CN208533026U - 一种3d阻燃织物及其热防护服 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种3D阻燃织物及其热防护服。该织物是由单层部分和双层部分组成的，单层部分和双层部分并列交替布置；所述织物是以高性能阻燃纱线和阻燃弹性包芯纱为原料，采用机织或经编技术按组织图相互交织形成的；所述双层部分分为表层和里层，表层和里层是完全分离的；所述里层的原料是高性能阻燃纱线和阻燃弹性包芯纱，表层的原料是高性能阻燃纱线；在阻燃弹性包芯纱的作用下通过单层部分与双层部分接结点的排列，表层和里层的原料的应力回弹性不一致，出现表层和里层分层的现象，进而在分层位置形成3D空气腔凸起结构。该热防护服由3D阻燃面料构成或者由内到外依次由3D阻燃面料形成的隔热舒适层、防水透气层和阻燃外层三层构成。
Description
技术领域
本实用新型涉及纺织面料服装技术领域，具体是一种3D阻燃织物及其热防护服。
背景技术
一直以来，人们在生产、生活、救护、战争等活动中，会遇到各种火灾、爆炸、高温炉电弧、熔融金属飞溅和焊弧等等热源产生的热伤害。这些热源的热能通过接触、辐射或对流的方式对人体造成致命的危害。通过面料、服装的防护，阻断热能到达人体皮肤表面，将是防护人体免受伤害的最直接和最有效的防护手段。
在较大热流密度的恶劣环境中，为了达到阻断热源对人体的烧伤，热防护产品通常会使用多层结构材料组合配置，包括外层、防水透气层、隔热层、舒适层，但是长时间穿着厚重的防护服会使穿着者产生不良的热应激反应。热应激是指人体承受的热负荷增加引起机体核心温度升高而导致一系列的生理和心理反应。美国消防协会NFPA统计表明，40-50％消防员的伤亡是由于灭火救援过程中热应激引起的。主要问题存在于隔热层，现有技术中，多采用具有一定蓬松度的无纺结构，如絮片、针刺毡、水刺毡等，但是这种结构特别容易吸水，给穿着者增加了负重和湿热应激，且不耐洗涤，易破损。积聚在防护服里的大量水分发生汽化时，由于不能扩散到衣服外而返回到皮肤表面，容易发生蒸汽烫伤。因此，如何研发一种新型结构的具有优异隔热性的阻燃面料及防护服，是一个非常有应用价值的课题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种具有优异隔热性和舒适性的3D阻燃织物及其热防护服。
本实用新型解决所述面料技术问题的技术方案是，提供一种3D阻燃织物，其特征在于该织物是由单层部分和双层部分组成的，单层部分和双层部分并列交替布置；所述织物是以高性能阻燃纱线和阻燃弹性包芯纱为原料，采用机织或经编技术按组织图相互交织形成的；所述双层部分分为表层和里层，表层和里层是完全分离的；所述里层的原料是高性能阻燃纱线和阻燃弹性包芯纱，表层的原料是高性能阻燃纱线；在阻燃弹性包芯纱的作用下通过单层部分与双层部分接结点的排列，表层和里层的原料的应力回弹性不一致，出现表层和里层分层的现象，进而在分层位置形成3D空气腔凸起结构。
本实用新型解决所述热防护服技术问题的技术方案是，提供一种热防护服，其特征在于该热防护服包括所述的3D阻燃织物；该热防护服由所述3D阻燃面料构成或者由内到外依次由所述3D阻燃面料形成的隔热舒适层、防水透气层和阻燃外层三层构成；由所述3D阻燃面料构成的热防护服的热防护性能不低于12cal/cm2；由三层构成的热防护服的热防护性能不低于30cal/cm2。
与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：
(1)空气的导热系数只有0.02w/m.k，仅次于真空，是最好的保温、隔热材料。本实用新型利用阻燃弹性包芯纱通过织造的方法形成3D空气腔凸起结构，3D空气腔凸起结构可形成空气层，利用空气隔热的原理，可大大提高面料阻隔辐射热和对流热的作用，提高防护服的热防护性能和舒适性，减少热应激。
(2)本3D阻燃织物一种三维立体、高效隔热且弹性舒适的永久阻燃面料，具有优异的阻燃性、高效的隔热性、质轻、柔软舒适、有弹性，兼具隔热层和舒适层的功能，以解决现有隔热层湿热应激高、多层结构组合面料负重高的技术难题，适用于个人安全热防护领域。
