CN109708526A

CN109708526A - 一种无间隙排列透气柔性防刺材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109708526A
Application number: CN201910109669.7A
Authority: CN
Inventors: 权震震; 夏民民; 王学利; 刘丽芳; 俞建勇
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University; National Dong Hwa University
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2039-02-11
Also published as: CN109708526B

Abstract

本发明公开了一种无间隙排列透气柔性防刺材料及其制备方法。所述无间隙排列透气柔性防刺材料包括两层柔性基布，下层柔性基布上设有构件一，上层柔性基布上设有构件二，构件一为正方体，构件二为直三棱柱，构件二沿构件一之间的间隙排列，即每个构件一的四周的间隙上方由四个构件二所构成的封闭结构所覆盖。制备方法为：将构件一、构件二分别粘合至下层柔性基布、上层柔性基布上；将构件一上表面中间部位与上层柔性基布粘合，然后，将上层柔性基布与下层柔性基布的边缘通过缝纫线缝合；烘干，得到柔性防刺材料。本发明可以在各类防刺服或防护用品中得到应用，在防刺性能得到保证的前提下，最大限度的提高了防刺材料的柔软性和透气性。

Description

一种无间隙排列透气柔性防刺材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及个体防护材料技术领域，具体涉及一种将摩擦自锁原理和层与层之间组合排列的无间隙排列透气柔性防刺材料及其制备方法。

背景技术

个体防护材料主要分为硬质、半硬质和软质三类，其中硬质太刚硬，重量大，软质在透气性方面存在很大缺陷，并且穿着臃肿，半硬质拥有很好的防刺性能，透气性也十分的优良，但由于防护模块之间留有一定的空隙，从而留下的很大的安全隐患。

中国专利CN 201610146905公开了一种无间隙排列防刺服，柔性面料和固定设置于柔性面料两侧的数个防护小模块，所述数个防护小模块按一定方式无间隙排列设置，这极大地影响了防刺服的透气性能，并且边缘结合处较薄，防刺性能有待提高。中国专利CN201710427713公开了一种基于摩擦自锁原理的防刺服，其忽略了边缘较薄，容易穿透，并且依靠两块模块间的夹合，很难阻碍刀尖的穿刺。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提高柔性防刺材料的防刺性能，以及透气性。

为了解决上述问题，本发明提出如下技术方案：

一种无间隙排列透气柔性防刺材料，其特征在于，包括两层柔性基布，下层柔性基布上设有按阵列均布间隙排列的构件一，上层柔性基布上设有构件二，构件一为正方体，构件二为直三棱柱，构件二沿构件一之间的间隙排列，构件二的长度与构件一排列间隙的长度相配合，构件二的宽度大于构件一排列间隙的宽度，即每个构件一的四周的间隙上方由四个构件二所构成的封闭结构所覆盖；间隙交叉处的四个构件二之间通过内切角结构无缝连接。

优选地，所述构件一排列的间隙为1～3mm。

优选地，所述构件一、构件二为增强热塑性复合材料制成的模块。

更优选地，所述增强热塑性复合材料为增强纤维与热塑性高分子材料，增强纤维采用超高分子量的聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝和玻璃纤维中的任意一种或几种，热塑性高分子材料采用酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂和聚氯乙烯树脂中的任意一种或几种。

进一步地，所述增强纤维与热塑性高分子材料的质量比为1:1～8。

优选地，所述柔性基布采用超高分子量的聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝和玻璃纤维中的至少一种纤维编织而成。

本发明还提供了一种上述无间隙排列透气柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将构件一、构件二分别粘合至下层柔性基布、上层柔性基布上；

S2：将构件一上表面中间部位与上层柔性基布粘合，然后，将上层柔性基布与下层柔性基布的边缘通过缝纫线缝合；

S3：将步骤S2得到的柔性基布烘干，得到柔性防刺材料。

优选地，所述步骤S1中的构件一、构件二通过注塑工艺或3D打印技术制得。

与现有技术比较，本发明的有意效果如下：

1、当刀尖撞到构件二的斜面时，刀尖会沿着斜面滑移至构件一，大大的降低了刀刺的能量；

2、构件二顶面的棱边恰好沿着构件一的缝隙排列，当刀尖刺向棱边时，很好的将刀尖转移至构件一的顶面，进一步保障了间隙处的防刺性；

3、构件二排列于构件一留有的间隙上方，当受到穿刺时，会压迫间隙处的柔性基布，从而诱发构件一向边缘倾斜，闭合间隙；

3、构件一中间部位与上层柔性基布粘合，其余边缘地带处于自由状态，大大提高了无间隙排列透气柔性防刺材料的柔软性；

4、构件一之间留有的间隙能够大大的提高防刺材料的柔顺性和透气性。

附图说明

图1为本发明提供的无间隙排列透气柔性防刺材料的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为构件一的立体图；

