CN112659565B - 一种柔性防割防刺面料的制备方法 - Google Patents

一种柔性防割防刺面料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种新的柔性防割防刺面料的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：A.采用3D打印技术在基板上或者在具有聚合物薄层的基板上打印具有一定形状的硬质材料薄片，所述硬质材料薄片之间的间隔为0.05‑0.5mm；B.翻转基板，使硬质材料薄片朝下，在所述硬质材料薄片的表面涂覆一层热固性树脂胶；C.将具有热固性树脂胶的一面贴合到第一织物的表面，固化成型；D.通过切割除去基板，或者采用不能溶解所述热固性树脂胶、第一织物、和所述硬质材料的有机溶剂溶解所述聚合物薄层以除去基板。本发明制备的防割防刺面料不仅柔软、穿着舒适，而且硬质材料能够密集均匀分布、不易脱落，不容易出现被刺穿的真空地带，可以实现大规模工业化生产，生产成本低。

Description

一种柔性防割防刺面料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种柔性防割防刺面料的制备方法。
背景技术
防割防刺装备能够有效保护人体对各种锐器的攻击，减少人体的伤害。随着防割防刺装备越来越轻便化，舒适化，防割防刺装备的应用范围不断扩大，例如，用于公安、武警、军队、保安、司机的人身安全；以及玻璃加工、机械加工、屠宰、建筑、钢铁、板材等硬质材料接触频繁的领域的从业人员，以减少意外的人身伤害。
现有防割防刺面料主要采用以下三种方法制备：第一种方法包括：在基布表面涂覆具有一定花纹状的热塑性树脂，获得防割防刺面料；该方法主要通过在无纺布表面涂层工艺实现，对基布表面平整度要求高，限制了防割防刺面料基布的选择；而且，在基布上撒上热熔胶粉末，使得织物中纱线间隙被热熔胶填充，一方面导致热熔胶浪费，另一方面导致织物硬质化，穿着舒适性差；此外，很难保证热熔胶在织物表面分散均匀，进而无法保证所有树脂固化物与织物之间的牢固结合。第二种方法包括：将表层织物、中间金属网层和内层织物这三种材料简单复合，得到复合防割防刺面料，这种方法主要通过人工方式连接缝合成型，生产的产品舒适性差，效率低下，生产成本高；第三种方法包括：在织物表面贴合树脂固化物得到防割防刺面料；该方法涉及在织物上手工排列树脂固化物，无法保证复合面料中树脂固化物分布的均一性；而且也存在生产效率低，生产成本高的缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种新的柔性防割防刺面料的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：
A.采用3D打印技术在基板上或者在具有聚合物薄层的基板上打印具有一定形状的硬质材料薄片，所述硬质材料薄片之间的间隔为0.05-0.5mm；
B.翻转基板，使硬质材料薄片朝下，在所述硬质材料薄片的表面涂覆一层热固性树脂胶；
C.将具有热固性树脂胶的一面贴合到第一织物的表面，固化成型；
D.通过切割除去基板，或者采用不能溶解所述热固性树脂胶、第一织物、和所述硬质材料的有机溶剂溶解所述聚合物薄层以除去基板。
本发明提供的柔性防割防刺面料的制备方法通过在成型硬质薄片的倒置表面涂覆一层热固性树脂胶，使得热固性树脂胶很难渗入基布纱线间隙，一方面节约热固性树脂胶的用量，更为重要的是不损害基布的柔性；此外，本发明的方法对基布表面平整度以及耐热性没有特殊要求，从而可以广泛采用各种基布用作防割防刺面料，降低成本；当硬质薄片与织物复合时，接触到织物凸起纱线的每一片硬质薄片上都有均匀的热熔胶，保证硬质薄片与织物的结合牢度；通过3D打印技术在织物密集地均匀地布置各种复杂形状的硬质薄片，防止出现被刺穿的真空地带。因此，本发明提供的柔性防割防刺面料的制备方法制备的防割防刺面料不仅柔软、穿着舒适，而且硬质材料能够密集均匀分布、不易脱落，不容易出现被刺穿的真空地带，可以实现大规模工业化生产，生产成本低。此外，本发明提供的柔性防割防刺面料的抗切割和抗穿刺效果均非常好，抗切割等级可以达到欧洲EN388：2016标准F等级，抗穿刺等级可以达到欧洲EN388：2016标准4等级。
具体实施方式
一种柔性防割防刺面料的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：
A.采用3D打印技术在基板上或者在具有聚合物薄层的基板上打印具有一定形状的硬质材料薄片，所述硬质材料薄片之间的间隔为0.05-0.5mm；
B.翻转基板，使硬质材料薄片朝下，在所述硬质材料薄片的表面涂覆一层热固性树脂胶；
C.将具有热固性树脂胶的一面贴合到第一织物的表面，固化成型；
D.通过切割除去基板，或者采用不能溶解所述热固性树脂胶、第一织物、和所述硬质材料的有机溶剂溶解所述聚合物薄层以除去基板。
为了尽可能防止热固性树脂胶进入硬质材料薄片之间的间隙，优选地，所述硬质材料薄片之间的间隔为0.08-0.2mm。
