一种空气层耐久性阻燃面料的制作方法

本实用新型属于阻燃面料技术领域，尤其是涉及一种空气层耐久性阻燃面料。

背景技术：

从古至今，火灾对人类而言都意味灾难与损失。在与火灾斗争的过程中，阻燃织物及消防服等相继应运而生，阻燃织物性能的优劣将直接影响到消防服的整体性能，从而影响消防员的工作状态及人身安全。随着国家对火灾现状重视程度的加深以及颁布法令的增多，阻燃织物的研究发展不断深入，热湿舒适性及热防护性能研究日趋全面，而织物热蓄积概念的提出，使织物系统各性能以及性能关系再研究具有新的内涵和价值。

热蓄积可能导致潜在的皮肤烧伤大量的研究都集中在面料或服装在高强度热流下，不考虑热蓄积时的性能研究，数十年的建筑火灾报告数据显示，消防员遭受的大多数皮肤烧伤都发生在低强度热环境中，其中常见的热危险强度是5kw/m²-20kw/m²的低热辐射。这类低于闪火条件的热暴露通常持续数分钟，不会造成服装形变，但消防员在此种环境下工作，同样会导致皮肤二级烧伤。低辐射热环境中，服装面料通常不会发生形变，但在热暴露阶段织物系统会蓄积大量的热量，在热暴露结束后，这一部分热量作为二次热源对皮肤产生持续热传递最终导致皮肤烧伤。通常而言，较厚的面料或面料系统能够提供更好的隔热性，但同时也会蓄积更多的热量在热暴露结束后释放，甚至可能导致烧伤提前发生，可见热蓄积的存在对于烧伤与否非常关键。

空气层是影响服装热传递的重要因素人体着装状态下，因人体曲面变化，服装会形成不同厚度的衣下空气层。大量研究表明，人体与服装之间的空气层在热防护性能方面发挥着重要作用，且不同厚度的空气层对人体通过服装与外界环境之间的热交换过程影响不同。另一方面，衣下空气层对服装热湿舒适性能的影响也是得到广泛关注的研究领域。因此，在研究热防护服装的热防护性能、热湿舒适性能、以及两者之间的关系时，空气层的因素不可忽略。目前学者对于衣下空气层的相关研究表明，在单层热防护服面料中空气层大小及分布中，接近80％的空气层厚度小于30mm，而65％小于20mm；而在研究空气层对阻燃织物热防护性能的影响时，6.4mm的空气层比较合适用于代表真实的空气层情况；相关研究还表明，9-12mm的空气层能够使服装获得最大的热防护性；空气层大于15mm时，就会产生自然对流，增加热量从皮肤到内层面料的传递，从而服装温度升高。

目前阻燃面料一般用于消防领域，由于其在舒适性能方面的影响，在家纺面料中运用较少，针对现有技术中存在的以上问题，基于现有技术中的阻燃面料，研发一款兼有热防护性能、热湿舒适性能的空气层耐久性阻燃面料对于普通家纺面料的拓展，着装舒适性及人身安全探索有积极的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种空气层耐久性阻燃面料，解决了目前阻燃面料功能较为单一，热防护性能和热湿舒适性能不能有效协同，导致阻燃面料不能有效地运用到家纺面料领域，实用性大大降低的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种空气层耐久性阻燃面料，从内到外依次包括亲肤层、空气层、防水透气层、隔热层、阻燃层，其中，所述空气层为编织而成的三维立体结构，所述三维立体结构包括相互连接的第一编织层、第二编织层和第三编织层，所述第一编织层采用涤纶长丝外包覆醋酸纤维构成的纱线形成的罗纹组织针织层，所述第二编织层为缎纹组织机织物结构，其中经向纤维线包括pbi长丝，纬向纤维线为竹纤维和氨纶纤维混纺纱，所述第三编织层为芳纶长丝形成的罗纹组织针织层；所述防水透气层由芳纶无纺布复合微孔ptee膜构成；所述隔热层由芳纶1313/1314混纺针刺无纺布构成；所述阻燃层选自芳纶1313/1314混纺的机织物构成。

