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消防战斗服面料性能的重要性

发布时间:2018-08-21 09:23 文章来源:网络(转载请注明)

  由于经常面对具有生命危险的环境条件,所以消防队员不得不依靠战斗服良好的面料性能来保护自身的安全。可靠、耐用和结实的制服对消防队员来说是极其重要的,甚至意味着生与死的区别。

  消防队员需要对来自火、烟和热3 个方面的危害进行自身保护。但是,消防战斗服除了要满足这3 个方面的要求以外,还要保证消防队员活动的灵活性和应有的透气性。如果消防战斗服使用的防护面料将这些最佳的舒适性和最好的安全性很好的结合在一起,也就意味着消防战斗服能够最大可能地保证其有效性和安全性。

  在确保消防队员面对危急情况时所遭受的危险( 如轰燃) 最小方面,具有最好的耐热性和高性能的面料仍然具有很大的不确定性。消防队员工作的特点决定了他们的体力消耗很大,体温会升高并伴有大量的汗水,在这种条件下还要保证他们活动的灵活性和方便性。消防队员的个人防护装备必须保证舒适性和活动的自由度,还要能够吸取水汽。

  现在有能够满足这些要求的全套衣服及装备,可以提高消防队员在高工作压力情况下的工作效能,使他们能够集中精力精准地从事工作,集中精力精准工作是在具有生命威胁的环境下工作所必须具备的条件。

  如果个人防护装备不能满足这些要求,就会增加使用者的疲劳感,分散其注意力,这样就会增加职业伤害的危险,大大降低工作质量。消防战斗服面料故障会导致中暑这样的严重情况,使个别消防队员处于危险境地,并危及他们的团队。

  不久之前消防行业还是依赖厚羊毛制作制服,但是,近年来随着人们对消防队员所面对的危险的深入研究,对消防队员所面临的危险的认识进一步提高,消防制服的技术和设计也发生了革命性的变化。

  复杂的面料技术已经发生了巨大的变化,从而保证了消防队员的全套衣服及装备能够应用最先进的技术,并具有关键的性能。经过深入的研究,以Hainsworth 为代表的纺织业领先企业已经开发出了适用范围广泛的面料,使最终产品消防战斗服的质量持续改进,为消防队员提供了质量最佳穿着舒适的作战服装。

  1 Kevlar 和Nomex

  现代消防服装中的主要材料就是Kevlar 和Nomex,这2 种材料都是由DuPont 企业在20 世纪60年代开发研制的,并于1975 年由合作伙伴Hainsworth企业引入到防护服装市场。当时,Hainsworth 企业经营消防服装面料已经100 多年了,是防护面料纺织业的专业企业,这次技术革新进一步巩固了其在英国市场的优势地位。

  Kevlar 以其高强度著称,而Nomex 则具有良好的耐火耐热性能。Kevlar 的强度比钢丝的强度还高5倍,所以用它制作的衣服被撕坏的危险就大大降低。Nomex 的特点在于受到巨热时会发生炭化,并且厚度增加,从而在火和衣服穿戴者之间形成一道屏障保护穿戴者免遭火和热的危害。

  据DuPont 估计,使用这2 种材料的消防战斗服大约要占到70%。但是要注意这些面料的平衡使用,以确保为穿戴者提供性能优良的防护服装。

  2 实现最佳平衡———面料强度的作用

  用具有较高抗拉和抗撕裂强度的面料作为外层制作的服装不容易发生机械破坏,需要的修补工作量少,更换频率低,使用寿命更长,价值更高。既然这样,是否就应该统统采用最高强度的面料呢? 回答是否定的。

  3 一律采用最高强度的面料未必是最好的选择

  当然,采用何种面料还是取决于最终用户的不同需求,并经过个人防护装备评定机构根据英国个人防护装备工作条例1992 版作出的评定结果最终确定。面料的强度高就意味着外层的Kevlar 含量高,这样就会导致其他各种问题。Kevlar 虽然强度高,但硬度大,所以容易受损,在一种叫做原纤化作用( fibrillation) 的弯曲过程中就会容易破裂。这就促成了Nomex Tough( 23% ) 和Pbi Gold( 60% Kevlar) 的出现。

