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中国纺织科技发展报告(2021年 )技术篇 | (六)特种防护服市场与技术的最新进展及发展趋势

来源:https://mp.weixin.qq.com/s/P2I发布时间:2022-10-18 访问量:1872

  特种防护服是指用于保护作业场所、产品或环境,免受人类带来污染和危害的服装,也指用于保护作业人员免受伤害或危害,有着某种防护功能的服装。随着世界经济的持续发展以及科技的突飞猛进,新的劳动方式不断更新,各国政府对于安全生产与环境保护愈发重视,劳动者对于职业安全与自我保护也越来越重视,对防护用品的防护性能与服用性能要求也同步提高。

  进入21世纪,人们在生产、生活中面临的威胁越来越复杂化,全球武装冲突数量增加,大气层人为改变以及不规范生产生活造成自然灾害频发,工业化在改变人们生产、生活方式的同时带来更多的职业安全问题,新的细菌和病毒正以更短、更快的周期不断出现,电子、通讯等产品的普及带来的辐射已经深入人们生活的方方面面。为了抵御这些威胁,发展公共安全产业已经成为当前世界各国的共识,德国、美国、日本等发达国家已经将安全应急产品和特种防护技术作为国家战略发展方向之一予以重点支持,我国也在近年来出台了公共安全及应急产业相关政策,力推公共安全相关产业的发展。

  纺织品作为安全防护系统的最后一道屏障,保障人体免受环境危险因素侵害,在为人体提供特种防护功能方面发挥着不可替代的作用。在全球公共安全应急产业得到广泛关注的大背景下,未来特种防护服将面临良好的市场机遇。

  一、特种防护服的分类及意义

  特种防护服是针对作业者或者作业场所、环境、物品在职业场所中容易发生的某种危害因素而设置的具有一定防护功能的服装。其中“特种”包含两个层面的含义,一是其防护功能超出了普通工作服所要防护的物理机械损伤;二是指其防护功能具有专一性。通常某特种防护服只针对(或主要针对)某一种危害进行防护,面临不同的危害因素,需要有不同的特种防护服装。

  根据特种防护服所处环境危险因素的不同,特种防护服可以分为热(冷)防护、阻燃防护、化学防护、生物防护、电防护、辐射防护、外力冲击防护、高可视度防护等,其细分类别及应用领域如图1所示;根据防护功能,主要分为阻燃服、酸碱类化学品防护服、防静电服、焊接防护服、防油服、防水服、带电作业屏蔽服、X射线防护服、微波辐射防护服、森林防火服等。

  由以上特种防护服的种类可以看出,使用特种防护服装的意义主要有以下几个方面:一是保护职业人员避免发生GB6441—2009《企业职工伤亡事故分类》所规定的急性工伤事故;二是保护职业人员避免发生国家卫生计生委等部门颁发的《职业病分类和目录》所列的慢性积累的职业病;三是特种防护服装还需要对产品的安全发挥重要作用,例如在超净工作室使用的防静电工作服主要作用是保护微电子产品、微生物产品和药品的质量安全。

  二、特种防护服装市场的最新进展

  1.特种防护服市场稳定增长

  特种防护纺织品的特殊性决定了其发展与社会稳定程度、经济发展水平、社会文明程度有直接关系。从军事及国防安保领域、公共安全应急产业的刚性需求,到广受关注的职业安全防护,特种防护纺织品已经从“特殊需求产品”转变成为人们生产生活不可或缺的一部分。同时,随着航空航天等高新技术产业的发展,带动了特种防护用纺织品不断向新兴应用领域延伸;而当前社会大众生命安全意识及购买力的提高,也将进一步加快特种防护用纺织品向大众消费纺织品领域的拓展。可以预见,未来特种防护用纺织品产业还有很大的发展空间。