(3)本3D阻燃织物结合阻燃外层和防水透气层制成的防护服，不仅总重比传统四层组合面料制成的防护服减轻10％，特别是湿重减轻30％以上，而且整体热防护性并没有因面料重量减轻而下降，反而是提高了10％以上。
附图说明
图1是本实用新型3D阻燃织物及其热防护服实施例1的3D阻燃织物的组织图。
图2是本实用新型3D阻燃织物及其热防护服实施例1的3D阻燃织物的结构示意图。
图3是本实用新型3D阻燃织物及其热防护服实施例1与对比例1在标准环境下(温度20℃，相对湿度65％)模拟人体皮肤散热的情况示意图；
图4是本实用新型3D阻燃织物及其热防护服实施例2的3D阻燃织物的组织图。
图5是本实用新型3D阻燃织物及其热防护服实施例2的3D阻燃织物的结构示意图。
具体实施方式
下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。
本实用新型提供了一种3D阻燃织物(简称织物)，其特征在于该织物是由单层部分和双层部分组成的，单层部分和双层部分并列交替布置；所述织物是以高性能阻燃纱线和阻燃弹性包芯纱为原料，采用机织或经编技术按组织图相互交织形成的；所述双层部分分为表层和里层，表层和里层是完全分离的；所述里层的原料是高性能阻燃纱线和阻燃弹性包芯纱，表层的原料是高性能阻燃纱线；在阻燃弹性包芯纱的作用下通过单层部分与双层部分接结点的排列，表层和里层的原料的应力回弹性不一致，出现表层和里层分层的现象，进而在分层位置形成3D空气腔凸起结构。
所述机织或经编技术均为现有技术。
所述3D空气腔凸起结构的形状是管状、棋盘状或方格状等。
所述高性能阻燃纱线为间位芳纶、对位芳纶、芳砜纶、宝德纶(Podlon)、聚苯并噁唑纤维(PBO)、聚酰胺酰亚胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、聚芳噁二唑纤维、腈氯纶、阻燃维纶、阻燃粘胶等。
所述阻燃弹性包芯纱包括皮纱和芯纱；所述皮纱选择具有优良吸湿性能的纤维，包括阻燃粘胶、腈氯纶、阻燃维纶、芳砜纶、宝德纶、聚苯并咪唑纤维或聚酰亚胺纤维等；所述芯纱为高断裂伸长率、低模量和高弹性回复率的PET长丝、PTT长丝、氨纶长丝或XLA长丝等。
所述芯纱的旦数为20D-100D，阻燃弹性包芯纱中芯纱的质量分数为3％-20％；所述织物中芯纱的质量分数为1％-10％。
所述3D阻燃织物通过平幅退浆、平幅烘干和平幅定型后得到3D阻燃面料；所述3D阻燃面料克重为100-300g/m2，3D阻燃面料厚度为2mm以上；3D阻燃面料的纬向弹性伸长率不低于12％。
为保证织造成型的3D空气腔的凸起高度，后整理加工中应避免滚筒的挤压，防止空气腔中的静态空气的损失。
一种热防护服，其特征在于该热防护服包括所述的3D阻燃织物；该热防护服由所述3D阻燃面料构成或者由内到外依次由所述3D阻燃面料形成的隔热舒适层、防水透气层和阻燃外层三层构成；由所述3D阻燃面料构成的热防护服的热防护性能(TPP)不低于12cal/cm2；由三层构成的热防护服的热防护性能(TPP)不低于30cal/cm2。TPP值是防护制品对热辐射和热对流综合作用的热防护能力，是一定热通量条件下，引起二度烧伤的时间，TPP值越大，表示防护制品的隔热性能越好，得到的逃生时间就越长。
实施例1
高性能阻燃纱线采用间位芳纶和阻燃粘胶，混合比50:50，纱支40s/1，形成原料A。阻燃弹性包芯纱包括皮纱和芯纱，皮纱为间位芳纶，芯纱为20D/24F氨纶弹力丝，形成原料B，纱支40s/1，阻燃弹性包芯纱中芯纱的含量为6.5％。
(1)设计织造上机图，对上述纱线进行整经、浆纱和织造加工，各工序技术参数为：分批整经，总经根数6264根，整经速度100-120m/min，整经架张力20-25gf；浆纱浆料采用丙烯酸类，加入蜡和抗静电剂，上浆率8-10％，浆槽温度60℃，烘箱温度140-150℃；