图4为构件一与下层柔性基布粘合的俯视图；

图5为构件二的立体图；

图6为构件二的主视图；

图7为构件二与上层柔性基布粘合的俯视图；

图8为构件一、构件二排列、分布的的主视图。

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。

如图1-8所示，为本发明提供的无间隙排列透气柔性防刺材料，其包括两层柔性基布，下层柔性基布3上设有按阵列均布间隙排列的构件一1，上层柔性基布4上设有构件二2，构件一2为正方体，构件二2为直三棱柱，构件二2沿构件一1之间的间隙排列，构件二2的长度与构件一1排列间隙的长度相配合，构件二2的宽度大于构件一1排列间隙的宽度，即每个构件一1的四周的间隙上方由四个构件二2所构成的封闭结构所覆盖；间隙交叉处的四个构件二2之间通过内切角结构无缝连接。构件二2的直三棱柱的斜面与底面的夹角θ由构件材料与刀具的摩擦系数而定，且保证tanθ大于刀与构件模块的摩擦系数μ。

所述构件一1、构件二2为增强热塑性复合材料制成的模块。所述增强热塑性复合材料为增强纤维与热塑性高分子材料，增强纤维采用超高分子量的聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝和玻璃纤维中的任意一种或几种，热塑性高分子材料采用酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂和聚氯乙烯树脂中的任意一种或几种。

所述柔性基布采用超高分子量的聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝和玻璃纤维中的至少一种纤维编织而成。

一种无间隙排列透气柔性防刺材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将构件一1、构件二2分别粘合至下层柔性基布3、上层柔性基布4上；

S2：将构件一1上表面中间部位与上层柔性基布4粘合，然后，将上层柔性基布4与下层柔性基布3的边缘通过缝纫线缝合；

S3：将步骤S2得到的柔性基布烘干，得到柔性防刺材料。

实施例1

无间隙排列透气柔性防刺材料中，构件一1、构件二2采用超高分子量聚乙烯短纤维与热塑性聚氨酯混合，通过注塑成模而成，其中高强高模量纤维与热塑性树脂的质量分数比为1:3。将构件一1制成边长为20mm，高2mm的正方体，留有的间隙为1mm，构件二2制成长22mm，宽4mm切角三棱柱，高度依据刀尖与材料的摩擦系数。使用的柔性基布为芳纶平纹布，面密度为130g/m²，厚度为0.28mm。

采用热塑性聚氨酯与高强高模量短纤维，通过注塑成模技术，来制备构件一1、构件二2。并将制备的构件一1、构件二2通过热塑性黏胶剂黏合至上下两层芳纶基布上。

使用无间隙排列透气柔性防刺材料制成防护面积为0.3m²的防刺服，防护服重量为1.25kg，厚度为3.56mm。该防刺服可以有效抵挡来自刀具的刺割伤害，能满足GA68-2008标准的安全测试。

实施例2

无间隙排列透气柔性防刺材料中，构件一1、构件二2采用芳纶短纤维与热塑性聚氨酯混合，通过注塑成模而成，其中高强高模量纤维与热塑性树脂的质量分数比为1:3。将构件一1制成边长为20mm，高2mm的正方体，留有的间隙为1mm，构件二2制成长22mm，宽4mm切角三棱柱，高度依据刀尖与材料的摩擦系数。使用的柔性基布为芳纶平纹布，面密度为130g/m²，厚度为0.28mm。

采用热塑性聚氨酯与高强高模量短纤维，通过注塑成模技术，来制备构件一1、构件二2。并将制备的构件一1、构件二2通过热塑性黏胶剂黏合至芳纶基布上。使用无间隙排列透气柔性防刺材料制成防护面积为0.3m²的防刺服，防护服重量为1.26kg，厚度为3.57mm。该防刺服可以有效抵挡来自刀具的刺割伤害，能满足GA68-2008标准的安全测试。

