特種防護(hù)服的技術(shù)發(fā)展趨勢

劉 東，劉 哲，賈麗麗

（際華三五零二職業(yè)裝有限公司，河北 石家莊 050000）

近年來，隨著人們生活水平的逐漸提高以及人文關(guān)懷意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，特種防護(hù)服在許多職業(yè)場所也得到了更多的關(guān)注與重視。伴隨著技術(shù)的發(fā)展和服裝科學(xué)的進(jìn)步，特種防護(hù)服技術(shù)前景也更為寬廣[1]。

1 特種防護(hù)服的含義與功能

1.1 什么是特種防護(hù)服

所謂特種防護(hù)服，主要是針對(duì)職業(yè)場所中一些發(fā)生某種危害因素而設(shè)置的、具有較強(qiáng)防護(hù)功能的防護(hù)性服裝。并且，特種防護(hù)服會(huì)根據(jù)所處環(huán)境危害的不同，設(shè)有物理因素防護(hù)、機(jī)械因素防護(hù)、化學(xué)因素防護(hù)等眾多類別。

1.2 特種防護(hù)服的作用

特種防護(hù)服主要可以劃分為三類，第一類是為了保護(hù)職業(yè)人員避免發(fā)生急性工傷事故而設(shè)置的防護(hù)服裝。第二類是為了保護(hù)職業(yè)人員避免發(fā)生《職業(yè)病分類和目錄》中所列的慢性積累性職業(yè)病而設(shè)計(jì)的防護(hù)服裝[2]。第三，特種防護(hù)服可以對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保護(hù)和發(fā)揮起到作用。比如，通過防靜電防護(hù)服，能夠更好地保障工作人員在超凈工作室下生產(chǎn)的微電子產(chǎn)品、微生物產(chǎn)品的質(zhì)量安全[3]。

2 特種防護(hù)服的主要類型

2.1 冷、熱防護(hù)服

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的大背景下，人們對(duì)于安全健康有著更高的追求，也對(duì)自身所處的工作環(huán)境生活環(huán)境提出了更高的要求。做好職業(yè)環(huán)境防護(hù)，結(jié)合工作中自然環(huán)境人文環(huán)境和其中可能危害到自身的物理因素、化學(xué)因素、生物因素進(jìn)行更深層次的認(rèn)識(shí)和了解，及時(shí)識(shí)別潛在的危害因素，并通過特種防護(hù)服裝進(jìn)行防護(hù)，能夠在不影響工作效率的情況下，抵御職業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)[4]。

過冷防護(hù)服，主要需要服裝有較高的絕緣性，且體積較小，舒適性較高，還需要具備一定的靈敏性。由于靜止空氣是熱的不良導(dǎo)體，并且，絨毛、鵝毛以及其他家禽的羽毛也是良好的絕緣介質(zhì)，因此，在過冷防護(hù)服的設(shè)計(jì)中，主要采用對(duì)自然動(dòng)物的仿真設(shè)計(jì)來增加服裝內(nèi)部靜止絕緣空氣的含量。這類服裝主要采用纖維填充或高蓬松度物質(zhì)填充，不僅保暖性較好，而且絕緣性高[5]。例如，美國 Arthur D Little 公司設(shè)計(jì)了適合南極作業(yè)使用的多層復(fù)合性服裝，用以防風(fēng)、防水、防寒，但在這類服裝的使用時(shí)，不能采用普通的洗滌方法或熨燙處理。

在熱防護(hù)服中，主要采用了高技術(shù)耐熱纖維對(duì)其進(jìn)行防火處理，加入棉混紡纖維。常見的熱防護(hù)服，包括消防人員的工作服，一般外層多為混紡織材料，外層的主要功能是防火保護(hù)和耐磨，而外層下加設(shè)有聚四氟乙烯涂層的防水層，防止水的進(jìn)入，并且能夠在服裝內(nèi)部產(chǎn)生熱蒸汽，防止工作中產(chǎn)生熱壓。在防水層下方設(shè)有襯里，主要目的是增加此處的靜止空氣含量，提高熱絕緣性[6]。通常防水層下的襯里采用高蓬松材料，目前在防火處理的棉織物中，也是該防護(hù)服領(lǐng)域的主要物質(zhì)，尤其在鐵處理工廠。而防火處理的毛織物則多用于熱防護(hù)領(lǐng)域，例如鑄造廠。

