一种高舒适性防护服面料及防护服及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种面料及防护服，尤其涉及一种高舒适性防护服面料及防护服。
【背景技术】
[0002] 消防员灭火防护服是消防员在进行灭火战斗中，用来保护身体不受火焰及辐射热 侵害的专业防护装备，是目前在消防部队中最常用配备，也是使用频率最高的个人防护装 备。
[0003] 防护服是保护活跃在消防第一线的消防队员人身安全的重要装备品之一，它不仅 是火灾救助现场不可或缺的必备品，也是保护消防队员身体免受伤害的防火用具，因此，适 应火灾现场救助活动的防护服就显得尤为重要。防护服一般具有多层结构，从外到内依次 为阻燃耐火材料层、防水透气层、隔热层和舒适层。
[0004] 当前纺织纤维越来越多，功能也多种多样，阻燃耐高温纤维，一般指能在200度以 上，保持长期尺寸稳定性和强度，阻燃氧指数大于28的一类材料，目前以芳纶1313、芳纶 1414、聚酰亚胺、PBI、PB0、kermel为市场应用的主流，适用于消防和工业的阻燃和热防护的 工作场合。由于应对爆燃等极端环境的测试考验，在实际的市场产品的研发设计中，开发人 员会通过观察耐高温纤维在燃烧测试后的残炭收缩率，进而把耐高温纤维细分为低收缩的 耐高温纤维及高收缩的耐高温纤维。
[0005] 芳砜纶纤维是由上海特安纶公司开发的耐高温高碳化收缩的材料，特征是在300 度的热测试方面干热收缩率小于〇 . 8 %，而超过350度后，干热收缩率迅速变大。其染色性 能、手感舒适性能优于普通的耐高温纤维。同时异型的截面，有利于吸湿快干，具有良好的 导水性能。
[0006] 阻燃纤维素纤维是通过磷系、氮系、硅氮系等阻燃剂后处理达到阻燃极限氧指数 超过28的一类纤维素纤维，一般使用在消防产品的内层，通过与耐高温纤维混纺作为贴身 舒适层使用。单层的水洗收缩率较大，尺寸稳定性不太好，强度不高。
[0007] 目前为了防止高收缩耐高温纤维在热火爆燃测试方面出现崩裂现象，外层机织物 会适当加入一些低碳化收缩率的纤维，如芳纶1414/pod/pbi/pbo等。最近技术使用了双层 结构技术，将高碳化收缩纤维和低碳化收缩纤维交织，作为机织外层使用，在热测试下形成 凸起，提升了 TPP热防护值，将防护服结构从四层改为三层。但是芳纶1414和P0D纤维纯纺纱 在机织双层中派生出续燃指标不太稳定(L0I指数28左右，不高），阴燃不能避免、染色、成本 等问题，并且在贴身的舒适度方面的改善不大，只能有限的替代一些现有的外层单层织物 广品。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种高舒适 性防护服面料及防护服。本发明的解决方案是利用全新MD高碳化收缩材料，与阻燃粘胶长 丝等低碳化收缩材料交并交织，开发一种新型双层的针织织物结构，该双层针织物，应用于 防护服的里层，优化原有的舒适层面料的阻燃、隔热及耐用性功能。使用双层针织提花机织 造，由上下两层织造而成，通过对不同排针排列，可形成不同的交织花纹，利用两层的材料 热收缩率的差异和方案设置，控制双层织物在260度左右能够基本保持热稳定性的尺寸收 缩率小于10%，而在超过900-1300度以上的碳化热测试情况下，得到上下层热收缩率差异 大于5%的效果，同时热测试形成的凸起图形，可以得到设计控制。最终该类高碳化收缩的 芳砜纶纤维复合的材料组合制成的双层织物，可以与其他织物形成三层复合，适用于防护 服全新方案。提升防护安全性（阴燃/碳长改善）、服用舒适性(贴身层的导湿透气改善）、印 染印花便利性、成本优化。
[0009] 本发明目的是通过如下技术方案实现的：
[0010] -种高舒适性防护服面料，依次由外层、防水透气层和隔热舒适层组成。
[0011] 所述外层，由下述重量百分比的纤维织造而成：间位芳酰胺纤维90-96 %、对位芳 酰胺纤维3-7%、防静电纤维1-5%。
[0012] 芳纟仑全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺"，英文为Aramid fiber。
[0013] 芳纶主要分为两种：间位芳酰胺纤维(MPIA)和对位芳酰胺纤维(PPTA)。
[0014] 所述间位芳酰胺纤维，可以采用美国杜邦公司牌号为芳纶1313的产品，商品名为 Nomex〇
[0015] 所述对位芳酰胺纤维，可以采用美国杜邦公司牌号为芳纶1414的产品，商品名为 Kevlar〇
[0016] 所述防静电纤维为尼龙复包碳芯纤维，可以采用美国杜邦公司牌号为P140的产 品。
[0017] 所述防水透气层，包括下述重量份的原料:芳纶水刺无纺布65-75份、PTFE膜15-25 份。
[0018] 优选地，所述防水透气层还包括抗菌乳液0.5-5重量份。
