專利名稱：一種用于制作提供熱保護服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于制作抗熱服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)。該復合結(jié)構(gòu)具 有對熱和火焰的抗熱保護作用，可用于制作消防員服裝，通常也在其它存在 熱或火焰灼傷危險的活動領域中使用。
背景技術：
按照以前的方法，法國消防員使用帶有舒適的棉或毛內(nèi)襯的皮衣。這種 外衣不能起到恰當?shù)膬?nèi)部熱防護作用。在其它國家，消防員使用的外衣是紡 織結(jié)構(gòu)的，有的沒有密封層，這會降低抗熱保護；有的帶有密封層，但水蒸 氣無法滲透，阻礙汗水蒸發(fā)，且有增加熱壓力的問題。熱壓力是一種生理現(xiàn) 象，會使人體內(nèi)的溫度升高，由于諸如熱環(huán)境的外部因素或長久使勁而產(chǎn) 生。熱壓力導致的人體內(nèi)部溫度升高無法自行調(diào)節(jié)，會造成不適，甚至昏厥 或心臟病突發(fā)。目前我們知道，人體體溫超過正常體溫1.5。 C時，判斷和反 應能力會降低，以致于在危險環(huán)境中發(fā)生事故。最近對美國消防員死亡的研 究表明，只有8Q/^是因燒傷致死，42%直接由熱壓力致死，其余50%無明顯 事故原因，但專家們越來越傾向于因熱壓力造成判斷力降低而造成的無謂事 故。
針對尤其是消防員使用的個人防護設備，有一個歐洲指導基準。外衣必 須具備某些標準，特別是防輻射熱、熱對流的標準，構(gòu)成材料應具備良好的 熱穩(wěn)定性，應滿足完全不易燃性標準，并具有良好的防水性。
用于制作這些裝備的紡織復合結(jié)構(gòu)公開于US.A-5 274 849號資料中，該資料作為權(quán)利要求l的基礎。
此外，外衣必須能在極其意外的條件下保護穿著者，尤其是能給穿著者 留出逃生的時間。所以特別要保護消防員面對"閃燃"情況。閃燃是突然發(fā)生的火情蔓延中一個極快的過渡階段，當儲存在一個房間中的煤氣和蒸汽的
溫度達到500至600° C時會突然發(fā)生火情并突然爆炸。在一秒中內(nèi)，溫度升 至500至1000"C時，熱量約達到40千瓦/平米。應使穿著者能夠抵御這一溫度 的迅速上升，令其有足夠的時間逃離火場。
目前已有可以達到這些目的的紡織復合結(jié)構(gòu)材料。該紡織復合結(jié)構(gòu)包括 一層由阻燃材料制成的外層防護布，例如芳族聚酰胺纖維、間位芳綸纖維或 聚酰胺亞胺纖維。該防護布具有抗熱保護特點，具有抗磨損和抗撕裂的力學 功能，為使其具有拒水和化學液體性而經(jīng)過防水處理。在這層防護布里面是 一層透氣的防水膜，為了結(jié)實通常固定在紡織面料上，防水膜可以使例如穿 著者呼吸所產(chǎn)生的水汽通過，卻可以擋住液態(tài)水。此外，這層膜還可起到擋 風的作用，具有外衣隔熱且減少熱流量滲入的作用。這層膜下面是一層由立 體網(wǎng)眼針織布(見EP 0443991資料中的描述)或可以起到儲存空氣作用的氈 子(見EP 0 364 370資料中的描述)制作的隔熱層。該隔熱層通?？p制在一 層簡單的襯里上。
這種外衣的好處在于在熱流量極度超過40千瓦/平米時可以提供極佳的 抗熱保護，具有很強的功效，甚至因其極高的抗熱力而具有超強的功效，可 以讓穿著者在0至l千瓦/平米熱流量情況下，即消防員通常的工作條件下感 覺不到熱，但同時也無法檢測到可能發(fā)生的危險。由于對熱流量的感覺減 弱，在這些情況下，受到過多保護的穿著者會因無法正確判斷而采取危險行 動。這種外衣由于厚重且承載水份(尤其是隔熱層)而令人感到不太舒適， 當溫度突然增高時，可能產(chǎn)生的水汽蒸發(fā)會將穿著者灼傷。
此外，當外衣被浸濕時，因在潮濕環(huán)境工作或因洗衣原因，氈子或針織 布會吸收很多水，晾干需要很長時間，在此期間無法使用外衣。
