郭雯怡
美國海軍陸戰(zhàn)隊與美國陸軍確立了稱為“藝術(shù)級防火無紡合成材料技術(shù)”的項目,主要用于制作作戰(zhàn)服,也用于其他非戰(zhàn)斗用途,如消防和其他需要防熱和防輻射織物。他們將這一項目交于田納西州一家小型商用創(chuàng)新企業(yè)納米復(fù)合紡織物有限公司(SBIR)開發(fā)。SBIR原為美國較有競爭力的紡織開發(fā)企業(yè)。他們曾開發(fā)的半成品復(fù)合紡織物原可直接用于軍用制服,但接到這一任務(wù)后,該公司發(fā)覺開發(fā)這種技術(shù)具有較高的風險,于是要求美國國防部進行為期兩階段的投資,第一階段:概念試驗,需要9個月。倘若成功,第二階段將集中在兩年內(nèi)取得成果。在偶然情況下,可能會產(chǎn)生第三階段,即容許進入生產(chǎn)制造階段。此時需要投資商介入,然后實現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。
這種軍服之所以稱為藝術(shù)級,是因為它能如變戲法般具有多種功能,除防火性能外,還具有持久性,需要整合進隔熱、抗菌、吸水和防水等多種功能。這類強化型多層次多功能無紡復(fù)合織物還具有強度高重量輕、透氣性好、經(jīng)久耐磨,耐拉伸撕扯,又有很強的柔軟性,適合野外作業(yè),具有傳統(tǒng)軍服不可比擬的優(yōu)越功能。
SBIR的最初目標就是開發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)用型軍事無紡織物。因此,他們特別強調(diào)復(fù)合型,即高強度,高柔軟性,抗摩擦,可印染和其他相關(guān)特性的織物。SBIR利用最新無紡,應(yīng)用特殊的紡織物處理技術(shù),強化防火功能,這種理念還包括開發(fā)重量輕的復(fù)合材料,也需要同時降低這種作戰(zhàn)服的開發(fā)成本,并且,這種特殊無紡織物具有特殊性。
一般而言,傳統(tǒng)機織物使用陳舊過時的技術(shù)織造出來,這類設(shè)備只有在中等發(fā)達國家和不發(fā)達國家才能見到。他們利用搓紗原理,這種結(jié)構(gòu)的織品不具備絕緣、透氣和防護性功能。而世界上的無紡技術(shù)也僅僅存在數(shù)十年,其相關(guān)的創(chuàng)新和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。無紡一般需要品質(zhì)較高的單種纖維。其結(jié)構(gòu)可提供較好的絕緣、過濾、防護等性能。機織物基本上屬于兩維結(jié)構(gòu),其設(shè)計和用材的彈性受限,一般要經(jīng)3家獨立的紡織公司加工14次;而無紡卻具有三維結(jié)構(gòu),加工過程不超過5次,可在一家公司完成所有加工。無紡可以基于網(wǎng)狀加工整合,如擠壓粘合或梳理加工,并且無紡織物既可以通過熱處理,也可以進行濕處理。因此,只有無紡織物的強度才能作為專用軍品織物材料。
能滿足于軍品的無紡開發(fā),其織物表面特征與內(nèi)在特征完全迥異。為此,SBIR公司開發(fā)出一種用于軍事制服的多層無紡復(fù)合織物,內(nèi)層可吸水;外層可防水,防火、防化和其他功能,而貼近皮膚的內(nèi)層卻保持柔軟、細膩。
歷經(jīng)艱辛努力,第一階段在2005年前就完成。它表明,這種無紡復(fù)合織物可比傳統(tǒng)機織織物軍服重量輕25%,強度比現(xiàn)有作戰(zhàn)服更高。通過比較還發(fā)現(xiàn),無紡復(fù)合織物的滲透性或透氣性也更強。但最大的成就和最大的價值在于,這種無紡織物結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的軍品斜紋織物相比重量更輕,更薄,更能抗拉扯。不僅如此,他們發(fā)現(xiàn)這種無與倫比的無紡復(fù)合材料具有很高的透濕功能,由于其材料加入硅樹脂,還有抗皺紋的效果、濾波特性,因此最適合于在沙漠行動中穿用,也適合制作帳篷和其他偽裝用品。這種無紡織物因此成為美國海軍陸戰(zhàn)隊的定制產(chǎn)品。
其實,第二階段開發(fā)早在2005年1月就開始了。它強調(diào)優(yōu)化無紡復(fù)合材料的組合結(jié)構(gòu)并結(jié)合第一階段的功效,融入防火纖維與化學處理技術(shù)。該階段主要提升抗磨損、洗滌和增強可染性,提高其舒適度、物理和機械性,同樣又保持滲透性和防水性。
過去,美軍使用的大多數(shù)織物均為具有可燃性的人工合成纖維。雖然曾進行防火技術(shù)處理,但效果并不明顯,并且經(jīng)洗滌后,防火效果幾乎全部喪失。SBIR公司歷經(jīng)數(shù)年,第二階段開發(fā)成功點在于使防火性具有持久性。經(jīng)過25次洗衣機洗滌和燙熨測試,這種無紡織物仍舊保持著最初的性能,并且,抗磨損性能也能持久。根據(jù)美國工業(yè)標準諾梅梅克斯(Nomex)最新的測試表明,這種無紡織物可防二級和三級火焰。但是,它目前僅限于海軍陸戰(zhàn)隊使用,要實現(xiàn)其全球性商業(yè)價值,還需經(jīng)過許多部門的檢測。
然而,分析人士認為,這種無紡復(fù)合織物未來的價值在于成功地實現(xiàn)商業(yè)化,而這種商業(yè)化成功的關(guān)鍵在于其專用性。迄今為止,世界上大多數(shù)無紡織物的使用范圍不夠廣泛。為此,SBIR公司期望打破這種局限,用全新的方式實現(xiàn)這種理念,從而達到他們的目的。當然,先走軍事路線仍然不失為明智的選擇。在使用范圍上,他們期望這種無紡織物可用于制造降落傘、行李袋、背包、防水布、帳篷和車棚等等。當然,也期望能用于醫(yī)療器械和化學環(huán)境中的防化服裝。用這種技術(shù)開發(fā)出的織物究竟適用于多少領(lǐng)域還沒有定論,但很明顯,它將是一種符合當代多種需求,具有超強功能的全新復(fù)合紡織品。
(據(jù)美國納米復(fù)合織物網(wǎng)www.nanosyntex.com最新資料)