CN104540407A - 自由活动式防护手套 - Google Patents
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Abstract
披露了一种自由活动式网式防护手套。该手套具有沿周缘相连接的手掌侧织物内层和外层、以及沿着除袖口区域外的周缘与这些手掌侧层相附接的一个顶侧织物外层。针对刺伤和割伤的防护是由两个金属网层提供的，这两个金属网层的形状被确定成匹配这些手掌侧层的内部、并且通过被夹在这些织物层之间但不附接至其上而被保持在位。当手套被攥紧时，这些金属网滑动经过彼此，从而提高手活性并减少皱曲。这些织造网层具有直径为0.2mm或更小且开孔为0.45mm或更小的不锈钢纤维。这些网被层叠在一起而使得一个金属网的经纤维方向是相对于相邻网的经纤维方向是以大致22.5°的角度定向的。
Description
发明人：
艾瑞克·艾纳森(ERIK EINESSON)和保罗·哈里斯(PAUL HARRIS)
优先权要求
本申请要求2012年5月7日提交的美国申请号61/643,453和2012年8月15日提交的美国申请号61/683,240的优先权，这两个申请的全部内容均通过引用连接于此。
技术领域
本发明涉及一种安全手套的结构及一种安全手套制造方法、并且更具体地涉及一种包含一个或多个双金属网层的安全手套，该双金属网层被夹在一个手套织物内层和一个手套织物外层之间没有附接至这些手套织物层上。
背景技术
在防护衣物(例如但不限于防护手套和连指手套)中使用的细金属网已被证明提供了防止割伤和刺伤的卓越保护。
当包含金属网的防护衣物受到绷紧的弯曲时，例如将防护手套握成紧握的拳头时，金属网可能具有通过不可恢复的皱曲而发生变形的趋势，这可能会导致手套的有效性降低。
本发明提供了一种防护材料，其中两个网层可以夹在织物外层之间以使得这些金属网既能够相对于彼此自由活动、亦能相对于夹裹它们的这些织物层自由活动。由于是能自由活动的，这些网自由地滑动经过彼此，从而减少了产生不可恢复的皱曲的应力的大部分。这种自由活动式防护材料提供了一种低成本的制造防护衣物(包括但不限于防护手套和连指手套)的方式，如下文中更详细描述的。
背景技术描述：
相关背景技术包括：
2003年6月24日颁发给安德烈森(Andresen)的名为“防护体”的美国专利号6,581,212，其中描述了一种由于保护身体部位免受割伤或刺伤的防护服，该防护服包括一个内层、一个防护层和一个外层，该防护层是由多条织造金属丝构成的金属丝网构成，这些金属丝的厚度介于0.03mm与0.20mm之间，并且金属网再的开孔介于0.05mm与0.45mm之间，该专利的内容通过引用连接于此。
2007年3月20日颁发给奥尔(Orr)等人的名为“带正弦式布置的金属丝的弹性织物”的美国专利号7,191,803，其中描述了一种与用于监测特定身体机能的系统一起使用的织物，该织物包括一种被适配成由躯干支撑的弹性织物，该弹性织物在其纵向上是可伸缩的以便响应于身体活动和身体大小进行伸长和收缩。该载体包括至少一条相对于上下表面纵向设置的且位于其之间的导电无弹性纱线。该导电纱线以正弦构型相对于该织物纵向设置的。该导电纱线沿该织物的长度在多个选定位置处穿过其中一个外表面形成了一个缺口，从而在该表面上方形成了相对的裸露端。包括一个连接器和一个传感器的一个监测单元与该一个表面在该缺口处相固定，而连接器与该导电纱线的裸露端相联。该织物起到了将该监测单元维持在所希望的静止位置中的作用，从而允许该传感器感测从躯干发出的信号并传送这些知觉信号。
1999年5月18日颁发给格兰奎斯特(Granqvist)的名为“人身防护服”的美国号5,903,920描述了一种防御来自火器的射击和来自刺穿武器的刺穿的人身防护服，其中该防护服包括一个外部覆盖物、一个内部覆盖物和一个位于该外部和内部覆盖物之间的射击吸收单元。该射击吸收单元包括：(i)多个具有不同网孔大小的第一织造纤维层，这些第一层相对于彼此挠性地固定并且沿互不相同的方向设置，(ii)多个具有不同网孔大小的第二织造纤维层，这些第二层相对于彼此挠性地固定并且沿互不相同的方向设置，以及(iii)被设置于这些第一层与这些第二层之间的至少一个中间构件，该中间构件相对于这些第一层中的至少一者是挠性地固定的并且具有多个互相连接的且至少部分地可相互移动的环，这些环是由能够抵挡尖锐物体的材料制成。该射击吸收单元的这些第一层和第二层是沿子弹和刺穿武器的可能入射方向放置的，其中这些第一层被定位成最靠近该外部覆盖物而这些第二层被定位成最靠近该内部覆盖物。这些第二层的数量大于这些第一层的数量，并且第一层和第二层的总数以及第一层和第二层中每一者的密度使得该防护服的重量尽可能轻且尺寸尽可能薄，并且使得该防护服维持相对挠性以便由此可适应并跟随穿着者的动作，而不在任何必要方面妨碍穿着者。
