特种防护服的技术发展趋势

刘 东，刘 哲，贾丽丽

（际华三五零二职业装有限公司，河北 石家庄 050000）

近年来，随着人们生活水平的逐渐提高以及人文关怀意识的逐渐增强，特种防护服在许多职业场所也得到了更多的关注与重视。伴随着技术的发展和服装科学的进步，特种防护服技术前景也更为宽广[1]。

1 特种防护服的含义与功能

1.1 什么是特种防护服

所谓特种防护服，主要是针对职业场所中一些发生某种危害因素而设置的、具有较强防护功能的防护性服装。并且，特种防护服会根据所处环境危害的不同，设有物理因素防护、机械因素防护、化学因素防护等众多类别。

1.2 特种防护服的作用

特种防护服主要可以划分为三类，第一类是为了保护职业人员避免发生急性工伤事故而设置的防护服装。第二类是为了保护职业人员避免发生《职业病分类和目录》中所列的慢性积累性职业病而设计的防护服装[2]。第三，特种防护服可以对产品质量的保护和发挥起到作用。比如，通过防静电防护服，能够更好地保障工作人员在超净工作室下生产的微电子产品、微生物产品的质量安全[3]。

2 特种防护服的主要类型

2.1 冷、热防护服

在当前经济社会飞速发展的大背景下，人们对于安全健康有着更高的追求，也对自身所处的工作环境生活环境提出了更高的要求。做好职业环境防护，结合工作中自然环境人文环境和其中可能危害到自身的物理因素、化学因素、生物因素进行更深层次的认识和了解，及时识别潜在的危害因素，并通过特种防护服装进行防护，能够在不影响工作效率的情况下，抵御职业环境危险[4]。

过冷防护服，主要需要服装有较高的绝缘性，且体积较小，舒适性较高，还需要具备一定的灵敏性。由于静止空气是热的不良导体，并且，绒毛、鹅毛以及其他家禽的羽毛也是良好的绝缘介质，因此，在过冷防护服的设计中，主要采用对自然动物的仿真设计来增加服装内部静止绝缘空气的含量。这类服装主要采用纤维填充或高蓬松度物质填充，不仅保暖性较好，而且绝缘性高[5]。例如，美国 Arthur D Little 公司设计了适合南极作业使用的多层复合性服装，用以防风、防水、防寒，但在这类服装的使用时，不能采用普通的洗涤方法或熨烫处理。

在热防护服中，主要采用了高技术耐热纤维对其进行防火处理，加入棉混纺纤维。常见的热防护服，包括消防人员的工作服，一般外层多为混纺织材料，外层的主要功能是防火保护和耐磨，而外层下加设有聚四氟乙烯涂层的防水层，防止水的进入，并且能够在服装内部产生热蒸汽，防止工作中产生热压。在防水层下方设有衬里，主要目的是增加此处的静止空气含量，提高热绝缘性[6]。通常防水层下的衬里采用高蓬松材料，目前在防火处理的棉织物中，也是该防护服领域的主要物质，尤其在铁处理工厂。而防火处理的毛织物则多用于热防护领域，例如铸造厂。

2.2 防弹、防机械伤害防护服

在防弹防机械伤害的服装中，主要是身体装甲防护服装，用以防止外部机械性侵害，在防弹防机械伤害防护服领域，Kevlar替代尼伦是这一领域的重大进步。而在软装甲领域，芳纶多层堆积更是进一步强化了防弹和防穿刺[7]。Allied公司设置的超高强聚乙烯纤维生产的聚酯复合材料板，不仅质量更轻、复合材料层数更多，而且防护效果更好。在防割等机械防护产品中，主要的类型，包括采用位芳纶制作的防护手套、防护挡板、防护袖套等[8]。

2.3 射线防护服

大多数服装都有着防范外界物质进入和隔离皮肤与有害物质的作用，但射线能够透过服装直达人体，因此对射线的防护需要特殊涂层。常见的防射线类特种服装，包括采用聚乙烯涂层Tyvek，在核工厂高压电线和电子设备以及X射线环境中。日本在防射线服装中多采用聚乙烯涂层纤维来生产射线防护服，并在纤维中加入了铅芯，进一步提高防护水平。

2.4 微生物、有害微粒防护服

微生物防护服主要用于医用防护服，用以抵抗具有生命威胁的病毒传播采用的涂层，也多是复合共聚物涂层的机织物和非织造织物。在将其整理抗菌后，用作医务人员急救人员和医院警务人员的防护服面料。Dupont公司研发的Biowear材料能够用于血液病菌的防护[9]。而有害微粒防护服，主要防范工作过程中，工作人员面临的喷涂或类似微细有害生物。在有害微粒防护服的制造中，大多采用非制造材料或机织涤棉纺织棉或涂层材料，这些材料通常属于一次性用品，但穿着舒适性较差。

