CN209039848U - 耐切割制品 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种耐切割制品，包括：耐切割的合成织物；以及附着到该织物的一层聚合物，该聚合物中分散有矿物纤维，该矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约16之间的L/D比，其中该制品具有ISO 13997:1999标准规定的2以上的耐切割性。

Description

耐切割制品
技术领域
本申请一般涉及在聚合物涂层中掺入有矿物纤维的耐切割的聚合物涂覆的织物。
背景技术
Henssen等人的公开号为2013/0125283的美国专利申请描述了在聚合物涂层中具有矿物纤维的制品，其中该纤维据说具有一定范围的L/D比。然而，Henssen的申请仅在实验中给出这些制品中的矿物纤维具有25.6的L/D比。Henssen没有公开或暗示使用5至16的L/D比 (按照Henssen的实施例1中给出的L/D测量方法)比使用17.9的L/D 比的类似矿物纤维具有显著更大的耐切割性。
Henssen也没有公开或暗示聚酰胺/腈涂覆的耐切割聚酰胺织物具有本文所述的耐切割性。
发明内容
在一个实施方案中提供一种耐切割制品，包括：织物(包括耐切割织物或非耐切割织物)；以及附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约16之间的L/D比，其中所述制品具有ISO 13997:1999(或EN388)标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性。该织物可以是合成的、半合成的(例如，聚酯棉)或天然的纤维。该织物可以被成形为制品，如手套，并且这样的制品可以无缝的或缝合的。
在另一个实施方案中提供一种耐切割制品，包括：耐切割的合成织物(包括半合成织物)；以及附着到该织物的一层聚合物，该聚合物中分散有矿物纤维，该矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约16之间的L/D比，其中该制品具有ISO 13997:1999(或EN388)标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性。该织物可以是合成的、半合成的或天然的纤维。
在另一个实施方案中提供一种耐切割制品，包括：(a)耐切割的合成织物，其为70％以上的聚酰胺；以及(b)附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物包含约5％以上的聚氨酯和约60％以上的腈，所述聚合物层中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约27之间的L/D比，其中所述制品具有ISO 13997: 1999(或EN388)标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性，并且其中所述聚合物是通过将中介的凝结剂浸涂到所述织物上，随后固化而附着到所述织物。
在另一个实施方案中提供一种形成耐切割制品的方法，包括： (1)将凝结剂施加到织物上；(2)将聚合物层凝结在所述织物上，所述聚合物层中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约27之间的L/D比；(3)将凝结的聚合物固化；以及(4)获得所述制品，所述制品具有ISO 13997:1999(或EN388) 标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性。
在另一个实施方案中提供一种形成耐切割制品的方法，包括： (1)将凝结剂施加到耐切割的合成织物；(2)在该织物上凝结一层聚合物，该聚合物中分散有矿物纤维，该矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约27之间的L/D比；(3)将凝结的聚合物固化；和(4)获得所述制品，所述制品具有ISO 13997:1999(或EN388) 标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性。
在另一个实施方案中提供一种耐切割制品，包括：(A)织物；和(B)附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约27之间的L/D比，其中所述制品具有ISO 13997:1999(或EN388)标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性，其中所述制品具有指示通过工艺施加的聚合物层的一个或多个特征，在该工艺中将凝结剂施加到所述织物上以使对凝结剂敏感的聚合物分散体凝结，从而形成所述聚合物层。