在一种优选的实施方式中，所述硬质材料的硬度大于邵氏A 90。
尽管形成硬质材料薄片的材料没有特别限制，优选地，所述硬质材料薄片为金属薄片、热固性树脂薄片或陶瓷薄片。金属薄片或陶瓷薄片可以分别通过3D打印各自组分的粉末形成；金属粉末没有特别的限制，可以优选为钛、铜、镍；陶瓷粉末没有特别的限制，可以优选为氧化铝(AL2O3)，氧化锆(ZRO2)，羟基磷灰石(HAP)，磷酸三钙(TCP)；热固性树脂薄片没有特别的限制，可以采用本领域常用的热固性树脂，优选为环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯或聚酰亚胺。
为了防止硬质材料薄片为刺穿，所述硬质材料薄片的厚度优选为0.1-0.5mm，优选为0.2-0.4mm。
硬质材料薄片的形状没有特别限制，所述硬质材料薄片的形状可以为圆形、椭圆形、六边形、三角形、四边形或五边形；在一种优选的实施方式中，所述硬质材料薄片的形状为六边形、三角形、四边形或五边形，以尽可能减少硬质材料薄片之间的缝隙，这样既可以减少热固性树脂胶渗入该缝隙，也可以防止被刺穿的真空出现。
为了进一步改善穿着舒适性，在另一种优选的实施方式中，所述硬质材料薄片的等效直径为1-5mm，优选为2-4mm。
当具有所述基板的表面具有聚合物薄层时，优选地，所述聚合物薄层由聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚等热塑性树脂形成，所述热固性树脂薄片为环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯或聚酰亚胺，所述有机溶剂为丙酮，氯仿，环己烷、环己酮、氯苯或二氯甲烷；所述热固性树脂胶为环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯或聚酰亚胺，所述第一织物由涤纶、锦纶、芳纶、高强高模聚乙烯纤维编织而成，以防止热固性树脂薄片、热固性树脂胶和第一织物被所述有机溶剂溶解。
为了获得适当的硬质材料的厚度与舒适性，在另一种优选的实施方式中，重复步骤A-D 2-4次，并将每次进行步骤A-D获得的产物粘合在一起。
为了获得适当的硬质材料的厚度与舒适性，在另一种优选的实施方式中，每次进行步骤A-D获得的产物按照硬质材料薄片层和织物层交替的方式粘合在一起。
为了尽可能减少被刺穿的真空地带，在另一种优选的实施方式中，在粘合步骤A-D获得的产品时，使所述硬质材料薄片错位。
为了进一步增加穿着舒适性，在另一种优选的实施方式中，在步骤D后，在所述硬质材料薄片上粘合第二织物。
在另一种优选的实施方式中，所述第二织物与所述第一织物可以相同或不同。
采用本发明提供的方法制备的柔性防割防刺面料，其抗切割等级可以达到欧洲EN388：2016标准F等级，本发明提供的柔性防割防刺面料的抗穿刺等级可以达到欧洲EN388：2016标准4等级，可以广泛应用于各个需要防护领域的防割防刺装备，例如背心、手套、头盔、护膝等。
实施例
实施例1
A.采用3D打印技术在金属基板上打印六边形的钛合金TC4金属薄片，金属薄片之间的间隔为0.2mm，金属薄片的厚度为0.3mm，金属薄片的等效直径为2mm；
B.翻转金属基板，使金属薄片朝下，在金属薄片的表面涂覆一层环氧树脂胶；
C.将具有环氧树脂胶的一面贴合到第一织物(涤纶)的表面，冷却固化成型；
D.通过切割除去基板。
实施例2
A.采用3D打印技术在金属基板上打印四边形的氧化铝陶瓷薄片，陶瓷薄片之间的间隔为0.3mm，陶瓷薄片的厚度为0.5mm，陶瓷薄片的等效直径为4mm；
B.翻转金属基板，使陶瓷薄片朝下，在陶瓷薄片的表面涂覆一层聚酰亚胺胶；
C.将具有聚酰亚胺胶的一面贴合到第一织物(涤纶)的表面，冷却固化成型；
D.通过切割除去基板。
实施例3
A.采用3D打印技术在具有聚合物薄层(聚乙烯)的金属基板上打印六边形的热固性树脂(环氧树脂)薄片，热固性树脂薄片之间的间隔为0.2mm，热固性树脂薄片的厚度为0.3mm，热固性树脂薄片的等效直径为3mm；
B.翻转金属基板，使热固性树脂薄片朝下，在热固性树脂薄片的表面涂覆一层热固性树脂胶聚氨酯；
C.将具有热固性树脂胶的一面贴合到第一织物(涤纶)的表面，冷却固化成型；
D.采用丙酮溶解聚乙烯，除去基板。
实施例4
A.采用3D打印技术在具有聚合物薄层(聚酯)的金属基板上打印六边形的热固性树脂(聚氨酯)薄片，热固性树脂薄片之间的间隔为0.1mm，热固性树脂薄片的厚度为0.2mm，热固性树脂薄片的等效直径为2mm；
B.翻转金属基板，使热固性树脂薄片朝下，在热固性树脂薄片的表面涂覆一层热固性树脂胶聚氨酯；
C.将具有热固性树脂胶的一面贴合到第一织物(涤纶)的表面，冷却固化成型；
D.采用丙酮溶解聚乙烯，除去基板；
重复步骤A-D一次。
性能测试
将实施例1-4制备的柔性防割防刺面料按照欧洲EN388：2016标准进行测试，其均达到抗切割F等级。本发明提供的柔性防割防刺面料的抗穿刺等级均达到欧洲EN388：2016标准4等级。

