蘇利濤 林 娜 劉 琳 李 麗 趙 雷

（陜西省紡織科學(xué)研究院，陜西西安，710038）

隨著社會(huì)的發(fā)展及生活水平的提高，我國(guó)社會(huì)的主要矛盾已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)化，人們對(duì)美好生活的向往促使對(duì)個(gè)體防護(hù)面料有更高的要求，個(gè)體防護(hù)面料的研發(fā)朝著防護(hù)、舒適、時(shí)尚及環(huán)保的方向發(fā)展，不僅要具備理想的防護(hù)性能，還要盡可能滿足穿著者對(duì)舒適性［1］的要求，同時(shí)結(jié)合當(dāng)下時(shí)尚和環(huán)保的聚焦熱點(diǎn)，將個(gè)體安全防護(hù)面料的專業(yè)化和人性化做到極致。對(duì)于個(gè)體安全防護(hù)服裝而言，除必須具備的安全防護(hù)功能外，舒適性也非常重要，它是著裝者對(duì)所穿防護(hù)服裝的綜合體驗(yàn)，包括心理和生理上的。影響舒適性的因素［2］包括生理因素、心理因素和環(huán)境因素。

舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)［3］包括熱濕傳遞，透氣透濕，吸濕速干指標(biāo)等，具體涉及到濕阻、熱阻、透氣率和透濕量等，除了客觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)外，舒適性還與環(huán)境溫濕度有關(guān)，服裝穿著最舒服的環(huán)境是:人體皮膚與衣服內(nèi)層之間空氣的溫濕度處于一個(gè)適宜的范圍，即空氣溫度（32±1）℃、相對(duì)濕度（50±10）%，越靠近這個(gè)溫濕度范圍人體感覺(jué)越舒適。

1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)個(gè)體防護(hù)面料舒適性的研究較早，技術(shù)及檢測(cè)設(shè)施較國(guó)內(nèi)相對(duì)成熟，對(duì)舒適性的研究重視程度高，而國(guó)內(nèi)個(gè)體防護(hù)面料在研發(fā)和應(yīng)用方面更多的強(qiáng)調(diào)功能性指標(biāo)，但在舒適性上沒(méi)有引起足夠的重視，主要體現(xiàn)在:標(biāo)準(zhǔn)中較多重視防護(hù)性能（功能性及耐久性），對(duì)舒適性考慮較少［4］，比如消防服的熱氣傷害、電工熱傷害、警用執(zhí)勤服等；材料輕質(zhì)化與功能化的矛盾，即材料質(zhì)量減輕，其防護(hù)功能沒(méi)有提升；個(gè)體防護(hù)面料舒適性的評(píng)價(jià)較為復(fù)雜，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)難度大，主要是影響舒適性的因素太多［5］，有心理的，有生理的，有環(huán)境的，有客觀的可以量化的，有主觀的不能量化的；標(biāo)準(zhǔn)南北通用，沒(méi)有考慮地域氣候條件，標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有細(xì)化，如南方濕熱北方寒冷，符合不同地域特點(diǎn)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)受到影響等。

2 個(gè)體安全防護(hù)面料舒適性研究

2.1 研究基礎(chǔ)

舒適性的研究是基于材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和人體工學(xué)的基礎(chǔ)之上的，分為熱濕舒適性、接觸舒適性和運(yùn)動(dòng)舒適性。這三者相互區(qū)別，又相互聯(lián)系。熱濕舒適性［6］主要是指穿戴的材料可以在一定程度上維持人體與外界環(huán)境之間的濕熱交換量，從而保證人體體溫［7］穩(wěn)定，使能量交換達(dá)到平衡狀態(tài)，保持一定的舒適感，達(dá)到人體不熱也不冷，不潮濕且透氣的舒適滿意程度。接觸舒適性［8］主要是指材料接觸皮膚時(shí)，不會(huì)因?yàn)椴牧系拇植诙?、柔軟度等使皮膚產(chǎn)生刺痛、瘙癢［9］的感覺(jué)。運(yùn)動(dòng)舒適性主要與人體運(yùn)動(dòng)時(shí)材料變形產(chǎn)生的壓力有關(guān)，織物的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、彈性、活動(dòng)受限感和寬松度等都與舒適性密切相關(guān)。