在另一个实施方案中提供一种耐切割制品，包括：(A)耐切割的合成织物；和(B)附着到该织物的一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8 至约27之间的L/D比，其中所述制品具有ISO 13997:1999(或EN388)标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性，其中所述制品具有指示通过工艺施加的聚合物层的一个或多个特征，在该工艺中将凝结剂施加到所述耐切割的合成织物上，以使对凝结剂敏感的聚合物分散体凝结，从而形成所述聚合物层。
附图说明
可以参考实施方案以能够更详细地理解本发明的上述特征的方式更具体地描述上文简要概括的本发明，其中一些实施方案在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了本发明的说明性实施方案，因此不应将附图视为限制本发明的范围，因为本发明可以允许其他同等有效的实施方案。
图1以截面图示意性地示出本发明的制品的一部分；
图2是说明性的制造程序；
图3示出根据本发明的多个制品的耐切割结果；和
图4A和4B示出根据本发明的制品的耐切割结果。
为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来指示各图中共同的可比元件。附图没有按比例绘制，并且为了清楚起见可能被简化。考虑到，一个实施方案的元件和特征可以有利地并入其他实施方案中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
图1示意性地示出涂覆有聚合物层20的织物10，聚合物层20中分散有纤维22。
本发明的耐切割制品形成在织物支撑件上，如织物手套衬里。该织物可以例如是针织的，机织的或非机织的，和/或无缝的或切割的和缝合的。该织物可以包括例如约70％、80％或85％以上的耐切割纱线(重量比)。耐切割纱线包括例如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，如间位芳纶(meta-aramid)，如或对位芳纶(para-aramid)，如或 (间位和对位芳纶是耐切割的聚酰胺)。可以使用弹性纱线，如或来赋予柔韧性。在实施方案中，织物包括(例如，约70、80或85重量％以上重量比)的聚碳酸酯或玻璃纤维(包括但不限于玻璃纤维纱线织物)。在实施方案中，织物包含约70％、80％或85％以上的聚酰胺耐切割纱线。在实施方案中，织物为约98％以上或约100％的耐切割纱线，如耐切割聚酰胺纱线。
在其它实施方案中，织物是棉花、聚酯棉、聚酯、聚丙烯等或者其混合物。
为了生产该制品，通常将织物装配在成型器上，即固体支撑件，其被成形为支撑制品的最终形状的轮廓。该装配可以使得织物在最终尺寸上稍微拉伸。通常，制品被浸入或已经对其施加凝结剂组合物，如含有硝酸钙、硫酸钙、乙酸或另一种凝结剂的凝结剂组合物。通常，将织物上的凝结剂组合物干燥以除去溶剂。
然后，将成型器上的织物浸入或者对其施加弹性体组合物，该弹性体组合物被配制成在与该凝结剂接触时凝结。可以施加介入或不介入凝结剂应用的附加涂层。在一个实施方案中，第一弹性体涂层包含本文讨论的分散在其中的纤维。在实施方案中，含纤维的弹性体是所施加的唯一弹性体(胶乳)层。
在实施方案中，在热固化之前，通常在含水流体中滤洗(leach) 弹性体层。在热固化之后，在实施方案中，弹性体表面可以被氯化，然后在实施方案中与中和制剂接触。
在图2中示出了说明性的制造过程。在步骤202中，将织物装载到成型器上。在步骤204中，将凝结剂施加到织物上。此步骤与所有标有星号(*)的步骤一样是可选的。在步骤206中，将凝结剂干燥。在步骤208中，向织物施加弹性体。在步骤210中，使过量的弹性体滴落。在步骤212中，将弹性体风干。在另一个选择中，成型器被重新定向，使得具有其涂层的制品主要面向上。步骤214指示步骤204 至212或208至212可以重复一次以上。在步骤216中，对弹性体表面施加纹理。在步骤218中，对制品进行滤洗或漂洗。在步骤220中，通常通过加热使制品固化，以使弹性体交联。
在实施方案中，例如使用本质上是聚酰胺耐切割织物的实施方案，本发明中使用的矿物纤维的L/D比在约8(8:1)至约27(27:1) 之间。在实施方案中，本发明中使用的矿物纤维的L/D比在约9至约 21之间。在实施方案中，本发明中使用的矿物纤维的L/D比在约8或9 至约16之间。L/D比是基于长度L的质量加权平均值和直径D的质量加权平均值取得的。(申请人理解Lapinus Fibers(荷兰)测量L作为质量加权平均值。如果该理解是不正确的，则对于本文所述类型的纤维，L是通过Lapinus Fibres测量的)。