  20世纪90年代后期,以美国DuPont(杜邦)为代表的国际知名安全防护制品生产与研发企业进入中国市场,Nomex®及Kevlar®等特种纤维原料的引进及发展,促进和推动了我国特种防护服市场的发展。随着我国研制与生产的耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维和弹性体纤维等特种纤维的大量应用,我国特种防护服与国际防护服的差距正在逐步缩小。中国纺织品商业协会安全健康防护用品委员会资料显示,我国特种防护服的年需求量约占防护服装全球防护服需求量的35%,防静电服、酸碱类化学品防护服及阻燃服年需求量占据防护服装总量前3位,分别为40%、35%和20%。目前,我国已成为特种防护服生产大国,特种防护服的需求量以每年10%~15%的速度增长。

  2.军事及国防安保体系的刚性需求仍是最主要的增长动力

  自古至今,为了维护国家的经济发展与国民生活的安全稳定,军事及国防安保一直处于重要地位。随着经济的发展和社会的进步,人权意识的觉醒,军事及国防安保系统从业人员的人身安全保障得到各国的高度关注。为了保护士兵的生命安全,早在第一次世界大战期间,就出现了以天然纤维织物为服装衬里,配以钢板制成的防弹服,1943年美国试制和正式采用的防弹服达到23种之多。如今防弹服已经成为必不可少的单兵防护装备,在保障士兵人身安全中发挥着日益重要的作用。特别是20世纪70年代对位芳纶Kevlar®纤维问世以来,以高性能纤维为核心的防弹产品不断升级,高性能纤维的出现及应用使柔性防弹服的性能大为提高。随后,美、德、英、法、以色列等国的军队和警察均广泛装备了高性能纤维防弹服。随着高性能纤维技术的突破及成本的降低,高性能纤维防弹产品也将进一步在全球各个国家的军队和警察系统普及,为防弹类纺织品的应用带来进一步增长的空间。尤其是近年来,在和平与发展的主旋律下,不对称战争、国家之间以及跨境的恐怖主义活动仍然存在,全球武装冲突数量和致命/非致命武器伤害数量不断增加,给军警执法人员和人民群众的生命安全带来了巨大威胁,这也将加快防弹类纺织品,尤其是采用高性能纤维的轻质防弹类纺织品,在保障士兵、警察、执法人员的生命安全方面的普及和应用。在此过程中,现代战争手段的多样性使得防护对象对防护服的需求趋向于多样化和复合化,具有防弹、防刺、耐热阻燃、防化等功能或多种功能复合的特种防护服将呈现良好的增长态势。

  防弹类服装增长的另一大动力来源于其应用领域的拓展:随着高性能纺织纤维在该领域的进一步应用,高性能纺织纤维更加轻薄、柔软、舒适的特征也使得防弹服的应用范围由军队逐渐扩展到警察、执法及安保人员,甚至政界和普通民用领域。位于加拿大多伦多的男装定制品牌Garrison Bespoke已经可以提供高端定制的防弹西装。据悉,该防弹西装的定制价格高达2万美元,由Garrison Bespoke与美国第19特种部队(US 19th Special Forces)合作开发,采用了与美军在伊拉克战争中所穿防弹服相同的材料——碳纳米管材料,据称这种防弹西装比采用Kevlar®的防弹服还轻50%,可以阻止常用的9mm、5.56mm和11.43mm口径手枪的射击。

  从全球防弹类纺织品的市场规模和未来的增长空间来看,根据GVR的统计,2016年防弹类纺织品市场规模为16.37亿美元,占整个安全防护用纺织品市场的近1/3,预测至2025年,市场规模将进一步扩大至23.28亿美元,预测期内的年均复合增长率为3.9%。其中,欧洲和北美地区仍是防弹类纺织品最主要的市场,2016年其市场规模分别为5.40亿和4.77亿美元,预测期内的年均复合增长率分别为3.7%和4.2%;2025年市场规模将分别达到7.54亿和6.94亿美元。相比于欧美市场的稳定增长,亚洲在预测期内的年均复合增长率则将达到4.7%,成为增长最快的地区,市场规模将由2016年的3.17亿美元增至2025年的4.81亿美元。