2.5 化学防护服

化学防护服会根据自身防护程度的不同，设有A到D不同等级，其中A级能够为使用者提供最高防护，主要能够实现整体密封且内部含有呼吸装置和防化学气体和蒸汽装置。而B级相较于A级，并不是全密封，但整体效果也较为理想，C级主要用于防止化学品喷溅。C级防护服可以不用呼吸器，而D级则属于最弱的防护，防护效果较小，最常用的化学防护服面料是Tyvek纺粘型Olefin织物。

3 特种防护服的技术发展现状

3.1 采取多种阻燃纤维面料制成

在特种防护服技术的发展过程中，整体发展速度较快，且不断在原有的基础上改进优化。目前特种防护服技术逐渐趋于成熟，许多特种防护服，在使用阻燃纤维耐高温面料时，整体的制作技能极为先进[10]。在实验中，特种防护服的阻燃指标甚至可以达到0S，这种更为先进的技术能够使特种职业的工作人员在工作中有效避免恶劣环境的影响，能够使人体安全得到有效保障，也能广泛应用于多种职业，能够进一步发挥出防护服的防护效果。

3.2 采用热塑性薄膜和织物制成

在热塑性薄膜和织物制成技术的使用中，伴随着防护服技术的发展，目前对热塑性弹性体薄膜的应用更为广泛，并将其与织物有效复合。这种复合材料下的防护服主要能够防范尘埃、病毒，这种防护服属于无孔结构，且具备较强的透视性、粘连性。在实际使用中，仅需少量胶点，就可以完成织物之间的黏合，并且弹性叠加更不容易发生形变，舒适性较强，也有着良好的防护效果。

3.3 采用金属化合纤维制成

金属化技术和纤维的结合也在特种防护服制作中，较为常见，将金属化合纤维有效连接的防护服制作技术，能够使防护服有较强的屏蔽性，也能有效满足对电子仪器、计算机手机等的屏蔽要求。采用金属化合纤维制成的防护服，也能体现出防护服技术的不断发展与进步，在防护服制作中一些特殊的防护部位，需要进行金属化处理。而借助这一技术能够使屏蔽效果更佳，也能在使用者的实际穿着中实现评点通透，目前，金属化合纤维制成技术也是特种防护服技术领域的前沿。

4 特种防护服的技术发展趋势

4.1 人体工程学在特种防护服中应用更加广泛

人体工程学主要以人的生理心理需求为发展依据，结合系统工程的观点，重点研究人与机器，人与环境，机器与环境之间的相互作用，希望构建起“人、机、环境”和谐共处的设计。在特种防护服技术开发和优化过程中，人体工程学的应用也更加广泛，在特种防护服装的开发设计和技术创新时，要本着“人体、服装、环境”的系统思路，充分了解工作环境，结合着装人员的工作状态，使防护服的防护功能得到有效保证，并在此基础上优化防护服装的结构设计，使其更好地满足防护服热湿和舒适性的需求。例如，在关节部位的设计上，由于人体运动中必然会对服装造成滑动、伸展、拉扯等张力，而为了进一步减少服装对人体作业运动的束缚，可以结合人体工程学原理，将其应用于防护服装的结构设计上，进一步提升防护服装的运动性能，在不降低特种防护服安全性的基础上，增强特种防护服的舒适性。在里衬空气层的设计上，由于服装织物本身的热式传递性能，在服装覆盖所形成的里衬空气层中厚度和状态也会影响特种防护的效果，在人体着装时，皮肤和衣服之间会形成特殊的微气候环境，在一些热防护服装中，重点研究空气层对织物热湿传递性能的影响，能够延长二度烧伤时间，提高织物的热防护，这也会对防护服装的性能产生影响。

在开口设计上，服装往往分为上开口、水平开口、下开口的不同形式，而常见的通风结构则是袖底拉链，在服装袖底腋窝下方进行使用，并且其开口程度可以根据拉链的状况来调节。在通风口袋处，往往倾斜放置于外套前胸处，口袋中也会使用网眼衬料，在打开口袋时就可以实现外套与外界环境的空气流动，在服装设计上，通过增加开口设计来强化一下内环境与外环境之间的热交换是常见的处理方式。但在热防护服的构造设计中可以加入通风构造优化，通风设计通过强制对流来调节人体的体热散失。在适当部位加入开口设计，可以起到良好的对流散热效应，能够发挥出钟摆效应；风箱效应使人在行走时，在连续运动过程中，能够在服装开口处形成类似于风箱的通风现象。在口袋设计上，一般特种防护服装的口袋包括贴袋、挖袋、插袋等不同形式，要以使用者方便插入和放置手臂为基点，同时，还要考虑人体的热湿传递状况和舒适性，以及口袋设计与周围视觉形态的协调性，口袋的功能性。目前市场上的特种防护服，在口袋设计上大多直接贴缝在前胸或大腿侧，并且，在此处增加了服装下的静止空气层，其厚度用于阻隔热和水分散失。

