具有高强度纤维和热塑性纤维的双层织物结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及具有编织织物结构的防穿透制品，所述编织织物结构具有高强度 纤维和热塑性纤维，所述高强度纤维具有根据ASTMD-885至少IlOOMpa的强度。
【背景技术】
[0002] 迄今为止，预浸渍处理（预浸料坯）被用于由高强度纤维织物层构成的防穿透制 品的生产，在处理过程中，膜或树脂被施加到织物层上。在压延工序后，几个预浸渍织物层 在高的温度和压力下层叠并压紧以产生所希望的材料，例如加强板材。该方法会导致一些 问题。压延至高强度纤维织物上的材料含有溶剂。在正常大气条件下，该溶剂迅速扩散，使 得树脂膜老化。为了避免这点，预浸渍织物的冷却运输和冷却储存是必要的。另外，织物层 在小半径内的悬垂性较低。织物层的压延也很贵。额外的制造步骤花费时间和能量，并且 在机器和树脂膜之间需要释放层以避免涂覆材料粘附到制造机器的零件上，还会粘附至下 一卷层（当产生卷材时）。通过一纺织工程解决方案可避免预浸渍处理，在该解决方案中， 热塑性纱线和高强度纱线纺织在一起，使得在升高的温度和压力下压紧和成型由一些织物 层构成的制品时，热塑性物质变成流体，并且像粘合剂一样将织物层连接在一起。
[0003] 已知也用于防弹的由数个织物层构成的制品。也已知在这些织物层之一中使用由 热塑性和高强度纤维制成的混合织物。
[0004] US5, 168, 006描述了一种织物，其中热塑性和高强度纤维在压紧前编织在一起以 形成模块化材料。这里两根纤维分别作为在经轴系统中的经线和炜线被平行地编织。织物 的特征在于具有高的热塑性材料含量。
[0005] 也已知通过纺织工程措施来避免预浸渍处理。
[0006] EP0417827描述了由热塑性纤维和高强度纤维构成的织物，所述织物可作为预浸 渍材料以生产例如防护服（头盔）。预处理热塑性纤维和高强度纤维结合以形成随后进行 编织的纤维束，其中高强度纤维优选占织物的40-60%。
[0007] 然而，在公开文件中所描述的制品都具有缺点：仅仅具有较低的防穿透效果，并且 制品的悬垂性也较低。后一效果的主要原因是织物的高的热塑性材料含量。
[0008] 文献DE10 2011 102 342描述了具有至少一个双层的多层纺织品。这种多层纺 织品的第一层含有加强线，而所述多层纺织品的第二层含有基体线。在多层纺织品【0009】 中加强线应具有结构化的配置，由此例如形成无屈曲的织物。两个层使用连接纱线结合在 一起。文件没有描述设置在所述结构中的加强线形成加强线的织物。先进的同步织物结构 (在EP0408830中所描述的）在【0016】中被作为多层纺织品的一个优选实施例被提及。 在这种结构中，加强线形成彼此交叉的两个无屈曲织物层，且基体线通过交织的上炜线或 下炜线将加强线保持在一起。基体材料因而位于加强线之间。根据专利DE10 2011 102 432的发明的目的是基体线的理想均匀分布，使得当基体材料熔化时，加强纤维的每一单丝 被基体材料润湿。为了实现这点，加强线必须不具备织物的形式，因为否则在织物的交叉点 基体材料不可能均匀分布。另外，基体材料往该加强纤维织物中的渗透更为困难。在该文 件中所描述的平坦织物可以用作飞机、汽车或其它交通工具的外皮【0022】。由于加强纤维 的长丝被基体材料均匀地润湿，弹道保持能力会显著下降，因此，DE10 2011 102 432的材 料不能用于防弹目的。
【发明内容】
[0009] 因而本发明的目的是消除或者至少减少现有技术所描述的缺点。
[0010] 所述目的通过防穿透制品实现，所述制品至少包括具有热塑性纤维和高强度纤维 的编织织物结构，所述高强度纤维具有根据ASTMD-885至少为IlOOMPa的强度，其中高强 度纤维一起构成编织织物结构的第二编织织物，热塑性纤维位于第二织物之上、并通过至 少一个经线和/或炜线连接至第二织物，热塑性纤维相对于双织物重量的重量百分比为 5%至 35%。
[0011] 热塑性纤维优选地以第一编织织物的形式或者以无屈曲织物的形式存在于编织 织物结构中。如果热塑性纤维以无屈曲织物的形式存在，则所述热塑性纤维优选形成单向 无屈曲织物。单向无屈曲织物应当被理解为是指：纤维（单丝或复丝）在一个平面内大致 彼此平行地布置。
[0012] 在热塑性纤维以第一编织织物的形式存在时，编织织物结构的第一和第二织物优 选通过第一织物层的经线和/或炜线（即通过热塑性纤维）结合至第二织物（由高强度纤 维构成）。这意味着高强度纤维的织物通过热塑性纤维被结合至热塑性纤维的织物。
