CN106012236A - 三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，其特征在于：所述制造方法为，该柔性防刺织物由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)长丝、芳纶(Kevlar)长丝为原料，采用三维深角联机织结构为基本组织，在三维织造专用设备上以一定比例(Kelar体积含量10‑15％)整体一次***织而成。两种长丝的线密度均为100‑200D，织物层数为4‑10层，每层织物密度为15‑20根/cm。本发明与传统防刺服相比，该防刺服不仅具有优良的防刺功能，而且满足了防刺服轻质、穿着舒适的要求。三维深角联机织柔性防刺织物的开发，为防刺服向轻量化、低成本、灵活性的方向发展奠定了基础。

Description

三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法
技术领域
本发明涉及特种机织物结构技术领域，尤其涉及三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法。
背景技术
即使在和平年代，局部战争也在世界范围内时有发生，所以防刺服的研究及生产从未停止。在我国，对于***的管制是非常严格的，所以在暴力事件中，人们更需要的是对刀具等尖锐器具等袭击的防护，而这种防护则来源于防刺服。近年来，国内外在防刺服的研究和开发方面取得了较大的进展，开发出了大量适合不同场合需求的产品。防刺服的开发所依据的是其在实际应用中所需要的性能，应用的方面不同，主要性能也会有适当的变化。一个简单易懂的公式可以用来总结防刺服的性能，即：穿着舒适性+适当的防护性＝挽救生命。防刺服的穿着舒适性和防护性都很重要。
防刺服分为3类：硬质防刺服、软质防刺服、半硬半软质防刺服。(1)硬质防刺服是以金属材料作为护板。该类防刺服也就是早期人们所研制出的防刺服，其采用高性能合金冷轧制成整体造型的防刺背心或采用高强轻质金属材料来制作一个防护层，虽然性能优异，但是质量较大且对穿着者的行动和穿着舒适性有较大的限制和影响。(2)半硬半软质防刺服是以纤维和金属复合材料作为护板。该类防刺服使用陶瓷作为复合材料，主要是利用其高断裂韧性以及高强度的特点，使得刀具钝化变形。如用其来增加背衬材料，或者***Kevlar等高性能纤维的防刺织物中用来达到所要求的防刺性能。(3)软质防刺服是目前广泛使用的一类新型防刺材料。该类防刺服都是由部分或者全部采用高性能纤维的织物。与以前的防刺服相比，其质轻且柔软，提高了穿着舒适性和身体灵活性。常用细度较细的长丝来织成织物(因为较粗的纤维越容易屈服，不利于织物的防刺性能)，并且织造紧度大，所以使得织物有好的防刺效果。
因此，需要提供三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法解决上述问题。
发明内容
本发明公开了三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，它主要用于一种整体一次成型的三维深角联机织柔性防刺服的制作。该防刺服不仅具有优良的防刺功能，而且满足了防刺服轻质、穿着舒适的要求，大大降低了生产成本，扩大了防刺服的应用领域。
为解决上述问题，本发明具体的技术解决方案是：
1、本发明采用三维深角联机织结构，较好的满足防刺服的防刺功能。(1)三维深角联机织物较一般机织物、针织物更加紧密，可以在锐器刺入的瞬间握住刀尖，对锥子、刀具等尖锐利器的刺穿有很好的防护作用；(2)该结构可以通过改变织造参数直接织出4、5、6甚至更多层的三维深角联织物，当上层织物被刺穿，下面几层织物会通过拉伸、剪切变形进一步消耗剩下的冲击能，从而减少甚至消散外力对人体的损伤。
2、本发明采用采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和芳纶(Kevlar)纤维混杂交织，较好的满足防刺服轻质、穿着舒适的要求。两种纤维都具有很高的抗剪切和拉伸性能。相比之下，UHMWPE纤维的比强度和比模量更大，织物刚度大更能有效阻止刀刃刺入；Kevlar纤维初始模量低，织物柔软更适于穿着，同时在锐器刺入后更易吸收冲击能量。两者的混杂交织可以获得最佳的防刺效果，并能满足穿着者对防刺服轻质、穿着舒适性的服用要求。
较佳地，本发明的结构多样，主要有：单向带层合、二维织物层合等结构。(1)单向带层合材料是将高性能纤维平行排布，并且树脂浸渍，制成预浸料。使用时，将单向带层合预浸料按不同的方向叠合在一起，并使之固化，从而制成可以使用的材料。(2)二维织物层合材料是将高性能纤维首先织造成二维织物，然后再将这些二维织物叠合在一起，形成二维织物层合材料。目前，广泛采用的二维织物是二维机织物。二维织物层合材料有两种形式：一种是将二维织物用树脂浸渍，制成预浸料，将预浸料按不同的方向叠合在一起，并使之固化，制成二维层合材料，此种材料是硬质材料；另一种是直接将二维织物按不同的方向叠合，有时还采用缝合工艺将这些叠合好的二维织物缝合起来，制成二维层合材料，此种材料是柔性材料。
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
结合以下详细说明本发明的优点和特征。
附图说明
图1为本发明三维深角联机织柔性防刺织物的经向示意图；
图2为本发明三维深角联机织柔性防刺织物的上机图；
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的实施例。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
以下对本发明的实施例做出详细描述。
参照图1、图2，三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，其特征在于：所述制造方法为，该柔性防刺织物以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)长丝、芳纶(Kevlar)长丝为原料，采用三维深角联机织结构为基本组织，在三维织造专用设备上以一定比例整体一次***织而成；织造过程中，①由于经纱开口次数频繁，宜采用小开口、大张力工艺，一方面尽量减少经纱的意外损伤，另一方面保证开口清晰；②由于采用UHMWPE长丝和Kevlar长丝混杂交织，引纬***需按规律交替混纬；③由于防刺织物层数较多，纬纱引入织口以后，为保证纬纱在同一垂直面内，必须采用定制的具有较大高度的“V”形钢筘，并提供较大的打纬力；④由于防刺织物具有较大的厚度，需采用平行牵引的方式，将防刺织物平直引出，并控制经纱的张力和牵引精度。
结合图1，该图为三维深角联机织柔性防刺织物的经向示意图。①送经***。三维深角联机织柔性防刺织物具有两个***的纱线(经纱和纬纱)。为了保证织物具有好的防刺效果，采用细度较细的高性能纤维来织成织物，因为越粗的纤维越容易屈服，不利于织物的防刺性能。②开口***。由于三维深角联机织柔性防刺织物经纱开口次数较频繁，宜采用小开口、大张力，尽量减少经纱的意外损伤。③引纬***。为保证纬纱能顺利引入织口，并保持一定的张力，需采用剑杆引纬；另外，由于采用UHMWPE纤维和Kevlar纤维混杂织造，供纬***需按规律混纬。④打纬***。三维深角联机织柔性防刺织物的厚度较大，纬纱引入织口以后，为保证纬纱在同一垂直面内，必须采用定制的具有较大高度的钢筘，并需提供较大的打纬力。⑤牵引***。由于三维深角联机织柔性防刺织物具有较大的厚度，不能采用普通的卷曲装置，所以采用平行牵引的方式，将织物平直引出，并控制经纱的张力和牵引精度。
结合图2，该图为三维深角联机织柔性防刺织物的上机图。完全组织经纱循环Rj＝n+1＝5，纬纱循环Rw＝n×Rj＝20。上机穿综采用顺穿法，，并将一个循环中的经纱穿入一个筘齿，便于三维深角联机织柔性防刺织物厚度方向的经纱重叠。
本发明综合考虑材料的防刺性能及成本要求，Kevlar纤维的体积比用量大约为10-15％为宜。
较佳地，本发明UHMWPE长丝、Kevlar长丝的线密度均为100-200D的细纤维。
较佳地，本发明织物组织为三维深角联结构，织物层数为4-10层。
较佳地，本发明织物每一层的经纬密度为15-20根/cm。
较佳地，本发明所述制造方法为，该柔性防刺织物由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)长丝、芳纶(Kevlar)长丝为原料，采用三维深角联机织结构为基本组织，在三维织造专用设备上以一定比例(Kelar体积含量10-15％)整体一次***织而成。两种长丝的线密度均为100-200D，织物层数为4-10层，每层织物密度为15-20根/cm。本发明与传统防刺服相比，该防刺服不仅具有优良的防刺功能，而且满足了防刺服轻质、穿着舒适的要求。三维深角联机织柔性防刺织物的开发，为防刺服向轻量化、低成本、灵活性的方向发展奠定了基础。
本实施例的有益效果为：
本发明与传统防刺服相比，具不仅具有优良的防刺功能，而且满足了防刺服轻质、穿着舒适的要求，大大降低了生产成本，扩大了防刺服的应用领域。三维深角联机织柔性防刺织物的开发，为防刺服向轻量化、低成本、灵活性的方向发展奠定了基础。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (6)