  3.职业特种安全防护领域蕴含巨大增长潜力

  近几十年来,随着全球范围内对职业安全防护重视程度的提高,工作场所的安全防护措施和各项技术已取得重大进步,职业安全事故、职业病的发生率有所降低,较传统的危害和风险已经得到减少或消除,但新技术带来的新风险也日益显著,目前全球每年因职业致伤(亡)、致病的人数仍令人震惊。国际劳工组织统计数据显示,全球每年因职业事故和与工作相关的疾病而死亡人数约200万人。尤其是在中低收入的工业化国家,经济快速发展加速了其工业化的进程,但关于职业健康防护的政策法规和健康教育还存在很大程度缺失,加之为工人配置职业防护服会增加企业成本,因此职业致死的比率更高,对非直接致死职业病的预防也尚未在这些地区得到重视。与之相比,高收入国家的职业安全事故率非常低,但因高度工业化及未知新风险带来的职业病案例仍不在少数。据统计,在高收入的工业化国家,恶性肿瘤占职业病的比例高达53%。

  近年来,各国政府对职业安全健康越加重视,纷纷从立法、标准等层面推进职业安全防护的开展,加之近年来造成职业伤害的赔偿成本,包括偿还工人家庭和承担重大伤亡及生命损失的医疗费用越来越高,迫使更多的最终用途行业将使用安全防护用纺织品纳入职业安全保障体系。同时,由于越来越多的工业领域表现出对特种防护服装备的更高需求,也促进了职业安全健康防护服市场的广泛创新,一些国际知名公司,如帝人(Teijin)、杜邦、Royal TenCate(皇家天佳集团)、PBI、Gore&Associates、Honeywell(霍尼韦尔)、Kimberly-Clark(金佰利)等将职业安全健康领域的防护服作为其主要业务之一。防护服品类涵盖化工、石油、天然气、建筑、制造业、消防和执法、采矿业、核能及风能、医疗保健、制药等终端行业,防护功能主要包括阻燃和热防护、化学防护、机械防护、电防护、医疗防护等。

  从安全防护用纺织品在职业安全防护领域的总体应用情况来看,欧美地区由于建立了健全的职业安全法律法规、标准及实施监管体系,加之高度工业化下带动的市场需求,欧美地区仍是安全防护用纺织品的主要市场,发展中国家和地区仍与其存在很大差距。根据GVR 2016年的调研及预测数据,2016年阻燃和热防护、机械防护、化学防护、电防护、医疗健康防护的市场规模分别为12.13亿、9.38亿、9.22亿、5.09亿、1.63亿美元;未来10年其年均复合增长率将分别为3.7%、3.2%、3.5%、2.5%、2.3%,至2025年其市场规模将分别达到16.87亿、12.49亿、12.63亿、6.37亿、2.02亿美元。近年来,随着亚洲新兴国家工业化水平的不断提升,基础设施建设的拉动,以及韩国、中国、日本、印度等国家相继出台更加严格的危险环境工作健康安全法规,这些国家的职业安全健康防护类纺织品将具有较大的增长潜力,预测期内的年均复合增长率将达到4.2%,与发达国家的差距将进一步缩小。

  三、特种防护服的材料及技术研究现状

  危害因素的多样性致使特种防护服的品种具有多样性,但仍有部分品种具有一定程度的通用性,例如阻燃防护服、阻隔生化毒物的隔离服、抗静电服、电磁屏蔽服等具有一定通用性。目前,我国已经拥有比较好的生产加工技术,某些产品也达到了国际领先或国际先进水平。接下来将以防弹服、热防护服及电磁辐射防护服3个类别为例,展开介绍其所采用的原料、加工工艺以及应用案例等。