在实施方案中，纤维的直径D(质量加权平均值)为约5至约23 微米，或约5至约12或15微米。在实施方案中，纤维的长度L(质量加权平均值)为约100至约210微米(100×10-6m至210×10-6m)，或约 100至约170微米。
在实施方案中，本发明中使用的矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度。在实施方案中，该矿物纤维的硬度为约5莫氏以上，或约6莫氏。该纤维可以例如均匀分布在聚合物层中。
在实施方案中，弹性体悬浮液中(在凝结和固化之前)的纤维含量为约4％至约18％w/w，如约8％至约16％，或约8.5％至约15.5％或约10％至约14％。在实施方案中，弹性体悬浮液中(在凝结和固化之前)的纤维含量为约4％至约10％w/w，如约5％至约7％。在实施方案中，弹性体悬浮液中(在凝结和固化之前)的纤维含量为约7％至约 13％w/w，如约8％至约12％。
示例性的纤维包括来自Lapinus Fibers(荷兰)的Rockbrake RB215(L＝150，D＝9，L/D＝17)、Rockforce MS603(L＝125，D ＝9，L/D＝14)和Coatforce CF10(L＝125，D＝7，L/D＝18)和来自NYCO Minerals的NYAD MG(L＝207，D＝23，L/D＝9)。
在实施方案中，含有矿物纤维的聚合物涂层的厚度为约0.07mm 至约0.15mm，或约0.5mm至约1.4mm，如约0.7mm至约1.1mm。可以通过显微镜检查代表性的横截面来测量层厚度。弹性体层的内表面可以预期包括许多进入织物中的突起。这些突起可以被忽略，厚度是远离这种突起的代表性的多个位置的平均值。
在实施方案中，织物的厚度为约0.7mm至约4mm，或约0.91mm 至约1.05mm。
弹性体层可以是天然橡胶乳胶(包括Guayule胶乳)、合成橡胶乳胶等以及它们的组合。合成橡胶乳胶可以选自例如由聚氯丁二烯、丙烯腈丁二烯共聚物(NBR或“腈”)(如羧化丙烯腈丁二烯共聚物)、聚异戊二烯、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯、丁基以及它们的组合构成的组。
在实施方案中，具有分散的矿物纤维的弹性体层为约5％以上的聚氨酯和约60％以上的腈(wt)。
本发明的制品具有耐切割性，该耐切割性是按照国际标准ISO 13997：1999的测量方法对制品的涂层侧的具有分散的矿物纤维的聚合物进行切割来测量的。在实施方案中，耐切割性为2.1600克以上。在实施方案中，该制品具有4以上的耐切割性。可以按照国际标准 ISO13997：1999，通过根据需要调整载荷并重新测试以收集5至20mm 切割长度范围中的五个数据点来直接测量具有9.1600克(20毫米)的特别高耐切割性的实施方案。将该值与没有矿物纤维的对照参考进行比较。在实施方案中，该样品的耐切割性为300克(20毫米)。此外，通过将适当的归一化函数应用于各种较高载荷下的结果，可以将切割前的距离归一化为1000克的载荷，具有根据ISO13997：1999 的9.1600克耐切割性的实施方案预计将具有约191.09毫米(1000克) 的耐切割性。
根据本发明的制品可以包括手套，用于切割风险高的活动的衣服(例如摩托车骑行)、夹克、卫衣、裤子、鳄鱼系列(gators)、护腿套、护腕套、前臂套、手臂套、面罩、(balaclava)巴拉克拉法帽等。应当认识到，在一些实施方案中，制品上所选择的高风险表面将用具有分散的矿物纤维的聚合物涂覆。
本文所述的所有范围包括其间的范围，并且可以包含或不包含端点。可选的包括的范围是其间的所述数量级或下一个较小的数量级的整数值(或包括一个原始端点)。例如，如果较低范围值为0.2，则可选的包括的端点可以是0.3、0.4…1.1、1.2等以及1、2、3等；如果较高的范围是8，则可选的包括的端点可以是7、6等，以及7.9、7.8 等。单侧边界值，如3以上，类似地包括所述数量级或较低一个数量级的整数值开始的相容的边界(或范围)。例如，3以上包含4以上， 3.1以上。
在实施方案中，制品具有指示通过工艺施加的聚合物层的一个或多个特征，在该工艺中将凝结剂施加到耐切割的合成织物上，以使对凝结剂敏感的聚合物分散体凝结，从而形成聚合物层。这种指标可以包括例如用于凝结的可检测的凝结盐的存在量大于除了用所述凝结方法之外无法预期的量。这样的指标可以包括例如以在未向织物添加凝结剂时考虑到织物(例如，材料，编织密度等)而预期的数量的未“穿透”(倾向于在织物间隙创建但，限制突破)。穿透是在织物衬里内部形成聚合物的地方。
现在将在以下实施例中描述根据本发明的方法的具体实施方案。这些实施例仅是说明性的，并不意图以任何方式限制本公开的其余部分。
实施例1
通过将用85％聚酰胺纱线制成的手套浸入凝结剂中，使该手套被聚氨酯/腈制剂的混合物覆盖。将凝结剂干燥，然后将手套浸入弹性体制剂中。在120℃将手套硫化约40分钟。将这些手套用作对照参考 (0％纤维)。对含有不同百分比的矿物纤维的制剂进行了相同的处理 (如图3中所示)。
