CN109780935A - 一种对称式柔性防刺材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对称式柔性防刺材料及其制备方法，其特征在于，包括柔性基布、第一防护模块和第二防护模块，第一防护模块对称地设于柔性基布的两侧，第二防护模块对称地设于柔性基布的两侧，第一防护模块、第二防护模块均与柔性基布固定连接。所述的制备方法包括以下步骤：S1：制备防护模块1和防护模块2；S2：将S1步骤中得到的防护模块1和2按照对称的方式粘合到柔性基布的上下两侧；S3：将S2步骤中的柔性基布和防护模块烘干，得到对称式柔性防刺材料。本发明对称式柔性防刺材料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，极大地提高了防刺材料的柔软透气性能。
Description
技术领域
本发明涉及个体防护材料技术领域，特别是上下两层防护小模块彼此对称排列于柔性基布的两侧的对称式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，同时连接处较薄，很难达到防刺要求。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。中国专利CN 201610114967公开了一种双面铆接的柔性防刺材料，但防护小模块之间留有许多间隙，这使得间隙处的防刺性得不到保障。
发明内容
本发明的目的是为了克服现阶段个体防护材料存在的问题，提供一种对称式柔性防刺材料，通过将两类防护小模块对称的粘合至柔性基布的上下两侧，达到防刺又柔软透气的目的。
为了达到上述目的，本发明提供了一种对称式柔性防刺材料，其特征在于，包括柔性基布、第一防护模块和第二防护模块，第一防护模块对称地设于柔性基布的两侧，第二防护模块对称地设于柔性基布的两侧，第一防护模块、第二防护模块均与柔性基布固定连接。
优选地，所述的第一防护模块和第二防护模块彼此相互匹配。
优选地，所述的第一防护模块为四棱台，第二防护模块为切角的四棱台，第一防护模块的较小的底面与柔性基布固定连接，第二防护模块的较大的底面与柔性基布固定连接。
优选地，所述的第一防护模块和第二防护模块间隔设置，每个第一防护模块的四周与四个第二防护模块相邻，每个第二防护模块的四周与四个第一防护模块相邻。
优选地，所述的第一防护模块和第二防护模块均具有一个与柔性基布相接触的底面。
优选地，所述柔性基布上侧粘合的第一防护模块和第二防护模块的不与柔性基布相接触的一面沿着棱边进行一定的刻痕处理。
优选地，所述的第一防护模块的侧面和与之相邻的第二防护模块的侧面之间的间隙d为0.5～2mm，更优选为1mm。
优选地，所述的第一防护模块与柔性基布连接的面上设有四棱台形凹槽；所述的第二防护模块与柔性基布连接的面上设有四棱台形凹槽；位于第一防护模块与第二防护模块的四棱台形凹槽之间的柔性基布上设有通孔，以便于上下模块连接成一个整体单元，防止模块的脱落。
优选地，所述第一防护模块和第二防护模块由增强热塑性复合材料制成。
更优选地，所述增强热塑性复合材料是由高强高模量纤维与热塑性高分子材料复合而成，其中高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维中的一种或几种；热塑性高分子材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂中的一种或几种。
进一步地，所述增强复合材料中的热塑性高分子材料与高强高模量纤维之间的配比范围是8:1～1:1。
优选地，所述柔性基布为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维中的至少一种纤维编织而成。
本发明还提供了上述的对称式柔性防刺材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备第一防护模块和第二防护模块；
S2：将S1步骤中得到的第一防护模块和第二防护模块按照对称的方式粘合到柔性基布的上下两侧；
S3：将S2步骤中的柔性基布和第一防护模块和第二防护模块烘干，得到对称式柔性防刺材料。
优选地，所述S1步骤中第一防护模块和第二防护模块通过注塑技术制备而成，所述注塑技术为将熔融的高分子复合材料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到第一防护模块和第二防护模块。
优选的，所述的第一防护模块和第二防护模块也可通3D打印技术制备而成，通过设置好需要的参数，在3D打印机上制备出需要的防护模块。
优选地，所述S2步骤中防护模块间的间隙为0.5～2mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)上下两侧第一防护模块和第二防护模块间留有一定的间隙，提高了穿着灵活性、舒适透气性。