  1.防弹服

  在现代战争或枪械冲突中,防弹服能有效保护己方人员减少或者免受子弹或弹片的伤害。防弹服按照使用对象,可粗分为警用型和军用型;按照结构形式,可分为防弹背心、防弹T恤及防弹夹克等;根据防弹服材料和发展历程,大致可分为硬式、软式、软硬复合体和液态4种类别。

  (1)防弹服的材料选择

  防弹服最初是由钢板或高强陶瓷制成,利用材料的高硬度高强度来抵御发射物的冲击。随着技术的突破,高性能材料的种类及应用愈发广泛,软式防弹服面世。软式防弹服主要是利用芳香族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPEF)、高强聚丙烯纤维、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维等高强高模纤维制成,可在子弹或者弹片冲击织物时,利用纤维将冲击波吸收,子弹受阻变形并穿透数层织物后,停留在织物夹层中。目前,国内UHMWPEF、芳纶等纤维的制备已实现国产化,产品性能接近国外先进国家技术水平,PBO纤维尚未实现规模化生产。

  高强玻璃纤维、芳纶、UHMWPEF等高性能纤维的技术突破,为人体防弹防刺技术的快速发展打下了基础。其中,芳纶1414具有极高的强度,是优质钢材的5~6倍,而重量仅为钢材的1/5,同时具有宽泛的连续使用温度范围,可在-196~204 ℃范围内长期正常运行,热收缩和蠕变性能稳定,并具有良好的绝缘性和抗腐蚀性,已广泛应用在各国军队的防弹服中;UHMWPEF兼具高强高模、耐低温、耐化学腐蚀及优良的耐冲击和抗切割等性能,是目前制造防弹服的主要材料之一。

  软硬式防弹服的基本结构是软式防弹服,一般是在软式防弹服前的预留夹层中根据需要放置一定厚度的复合材料、钢板或陶瓷防弹插片,主要用于重火力重合,增强防弹功能,保护使用对象的安全。目前,Al2O3、ZrO2、Si2N4、SiC等抗弹陶瓷均已实现了工程化应用。美国Pinnacle Armor(尖峰装甲)公司设计并研发的“龙鳞甲”防弹衣(Dragon Skin)便属于软硬式防弹衣。但与普通的软硬式防弹衣相比,并未采用整块的增强陶瓷插板,而是采用小块钛合金或陶瓷防弹瓦与新型防弹纤维进行编织,防护面积更大,且更为贴身与舒适。实验测试显示,该款防弹衣对于子弹具有极强的防护能力,在6m距离内被7.62mm口径标准军用弹连续击中40次后不会被击穿,在面对普通步枪与手枪发射的子弹时,该防弹衣仅外层尼龙被射穿,而内部无任何损伤。此外,该防弹衣还可抵挡住7.62mm口径钢芯穿甲弹的射击。

  目前,软式防弹服和软硬式防弹服已经得到大量推广与应用,但这两种结构的防弹服存在高性能防护与重量、舒适性之间的矛盾。进入21世纪后,材料界出现了液态性织物处理技术(shear thickening fluid,SFT),此技术通过将非蒸发性液体(乙二醇和聚乙二醇之类的剪切增稠液体)与高性能纤维材料有机结合,实现了对人体活动与碰撞保护的最佳结合。此材料在未受到撞击时,处于正常流动状态;当受到触发或碰撞,其纳米颗粒材料便变硬,可提供无法估量的防护作用。其平时柔软舒适,可以制造全套防弹服,保护使用对象的任何部位,在受到刀等利器或高速子弹、弹片冲击的瞬间会变得坚韧无比,且可迅速的分散子弹的冲击力,大大降低单位面积的压强。当冲击力消失之后,“剪切增稠液体”又恢复液体状态,防弹服也重新变软我国制造的“液体防弹服”。

