由强化多层材料制成的具有改进食指精度的手套的制作方法

本实用新型涉及一种包括多层材料的装备，所述多层材料经过强化以提供抗切割和/或抗磨损性能。

背景技术：

此处提供的“背景技术”描述是为了一般地呈现本实用新型的背景环境。该背景技术部分在一定程度上所描述的当前署名发明人所做的工作，以及本实用新型的在提交时未另外地限定为现有技术的方面没有被明确地表述或暗示作为相对于本实用新型的现有技术。

在很多行业和专业中都需要这样一种防护性佩戴物，其耐切割并且/或者耐磨损，并且对于佩戴者来说重量轻而且舒服。从爬过暖通空调系统(HVAC)通风井的维修工人到参加各种运动赛事的周末战士再到需要面对持刀攻击者的警察，很多人在从事他们的日常活动时都需要防护以避免割伤和刮伤。

但是，之前的防护服都很笨重而且对于佩戴者来说并不舒服，不透气也不能将来自佩戴者皮肤的过量水蒸气排放出去，还会降低佩戴者的预期动作精确性，也就是说，佩戴者无法进行有效的运动、反应、交互等。

技术实现要素：

前述段落是一般性的介绍，并不限制下面权利要求的范围。结合附图参照以下具体实施方式将能更好地理解所描述的实施例以及其他优点。

所公开主题的一个目的是克服已知防护手套的这些以及其他缺点。

所公开主题的另一个目的是提供一种由多层材料制成的皮革服装，例如皮革手套，其中外层是皮革。

所公开主题的这些以及其他目的是提供一种强化多层材料，其包括：外层，所述外层优选被构造成耐损伤的；第一内层，所述第一内层包括由耐切割且耐磨损的复合纱制成的织物，并且重量轻、耐损伤，允许空气和水蒸气从中流过；以及可选的第二内层，其中所述第一内层位于外层和第二内层之间。还提供一种由所述材料制成的防护服，如手套。

本实用新型还可提供一种利用所公开主题的手套来保护手套佩戴者的手部免受伤害的方法。所述方法包括：设置与佩戴者的手部直接接触的手套的第一内层，所述第一内层包括能够防止手套佩戴者免受伤害的重量轻的、耐切割并且/或者耐磨损的材料；以及设置位于第一内层上的外层，所述外层的耐损伤性不如所述第一内层。在另一实施例中，所述方法还可包括设置位于佩戴者的手部与所述第一内层之间的第二内层，用于增强舒适性和感觉。

本实用新型还可提供一种利用所公开主题的手套来增强手套佩戴者食指的灵活性、可控制性、敏感性等的方法。所述方法包括：设置与佩戴者的手部直接接触的手套的第一内层，所述第一内层包括能够防止对手套佩戴者造成伤害的重量轻的、耐切割并且/或者耐磨损的材料；以及在除了所述第一内层覆盖佩戴者食指的位置之外的所述第一内层上设置外层。

附图说明

通过结合附图来考虑下面的具体实施方式可以更好地理解从而更易于全面地领会本实用新型的内容及其优势。

图1示出根据所公开主题的一个或多个实施例的处于背向手掌位置的手套的俯瞰视图。

图2示出根据所公开主题的一个或多个实施例的处于面向手掌位置的手套的俯瞰视图。

图3示出根据所公开主题的一个或多个实施例的不具有内衬的手套的纵向视图。

图4示出根据所公开主题的一个或多个实施例的具有内衬的手套的纵向视图。

具体实施方式

以下结合附图的描述旨在描述所公开主题的各种实施例，不一定呈现仅一个或多个实施例。在某些情况下，为了理解所公开的主题，所述描述包括具体细节。但是，本领域技术人员容易得知，这些实施例可以在不具有这些具体细节的情况下得以实施。在一些情况下，众所周知的结构和构件会以框图的形式示出，以避免模糊所公开主题的构思。

整个说明书中所用的“一个实施例”或“一实施例”的意思是结合一实施例描述的特定特征、结构、特性、操作、或功能被包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此，说明书中出现的任何语句“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定是指同一实施例。另外，所述特定特征、结构、特性、操作、或功能也可以任何适合的方式结合在一个或多个实施例中。此外，所公开主题的实施例可以并且确实涵盖所描述实施例的改型和变化。

必须说明的是，说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”包括多个对象，除非本文另有明确说明。也就是说，除非另外明确指出，本文中使用的词语“一”和“一个”等具有“一个或多个”的意思。此外，应该理解的是，本文中可能使用的诸如“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“侧”、“高度”、“长度”、“宽度”、“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”等术语仅仅是描述参考点，不一定将所公开主题的实施例限定为任何特定朝向或构型。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅仅是用于识别本文所描述的若干部分、构件、参考点、操作和/或功能中的一个，同样，也不一定将所公开主题的实施例限定为任何特定构型或朝向。