(2)上下两侧第一防护模块和第二防护模块对称排列，形成一个弯折的间隙，有利于阻碍刀尖对间隙处的穿刺，同时弯折结构也有利于折断刀具。
(3)上下防护模块间的四棱台形凹槽和基布通孔处理，有利于将上下模块与基布紧密连接在一起，从而不易脱落。
(4)基布上侧防护模块顶面的刻痕处理，有利于阻碍刀尖的划移。
(5)本发明对称式柔性防刺材料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，极大地提高了防刺材料的柔软透气性能。
附图说明
图1a为第一防护模块上下对称粘合后的俯视图；
图1b为第一防护模块上下对称粘合后的主视图
图1c为第一防护模块上下对称粘合后的三维立体图。
图2a为第二防护模块上下对称粘合后的俯视图；
图2b为第二防护模块上下对称粘合后的主视图；
图2c为第二防护模块上下对称粘合后的三维立体图。
图3a为第一防护模块、第二防护模块粘合至柔性基布上下两侧的对称式柔性防刺材料的俯视图；
图3b为第一防护模块、第二防护模块粘合至柔性基布上下两侧的对称式柔性防刺材料的主视图；
图3c为第一防护模块、第二防护模块粘合至柔性基布上下两侧的对称式柔性防刺材料的三维立体图。
附图标记：图中1为第一防护模块、2为第二防护模块、1-2为四棱台形凹槽、3 为柔性基布、4为通孔、5为刻痕。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图3a-3c所示，本实施例提供了一种对称式柔性防刺材料，包括柔性基布 3、第一防护模块1和第二防护模块2，第一防护模块1对称地设于柔性基布3 的两侧，第二防护模块2对称地设于柔性基布3的两侧，第一防护模块1、第二防护模块2均与柔性基布3粘合固定连接。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2彼此相互匹配。如图1a-1c所示，所述的第一防护模块1为四棱台，如图2a-2c所示，第二防护模块2为切角的四棱台(四个底角切掉)，第一防护模块1的较小的底面与柔性基布3固定连接，第二防护模块2的较大的底面与柔性基布3固定连接。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2间隔设置。每个第一防护模块1 的四周与四个第二防护模块2相邻，每个第二防护模块2的四周与四个第一防护模块1相邻，所述的第一防护模块1的侧面和与之相邻的第二防护模块2的侧面之间的间隙d为1mm。
所述的第一防护模块1与柔性基布3连接的底面上设有四棱台形凹槽1-2；所述的第二防护模块1与柔性基布3连接的底面上设有四棱台形凹槽1-2；位于第一防护模块1与第二防护模块2的四棱台形凹槽1-2之间的柔性基布3上设有通孔4，从而使上下模块与基布紧密的连接在一起。
其中，第一防护模块1为下底边长为16mm，上底边长为20mm，高1,5mm 的四棱台，第二防护模块2为下底原边长为24mm，上底边长为20mm，高1.5mm 的切角棱台，切角后，下底边长L为16mm。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2均具有一个与柔性基布3相接触的底面。所述柔性基布3上侧粘合的第一防护模块1和第二防护模块2的不与柔性基布3相接触的一面沿着棱边进行一定的刻痕处理形成刻痕5。
所述第一防护模块1和第二防护模块2采用超高分子量聚乙烯短纤维与热塑性聚氨酯复合而成，其中超高分子量聚乙烯短纤维(东莞市盛芯特殊绳带有限公司)与热塑性聚氨酯(东莞市卡达尔塑胶原料有限公司)的质量分数比为1:3；柔性基布3为芳纶平纹布，面密度为130g/m2，厚度为0.28mm。第一防护模块1和第二防护模块2通过铁锚牌聚氨酯胶粘剂(上海新光化工有限公司)黏合至芳纶平纹布的上下两侧。
所述对称式柔性防刺材料制备的具体步骤如下：
S1：将热塑性聚氨酯190℃熔融，再将芳纶短纤维分散在熔融的热塑性聚氨酯中，得到熔融的高分子复合材料，将熔融的高分子复合材料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到第一防护模块1和第二防护模块2，其中超高分子量聚乙烯短纤维与热塑性聚氨酯的质量分数比为1:3，制备第一防护模块1和第二防护模块2；
S2：将S1步骤中得到的第一防护模块1和第二防护模块2按照对称的方式通过热塑性黏胶剂黏合至柔性基布3的上下两侧；
S3：将S2步骤中的柔性基布3和第一防护模块1和第二防护模块2在60℃烘箱中烘2h，得到对称式柔性防刺材料。
使用对称式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1.57Kg，厚度为3.28mm。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
