本發(fā)明涉及一種抗撕裂防火服面料、外層面料及其織造方法。

背景技術(shù)：

消防人員在救援及滅火過程中常常使用水槍等因素而面臨高溫、高濕的環(huán)境，而防護服作為消防人員在靠近火焰區(qū)受到強輻射熱侵害進行滅火救援時所穿著的防護服，防護服的性能直接影響消防員的人身安全。

目前熱濕舒適性較差是我國防火服普遍存在的問題。調(diào)查研究表明，其實許多消防員受傷的原因，除了顯而易見的火焰和高溫威脅外，還有一個不可忽視的原因就是消防服不能很好的導(dǎo)汗散熱，在人體與防火服之間出現(xiàn)高溫高濕的微環(huán)境，局部蓄熱嚴重、熱舒適性差導(dǎo)致汗液無法及時排出，從而導(dǎo)致身體溫度急劇上升，出現(xiàn)一系列問題。

防火服一般需要滿足以下條件：一是應(yīng)具備最基本的防護性能，這不僅需要防火服具有良好的隔熱性、阻燃性和耐熱性，還需要防火服具有一定的強度，從而可使得服裝不易劃破和撕裂，能從根本上保護皮膚健康，同時也需要防火服整體協(xié)調(diào)、舒適，具有良好的反光性能；二是能夠及時適應(yīng)外界環(huán)境的變化，保持正常的身體機能；三是要具有良好的伸縮性，以保證消防員在工作中活動自如。

現(xiàn)有技術(shù)中的面料或是隔熱性能良好透氣性能不足或是透氣性能良好而隔熱性能不足，不能滿足防火服面料的使用需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種抗撕裂防火服面料以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能兼顧面料的隔熱性能及透氣性能的問題；本發(fā)明的目的還在于提供上述抗撕裂防火服面料中使用的外層面料和外層面料的織造方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的抗撕裂防火服面料采用的技術(shù)方案為：

方案1：一種抗撕裂防火服面料，包括從內(nèi)到外依次設(shè)置的里料和基布，基布外還設(shè)有抗撕裂防火服外層面料；抗撕裂防火服外層面料包括經(jīng)紗和緯紗，所述經(jīng)紗與緯紗一上一下相間交織并形成方平組織，所述經(jīng)紗包括單根經(jīng)紗單絲組成的第一經(jīng)紗和多根并列設(shè)置的經(jīng)紗單絲組成的第二經(jīng)紗，所述緯紗包括單根緯紗單絲組成的第一緯紗和多根并列設(shè)置的緯紗單絲組成的第二緯紗，每隔多于一根第一經(jīng)紗設(shè)置一組第二經(jīng)紗，每隔多于一根第一緯紗設(shè)置一組第二緯紗；同一組第二經(jīng)紗中多根經(jīng)紗單絲的組織點完全相同，同一組第二緯紗中多根緯紗單絲的組織點完全相同。

方案2：每隔十到十四根第一經(jīng)紗設(shè)置一組所述第二經(jīng)紗，每隔八到十根第一緯紗設(shè)置一組所述第二緯紗。

方案3：所述第二經(jīng)紗包括二到四根并列設(shè)置的經(jīng)紗單絲，所述第二緯紗包括二到四根并列設(shè)置的緯紗單絲。

方案4：經(jīng)紗單絲與緯紗單絲的材料均為純芳綸阻燃材料。

方案5：經(jīng)紗單絲與緯紗單絲的紗線密度均為18.2×2tex。

方案6：所述抗撕裂防火服外層面料中的經(jīng)密為284根/10cm，緯密為234根/10cm。

本發(fā)明的抗撕裂防火服外層面料采用的技術(shù)方案為：

方案1：一種抗撕裂防火服外層面料，包括經(jīng)紗和緯紗，所述經(jīng)紗與緯紗一上一下相間交織并形成方平組織，所述經(jīng)紗包括單根經(jīng)紗單絲組成的第一經(jīng)紗和多根并列設(shè)置的經(jīng)紗單絲組成的第二經(jīng)紗，所述緯紗包括單根緯紗單絲組成的第一緯紗和多根并列設(shè)置的緯紗單絲組成的第二緯紗，每隔多于一根第一經(jīng)紗設(shè)置一組第二經(jīng)紗，每隔多于一根第一緯紗設(shè)置一組第二緯紗；同一組第二經(jīng)紗中多根經(jīng)紗單絲的組織點完全相同，同一組第二緯紗中多根緯紗單絲的組織點完全相同。

