CN103213353B - 新型柔性防弹防刺三维机织物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，包括一层或至少两层三维织物，所述的三维织物包括至少两层经纱层和至少两层纬纱层，经纱层中的经纱相互平行伸直排列，纬纱层中的纬纱相互平行伸直排列，经纱和纬纱相互垂直并由捆绑纱束缚在一起，形成整体的三维织物结构。本发明是一种高密防弹防刺三维机织材料，作为现有的硬质防弹材料的替代品，兼具防弹和防刺，同时具有一定的柔性、穿着舒适的特性，重量比传统的二维防弹材料轻，节约了原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性防弹防刺三维机织物，属于防弹防刺用材料领域。
背景技术
随着社会经济的发展，公共安全问题也越来越严重。为此，国家在公共安全领域的投入也逐年增加，警用装备需求越来越大。目前，防弹衣、防刺服被公安民警、海关等执法人员及保安人员、出租司机等大量使用。由于执勤时面对的威胁主要是小型火力武器(如手枪)或刀具等锐器，舒适的软质防护装备越来越受到青睐。但对于软质防弹衣和防刺服而言，材料的防弹机理和防刺机理不尽相同，防弹主要是依靠材料的抗拉伸断裂强度，材料的拉伸强度越大，高速冲击的弹头或破片等抛射物在冲击材料、拉断/拉伸材料的过程中耗散的能量越多，从而使抛射物变形、阻止其前进；而软质材料的防刺过程是：由于刀刺是一个低速持续的过程，材料的抗剪切强度越大，刀尖变形越快，从而阻止锐器继续向前行进，达到防护的目的。
无论在国内还是在国外，软质防弹衣的防刺性能都不是很理想，达不到相应防刺标准的要求，而防刺产品又几乎不具备防弹性能。不能简单将防弹衣与防刺服叠加穿着，因为一件满足《GA141-2001警用防弹衣通用技术条件》的2级防弹衣质量大于2.1kg(防护面积0.25㎡)，厚约20mm，一件满足《GA68-2008警用防刺服》的防刺服质量大于3kg(防护面积0.3㎡)，厚约20mm，把两件合起来，质量超过5.1kg，厚度接近40mm，这必将给穿着者的行动带来极大的不便，机动灵活性受到限制。如果能将防弹衣与防刺服的性能合二为一，在有效防护、机动灵活及轻量化之间找到一个平衡点，就可能在一种产品上实现综合防护效能。因此，研究既具有防弹性能又具有很好防刺性能的柔软、轻便、舒适的防弹防刺服是当务之急。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型柔性防弹防刺三维机织物，用于解决传统防弹衣不能兼顾防弹和防刺以及穿着舒适度的问题。本发明使用芳纶作为经纬纱和捆绑纱，选择合适的纱线细度、经纬密度和织造层数，采用三维正交机织结构，使多层织物成一定角度叠放复合，以得到高密并具有一定柔性的复合材料。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种新型柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，包括一层或至少两层叠放在一起的三维织物，所述的三维织物包括至少两层经纱层和至少两层纬纱层，经纱层中的经纱相互平行伸直排列，纬纱层中的纬纱相互平行伸直排列，经纱和纬纱相互垂直并由捆绑纱束缚在一起，形成整体的三维织物结构。
优选地，所述的三维织物为三维正交机织物、三维角联/贯穿接结机织物或三维角联/分层接结机织物。
优选地，所述的三维织物的经纱和纬纱的密度皆为100-150根/10厘米，经纱和纬纱的细度皆为800旦至1000旦，捆绑纱的密度为50-75根/10厘米，捆绑纱的细度为300旦-400旦，幅宽为30厘米，厚度为0.4厘米。
优选地，所述的三维织物的经纱层数为三层，纬纱层数为四层，或者，经纱层数为四层，纬纱层数为五层。根据防弹级数的不同调整防弹织物的层数。
优选地，所述的三维织物的经纱的原料为芳纶、高强高模聚乙烯纤维或二者的混合纱线。
优选地，所述的三维织物的纬纱的原料为芳纶、高强高模聚乙烯纤维或二者的混合纱线。
优选地，所述的三维织物的捆绑纱的原料为芳纶、高强高模聚乙烯纤维或二者的混合纱线。
优选地，所述的捆绑纱采用芳纶缝纫线以减少毛羽和断纱。
优选地，所述的三维织物共有5层，从下到上依次为第一到第五层，第一层三维织物的经纱取向与第二到第五层三维织物的经纱取向之间的夹角分别为60°、120°、60°和0°，或45°、90°、45°和0°。
