阻燃防护服吸湿速干性指标研究

文/刘婷娅 袁媛

（本文作者单位系北京市劳动保护科学研究所）

编辑 朱丽晶

阻燃防护服是在接触火焰及炽热物体后，在一定时间内能阻止被点燃、持续有焰燃烧和无焰燃烧的服装，它可以保护着装者在日常工作中免受明火、热源等不可抗力的危害。阻燃服在生产中的应用非常广泛，主要应用于石油、化工、冶金、加油站等领域。随着市场化的日趋成熟，许多企业希望服装除了能够具备本身的功能性，在舒适性方面也应满足使用要求。舒适性已经与可靠性、功能性、环境适宜性等其他指标一起，成为了阻燃服的重要组成部分。

现有舒适性指标及测试方法

对于服装面料来说，构成其生理方面舒适性的因素主要包括：吸湿性、透气性、柔软性、伸缩性等。在现行产品标准GB 8965.1—2020《防护服装 阻燃服》中，引入了透气率及透湿量指标，来量化水汽传递阻力，但此指标的测试方法存在一定的局限性。

现行阻燃服标准中，采用GB/T 12704.1—2019《纺织品 织物透湿性试验方法 第1 部分：吸湿法》中的方法A 进行透湿量测定。此方法要求将试样放置在一个环境温度38 ℃，相对湿度90%，风速为4 mm/s 的密封仓中，模拟人体皮肤与阻燃防护服之间的微环境，但其不能反映防护服内部微环境与外部工作环境之间的水汽传递状态。另外，测试中主要模拟人体汗液的成分为水蒸气，但实际上二者的成分不同，电导率不同，蒸发速率也存在差异。如果能用成分与人体汗液更为接近的液体来进行测试，会增强数据的可信度。

由于阻燃服着装者工作时，通常会暴露在日晒或者炎热的环境中，在贴身穿着防护服时织物将与身体直接接触，导致部分汗液附着在阻燃服表面。目前的测试方法并未对汗液直接接触面料后的情况进行测定，不能模拟工作服的排汗速干效果。

综上所述，仅靠透湿量及透气率来反映阻燃服的舒适性指标是不全面的，有必要引入科学合理的指标作为阻燃服舒适性的额外判定依据。

阻燃服的舒适性指标推荐吸湿速干性

构成服装的织物由各类纤维组成，当纤维干燥时，其组成的面料弹性优异，穿着舒适，但当其被应用于制作阻燃服时，由于使用者的劳动强度大，工作环境多为高温，人体汗液排放增多，某些纤维就会因吸收汗液及水汽等原因而膨胀，阻塞空隙，妨碍皮肤与服装之间的微气候与外界环境的热交换和湿交换，使人体热量聚集，汗液难以排放。

汗液排放是人体散发热量的主要方式，如果汗液聚集在织物表面，会加剧劳动者的不适反应，严重者甚至会感到胸闷、气短、中暑等虚脱休克现象。因此，用吸湿速干性来作为衡量阻燃服舒适性的指标是非常合适的。

在国家标准GB/T 21655.2—2019《纺织品 吸湿速干性的评定第2 部分：动态水分传递法》中，规定了吸水速率、浸湿时间、渗透面最大浸湿半径、渗透面液态水扩散速度、单向传递指数等项目的测试方法及判定依据。此标准目前通常被应用为吸湿速干服功能性指标的判定依据，未被引入阻燃服标准。参考阻燃服湿热的工作环境，可以适当引用其中的部分指标，作为阻燃服舒适性的判定依据。

吸湿速干性与透湿量的测试方法比对

在GB/T 21655.2—2019《 纺织品 吸湿速干性的评定 第2 部分：动态水分传递法》中规定，吸湿排汗各项数据的测试环境为温度（20±2）℃，湿度（65±4）%，不同于的透湿量温度（38±2）℃，湿度（90±2）%。其模拟的是日常工作中服装吸收水分后液体的蒸发效果。

测试中模拟人体汗液的液体为电导率值为16 S/m 的盐水，不同于透湿量直接用水蒸气模拟人体汗液。每次测试均需要把固定量的液体滴入纺织品，模拟汗液浸湿面料的效果。相对于透湿量，吸湿速干性更能模拟人体微环境与日常工作环境的水汽交换情况。因此，将吸湿速干性的部分指标作为辅助性测试指标，能够进一步反映阻燃服的舒适性优劣。