本领域已知了多种实现方式但这些未能解决本文所描述的发明所解决的所有问题。本发明的实施例在附图中展示出并且将在下文中更详细进行描述。
发明的披露
本发明涉及自由活动式防护手套的结构及制造方法。
在一个优选实施例中，自由活动式防护手套可以包括手掌侧织物内层和外层，这些层的尺寸和形状被确定成与人手大致匹配。这些织物层可以在其周缘附近连接在一起。本发明的防护手套还可以具有手形状的顶侧织物外层，该织物外层可以沿这些手掌侧层的大部分周缘(除袖口区域外)附接至这些手掌侧层上。该袖口区域可不被连接，以使得手可以放入由三个相连接的织物层形成的手套或连指手套内。
针对刺伤和割伤的防护可以由两个或更多金属网层提供，这些金属网层的形状和尺寸可以确定成是相似的但略小于所述手掌侧织物内层和外层、并且可以被夹在其间而不附接至其上。这样，当手套被攥紧的时候，这些金属网自由地滑动经过彼此。这些网的这种移动允许手套具有更大的灵活性并且减小了这些网的皱曲得。
在本发明的另外一个优选实施例中，这些金属网层可以包括织造金属纤维并且可以具有0.2mm或更小的纤维直径以及0.45mm或更小的开孔。
这两个金属网层也可以层叠在一起，以使得一个金属网层的经纤维方向相对于一个相邻金属网层的经纤维方向能以22.5°±5°的角度定向。这个定向角提高了这些网的抗穿刺能力。
因此，本发明成功地实现了以下的以及其他未提及的、所希望的且有用的益处和目标。
本发明的一个目的是提供一种制造简单且高效的防护手套。
本发明的另一个目的是提供一种耐用耐磨的、可以便宜制造的防护手套。
附图简要说明
图1A示出了本发明的自由活动式防护手套沿BB截取的截面视图。
图1B示出了本发明的自由活动式防护手套沿AA截取的平面剖视图。
图2A示出了本发明的由防护材料制成的单层夹心体的截面视图。
图2B示出了本发明的由防护材料制成的单层夹心体被弯折时的截面视图。
图2C示出了本发明的由防护材料制成的单层夹心体被进一步弯折时的截面视图。
图2D示出了本发明的由防护材料制成的单层夹心体被更进一步弯折时的截面视图。
图3A示出了本发明的由防护材料制成的双网层夹心体的截面视图。
图3B示出了本发明的由防护材料制成的双网层夹心体被弯折时的截面视图。
图3C示出了本发明的由防护材料制成的双网层夹心体被进一步弯折时的截面视图。
图4示出了一部分网的平面视图。
图5示出了多个叠加的相偏离网的一部分的平面视图。
本发明的最佳实施方式
下文将参考附图来描述本发明的最佳实施方式。不同附图中相同部件用相同参考数字来标明。
现将详细提及本发明的不同实施例。通过解释本发明方式来提供此类实施例，但本发明不限于这些实施例。事实上，本领域普通技术人员通过阅读本说明书并查看本文附图可以了解到，可以对这些实施例作出各种修改和变更。
图1A示出了本发明的自由活动式防护手套沿“BB”截取的截面视图，并且图1B示出了沿AA截取的平面剖视图。
在一个优选实施例中，该自由活动式防护手套100可以具有一对金属网层130，这一对金属网层可以被夹在一个手掌侧织物内层110与一个手掌侧织物外层105之间。该手掌侧外层105和该手掌侧内层110可在其周缘115附近被固定或连接在一起。还可以存在一个顶侧织物外层120和一个可选的顶侧织物内层180。该顶侧织物外层120和该可选的顶侧织物内层180可以在其周缘115附近相连接，并且所有这四个织物层，即顶侧织物内外层和手掌侧织物内外层均可以在其周缘115(除袖口区域125附近外)附近牢固地连接。这样，在袖口区域125中可以留出一个空隙，以允许该自由活动式防护手套100被戴到使用者手上。