(2)采用多臂喷气织机按图1所示的组织图进行上机织造，设计筘幅189.5cm，坯布经纬密380×350根/10cm，坯布门幅165cm，坯布克重115g/m2。单层部分为平纹组织，采用原料A和原料B彼此交织而成；双层部分的表层和里层均为平纹组织，且完全分层，表经原料A与里经原料A排列比2:1，表纬原料A与里纬原料B排列比1:1，表经原料A与表纬原料A交织形成表层，里经原料A与里纬原料B交织形成里层。因为里纬原料B为阻燃弹性包芯纱，应力回弹性远高于表纬原料A，所以里纬原料B在无外力作用下充分回弹，里层收缩，表层隆起，形成3D管状空气腔凸起结构，结构示意图见图2。所得到的织物实际克重120g/m2，全幅宽160cm，其中氨纶弹力丝的含量1.6％。
(3)对上述织物进行平幅退浆、平幅烘干和平幅定型后得到3D阻燃面料。平幅退浆、平幅烘干和平幅定型参数见表1。平幅退浆采用松式退浆机，生物酶退浆，不能使用带有滚筒的烘干设备，优选采用网带式松式烘干机，以免挤压3D管状空气腔。3D阻燃面料克重130g/m2，全幅宽152cm，厚度2.2mm，40℃条件下水洗5次后纬向缩水率小于-4％，纬向弹性伸长率14.2％。
表1
实施例1得到的热防护服由内到外依次由所述3D阻燃面料形成的隔热舒适层、防水透气层和阻燃外层三层制成。对比例1的热防护服由内到外依次由舒适层、隔热层、防水透气层和阻燃外层四层制成。对比例1中的阻燃外层和防水透气层与实施例1是完全相同的，区别在于对比例1中采用了相互独立的隔热层和舒适层，隔热层是高性能阻燃的间位芳纶制成的水刺无纺布，容易吸水而增加湿重，舒适层是由高性能阻燃的间位芳纶和阻燃黏胶形成的面料，且对比例1中的隔热层和舒适层均为简单平面结构。而实施例1中没有无纺布，只采用了所述3D阻燃面料作为隔热舒适层，其原料纤维为间位芳纶、阻燃黏胶和氨纶弹力丝，纤维与对比例1中隔热层和舒适层中的相同，不同的是结构。性能测试结果见表2。
表2
从表2中看出所述3D阻燃面料质轻、松软，透气性好，穿着舒适。吸水、储水量明显低于实施例1的隔热层和舒适层的两层组合面料，制成的热防护服湿重降低了30％，可减少服装与人体之间湿热微环境。
实施例1与对比例1相比，重量减轻，特别是湿重，而且厚度增加，隔热性TPP值提高，具有更优异的热防护性能，可有效地阻隔热伤害和湿热应激。另外，透湿量提高，穿着更舒适。
图3是标准环境下(温度20℃，相对湿度65％)模拟人体皮肤散热的情况示意图。实施例1的三层组合面料因重量轻，散热性提高了10％，穿着舒适性大大提升。
实施例2
高性能阻燃纱线采用间位芳纶和阻燃粘胶，混合比65:35，纱支40s/1，形成原料C。高性能阻燃纱线采用100％间位芳纶，纱支40s/1，形成原料E。高性能阻燃纱线采用间位芳纶和阻燃粘胶，混合比65：35，纱支40s/1，形成原料F。阻燃弹性包芯纱包括皮纱和芯纱，皮纱为100％芳纶，芯纱为40D/36F氨纶弹力丝，纱支40s/1，形成原料D，阻燃弹性包芯纱中芯纱的含量12％。
(1)设计织造上机图，对上述纱线进行整经、浆纱和织造加工，各工序技术参数为：分批整经，总经根数6264根，原料C和原料E分开整经，整经速度100-120m/min，整经架张力20-25gf；浆纱浆料采用丙烯酸类，加入蜡和抗静电剂，上浆率8-10％，浆槽温度60℃，烘箱温度140-150℃；
(2)采用多臂双经轴喷气织机按图4所示组织图进行上机织造，设计筘幅189.4cm，坯布经纬密370×340根/10cm，坯布门幅168cm，坯布克重110g/m2。单层部分为平纹组织，采用原料C、原料D、原料E和原料F彼此交织而成；双层部分表层和里层组织均为平纹组织，且完全分层，表经原料C与里经原料E排列比2:1，表纬原料F与里纬原料D排列比2:1，表经原料C与表纬原料F交织形成表层，里经原料E与里纬原料D交织形成里层，呈十字交叉，将双层部分分割成格子状。因里纬原料D为阻燃弹性包芯纱，应力回弹性远高于表纬原料F，所以里纬原料D在无外力作用下充分回弹，里层收缩，表层隆起，形成3D格子状空气腔，结构示意图见图5。所得到的3D阻燃织物实际克重115g/m2，全幅宽165cm，面料中芯纱的含量2％。