圖1和圖2是兩張曲線圖。在歐洲EN 469標準基礎上，說明用于制作消防
員制服的各種復合布料的特性。
圖1說明TF%熱傳導系數(shù)的變化情況，TP%是穿過樣品的熱流量相對于入
射熱流量Qo的比率。入射熱流是放置有樣品的熱源所發(fā)出的。
圖2說明根據(jù)入射熱流量Qo發(fā)出報警的時間T. 12變化情況。報警時間為使用者開始對熱感到難耐的時間。我們力求在40千瓦/平米熱流量的情況下得 到約15秒的T. 12。
圖1和圖2中所描繪的曲線是根據(jù)對以下物品或布進行檢測的結(jié)果，按照 1997年1月27日366標準的CEN/TC162/WG2/N266EN修訂草案中說明的366標準 方式而繪制的
A=皮
B=皮+棉襯
C=皮十毛襯
D=布+膜+非織造物90克/平米+襯120克/平米
E=布+膜+針織品220克/平米+襯120克/平米
F=布+膜+氈子120克/平米+襯120克/平米
這些不同的曲線完全概括了以上介紹的已知的各種外衣的優(yōu)缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種用于制作提供熱保護服裝的紡織復合結(jié) 構(gòu)，這種紡織復合結(jié)構(gòu)材料輕便而且舒適，在通常的工作條件下(熱流量約 在0至l千瓦/平米)，該種紡織復合結(jié)構(gòu)可以較好地導熱(即高的TF。/。)并及 時向穿著者預警(即很小的T. 12)，在危急情況下，"閃燃"現(xiàn)象產(chǎn)生的熱 流量(約40千瓦/平米的熱流量)下，可以在一段足夠時間內(nèi)提供保證，符 合標準，有很高的隔熱比率(即很小的TF。/0 ，以保證穿著者有充分的時間 逃離。此外，這種復合結(jié)構(gòu)在浸濕后可以很快晾干。
為此，所指的紡織復合結(jié)構(gòu)至少包括由阻燃材料制作的用于制作復合結(jié) 構(gòu)外層的一塊布料或一大片機織布面料，以及用于制作復合結(jié)構(gòu)內(nèi)層的一塊 清潔舒適的襯里，其特征在于襯里的布里和/或布面上具有若干方向明顯一 致的紡織材料填充物，制作時將填充物固定在布料和/或襯里上，使其成為 一體，布料和襯布之間形成充滿空氣的管。
填充物與襯里成為一體，相對的面料與襯里之間形成充滿空氣的管。管 中的空氣不是靜止的，可以循環(huán)，不像在非密封但密度較高的情況下，例如
使用立體網(wǎng)眼針織布或網(wǎng)布時。這樣，在正常使用條件下(熱流量在o至i千 瓦/平米)，這些管中不會滯留水，也沒有過熱的空氣。相反，如果溫度突 然過熱(例如熱流量約40千瓦/平米)，由填充物隔開的管中的空氣足以隔熱，且符合EN 469標準，能夠使穿著者逃離危險地帶。
這種簡單結(jié)構(gòu)使制服輕便又舒適。管中的空氣循環(huán)使制服更加舒適，利 于襯里吸收的汗水蒸發(fā)。因為眾所周知，為了有助于調(diào)節(jié)人體體溫，汗水的 蒸發(fā)是非常重要的。當體溫上升時，人體就會出汗，通過排汗降低體溫。如 果汗水無法蒸發(fā)并在各復合層中匯聚成液體，汗水調(diào)節(jié)機制減弱，人體體溫 會繼續(xù)升高。本紡織復合結(jié)構(gòu)材料這些特點一方面可以改善穿著者的體溫調(diào)節(jié)，降低熱壓力，另一方面在工作時如外衣被浸濕或為了保養(yǎng)時容易晾干。 因為，與像海綿一樣的氈子相比，由于結(jié)構(gòu)簡單，本紡織復合結(jié)構(gòu)材料中吸 收和儲存水的能力實際簡化為由帶有填充物的襯里完成。目前所使用的布 (例如氈子或立體網(wǎng)眼針織布)的主要缺點在于汗水蒸發(fā)能力很差。相反更 趨向于吸收和儲存功能。
本實用新型特點在于在熱度升高情況下，填充物采用熱收縮性很小的材 料。這樣可以保證提供保護所需的足夠的隔熱空氣量，包括在較高熱流量情 況下(例如約40千瓦/平米)。
根據(jù)該復合結(jié)構(gòu)的第一個實施例子，每個填充物均使用耐熱纖維，例如 對位-芳香族聚酰胺纖維。
