The World’ s Military Units Depend on Textiles
虽说纺织工业不能提供全世界军事领域中所需的坦克、武器或弹药等装备,但毫无疑问的是军事领域也不能没有纺织品。事实上,军事力量一直依赖于纺织品,包括军服、运输附件、睡眠休息装备以及其他数不清的物品。
The textile industry doesn’t supply the tanks, weapons, or ammunition used by military units around the world, but there is no doubt that without it, these units could not function. Military forces have always depended on textiles as clothing for troops, protection from the elements, transportation parts and accessories, bedding and sleeping gear, and countless other items.
尽管目前的纺织业能够满足一些基本的要求,但现代军事领域需要更尖端的产品。军用纺织品不仅要提供抵御先进武器炮火袭击的保护,而且还能防御各种复杂的技术如红外波、雷达、极端气候、昆虫传播的疾病、IEDs(恐怖分子常用的简易引爆装置)等。
毫无疑问的是,军用纺织品的生产加工正如军事一样的各式各样。所用纤维包括天然纤维,如棉、麻、毛,化纤,如锦纶和涤纶以及具有特殊性能的纤维,如芳纶。纤维的选择可能基于不同的要求:抗微生物、机械强度、弹性、吸湿性、防水性、热压行为、光照稳定性、静电特性,等等。
涉及范围
Apexical公司总经理Jeffrey Chamberlain指出,军用纺织品开发商关注的首要问题是织物的阻燃性,其次是透气性和保湿性。Chamberlain还补充道:“随着军队在丛林作战次数的增加,许多公司要求织物具有防蚊虫功能。”
事实上所有类型的纺织品都能在军事领域中发现:机织物、针织物、非织造布,甚至是纱线本身如缝纫线、花边和绳索。并且目前使用的工艺与功能性要求同样复杂。纤维制造商通过特殊的纺丝技术赋予纤维保暖性和抗静电性;面料制造商使用特殊的织物成形工艺,如三维针织技术;印染厂商则负责防红外波、防雷达、耐热和防水等功能性加工。
CHT集团Bezema染色中心市场主管Christian Dreszig说:“如果仔细观察军事装备,会发现一件单独的物品中通常包含多个不同类型的纺织品。对于特殊的质量要求,需要应用特殊的技术如粘合和层压。有一点不能忘记的是,所有的工艺都必须符合当前技术发展水平,这样才能使产品达到最高的要求。”
Apexical公司商业发展经理Fletcher Walch说:“可燃性是一个主要的关注点,Apexical研发部门一直致力于阻燃性能的提高,一个重要的研究课题是在保持阻燃性能的基础上减轻织物重量。”
供给
当谈及标准时,Dreszig认为军用纺织品没有任何通用的标准。他说:“许多国际买家都参照官方的纺织标准如DIN EN、ISO或AATCC。”
不同国家的军用纺织品来源也不同,但通常分为两大类:一种是由全民大众为军队供给纺织品;另一种是有一个特别的机构专门为军队提供服务,这种机构一般拥有较高文化知识水平的人员、很好配置的实验室,有时甚至还拥有自己的研发部门。
Dreszig说:“供应程序通常是很复杂的,必须与军需部门建立很好的联系。以我们公司为例,军队通常寻求一些新的纺织品及新的特色,就必须研发出这些新的产品。这种创新需要买家与纤维、纱线、纺织和染化料供应商之间跨领域的协作。”
材料
纤维
棉、涤纶、锦纶及其混纺产品是军事领域中应用最重要的纤维,羊毛和亚麻的使用量正在下降。对于特别的用途,芳纶和阻燃粘胶纤维是不可或缺的补充。表 1 显示了 5 种军用纺织品中主要纤维的应用情况。
染料
应用于军用纺织品的染料有还原染料、分散染料、金属络合染料以及涂料。由于色牢度的要求,活性和酸性染料很少使用。还原染料和涂料对于生产具有特定红外反射性能的染色和印花产品有重要影响。人造纤维必须与具有特定红外级别的染色纤维一起使用。表2 为几种纤维所应用的 染料。
要求
军用纺织品按照用途一般分为紧身衣、外套、运动服、作战服、装备等。
装备必须能抵御环境的影响,对防潮装备、帐篷、帆布罩和伪装网起决定作用的是对周围环境的视觉适应能力。
紧身性纺织品对基本生理需求来说是必不可少的,其温度和湿度的调节是关键,而相对于卫生和健康,洗涤和护理性更重要。这类纺织品不能含有或释放出任何对人体有害的物质,主要包括内衣、袜子、头罩和 手套。