优选地，所述的新型柔性防弹防刺三维机织物还包括二维芳纶织物，二维芳纶织物和三维织物交替叠放在一起。以达到综合的防弹防刺效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明是一种高密防弹防刺三维机织材料，作为现有的硬质防弹材料的替代品，兼具防弹和防刺，同时具有一定的柔性、穿着舒适的特性，重量比传统的二维防弹材料轻，节约了原料。
(2)本发明可以根据抵御外界冲击的强度调整构成纱线的纤维品种及织造的层数、厚度等参数。可抵御不同程度的弹道冲击和匕首的刺穿。
(3)本发明材料可作为防弹背心、防弹防刺西装等防护服的插片材料，产品多样化，利于产业化，有好的市场前景。
附图说明
图1为三维正交机织物的结构示意图；
图2为本发明的三维正交机织物捆绑纱的组织图。
图中1-经纱，2-纬纱，3-捆绑纱。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1：三维正交机织防弹防刺材料
一种新型柔性防弹防刺三维机织物由5层叠放在一起的三维正交机织物，如图1所示，为三维正交机织物的结构示意图，所述的三维正交机织物由三层经纱层、四层纬纱层以及捆绑纱组成。经纱层中的经纱1相互平行伸直排列，纬纱层中的纬纱2相互平行伸直排列，经纱1和纬纱2相互垂直并由捆绑纱3束缚在一起，形成整体的三维织物结构。所述的三维正交机织物的经纱和纬纱的密度皆为100根/10厘米，经纱和纬纱的细度皆为1000旦，捆绑纱的密度为50根/10厘米，捆绑纱的细度为400旦，幅宽为30厘米，厚度为0.4厘米。
选择芳纶作为经纬纱和捆绑纱，在三维织机上织造出三维正交织物。所述的三维正交机织物捆绑纱的穿综顺序为平纹结构，对应的上机组织图如图2所示。经纱和纬纱的线密度为1000旦，捆绑纱的线密度为400旦。具体生产步骤为：
第一步，进行分层，将所有的经纱从上到下分成符合要求的层数，将两层捆绑纱分别放在最上层和最下层(若干层经纱位于上下两层捆绑纱中间)，形成比经纱层数多一个的若干个梭口，然后将与梭口数量一致的纬纱同时引入梭口并打纬；
第二步，将两层捆绑纱交织，使最下层的到最上层，最上层的到最下层。然后集中再打一次纬纱。至此，完成一个组织循环。重复进行上述步骤，即可使织造连续进行，得到三维正交机织物；
第三步：将三维正交机织物成一定角度叠放组成新型柔性防弹防刺三维机织物，作为防弹插片材料，所述的三维织物共有5层，从下到上依次为第一到第五层，第一层三维织物的经纱取向与第二到第五层三维织物的经纱取向之间的夹角分别为60°、120°、60°和0°。根据防弹级数的不同调整防弹织物的层数。该三维正交机织防弹防刺材料可以通过防弹防护等级1级(测试标准:GA141-2010)和24焦耳能量的防刺测试。
实施例2混杂结构三维机织防弹防刺材料
一种新型柔性防弹防刺三维机织物由5层叠放在一起的三维正交机织物，如图1所示，为三维正交机织物的结构示意图，所述的三维正交机织物由三层经纱层、四层纬纱层以及捆绑纱组成。经纱层中的经纱1相互平行伸直排列，纬纱层中的纬纱2相互平行伸直排列，经纱1和纬纱2相互垂直并由捆绑纱3束缚在一起，形成整体的三维织物结构。所述的三维正交机织物的经纱和纬纱的密度皆为100根/10厘米，经纱和纬纱的细度皆为1000旦，捆绑纱的密度为50根/10厘米，捆绑纱的细度为400旦，幅宽为30厘米，厚度为0.4厘米。
选择高强高模聚乙烯作为纬纱和捆绑纱，选择芳纶作为经纱，在三维织机上织造出三维正交织物。所述的三维正交机织物捆绑纱的穿综顺序为平纹结构，对应的上机组织图如图2所示。经纱和纬纱的线密度为1000旦，捆绑纱的线密度为400旦。具体生产步骤为：
第一步，进行分层，将所有的经纱从上到下分成符合要求的层数，将两层捆绑纱分别放在最上层和最下层(若干层经纱位于上下两层捆绑纱中间)，形成比经纱层数多一个的若干个梭口。然后将与梭口数量一致的纬纱同时引入梭口并打纬。
第二步，将两层捆绑纱交织，使最下层的到最上层，最上层的到最下层。然后集中再打一次纬。至此，完成一个组织循环。重复进行上述步骤，即可使织造连续进行，得到三维正交机织物；
第三步：将三维正交机织物成一定角度叠放组成新型柔性防弹防刺三维机织物，作为防弹插片材料，所述的三维织物共有5层，从下到上依次为第一到第五层，第一层三维织物的经纱取向与第二到第五层三维织物的经纱取向之间的夹角分别为45°、90°、45°和0°。根据防弹级数的不同调整防弹织物的层数。
该混杂结构三维机织防弹防刺材料可以通过防弹防护等级1级(测试标准:GA141-2010)和24焦耳能量的防刺测试。