  (2)防弹服的结构设计

  UD布:UD布是采用超高分子量聚乙烯长丝或芳纶长丝,通过单向平行的方式均匀排列,经过与树脂基体复合后,再按照0°/90°的方向由上至下层压制成的。UD布根据采用的树脂基体形式分为干法制造和湿法制造;根据产品规格可分为连续式和滚筒式。目前先进UD布的制备工艺为连续式,制造工艺过程包括:纤维铺展→浸胶制备→UD叠层→收卷;复膜工艺连续制造工艺过程包括:制膜→纤维铺展→复膜制备→UD叠层→收卷。研究人员发现采用抗弹纤维与柔性树脂制备的UD布能够消除织物中的纤维屈曲,既具有优良的物理机械性能,又具有良好的动能吸收性,防弹性能非常优异,是目前最先进的防弹织物结构形式,具有最好的防弹效果。

  二维织物增强材料:二维结构中的纤维束按照一定的规律在平面内相互交织缠结,提高纤维束之间的抱合力。此类结构既可以提高复合材料的面内强度,也改善了材料的面内抗冲击性能。但普通的二维织物制备复合材料通常采用传统的铺层加工方法进行制备,制备出的层合板层间性能差,如周熠等通过弹道实验测试,对比UHMWPE的UD结构及平纹结构单层织物的能量吸收性能,以及两种结构层合板的能量吸收性能,发现单层的平纹结构织物能量吸收性能优于UD结构织物,而层合板的能量吸收性能则相反。

  三维织物增强材料:三维织物增强材料中的纤维束在三维空间按照一定的规律相互交织而成,既能够克服层合板易分层和层间剪切现象,又具有极高的断裂韧性和较高的冲击损伤容限,能够使增强结构的稳定性得到提高。与UD布和二维织物增强材料相比,三维织物的结构更为紧密,整体性好,抗冲击性能强。

  2.热防护服

  热防护服可对处于高温或超高温环境条件下的工作人员进行安全保护,从而避免各种火灾、爆炸、高温炉、电弧、熔融金属飞溅和焊弧等场所产生的热源对人体造成伤害。热防护服的防护原理是降低热转移速度,使外界的高热缓慢而少量转移至人体皮肤。热防护服必须具备阻燃性、燃烧时无熔滴产生、遇热时能够保持服装的完整性和穿着舒适性等性能。生产热防护服的织物一般分为热辐射防护织物、热绝缘织物、阻燃织物和耐熔融抗金属溅射织物等4种。

  通常用于制造热防护服的材质分为后处理阻燃和本质阻燃两种。后处理阻燃(耐久性阻燃)包括经过阻燃改性的纤维,如阻燃涤纶、阻燃棉、阻燃尼龙等。由于该类纤维具有良好的吸湿透气性,在消防服、单兵战训服等服用面料中应用较多,但目前适用于纺织品阻燃整理的阻燃剂品类较少,并且此类织物普遍较厚较硬,存在阻燃性衰减、甲醛和有机磷排放、遇高温释放大量有毒烟雾等缺点。

  本质阻燃(永久性阻燃)选用具有良好阻燃、耐高温性能的纤维,此类纤维在高温下能保持常温时的力学性能,且长时间暴露于高温时不发生热裂解,具有可加工、难燃等性能。阻燃纤维主要包括间位芳纶、聚苯硫醚纤维(PPSF)等有机耐高温纤维和玻璃纤维、碳纤维、硅纤维等无机耐高温纤维。一般能适用于200℃以上的高温环境,极限氧指数(LOI)在27%以上。