Claims (11)

1.一种柔性防割防刺面料的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：
A.采用3D打印技术在基板上或者在具有聚合物薄层的基板上打印具有一定形状的硬质材料薄片，所述硬质材料薄片之间的间隔为0.05-0.5mm，所述硬质材料薄片的厚度为0.1-0.5mm；
B.翻转基板，使硬质材料薄片朝下，在所述硬质材料薄片的表面涂覆一层热固性树脂胶；
C.将具有热固性树脂胶的一面贴合到第一织物的表面，固化成型；
D.通过切割除去基板，或者采用不能溶解所述热固性树脂胶、第一织物和所述硬质材料的有机溶剂溶解所述聚合物薄层以除去基板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述硬质材料的硬度大于邵氏A 90。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述硬质材料薄片为金属薄片、热固性树脂薄片或陶瓷薄片。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述硬质材料薄片的形状为圆形、椭圆形、六边形、三角形、四边形或五边形。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述硬质材料薄片的等效直径为1-5mm。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其中，当具有所述基板的表面具有聚合物薄层时，所述聚合物薄层由聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺或聚苯醚形成，所述热固性树脂薄片为环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯或聚酰亚胺，所述有机溶剂为丙酮、氯仿、环己烷、环己酮、氯苯或二氯甲烷；所述热固性树脂胶为环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯或聚酰亚胺；所述第一织物由涤纶、锦纶、芳纶、高强高模聚乙烯纤维编织而成。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，重复步骤A-D 2-4次，并将每次进行步骤A-D获得的产物粘合在一起。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，每次进行步骤A-D获得的产物按照硬质材料薄片层和织物层交替的方式粘合在一起。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，在粘合步骤A-D获得的产品时，使所述硬质材料薄片错位。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤D后，在所述硬质材料薄片上粘合第二织物。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述第二织物与所述第一织物相同或不同。
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