层压织物在潜水服上的应用yd18105

顾靖华, 时贵玉海军医学研究所, 上海200433

收稿日期: 2005-04-12

作者简介: 顾靖华(1973- ) , 女, 江苏无锡人, 助理研究员, 毕业于南京航空航天大学, 现为海军潜艇学院硕士研究生, 主要从事潜水服及潜艇艇员脱险服的设计与研究工作。

原载：上海纺织科技2005 /7；36-37,45

【摘要】针对传统潜水服材料双面黏结尼龙织物的闭孔泡沫氯丁橡胶海绵的不足, 结合国外将层压织物用于潜水服材料的现状, 提出了将传统潜水服材料革新为层压织物的设想, 并阐述了层压织物用于制作潜水服的优点。

【关键词】潜水服; 层压织物; 应用

【中图分类号】TS106. 6 文献标识码: A 文章编号: 1001-2044(2005) 07-0036- 02

潜水服是潜水作业的重要装备, 广泛应用于军事及民用潜水。潜水服有干式、半干式和湿式三种, 干式潜水服完全与水隔绝, 通过添加空气层而保暖; 湿式潜水服依赖潜水服与潜水员皮肤之间保持的不流动水和衣服的厚度保暖; 半干式潜水服通过颈部、腕部、踝部的橡胶箍密封, 使躯体保持干燥提供保暖, 而脚、手、头或直接暴露于水或采取佩戴湿式头套、手套等措施进行保暖。

传统的潜水服材料一般是双面黏结尼龙织物的闭孔泡沫氯丁橡胶海绵, 这种材料虽然在常压下具有很好的保暖性能, 但随着潜水深度的增加, 气囊被压缩,厚度变薄、材料变硬, 保暖性、舒适性大大降低; 氯丁橡胶的气囊使服装的浮力过大, 潜水时需要借助压铅, 增加了潜水员的负荷; 折叠包装时, 氯丁橡胶会产生变形、皱褶, 并永久保留, 而且皱褶生成的气孔会产生浮力; 泡沫氯丁橡胶较厚时, 弹性较小, 贴身性较差, 为了尽可能地排除潜水服与潜水员身体之间的空气层, 潜水服制作得比较紧身, 致使着装困难, 舒适性差。鉴于上述问题, 应用新型材料解决传统潜水服的诸多缺陷是非常必要的。在众多纺织材料中, 层压织物以其优良的性能, 为潜水服材料的革新展现了美好的前景。

1. 层压织物简介[1-2]

层压织物又称复合织物、粘合织物、叠层织物, 是一种织物与织物或织物与其他片状材料叠层组合的以纺织品为基材的复合材料。由于纺织品种类繁多、性能各异, 粘合剂与添加剂也不计其数, 因此层压织物可以根据最终用途的需要采取不同的结构设计和复合层数。两层复合可以是面料与薄膜复合, 采用活里结构;也可以是里料与薄膜复合, 采用活面结构, 易于洗涤;三层复合是将面料、薄膜与里料复合在一起, 虽然手感稍硬, 但可提高耐磨性; 四层或多层复合可增加层压织物的功能性, 如气体阻力层或液气阻力层的防毒材料、絮片、远红外棉保暖材料等。面料和里料织物都应具一定的密度, 以防止粘合剂发生渗胶现象。为控制层压织物的总质量, 面料和里料应尽量采用细旦、超细旦涤纶或尼纶。根据使用要求, 面料还可采用迷彩、阻燃、防静电、抗油拒水、易去污、防酸碱等功能性织物。典型的层压织物结构如图1所示。

图1. 层压复合织物的结构

层压织物具有选材范围广、设计灵活、污染少等优点, 它不仅是组成材料原有性能的叠加, 而且是功能的增效, 与普通织物相比存在明显的优势, 在许多行业得到了应用, 不仅应用于衣用纺织品的生产, 而且扩大到鞋业、民用或军工制服、极端气候条件下的服装、防油布、帐篷、包裹等。

2. 层压织物在潜水服上的应用

2. 1. 国外层压织物潜水服产品

为了解决传统潜水服材料的缺点, 国外各大潜水公司投入大量资金开发新材料、新产品。比较成功的产品如下。

2. 1. 1. 英国Pro.cbx 450型半干式潜水服

采用高强力粘胶丝(商标Cordura )、丁基橡胶膜、涤纶布三种材料层压复合制作。Cordura 有织纹的外层极为耐穿, 布质柔软、舒适、质量轻、具有异常耐磨性, 平均面密度450 g /m2。适合在艰苦环境中穿着。

2. 1. 2. Ocean Vendors型干式潜水服

由Kev lar、聚氨酯膜、尼龙布三种材料层压复合织物制作。超强耐磨, 抗刺, 弹性大, 适体性好, 运动不受限制, 使潜水员摆脱了穿着过重的服装、在大深度水下不会被压实。

2. 1. 3. Kodiak半干式潜水服

潜水服织物由3种材料的层压织物制作, 用抗穿刺的丁基橡胶层压在高强度的聚酯织物之间。具有持久耐穿的性能以及巨大的灵活性。

2. 1. 4. Gore超轻潜水服

由面布Nomex /Kevlar( 95 /5)、聚四氟乙烯薄膜、衬里100% Nomex 三种材料层压复合织物制作。具有超轻、阻燃、防水、透湿、拒油、抗污的优点。广泛用于海军、空军、航天等。

2. 1. 5. 美国SYS 8888BC.FE型半干式潜水服

采用防水透湿层压织物。防水、透湿、保暖性好,穿着舒适。

2. 1. 6. PURSUIT.X3可变容量热塑性干式潜水服

聚氨酯拉制成薄膜与纺织品层压一次成型的复合织物。弹性好、柔软、耐磨、拒油、易清洗, 质量为橡胶制品的一半。适宜于污水中作业。

2. 1. 7. Isothermplus湿式潜水服

柔软的6. 5mm氯丁橡胶及金属基长毛绒纤维层压复合而成。保暖能力不会随深度的增加而降低。

2. 1. 8. 美国的新型湿式潜水服

1997年美国人Perla 注册了一项湿式潜水服新材料专利[3]。该新材料也是层压织物, 外层用合成弹力纤维, 内层用长毛绒材料, 两层黏结在一起。内层再与第二个内层黏合在一起, 第二个内层为更厚密的长毛绒材料。这种织物制作的潜水服外层(莱卡或类似材料)具有保护功能, 与潜水员皮肤接触的是一层舒适的长毛绒。长毛绒内层使潜水服易于快速穿着, 在穿着时, 不必使用滑爽粉或其他皮肤滑润剂。而且这种织物材料折叠后不存留皱褶, 可以折叠包装, 易于旅行。然而该材料价格昂贵, 没有获得应用和推广。

2. 2. 国外层压织物潜水服特点

(1)以层压技术代替了橡胶炼胶、涂层技术, 工艺简单, 节省人力, 出成品快, 质量好, 避免了多种化学试剂对人体的毒害, 避免了环境污染, 有利于环保。

(2)根据需要选择薄膜, 有防水的尼龙、橡胶薄膜等; 也有防水、透湿的PTFE、PU、TPU、亲水尼龙薄膜等。

(3)纺织品可根据需要选择确定成分后专门纺织,如尼龙、涤纶、丙纶、N omex、Kevlar、高强度聚乙烯等。

(4)纺织品中添加氨纶, 增加弹性, 提高了舒适性和适体性。

(5)减轻了质量, 新潜水服比橡胶材料的轻一半。

(6)显著提高了保暖性能, 且潜水时保暖量稳定,不随潜水深度的增加而降低。

2. 3. 国内研制层压织物潜水服的可行性

虽然国外已有将层压织物应用于潜水服的成功先例, 但由于层压织物及其生产技术在国内刚刚开始发展, 还没有应用于潜水服的实例。不过层压技术在国内发展得很快, 我军自行研制的PTFE 防水透湿层压织物在某些性能上已达到国际先进水平[4-5], 且曾在.非典.防护服[6-8 ] 中得到试用和批量生产。2000年后, 我国的福建、浙江、山东、天津等省、市分别引进、合建了PU 薄膜层压织物公司、工厂, 其产品在服装和医院的防污染、隔细菌床单等领域广泛应用。2002 年山东科亿达集团与美国合资建成了TPU 层压织物生产线。因此, 鉴于国内现有的技术, 研制适用于各类潜水服的层压织物是完全可行的。

2. 4. 层压织物潜水服优点

(1)从外表看, 层压织物如同一般的布料一样, 因此制作成的潜水服柔软, 适体性好, 质量轻, 可提高水中作业效率。

(2)制作工艺要比橡胶布潜水服简单得多, 如可以100多套衣服布料叠压裁片, 橡胶布则是一片一片地裁; 制作以缝纫机合缝、贴密封条, 比涂橡胶液、晾干、合缝、压粘、硫化简单得多等。这样, 制作速度快, 节省大量人力, 有效地降低成本。

(3)除了潜水服的袖口、领口使用少量有机溶剂粘合剂外, 其余的所有裁片接缝均采用缝纫机和热熔密封机加工, 显著地改善了缝制工人的作业条件, 有利于工人的健康和环境保护。

(4)层压织物的价格比橡胶布便宜, 且加工简单,可节省人力。

3. 结语

我国现有的潜水服与发达国家相比, 在保暖性、适体性等方面还具有一定的差距。将层压织物应用于潜水服领域代表着潜水服的研制和生产即将进入一个新的时代, 可以取代当前军用和民用的潜水服传统材料泡沫氯丁橡胶。用层压织物制作潜水服, 如采用特定的纺织品及薄膜, 除了可以起到防水透湿、防尘、阻挡细菌的作用外, 还会使着装更方便、舒适、合体, 可显著提高作业效率, 具有很大的军事及经济意义。

参考文献:

[1] 张建春, 黄机质, 郝新敏. 织物防水透湿原理与层压织物生产技术[M].北京: 中国纺织出版社, 2003. 112-113.

[2] 江红. 柔性层压织物基材表面润湿与粘合性能的研究[D]. 天津纺织工学院, 2001.

[3] Perla Ivan L. WET Su itM aterial[P]. US. 5622762. 1997.

[4] 黄机质, 张建春, 郝新敏, 等. 聚四氟乙烯防水透湿层压织物的研制与开发[J]. 上海纺织科技, 2003, 31 ( 5) : 53 - 54.

[5] 郭玉海, 张建春. 聚四氟乙烯薄膜防水透湿层压织物的研究[J] .北京纺织技术, 1998. 19(4) : 12-14.

[6] 郝新敏, 张建春, 周国泰, 等. 可重复使用透湿型SARS 防护服材料的研究[J] 西安工程科技学院学报, 2003, 17( 3) : 206-211.

[7] 郝新敏, 张建春. 聚四氟乙烯复合膜多功能. 非典. 防护服研究[J] 中国个体防护装备, 2003, (3): 11.