  目前,国际上的消防服通常采用多层面料结构,主要包括阻燃层、隔热层、防水透湿层和内衬。阻燃层通常采用芳纶、聚苯并咪唑(PBI)纤维、PBO等高性能纤维制成,因以PBI纤维为主要原料织造的织物与其他织物相比,具有更优良的防火性和耐用性,正受到国内外市场的广泛关注;隔热层面料主要采用立体网眼针织物或非织造材料织造,如芳纶非织造布、预氧丝纤维毡等;防水透气层主要采用非织造布和阻燃纤维复合而成,能够使穿着者身体与服装环境中的水汽通过,并能阻挡外在环境中液态水进入,同时起到挡风和减少热量渗入的作用;内衬,也被称为舒适层,一般采用阻燃棉或阻燃粘胶,具有舒适性和阻燃性。

  在战训服方面,美国NFPA 1971标准规定防护服应具有外壳层、蒸汽阻挡层和隔热层3层结构。美军陆军战训服(ACU)及其阻燃版(FRACU)是目前美国陆军装备的战训服。标准版ACU(50%锦纶,50%棉纤维)战训服具有质轻、透气好和快干的特点。阻燃版ACU材料由65%的阻燃粘胶、25%的对位芳纶和10%的锦纶组成。我军战训服面料一般采用阻燃涤/棉混纺织物,外层阻燃棉受热燃烧后,阻燃剂分解生成具有良好脱水作用的磷酸和多磷酸,使纤维脱水炭化;熔融的涤纶组分覆盖在热解的棉纤维表面,而热解棉的碳架阻止了涤纶的热收缩,使织物具有耐久的阻燃性能。

  在防铝液喷溅防护服面料制备方面,目前工厂仍在使用普通纯棉或一般阻燃棉工作服,无防护效果,一旦发生事故,金属铝液容易在织物表面滞留,引起服装燃烧,造成人体烧伤,开发防金属熔滴喷溅的应急防护服势在必行。开发防铝液喷溅的防护服面料,可采用高性能阻燃纤维,如芳纶、芳砜纶等满足面料阻燃隔热的要求,同时要求铝液在织物表面停留的时间短,所以应合理设计织物表面的组织结构,使喷溅到织物上的熔融液滴快速滑落。

  3.电磁辐射防护服

  电磁屏蔽织物是兼具轻质、柔性和强力的极佳屏蔽材料,且同时具有结构可控、编织灵活、轻柔耐洗等特点,成为军民用轻质柔性电磁屏蔽防护材料的首选,是国内外关注的重点屏蔽材料。除用于工业外,因具有良好的服用性能,也可制备成电磁辐射防护服装,保护在超过电磁辐射暴露限值环境工作的劳动者,降低从业人员的职业风险。

  电磁辐射防护服根据织物成形方式可分为以下三类。

  第一类织物是由金属纤维、表面镀覆金属的纤维、本征导电高分子纤维、碳纤维等具有金属特性的纤维形成的纱线织造而来。根据金属纤维纱线成形方式的差异,可进一步分为金属长丝电磁屏蔽织物和金属短纤电磁屏蔽织物。

  第二类织物是在织物表面均匀涂敷或镀覆了具有金属性(包括本征导电高分子)的功能层,每根纤维或纱线上都被均匀的金属层所覆盖,经纬交叉点处具有良好的导通。其中,采用化学镀、电镀等方式获得镀覆金属的纤维或织物已得到了商业化应用,如Xstatic®、亨通天银®等镀银纤维。磁控溅射制备金属镀覆的织物技术也日益成熟。根据镀层所用金属不同,又有镀银织物、镀铜织物、镀镍织物、复合镀织物等。根据基体织物的不同,又有金属化针织物、金属化机织物、金属化非织造布等。

  第三类织物是由上述两类织物复合而成。通常,最上层采用透射性能较好的织物,中间层采用吸收性能良好的织物,底层采用反射性能良好的织物,并充分利用多层间的层间反射和吸收作用。比如,将含不锈钢的涤纶机织物、2层含铝粉的聚氨酯层以及含不锈钢和银纤维的涤纶针织物进行复合,可以获得多层屏蔽织物。