实施例3

无间隙排列透气柔性防刺材料中，构件一1、构件二2采用超高分子量聚乙烯和芳纶短纤维与热塑性聚氨酯混合，通过注塑成模而成，其中高强高模量纤维与热塑性树脂的质量分数比为1:3。将构件一1制成边长为20mm，高2mm的正方体，留有的间隙为1mm，构件二2制成长22mm，宽4mm切角三棱柱，高度依据刀尖与材料的摩擦系数。使用的柔性基布为芳纶平纹布，面密度为130g/m²，厚度为0.28mm。

采用热塑性聚氨酯与高强高模量短纤维，通过注塑成模技术，来制备构件一1、构件二2。并将制备的构件一1、构件二2通过热塑性黏胶剂黏合至芳纶基布上。使用无间隙排列透气柔性防刺材料制成防护面积为0.3m²的防刺服，防护服重量为1.25kg，厚度为3.56mm。该防刺服可以有效抵挡来自刀具的刺割伤害，能满足GA68-2008标准的安全测试。

实施例4

无间隙排列透气柔性防刺材料中，构件一1、构件二2采用超高分子量聚乙烯和芳纶短纤维与热塑性聚氨酯混合，通过注塑成模而成，其中高强高模量纤维与热塑性树脂的质量分数比为1:3。将构件一1制成边长为20mm，高2mm的正方体，留有的间隙为2mm，构件二2制成长22mm，宽4mm切角三棱柱，高度依据刀尖与材料的摩擦系数。使用的柔性基布为芳纶平纹布，面密度为130g/m²，厚度为0.28mm。

采用热塑性聚氨酯与高强高模量短纤维，通过注塑成模技术，来制备构件一1、构件二2。并将制备的构件一1、构件二2通过热塑性黏胶剂黏合至芳纶基布上。使用无间隙排列透气柔性防刺材料制成防护面积为0.3m²的防刺服，防护服重量为1.19kg，厚度为3.56mm。该防刺服可以有效抵挡来自刀具的刺割伤害，能满足GA68-2008标准的安全测试。

Claims

1.一种无间隙排列透气柔性防刺材料，其特征在于，包括两层柔性基布，下层柔性基布(3)上设有按阵列均布间隙排列的构件一(1)，上层柔性基布(4)上设有构件二(2)，构件一(2)为正方体，构件二(2)为直三棱柱，构件二(2)沿构件一(1)之间的间隙排列，构件二(2)的长度与构件一(1)排列间隙的长度相配合，构件二(2)的宽度大于构件一(1)排列间隙的宽度，即每个构件一(1)的四周的间隙上方由四个构件二(2)所构成的封闭结构所覆盖；间隙交叉处的四个构件二(2)之间通过内切角结构无缝连接。

2.如权利要求1所述的无间隙排列透气柔性防刺材料，其特征在于，所述构件一(1)排列的间隙为1～3mm。

3.如权利要求1所述的无间隙排列透气柔性防刺材料，其特征在于，所述构件一(1)、构件二(2)为增强热塑性复合材料制成的模块。

4.如权利要求3所述的无间隙排列透气柔性防刺材料，其特征在于，所述增强热塑性复合材料为增强纤维与热塑性高分子材料，增强纤维采用超高分子量的聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝和玻璃纤维中的任意一种或几种，热塑性高分子材料采用酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂和聚氯乙烯树脂中的任意一种或几种。

5.如权利要求4所述的无间隙排列透气柔性防刺材料，其特征在于，所述增强纤维与热塑性高分子材料的质量比为1:1～8。

6.如权利要求1所述的无间隙排列透气柔性防刺材料，其特征在于，所述柔性基布采用超高分子量的聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝和玻璃纤维中的至少一种纤维编织而成。

7.一种权利要求1-6任意一项所述的无间隙排列透气柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将构件一(1)、构件二(2)分别粘合至下层柔性基布(3)、上层柔性基布(4)上；

S2：将构件一(1)上表面中间部位与上层柔性基布(4)粘合，然后，将上层柔性基布(4)与下层柔性基布(3)的边缘通过缝纫线缝合；

S3：将步骤S2得到的柔性基布烘干，得到柔性防刺材料。

8.如权利要求7所述的无间隙排列透气柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的构件一(1)、构件二(2)通过注塑工艺或3D打印技术制得。