包括间位芳纶纤维，所述的中间层包括对位芳纶长丝，所述的内层包括莫代尔长丝纤维。
进一步的，所述防护面料外层的克重为100g/m2-160g/m2；所述防护面料中间层的克重为40g/m2-60g/m2；所述防护面料内层的克重为100g/m2-150g/m2。
进一步的，所述防护面料的外层中还包括对位芳纶短纤、导电纤维和弹性纤维中的任意一种或几种组合。
对位芳纶短纤的加入可以起到提高面料强度的作用，导电纤维的加入可以提高防护面料的抗静电性能，弹性纤维的加入可以提高防护面料穿着过程的舒适性。
进一步的，所述防护面料的外层中，按照重量份数计，所述间位芳纶纤维90-100份，所述对位芳纶短纤5-6份，所述导电纤维1-2份，所述弹性纤维2-5份。
进一步的，所述中间层纵向连接外层和内层，所述防护面料的针织结构为平纹或罗纹。
进一步的，所述间位芳纶纤维的纤度为1.3dtex-2.5dtex，所述对位芳纶长丝的纤度为5dtex-10dtex。
优选的，所述的间位芳纶纤维优先采用原液着色芳纶纤维，可以提高穿着时的耐久性。
本发明还公开了所述阻燃隔热夏装防护面料的制备方法，所述的制备方法为：将外层、中间层和内层材料使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料。
进一步的，所述的外层包括间位芳纶，所述的外层还包括对位芳纶短纤、导电纤维和弹性纤维中的任意一种或几种组合，所述外层中的各种成分通过紧密纺形成的针织用纱线再进行编织。
进一步的，所述的编织路线为：第一路为双排大圆机的外层针床编织面料的外层组织，第二路为内层针床编织面料的内层组织，第三路为内外层针交互勾取对位芳纶长丝编织中间层。通过电脑控制导纱针供给不同的纱线。
采用这种编织路线的好处为：编织过程相对比较简单，可以一次成型，达到大批量生产及推广的目的；且织物的组织结构也属于最简单的组织结构，从而内层和外层面料达到最薄，符合夏装轻薄的需求，且不影响织物的各种功能性。
本发明还公开了所述阻燃隔热夏装防护面料的应用，所述的防护面料应用于防护服装中的阻燃服。
本发明的有益效果是：
本发明所述的防护面料，以芳纶纤维为主体的面料属于本质阻燃面料，极限氧指数可达到32%，离开火焰后立刻自熄，不会续燃和阴燃，大大减少了火焰与人体的接触时间，多次洗涤后依然具有良好的阻燃效果。另外，中间层采用对位芳纶纤维起支撑作用，且支撑结构均匀，在外层和内层中间形成厚度均匀的空气隔层，静止的空气隔层是最好的保温材料，阻止热量向内或向外传递，且对位芳纶纤维强力很高，可达到26-30cN/dtex，可有效提高面料的强力，适用于野外作业及重体力作业。内层面料采用莫代尔长丝纤维，莫代尔长丝纤维面料柔软、吸湿透气性好，贴身穿着舒适性好，在夏季高温的环境中，能够迅速将热量和湿气导出，皮肤具有凉爽的触感。
另外，本发明所述的制备方法中，采用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，有效提升编织速度，提高生产效率。同时，本发明所述的制备方法中，采用特殊的编织方式，使中间层纵向连接外层和内层，再结合中间层所采用的对位芳纶长丝自身性能，从而更利于所述的防护面料中间形成合适的空气隔层，从而起到很好的隔热作用，另外空气隔层和内层的莫代尔材质结合，利于汗液的排出，从而使所述的防护面料具有更好的透湿性、接触凉感性能、遮热性和吸水性能，进而使所述的防护面料具有很好的舒适性。
附图说明
图1为编织路线示意图；
图2为遮热性能测试设备；
图中，1、暗箱；2、日光灯；3、待测面料；4、温度计；5、黑卡纸；6、对比面料；7、外层纱线；8、内层莫代尔长丝纤维；9、中间层对位芳纶长丝。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式做详细说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。所使用的术语只为描述具体实施方式，不为限制本发明。
一种阻燃隔热夏装防护面料，所述的防护面料包括外层、中间层和内层，所述的外层包括间位芳纶纤维，所述的中间层包括对位芳纶长丝，所述的内层包括莫代尔长丝纤维。