外套用于保护穿着者不受外界影响。根据气候环境和服装的目标要求,外套的功能性大相径庭。高日晒牢度、水洗牢度和易护理性是基本要求。外套通常带有特有的迷彩图案,达到伪装效果。此类服装包括衬衫、裤子和套衫。
军队中的运动服与大众化的运动服是一样的,生理、卫生和易护理是其首要的特点。
作战服是士兵在训练或战斗中所穿的服装,对织物的性能有严格的要求。最基本的要求有:耐穿的纺织材料、良好的生理行为性、保护人体免受环境和受伤的影响、对战场的视觉适应能力,以及对环境的高度适应性。
作战服要求具有最高的色牢度性能和防护性,包括:最高的拉伸强度、撕破强度和断裂强度及弹性;日常使用、穿着的稳定性,耐用性和耐环境影响和自清洁性;水洗或受温度影响后最好的收缩率;不易起球;色牢度;耐磨性;对涂层有很好的黏附力;抗微生物;纺织材料空气传导的舒适性;耐气候舒适性;耐水蒸汽和热渗透性;液相和气相中汗液的缓冲作用;透气性;湿态气候防护性;耐水压;伪装性;自然光下天然伪装材料的光谱反射性。
Dreszig认为,作战服正在进行优化和完善以达到特殊的目的。防护背心的需求量正在增长,以满足防护威胁所需。在开阔的战场上,士兵需要防止榴散弹的伤害;而在城市环境中,防弹是主要的考虑因素。由于重量的影响,配有金属或陶瓷板的防护背心不适合军队使用。因而,轻质、灵活和纤薄的防护背心指明了新防护材料的研发方向。对位芳纶、高强度锦纶、聚乙烯和聚对苯撑 – 2,6 – 苯并二唑(PBO)等纤维的应用都是很成功的。
这些纤维的特别之处在于具有高断裂强度和低弹性。多纤复合长丝用于机织物或纱线复合物中,复合物固定在热塑性基质上,然后这些独立的薄层形成复合包。所用薄层的数量取决于防护背心对阻止外力强度的要求。
通常用于防护背心的纤维是对位芳纶,但是这种纤维经紫外线照射会引起损伤,而且必须保持干燥。基于这些原因,这种复合包被热封入防晒和防水膜中。在军事中,防护背心通常穿在最外层,也必须进行迷彩图案的加工。
NBC 防护是指能够对核武器、生物及化学武器等进行有效防护。这类防护服的第一代产品由防水和防油涂层材料组成,然后将含有聚氨酯的活性碳粉的泡沫涂层应用于服装内部,这种结构的生理价值是很差的。新一代防护服的服用性能改善了许多。外层织物结构较厚且防水防油,内层用活性碳纤维(球形活性碳)进行涂层。目前用起绒和亲肤性的针织物覆盖活性碳。叠层织物可进行一定程度的空气交换,体温可以进行很好地调节。
Dreszig说:“这些在紧急关头能够保护生命的防护服只有通过军事机构、制造商和化学品供应商的密切配合才能生产出来。”
高级防护
当前备受各国关注的是IEDs或路边炸弹使用量的增加,造成了无数平民和士兵的伤亡。为了应对这种威胁,军队向士兵发放了新的阻燃服装以防止严重的烧伤。当前关注的焦点是获得一种能够防火、隔热以及防止对人体面部、颈部、躯干和四肢产生高达 427 ℃灼点的服装。
“战场上的许多伤亡人员都是由IEDs造成的。”Potomac Field Gear公司总裁Robert Bonin说:“IEDs是恐怖暴乱分子使用的主要武器之一,在伊拉克战争中曾广泛使用。IEDs造成的死亡人数超过了 1/3。”
Potomac生产的织物具有阻燃和自熄性,被点燃后不会发生熔滴或熔化。Bonin说,有时士兵想穿一些具有吸湿排汗效果的化纤服装,使身体感觉凉爽。但当温度特别高时,合成纤维材料会熔化成塑料,渗入火焰中,使其燃烧得更猛烈。
Invista(英威达)也生产了Cordura Baselayer面料,是一种不熔滴、不熔化的高性能针织物,特别针对耐久性、强度及热反应性的要求而设计的。除耐久性和湿气管理性外,Cordura Baselayer锦纶/棉织物被设计为在棉纤维周围形成胶状物,从而生成不易熔化的新的织物结构。
Bonin认为,这些材料也许不能防止穿着者在持续性燃烧中免受伤害,但一定不会火上浇油。
Potomac Field Gear还优化了热力学或流体力学纤维,用于帮助身体将湿气从皮肤中散发出去。换句话说,这些纤维具有水分芯吸性能。
Invista的含有P140消静电纤维的Cordura Nyco织物应用于特殊的环境下的服装,这种环境对耐用性要求很高并且静电比较危险。军事中的机械装备包罗万象,飞行员、装甲兵、火箭炮燃料机械手等士兵服装均需要消静电功能。
由于采用X – 静电银纤维(Noble Biomaterials公司生产),Potomac Field Gear也具有抗静电性,同时抗菌、抗紫外线。Bonin说,如果士兵被榴散弹所伤,T恤中的纤维就会进入伤口,银纤维的抗细菌和真菌性能将预防伤口受到感染。
军用纺织品的生产加工是一桩复杂的生意,对织物规格的要求非常严格。在许多情况下,军用纺织品的性能关系到了生与死,全世界的军事人员依靠它。