  此外,还可以根据织物结构及产生电磁屏蔽作用的功能材料进行划分,前者可以分为电磁屏蔽针织物、电磁屏蔽机织物、电磁屏蔽非织造织布,后者可分为金属纤维电磁屏蔽织物、金属化电磁屏蔽织物、本征导电高分子(ICP)电磁屏蔽织物、其他电磁屏蔽织物等。

  电磁辐射防护服装是由屏蔽织物构成的屏蔽腔体,其屏蔽效能由屏蔽织物的屏蔽效能及腔体的开口或缝隙结构共同决定。电磁波会通过领口、下摆或袖口等服装开口处进入衣服内部,开口处会泄漏电磁波。研究显示,服装的开口结构会显著影响其屏蔽效能,在防护织物屏蔽效能较高的前提下,防护服装的开口或缝隙结构较多会最终影响屏蔽效果。研究者发现,当电场极化方向与开缝垂直时最易发生电磁泄漏,且缝越宽电磁防护服的防护效能越低。这是由于防护服上的开缝切断感应电流从而降低了对电场的屏蔽效果。有开缝存在时,防护服的整体防护效能不佳,因此设计防护服时应尽可能减小影响防护效能的开缝宽度。在不影响穿着舒适性和功效性的前提下,应尽可能选用合体的服装尺寸,适度紧身,并将领口、袖口、裤脚口及上衣下适度收紧;尽量降低电场极化方向与开缝垂直的可能性。

  圣华盾防护科技股份有限公司设计了一种电磁屏蔽防护服,改变以往环形松紧带的形式实现领口、下摆或袖口等防护服开口处的电磁屏蔽,采用新式收紧结构以降低电场极化方向与开缝垂直的可能性,所得防护服的整体防护效能能够达到30dB。

  保定三源纺织科技有限公司开发的特高压1000kV带电作业用屏蔽防护服面层采用芳纶、阻燃粘胶、不锈钢纤维混纺,里料采用天然桑蚕丝。通过创新织物组织结构设计,形成各规格金属纤维的定量排列,组成多个串并联导流带,分散电流,提高面料的熔断电流和通流容量。各部位间无导流线,减轻了整套衣服的重量。采用整片裁剪和特殊的拼接工艺,保证衣服各部位连接良好。连体衣裤采用“风琴腰”结构设计,增加了衣裤灵活性,提高了穿着舒适性。

  四、特种防护服的法规及标准

  保障作业人员安全是安全生产标准化的核心目标。各个国家和地区都高度重视特种防护服的标准化建设,先后制定了多项法规及标准,对典型工作环境防护服的基本术语、选择和使用、防护性能、性能检测方法等提出要求,对人体安全防护起到规范和保障作用。

  欧盟于1993年颁布了89/696/EEC指令,该指令规定了个体防护装备(personal protective equipment,简称PPE)投入市场所需条件,以及必须具备的能够确保使用者健康与安全的基本要求。2016年,欧盟通过了个人防护装备法规(EU)2016/425,取代89/696/EEC指令,自2018年4月21日起在欧盟国家生效。新法规对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类PPE产品的认证要求进行了完善和变更。

  美国国会于1970年通过了《职业安全与健康法案》,该法案对个体防护设备设定了最低标准。依据该法案,美国联邦政府还成立了职业安全卫生管理局(OSHA)、美国职业安全与卫生研究所(NIOSH)和职业安全与卫生审查委员会(OSHRC)三大联邦机构,逐步在北美形成了比较完善的职业安全与卫生管理机制。