吸湿速干性的测量数据分析

我们采用MMT-M290 型液态水分管理测试仪（见图1），对目前市场中的61 套阻燃服进行测量，经过分析，得出目前市场中在流通阻燃服吸湿速干性的大致情况，如表1 所示。

图1 液态水分管理测试仪

表1 阻燃服吸湿速干性测试指标

浸湿时间指的是从液体接触织物表面到织物开始吸收水分所需的时间。浸湿时间数值越小，表示人体汗液停留在人体表面的时间越短，越有利于汗液进一步的排放、蒸发，人体会感觉到更舒适清爽。通过对61 组数据分析得出，汗液从人体渗出到被工作服面料吸收的平均时间为4.4 s，中位数为3.8 s。大部分工作服面料的浸湿时间集中在2 s 至6 s 的区间内，占比为84%。

吸水速率是指织物在单位时间内其内部所增加的含水量。经过亲水整理后的面料，会以更快的速率将汗液吸取到工作服的内表面，再将汗液导出至工作服外表面，加大工作服外表面与外界的蒸发面积，提高汗液蒸发速度。相较于浸湿时间，吸水速率的数据分布更为分散，更能清晰地反映阻燃服吸湿速干性的优劣。大部分阻燃服的吸水速率集中在50%/s 至80%/s 之间，占比80%，平均值为64.56%/s，中位数为65.23%/s。

液态水扩散速度是指织物表面浸湿后，扩散到最大浸湿半径时沿半径方向液态水的累计传递速度。水在织物表面扩散的速度越快，扩散的范围越大，越利于汗液的蒸发。相对于吸水速率，液态水扩散速率的数据相对集中，大部分阻燃服面料的液态水扩散速率集中在2.8 mm/s 至5.5 mm/s 之 间， 占比80%，平均值为4.2 mm/s，中位数为4.2 mm/s。

单向传递指数是指液态水从织物浸水面传递到渗透面的能力。单向传递指数是织物吸湿速干性的重要指标，反映了汗液从服装内表面到外表面的传递能力，水分传递的能力越大，汗液越能尽快导出服装外表面，尽快挥发。阻燃服的单向传递指数数据大部分分布在-180%到50%的区间内，只有极少数的工作服数值高于50%或低于-180%，总体呈正态分布。其平均值为-65.7%，中位数为84.5%。

舒适性指标权重分析

综合所有数据，计算以上4 个指标数据的标准偏差，采用公式：

STDEVP 函数是一个计算机函数，是基于以参数形式给出的整个样本总体计算标准偏差，标准偏差反映相对于平均值的离散程度。s为每一个实际测量数据，为平均值。

得出每个数据的标准偏差：

根据信息权数法，将作为权重分值，变异系数越大，所赋予的权重就越大。由此可知，以上几个数据指标作为舒适性判定依据的重要性依次为：单向传递指数＞吸水速率＞浸湿时间＞液态水扩散速率。

其中，单向传递指数的变异系数过大，说明其数据相对离散，对于是否适宜作为阻燃服类面料的舒适性判定依据有待考察。而液态水扩散速率数据过于集中，不能完整反映织物吸湿速干性的差异。

综合考虑调整以上4 个指标的权重次序：吸水速率＞浸湿时间＞液态水扩散速率＞单向传递指数。因此，如要选择唯一性指标来判定面料的吸湿性，则推荐选择吸水速率作为判定指标为佳；如选择唯一性指标来判定面料的速干性，则液态水扩散速率是较好的选择。

通过对阻燃服舒适性指标的分析得出，现有的透湿量指标不能完全满足阻燃服舒适性的判定。在参考了着装者使用阻燃服的工作环境后，选取以服装舒适性为主要功能性指标的吸湿速干服标准作为参考依据，将原有的仅模拟人体皮肤与面料内部微环境测试，加入汗液接触面料时面料与外部环境水汽交换的测试过程。经过测量和数据分析得知，吸水速率和液态水扩散速率是比较好的衡量依据。此项研究将为今后阻燃服标准的修订提供参考。