优选地，所述亲肤层由天然纤维的纱线或涤纶长丝混纺氨纶纤维制备的面料构成。

优选地，所述空气层中第一编织层、第二编织层和第三编织层通过分层正交结构或接结组织结构相互连接，三个编织层之间形成的空气层为6-9mm。

优选地，所述空气层中第一编织层的克重为100-180g/m²，第二编织层的克重为200-250g/m²，第三编织层的克重为180-220g/m²。

优选地，所述防水透气层中微孔ptee膜的厚度为30-50μm。

优选地，所述防水透气层中微孔ptee膜的孔径为0.02-10μm，孔隙率为25％-48％。

优选地，所述隔热层中芳纶1313与芳纶1314的质量比为3：1-4：1，阻燃层中芳纶1313与芳纶1314的质量比为1：1-2：1。

优选地，所述亲肤层、防水透气层、隔热层、阻燃层的克重分别为80-120g/m²，60-100g/m²，70-90g/m²，150-250g/m²。

本实用新型可以实现以下有益效果：

(1)本实用新型提供了一种适用于家纺的耐久性阻燃面料，其亲肤层中加入了氨纶纤维，赋予面料优异的延伸性和弹性回复性能，可以紧贴在人体表面，对人体的束缚力很小；隔热层能阻碍外界热流侵袭人体而设置的，采用芳纶针刺无纺布机构层，可形成大量空隙，达到阻隔热量效果；空气层采用包括相互连接的第一编织层、第二编织层和第三编织层的三层三维立体结构，提高面料的热防护和热湿舒适性能，防水透气层由无纺布和微孔ptee膜复合，赋予面料良好的透湿气性，本实用新型阻燃面料通过所述各层之间的协同实现了兼有热防护性能、热湿舒适性能的耐久性家纺阻燃面料。

(2)本实用新型在阻燃面料中采用三维纺织结构形成空气层，通过调整空气层的厚度，使织物的热防护性能和热湿舒适性能达到协同优化，试验结果显示，当空气层厚度小于6mm时，热湿舒适性及热防护性的关系之间呈现出较弱的正相关关系，空气层厚度大于12mm时，二者之间的关系又变为相关性不明显，相关系数为正值，当空气层厚度在6mm及9mm之间时，织物的热防护性能和热湿舒适性能最佳。

(3)本实用新型的优选方案中进一步通过调整面料中各层的克重及空气层中各编织层的克重等指标，能使织物的热防护性能和热湿舒适性能进一步达到最佳效果。

附图说明

图1是本实用新型的面料结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1-亲肤层、2-空气层、3-防水透气层、4-隔热层、5-阻燃层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1

一种空气层2耐久性阻燃面料，从内到外包括亲肤层1、空气层2、防水透气层3、隔热层4、阻燃层5，其中，所述空气层2为编织而成的三维立体结构，所述三维立体结构包括相互连接的第一编织层、第二编织层和第三编织层，所述第一编织层采用涤纶长丝外包覆醋酸纤维构成的纱线形成的罗纹组织针织层，所述第二编织层为缎纹组织机织物结构，其中经向纤维线包括pbi长丝，纬向纤维线为竹纤维和氨纶纤维混纺纱，所述第三编织层为芳纶长丝形成的罗纹组织针织层；所述防水透气层3由芳纶无纺布复合微孔ptee膜构成；所述隔热层4由芳纶1313/1314混纺针刺无纺布构成，所述阻燃层5选自芳纶1313/1314混纺的机织物构成。

其中，所述亲肤层1由涤纶长丝混纺氨纶纤维制备的面料构成。所述空气层2中第一编织层、第二编织层和第三编织层通过接结结构相互连接，三个编织层之间形成的空气层2为6mm。所述空气层2中第一编织层的克重为100g/m²，第二编织层的克重为200g/m²，第三编织层的克重为180g/m²。所述防水透气层3中微孔ptee膜的厚度为30μm，微孔ptee膜的孔径为0.02μm，孔隙率为30％。所述隔热层4中芳纶1313与芳纶1314的质量比为3：1，阻燃层5中芳纶1313与芳纶1314的质量比为1：1。所述亲肤层1、防水透气层3、隔热层4、阻燃层5的克重分别为120g/m²，100g/m²，90g/m²，250g/m²。

实施例2

一种空气层2耐久性阻燃面料，从内到外包括亲肤层1、空气层2、防水透气层3、隔热层4、阻燃层5，其中，所述空气层2为编织而成的三维立体结构，所述三维立体结构包括相互连接的第一编织层、第二编织层和第三编织层，所述第一编织层采用涤纶长丝外包覆醋酸纤维构成的纱线形成的罗纹组织针织层，所述第二编织层为缎纹组织机织物结构，其中经向纤维线包括pbi长丝，纬向纤维线为竹纤维和氨纶纤维混纺纱，所述第三编织层为芳纶长丝形成的罗纹组织针织层；所述防水透气层3由芳纶无纺布复合微孔ptee膜构成；所述隔热层4由芳纶1313/1314混纺针刺无纺布构成，所述阻燃层5选自芳纶1313/1314混纺的机织物构成。