2.2 研究方法

原材料上采用纖維剛性降低的細(xì)特纖維以減少對(duì)皮膚的刺激，提升接觸舒適性；采用回潮率高的、具有較好舒適性的纖維；采用彈性纖維增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)的舒適性和靈活性；通過(guò)紡紗工藝減少毛羽數(shù)量和毛羽長(zhǎng)度，降低毛羽的剛性，增強(qiáng)舒適性能的同時(shí)改善面料的起毛起球性能。織物組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)空氣層結(jié)構(gòu)提高熱濕舒適性，貼身一面采用舒適性的材料。后整理方面，通過(guò)吸濕排汗整理、柔軟整理、軋光整理等來(lái)提升服用舒適性，同時(shí)提升外觀品質(zhì)。

總之，研發(fā)方法注重系統(tǒng)化，形成追蹤溯源。面料研制與原料選擇、紡紗方式選擇、織物設(shè)計(jì)、后整理工藝、服裝設(shè)計(jì)相結(jié)合，制成服裝后研發(fā)人員采用試穿的方式，根據(jù)試穿結(jié)果優(yōu)化材料成分比例及組織結(jié)構(gòu)；同時(shí)對(duì)終端用戶進(jìn)行追蹤，形成數(shù)據(jù)化的支撐材料，提升技術(shù)水平，最終提高面料的服用舒適性。

2.3 設(shè)計(jì)理念

2.3.1 熱濕舒適性

2.3.1.1 空氣層面料

空氣層織物具有微氣候效應(yīng)，更有助于熱濕［10］的傳導(dǎo)，貼近皮膚的一面選用吸濕性［11］較好的材料。設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮空氣層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及吸濕性材料的選擇，主要用于冶金、消防等領(lǐng)域，通過(guò)空氣層結(jié)構(gòu)也可以達(dá)到外層隔熱里層舒適的效果，里層采用舒適性的紗線經(jīng)緯交織而成，與皮膚直接接觸提升接觸舒適性；一款新型消防面料在設(shè)計(jì)上也考慮到了這個(gè)因素，通過(guò)組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和原料的選擇提升熱濕舒適性［12］。同單位面積質(zhì)量的消防用面料，雙層結(jié)構(gòu)面料的熱防護(hù)性能較單層結(jié)構(gòu)提高13%，撕破強(qiáng)力（緯向）提高80%，透氣率提高320%，舒適性提升效果顯著。

2.3.1.2 防水透濕面料

防水透濕面料是指水在一定壓力下不會(huì)浸入織物，然而人體散發(fā)的汗液卻能以水蒸氣的形式通過(guò)面料傳導(dǎo)到外界，避免了汗液積聚冷凝在體表與織物之間，保持服裝的舒適性，它是一種技術(shù)含量高、獨(dú)具特色的功能性織物。防水透濕面料的主要功能有:防水，透濕，透氣，絕緣，防風(fēng)，保暖。對(duì)于消防防水透氣層材料，由高分子防水透氣材料加上功能防護(hù)織物復(fù)合而成。對(duì)比國(guó)標(biāo)、美標(biāo)和歐標(biāo)關(guān)于舒適性的測(cè)試方法，美標(biāo)和歐標(biāo)中對(duì)舒適性提出了要求，具體反映在濕阻這個(gè)指標(biāo)上。濕阻是紡織品處于穩(wěn)定的水蒸氣壓力梯度的條件下，通過(guò)一定面積的蒸發(fā)熱流量，是試樣兩面的水蒸氣壓力差與垂直通過(guò)試樣的單位面積蒸發(fā)熱流量之比。當(dāng)人體感受潮、熱時(shí)，人體皮膚就會(huì)分泌汗液從而帶走人體熱量，采用平板法和熱板法測(cè)試材料的濕阻也能模擬不同的穿著或不同的環(huán)境下所產(chǎn)生的狀態(tài)。