具体的，所述防护面料外层的克重为100g/m2-160g/m2；所述防护面料中间层的克重为40g/m2-60g/m2；所述防护面料内层的克重为100g/m2-150g/m2。
所述防护面料中外层的间位芳纶纤维用量过多，会导致防护面料过厚，虽然会使防护面料的阻燃性能和隔热性能提升，但是会影响整个防护面料的透湿性，舒适性变差，从而影响防护面料在服装中的应用效果；如果间位芳纶纤维的用量过少，则会导致整个防护面料非常稀薄，不仅仅会使防护面料的阻燃性能和隔热性能下降，而且稀薄的防护面料非常容易被损坏，影响使用寿命。
具体的，所述防护面料的外层中还包括对位芳纶短纤、导电纤维和弹性纤维中的任意一种或几种组合。其中，本发明实施例中使用的导电纤维为泰美达®芳纶基导电短纤，纤度为2dtex，本发明所述实施例中使用的弹性纤维为纽士达®氨纶，纤度为20dtex。
莫代尔长丝纤维可以使防护面料具有凉感性能，夏季穿着时，接触到温度比较高的皮肤时，会迅速将热量转移走，给皮肤带来凉爽舒适的触感。本发明实施例中使用的莫代尔长丝纤维的纤度为1dtex，横截面接近于圆形，表面光滑，能够有效的吸湿及导湿，保持凉爽干燥的舒适感。
优选的，所述的间位芳纶纤维优先采用原液着色芳纶纤维，可以提高穿着时的耐久性。本发明实施例中均采用比较常见的天空蓝色。
具体的，所述防护面料的外层中，按照重量份数计，所述间位芳纶纤维90-100份，所述对位芳纶短纤5-6份，所述导电纤维1-2份，所述弹性纤维2-5份。
具体的，所述中间层纵向连接外层和内层，所述防护面料的针织结构为平纹或罗纹。
具体的，所述间位芳纶纤维的纤度为1.3dtex-2.5dtex，间位芳纶纤维的纤度过大或过小，都不利于编织工作的顺利进行。
具体的，所述对位芳纶长丝的纤度为5dtex-10dtex，从而形成（0.5—1.0）mm厚的空气隔层，对位芳纶长丝的纤度过大，从而使防护面料太硬挺，不适合制作服装，而且太硬挺也不利于编织，不利于形成合适的空气隔层，从而使防护面料的热防护性能和遮热性能下降；如果对位芳纶长丝的纤度过小，会导致空气隔层过薄，也同样会导致防护面料的隔热性能下降。
所述阻燃隔热夏装防护面料的制备方法为：将外层、中间层和内层材料使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料。
具体的，所述的外层包括间位芳纶，所述的外层还包括对位芳纶短纤、导电纤维和弹性纤维中的任意一种或几种组合，所述外层中的各种成分通过紧密纺形成的针织用纱线再进行编织。
具体的，如图1所示，所述的编织路线为：第一路为双排大圆机的外层针床编织面料的外层纱线7，第二路为内层针床编织面料的内层莫代尔长丝纤维8，第三路为内外层针交互勾取中间层对位芳纶长丝9，通过电脑控制导纱针供给不同的纱线。
所述的防护面料应用于防护服装中的阻燃服。
本发明实施例中，对防护面料进行相关性能测试采用的方法为：测定热防护性能和强度性能采用的方法为：GB 8965.1-2020《防护服装 阻燃服》；透气性能采用的方法为：GB/T 5453-1997《纺织品 织物透气性地测定》；透湿性采用的方法为：GB/T 12704.1-2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法》，接触凉感采用的测试方法为GB/T35263-2017《纺织品 瞬间接触凉感性能地检测和评价》。以上方法为常规检测方法。
通过测试，本发明所述的防护面料的强度性能、热防护吸能、透气性、透湿性、接触凉感等相关性能均符合相关的标准要求。
另外，本申请中还对防护面料进行了遮热性能的测试，采用的测试设备如图2所示，遮热性能的测试实验在暗箱1中进行，暗箱1内温度可调，设定好温度为（20-30）℃，可以模拟穿着环境；暗箱1内使用日光灯2来模拟太阳光，暗箱1内底部放置黑卡纸5，可以有效的帮助吸收和聚集热量，减少试验时间，提高试验效果，黑卡纸5的上方放置温度计4，日光灯2与温度计4之间的距离为（20-50）cm，可根据日光灯2的状况进行调整，目标是在无试样的情况下，打开日光灯2后5分钟，温度计的温度达到（40-50）℃。遮热性能测试时，将待测面料3和对比面料6（对比面料6为常规的夏装面料，具体型号为：60份间位芳纶短纤，40份阻燃粘胶短纤，克重为160g/m2，平纹结构）平行放入暗箱1内，待测面料3和对比面料6的下方均有温度计4，10分钟后，记录温度计4的温度数值，待测面料3的遮热性能表示方式为：对比面料6下温度计4的温度与待测面料3下温度计4的温度差值，差值越大，说明待测面料3的遮热性能越好。
