CN208006407U

CN208006407U - 一种轻薄型的复合防护面料

Info

Publication number: CN208006407U
Application number: CN201820286043.4U
Authority: CN
Inventors: 刘星; 李聃阳; 王瑞; 李孟轩; 孙艳丽; 罗小慧
Original assignee: Tianjin Polytechnic University
Current assignee: Tianjin Polytechnic University
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2018-10-26
Anticipated expiration: 2028-03-01

Abstract

本实用新型提供了一种轻薄型的复合防护面料，具有夹心结构，包括表层和芯层，所述芯层包括交替层叠的缓冲层和抗冲击层，所述缓冲层与表层相接。本实用新型所述复合防护面料的表层、芯层中的缓冲层和抗冲击层配合作用，使复合防护面料在保持原有安全防护功能的前提下，同时具备轻薄、舒适的优势。

Description

一种轻薄型的复合防护面料

技术领域

本实用新型属于防护织物技术领域，特别涉及一种轻薄型的复合防护面料。

背景技术

人体力学防护材料的研究经历了由硬质阶段到软质阶段漫长的过程。硬质防护材料一般由金属材料或无机材料制成，金属材料包括特种钢、铝合金等，而无机材料则包括玻璃钢、陶瓷等。硬质防护材料厚重且质地较硬，大大限制了人体活动。高性能纤维的出现使软质防护材料的开发成为一种可能，高性能纤维是指具有高强度、高模量和耐冲击耐剪切的纤维材料，经过紧密编织后，可制成人体防护面料。

然而，现代武器性能不断提高，单层的防护面料已经无法安全抵挡现代武器对人体的伤害，不得不通过增加织物层数的方式来提高人体防护面料的抗冲击性能，而织物层数的增加，势必会导致防护面料厚度增加，影响防护面料的舒适性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轻薄型复合防护面料，本实用新型提供的复合防护面料保持较好抗冲击性能的基础上，还具有灵活轻便，穿着舒适的优势。

为实现以上目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种轻薄型的复合防护面料，具有夹心结构，包括表层和芯层，所述芯层包括交替层叠的缓冲层和抗冲击层，所述缓冲层与表层相接。

优选的，所述复合防护面料的总厚度为8～30mm。

优选的，所述芯层中缓冲层和抗冲击层的厚度比为8:1～1:3。

优选的，所述缓冲层的层数为2～5。

优选的，所述缓冲层的厚度为3～5mm/层。

优选的，所述缓冲层的材质为发泡材料。

优选的，所述抗冲击层的层数为2～3。

优选的，所述抗冲击层的厚度为1～3mm/层。

优选的，所述抗冲击层的材质为剪切增稠流体增强纤维织物。

优选的，所述表层的重量为300～500g/m²。

本实用新型提供了一种轻薄型的复合防护面料，具有夹心结构，包括表层和芯层，所述芯层包括交替层叠的缓冲层和抗冲击层，所述缓冲层和抗冲击层相接。本实用新型所述复合防护面料的表层具有分散冲击能量，固定，增加织物耐磨性等作用，为芯层防护作用的发挥提供基础；芯层中的抗冲击层能吸收和分散局部载荷能量；与抗冲击层层叠的缓冲层具有固定抗冲击层和降低复合防护面料自重的作用。本实用新型所述复合防护面料的表层、芯层的缓冲层和抗冲击层配合作用，使复合防护面料在保持原有安全防护功能的前提下，同时具备轻薄、舒适的优势。实施例结果表明，本实用新型提供的复合防护面料重量为500～700g/m²，能够抵抗600～1000N的外力。

附图说明

图1为实施例1复合防护面料的竖切面结构示意图；

图2为实施例2复合防护面料的竖切面结构示意图；

图中，1为表层，第一表层11，第二表层12，2为抗冲击层，第一抗冲击层21、第二抗冲击层22，3为缓冲层，第一缓冲层31，第二缓冲层32，第三缓冲层为33。

具体实施方式

本实用新型提供了一种轻薄型的复合防护面料，具有夹心结构，包括表层和芯层，所述芯层包括交替层叠的缓冲层和抗冲击层，所述缓冲层和抗冲击层相接。

本实用新型所用材料均为本领域技术人员熟知的市售产品或本领域技术人员熟知的制备方法制备得到的产品。

在本实用新型中，所述复合防护面料的总厚度优选为8～20mm，进一步优选为10～16mm。

在本实用新型中，所述复合防护面料的重量优选为500～700g/m²，进一步优选为620～680g/m²，属于典型的轻薄型复合防护面料；所述复合防护面料能够抵抗得外力优选为600～1000N，进一步优选为700～800N，具有优异得防护功能。