國(guó)標(biāo)GA 10—2014《消防員滅火防護(hù)服》主要對(duì)防水透氣層提出了透濕量的指標(biāo)要求，采用透濕杯法測(cè)試，指標(biāo)要求大于等于 5 000 g/（m2·d）。目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品有低透的也有高透的，高透的可以達(dá)到 15 000 g/（m2·d）～20 000 g/（m2·d），透濕量的多少與透濕膜的材料及其工藝有關(guān)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體需要進(jìn)行優(yōu)選。如高寒地區(qū)消防服防水透氣層面料在一定壓力條件下水分子易透過(guò)外層進(jìn)入防水透氣層，造成防水透氣層浸濕質(zhì)量增加，在寒冷條件下引起服裝內(nèi)部結(jié)冰，消防作業(yè)人員穿著后易產(chǎn)生凍傷危害，同時(shí)增加了消防人員的身體負(fù)擔(dān)和心里負(fù)擔(dān)。研發(fā)生產(chǎn)中可通過(guò)降低濕重的方法達(dá)到降低凍傷危害的目的，可也通過(guò)防油拒水后整理技術(shù)解決濕重的問(wèn)題，從而降低傷害，提升舒適性。

2.3.2 接觸舒適性

2.3.2.1 吸濕速干面料

吸濕速干面料有兩類，一類是將具有異形截面的吸濕速干纖維應(yīng)用于個(gè)體防護(hù)面料，可以快速將汗液吸收并傳導(dǎo)至織物外表面快速揮發(fā)，使身體保持干爽舒適的狀態(tài)。另一類是通過(guò)吸濕排汗后整理技術(shù)使織物具有吸濕速干功能，可應(yīng)用于電力、警用、石化等領(lǐng)域。這兩種方法現(xiàn)在均有應(yīng)用，前者屬于本質(zhì)的永久的吸濕速干面料，不會(huì)受到洗滌次數(shù)的影響；后者通過(guò)吸濕排汗后整理賦予材料功能性，可以做為一種附加功能作用于原材料，受洗滌次數(shù)的影響較大。選用哪一類方法還要根據(jù)具體產(chǎn)品的特點(diǎn)及客戶的需要制定。

應(yīng)用于電力行業(yè)的750 kV的高壓靜電防護(hù)面料，用導(dǎo)電材料與紡織纖維混紡交織制成，由該面料制成的服裝能有效防護(hù)電位作業(yè)人員免受高壓電場(chǎng)及電磁波的影響。

將吸濕速干纖維與導(dǎo)電纖維混紡織造可提高材料的舒適性。其中的導(dǎo)電纖維多采用金屬纖維，由于金屬纖維含量高，考慮到金屬纖維無(wú)回潮、不吸濕的缺點(diǎn)，在材料中加入吸濕速干纖維材料，可以通過(guò)增加濕度來(lái)改善面料的手感。舒適型的750 k V高壓靜電防護(hù)面料不僅符合GB/T 18136—2008《交流高壓靜電防護(hù)服裝及試驗(yàn)方法》要求，同時(shí)滿足機(jī)織物的吸濕速干標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)于夏季輕薄的阻燃警用面料，原材料采用本質(zhì)阻燃的纖維，通過(guò)吸濕排汗后整理賦予材料新的功能，產(chǎn)品既能滿足阻燃面料GB 8965.1—2009《防護(hù)服裝阻燃防護(hù)第1部分:阻燃服》A級(jí)要求，又能滿足吸濕排汗標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3.2.2 舒適性的阻燃材料

阻燃性防護(hù)服可應(yīng)用于軍警、石化、電力、消防等領(lǐng)域，由舒適性的阻燃材料即舒適性的纖維原料與高性能纖維混紡制成，高性能纖維賦予材料某種功能性，比如高強(qiáng)高模、阻燃等。在軍用方面，應(yīng)用于軍用迷彩的面料，采用雙面組織制成，其中貼皮膚的一面采用舒適性的材料；在警用方面，針對(duì)某地區(qū)氣候太熱的問(wèn)題，采用舒適性的纖維素纖維開(kāi)發(fā)薄款的特種警服面料；在石化領(lǐng)域，舒適性纖維與功能型纖維混紡制成的材料提升了舒適性能。這三種材料均使用纖維素纖維提升了接觸舒適性。