方案2：每隔十到十四根第一經(jīng)紗設(shè)置一組所述第二經(jīng)紗，每隔八到十根第一緯紗設(shè)置一組所述第二緯紗。

方案3：所述第二經(jīng)紗包括二到四根并列設(shè)置的經(jīng)紗單絲，所述第二緯紗包括二到四根并列設(shè)置的緯紗單絲。

方案4：經(jīng)紗單絲與緯紗單絲的材料均為純芳綸阻燃材料。

方案5：經(jīng)紗單絲與緯紗單絲的紗線密度均為18.2×2tex。

方案6：所述抗撕裂防火服外層面料中的經(jīng)密為284根/10cm，緯密為234根/10cm。

本發(fā)明的抗撕裂防火服外層面料織造方法采用的技術(shù)方案為：

方案1：抗撕裂防火服外層面料的織造方法，包括經(jīng)紗和緯紗，包括以下步驟：第一步，每隔多于一根第一經(jīng)紗設(shè)置一組第二經(jīng)紗，每隔多于一根第一緯紗設(shè)置一組第二緯紗，第一經(jīng)紗由單根經(jīng)紗單絲組成，第一緯紗由單根緯紗單絲組成，第二經(jīng)紗包括多根并列設(shè)置的經(jīng)紗單絲，第二緯紗包括多根并列設(shè)置的緯紗單絲；第二步，將布置好的經(jīng)紗和緯紗一上一下相間交織并形成方平組織，第二經(jīng)紗中多根經(jīng)紗單絲作為一組經(jīng)紗其組織點完全相同，第二緯紗中多根緯紗單絲作為一組緯紗其組織點完全相同。

方案2：每隔十到十四根第一經(jīng)紗設(shè)置一組所述第二經(jīng)紗，每隔八到十根第一緯紗設(shè)置一組所述第二緯紗。

方案3：所述第二經(jīng)紗包括二到四根并列設(shè)置的經(jīng)紗單絲，所述第二緯紗包括二到四根并列設(shè)置的緯紗單絲。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的外層面料由經(jīng)紗和緯紗一上一下相間交織形成方平組織，經(jīng)紗單絲、緯紗單絲織成的外層面料主體使得外層面料輕薄、透氣、散汗性能良好。而至少兩根經(jīng)/緯紗單絲組成的第二經(jīng)/緯紗的設(shè)置則是起到局部加強的作用。由于方平組織中相鄰兩根經(jīng)紗的組織點相反，所以在某一根紗線受外力斷裂時，與之相鄰的兩根紗線的組織點完全相同而可方便地滑移補充到該位置共同承擔外力，提高了面料的抗撕裂強度。第二經(jīng)/緯紗的設(shè)置使得紗線滑移補充到斷裂位置之后，面料整體依然較為密實，進一步地保證了外層面料的整體強度及隔熱性能。因而，在兼顧外層面料的透氣性和隔熱性能方面，方平組織、第一經(jīng)/緯紗與第二經(jīng)/緯紗間隔交織的形式、第二經(jīng)/緯紗中多根紗線單絲并列設(shè)置之間是具有協(xié)同效果的，三者缺一外層面料的性能都會受到極大的影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的防火服面料的一個實施例中抗撕裂防火服外層面料的穿棱圖；

圖2為圖1中外層面料的穿筘圖；

圖3為圖1中外層面料的組織圖；

圖4為圖1中外層面料的紋版圖；

圖5為圖1的外層面料的織造工藝流程圖；

圖6為本發(fā)明的防火服面料的一個實施例中基布的組織圖；

圖7為圖6中基布的上機工藝圖；

圖8為圖6中基布的織造工藝流程圖；

圖9為本發(fā)明的防火服面料的一個實施例中里料的織造工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的抗撕裂防火服面料的實施例作進一步說明：

