一种基于碳纤维板拼接块的防刺服的制作方法

本发明涉及防护工具技术领域，具体的，涉及一种基于碳纤维板拼接块的防刺服。

背景技术：

目前，由于各种形式的社会暴力犯罪事件不断增多，士兵、警察及各种从事安全保卫工作的特殊人员的生命安全面临着日益严峻的挑战。国内由于枪支弹药受到严格控制，不法分子把刀具匕首作为主要犯罪器材，尤其现在锋利的刀具比较容易获得，安防人员必须时刻提防锋利刀具带来的危险。因此，安保工作人员在与犯罪分子搏斗的过程中，需要防护装备保护自身重要的部位不受刺刀、匕首等尖锐利器的伤害，综上所述，安保工作人员可穿戴的防护装备的防刺性能显得尤为重要。

根据《警用防刺服》(GA 68-2008)标准，警用防刺服为必备防护装备，防刺服一般由防刺芯片和外套组成，其中，防刺芯片的主要作用是在外界的匕首、刺刀等锐器刺向着装者时能够消耗一部分能量，阻止利器的刺入，从而保障穿着人员的生命安全。现有防刺服可分为硬质防刺服、半硬半软质防刺服和软质防刺服，其中，硬质防刺服的核心材料是金属等硬质基板，虽然防刺性能优异，但其重量和刚性对人体活动有较大影响且舒适性差，搭接和插板等工艺要求高，加工成本高，而且此类防刺服的重量一般较重，通常大于3.5kg；半硬半软质防刺服主要使用金属与高性能纤维作为复合材料，以达到钝化刀具的目的，具有较好的运动灵活性和舒适性，但其制作工艺复杂，生产效率低，制造成本高；软质防刺服主要以高性能化学纤维织物如超高分子模量聚乙烯纤维为核心材料制成，目前主要采用多层高性能纤维叠加，厚度通常达到四五十层，穿着不灵活，湿热传递性能差，容易使人产生生理疲劳，严重时可能产生中暑和体温过高等危险，在穿着舒适度等方面仍具有很大的提高空间。

综上所述，研究设计一种防刺性能优异、重量轻、易于生产且成本低廉、穿着体验效果好的防刺服是我们目前亟需解决的关键技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于碳纤维板拼接块的防刺服。

本发明采用如下技术方案：

一种基于碳纤维板拼接块的防刺服，至少包括两个防刺层，所述防刺层分别包括多个采用碳纤维板并经CNC加工而成的防刺片。

在上述技术方案中，所述防刺层还包括连接相邻防刺片的合页和固定螺钉，所述合页包括：可转动连接的第一合页片和第二合页片，以及转动轴，所述第一合页片和第二合页片外侧设有固定耳。

优选的，在上述技术方案中，所述防刺片的大小为85*65mm或85*100mm，厚度为3.5mm。

在上述技术方案中，所述合页采用厚度为3.5mm的不锈钢材料开模定制，所述合页长度与防刺片长度对应，所述第一合页片和第二合页片的转动轴心到另一侧的宽度为5.0mm，转动轴孔的孔径为2.3mm，转动轴的外径为2.0mm，所述第一合页片和第二合页片外侧设有两个固定耳，所述固定耳为直径为10mm的半圆，所述固定耳圆心处开设有孔径为2.2mm的孔，所述相邻固定耳的中心间距为40mm，所述固定螺钉为M2的不锈钢平头螺钉。

优选的，在上述技术方案中，所述防刺层还包括固定设置在防刺片和合页之间的金属薄片，所述金属薄片的宽度和厚度分别为3mm和0.3mm，长度与合页长度相等。

在上述技术方案中，所述防刺层的横向连接合页和纵向连接合页分别设置在防刺层的两侧。

在上述技术方案中，所述防刺服还包括防刺外套，所述防刺外套为前后两端分别具有防刺层容置腔的背心结构，所述防刺外套的内层采用防水透气耐磨的TPU复合布料制成，所述防刺外套的外层采用透气耐磨的牛津布料制成。

优选的，在上述技术方案中，所述一个防刺层设置横向连接合页的一侧位于防刺外套前片外侧，所述另一个防刺层设置横向连接合页的一侧位于防刺外套后片内侧。

在上述技术方案中，所述防刺外套的内层端部采用热压封装工艺进行封口，所述防刺外套的外层端部采用机器缝合进行封口。

优选的，在上述技术方案中，所述碳纤维板的弹性模量大于170GPa。

与现有技术相比，本发明所提供的防刺服具有如下优点：

(1)本发明所提供的防刺服采用厚度为3.5mm的具有良好的力学性能和低密度的碳纤维板拼接而成，因此，与现有的防刺服相比，具有防刺效果良好且重量轻便的优点，不会给穿戴者带来笨重及不舒服的感觉；

(2)本发明所提供的防刺服的防刺层采用碳纤维板拼接而成，原料易得，所采用加工设备均为现有常见设备，加工过程简单可控，且可根据不同穿戴者的身型做适当调整，原料成本和加工成本与现有防刺服相比具有市场竞争力；

(3)本发明所提供的防刺服的前端防刺层的横向连接合页的一侧位于防刺外套前片外侧，以满足穿戴者胸前的向内弯曲需要，后端防刺层的纵向连接合页的一侧位于防刺外套后片外侧，以满足穿戴者背后的向外弯曲需要，最终满足穿戴者具有良好的舒适性和灵活性；此外，所述防刺外套的内层具有防水、透气和耐磨的特点，外层为透气耐磨的牛津布料，同时，由于防刺层之间采用合页连接，防刺服整体的湿热传递性能好，不会带来生理疲劳，穿着舒适度良好，市场前景广阔。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的基于碳纤维板拼接块的防刺服的防刺层的正面结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的基于碳纤维板拼接块的防刺服的防刺层的反面结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的基于碳纤维板拼接块的防刺服的合页的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的基于碳纤维板拼接块的防刺服的合页的剖面结构示意图；