实施例1
按照表1中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织平纹。
具体的原料情况如下表1。
实施例2
按照表2中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织平纹。
具体的原料情况如下表2：
表2 实施例2的原料表
实施例3
按照表3中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织平纹。
具体的原料情况如下表3：
表3 实施例3的原料表
实施例4
按照表4中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织平纹。
具体的原料情况如下表4：
表4 实施例4的原料表
实施例5
按照表5中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织平纹。
具体的原料情况如下表5：
表5 实施例5的原料表
实施例6
按照表6中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织平纹。
具体的原料情况如下表6：
表6 实施例6的原料表
实施例7
按照表7中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织平纹。
具体的原料情况如下表7：
表7 实施例7的原料表
实施例8
按照表8中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织平纹。
具体的原料情况如下表8：
表8 实施例8的原料表
实施例9
按照表9中的原料，将外层材料通过紧密纺形成针织用纱线，然后按照图1的编织路线，将外层、中间层和内层使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料，组织结构为针织罗纹。
具体的原料情况如下表9：
表9 实施例9的原料表
对比例1
采用实施例1相同的方法制备防护面料，不同之处在于，不加入中间层的对位芳纶长丝，单独编织外层及内层，两层面料叠在一起作为双层面料使用。
对比例2
采用实施例1相同的方法制备防护面料，不同之处在于，使用的对位芳纶长丝纤度为3dtex。
对比例3
采用实施例1相同的方法制备防护面料，不同之处在于，使用的对位芳纶长丝纤度为12dtex。该对比例做出的防护面料明显较硬，不利于服装的加工制作。
对比例4
采用实施例1相同的原料制备防护面料，不同之处在于更改编织方法，即外层、内层和中间层均采用机织物的组织，三层叠在一起作为检测单元。
实施例1-9和对比例1-4的相关性能数据如下表10所示：
表10 实施例1-9和对比例1-4的性能数据
注：表10中的对比面料为市面上常规的夏装面料，具体型号为：60份间位芳纶短纤，40份阻燃粘胶短纤，克重为160g/m2，平纹结构。
GB 8965.1-2020《防护服装 阻燃服》是目前国内防护类服装适用的强制性国家标准，实施例1-9中采用本发明方法制备的防护面料，其外层面料均符合GB 8965.1-2020中规定的A级阻燃性能要求及相关的强度要求。
另外，GB 8965.1-2020中规定阻燃服的热防护性能≥250kW·s/m2，常规的夏装面料（对比面料），因其中含有60%的本质阻燃纤维—间位芳纶纤维，其热防护性能刚刚超过国家标准规定，而实施例1-9中采用本发明方法制备的防护面料具有三层结构，属于阻燃、隔热、舒适性面料，其热防护性能明显提高，能给予穿着者更高的保护。凉感性能、透湿性和吸水性能结果也大大提高，提高了面料在夏天穿着过程中的舒适性，使得服装穿着后会有明显的凉爽感觉，且出汗后会被面料迅速吸收并透过面料，蒸发到大气中；通过遮热性数据，也可以看出，通过10min的日晒时间，透过面料传输到穿着者皮肤的热量大大降低，皮肤感受到的温度与普通面料相比降低了将近10℃。