所有这些织物层的形状和尺寸可以确定成与人手大致相匹配。由于人的手尺寸不同，该织物的形状和尺寸可以被确定成适合某个人的手的大小，如在手套行业中的惯例是用手在指关节附近的周长来衡量的。例如，该自由活动式防护手套100可以被制作和分类成符合标准的手套编字码尺寸，其中男性中号手套(M)对应于约20cm(71/2-8英寸)的关节周长，小号(S)对应于20cm(7英寸)，并且大号(L)对应于23cm(81/2-9英寸)；而女性中号手套(M)对应于约为18cm(7英寸)的关节周长，小号(S)对应于17cm(6 1/2英寸)，并且大号(L)对应于19cm(71/2英寸)。
例如，织物内层和外层可以由任何具有适当希望特性的挠性材料制成，这些希望特性是例如但不限于透气性、耐蒸气性或耐水性、电绝缘性或它们的某种组合，例如，连接这些织物可以通过以下方式实现，例如但不限于：缝合、焊接、胶粘、装订或铆接、或它们的某种组合。如果至少部分地通过缝制来进行这种连接，则过程可以使用任何适当的缝线，例如但不限于棉、尼龙、人造丝、聚酯、蚕丝、羊毛、丙烯酸类树脂或金属的线、或它们的某种组合。
权利要求2：如权利要求1所述的防护手套，其中所述这些金属网层包括织造金属纤维135，这些织造金属纤维具有0.2mm或更小的纤维直径以及在该金属丝网中为0.45mm或更小的开孔150。
图2A示出了本发明的由防护材料制成的单层夹心体230的截面视图。例如，该单层夹心体230可以包括一个织物顶层220、一个织物底层225和一个被夹在该织物顶层与织物底层之间的单一金属网层235。该单一金属网层235可以相对于该顶层和底层通过滑动方式自由移动。
图2B示出了本发明的由防护材料制成的单层夹心体被弯折时的截面视图。如图2B所示，该织物顶层220开始伸展从而产生上层应变240，而该织物底层225可能被压缩从而产生下层应力245。
图2C示出了本发明的由防护材料制成的单层夹心体被进一步弯折时的截面视图。伸展应变或上层应变240已增加，同样织物底层225的下层应力245增加。伸展和压缩的增加现在可以导致开始出现网层分离250。例如，这种分离可以通过摩擦力将部分上层应变240从织物顶层220传递到该单一金属网层235并且将部分下层应力245从织物底层225传递到该单一金属网层235而发生。
图2D示出了本发明的由防护材料制成的单层夹心体被更进一步弯折时的截面视图。由于弯曲度，该单一金属网层235现在可能开始发生皱曲，因为由于应力和应变到网层的摩擦传递增加，网层屈曲255出现，并且可能开始超过这个网的性能阈值。
图3A示出了本发明的由防护材料制成的双网层夹心体的截面视图。该双网层夹心体280可以包括一个织物顶层220、一个织物底层225以及一个金属网上层260和一个金属网下层265。该金属网上层和下层260、265可以被夹在该织物顶层与织物底层220、225之间。但是，这些金属网层可以不附接到顶层和底层上，而是可以自由滑动经过这两个织物层以及它们自身，从而仅受到摩擦力。图3A还示出了三个基准上标记270和三个基准下标记275。这些标记可以是该网上的真实标记、或者可以是想象出的虚拟标记，目的在于帮助理解该双网层夹心体280在弯折时发生的变化。
图3B示出了本发明的由防护材料制成的双网层夹心体被弯折时的截面视图。随着该双网层夹心体280弯折，织物顶层220伸展从而产生上层应变240。部分的上层应变240可以传递到该金属网上层260。同时，织物底层225现在可能被压缩并产生下层应力245。例如，部分的此下层应力245可以通过摩擦力被传递到该金属网下层265。但是，由于这些金属网自身可以滑动经过彼此，所以上网现在可以伸展而下网可以压缩，从而导致之前在图3A的扁平实例中全都对齐的外部基准上标记和基准下标记270、275现在开始分离。这种轻微分离表明这些网滑动经过彼此，由此减少了网中应力和应变的集聚。
图3C示出了本发明的由防护材料制成的双网层夹心体被进一步弯折时的截面视图。由外部成对的基准标记270、275看出，这一对金属网层260、265通过滑动经过彼此可能已经有效减少了其上的偏移量，从而显著减小了任何网层分离，并且可能已延迟了屈曲或皱曲的开始。
图4示出了一部分网的平面视图。
在一个优选实施例中，在该自由活动式防护手套中使用的金属网可以由织造金属纤维135构成。这种网可以具有相互交织的经纤维142和纬纤维145。优选地，这些纤维是由不锈钢制成，但是也可以由金属或金属合金构造而成，例如但不限于不锈钢、钢、铝、铁、铜、青铜、黄铜、镁、镁铝合金、钛、锌或它们的某种组合。
