CN109059654A - 一种具有防刺缓冲功能的防护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防刺缓冲功能的防护装置，包括亲肤内层，在所述亲肤内层上设置弹性层，所述弹性层上设置棉织层，所述棉织层上设置硬质塑料层；所述硬质塑料层由若干硬质塑料片材拼合而成，所述硬质塑料片材中部靠近棉织层一侧设置有凹槽，所述凹槽内部设置有中空衬垫，所述中空衬垫内部填充有非牛顿流体。本发明的具有防刺缓冲功能的防护装置，对于尖锐的物件具有较佳的防护作用，可以防刺穿，且对于突然的非集中应力也可以起到缓冲作用。本发明的具有防刺缓冲功能的防护装置结构简单，应用范围广，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及材料结构技术领域，具体涉及一种具有防刺缓冲功能的防护装置。
背景技术
在防穿刺的服装面料中，最常用的方法是在面料外层或者内层中添加防护部件，所述防护部件可以是金属制板、金属网，或者硬质塑料等材料制成的硬质材料，以上材料可以较好地达到防穿刺的效果，但是对于非尖锐物体的施力，缺乏缓冲，仍然可能会使穿着者遭到伤害。
现有技术中也有采用软质材料制备的服装面料，对外力具有一定的防护缓冲作用，但其防穿刺效果不佳，因此，有必要开发一种对重物以及对尖锐物品都具有较好防护作用的防护部件。
发明内容
对于上述的发明目的，发明人通过研究现有技术，提出了一种对外力缓冲作用好，且防穿刺效果好的防护部件，可以用于头盔、马甲、关节处等重点防护位置。
本发明的主要目的在于提供了一种具有防刺缓冲功能的防护装置，包括亲肤内层，在所述亲肤内层上设置弹性层，所述弹性层上设置棉织层，所述棉织层上设置硬质塑料层；所述硬质塑料层由若干硬质塑料片材拼合而成，所述硬质塑料片材中部靠近棉织层一侧设置有凹槽，所述凹槽内部设置有中空衬垫，所述中空衬垫内部填充有非牛顿流体；所述亲肤层、弹性层、棉织层、硬质塑料层，各层之间采用胶水粘合固定。
在本发明的一个优选的技术方案中，所述亲肤内层可以选自棉、丝绒等较为舒适的面料。
在本发明的一个优选的技术方案中，所述弹性层选自橡胶、海绵、泡沫塑料中的一种或多种。所述弹性层的主要目的在于吸收能力，由动能转换为弹性势能，降低外力对于穿着者的伤害。因此，可用于本发明的弹性层包括但不限于以上几种，具有将动能转换为弹性势能的性质均可用于本发明。在本发明中，较为优选的弹性层选自橡胶，尤其适用的是硅橡胶，硅橡胶的透气性好。棉织层衬垫于和之间，起到缓冲的作用。
本发明中的中空衬垫中填充有非牛顿流体，典型的非牛顿流体为淀粉和水的混合物。优选的淀粉和水混合制成，进一步的淀粉和水以体积比2:1-3:1混合制成。其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系，流体的粘度会因为受到的压力或速度而变化，压力越大速度越快，粘度会增加，甚至可以成为暂时性的固体。当缓慢受力时，其呈现柔软的特性。当用力搥打非牛顿流体时，接触面因为压力大而粘度增加，它就会“变硬”。本发明中，在中空衬垫中填充有非牛顿流体，在平时不受力状态，呈柔软状态，穿着舒适，当受到瞬间较大的力时，中空衬垫中的非牛顿流体瞬间“变硬”，抵挡外力，并能将其传递至下方的弹性层，从而对穿着者进行保护。所述中空衬垫由软的密封材料制成，例如塑封袋等。
在本发明的一个优选的技术方案中，所述凹槽是半圆形的，并且所述中空衬垫的形状也是半圆形的，与所述凹槽相匹配。当中空衬垫受力时，其形状类似于“拱”，可以将垂直于中空衬垫的力向两侧分散开来，可以使得其更加坚固。
在本发明的一个优选的技术方案中，所述硬质塑料片材的宽度是2-8cm，厚度是0.5-1cm。将硬质塑料片材拼合制成硬质塑料层的目的主要在于在具备防护的同时还具有灵活性。硬质塑料片的宽度可以根据适用环境进行调整，例如在胸背部活动范围小的位置可以使用较宽的8cm宽度，在头部、手肘等弯曲度较大的位置可以使用较窄的2cm宽度。硬质塑料片材的厚度影响对穿刺的阻挡作用，越厚实则防护效果也越好，但也越笨重、不灵活。过薄的厚度导致内部的非牛顿流体填充量太少，起不到较好的防护效果。