本實用新型特點在于在此情況下，每個填充物均由一束束組成的線束組 成，例如捻在一起的兩股Nm 8/2捻線。與只有相同支數(shù)的單紗相比，這樣的 結(jié)構(gòu)壓縮性小。
在可能的情況下，仍然使用此種填充物，在制作襯里時借助于紗線將每 個填充物固結(jié)在襯里上。
為保證填充物間有足夠的空氣，每個填充物的厚度應高于0.3毫米，優(yōu) 選是介于1至10毫米，填充物間的間隔高于2毫米，優(yōu)選是在2至15毫米之 間。
為便于空氣流通，對于使用前述紡織復合結(jié)構(gòu)材料制作的服裝，填充物
與隔離充氣管一般按服裝的縱向放置，特別是外衣，為便于通過空氣對流的 自然現(xiàn)象而使空氣流動，應采用垂直方向。
在防護外層面料與襯里之間可以放置透氣的防水膜，使水汽通過，卻可 以擋住液態(tài)水。這層膜還可起到擋風的作用，利于保溫。
總之，借助以下描述、附件中的圖解、非限定性實例，可以了解紡織復 合結(jié)構(gòu)的制作方式和使用該種復合結(jié)構(gòu)制作的外衣的制作方式


圖l根據(jù)入射熱流量Qo描繪了反映TP/。熱傳導系數(shù)的一組曲線；
圖2根據(jù)入射熱流量Qo描繪了反映報警時間Ti2的變化情況的一組曲線；
圖3是表示構(gòu)成復合結(jié)構(gòu)的各層情況的透視圖4是復合結(jié)構(gòu)的截視圖，構(gòu)成復合結(jié)構(gòu)的填充物橫切面；
圖5是局部分割圖，截取使用圖1和圖2所示復合結(jié)構(gòu)制作的外衣的一部分。
具體實施方式
圖上所示的復合結(jié)構(gòu)包括阻燃材料制成的外防護布面面料2，使用 EUROPROTECT公司4781號布料，2/1斜紋，195克/平米，Dupont de Nemours的Nemex Delta TA， 75%間位-芳香族聚酰胺纖維，23%對位-芳香 族聚酰胺纖維和2%抗靜電纖維的混合。面料2上有一層Proline公司89/55號 膜3，用阻燃聚胺酯制作的有微孔的透氣防水膜3，約40克/平米，粘合在非 織造物Sontara Nomex SL Type E-89上，間位-芳香族聚酰胺纖維和對位-芳 香族聚酰胺纖維的混合，約90克/平米。
復合結(jié)構(gòu)還包括襯里4，例如使用EUROPROTECT公司4948號布料，平 紋布，120克/平米，Nomex / Viscose FR， 50%間位-芳香族聚酰胺纖維和 50%阻燃粘膠纖維。
在襯里4朝膜3的一面固接有若干分別呈連續(xù)的長條形，且相互平行的填 充物5，其表面密度為70/80克/平米，在本例子中由100%對位-芳香族聚酰 胺纖維Nm 8/2/2 (由兩股8公支雙股股線再加捻而成)制成的纖維線組成。當使用布料做襯里時，填充物與布料通過織造時改變某些紗線的交織規(guī) 律固接。
需要說明的是圖3至圖5所示的復合結(jié)構(gòu)，2、 3和4層通常不連接在一
起，而只是重疊放置。但是，在有特殊需要的情況下，這些層中的某些層完
全可以例如通過粘合連接起來。
每個填充物的厚度約l毫米，填充物間的間隔約10毫米。
圖5表示一件用上述描述的紡織復合結(jié)構(gòu)制作的外衣6，在這件外衣中填充物5是垂直排列的，也就是說，在用其制成的服裝6上，襯里4和面料2之間填充物5形成的充氣管的方向與服裝的縱向長度方向一致。
圖l和圖2中的曲線表示本發(fā)明的復合結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。
與目前現(xiàn)有的某些復合結(jié)構(gòu)相比，這種復合機構(gòu)的特點是輕便舒適，用填充物5代替氈子密封。這些填充物比氈子或立體網(wǎng)眼針織布更加輕便柔軟。
與這種氈子或立體針織布相比，這些填充物的吸水能力很弱，這樣就會大大降低制服內(nèi)汗水的吸附和儲存現(xiàn)象。