实施例3：超轻防刺三维机织材料
一种新型柔性防弹防刺三维机织物由5层叠放在一起的三维正交机织物，如图1所示，为三维正交机织物的结构示意图，所述的三维正交机织物由三层经纱层、四层纬纱层以及捆绑纱组成。经纱层中的经纱1相互平行伸直排列，纬纱层中的纬纱2相互平行伸直排列，经纱1和纬纱2相互垂直并由捆绑纱3束缚在一起，形成整体的三维织物结构。所述的三维正交机织物的经纱和纬纱的密度皆为150根/10厘米，经纱和纬纱的细度皆为800旦，捆绑纱的密度为70根/10厘米，捆绑纱的细度为300旦，幅宽为30厘米，厚度为0.4厘米,长度为40厘米。
选择芳纶作为经纱和纬纱，线密度为800旦；采用芳纶缝纫线作为捆绑纱，线密度为300旦，在三维正交织机上织造三维正交机织物，上机组织图如图2所示。
具体生产步骤为：
第一步，进行分层，将所有的经纱从上到下分成符合要求的层数，将两层捆绑纱分别放在最上层和最下层(若干层经纱位于上下两层捆绑纱中间)，形成比经纱层数多一个的若干个梭口，然后将与梭口数量一致的纬纱同时引入梭口并纬纱；
第二步，将两层捆绑纱交换，使最下层的到最上层，最上层的到最下层。然后集中再打一次纬纱。至此，完成一个组织循环。重复进行上述步骤，即可使织造连续进行,得到三维正交机织物；
第三步：将三维正交机织物成一定角度叠放组成超轻新型柔性防弹防刺三维机织物，作为防弹插片材料，所述的三维织物共有5层，从下到上依次为第一到第五层，第一层三维织物的经纱取向与第二到第五层三维织物的经纱取向之间的夹角分别为60°、120°、60°和0°，根据防弹级数的不同调整防弹织物的层数。该超轻防刺三维机织材料可以通过24焦耳能量的防刺测试。
Claims (9)
1.一种柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，由一层或至少两层叠放在一起的三维织物组成，所述的三维织物包括至少两层经纱层和至少两层纬纱层，经纱层中的经纱相互平行伸直排列，纬纱层中的纬纱相互平行伸直排列，经纱和纬纱相互垂直并由捆绑纱束缚在一起，形成整体的三维织物结构；所述的三维织物捆绑纱的穿综顺序为平纹结构；所述的三维织物的经纱和纬纱的密度皆为100-150根/10厘米，经纱和纬纱的细度皆为800旦至1000旦，捆绑纱的密度为50-75根/10厘米，捆绑纱的细度为300旦-400旦，幅宽为30厘米，厚度为0.4厘米。
2.如权利要求1所述的柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，所述的三维织物为三维正交机织物、三维角联/贯穿接结机织物或三维角联/分层接结机织物。
3.如权利要求1所述的柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，所述的三维织物的经纱层数为三层，纬纱层数为四层，或者，经纱层数为四层，纬纱层数为五层。
4.如权利要求1所述的柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，所述的三维织物的经纱的原料为芳纶、高强高模聚乙烯纤维或二者的混合纱线。
5.如权利要求1所述的柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，所述的三维织物的纬纱的原料为芳纶、高强高模聚乙烯纤维或二者的混合纱线。
6.如权利要求1所述的柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，所述的三维织物的捆绑纱的原料为芳纶、高强高模聚乙烯纤维或二者的混合纱线。
7.如权利要求1所述的柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，所述的捆绑纱采用芳纶缝纫线。
8.如权利要求1所述的柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，所述的三维织物共有5层，从下到上依次为第一到第五层，第一层三维织物的经纱取向与第二到第五层三维织物的经纱取向之间的夹角分别为60°、120°、60°和0°，或45°、90°、45°和0°。
9.如权利要求1所述的柔性防弹防刺三维机织物，其特征在于，所述的柔性防弹防刺三维机织物还包括二维芳纶织物，二维芳纶织物和三维织物交替叠放在一起。
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