本文使用的术语“纤维”是指纱和织物的组件中所用的基本构件。一般而言，纤维是其长度尺寸远大于其直径或宽度的构件。该术语包括带、条、毛丛(staple)、以及具有规则或不规则截面的其他形式的砍碎的、切断的、或不连续的纤维等。“纤维”还包括以上所述任意一种的多个或以上所述的组合。

本文中使用的术语“高性能纤维”的意思是具有大于10g/denier的高韧度值的合成或天然非玻璃纤维的等级，所述高韧度值使得它们可以用于需要高耐磨损性和/或高耐切割性的应用。通常，高性能纤维在最终纤维结构中具有很高的分子取向度和结晶度。

本文中使用的术语“丝(filament)”是指无限长或极长的纤维，例如天然存在的丝。该术语还指通过挤出工艺等生产的制成纤维。构成纤维的各单丝可具有以下各种截面中的任意一种：包括圆形的、锯齿形或钝齿(crenular)形的、豆形的等。

本文中使用的术语“充分混合(intimate blend)”是指至少两种类型纤维的混合物，其中，所述混合物是以这样一种方式形成的：每种类型纤维的单丝都大体与另外类型的单丝完全交混，以提供纤维的大体均质混合物，其充分缠结以在进一步的加工和使用中保持完整性。

本文中使用的术语“抻断(stretch broken)”是指这样一种加工过程：通过热拉伸来抻断纤维以形成短纤维长度，而不是通过切割，以防止切割过程造成一些损害。

本文中使用的术语“纱(yarn)”是指一股连续的纺织纤维、丝或适于编织、纺织、或通过其他方式交织形成纺织纤维的材料。纱可以体现为各种形式以包括：细纱(spun yarn)，其由通常捻结在一起的短纤维构成；多丝纱，其由很多连续的丝或股构成；或者单丝纱，其构成单股。本文中使用的“混纺纱”是指包括至少两种不同类型纤维的充分混合物的纱。

本文中使用的术语“经纱(end)”是指在制备多经纱中使用的单纱股(yarn ply)。可以通过捻合在一起、在结合的经纱周围缠绕缠盖(cover wrap)、或者通过下文所述的空气交络来将两经纱或更多经纱放在一起。

术语“复合纱”是指通过可以相同或不同的两根或更多根纱制备成的纱。复合纱可以具有各种形式，其中，所述两根或更多根纱相对于彼此处于不同朝向。所述两根或更多根纱可以例如是平行的、一根围绕其他根缠绕的、捻合在一起的、或者以上任意或所有的组合、以及其他朝向，这取决于需要的复合纱特性。此类复合纱的示例提供于以下专利中：美国专利No.4777789、No.4838017、No.4936085、No.5177948、No.5628172、No.5632137、No.5644907、No.5655358、No.5845476、No.6212914、No.6230524、No.6341483、No.6349531、No.6363703、No.6367290以及No.6381940，以上所述专利的内容通过引用合并于此。

本文中使用的术语“空气交络(air-interlacing)”是指将多股纱置于空气射流中以使多股结合并从而形成间断地掺和在一起的单股。该处理方法有时被称为“空气粘结(air tacking)”。该术语并不是指本领域所理解的空气压缩多丝纱以促进其进一步加工尤其是编织加工的方法的“混合(intermingling)”或“缠绕(entangling)”加工。通常已混合的纱股不与其他纱结合。相反，各多丝股在单股的约束内彼此缠绕。该空气压缩用作使纱定型的替代以及提供改进的抗粘性的方法。该术语也不是指众所周知的用于增加单纱股或多纱股的体积的空气组织化(air texturizing)。用于空气交络复合纱的方法以及适当的设备在美国专利No.6349531、No.6341483以及No.6212914中进行了描述，所述专利的相关部分通过引用合并于此。

本文中使用的术语“复合织物”是指由两种或更多种不同类型的纱或复合纱制备而成的织物。该织物结构可以是任何类型，包括但不限于编织(woven)、针织(knitted)、非编织等。所述两种或更多种不同类型的纱或复合纱包括但不限于由天然纤维、合成纤维及其组合制成的那些。