  国际标准化组织(ISO)通过不断制定和完善法规来进一步保障特种作业人员的生命安全,如阻燃隔热服有ISO 11611:2015《焊接用防护服及相关程序》、ISO 14116:2015《防护服 防止火焰 有限火焰蔓延的材料、材料组件和服装》等标准。化学防护服包括技术类的分类标签和性能要求(ISO 16602:2007《化学品防护服装 分类、标签和性能要求》)、固体颗粒物(ISO 13982-1:2004《防固体颗粒用防护服 第1部分 全身防气载固体颗粒用化学防护服的性能要求》)和液体农药(ISO 27065-2017《防护服 施用农药的操作人员和重返工作人员所穿防护服的性能要求》)防护性能要求标准;关于检测方法的标准除液体和气体化学物质渗透试验(ISO 6529:2013《防护服 化学品的防护 防护服耐液体和气体渗透性的测定》)外,还包括液体化学品防护服渗透性测定(ISO 6530:2005《防护服 对液态化学制品的防护 材料抗液体渗透性的试验方法》)等11项测定方法要求。

  从1988年开始,我国开始制定特种防护服的强制性国家标准,1988年和1989年先后制定了GB 8965—1988《阻燃防护服》、GB 12012—1989《防酸工作服》、GB 12014—1989《防静电工作服》。几经修改,目前,我国已经建立了一系列特种防护服标准,具体包括GB 8965.1—2020《防护服装 阻燃服》、GB 8965.2—2009《防护服装 阻燃防护 第2部分:焊接服》、GB 12014—2019《防护服装 防静电服》、GB 24540—2009《防护服装 酸碱类化学品防护服》等。

  2020年12月29日,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会联合印发《关于批准发布<摩托车轮胎>等26项强制性国家标准和2项强制性国家标准修改单的公告》(2020年第31号),其中包括4项个体防护装备配备规范方面的强制性国家标准,即GB 39800.1—2020《个体防护装备配备规范 第1部分:总则》、GB 39800.2—2020《个体防护装备配备规范 第2部分:石油、化工、天然气》、GB 39800.3—2020《个体防护装备配备规范 第3部分:冶金、有色》及GB 39800.4—2020《个体防护装备配备规范 第4部分:非煤矿山》。此前,我国个体防护装备的配备标准有GB/T 11651—2008 《个体防护装备选用规范》、GB/T 29510—2013 《个体防护装备配备基本要求》。GB/T 11651—2008和GB/T 29510—2013分别对用人单位如何选择及配备个体防护装备进行了基本说明,但缺少用人单位及有关安全监管部门对个体防护装备配备的具体管理要求,缺乏实际指导意义。修订后的标准规定了个体防护装备(即劳动防护用品)配备的总体要求,包括配备原则、配备流程、作业场所危害因素的辨识和评估、个体防护装备的选择、追踪溯源、判废和更换、培训和使用等。

  这些标准涵盖了特种防护服的质量测试方法和具体质量标准要求,对推动我国特种防护服的质量提升,加强特种防护服的市场监管,实现我国特种防护服的标准与国际接轨等均具有重要意义。

  五、特种防护服的发展趋势

  随着全球气候变暖,自然灾害频发,局部战争和日益严峻的恐怖袭击威胁,特种防护服行业面临着挑战和机遇。当前的特种防护服装产业正孕育着新一轮的技术革新,表现出以下几个趋势。

  一是特种防护服用纤维正在向差别化、功能化和高性能化方向发展,高性能纤维原料的更新换代将驱动特种防护服的防护性能不断提高。

  二是特种防护服向着多功能化、复合化与智能化的方向发展。特殊环境作业人员往往会面临多重危害因素,因此集多重防护功能于一体的特种防护服将成为发展趋势,如阻燃与防静电兼容的阻燃防静电服装等。同时,随着相变材料、形状记忆功能材料、纳米技术、微电子技术的发展,具有实时反馈、自我调节的智能防护服装也将成为今后防护服装的发展趋势。

  三是特种防护服向着健康舒适化、时尚美观化的方向发展。特种防护服装因使用环境恶劣,防护功能是其主要性能,但随着人们对于舒适性及时尚性的需求,未来特种防护服装将会更加强调功能性与舒适性、美观性并存,注重减轻个体负荷,关注服装与人体微气候调节等方面的需求。