作为本实用新型的一个实施例，如图1所示，本实用新型所述复合防护面料包括第一表层11和第二表层12。在本实用新型中，所述表层的材质优选包括纤维针刺非织造布，所述纤维针刺非织造布的重量优选为300～500g/m²，进一步优选为320～480g/m²。在本实用新型中，所述纤维针刺非织造布用纤维优选包括芳纶纤维或超高分子量聚乙烯纤维。

在本实用新型中，所述纤维针刺非织造布优选为高性能纤维针刺非织造布。在本实用新型中，所述高性能纤维针刺非织造布的拉伸强度优选为80～200MPa，进一步优选为100～180MPa；所述高性能纤维布的密度优选为200刺/cm²～500刺/cm²,进一步优选为200刺/cm²～300刺/cm²；所述高性能纤维针刺非织造布的耐磨性优选为40～80次，进一步优选为60～80次。在本实用新型中，所述表层1具有较高的强度、模量、耐磨性和较低的相对密度，保护缓冲层和抗冲击层免受外界因素干扰的同时，还能分散外界作用力。

本实用新型所述高性能纤维针刺非织造布优选参考以下文献公开的方法制备得到：刘造芳等于2017年在《西安工程大学学报》上发表的“芳纶针刺毡在高温下的孔径分布变化”，或者刘群等2015年在《东华大学学报(自然科学版》发表的“两种不同基布芳纶针刺非织造材料的结构与力学性能的测试评价”。

本实用新型所述复合防护面料包括芯层。作为本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述芯层包括交替层叠的缓冲层31、抗冲击层2和缓冲层32，所述芯层中的缓冲层3与表层1相接。在本实用新型中，所述缓冲层3与表层1通过缓冲层3自身的粘结性相接。在本实用新型中，所述缓冲层3和抗冲击层2的厚度比优选为8:1～1:3，进一步优选为1:1～1:3。在本实用新型中，所述缓冲层3与抗冲击层2交替层叠，利用缓冲层3自身的粘结性能将抗冲击层2固定，为抗冲击层2防护作用的发挥提供稳定条件。

在本实用新型中，所述缓冲层3的层数≥2，优选为2～5。在本实用新型中，所述缓冲层3的厚度优选为3～5mm/层，进一步优选为3.5～4.5mm/层。在本实用新型中，不同层的缓冲层厚度可以相同，也可以不同；当不同层的缓冲层厚度不同时，本实用新型对不同层的缓冲层厚比没有特殊要求。在本实用新型中，所述缓冲层3的材质优选包括发泡材料，所述发泡材料的密度优选为0.01～0.15g/cm³，进一步优选为0.05～0.1g/cm³；所述发泡材料的强度优选为20～50KPa，进一步优选为30～45KPa；所述发泡材料的孔隙率优选为25％～60％，进一步优选为35～50％。在本实用新型中，所述发泡材料包括但不限于聚氨酯发泡。

在本实用新型中，所述发泡材料本身具有优异的粘结性能，能与抗冲击层交替层叠后，可紧密固定抗冲击层，提高抗冲击层的防护功能；本实用新型所述发泡材料具有多孔性，比强度高的特点，对外界冲击力有缓冲作用；同时发泡材料的相对密度小，大大降低复合防护面料的自重，有利于轻薄型复合防护面料获得。

在本实用新型中，所述发泡材料可以参照以下文献公开的方法制备得到：张玄等2017年《塑料工业》上发表的“脂肪族软质聚氨酯泡沫制备及性能”；王轩等2017年在《合成树脂及塑料》上发表的“发泡剂和催化体系对软质聚氨酯泡沫结构和性能的影响”；张文雨等等在《含能材料》上发表的“DBM和BDO为扩链剂的聚氨酯粘合剂性能”以及陈鹏等《层压织物用聚年在《轻纺工业与技术》中发表的“氨酯粘合剂的合成及应用”。也可以采用市售的面料用聚氨酯泡沫。