本文中使用的术语“复合品”是指包括至少两种不同类型材料的成品。所述复合品可以由复合织物制备而成，或者可以由包含仅一种类型纱但利用不同材料制成的纱或缝纫线放在一起的传统织物制备而成。替代地，传统织物可以利用复合纱缝在一起成为缝纫线。复合品可以是任何形式，包括但不限于手套、围裙、袜子、过滤器、衬衫、裤子、内衣、单体式连身衣等。所有这些类型的物品以及本领域技术人员容易得知的其他替换物品包括在本实用新型的定义“复合品”中。

为方面起见，本文中使用的术语“纱构件”涵盖纤维、单丝、多丝以及纱。

所公开的主题涉及多层材料，其中，所述材料的外层提供一个或多个优点，例如耐损伤、外形美观、颜色理想等，同时第一内层包括耐切割且/或耐磨损织物，所述耐切割且/或耐磨损织物由至少一种耐切割且/或耐磨损纱制成，可通过任何方式组装。适合的耐切割且/或耐磨损织物包括编织、针织以及非编织织物。可以用于制备耐切割且/或耐磨损织物的适合的复合纱包括但不限于以上通过引用并入的那些。每个所述专利公开了非常适合用于本文公开的第一内层的耐切割且/或耐磨损织物的复合纱和织物。每种所述复合纱具有以下特点中的一种或多种：结实、重量轻、易于编织成织物、耐损伤、能够允许空气和水蒸气流过、以及能够防止或降低佩戴者的由所述织物覆盖的一部分身体受到切割伤害或磨损伤害的危险。

所公开主题的多层材料可包括一个或多个附加内层，所述附加内层既可以位于第一内层和外层之间，也可以位于第一内层的远离外层的一侧，或者二者均可。这些附加内层可由任何理想材料制成，包括但不限于由天然或合成纤维制成的织物(所述天然或合成纤维例如棉花、人造丝(rayon)、丝绸、涤纶、以及尼龙)、动物皮和毛皮、甚至聚合物，诸如乳胶。

在所公开主题的多层材料中，第一内层和外层直接或通过中间材料层附接至彼此。在所公开主题的背景中，术语“附接”可以指在单个位置或多个位置的(直接或间接)附连，到第一内层与外层的彼此面对的层的侧面基本完全接触和附接的附连。所述附接可以通过任何足以避免层之间分离的方法来实现，优选将所述层缝合在一起或者利用粘合剂。

可选的一个或多个附加层还优选通过类似技术附接至相邻的一层或多层。这些附加的一层或多层优选用于为佩戴者提供更好的感觉(在是手套或类似衣物的情况下)，以在需要时提供增加的温暖性甚至提供防水性。用于所述一个或多个附加层的材料的选择取决于所寻求的属性，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。

在所公开主题的其他实施例中提供了一种服装，其具有诸如皮革的外层，第一内层附接至所述外层的下侧，其中，第一内层由利用耐切割且耐磨损的复合纱形成的织物制成。可选的第二内层可以用在佩戴者与第一内层之间以在需要的情况下提供更好的舒适性以及感觉。第二内层可由任何理想材料制成，例如丝绸、棉花、羊毛、或其他典型的衣物纤维。所述服装优选是手套，并且特别适合用于佩戴者与地面之间有高速接触风险的高危险性活动，例如骑摩托车，或者佩戴者与诸如刀的尖锐物体之间有接触风险的高危险性活动。

需要注意的是，在本实用新型的各种实施例中，一个或多个内衬或层可以允许水蒸气从中流过，或者可以允许空气从中流过。通过这种布置，使得所述防护构件的佩戴者皮肤上的汗液能够蒸发、或者所述防护构件的佩戴者能够冷却，无需脱掉所述防护构件。

在本实用新型的一个优选实施例中，提供一种耐切割性显著提高的皮革手套，其第一内层由利用耐切割且/或耐磨损的复合纱形成的织物制成。发明人已经发现，即使用剃刀在由本实用新型的多层材料制成的展平皮革手套上划过，也没有刺透或切开所述耐切割且/或耐磨损复合纱织物，即使在皮革外层被割开的情况下。该测试是在诸如桌面的硬表面上进行的，与由诸如警察等人员佩戴时将剃刀划过手套相比，这会更加易于切割由所述复合纱制成的织物。所述耐切割且耐磨损性能由本实用新型的多层材料提供，从而可以为佩戴者提供增加的安全层，同时保持理想的舒适性。

前述基于复合纱的手套已经在以上提及的有关复合纱的各专利中推荐。但是，这些手套通常是由所述复合纱直接针织而成，虽然提供足够的切割防护，但是并不美观，因为既没有本实用新型所要求的外层，也没有用于舒适性目的的可选的一个或多个附加层。