2.2 防彈、防機(jī)械傷害防護(hù)服

在防彈防機(jī)械傷害的服裝中，主要是身體裝甲防護(hù)服裝，用以防止外部機(jī)械性侵害，在防彈防機(jī)械傷害防護(hù)服領(lǐng)域，Kevlar替代尼倫是這一領(lǐng)域的重大進(jìn)步。而在軟裝甲領(lǐng)域，芳綸多層堆積更是進(jìn)一步強(qiáng)化了防彈和防穿刺[7]。Allied公司設(shè)置的超高強(qiáng)聚乙烯纖維生產(chǎn)的聚酯復(fù)合材料板，不僅質(zhì)量更輕、復(fù)合材料層數(shù)更多，而且防護(hù)效果更好。在防割等機(jī)械防護(hù)產(chǎn)品中，主要的類型，包括采用位芳綸制作的防護(hù)手套、防護(hù)擋板、防護(hù)袖套等[8]。

2.3 射線防護(hù)服

大多數(shù)服裝都有著防范外界物質(zhì)進(jìn)入和隔離皮膚與有害物質(zhì)的作用，但射線能夠透過服裝直達(dá)人體，因此對(duì)射線的防護(hù)需要特殊涂層。常見的防射線類特種服裝，包括采用聚乙烯涂層Tyvek，在核工廠高壓電線和電子設(shè)備以及X射線環(huán)境中。日本在防射線服裝中多采用聚乙烯涂層纖維來生產(chǎn)射線防護(hù)服，并在纖維中加入了鉛芯，進(jìn)一步提高防護(hù)水平。

2.4 微生物、有害微粒防護(hù)服

微生物防護(hù)服主要用于醫(yī)用防護(hù)服，用以抵抗具有生命威脅的病毒傳播采用的涂層，也多是復(fù)合共聚物涂層的機(jī)織物和非織造織物。在將其整理抗菌后，用作醫(yī)務(wù)人員急救人員和醫(yī)院警務(wù)人員的防護(hù)服面料。Dupont公司研發(fā)的Biowear材料能夠用于血液病菌的防護(hù)[9]。而有害微粒防護(hù)服，主要防范工作過程中，工作人員面臨的噴涂或類似微細(xì)有害生物。在有害微粒防護(hù)服的制造中，大多采用非制造材料或機(jī)織滌棉紡織棉或涂層材料，這些材料通常屬于一次性用品，但穿著舒適性較差。

2.5 化學(xué)防護(hù)服

化學(xué)防護(hù)服會(huì)根據(jù)自身防護(hù)程度的不同，設(shè)有A到D不同等級(jí)，其中A級(jí)能夠?yàn)槭褂谜咛峁┳罡叻雷o(hù)，主要能夠?qū)崿F(xiàn)整體密封且內(nèi)部含有呼吸裝置和防化學(xué)氣體和蒸汽裝置。而B級(jí)相較于A級(jí)，并不是全密封，但整體效果也較為理想，C級(jí)主要用于防止化學(xué)品噴濺。C級(jí)防護(hù)服可以不用呼吸器，而D級(jí)則屬于最弱的防護(hù)，防護(hù)效果較小，最常用的化學(xué)防護(hù)服面料是Tyvek紡粘型Olefin織物。

3 特種防護(hù)服的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 采取多種阻燃纖維面料制成

在特種防護(hù)服技術(shù)的發(fā)展過程中，整體發(fā)展速度較快，且不斷在原有的基礎(chǔ)上改進(jìn)優(yōu)化。目前特種防護(hù)服技術(shù)逐漸趨于成熟，許多特種防護(hù)服，在使用阻燃纖維耐高溫面料時(shí)，整體的制作技能極為先進(jìn)[10]。在實(shí)驗(yàn)中，特種防護(hù)服的阻燃指標(biāo)甚至可以達(dá)到0S，這種更為先進(jìn)的技術(shù)能夠使特種職業(yè)的工作人員在工作中有效避免惡劣環(huán)境的影響，能夠使人體安全得到有效保障，也能廣泛應(yīng)用于多種職業(yè)，能夠進(jìn)一步發(fā)揮出防護(hù)服的防護(hù)效果。