(3)对上述织物进行平幅退浆、平幅烘干和平幅定型后得到3D阻燃面料。平幅退浆、平幅烘干和平幅定型参数见表3。平幅退浆采用松式退浆机，生物酶退浆，不能使用带有滚筒的烘干设备，优选采用网带式松式烘干机，以免挤压3D格状空气腔。3D阻燃面料克重140g/m2，全幅宽140cm，厚度2.36mm，40℃条件下水洗5次后纬向缩水率小于-3.9％，纬向弹性伸长率15.5％。
表3
实施例2得到的热防护服由内到外依次由实施例2所述3D阻燃面料形成的隔热舒适层、防水透气层和阻燃外层三层制成，与实施例1的热防护服的性能比较见表4，从表4中可看出实施例1和实施例2都具有优异的热防护性，但实施例1中3D连续管状空气腔因能容纳更多空气，所以热防护性能更优异。
表4
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
Claims (7)
1.一种3D阻燃织物，其特征在于该织物是由单层部分和双层部分组成的，单层部分和双层部分并列交替布置；所述织物是以高性能阻燃纱线和阻燃弹性包芯纱为原料，采用机织或经编技术按组织图相互交织形成的；所述双层部分分为表层和里层，表层和里层是完全分离的；所述里层的原料是高性能阻燃纱线和阻燃弹性包芯纱，表层的原料是高性能阻燃纱线；在阻燃弹性包芯纱的作用下通过单层部分与双层部分接结点的排列，表层和里层的原料的应力回弹性不一致，出现表层和里层分层的现象，进而在分层位置形成3D空气腔凸起结构。
2.根据权利要求1所述的3D阻燃织物，其特征在于所述3D空气腔凸起结构的形状是管状、棋盘状或方格状。
3.根据权利要求1所述的3D阻燃织物，其特征在于所述高性能阻燃纱线为间位芳纶、对位芳纶、芳砜纶、宝德纶、聚苯并噁唑纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、聚芳噁二唑纤维、腈氯纶、阻燃维纶或阻燃粘胶。
4.根据权利要求1所述的3D阻燃织物，其特征在于所述阻燃弹性包芯纱包括皮纱和芯纱；所述皮纱为具有优良吸湿性能的阻燃粘胶、腈氯纶、阻燃维纶、芳砜纶、宝德纶、聚苯并咪唑纤维或聚酰亚胺纤维；所述芯纱为高断裂伸长率、低模量和高弹性回复率的PET长丝、PTT长丝、氨纶长丝或XLA长丝。
5.根据权利要求1所述的3D阻燃织物，其特征在于所述芯纱的旦数为20D-100D。
6.根据权利要求1所述的3D阻燃织物，其特征在于所述3D阻燃织物通过平幅退浆、平幅烘干和平幅定型后得到3D阻燃面料；所述3D阻燃面料克重为100-300g/m2，3D阻燃面料厚度为2mm以上；3D阻燃面料的纬向弹性伸长率不低于12％。
7.一种热防护服，其特征在于该热防护服包括权利要求6所述的3D阻燃织物；该热防护服由所述3D阻燃面料构成或者由内到外依次由所述3D阻燃面料形成的隔热舒适层、防水透气层和阻燃外层三层构成；由所述3D阻燃面料构成的热防护服的热防护性能不低于12cal/cm2；由三层构成的热防护服的热防护性能不低于30cal/cm2。
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| CN110129951A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-16 | 常熟市宝沣特种纤维有限公司 | 一种管状织物的纱线及其制备方法、耐热经管状织物以及防护服 |
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2018
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| CN110129951B (zh) * | 2019-06-18 | 2021-06-22 | 常熟市宝沣特种纤维有限公司 | 一种管状织物的纱线及其制备方法、耐热经管状织物以及防护服 |
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