本發(fā)明的抗撕裂防火服面料包括純芳綸阻燃面料制成的外層面料、阻燃聚酯纖維和PTFE薄膜制成的基布和50/50芳綸/粘膠制成的里料舒適層。

外層面料組織的結(jié)構(gòu)如圖1~4所示，為經(jīng)紗與緯紗一上一下相間交織形成的方平組織形式，不僅可以提高面料的抗撕裂性能，還使得外層面料具有良好的反光性能、手感及外觀。在外層面料織造的過程中，為了確保穿著者穿著舒服、輕便，織物克重不能太高，所以外層面料的主體由經(jīng)絲單絲組成的第一經(jīng)紗與緯絲單絲組成的第一緯紗織造而成。而為滿足防火服面料對抗撕裂強度的要求，每隔十二根第一經(jīng)紗則將三根經(jīng)紗單絲組成的第二經(jīng)紗穿進同一綜絲，每隔九根第一緯紗則同時打入三根緯紗單絲組成的第二緯紗。由于外層面料特殊的使用場合，因而經(jīng)、緯紗均不能使用易吸熱的金屬材料等材質(zhì)制成，而是采用多根并列的經(jīng)紗單絲或緯紗單絲組成。

本發(fā)明的外層面料中，任意相鄰的兩根第一經(jīng)紗或是第一經(jīng)紗與第二經(jīng)紗的組織點完全相反，而第二經(jīng)紗中三根經(jīng)紗單絲的組織點完全相同。任意相鄰的兩根第一緯紗或是第一緯紗與第二緯紗的組織點完全相反，而第二緯紗中三根緯紗單絲的組織點完全相同。所以在其中一根第一經(jīng)紗/第一緯紗受外力斷裂時，與之相鄰的兩根紗線的組織點完全相同，因而兩者均不會牽扯緯紗而阻礙對方向斷裂的紗線所在位置滑移。也即是說本發(fā)明的某一根第一經(jīng)紗/第一緯紗受外力斷裂時，與之相鄰的兩根紗線能夠輕易地滑移補充到該位置共同承擔外力，從而達到抗撕裂的效果。不僅如此，方平組織中紗線滑移補充到紗線斷裂位置處還可防止外層面料中出現(xiàn)破洞，有利于提高面料的隔熱性能。而第二經(jīng)/緯紗中含有多根紗線單絲的設(shè)置使得紗線滑移補充到斷裂位置之后，面料整體依然較為密實，進一步地保證了外層面料的整體強度及隔熱性能。

本實施例中，織物規(guī)格如下：經(jīng)緯紗線密度為18.2×2tex×18.2×2tex，經(jīng)緯密為284根/10cm×234根/10cm，幅寬240cm，平方米克重200g/m²。

在純芳綸外層面料織造的過程中，為了確保穿著者穿著舒服，按照防火服面料克重的要求，織物克重不能太高，織物的撕破張力和織物經(jīng)紗、緯紗的密度有關(guān)，密度加大則會增強織物的抗撕裂能力，從而滿足防火服面料對強力的要求。該工序選擇豐田710噴氣織機，織造工藝參數(shù)如下：車速570r/min，綜框高度98/95/92/89 mm，吊臂位置對應(yīng)為21/17/13/9，后梁高度0，停經(jīng)架高度0，松經(jīng)定時290，入緯時間85。外層面料的織造工藝流程圖如圖5所示。

在其他實施例中，第二經(jīng)紗也可以由二根、四根或其他根數(shù)經(jīng)紗單絲組成；第二緯紗也可以由二根或四根或其他根數(shù)緯紗單絲組成；還可以每隔十到十四根第一經(jīng)紗打入一組第二經(jīng)紗；或是每隔八到十根第一緯紗打入一組第二緯紗；當然，在其他的使用場合下，若是需要面料更為輕薄，還可以隔更多根第一經(jīng)/緯紗再設(shè)置一組第二經(jīng)/緯紗；若是需要面料強度更大，還可以適當減少相鄰兩組第二經(jīng)/緯紗之間的第一經(jīng)/緯紗的根數(shù)。。

基布采用如圖6所示的平紋組織結(jié)構(gòu)，采用的經(jīng)緯紗線密度為21.5tex×21.5tex，經(jīng)緯密為268根/10cm×230根/10cm，幅寬250cm，平方米克重120g/m²。平紋組織是最簡單的組織，雖然經(jīng)、緯紗的交織次數(shù)最多，但是完全經(jīng)緯紗數(shù)最少。因此，在緊度相同的情況下，平紋織物的緊密率最大，織物顯得硬挺而堅牢。其可密性小，織物的透氣性良好，而且平紋織物正反面相同，表面平整，不顯示任何花紋，織造簡單。