4.2 特种防护服的技术产品更加先进

从当前特种防护服的发展需求和技术应用现状来看，伴随着社会的高速发展以及技术的进步升级，人们对于特种防护服的需求量逐渐加大，并且对特种防护服的产品使用感也提出了更高的要求，这也使得产品技术的发展前沿更加广阔。目前，在抗油、拒水类防护服，防虫类防护服、防电类防护服等，在技术和产品方面都有了较为良好的发展，设有中子防护、X射线防护、Y射线防护等，在防护效果和防护技术上都得到了明显的进步与提升。但是目前在这些防护服装的细节设计上仍存在一定的问题，尤其与发达国家的防护服设计更存在较大差异，一些细节性因素考虑不当就可能使穿着服装的人员在工作中受到伤害，也会使防护服的防护作用得到缩减，因此，在后续的防护服技术发展中必然会改进其中的细节内容，并在技术发展中以更明确的方向进行优化。未来，特种防护服的技术发展趋势必然是产品设计的优化和健全，且更会注重细节性内容，更注重对材料的设计优化。在特种防护服的产品设计上，可以选择一些防护效果更好、性价比更高、功能性更强的材料，更好地满足使用者的使用需求。在防护服的使用中会受到各种因素的影响，因此需要根据不同场所进行设计和维护，以此来彰显防护服的价值，发挥特种防护服的作用。

4.3 多功能性及高科技智能技术的引入

特种防护服技术关系到特种防护服的使用效果，关系到使用者的生命健康，提高特种防护服的防护性能，就是增强特种作业的安全系数。在特种防护服的技术创新产品设计上，需要以工作人员的工作环境、工作需求为基本要求，要切实保障特种工作人员在穿着防护服时能够安全防护，只有在满足这一基本性能需求后，才能进一步研究其他性能需求的必要性。例如，在消防人员的灭火防护服的研发中，需要研发人员结合消防员的工作情况，消防员在深入多变的火灾现场时，不仅要面对高温湿热的火灾条件，还需要背负整套的灭火装备，这进一步增加了消防人员的身体负担和心理负担。因此在消防员灭火防护服的设计上，除了要满足消防员的防护性能，还要重点考虑灭火防护服质量的轻质化，提高灭火防护服的舒适度和服装的散热效果。要使灭火防护服能够为深入火灾一线的消防员提供必要的安全保障，同时，减轻消防员在进行火灾救援时的身体负担和心理负担，加强消防员作业时的灵活性，提高消防员在火灾现场一线救援时的工作效率。

伴随着当前技术的进步与时代的发展，越来越多的高层建筑逐渐出现，这也使得火灾发生原因更加复杂多样，在消防员灭火防护服的设计和制作上，也需要根据当前复杂多变的火灾现场形势和实际需求进行适当的功能扩充。例如，在灭火防护服上加设关于消防员火场定位和人体生理指标、环境温度指标、有害气体检测等功能，加强防护服的多功能性，引入高科技智能技术，更好地为身处火灾一线的救援人员提供更详细充分的信息帮助，更进一步增强火灾现场的救援效率。

从目前国内外各种防护服装的应用情况来看，国外在特种防护服装产品的生产中仍处于领先地位，国内许多企业在产品研发上还处于模仿阶段，并且大多通过低价竞争来争夺市场。尤其在职业服装的防护用工装上还面临着许多制约因素，例如，科学层面的原理问题，以及知识产权方面的限制，在特种服装的研发设计和生产上，还需要着眼于细分市场，结合防护原理，强调结构设计，重点在针对主要防害因素的基础上，兼顾多功能防护功效，发挥最佳效果。在特种防护服上既要考虑防护因素的有效性，还要考虑服装本身的轻便性，要考虑特种工作人员的工作需要。

特种防护服往往是特种工作人员在面对危险情况时的最后一道防线，有着无可替代的防护作用。在当前技术不断进步，社会不断发展的大背景下，做好特种防护服技术优化和产品创新，推动特种防护服以更智能化、更全面化、更多性能化的方向发展，能够帮助特种作业人员更好地识别风险，能够使特种防护服逐步从原有的单一风险因素防护转变为多种危害因素的综合防护。

5 结语

在特种防护服的技术开发和产品创新设计中，需要市场结合产品性能进行强化，伴随着目前特种防护服市场不断细化的现实情况，对于特种防护服的研发人员也提出了更高的要求。特种防护服研发制作公司需要在技术方面不断创新强化，提升防护效果，加强对防护机理的研究，这不仅能够增强特种防护服，生产制作企业的市场竞争力，而且能够为各种高危职业人员提供更坚实的保障，能够更好地保护他们的安全和身体健康。文章具体就特种防护服的技术进展、类型分类进行研究，并预测特种防护服技术的发展趋势，希望为相关工作的从业者提供一定的参考与借鉴。