由于本实用新型的外层中所用的诸如皮革或芳纶等材料提供的防护，第一内层可以由具有较小的整体纱尺寸的复合纱制成，优选具有300至5000的复合纤度，更优选具有400至4500的复合纤度，包括其中的所有子范围。这使得所述耐切割且/或耐磨损层可以更轻、更柔，并且还可以提供足够的耐切割和/或耐磨损性，尤其是与所述外层的防护性相结合时。

所公开主题的高性能纤维可以是任何理想的高性能纤维。所述高性能纤维优选包括高分子量聚烯烃，尤其是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或高分子量聚丙烯、芳纶、高分子量聚乙烯醇、高分子量聚丙烯腈、液晶聚酯、或它们的混合物或共聚物。所述高性能纤维还可以是纤维掺和物，例如美国专利No.7214425中所公开的那些，所述专利通过引用合并于此，其中，优选包括高性能纤维作为与一种或多种其他纱掺和的抻断纤维，如果需要的话，其也可以是高性能纤维本身。

通过引用合并于此的美国专利No.4457985一般性地讨论了高分子量聚乙烯和聚丙烯纤维。当为聚乙烯时，适合的纤维具有至少150000，优选至少400000，更加优选至少一百万，最优选介于两百万与五百万之间的分子量。这种伸展链聚乙烯(ECPE)(或者超高分子量聚乙烯，UHMWPE)纤维可以是在美国专利No.4137394或No.4356138所描述的溶液中生长的，或者可以是通过溶液旋纺以形成凝胶结构的丝，如德国公开文献3004699和英国专利2051667中所描述的，尤其是美国专利No.4551296中所描述的，所述专利通过引用合并于此。如本文中使用的，术语聚乙烯优选是指主要为线性的聚乙烯材料，可含有少量的每100主链碳原子不超过5个修改单位的链分支或共聚单体，还可含有与其混合的不超过约50％重量百分比的一种或多种聚合物添加剂，例如烯烃-1-聚合物，特别是低密度聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯、含有单烯烃作为主要单体的共聚物、氧化聚烯烃、聚烯烃接枝物共聚物以及聚甲醛、或者低分子量添加剂，例如润滑剂、染色剂等，其通过引用一般地合并于此。取决于形成技术、牵伸比和温度以及其他条件，可以使这些纤维具有各种特性。所述纤维的韧度应该为优选至少15g/d，更优选至少20g/d，再优选至少25g/d，最优选至少28g/d。类似地，如通过Instron拉力试验机测得的丝的拉伸模量优选为至少300g/d，更优选为至少500g/d，再优选为至少1000g/d，最优选为至少1200g/d。拉伸模量和韧度的这些最高值仅能够通过采用溶液生长工艺或凝胶纤维工艺一般性地获得。例如，由Honeywell公司商业化生产的品名为SPECTRA或者由DSM商业化生产的品名为DYNEEMA的具有中度高模量和韧度的超高分子量聚乙烯丝是尤其有用的。

现在参照附图，其中相同的附图标记指代所有各种视图中的相同或对应部件。

图1示出所公开主题的一个或多个实施例中手套100的手背侧。手套100可包括外层145。外层145可由例如皮革制成。外层145可包括附接至外层145的底侧的第一内层105，其中，第一内层105由通过本文所述的耐切割且耐磨损复合纱形成的织物制成。第一内层105可以完全覆盖手套100佩戴者的手部。外层145可以覆盖手套100佩戴者手部的至少一部分。更具体地，外层145不覆盖佩戴者的食指。外层145可以延伸到至少越过第三指关节但不越过第二指关节的一点处。佩戴者的食指不被外层145覆盖是由于各种性能和舒适性原因，这在非常高风险环境下至关重要。例如，佩戴者的食指上不包括外层145可以显著改善佩戴者食指的敏捷度。对于需要控制枪械的警察、军人等来说敏捷度是非常重要的，食指是佩戴者的与枪械的扳机最频繁交互的手指。围绕食指的外层145会妨碍运动范围、敏感性等，并且/或者额外的材料会卡住、悬挂，增加额外体积，或者通常会减缓食指的运动。但重要的是，外层145出于各种原因仍然可以覆盖佩戴者的手部的剩余部位，所述原因包括美观、一致、温暖、内置填充(built in padding)等。