[0019] 所述抗菌乳液由丙烯酸丁酯95-99wt %和抗菌剂l-5wt %组成。
[0020] 所述抗菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、2-丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮中的一种或多种的混合物。
[0021] 优选地，所述抗菌剂由2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、2-丁 基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合而成，所述2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-辛基-4-异噻唑 啉-3-酮、2-丁基-1，2-苯并异噻唑啉-3-酮的质量比为（1 -3): (1 -3): (1 -3)。
[0022] 优选地，所述的芳纶水刺无纺布可以由100wt %的间位芳酰胺纤维织造而成，也可 以由75-85wt %间位芳酰胺纤维和15-25wt %对位芳酰胺纤维织造而成。
[0023]优选地，所述的PTFE膜为聚四氟乙烯膜，厚度为1_5μπι，聚四氟乙烯膜上均匀设有 微气孔，微气孔孔径为0.5-3μπι，重量为25-35g/m2。
[0024]所述隔热舒适层为针织双层织物，包括外层织物和内层织物，所述外层织物的纤 维高温碳化收缩率低于内层织物的纤维高温碳化收缩率。
[0025]所述高温碳化收缩率是指，纤维在500°C温度处理lOmin后的碳化收缩率。高温碳 化收缩率计算方法如下：
[0026](处理前纤维长度-处理后纤维长度)/处理前纤维长度*100%。
[0027]所述外层织物和内层织物由外层、内层的纱线或长丝上下交替连接而成。
[0028] 所述外层织物由低收缩率纤维纱线或长丝织造而成，其耐高温碳化收缩率< 5%， 具体可以为对位芳酰胺纤维、P0D纤维、PI纤维、阻燃纤维素纤维中的一种或多种。
[0029] 所述内层织物由高收缩率纤维纱线或长丝织造而成，其耐高温碳化收缩率2 8%， 具体可以为芳砜纶纤维、间位芳酰胺纤维、阻燃尼龙、阻燃涤纶中的一种或多种。
[0030] P0D纤维，即聚芳恶二唑纤维，其分子主链中苯环和恶二唑五元环交替排列，是以 对苯二甲酸、功能化二酸单体和硫酸肼为单体，以发烟硫酸为溶剂和脱水剂，在一定的温度 条件下缩聚得到，该聚合物溶液无需提纯和净化，可直接作为纺丝原液，通过湿法纺丝工序 得到聚芳恶二唑纤维。
[0031] PI纤维，即聚酰亚胺纤维，英文名称：polyimide f iber，又称芳酰亚胺纤维， arimid fiber。指分子链中含有芳酰亚胺的纤维，包括醚类和酮类，前者由均苯四甲酸酐与 4,4'_二氨基对苯醚溶液缩聚成聚酰胺酸后湿纺和高温环化而得；后者由二苯基甲酮-3， 3'，4,4'_四甲酸酐与甲苯二异氰酸酯及4,4'_二亚苯基甲烷二异氰酸酯进行溶液共缩聚和 湿纺而得。
[0032]阻燃纤维素纤维，是将阻燃剂均匀分散到离子液体后，然后将纤维素溶解在其中 以制备阻燃纺丝液，最后经湿法或干湿法纺丝制备得到阻燃纤维素纤维。
[0033] 芳砜纶纤维，优选采用MD芳砜纶纤维，该MD芳砜纶纤维可以采用中国发明专利申 请号为201410051597.2实施例1所述方法制备而成。
[0034] 阻燃涤纶，是在熔融纺丝前向涤纶熔体中加入阻燃剂混合，按照常规湿法纺丝喷 丝工艺成型得到。也可以直接购买得到，上海德福伦化纤有限公司等均有生产。涤纶是我国 聚酯纤维的商品名称，它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG) 为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物一一聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。
[0035] 阻燃尼龙，是在熔融纺丝前向尼龙熔体中加入阻燃剂混合，按照常规湿法纺丝喷 丝工艺成型得到。也可以直接购买得到，EMS瑞士化学（中国）有限公司等均有生产。聚酰胺 纤维俗称尼龙(NyIon)，英文名称Polyamide，简称PA。
[0036] 优选地，所述外层为混纺机织布，克重为200-220g/m2,所述防水透气层的克重为 80-100g/m2,所述隔热舒适层的花型为管状、菱形、圆形、长方形、三角形、四边形以上的正 多边形等，克重为150_250g/m 2。
[0037] 本发明还提供了一种高舒适性防护服，采用上述高舒适性防护服面料按照常规防 护服生产工艺制备而成，也可以采用专利申请号201110285062.8中实