根據(jù)阻燃聚酯的性能，純紡阻燃聚酯織物織造上機宜應(yīng)用“大張力，中開口，中低后梁”的工藝配置，采用JAT610型噴氣織機織造。其引緯工藝參數(shù)如下：停緯綃定時70°~260°，主噴嘴定時68°~175°，輔助主噴嘴定時65°~158°，剪刀定時345°~36°，主噴氣壓0.28~0.36MPa，輔噴嘴氣壓0.38~0.48MPa，常噴氣壓0.10~0.12MPa?？椩焐蠙C工藝參數(shù)如下：車速610r/min，氣壓3000N，上機張力1530~1870N，開口時間312°，開口量86/90/94/98，后梁位置2x0，緯紗到達時間220°?；嫉纳蠙C工藝圖如圖7所示，織造工藝流程圖如圖8所示。

里料舒適層一方面需要耐磨平挺、懸垂性好、舒適透氣且與外層面料色澤相近，另一方面需要其阻燃耐高溫性能優(yōu)異且符合安全性要求。織物的阻燃性能容易受織物組織結(jié)構(gòu)、密度、厚度的影響。具體說，紗線的捻系數(shù)大、織物的緊度密度大、透氣性差的里料，不易與空氣中氧氣充分接觸所以燃燒困難、阻燃性能好；同類組織結(jié)構(gòu)的織物，單位面積的重量越重，越不易引燃。因而本實施例中里料舒適層選用平紋織物組織結(jié)構(gòu)，選用緊度400的單紗（Z捻），經(jīng)緯紗線密度27.8tex×27.8tex，經(jīng)緯密為220根/10cm×190根/10cm，幅寬280cm，平方米克重125g/m²。

50/50芳綸/阻燃粘膠混紡舒適層的織機選用速度快、效率高的舒美特公司的Thema-11型劍桿織機，其速度最高達700轉(zhuǎn)/分，入緯率1300米/分，按圖9所示的工藝流程織造。為使50/50芳綸和粘膠纖維混紡紗外觀呈現(xiàn)出柔中有剛，采用略低于同類棉型產(chǎn)品的后梁高度，這樣有利于梭口清晰，減少斷頭?；旒徏喚€特數(shù)較小且經(jīng)紗密度大，毛羽較多，因此應(yīng)使織機的單紗上機張力不大于細紗的斷裂強度的30%，從而使布面平整，紋路清晰。另外上漿后，紗線強力增加的同時，使紗線變粗。因此為減少打緯阻力，再結(jié)合該機型的筘幅參數(shù)，選用筘幅數(shù)300cm。采用車速為500 r/min。

對該面料的撕破強力、阻燃性、熱穩(wěn)定性、透濕性等性能進行測試，測試結(jié)果如下：

1、撕破強力測試

采用HD026N型電子織物強力儀，根據(jù)GB/T 3917.2—1997《紡織品 織物撕破性能 第2部分：舌形試樣撕破強力的測定》對該抗撕裂防火服外層面料的撕破強力進行測試，結(jié)果顯示該抗撕裂防火服外層面料的經(jīng)向撕破強力為187.0N，緯向撕破強力為132.8N，遠遠高于標準要求的100N。說明該防火服外層面料的經(jīng)緯向撕破強力均較好，且已經(jīng)達到國家標準對防火服面料撕破強力要求，其中經(jīng)向撕破強力較標準提高了97%，達到了預(yù)期效果。

2、阻燃性能測試

利用垂直燃燒試驗儀，根據(jù)GB/T 5455—2014《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長度、陰燃和續(xù)然的測定》對該抗撕裂防火服外層面料、基布及里料舒適層的阻燃性能進行測試。結(jié)果顯示外層面料的經(jīng)向續(xù)燃時間0s，陰燃時間0s，損毀長度8.7mm；緯向續(xù)燃時間0s，陰燃時間0s，損毀長度9.1mm。里料舒適層的經(jīng)向續(xù)燃時間0s，陰燃時間1s，損毀長度31mm；緯向續(xù)燃時間0s，陰燃時間1s，損毀長度34mm。外層面料和里料舒適層的阻燃性能均遠低于國家標準（續(xù)燃時間≤2s，損毀長度≤100mm），且在實驗過程中均未出現(xiàn)熔融、滴落現(xiàn)象，符合標準要求，達到了預(yù)期效果。