3.2 采用熱塑性薄膜和織物制成

在熱塑性薄膜和織物制成技術(shù)的使用中，伴隨著防護(hù)服技術(shù)的發(fā)展，目前對(duì)熱塑性彈性體薄膜的應(yīng)用更為廣泛，并將其與織物有效復(fù)合。這種復(fù)合材料下的防護(hù)服主要能夠防范塵埃、病毒，這種防護(hù)服屬于無孔結(jié)構(gòu)，且具備較強(qiáng)的透視性、粘連性。在實(shí)際使用中，僅需少量膠點(diǎn)，就可以完成織物之間的黏合，并且彈性疊加更不容易發(fā)生形變，舒適性較強(qiáng)，也有著良好的防護(hù)效果。

3.3 采用金屬化合纖維制成

金屬化技術(shù)和纖維的結(jié)合也在特種防護(hù)服制作中，較為常見，將金屬化合纖維有效連接的防護(hù)服制作技術(shù)，能夠使防護(hù)服有較強(qiáng)的屏蔽性，也能有效滿足對(duì)電子儀器、計(jì)算機(jī)手機(jī)等的屏蔽要求。采用金屬化合纖維制成的防護(hù)服，也能體現(xiàn)出防護(hù)服技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，在防護(hù)服制作中一些特殊的防護(hù)部位，需要進(jìn)行金屬化處理。而借助這一技術(shù)能夠使屏蔽效果更佳，也能在使用者的實(shí)際穿著中實(shí)現(xiàn)評(píng)點(diǎn)通透，目前，金屬化合纖維制成技術(shù)也是特種防護(hù)服技術(shù)領(lǐng)域的前沿。

4 特種防護(hù)服的技術(shù)發(fā)展趨勢

4.1 人體工程學(xué)在特種防護(hù)服中應(yīng)用更加廣泛

人體工程學(xué)主要以人的生理心理需求為發(fā)展依據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，重點(diǎn)研究人與機(jī)器，人與環(huán)境，機(jī)器與環(huán)境之間的相互作用，希望構(gòu)建起“人、機(jī)、環(huán)境”和諧共處的設(shè)計(jì)。在特種防護(hù)服技術(shù)開發(fā)和優(yōu)化過程中，人體工程學(xué)的應(yīng)用也更加廣泛，在特種防護(hù)服裝的開發(fā)設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新時(shí)，要本著“人體、服裝、環(huán)境”的系統(tǒng)思路，充分了解工作環(huán)境，結(jié)合著裝人員的工作狀態(tài)，使防護(hù)服的防護(hù)功能得到有效保證，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化防護(hù)服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其更好地滿足防護(hù)服熱濕和舒適性的需求。例如，在關(guān)節(jié)部位的設(shè)計(jì)上，由于人體運(yùn)動(dòng)中必然會(huì)對(duì)服裝造成滑動(dòng)、伸展、拉扯等張力，而為了進(jìn)一步減少服裝對(duì)人體作業(yè)運(yùn)動(dòng)的束縛，可以結(jié)合人體工程學(xué)原理，將其應(yīng)用于防護(hù)服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，進(jìn)一步提升防護(hù)服裝的運(yùn)動(dòng)性能，在不降低特種防護(hù)服安全性的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)特種防護(hù)服的舒適性。在里襯空氣層的設(shè)計(jì)上，由于服裝織物本身的熱式傳遞性能，在服裝覆蓋所形成的里襯空氣層中厚度和狀態(tài)也會(huì)影響特種防護(hù)的效果，在人體著裝時(shí)，皮膚和衣服之間會(huì)形成特殊的微氣候環(huán)境，在一些熱防護(hù)服裝中，重點(diǎn)研究空氣層對(duì)織物熱濕傳遞性能的影響，能夠延長二度燒傷時(shí)間，提高織物的熱防護(hù)，這也會(huì)對(duì)防護(hù)服裝的性能產(chǎn)生影響。

