CN103668705A

CN103668705A - 三维深角联机织柔性防刺织物

Info

Publication number: CN103668705A
Application number: CN201210364412.4A
Authority: CN
Inventors: 曹海建; 钱坤; 俞科静; 孙洁; 卢雪峰
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明涉及一种三维深角联机织柔性防刺织物。该防刺织物由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和芳纶(Kevlar)纤维混杂、采用三维深角联机织结构整体一次性交织而成。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

所属技术领域

本发明涉及一种三维深角联机织柔性防刺织物，属于特种机织物结构技术领域。

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，对于枪支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，或者插入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。

新型防刺服的结构多样，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。

发明内容

本发明主要解决的问题是提供了一种整体一次成型的三维深角联机织柔性防刺服。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。

附图说明

新型三维深角联机织柔性防刺织物的结构以4层为例进行说明：

图1为三维深角联机织柔性防刺织物的经向示意图；

图2为三维深角联机织柔性防刺织物的上机图；

具体实施方式：

下面结合附图对三维深角联机织柔性防刺织物的具体实施方式进行说明。

结合附图1，该图为三维深角联机织柔性防刺织物的经向示意图。①送经系统。三维深角联机织柔性防刺织物具有两个系统的纱线(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开口系统。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引纬系统。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，供纬系统需按规律混纬。④打纬系统。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牵引系统。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。

结合附图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R_J＝n+1＝5，纬纱循环R_w＝n×R_J＝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。

Claims

1.三维深角联机织柔性防刺织物，其特征是：该防刺织物由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和芳纶(Kevlar)纤维混杂、采用三维深角联机织结构整体一次成形。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。

2.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物，其特征是：防刺服采用三维深角联机织结构，较好的满足防刺服的防刺功能。该结构较一般机织物、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；另外，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，提高材料的应用领域。

3.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物，其特征是：防刺服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。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。

4.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物，其特征是：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造，因为越粗的纤维越容易屈服，不利于织物的防刺性能。

5.根据权利要求1所述的三维深角联机织柔性防刺织物，其特征是：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，尽量减少经纱的意外损伤。②由于采用UHMWPE纤维和Kevlar纤维混杂织造，供纬系统需按规律交替混纬。③由于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。