从实施例1和对比例1的实验数据可以看出，如果不加入中间层的对位芳纶长丝，则防护面料的热防护性能、遮热性能和透湿性均明显下降，因为使用对位芳纶长丝作为中间层，可以使防护面料的中间形成空气隔层，空气隔层的存在不利于热的传递，从而使防护面料具有很好的热防护性能和遮热性能，而且空气隔层的存在也有利于内层莫代尔长丝纤维吸收的水分排出，从而使防护面料具有很好的透湿性能。
从实施例1和对比例2的实验数据可以看出，如果对位芳纶长丝的纤度减小，则防护面料的热防护性能和遮热性能明显下降，因为对位芳纶长丝的纤度过小，则防护面料中间形成的空气隔层缺乏足够的支撑力，不太稳定，不足以起到很好的隔热作用，从而会使防护面料的热防护性能和遮热性能下降。从实施例1和对比例3的实验数据可以看出，如果对位芳纶长丝的纤度增大，则最终的防护面料很硬，不利于服装的加工，更不会有很好的穿着舒适感，另外由于对位芳纶长丝的纤度增大，也不利于编织过程的进行，从而不利于形成很好的空气隔层，最终导致防护面料的热防护性能和遮热性能也均有所下降。因此，采用本发明所述的纤度的对位芳纶长丝更利于得到高品质的防护面料。
从实施例1和对比例4的实验数据可以看出，如果更换编织路线，则防护面料的隔热性能和热防护性能也均有所下降，采用本发明所述的编织路线，更利于得到高品质的防护面料，因为本发明所述的编织路线更利于形成空气隔层，且能够做到一次成型，而如果采用三层结构通过缝合的方式，则速度明显变慢，还需要后道缝合工序，无法形成稳定的空气隔层，从而使最终的防护面料无法表现出更优质的性能。
通过以上分析可以看出，与目前常用的服装面料相比，本发明所述的防护面料的热防护性能、凉感隔热性能、舒适性能均大幅提高，能给予穿着者更高的保护，更好的舒适感。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合穷举，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种阻燃隔热夏装防护面料的制备方法，其特征在于，所述的防护面料包括外层、中间层和内层，所述的外层包括间位芳纶纤维，所述的中间层包括对位芳纶长丝，所述的内层包括莫代尔长丝纤维；
所述的制备方法为：将外层、中间层和内层材料使用双面大圆机进行编织，一次成型得到所述的防护面料；
编织路线为：第一路为双排大圆机的外层针床编织面料的外层组织，第二路为内层针床编织面料的内层组织，第三路为内外层针交互勾取对位芳纶长丝编织中间层，从而形成三层结构；
所述中间层纵向连接外层和内层，所述防护面料的针织结构为平纹或罗纹；
所述防护面料外层的克重为100g/m2-160g/m2；所述防护面料中间层的克重为40g/m2-60g/m2；所述防护面料内层的克重为100g/m2-150g/m2；
所述间位芳纶纤维的纤度为1.3dtex-2.5dtex，所述对位芳纶长丝的纤度为5dtex-10dtex。
2.根据权利要求1所述一种阻燃隔热夏装防护面料的制备方法，其特征在于，所述防护面料的外层中还包括对位芳纶短纤、导电纤维和弹性纤维中的任意一种或几种组合。
3.根据权利要求2所述一种阻燃隔热夏装防护面料的制备方法，其特征在于，所述外层中的各种成分通过紧密纺形成的针织用纱线再进行编织。
4.根据权利要求2所述一种阻燃隔热夏装防护面料的制备方法，其特征在于，所述防护面料的外层中，按照重量份数计，所述间位芳纶纤维90-100份，所述对位芳纶短纤5-6份，所述导电纤维1-2份，所述弹性纤维2-5份。
5.一种阻燃隔热夏装防护面料的应用，其特征在于，所述的防护面料为权利要求1-4任意一项所述制备方法制备的阻燃隔热夏装防护面料应用于防护服装中的阻燃服。
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