在本实用新型中，所述抗冲击层2的层数≥1，优选为2～3。在本实用新型中，所述抗冲击层和所述缓冲层的数量配合，抗冲击层比缓冲层数量上少一层。

在本实用新型中，所述抗冲击层2的厚度优选为1～3mm/层，进一步优选为1.5～2.5mm/层，更优选为1.8～2.0mm/层。本实用新型中，不同层的抗冲击层厚度可以相同，也可以不同；当不同层的抗冲击层厚度不同时，本实用新型对不同层的抗冲击层厚度比没有特殊要求。在本实用新型中，所述抗冲击层的材质优选包括剪切增稠流体增强纤维织物，所述剪切增稠流体增强纤维织物优选为高性能纤维织物，例如：芳纶纤维织物，超高分子量聚乙烯纤维织物。在本实用新型中，所述剪切增稠流体增强纤维织物中，剪切增稠流体的浸渍量占纤维织物总重的质量比优选为50％～200％，进一步优选为100％～150％。在本实用新型中，所述剪切增稠流体优选包括分散相和分散介质，所述分散相优选包括二氧化硅或碳酸钙；所述分散介质优选包括低分子有机溶剂或水。在本实用新型中，所述低分子有机溶剂包括但不限于聚乙二醇、乙醇或矿物油。

本实用新型所述剪切增稠流体增强纤维织物可以参考以下文献公开的方法制备得到：山磊等2015年在《物理学报》上发表的“分散介质和温度对纳米二氧化硅胶体剪切增稠行为的影响”或景晓颖等2014年在《玻璃钢/复合材料》上发表的“不同浓度和溶剂对剪切增稠液流变性能的影响”。

作为本实用新型的一个优选的实施例，如图1所示，所述复合防护面料包括表层11、缓冲层31、抗冲击层2、缓冲层32和表层12。在本实用新型的另一个优选的实施例中，如图2所示，所述复合防护面料包括11、缓冲层31、抗冲击层21、缓冲层32、抗冲击层22、缓冲层33和表层12。

为了进一步说明本实用新型，下面结合实施例及附图对本实用新型提供的轻薄型复合防护面料进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例1：

如图1所示，表层材质为300g/m²的芳纶纤维针刺非织造布，抗冲击层的厚度均为1mm，抗冲击层所用纤维织物中，剪切增稠液浸渍量占纤维织物总重的100％；缓冲层的厚度为3mm，发泡材料为聚氨酯泡沫，相对密度为0.1g/cm³；强度为40KPa；孔隙率为35％。缓冲层的横截面积占抗冲击层横截面积的100％。

所得复合防护面料的重量为500g/m²，可抵抗600N的外力。

实施例2：

如图2所示，表层材质为500g/m²的聚乙烯纤维针刺非织造布，抗冲击层的厚度均为1.5mm，抗冲击层所用纤维织物中，剪切增稠液浸渍量占纤维织物总重的120％；缓冲层的厚度均为4mm，发泡材料为聚氨酯泡沫，相对密度为0.08g/cm³；强度为45KPa；孔隙率为33％。缓冲层的横截面积占抗冲击层横截面积的95％。

所得复合防护面料的重量为620g/m²，可抵抗720N的外力。

实施例3：

本实施例的复合防护面料与实施例2相同，不同之处在于，中间抗冲击层的厚度为1mm，与表层连接的抗冲击层的厚度为3mm；缓冲层的厚度分别为3mm和4mm。

所得复合防护面料的重量为680g/m²，可抵抗780N的外力。

由实施例1～3可知，本实用新型提供的复合防护面料能够抵抗600～1000N的外力，具有优异的防护性能，且面料重量为500～700g/m²，属于典型的轻薄型复合防护面料。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种轻薄型的复合防护面料，具有夹心结构，包括表层和芯层，其特征在于，所述芯层包括交替层叠的缓冲层和抗冲击层，所述缓冲层与表层相接；所述缓冲层的材质为发泡材料；所述抗冲击层的材质为剪切增稠流体增强纤维织物。

2.如权利要求1所述的复合防护面料，其特征在于，所述复合防护面料的总厚度为8～30mm。

3.如权利要求1所述的复合防护面料，其特征在于，所述芯层中缓冲层和抗冲击层的厚度比为8:1～1:3。

4.如权利要求1所述的复合防护面料，其特征在于，所述缓冲层的层数为2～5。

5.如权利要求1或4所述的复合防护面料，其特征在于，所述缓冲层的厚度为3～5mm/层。

6.如权利要求1所述的复合防护面料，其特征在于，所述抗冲击层的层数为2～3。

7.如权利要求1或6所述的复合防护面料，其特征在于，所述抗冲击层的厚度为1～3mm/层。

8.如权利要求1所述的复合防护面料，其特征在于，所述表层的重量为300～500g/m²。