图中：防刺层1，防刺片2，合页3，第一合页片31，第二合页片32，转动轴33，固定耳34，固定螺钉4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明实施例1所提供的一种基于碳纤维板拼接块的防刺服，包括防刺外套和两个防刺层1，所述防刺外套为具有防刺层容置腔的背心结构，所述两个防刺层1分别设置在防刺外套的前片和后片。

如图1所示，所述防刺层1整体呈“凸”字形结构，其上端中部、肩部以及腰部的六个角均成弧形，具体包括多个采用碳纤维板并经CNC加工而成的防刺片2。

所述防刺层1的防刺片2水平横向长度均为85mm，从上而下的的防刺片2垂直纵向尺寸依次为100mm、65mm、100mm和100mm，所述防刺片2厚度为3.5mm。

所述相邻防刺片2之间通过合页3和固定螺钉4连接，所述防刺层1的横向连接合页3和纵向连接合页3分别设置在防刺层的两侧；所述一个防刺层设置横向连接合页3的一侧位于防刺外套前片外侧，所述另一个防刺层设置纵向连接合页3的一侧位于防刺外套后片外侧。

如图3和4所示，所述合页3包括：可转动连接的第一合页片31和第二合页片32，以及转动轴33。所述第一合页片31和第二合页片32的转动轴心到另一侧侧面的宽度为5.0mm，转动轴孔的孔径为2.3mm，转动轴33的外径为2.0mm，所述合页3的长度与防刺片2长度对应相等。所述第一合页片31和第二合页片312外侧设有两个固定耳34，所述固定耳34为直径为10mm的半圆，所述固定耳34圆心处开设有孔径为2.2mm的孔，所述相邻固定耳的中心间距为40mm。所述合页3采用厚度为3.5mm的不锈钢材料开模定制。

所述合页3与防刺片2之间通过穿设在固定螺钉固定耳34中的固定螺钉4固定连接，所述固定螺钉4为M2的不锈钢平头螺钉；此外，所述合页3与防刺片2之间还固定设置有厚度为0.3mm的金属薄片，防止合页3一侧受力过大易被尖刀刺穿，以增加其承载力，所述金属薄片的宽度为3mm，长度与合页长度相等。

所述防刺外套的内层采用TPU复合布料制成，TPU复合布料即防水透气面料，是一种新型的纺织面料，由高分子防水透气材料(PTFE膜或者TPU膜)加上布料复合而成。防水透气面料在加强布料气密性、水密性的同时，其独特的透气性能，可使结构内部水汽迅速排出，避免结垢孳生霉菌，从而保持人体始终干爽，完美解决了透气与防风、以及防水等问题，是一种新型透气防水耐磨面料，可有效降低防刺服内胆的热湿阻。所述防刺外套的外层采用透气易洗的牛津布料制成，所述牛津布料用涤纶涤棉混纺纱与棉纱交织，采用纬重平或者方平组织，其优点是手感柔软、透气，且吸湿性好。

所述防刺服的制备过程包括：选取弹性模量大于170GPa的碳纤维板为防刺层的原材料，根据预先设计好的尺寸大小，采用机械加工设备对碳纤维板进行CNC加工；依据合页的结构设计图纸，选取厚度为3.5mm的不锈钢材料开模分别定制不同长度合页；根据预先设计好的排列布置，将防刺片通过合页连接起来，组成两个防刺层；然后将两个防刺层分别装入预先缝制好的防刺外套的前片和后片，最后防刺外套的内层端部采用热压封装工艺进行封口，防刺外套的外层端部采用机器缝合进行封口，最终完成防刺服的制作。

本发明实施例所设计的防刺服的防刺层的重量仅2.0Kg，防刺外套的重量为0.5Kg，防刺服的总重量为2.5Kg；由于防刺片组之间采用合页连接，保证了防刺层为硬质的前提下具有充分的灵活性，不影响穿戴者的正常行为活动；其所采用的碳纤维板和合页均为常见材料，原料成本较低，加工过程简单可控，加工成本低廉；同时由于防刺片之间的存在的缝隙和防刺外套具有良好的吸湿透气性，有效降低了防刺服的热湿阻，总体穿着体验效果好。

将实施例1制备的防刺服进行防刺性能测试，结果如下表1所示。

表1实施例1制备的防刺服的防刺性能测试结果

对比例1

根据专利公开号为205512453U，专利名称为警用防刺服的专利所制备的防弹防刺服。

对比例2

根据专利公开号为102435102A，专利名称为一种防弹防刺服及其制备方法的专利所制备的防弹防刺服。

对比例3

根据专利公开号为101709932A，专利名称为一种非金属防弹防刺服的专利所制备的防弹防刺服。

综合性能对比结果

将由实施例1所制备的防刺服分别与由对比例1、对比例2、对比例3所制备的防刺服进行综合性能对比，具体结果如下表2所示。

表2综合性能测试结果对照表

由表2中结果可以看出，本发明所提供的防刺服防刺效果与对比例1-3所制备的防弹防刺服一样，均能满足实际应用需要；但是，本发明所提供的防刺服结构设计合理，简单轻便，生产成本低廉，舒适度好，能够有效减轻穿戴人员的负荷，提升穿戴人员活动的灵活性，具有市场竞争力，应用前景广阔。

上述实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于木文所示的这些实施例，而是要符合与木文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。