结果示于图3，其中以9.15.7N(或1600克/20mm)测量18％的样品，12％和18％的Rockforce MS603达到4级耐切割性(根据ISO13997： 1999标准)。18％的CoatForce-CF10也达到了4级耐切割性(根据 ISO13997：1999标准为14.4N)。在图3中，Rockforce MS603实现的耐切割性用实心菱形(◆)表示；而CoatForce CF10实现的耐切割性用实心方块(■)表示。图中以水平线表示切割等级≥4。
实施例2
通过将用棉花(切割和缝合)制成的手套浸入凝结剂中，使该手套被聚氨酯/腈制剂的混合物覆盖。将凝结剂干燥，然后将手套浸入弹性体制剂中。在120℃将手套硫化约40分钟。将这些手套用作对照参考(0％纤维)。对含有不同百分比的矿物纤维的制剂进行了相同的处理(如图4A种所示)。
结果示于图4A，其中6％的Rockforce MS603实现了3级耐切割性 (根据EN388标准)。通过ANSI/ISEA，$％和6％实现了3级耐切割性 (<1000克)(图4B)。
可以参考以下编号的实施方案进一步描述本发明：
实施方案1一种耐切割制品，包括：织物；以及附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约16之间的L/D比，其中所述制品具有ISO 13997：1999(或EN388)(ANSI/ISEA)标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性。
实施方案2实施方案1的耐切割制品，其中所述颗粒具有约5至约23微米的质量加权的平均D，或者本文关于任何实施方案描述的其他平均D。
实施方案3实施方案1或2的耐切割制品，其中所述颗粒具有约 100至约210微米的质量加权的平均L，或者本文关于任何实施方案描述的其他平均L。
实施方案4实施方案1-3之一的耐切割制品，其中所述颗粒具有约5莫氏以上的硬度，或者本文关于任何实施方案描述的其他硬度。
实施方案5实施方案1-4之一的耐切割制品，其中所述织物是耐切割的合成织物。
实施方案6一种耐切割制品，包括：耐切割的合成织物，其为 70％以上的聚酰胺；以及附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物包含约5％以上的聚氨酯和约60％以上的腈，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约27 之间的L/D比，其中所述制品具有ISO 13997：1999(或EN388) (ANSI/ISEA)标准规定的2以上或3以上或4或以上的耐切割性，其中所述聚合物是通过将中介的凝结剂浸涂到所述织物上，随后固化而附着到所述织物。
实施方案7实施方案6的耐切割制品，其中所述颗粒具有约5至约23微米的质量加权的平均D，或者本文关于任何实施方案描述的其他平均D。
实施方案8实施方案6或7的耐切割制品，其中所述颗粒具有约 100至约210微米的质量加权的平均L，或者本文关于任何实施方案描述的其他平均L。
实施方案9实施方案6-8之一的耐切割制品，其中所述颗粒具有约5莫氏以上的硬度，或者本文关于任何实施方案描述的其他硬度。
实施方案10一种形成耐切割制品的方法，包括：将凝结剂施加到织物上；在所述织物上凝结一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约27 之间的L/D比；将凝结的聚合物固化；以及获得所述制品，所述制品具有ISO 13997：1999(或EN388)(ANSI/ISEA)标准规定的2以上、或3以上或4以上的耐切割性。
实施方案11实施方案10的方法，其中所述颗粒具有约5至约23 微米的质量加权的平均D，或者本文关于任何实施方案描述的其他平均D。
实施方案12实施方案10或11的方法，其中所述颗粒具有约100 至约210微米的质量加权的平均L，或者本文关于任何实施方案描述的其他平均L。
实施方案13实施方案10-12之一的方法，其中所述颗粒具有约5 莫氏以上的硬度，或者本文关于任何实施方案所述的其他硬度。
实施方案14.实施方案10-13之一的方法，其中所述织物是耐切割的合成织物。
实施方案15一种耐切割制品，包括：织物；以及附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约27之间的L/D比，其中所述制品具有ISO 13997：1999(或EN388)(ANSI/ISEA)标准规定的2以上或3以上或4以上或5以上的耐切割性，其中所述制品具有指示通过工艺施加的聚合物层的一个或多个特征，在该工艺中将凝结剂施加到所述耐切割的合成织物上，以使对凝结剂敏感的聚合物分散体凝结，从而形成所述聚合物层。