手套100可包括软指关节垫110，其覆盖中指、无名指以及拇指的第一指关节和第二指关节以对指关节提供进一步的任何接触防护。软指关节垫110可以整合到外层145中。手套100还可包括硬指关节保护器115，其覆盖食指、中指、无名指、小指中每个的第三指关节。硬指关节保护器115可以是任何刚性防护材料，优选为塑料或金属，更优选为选自聚碳酸酯的塑料或类似的刚性塑料。硬指关节保护器可以是一体式材料，其覆盖食指、中指、无名指和小指中每个的第三指关节，没有间隔并且具有舒适地覆盖每个第三指关节的轮廓。更具体地，硬指关节保护器115的高度可以升高越过指关节，也可以降低位于指关节之间。硬指关节保护器115可以用于防御性目的，因为所述指关节保护器115可以保护第三指关节免受切割/磨损、徒手格斗中的强力接触(例如，打拳)等。此外，硬指关节保护器可以出于攻击性目的用作硬材料，其可以对硬指关节保护器115所接触的任何东西造成更大伤害。

手套100还可包括保护垫120。所述保护垫120可覆盖手套100佩戴者手背的至少一部分，以对与佩戴者手背的任何接触提供额外缓冲。

手套100还可包括可调腕带130以调节手套100围绕手腕的松紧度，从而将手套100固定至佩戴者并防止手套100意外掉落。关于腕带130，手套100还可包括连接带135，其可通过尼龙搭扣(Velcro)形成固定连接，例如，调整腕带130的尺寸，以及将腕带130固定至手套100佩戴者可以确定和/或调整的预定位置。应该意识到，腕带130和连接带135可以被认为是通过腕带130和连接带135的结合而形成的单个腕带调整机构。

图2示出手套100的手掌侧的视图。手套100还可包括手掌保护垫140。手掌保护垫140可覆盖佩戴者手掌的至少一部分。手掌保护垫140可以被策略性地定位以减少由例如枪械的后坐力引起的对手掌的冲击。手掌保护垫140可以整合到外层145中。

腕带130可以由第二外部材料制成同时仍是外层145的一部分。腕带130的材料可以是任何需要的材料，优选由天然或合成纤维形成，更优选由弹性纤维(stretch fiber)形成，最优选由弹性尼龙或弹性聚氨酯形成。连接带135可以由与外层145的其他部分相同的材料制成，例如皮革，以便美观、抓持、耐用等。

此外，第一内层105被描绘成还覆盖食指的手掌侧，从而完全覆盖食指，所述食指包括至少第一指关节和第二指关节。

图3示出手套100的纵向视图，包括用于使用者的手部佩戴手套100的优选入口的视图。在一个或多个实施例中，手套100可以不包括内层105，不同于图1和图2所示的内层105覆盖食指。但是，手套100仍可包括外层145、软指关节垫110、硬指关节保护器115、腕带130等。

图4示出包括内层105的手套的纵向视图。内层105可以完全覆盖手套100佩戴者的手部。手套还可包括如本文所描述的软指关节垫110、硬指关节保护器115、腕带130等。但是，在图4所示的实施例中，内层105至少在外层145的整个内表面上延伸，使得内层位于外层145和手套100佩戴者的手部之间。因此，手套100佩戴者的手部不会在手套100位于佩戴者手部上时接触外层145。在另一示例性实施例中，内层105至少在外层145的整个内表面上以及腕带130的至少一部分上延伸。因此在该实施例中，佩戴者的手部可以在佩戴手套100时接触腕带130的一部分。

手套100的一个优点是具有最优精确性和防护性的构造。第一内层105包括可以在例如很多搏斗情形下获益的材料，使得所述材料防止切割和磨损。用于第一内层105中的材料可以防止刀对手套100佩戴者的手部造成伤害。除了安全性之外，从食指处去掉外层145使得手套100不包括覆盖食指上第一内层105的任何额外材料(即，第一内层105的内部直接接触佩戴者的食指并且没有东西位于食指上第一内层105的外部上)，提高食指的机动性、敏捷性以及敏感性，这在例如生命安危未定的极端情况下至关重要，并且瞬间决定以及做出决定所要求的精确性不应受到低性能设备的阻碍。当必须做出至关重要的瞬间决定时，手套100的佩戴者可以依赖覆盖食指的第一内层105的机动性、舒适性、精确性以及敏感性，其中食指不包括外层145。

已经描述了所公开主题的实施例，本领域技术人员容易知道之前通过实例呈现的所述内容仅仅是示例性的而非限制性的。因此，虽然本文讨论了特定构造，但是也可采用其他构造。许多修改以及其他实施例(例如，组合、重新布置等)对于本实用新型来说都是可用的并且在本领域普通技术之一的范围内，而且被设想落在所公开主题及其任何等同物的范围内。所公开实施例的特征可以在本实用新型的范围内组合、重新布置、省略等，以形成附加实施例。此外，某些特征有时可以用于获得优势而无需相应采用其他特征。因此，申请人希望涵盖落入所公开主题的主旨和范围内的所有此类替代、修改、等同物、以及变型。