  Kevlar 易损的特性决定了其耐磨损性能较差,只要纱纤维( yarn fibre) 稍微损坏,而不用穿戴者运动或进行曲伸,材料就会发生磨损。在肘部、膝部和肩部等这些高应力的地方就会更加明显容易磨损。Kevlar 的导热速度也比Nomex 快。所以,与Kevlar 含量低的面料( 如Nomex Antistatic 和Kevlar 含量5% 的NomexComfort) 相比,Kevlar 含量高的面料向穿戴着传递热量的速度更快,尤其是在工作温度较低的环境下更是如此。

  在服装的穿用期内,面料的强度也不是一成不变的,外界的一些因素,如磨损( 每天穿用和洗熨) 和紫外线退化等,都会对面料的强度造成不利的影响。原本强度很强的面料不会一直保持高强度,所以高强度的任何优点都会随着使用时间的推移而消失。

  这也是为什么Hainsworth TITAN 将多数Kevlar 从面料表面移到背面的原因之一。这样就会避免紫外线退化和磨损的不利影响,同时还能保持面料外层的强度和完整性。

  认识到高强度的优点以后,大家首先就应该确定强度参数。EN 469∶ 2005 规定面料外层要求的抗拉强度为450 N。这就意味着,如果不借助刀剪,纯粹用手不能撕裂面料。由于种种原因,市场上销售的多数面料强度都超过这个标准,达到1 000 N,甚至更高。这是什么原因的?

  抗拉强度过高就不会有很好的热性能,也不会减少热应力或增加舒适性,反而会产生负面的影响。

  过分追求抗拉强度只会带来更多的实验室工作,并不会对实际使用有更多的益处,也不会增加对穿戴者的保护作用。对于服装行业来说,面料强度仅仅是其关注的一个很小的因素,终究提高面料强度并不一定就能提高面料的性能。

  4 防护行业的创新

  面料的发展步伐越来越快。通过创新中心和实验室进行的热防护性能测试和分析,Hainsworth 企业于2000 年开发出了个人防护装备( PPE) 的TI-technology产品,标志着防护服行业突破性变革的开始。

  TI-technology 是一种具有革命性的新技术产品,它充分结合了面料的热保护性能、Nomex 的弹性和Kevlar 的强度。其创新性还在于它是将2 种面料的纤维结合起来,而不是在纺织过程中进行传统意义上的混合。

  面料的表面使用Nomex,同时用高强度的Kevlar进行保护,使面料免受紫外线退化和磨损的不利影响,这样就能生产出既能长时间保持整洁美观又结实耐用的面料。

  这种面料即使在极端高温条件下也能产生主动空气滞留( active air entrapment) 。加强面料的Nomex层,而Kevlar 层保持相对恒定。由于这2 种材料的热收缩率不同,所以将它们缝合在一起后彼此之间会有相对的运动,并互相影响。必要时,利用开放式透气结构,在两层之间形成空气袋,增加热保护的效果。

  这种面料系统比传统的耐热芳纶面料能够提供更好的热保护,同时强度和耐用性也超过同样重量的芳纶面料,能为使用者制造出尽可能满足工作需要的服装。

  Hainsworth 企业也认识到,有一些工作中的危险需要特殊的防护,于是他们开发出了一系列TItechnology产品满足这些需求。除了HainsworthTITAN 之外,Hainsworth METIS 可以为低危险环境提供相对更轻薄的面料,而Hainsworth ATLAS 则是一种更厚的双层面料,它的热保护性能更好,可以制作出更舒适的消防服装。

  上述质量性能可以通过“REPEL + ”技术获得,这是一种独特的技术,具有持久性的保护作用,使面料免受水和有害化学品的危害,即使是反复洗涤也不受影响。

  Hainsworth 生产的面料已经广泛用于全世界范围内的消防队员,从波士顿到旧金山,从哥本哈根到马德里,从沙特阿拉伯到台湾。

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