3、熱穩(wěn)定性測試

根據(jù)GA10-2014行業(yè)標準附錄B方法對防火服的外層面料和里料舒適層進行熱穩(wěn)定性測試，結(jié)果顯示在260℃條件下，5min時間間隔內(nèi)，該抗撕裂防火服外層面料與里料舒適層的尺寸變化率為1.0%，遠遠小于標準要求的10%，且面料表面無明顯變化，面料熱穩(wěn)定性優(yōu)異。

4、透濕性測試

使用YG501D型透濕試驗箱，根據(jù)GB/T 12704.1-2009《紡織品 織物透濕性試驗方法》測試方法對防火服的里料舒適層的透濕性進行測試，結(jié)果顯示里料舒適層的透濕率為6250g/m²d，里料舒適層透濕率達到國家標準GB/T 21295-2007 《服裝理化性能的技術(shù)要求》對面料透濕性（透濕率2500g/m².d），且符合國家標準對防水透氣層的規(guī)定（水蒸氣透過量不應(yīng)小于5000g/m².d），達到預(yù)期效果。

由以上實驗結(jié)果可知，該發(fā)明的防火服面料具有優(yōu)異的抗撕裂性能、阻燃性能和透濕性，在提高防火服的耐高溫阻燃和隔熱透氣等性能的同時，使防火服輕便并且能防止外部水、有害液體等接觸皮膚。

為了證明本發(fā)明的外層面料的抗撕裂性能，選用相同材質(zhì)及規(guī)格的經(jīng)紗單絲與緯紗單絲織造對比面料，織造對比面料時第一經(jīng)紗由兩根經(jīng)紗單絲并列組成，第二經(jīng)紗由三根經(jīng)紗單絲并列組成，經(jīng)紗和緯紗按如下方式交織：每隔三根第一經(jīng)紗設(shè)置三根第二經(jīng)紗，每隔三根第一緯紗設(shè)置三根第二緯紗，且將經(jīng)紗與緯紗交織成緞紋組織結(jié)構(gòu)的對比面料。再使用上述提及的測試設(shè)備和測試方法對對比面料的撕破強力和透濕性進行測試，測試結(jié)果顯示對比面料的經(jīng)、緯向撕破強力均為150N，透濕性為3800 g/m².d。將該面料的測試結(jié)果與本發(fā)的外層面料的測試結(jié)果進行對比可知，本發(fā)明的紗線數(shù)目遠小于對比材料中的紗線數(shù)目，卻能達到幾乎相同的撕裂強力。同時本發(fā)明的外層面料的透濕性遠大于對比材料透濕性。這證明本發(fā)明的外層面料在兼顧隔熱性能及透氣性能方面具有意料不到的技術(shù)效果。

本發(fā)明的抗撕裂防火服外層面料的實施例：本發(fā)明的抗撕裂防火服外層面料的具體結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的抗撕裂防火服面料的實施例中外層面料的具體結(jié)構(gòu)相同，具體可參考圖1至圖4，在此不再詳述。

本發(fā)明的抗撕裂防火服外層面料織造方法的實施例：在織造過程中每隔十二根第一經(jīng)紗將三根并列的經(jīng)紗單絲組成的第二經(jīng)紗穿進同一綜絲，每隔九根第一緯紗則同時打入三根緯紗單絲組成的第二緯紗；之后再將經(jīng)紗與緯紗一上一下相交交織成方平組織，以此方式完成織造。

在抗撕裂防火服外層面料織造方法的其他實施例中，第二經(jīng)紗也可以由二根、四根或其他根數(shù)經(jīng)紗單絲組成；第二緯紗也可以由二根或四根或其他根數(shù)緯紗單絲組成；還可以每隔十到十四根第一經(jīng)紗打入一組第二經(jīng)紗；或是每隔八到十根第一緯紗打入一組第二緯紗；當然，在其他的使用場合下，若是需要面料更為輕薄，還可以隔更多根第一經(jīng)/緯紗再設(shè)置一組第二經(jīng)/緯紗；若是需要面料強度更大，還可以適當減少相鄰兩根第二經(jīng)/緯紗之間的第一經(jīng)/緯紗的根數(shù)。