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热防护服舒适性改进研究

[2015-12-07 15:19]

    热防护服舒适性

    防护服实际使用中的一个关键要素是穿着舒适性。虽然消防员装备的制服能提供优异的防护功能, 但如果该服装限制了消防员的活动或者如果该服装不可呼吸而导致服装内积聚过多的热量,则将降低其防护效果。现在有许多方法可用于评价防护服的舒适性,包括用仪器测量其手感或触觉性能 、热性能和吸湿透湿性能。

    舒适性可由两组性能确定 — — —触觉和热生理学性能。触感是指那些服装与皮肤接触有关的性能 。通过例如硬挺度试验、悬垂性试验、穿着试验和Kaw abata 评价系统的仪器测试 ,用 Hand Panel方法评价舒适性。

    热生理学舒适性是指服装处理由身体产生的热量和湿气的能力, 或在极端环境下, 提供防热、防寒 、防恶劣气候等防护性能。隔热性、透气性、热和湿气散发和汗气散发等测试结果都可用来研究热生理学舒适性。其他热生理学测试包括可控制的主观穿着性能评估和包括测试微气候和生理指标(皮肤温度、新陈代谢试验、体内温度、心率等)穿着性能试验。

    服装材料的改进

    防护服的舒适性与服装材料的透气性、透湿性、手感、重量和隔热性能等因素有关,需要对纤维选择、混纺比优化、织物设计和后整理等多个环节综合考虑.目前提高防护服舒适性较的技术方法包括采用物理方法、化学改性方法来改变纤维、纱线形态结构,利用层合、复合方式改进面料等.

    1.纤维、 纱线的改进

    在纤维方面,为提高面料的吸湿排汗性能,采用物理方法改变化纤喷丝孔的形状, 纺制表面具有沟槽的异形纤维.该方法直接有效,面料吸湿快,干爽透气.刘玉磊等研制的新型特种防护服采用异形导湿纤维制成的纱线,利用其异形断面在纵向形成的特殊沟槽产生超强的毛细虹吸现象,快速吸收、传输人体汗水,以提高防护服的热湿舒适性.国内企业通过添加由无机粉体(可释放冷元素的矿物) 制成的降温纤维,再搭配纤维异型断面设计,实现吸热慢、 散热快的干爽效果,研制的新型防静电工作服在热湿舒适性和触觉舒适性方面有所提高.Tatsumik 等研究一种由芳纶长丝及弹性纱构成的复合纱,可用于针织及梭织防护服面料.使用该复合纱织造的防护服面料具有很好的柔软感,触觉舒适性好.Mensing T采用变形纱设计研制防护服的隔热层用于消防防护服,不仅加工生产方便简单,也提高了服装的舒适性.Fritsche Gmbh 等采用 75% ~ 97% 的熔防聚酰胺和 3% ~ 25% 的弹性纤维纺制的纱线研制防火面料,利用该面料制作的防护服具有很好的防火、 防撕破性能,同时穿着舒适.

    2.服装面料的改进

    日本学者 Hirota M 等研制的聚氨基甲酸乙酯树脂在复合材料中应用有较好的防水透湿功能,其透湿量为1000 ~15000g /( m2· 24 h) ,且织物较轻便,质量为33 ~ 300 g /m2, 可用于核电站或热电站的防护服. 防护装可有效防止人体热损伤,散热散湿,穿着舒适.王新艳设计了一种新型的防护材料— ——聚四氟乙烯复合膜层压织物,通过对聚四氟乙烯薄膜表面涂覆亲水组分改性聚氨酯形成双组分复合膜,透湿量高达 7 560 g /( m2· 24 h) ,同时耐高温,又可以畅通地排出汗蒸汽,具备了理想的透湿效果. 相变材料可使服装在特定的相变温度范围内具备一定的自由调节服装内小气候温度的能力.BPause将相变材料直接混合到聚合物薄膜中,然后复合到非织造材料上,所制成的非织造 PCM 防护服经济、 质轻且热调节能力好, 可延长防护服穿着时间及舒适性.

     Dow Corning 公司研发了一款积极防护系统(ActiveProtectionSystem) 纺织品,通过将硅树脂注入一个三维空间的纺织品结构技术,通过控制灌注程度使织物保持完全的透气性,以满足大程度的舒适性需要,其同时还具备柔韧性、灵活性、轻便性和易护理性等许多传统防护服无法比拟的优点,身体的活动没有限制.该织物遇到冲击或压迫时会立即变硬,克服了常规的硬质壳防护服不灵活、 舒服性差的缺点,使该类型的防护服装具有很好的适穿舒适性和热湿舒适性Bartkowiak G设计了一种用于不透气防护服内层服装的双层结构织物模型,并制作多块面料进行测试.研究表明,合理选择内层材料,可以有效地移除人体的汗液,有助于服装的热湿舒适性.


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