如图3a-3c所示，本实施例提供了一种对称式柔性防刺材料，包括柔性基布 3、第一防护模块1和第二防护模块2，第一防护模块1对称地设于柔性基布3 的两侧，第二防护模块2对称地设于柔性基布3的两侧，第一防护模块1、第二防护模块2均与柔性基布3粘合固定连接。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2彼此相互匹配。如图1a-1c所示，所述的第一防护模块1为四棱台，如图2a-2c所示，第二防护模块2为切角的四棱台(四个底角切掉)，第一防护模块1的较小的底面与柔性基布3固定连接，第二防护模块2的较大的底面与柔性基布3固定连接。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2间隔设置。每个第一防护模块1 的四周与四个第二防护模块2相邻，每个第二防护模块2的四周与四个第一防护模块1相邻，所述的第一防护模块1的侧面和与之相邻的第二防护模块2的侧面之间的间隙d为1mm。
所述的第一防护模块1与柔性基布3连接的底面上设有四棱台形凹槽1-2；所述的第二防护模块1与柔性基布3连接的底面上设有四棱台形凹槽1-2；位于第一防护模块1与第二防护模块2的四棱台形凹槽1-2之间的柔性基布3上设有通孔4，从而使基布上下两侧的模块与基布紧密的连接在一起。
其中，第一防护模块1为下底边长为16mm，上底边长为20mm，高1,5mm 的四棱台，第二防护模块2为下底边长为24mm，上底边长为20mm，高1.5mm 的切角棱台，切角后，下底边长L为16mm。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2均具有一个与柔性基布3相接触的底面。所述柔性基布3上侧粘合的第一防护模块1和第二防护模块2的不与柔性基布3相接触的一面沿着棱边进行一定的刻痕处理形成刻痕5。
所述第一防护模块1和第二防护模块2采用芳纶短纤维与热塑性聚氨酯复合而成，其中芳纶短纤维(广西万维新材料有限公司)与热塑性聚氨酯(东莞市卡达尔塑胶原料有限公司)质量分数比为1:3；柔性基布3为芳纶平纹布，面密度为 130g/m2，厚度为0.28mm。第一防护模块1和第二防护模块2通过铁锚牌聚氨酯胶粘剂(上海新光化工有限公司)黏合至芳纶基布的上下两侧。
所述对称式柔性防刺材料制备的具体步骤如下：
S1：将热塑性聚氨酯190℃熔融，再将芳纶短纤维分散在熔融的热塑性聚氨酯中，得到熔融的高分子复合材料，将熔融的高分子复合材料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到第一防护模块1和第二防护模块2，其中芳纶短纤维与热塑性聚氨酯的质量分数比为1:3，制备得到第一防护模块1和第二防护模块2；
S2：将S1步骤中得到的第一防护模块1和第二防护模块2按照对称的方式通过热塑性黏胶剂黏合至柔性基布3的上下两侧；
S3：将S2步骤中的柔性基布3和第一防护模块1和第二防护模块2在60℃烘箱中烘2h，得到对称式柔性防刺材料。
使用对称式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1.57Kg，厚度为3.28mm。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
如图3a-3c所示，本实施例提供了一种对称式柔性防刺材料，包括柔性基布 3、第一防护模块1和第二防护模块2，第一防护模块1对称地设于柔性基布3 的两侧，第二防护模块2对称地设于柔性基布3的两侧，第一防护模块1、第二防护模块2均与柔性基布3粘合固定连接。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2彼此相互匹配。如图1a-1c所示，所述的第一防护模块1为四棱台，如图2a-2c所示，第二防护模块2为切角的四棱台(四个底角切掉)，第一防护模块1的较小的底面与柔性基布3固定连接，第二防护模块2的较大的底面与柔性基布3固定连接。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2间隔设置。每个第一防护模块1 的四周与四个第二防护模块2相邻，每个第二防护模块2的四周与四个第一防护模块1相邻，所述的第一防护模块1的侧面和与之相邻的第二防护模块2的侧面之间的间隙d为1mm。
所述的第一防护模块1与柔性基布3连接的底面上设有四棱台形凹槽1-2；所述的第二防护模块1与柔性基布3连接的底面上设有四棱台形凹槽1-2；位于第一防护模块1与第二防护模块2的四棱台形凹槽1-2之间的柔性基布3上设有通孔4，从而使基布上下两侧的模块与基布紧密的连接在一起。
其中，第一防护模块1为下底边长为16mm，上底边长为20mm，高1,5mm 的四棱台，第二防护模块2为下底边长为24mm，上底边长为20mm，高1.5mm 的切角棱台，切角后，下底边长L为16mm。
所述的第一防护模块1和第二防护模块2均具有一个与柔性基布3相接触的底面。所述柔性基布3上侧粘合的第一防护模块1和第二防护模块2的不与柔性基布3相接触的一面沿着棱边进行一定的刻痕处理形成刻痕5。