這樣，本發(fā)明中防水復合結(jié)構(gòu)的吸附和儲存水的能力實際簡化由支撐填充物的襯里來完成。按以上所述方式制作的制服的吸附和儲存水量是其干重的2.5倍。與使用像海綿一樣的氈子所制作的復合機構(gòu)F相比，后者的吸附和 儲存水量是其干重的10倍。
用填充物將膜隔開，支撐本發(fā)明的復合結(jié)構(gòu)的襯里成為(其吸收的)汗水與上述填充物構(gòu)成的管中的流動空氣間的交流界面，可以加快汗水的蒸發(fā)，盡快調(diào)節(jié)體溫。特別是在0至l千瓦/平米的一般工作條件下，可以延緩 甚至消除熱壓力的出現(xiàn)。
本發(fā)明的復合結(jié)構(gòu)的弱吸水能力的好處還在于在突然爆發(fā)熱流的情況下，可以降低因外衣內(nèi)積儲水的蒸發(fā)而產(chǎn)生的灼傷危險。
同時在工作時衣服重量不會增加，衣服重量是加強熱壓力的因素。因為，目前生理研究顯示，紡織類消防員上衣的的重量對產(chǎn)生的熱壓力會產(chǎn)生
直接作用。
按照防護要求，管中保存的空氣限制了在危險情況下熱的快速傳送(熱流量約40千瓦/平米)，其中的空氣量足以達到隔熱效果。這種復合結(jié)構(gòu)還 可以保證在正常使用條件下人體對熱具有良好的敏感性，并且如圖2所示， 由于其表面密度不高，具有很小的T. 12預警時間。正常情況下該預警時間接近于皮+襯布料的預警時間，皮+襯布料比隔離功能超強的傳統(tǒng)紡織復合結(jié) 構(gòu)(層E和F)更有保障性。
根據(jù)圖l，在導熱和非封閉方面，本發(fā)明中的復合結(jié)構(gòu)在舒適和微弱的 熱能量上(通常工作條件在0至l千瓦/平米)與所知的皮+襯布料一樣，都 很少出現(xiàn)些熱壓力問題，因此TP/。相對較高(導熱性較好)。相反，對于較 高的熱流量(約40千瓦/平米)，本發(fā)明中的復合結(jié)構(gòu)與份量較重、不太舒 適且積存較多水的復合結(jié)構(gòu)一樣，具有較低的導熱比率TFy。(隔熱性較 好)。
在降低熱壓力方面，與市場上現(xiàn)有產(chǎn)品相比，這種復合結(jié)構(gòu)的舒適度還 表現(xiàn)在極低的Ret (抗蒸發(fā))上。
外衣的復合結(jié)構(gòu)蒸發(fā)作用越強，表明其抗蒸發(fā)力越低，越有利于體溫調(diào) 節(jié)并避免事故。
下表為圖l中(根據(jù)EN31092標準進行檢測的)各種復合結(jié)構(gòu)的Ret —C: 85.0平米2. Pa/W _D: 26,7 —E: 28.5 一F: 31.0 —1 : 25.6
這一歸類還會根據(jù)表示復合結(jié)構(gòu)的熱敏感性的T. 12而相應改變。因此在 正常條件下在舒適度方面具有低隔熱(不易存儲熱量)和蒸發(fā)力強的雙重優(yōu) 勢，由此在降低熱壓力危險方面有了很大進步。
當然，本實用新型對這種紡織復合結(jié)構(gòu)不限定在唯一一種實施形式上， 也不限定其是制作外衣的唯一使用復合結(jié)構(gòu)，相反可以容納所有的變化。尤
其是襯里可以與膜或聚合物連接，填充物可以是間斷的和/或可以由其它材 料制成，例如硅酮，或者復合結(jié)構(gòu)可以由兩個不相連的層組成，像褲子和罩 褲，在內(nèi)面放入填充物，都屬于本實用新型保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于制作提供熱保護服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其至少包括由阻燃材料制作的用于制作復合結(jié)構(gòu)外層的一塊布料或一大片機織布面料(2)，以及用于制作復合結(jié)構(gòu)內(nèi)層的一塊清潔舒適的襯里(4)，其特征在于所述襯里(4)的外面上置有若干方向明顯一致的紡織材料填充物(5)，并與襯里相縛，使面料(2)和襯里(4)之間形成充氣管，填充物用布料制作，填充物為編織時用襯里的線將其固定在襯里上，使其與襯里成為一體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作提供熱保護服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)， 