在開口設(shè)計(jì)上，服裝往往分為上開口、水平開口、下開口的不同形式，而常見的通風(fēng)結(jié)構(gòu)則是袖底拉鏈，在服裝袖底腋窩下方進(jìn)行使用，并且其開口程度可以根據(jù)拉鏈的狀況來調(diào)節(jié)。在通風(fēng)口袋處，往往傾斜放置于外套前胸處，口袋中也會(huì)使用網(wǎng)眼襯料，在打開口袋時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)外套與外界環(huán)境的空氣流動(dòng)，在服裝設(shè)計(jì)上，通過增加開口設(shè)計(jì)來強(qiáng)化一下內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境之間的熱交換是常見的處理方式。但在熱防護(hù)服的構(gòu)造設(shè)計(jì)中可以加入通風(fēng)構(gòu)造優(yōu)化，通風(fēng)設(shè)計(jì)通過強(qiáng)制對(duì)流來調(diào)節(jié)人體的體熱散失。在適當(dāng)部位加入開口設(shè)計(jì)，可以起到良好的對(duì)流散熱效應(yīng)，能夠發(fā)揮出鐘擺效應(yīng)；風(fēng)箱效應(yīng)使人在行走時(shí)，在連續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中，能夠在服裝開口處形成類似于風(fēng)箱的通風(fēng)現(xiàn)象。在口袋設(shè)計(jì)上，一般特種防護(hù)服裝的口袋包括貼袋、挖袋、插袋等不同形式，要以使用者方便插入和放置手臂為基點(diǎn)，同時(shí)，還要考慮人體的熱濕傳遞狀況和舒適性，以及口袋設(shè)計(jì)與周圍視覺形態(tài)的協(xié)調(diào)性，口袋的功能性。目前市場上的特種防護(hù)服，在口袋設(shè)計(jì)上大多直接貼縫在前胸或大腿側(cè)，并且，在此處增加了服裝下的靜止空氣層，其厚度用于阻隔熱和水分散失。

4.2 特種防護(hù)服的技術(shù)產(chǎn)品更加先進(jìn)

從當(dāng)前特種防護(hù)服的發(fā)展需求和技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，伴隨著社會(huì)的高速發(fā)展以及技術(shù)的進(jìn)步升級(jí)，人們對(duì)于特種防護(hù)服的需求量逐漸加大，并且對(duì)特種防護(hù)服的產(chǎn)品使用感也提出了更高的要求，這也使得產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展前沿更加廣闊。目前，在抗油、拒水類防護(hù)服，防蟲類防護(hù)服、防電類防護(hù)服等，在技術(shù)和產(chǎn)品方面都有了較為良好的發(fā)展，設(shè)有中子防護(hù)、X射線防護(hù)、Y射線防護(hù)等，在防護(hù)效果和防護(hù)技術(shù)上都得到了明顯的進(jìn)步與提升。但是目前在這些防護(hù)服裝的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上仍存在一定的問題，尤其與發(fā)達(dá)國家的防護(hù)服設(shè)計(jì)更存在較大差異，一些細(xì)節(jié)性因素考慮不當(dāng)就可能使穿著服裝的人員在工作中受到傷害，也會(huì)使防護(hù)服的防護(hù)作用得到縮減，因此，在后續(xù)的防護(hù)服技術(shù)發(fā)展中必然會(huì)改進(jìn)其中的細(xì)節(jié)內(nèi)容，并在技術(shù)發(fā)展中以更明確的方向進(jìn)行優(yōu)化。未來，特種防護(hù)服的技術(shù)發(fā)展趨勢必然是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)化和健全，且更會(huì)注重細(xì)節(jié)性內(nèi)容，更注重對(duì)材料的設(shè)計(jì)優(yōu)化。在特種防護(hù)服的產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，可以選擇一些防護(hù)效果更好、性價(jià)比更高、功能性更強(qiáng)的材料，更好地滿足使用者的使用需求。在防護(hù)服的使用中會(huì)受到各種因素的影響，因此需要根據(jù)不同場所進(jìn)行設(shè)計(jì)和維護(hù)，以此來彰顯防護(hù)服的價(jià)值，發(fā)揮特種防護(hù)服的作用。

4.3 多功能性及高科技智能技術(shù)的引入

特種防護(hù)服技術(shù)關(guān)系到特種防護(hù)服的使用效果，關(guān)系到使用者的生命健康，提高特種防護(hù)服的防護(hù)性能，就是增強(qiáng)特種作業(yè)的安全系數(shù)。在特種防護(hù)服的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，需要以工作人員的工作環(huán)境、工作需求為基本要求，要切實(shí)保障特種工作人員在穿著防護(hù)服時(shí)能夠安全防護(hù)，只有在滿足這一基本性能需求后，才能進(jìn)一步研究其他性能需求的必要性。例如，在消防人員的滅火防護(hù)服的研發(fā)中，需要研發(fā)人員結(jié)合消防員的工作情況，消防員在深入多變的火災(zāi)現(xiàn)場時(shí)，不僅要面對(duì)高溫濕熱的火災(zāi)條件，還需要背負(fù)整套的滅火裝備，這進(jìn)一步增加了消防人員的身體負(fù)擔(dān)和心理負(fù)擔(dān)。因此在消防員滅火防護(hù)服的設(shè)計(jì)上，除了要滿足消防員的防護(hù)性能，還要重點(diǎn)考慮滅火防護(hù)服質(zhì)量的輕質(zhì)化，提高滅火防護(hù)服的舒適度和服裝的散熱效果。要使滅火防護(hù)服能夠?yàn)樯钊牖馂?zāi)一線的消防員提供必要的安全保障，同時(shí)，減輕消防員在進(jìn)行火災(zāi)救援時(shí)的身體負(fù)擔(dān)和心理負(fù)擔(dān)，加強(qiáng)消防員作業(yè)時(shí)的靈活性，提高消防員在火災(zāi)現(xiàn)場一線救援時(shí)的工作效率。