在本发明的一个优选的技术方案中，所述硬质塑料片材可以是ABS塑料。ABS是指丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，一般常称作ABS工程塑料。用ABS聚合物制备的硬质塑料片材兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能，并且耐稀酸、耐碱、耐油，是较为合适的防穿刺面料。
在本发明的一个优选的技术方案中，所述弹性层的厚度是所述硬质塑料层厚度的2-5倍。弹性层的主要作用是用于缓冲，其厚度的选择可以依据于使用场景或者穿着的位置。越厚的弹性层起到的防护效果越好。
本发明的具有防刺缓冲功能的防护装置具有较广泛的应用前景，可以将其用于手套、上衣、马甲、裤装、头盔，或者手肘、膝盖等关节部位，可应用用安保、人防、反恐等多种情景，具有较高的实用价值。
本发明具有以下有益效果：
(1)、本发明提供了一种全新的具有防刺缓冲功能的防护装置，对于尖锐的物件具有较佳的防护作用，可以防刺穿，与此同时，对于突然的非集中应力也可以起到缓冲作用，双管齐下，对于穿着者全方位进行保护。
(2)、本发明的应力结构选择了半圆形的结构，能较好的应对外力，起到保护作用，填充的非牛顿流体，遇刚则刚，不影响平时穿着的舒适性，对外力却有良好的抵挡效果。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例受力时的示意图；
其中，1-亲肤内层，2-弹性层，3-棉织层，4-硬质塑料层，41-硬质塑料片材，5-凹槽，6-中空衬垫。
具体实施方式
以下结合实施例，对依据本发明提供的具体实施方式进行详述。
如图1所示，是本发明的一种具有防刺缓冲功能的防护装置，包括亲肤内层1，在所述亲肤内层1上设置弹性层2，所述弹性层2上设置棉织层3，所述棉织层3上设置硬质塑料层4；所述硬质塑料层4由若干硬质塑料片材41拼合而成，所述硬质塑料片材41中部靠近棉织层3一侧设置有凹槽5，所述凹槽5内部设置有中空衬垫6，所述中空衬垫6内部填充有非牛顿流体。
具体的，所述弹性层2由硅橡胶制成。非牛顿流体由淀粉和水以体积比3:1制成。
更具体的，所述凹槽5是半圆形的，并且所述中空衬垫6的形状也是半圆形的，与所述凹槽5相匹配。
更具体的，所述硬质塑料片材41的宽度是5cm，厚度是1cm。所述弹性层2的厚度是所述硬质塑料层厚度的2倍。
在以上实施例中，所述具有防刺缓冲功能的防护装置可以应用于马甲后背处。
在本发明的其他实施方案中，可以通过调节硬质塑料片材41的宽度、厚度，弹性层2的厚度，以及非牛顿流体中淀粉和水的体积比等进行调节，并用于上衣、裤装、手套、头盔等其余防护部位。
如图2所示，是本发明的具有防刺缓冲功能的防护装置受到外力变形的结构示意图，其中弹性层2可以受压缓冲。
本发明的具有防刺缓冲功能的防护装置，对于尖锐的物件具有较佳的防护作用，可以防刺穿，且对于突然的非集中应力也可以起到缓冲作用。本发明的具有防刺缓冲功能的防护装置结构简单，应用范围广，具有较好的应用前景。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种具有防刺缓冲功能的防护装置，其特征在于：包括亲肤内层，在所述亲肤内层上设置弹性层，所述弹性层上设置棉织层，所述棉织层上设置硬质塑料层；所述硬质塑料层由若干硬质塑料片材拼合而成，所述硬质塑料片材中部靠近棉织层一侧设置有凹槽，所述凹槽内部设置有中空衬垫，所述中空衬垫内部填充有非牛顿流体；所述亲肤层、弹性层、棉织层、硬质塑料层，各层之间采用胶水粘合固定。
2.根据权利要求1所述的具有防刺缓冲功能的防护装置，其特征在于：所述弹性层选自橡胶、海绵、泡沫塑料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的具有防刺缓冲功能的防护装置，其特征在于：所述非牛顿流体由淀粉和水混合制成。
4.根据权利要求1所述的具有防刺缓冲功能的防护装置，其特征在于：所述凹槽是半圆形的，并且所述中空衬垫的形状也是半圆形的，与所述凹槽相匹配。
5.根据权利要求1所述的具有防刺缓冲功能的防护装置，其特征在于：所述硬质塑料片材的宽度是2-8cm，厚度是0.5-1cm。
6.根据权利要求1所述的具有防刺缓冲功能的防护装置，其特征在于：所述弹性层的厚度是所述硬质塑料层厚度的2-5倍。
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