所述两类防护模块采用超高分子量聚乙烯(东莞市盛芯特殊绳带有限公司) 与芳纶(广西万维新材料有限公司)按照1:1比例混合并与热塑性聚氨酯(东莞市卡达尔塑胶原料有限公司)复合而成，通过注塑成模而成，其中混合短纤维与热塑性聚氨酯的质量分数比为1:3；柔性基布3为芳纶平纹布，面密度为130g/m2，厚度为0.28mm。第一防护模块1和第二防护模块2通过铁锚牌聚氨酯胶粘剂(上海新光化工有限公司)黏合至芳纶平纹布的上下两侧。
所述对称式柔性防刺材料制备的具体步骤如下：
S1：将热塑性聚氨酯190℃熔融，再将芳纶短纤维分散在熔融的热塑性聚氨酯中，得到熔融的高分子复合材料，将熔融的高分子复合材料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到第一防护模块1和第二防护模块2，其中混合短纤维与热塑性聚氨酯的质量分数比为1:3，制备得到第一防护模块1和第二防护模块2；；
S2：将S1步骤中得到的第一防护模块1和第二防护模块2按照对称的方式通过热塑性黏胶剂黏合至柔性基布3的上下两侧；
S3：将S2步骤中的柔性基布3和第一防护模块1和第二防护模块2在60℃烘箱中烘2h，得到对称式柔性防刺材料。
使用对称式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1.57Kg，厚度为3.28mm。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 (10)
1.一种对称式柔性防刺材料，其特征在于，包括柔性基布、第一防护模块和第二防护模块，第一防护模块对称地设于柔性基布的两侧，第二防护模块对称地设于柔性基布的两侧，第一防护模块、第二防护模块均与柔性基布固定连接。
2.如权利要求1所述所述对称式柔性防刺材料，其特征在于，所述的第一防护模块为四棱台，第二防护模块为切角的四棱台，第一防护模块的较小的底面与柔性基布固定连接，第二防护模块的较大的底面与柔性基布固定连接。
3.如权利要求1所述所述对称式柔性防刺材料，其特征在于，所述的第一防护模块和第二防护模块间隔设置，所述的第一防护模块和第二防护模块间隔设置，每个第一防护模块的四周与四个第二防护模块相邻，每个第二防护模块的四周与四个第一防护模块相邻。
4.如权利要求1所述所述对称式柔性防刺材料，其特征在于，所述的第一防护模块和第二防护模块均具有一个与柔性基布相接触的底面；所述柔性基布上侧粘合的第一防护模块和第二防护模块的不与柔性基布相接触的一面沿着棱边进行刻痕处理。
5.如权利要求1所述所述对称式柔性防刺材料，其特征在于，所述的第一防护模块的侧面和与之相邻的第二防护模块的侧面之间的间隙d为0.5～2mm。
6.如权利要求1所述所述对称式柔性防刺材料，其特征在于，所述的第一防护模块与柔性基布连接的面上设有四棱台形凹槽；所述的第二防护模块与柔性基布连接的面上设有四棱台形凹槽；位于第一防护模块与第二防护模块的四棱台形凹槽之间的柔性基布上设有通孔。
7.如权利要求1所述所述对称式柔性防刺材料，其特征在于，所述第一防护模块、第二防护模块由增强热塑性复合材料制成；所述增强热塑性复合材料是由高强高模量纤维与热塑性高分子材料复合而成，其中高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维中的一种或几种；热塑性高分子材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂中的一种或几种；所述柔性基布为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维中的至少一种纤维编织而成。
8.权利要求1-7中任一项所述对称式柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备第一防护模块和第二防护模块；
S2：将S1步骤中得到的第一防护模块和第二防护模块按照对称的方式粘合到柔性基布的上下两侧；
S3：将S2步骤中的柔性基布和第一防护模块和第二防护模块烘干，得到对称式柔性防刺材料。
9.如权利要求8所述对称式柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中防护模块通过注塑技术制备而成，所述注塑技术为将熔融的高分子复合材料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到防护模块。
10.如权利要求8所述对称式柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，述的第一防护模块和第二防护模块通过3D打印技术制备而成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190521 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |