基于黏胶复丝的新型纺织材料

M.Gebert-Germ，B.Müller

Glanzstoff工业公司(奥地利)



基于黏胶复丝的新型纺织材料

M.Gebert-Germ，B.Müller

Glanzstoff工业公司(奥地利)

摘要：通过不断的技术创新，研发出优于普通短纤维的永久阻燃黏胶长丝，为开发低面密度的轻量级、多样性防护服材料提供可能，同时材料还满足穿着舒适性与外观要求。目前，各服装生产企业在该领域的研发项目已进入最后的冲刺阶段，首款商品化软壳产品将于2016年进入市场销售。

关键词：防护服；轻质；阻燃；黏胶复丝

1阻燃防护服

过去几年中，人们对阻燃防护服等个人防护装备(PPE)的需求不断增加。阻燃防护服通常采用机织面料和针织面料。与此同时，防护服的穿着舒适性、功能性和外观也变得越来越重要。新型纱线为PPE的开发与创新提供了可能。如Viscont FR纱线，其结合了黏胶的穿着舒适性与合成纤维的强度性能，作为一种永久阻燃的黏胶长丝纱，已成功应用于针织面料领域。本文将详细讨论目前阻燃纱线与面料领域的研究进展，旨在推动软壳材料的发展。

2阻燃软壳复合材料

软壳材料是对一类功能性纺织品的总称，其主要用于制作现代运动和休闲服装，以及制作夹克和外套的面料。硬壳纺织材料和软壳纺织材料通常质轻，并综合了服装外层面料和中间层材料的功能。如，软壳夹克可作为摇粒绒外套和雨衣的折中产品，并因此减小了服装的质量。根据不同的后整理工艺和材料，软壳材料可以像摇粒绒一样透气、保暖，也可以防风并具有弹性。

Glanzstoff工业公司和德国SR Webatex公司合作开发出一种三层结构的阻燃软壳复合材料试样，其面密度为435 g/m2。材料外层采用永久阻燃的面密度为200 g/m2的Viscont FR织物，为改善它的抗静电性能，织物中还添加有碳纤维增强网；内层摇粒绒则为60/40的改性腈纶/棉混纺非织造布，面密度为200 g/m2。在两层之间包含一层聚四氟乙烯(PTFE)膜。研发过程中发现，选择合适的黏合剂非常重要(图1)。

图1　包括Viscont FR 织物、PTFE膜和60/40改性腈纶/棉非织造布的软壳复合材料

表1给出了针对该复合材料试样的一些试验测试结果。试样完全达到ISO 15025垂直燃烧测试与EN 11612、EN 11611和EN 61482的标准要求。基于外层的测试数据，可推测该材料在马丁代尔耐磨损测试中也会有良好表现(EN ISO 12947，12 kPa)。其87 000次循环的测试结果远超预期。Viscont FR织物的另一特性是它具有优异的抗熔融金属特性，尤其是对铝。该软壳材料满足EN 11612中定义的D3类的要求。此属性主要是基于水滴飞溅到热炉后会发生升华的物理现象，如同蒸汽层中热盘上方水滴的“浮动”现象，Viscont FR在纤维与热金属之间形成蒸汽保护膜(因为Viscont FR是一种黏胶纤维，含有约10%的水份)。由于长丝表面是光滑的，“浮动”的金属液滴可在织物表面自由移动，能显著减少任何其他特定点的热负荷，而短纤维则不提供这种流动性。Viscont FR长丝纤维具备的这种形态特性，加之其高强度特点，有利于为PPE的推广应用提供多样化的解决方案。

表1　软壳复合材料试样的部分试验测试结果

目前推出的首款产品的市场反馈非常好。然而，对更轻质的软壳产品解决方案的需求迫在眉睫，难题是更轻质的复合材料一定要更薄，而轻薄材料难以达到标准所要求的热透射率指标。表2总结了目前新产品开发中的解决方案。相对于前文的产品试样，材料的面密度降低了50%以上。目前正在对该新产品试样进行试验测试，测试结果将于近期公布。

表2　软壳复合材料新产品试样的规格参数

3永久阻燃弹性材料

在2013年产业用纺织品展会中，Glanzstoff工业公司展出了一种弹性针织材料的初始试样，该试样以芯层采用弹性纱、外覆Viscont FR纤维的包芯纱制得。材料的耐热性符合EN ISO 11612对热阻的要求(EN ISO 17493标准定义的260 ℃条件下)，并且通过了ISO 15025阻燃测试。研发过程中的一个重要发现是黏胶可阻止弹性芯层的滑脱，因为很明显它能够吸收熔融材料。

基于这些研究结果，对包芯纱的制备工艺进行了优化，并首次采用由144 dtex弹性纱织制的氨纶织物与Viscont FR织物制备了双向弹性织物。“双弹性”代表材料属性，尤其是描述了纺织品在两个不同的方向上拉伸后，不会失去其初始形状的能力。按照此原理，经纱和纬纱都使用弹性纱线或弹性组合纱线，可以同时实现纺织材料纵向和横向的拉伸要求。尽管市场上已实现采用短纤维包芯纱制作双弹性纺织材料，但得到的纺织材料强度低、耐磨性差或弹性有限。阻燃黏胶长丝在这些方面都进行了改进。纱线结构非常重要，必须能很好地包裹弹性纤维，且弹性纤维的质量分数需低于10%时才不影响材料的阻燃性。在纱线表层添加黏胶的另一优点是它容易染色，从而满足了市场上对织物颜色多样性的需求。

表3总结了新型材料的测试数据。长丝的使用使得在超过90 000次循环下，织物仍可保持良好的耐磨性，而且它的抗起毛起球性能也很好，循环7 000次后仍可达到4～5级。优化材料中标准氨纶纤维(市售)与永久阻燃黏胶长丝的混纺比后，可确保面密度为180～250 g/m2的织物也符合ISO 15025定义的阻燃要求。

表3　Viscont FR 双向弹性材料的试验测试结果

Viscont为注册商标

刘磊 译李刚 校

New textile fabric based on multifilament viscose yarn

Martin Gebert-Germ，Bernhard Müller

Glanzstoff Industries GmbH,St.Pölten/Austria

Abstract:By consistently exploiting the technical advantages that permanently flame-retardant viscose multi-filaments display over established staple fiber solutions，it has been possible to develop prototype low-grammage textile fabrics that offer new possibilities for lightweight multi-norm protective apparel when it comes to wearing comfort and visual appearance.Corresponding development projects with various garment manufacturers are now at an advanced stage the first commercial softshell products shall be available to end-users in the marketplace in 2016.

Key words:protective apparel；lightweight；flame-retardant；multi-filament viscose