2.3.3 運(yùn)動(dòng)舒適性

2.3.3.1 質(zhì)輕高效面料

質(zhì)量減輕，防護(hù)性能提升，在很大程度上提升了服用舒適性。主要應(yīng)用于電力、消防等領(lǐng)域。應(yīng)用于電力行業(yè)的防電弧服分四個(gè)等級(jí)，如何在不降低防電弧性能的條件下盡量減輕質(zhì)量，是技術(shù)研發(fā)的核心。

DL/T 320—2010《個(gè)人電弧防護(hù)用品通用技術(shù)要求》［13］中規(guī)定了防電弧指標(biāo)和面料單位面積質(zhì)量范圍。其中一級(jí)的面料單位面積質(zhì)量范 圍 150 g/m2～200 g/m2，二級(jí)的為 200 g/m2～290 g/m2。陜西某公司開(kāi)發(fā)的一款防電弧面料，面料單位面積質(zhì)量在一級(jí)范圍，ATPV達(dá)到了二級(jí)的要求；市場(chǎng)上還有一款防電弧面料，面料單位面積質(zhì)量為一級(jí)的最低臨界值，電弧熱防護(hù)性能及破裂閾值滿足一級(jí)要求，同時(shí)其雙層組合材料取代了原三層組合的面料，達(dá)到了防電弧三級(jí)的要求。

2.3.3.2 彈性材料

彈性材料應(yīng)用于個(gè)體防護(hù)面料，包括阻燃耐高溫面料、防割面料等，在不影響防護(hù)功能的條件下，增強(qiáng)著裝者運(yùn)動(dòng)的靈活性，提高工作效率，主要應(yīng)用于警用、消防等領(lǐng)域。個(gè)體防護(hù)面料可通過(guò)加入彈性材料來(lái)提高美觀（抗皺）舒適性。利用功能彈力紗線及將功能性針織彈力面料與梭織面料結(jié)合的方法都可以作為重點(diǎn)的研發(fā)方向，彈力布可以分為四面彈及緯彈面料，在警用服裝用面料方面，在原有材料的基礎(chǔ)上，可以采用彈性纖維提高運(yùn)動(dòng)的靈活性，增強(qiáng)舒適性，提高作戰(zhàn)效率。彈力面料中可加入氨綸彈力絲，采用低彈的緯向包芯紗方式實(shí)現(xiàn)。

3 未來(lái)展望和研發(fā)方向

個(gè)體防護(hù)面料作為從業(yè)人員為防御物理、化學(xué)、機(jī)械等外界因素所穿戴、配備和應(yīng)用的紡織品，涉及應(yīng)用范圍廣，領(lǐng)域多，主要應(yīng)用于熱防護(hù)、阻燃、機(jī)械防護(hù)、化學(xué)防護(hù)、電防護(hù)、醫(yī)療健康防護(hù)等方向。對(duì)于個(gè)體防護(hù)面料的市場(chǎng)需求，國(guó)外和國(guó)內(nèi)需求量都呈現(xiàn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

個(gè)體安全防護(hù)面料在未來(lái)應(yīng)注重以下研發(fā)方向:公共安全應(yīng)急產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及“軍民融合”戰(zhàn)略的實(shí)施將推動(dòng)個(gè)體防護(hù)面料的市場(chǎng)需求；高性能纖維與新型纖維材料的發(fā)展加速了舒適性防護(hù)面料的開(kāi)發(fā)；舒適性與健康環(huán)保有效結(jié)合形成環(huán)保舒適型個(gè)體防護(hù)面料，如阻燃舒適性纖維與長(zhǎng)效環(huán)保型阻燃纖維及綠色環(huán)保型阻燃纖維的研發(fā)提升了舒適性；個(gè)體防護(hù)面料與智能技術(shù)，智能穿戴技術(shù)相結(jié)合提升材料的舒適性。

總之，結(jié)合熱濕舒適性、接觸舒適性及運(yùn)動(dòng)舒適性的理念及設(shè)計(jì)思路，從原材料、紡紗方式、組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、后整理及服裝設(shè)計(jì)等方式入手最終可以提升個(gè)體安全防護(hù)面料的舒適性能。