其中，所述亲肤层1由涤纶长丝混纺氨纶纤维制备的面料构成。所述空气层2中第一编织层、第二编织层和第三编织层通过接结结构相互连接，三个编织层之间形成的空气层2为9mm。所述空气层2中第一编织层的克重为100g/m²，第二编织层的克重为200g/m²，第三编织层的克重为180g/m²。所述防水透气层3中微孔ptee膜的厚度为50μm，微孔ptee膜的孔径为0.02μm，孔隙率为30％。所述隔热层4中芳纶1313与芳纶1314的质量比为3：1，阻燃层5中芳纶1313与芳纶1314的质量比为1：1。所述亲肤层1、防水透气层3、隔热层4、阻燃层5的克重分别为120g/m²，100g/m²，90g/m²，250g/m²。

对比例1

一种空气层2耐久性阻燃面料，从内到外包括亲肤层1、空气层2、防水透气层3、隔热层4、阻燃层5，其中，所述空气层2为编织而成的三维立体结构，所述三维立体结构包括相互连接的第一编织层、第二编织层和第三编织层，所述第一编织层采用涤纶长丝外包覆醋酸纤维构成的纱线形成的罗纹组织针织层，所述第二编织层为缎纹组织机织物结构，其中经向纤维线包括pbi长丝，纬向纤维线为竹纤维和氨纶纤维混纺纱，所述第三编织层为芳纶长丝形成的罗纹组织针织层；所述防水透气层3由芳纶无纺布复合微孔ptee膜构成；所述隔热层4由芳纶1313/1314混纺针刺无纺布构成，所述阻燃层5选自芳纶1313/1314混纺的机织物构成。

其中，所述亲肤层1由涤纶长丝混纺氨纶纤维制备的面料构成。所述空气层2中第一编织层、第二编织层和第三编织层通过接结结构相互连接，三个编织层之间形成的空气层2为3mm。所述空气层2中第一编织层的克重为100g/m²，第二编织层的克重为200g/m²，第三编织层的克重为180g/m²。所述防水透气层3中微孔ptee膜的厚度为30μm，微孔ptee膜的孔径为0.02μm，孔隙率为30％。所述隔热层4中芳纶1313与芳纶1314的质量比为3：1，阻燃层5中芳纶1313与芳纶1314的质量比为1：1。所述亲肤层1、防水透气层3、隔热层4、阻燃层5的克重分别为120g/m²，100g/m²，90g/m²，250g/m²。

对比例2

一种空气层2耐久性阻燃面料，从内到外包括亲肤层1、空气层2、防水透气层3、隔热层4、阻燃层5，其中，所述空气层2为编织而成的三维立体结构，所述三维立体结构包括相互连接的第一编织层、第二编织层和第三编织层，所述第一编织层采用涤纶长丝外包覆醋酸纤维构成的纱线形成的罗纹组织针织层，所述第二编织层为缎纹组织机织物结构，其中经向纤维线包括pbi长丝，纬向纤维线为竹纤维和氨纶纤维混纺纱，所述第三编织层为芳纶长丝形成的罗纹组织针织层；所述防水透气层3由芳纶无纺布复合微孔ptee膜构成；所述隔热层4由芳纶1313/1314混纺针刺无纺布构成，所述阻燃层5选自芳纶1313/1314混纺的机织物构成。

其中，所述亲肤层1由涤纶长丝混纺氨纶纤维制备的面料构成。所述空气层2中第一编织层、第二编织层和第三编织层通过接结结构相互连接，三个编织层之间形成的空气层2为12mm。所述空气层2中第一编织层的克重为100g/m²，第二编织层的克重为200g/m²，第三编织层的克重为180g/m²。所述防水透气层3中微孔ptee膜的厚度为50μm，微孔ptee膜的孔径为0.02μm，孔隙率为30％。所述隔热层4中芳纶1313与芳纶1314的质量比为3：1，阻燃层5中芳纶1313与芳纶1314的质量比为1：1。所述亲肤层1、防水透气层3、隔热层4、阻燃层5的克重分别为120g/m²，100g/m²，90g/m²，250g/m²。实施例及对比例织物的热舒适性测试结果如表1所示。

表1织物的热舒适性测试结果

通过上述实验结果可知，在其它相同条件下，当空气层耐久性阻燃面料的空气层2厚度在6mm及9mm之间时，织物的热湿舒适性能最佳。

同时对织物的热防护性测试结果表明，在考虑热蓄积作用时，织物系统的热防护时间随着空气层2厚度的增加而发生显著性变化。衣下空气层2厚度为0-6mm时热防护时间上升较平缓，而衣下空气层2厚度增加至9-12mm时，织物系统的热防护时间迅速增加，从100秒左右上升到180秒左右，热防护时间提高了近1倍，说明9-12mm的空气层2对织物系统热防护性能有显著的提升作用，这一厚度的空气层2能够有效地延长皮肤二级烧伤的时间，因此仅从服装热防护性能的角度看，9-12mm的空气层2对于提高人体的保护作用有着较大的积极影响。因此，当空气层2厚度在6mm及0009mm之间时，织物的热湿舒适性能和热防护性能能达到协同促进作用。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。