实施方案16实施方案15的耐切割制品，其中所述颗粒具有约5 至约23微米的质量加权的平均D，或者本文关于任何实施方案描述的其他平均D。
实施方案17实施方案15或16的耐切割制品，其中所述颗粒具有约100至约210微米的质量加权的平均L，或者本文关于任何实施方案描述的其他平均L。
实施方案18实施方案15-17之一的耐切割制品，其中所述颗粒具有约5莫氏以上的硬度，或本文关于任何实施方案描述的其他硬度。
实施方案19实施方案15-18之一的方法，其中所述织物是耐切割的合成织物。
本文描述的本发明是指示弹性制品的突破或混杂及其形成方法。虽然上面已经讨论了一些实施方案，但是其他实现和应用也在所附权利要求的范围内。尽管已经参考特定实施方案描述了本发明，但是应当理解，这些实施方案仅仅为了说明本发明的原理和应用。因此，应当理解，可以对说明性实施方案进行许多修改，并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以设计出其他布置。
在本说明书中引用的出版物和参考文献，包括但不限于专利和专利申请，整体或者所引用的整个部分并入本文作为参考，好像每个单独的出版物或参考文献被具体和单独地指示通过完整阐述并入本文作为参考。本申请要求优先权的任何专利申请也以上述用于出版物和参考文献的方式并入本文作为参考。

Claims (15)

1.一种耐切割制品，包括：
织物；以及
附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约14之间的L/D比，
其中所述制品具有EN388标准规定的2以上的耐切割性。
2.根据权利要求1所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约5至约23微米的质量加权的平均D。
3.根据权利要求1或2所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约100至约210微米的质量加权的平均L。
4.根据权利要求1所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约100至约170微米的质量加权的平均L。
5.根据上述权利要求中任一项所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约5莫氏以上的硬度。
6.一种耐切割制品，包括：
耐切割的合成织物；以及
附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约16之间的L/D比，
其中所述制品具有EN388标准规定的2以上的耐切割性，并且其中所述聚合物是通过将中介的凝结剂浸涂到所述织物上，随后固化而附着到所述织物。
7.根据权利要求6所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约100至约210微米的质量加权的平均L。
8.根据权利要求7所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约100至约170微米的质量加权的平均L。
9.根据权利要求6或7所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约5莫氏以上的硬度。
10.一种耐切割制品，包括：
织物；以及
附着到所述织物的一层聚合物，所述聚合物中分散有矿物纤维，所述矿物纤维具有约4莫氏以上的硬度并且具有约8至约16之间的L/D比，
其中所述制品具有EN388标准规定的2以上的耐切割性，其中所述制品具有指示通过工艺施加的聚合物层的一个或多个特征，在该工艺中将凝结剂施加到所述耐切割的合成织物上，以使对凝结剂敏感的聚合物分散体凝结，从而形成所述聚合物层。
11.根据权利要求10所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约5至约23微米的质量加权的平均D。
12.根据权利要求10或11所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约100至约210微米的质量加权的平均L。
13.根据权利要求12所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约100至约170微米的质量加权的平均L。
14.根据权利要求10、11和13中任一项所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约5莫氏以上的硬度。
15.根据权利要求12所述的耐切割制品，其中所述矿物纤维具有约5莫氏以上的硬度。
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