1.三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，其特征在于：所述制造方法为，该柔性防刺织物以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)长丝、芳纶(Kevlar)长丝为原料，采用三维深角联机织结构为基本组织，在三维织造专用设备上以一定比例整体一次***织而成；织造过程中，①由于经纱开口次数频繁，宜采用小开口、大张力工艺，一方面尽量减少经纱的意外损伤，另一方面保证开口清晰；②由于采用UHMWPE长丝和Kevlar长丝混杂交织，引纬***需按规律交替混纬；③由于防刺织物层数较多，纬纱引入织口以后，为保证纬纱在同一垂直面内，必须采用定制的具有较大高度的“V”形钢筘，并提供较大的打纬力；④由于防刺织物具有较大的厚度，需采用平行牵引的方式，将防刺织物平直引出，并控制经纱的张力和牵引精度。
2.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，其特征在于：UHMWPE长丝、Kevlar长丝的线密度均为100-200D的细纤维。
3.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，其特征在于：织物组织为三维深角联结构，织物层数为4-10层。
4.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，其特征在于：完全组织经纱循环Rj＝n+1，纬纱循环Rw＝n×Rj。上机穿综采用顺穿法，并将一个循环中的经纱穿入一个筘齿，便于三维深角联机织柔性防刺织物厚度方向的经纱重叠。
5.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，其特征在于：Kevlar纤维的体积比用量为10-15％。
6.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物及其制造方法，其特征在于：织物每一层的经纬密度为15-20根/cm。
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