其特征在于所述填充物(5)呈連續(xù)的長條形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作提供熱保護服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述填充物(5)呈不連續(xù)的長條形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一權(quán)利要求所述的用于制作提供熱保護 服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述填充物(5)由耐熱纖維制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制作提供熱保護服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述耐熱纖維為對位-芳香族聚酰胺纖維。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一權(quán)利要求所述的用于制作提供熱保護 服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其特征在于每個填充物(5)均由一束合在一起的 線組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一權(quán)利要求所述的用于制作提供熱保護 服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其特征在于每個填充物(5)的厚度大于0.3毫 米，優(yōu)選方案是在1至10毫米之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一權(quán)利要求所述的用于制作提供熱保護 服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述各填充物(5)之間的間隔大于2 毫米，優(yōu)選方案為2至15毫米之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一權(quán)利要求所述的用于制作提供熱保護 服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其特征在于在用其制成的服裝(6)上，襯里(4) 和面料(2)之間填充物(5)形成的充氣管的方向與服裝的縱向長度方向一 致。
專利摘要本實用新型是一種用于制作提供熱保護服裝的紡織復合結(jié)構(gòu)，其至少包括由阻燃材料制作的用于制作復合結(jié)構(gòu)外層的一塊布料或一大片織布面料(2)，以及用于制作復合結(jié)構(gòu)內(nèi)層的一塊清潔舒適的襯里(4)，襯里(4)的外面上置有若干方向明顯一致的紡織材料填充物(5)，并與襯里相縛，布料和襯里之間形成充氣管，填充物用布料制作，填充物的特點為編織時用襯里的線將填充物固定在襯里上，使其成為一體。本實用新型制成的服裝輕便又舒適，在通常的工作條件下可以較好地導熱并及時向穿著者預警，發(fā)生“閃燃”情況時，有很高的隔熱比率，以保證穿著者有充分的時間逃離。此外，這種復合結(jié)構(gòu)在浸濕后可以很快晾干。
文檔編號A62B17/00GK201178700SQ200820006199
公開日2009年1月14日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者蒂埃里·拉尼爾 申請人:法國歐普泰克公司