伴隨著當(dāng)前技術(shù)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展，越來越多的高層建筑逐漸出現(xiàn)，這也使得火災(zāi)發(fā)生原因更加復(fù)雜多樣，在消防員滅火防護(hù)服的設(shè)計(jì)和制作上，也需要根據(jù)當(dāng)前復(fù)雜多變的火災(zāi)現(xiàn)場形勢和實(shí)際需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)充。例如，在滅火防護(hù)服上加設(shè)關(guān)于消防員火場定位和人體生理指標(biāo)、環(huán)境溫度指標(biāo)、有害氣體檢測等功能，加強(qiáng)防護(hù)服的多功能性，引入高科技智能技術(shù)，更好地為身處火災(zāi)一線的救援人員提供更詳細(xì)充分的信息幫助，更進(jìn)一步增強(qiáng)火災(zāi)現(xiàn)場的救援效率。

從目前國內(nèi)外各種防護(hù)服裝的應(yīng)用情況來看，國外在特種防護(hù)服裝產(chǎn)品的生產(chǎn)中仍處于領(lǐng)先地位，國內(nèi)許多企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)上還處于模仿階段，并且大多通過低價(jià)競爭來爭奪市場。尤其在職業(yè)服裝的防護(hù)用工裝上還面臨著許多制約因素，例如，科學(xué)層面的原理問題，以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的限制，在特種服裝的研發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上，還需要著眼于細(xì)分市場，結(jié)合防護(hù)原理，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在針對(duì)主要防害因素的基礎(chǔ)上，兼顧多功能防護(hù)功效，發(fā)揮最佳效果。在特種防護(hù)服上既要考慮防護(hù)因素的有效性，還要考慮服裝本身的輕便性，要考慮特種工作人員的工作需要。

特種防護(hù)服往往是特種工作人員在面對(duì)危險(xiǎn)情況時(shí)的最后一道防線，有著無可替代的防護(hù)作用。在當(dāng)前技術(shù)不斷進(jìn)步，社會(huì)不斷發(fā)展的大背景下，做好特種防護(hù)服技術(shù)優(yōu)化和產(chǎn)品創(chuàng)新，推動(dòng)特種防護(hù)服以更智能化、更全面化、更多性能化的方向發(fā)展，能夠幫助特種作業(yè)人員更好地識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，能夠使特種防護(hù)服逐步從原有的單一風(fēng)險(xiǎn)因素防護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N危害因素的綜合防護(hù)。

5 結(jié)語

在特種防護(hù)服的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，需要市場結(jié)合產(chǎn)品性能進(jìn)行強(qiáng)化，伴隨著目前特種防護(hù)服市場不斷細(xì)化的現(xiàn)實(shí)情況，對(duì)于特種防護(hù)服的研發(fā)人員也提出了更高的要求。特種防護(hù)服研發(fā)制作公司需要在技術(shù)方面不斷創(chuàng)新強(qiáng)化，提升防護(hù)效果，加強(qiáng)對(duì)防護(hù)機(jī)理的研究，這不僅能夠增強(qiáng)特種防護(hù)服，生產(chǎn)制作企業(yè)的市場競爭力，而且能夠?yàn)楦鞣N高危職業(yè)人員提供更堅(jiān)實(shí)的保障，能夠更好地保護(hù)他們的安全和身體健康。文章具體就特種防護(hù)服的技術(shù)進(jìn)展、類型分類進(jìn)行研究，并預(yù)測特種防護(hù)服技術(shù)的發(fā)展趨勢，希望為相關(guān)工作的從業(yè)者提供一定的參考與借鑒。