在一个优选实施例中，这些金属网层可以由织造金属纤维135制成，这些金属纤维具有0.4mm或更小的纤维直径以及在该金属丝网中为0.8mm或更小的开孔150，并且更优选地，纤维直径是0.2mm或更小并且金属丝网中的开孔150是0.45mm或更小。
图5示出了多个叠加的相偏离网的一部分的平面视图。这两个金属网层被层叠在一起以使得一个网155具有的经纤维方向165可以下对于另一个金属网层170的经纤维方向140以定向角160进行定向。
使用莫尔条纹进行的非正式测试表明，将多个方形网以大致22.5°的叠层角160层叠在一起可以得到有效孔径的最大平均减小、并且因此可以对改防护材料提供改善的穿刺防护能力。
在本发明的一个优选实施例中，这些网能以22.5°±5°的取向角160且更优选地以22.5°±1°的取向角160进行叠加。
在本发明的另外一个优选实施例中，该自由活动式防护手套100可以包括在周缘附近相连接的一个顶侧织物内层180和一个顶侧织物外层120、以及第二对金属网层，这些金属网层的形状和尺寸可以被确定成是相似的但略小于这些顶侧内层和外层。该第二对金属网层可以被夹在该顶部织物内层与顶部织物外层之间但不附接至其上，因而这些金属网层可以相对于包含其的织物层滑动并相对于彼此滑动。例如，该附加的一对金属网层可以为手的上部提供防刺伤和割伤保护。为了提高防刺伤保护能力，该第二对金属网可以层叠在一起，而使得该第二对金属网层205之一的经纤维方向195可以相对于该第二对网中的另一个金属网层215的经纤维方向210以22.5°±5°的定向角160进行定向。
虽然是以某种程度的具体性描述了本发明，但是应理解的是本披露仅以展示的方式给出并且在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以对部件的构造和安排的细节进行多种改变。
工业实用性
本发明可应用于使用防护手套的行业，例如但不限于石油钻井行业、煤矿开采行业和安防行业。
Claims (7)
1.一种自由活动式防护手套100，包括：
一个尺寸和形状被确定成与人手大致相匹配的手掌侧织物外层105；
一个形状和尺寸被确定成与所述手掌侧外层相匹配的手掌侧织物内层110，所述手掌侧织物内层和外层在其周缘115附近固定地相连接；
一个手形状的顶侧织物外层120，该顶侧织物外层与所述这些手掌侧织物层在其周缘的不包括袖口区域125的一部分附近固定地相附接；以及
至少两个金属网层130，其形状和尺寸被确定成是相似的、但略小于所述手掌侧内层和外层，所述两个金属网层被夹在所述手掌侧织物内层和外层之间但不附接至其上，这样使得所述这些金属网层相对于所述这些织物层并且相对于彼此可滑动地移动。
2.如权利要求1所述的防护手套，其中所述这些金属网层包括织造金属纤维135，这些织造金属纤维具有0.2mm或更小的纤维直径以及在该金属丝网中为0.45mm或更小的开孔150。
3.如权利要求2所述的防护手套，其中所述金属纤维为不锈钢纤维。
4.如权利要求1所述的防护手套，其中所述两个金属网层被层叠在一起而使得一个第一金属网层155的第一经纤维方向165是相对于一个第二金属网层170的第二经纤维方向140以22.5°±5°的定向角160定向的。
5.如权利要求4所述的防护手套，其中所述定向角为22.5°±1°。
6.如权利要求5所述的防护手套，其中所述手掌侧织物内层和外层通过缝合175固定地相连接。
7.如权利要求6所述的防护手套，进一步包括：一个顶侧织物内层180，该顶侧织物内层与所述顶侧织物外层120在其周缘附近相连接；第二对金属网层185，所述第二对金属网层的形状和尺寸被确定成是相似的、但略小于所述顶侧内层和外层的，所述第二对金属网层被夹在所述顶侧织物内层和外层之间但不附接至其上，这样使得所述这些金属网层相对于所述这些织物层并且相对于彼此可滑动地移动，并且其中所述第二对金属网层被层叠在一起而使得一个第三金属网层205的第三经纤维方向195是相对于一个第四金属网层215的第四经纤维方向210以22.5°±5°的定向角160定向的。
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