[0013] 在热塑性纤维作为无屈曲织物（优选作为单向无屈曲织物）存在于编织织物结构 中时，连接优选通过第二织物的至少一个经线和/或炜线完成。这意味着高强度纤维的织 物通过高强度纤维的经线和/或炜线被结合至热塑性纤维的无屈曲织物。
[0014] 在两个实施例中（热塑性纤维作为编织织物或者无屈曲织物存在），高强度纤维 的第二织物通过编织连接被结合至热塑性纤维。在第二织物层和热塑性纤维之间不需要另 外的结合线或者另外的非纺织连接媒介（例如粘合膜或者薄片）以用于连接。热塑性纤维 有利地不编织至高强度纤维织物中，以使得高强度纤维能在它们的织物层中移动。这极大 地改进了高强度线的弹道保持能力（ballistischeHalteleistung)。更有利的是，热塑性 纤维位于高强度纤维织物之上。在热塑性纤维熔化期间，在高强度纤维织物层的表面上形 成一薄的热塑性材料涂覆层，但是热塑性材料不渗透高强度纤维的织物层（即高强度纤维 的织物层没有被熔化的热塑性材料预浸渍）。该效果也改进或保持了在织物中的高强度纤 维的弹道保持能力（撞击时的可控制脱层是可能的）。
[0015] 为了简化说明书的阅读，编织织物结构的第一编织织物在进一步的描述中也被称 作是第一织物层（热塑性织物层），编织织物结构的第二编织织物也被称作是第二织物层 (高强度织物层）。
[0016] 编织织物结构形成双织物。双织物被理解为两层编织织物层，每一层自身是编织 的，但是彼此之间通过连接点接触。通过双织物层，存在有两个编织织物层，例如，一层可位 于另一层之上。但是，双织物也被理解为这样的编织织物，其中另一层单向性纤维位于此编 织织物层之上，并且该另一层单向纤维通过织物层的经线和/或炜线结合至编织织物层。 在这种情况下，双织物被称作为1. 5双织物。
[0017] 在下面的描述中，同义地使用术语编织织物结构和双织物。
[0018] 相对于双织物的重量，热塑性纤维的重量百分比优选为8 %至20%，更优选为 10%至 15%。
[0019] 所述的热塑性纤维的重量百分比因而导致了优选几乎没有第一编织织物层的热 塑性纤维或者热塑性纤维（热塑性层）的第一无屈曲织物层。热塑性物质占双织物总重量 的份额应选择为较低，以使得高强度纤维占较高的比例。热塑性层的主要功能在于结合高 强度纤维的第二织物层与其它（另外）的织物层以形成防穿透制品。在另一方面，高强度纤 维第二织物的功能主要是影响制品的强度和弹性。当在防弹制品中使用编织织物结构时， 高强度纤维的第二织物决定了防弹制品的防弹能力。
[0020] 高强度纤维优选具有双织物总重量65% - 95%的份额，更优选地为80-95%，最 优选地为至少85-90%。高强度纤维的重量百分比优选使得几乎全部都是第二织物层（高 强度织物层）的高强度纤维。因此，在双织物的第二织物中几乎全部都是根据ASTMD-885 至少为IlOOMPa强度的高强度纤维，最优选地为全部都是。
[0021] 由高强度纤维形成的第二织物优选地通过连接点结合至热塑性纤维。在热塑性 纤维和高强度织物之间，面积为IOOcm2的双织物优选地具有20至150个连接点。面积为 IOOcm2的双织物在热塑性纤维和高强度织物之间更优选地具有30至50个连接点。
[0022] 当热塑性纤维为位于编织织物结构中的第一编织织物，双织物的两个织物层优选 地通过它们的经线和/或炜线彼此接触，这样不需要使用另外的接触线。例如，第一织物层 (热塑性织物层）的每四个经线可在离散的点处和第二织物层（高强度织物层）的炜线编 织。这些离散的连接点可以在双织物中规律地或者随机地出现。
[0023] 当高强度纤维形成第一织物层时，用于结合热塑性纤维和第二织物层（高强度 织物层）的连接点优选为层间连接（也称作"Anbindungen"或者"Abbindungen"）。炜 线-至-经线的连接（"Anbindung"）应当被理解为较低织物层的炜线结合至较高织物层 的经线。例如，第一和第二织物层可通过连接第二织物层（高强度织物层）的炜线至第一 织物层（热塑性织物层）的经线而结合。经线-至-炜线的连接（"Abbindung"）应被理 解为在较低织物层的经线和较高织物层的炜线之间存在有连接。例如，第一和第二织物层 可通过经线-至-炜线连接、其中使第二织物层（高强度织物层）的经线结合至第一织物 层（热塑性织物层）的炜线而结合。
[0024] 双织物中每单元面积的连接点的个数也会影响防弹元件的悬垂性。双织物中第一 织物层（热塑性织物层）和第二织物层（高强度织物层）之间的连接点越少，在压紧前和 压紧期间双织物的悬垂性越高。然而，相比于连接点的数目，热塑性材料和