专利名称：一种新型三维正交机织混杂防刺服的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型三维正交机织混杂防刺服，属于个体防护材料的结构设计及应用领域。该三维正交机织防刺服的开发为防刺材料向轻量化、灵活性、低成本方向发展奠定了基石出。
背景技术：
近年来，随着人们安全意识的提高以及科学技术的进步，个体防护材料中的防刺材料得到了快速发展。调查发现，传统防刺服都是通过多层叠合的方式来达到防刺目的。其中防刺层通过添加特殊的合金片、钢丝圈夹层来实现防刺效果；而叠合层主要由高性能纤维织物或高性能纤维柔性复合材料构成。这些防刺服虽然具有一定的柔韧性，但多层的叠合设计方式不仅增加了防刺服的重量，而且影响了穿着的舒适度，同时较高的成本也限制了其在更广的民用领域应用。近年来，国内外防刺服的研究重点主要集中在如何减轻服装面料的重量，以及改善面料的穿着舒适性等方面。本发明综合考虑防刺服的防刺、质轻以及低成本等因素，采用具有较高抗剪切、抗拉伸性能的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与相对弹性、延展性较好的芳纶(Kevlar)纤维混杂织造高密度的三维正交机织物。该织物结合了 UHMWPE纤维的高强、高模和Kevlar 纤维的柔软于一体。该织物结构紧密、稳固，刀具很难刺入，且在刀具刺入后织物能通过变形分散冲击能；同时织物整体一次成型，可根据需要灵活改变织物层数，不仅减少了复合铺层的麻烦，降低了成本；而且减轻了织物重量，是一种兼具防刺和服用性能的新型防刺服。
发明内容
本发明主要解决的问题是提供了一种整体一次成型的三维正交混杂结构防刺服。 该防刺服不仅具有优良的防刺功能，而且满足了防刺服轻质、穿着舒适的要求，大大降低了生产成本，扩大了防刺服的应用领域。为解决上述问题，本发明具体的技术解决方案是1、本发明采用三维正交机织结构。该组织结构较一般机织物、针织物更加紧密， 可以在锐器刺入的瞬间握住刀尖，对锥子、刀具等尖锐利器的刺穿有很好的防护作用；同时三维正交织物在织造过程中经纬向纱线成平行伸直排列状态，使得高性能纤维的强力得到 100 %的利用，能够抵抗锐器刺入时材料所受的拉伸、剪切等作用力。2、本发明可设计多层结构材料并且整体一次成型。根据军用、民用的不同需求，通过改变织造参数能够直接织造出4、5、6甚至更多层的三维正交织物。该结构具有抗压、延伸等特点；当上层织物被刺穿，下面几层织物会通过拉伸变形进一步消耗剩下的冲击能，从而减少直至消散冲击对人体的损伤。3、本发明采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和芳纶(Kevlar)纤维混杂交织。两种纤维都具有很高的抗剪切和拉伸性能。相比之下，UHMWPE纤维的比强度和比模量更大，织物刚度大更能有效阻止刀刃刺入；Kevlar纤维初始模量低，织物柔软更适于穿着，同时在锐器刺入后更易吸收冲击能量。两者的混杂交织可以获得最佳的防刺效果。本发明与目前常见的防刺服相比，采用了高致密、整体一次成型的三维正交机织混杂结构。在保证优良防刺性能的同时，大大减轻织物重量，提高了服装穿着的舒适性；而且结构材料织造过程简便，减少铺层的麻烦，极大地降低了生产成本，保证了生产效率；另外该结构材料还具有良好的可设计性。三维正交机织混杂防刺服的开发，为此类服装向轻量化、低成本、灵活性的方向发展奠定了基础。
新型三维正交机织混杂防刺织物的结构以五层为例进行说明图1为新型三维正交机织混杂防刺织物的经向示意图；图2为新型三维正交机织混杂结构织物上机图；图3为新型防刺服中UHMWPE纤维和Kevlar纤维分布示意图。
具体实施例方式下面结合附图对新型三维正交机织混杂防刺服的具体实施方式
进行说明。结合附图1，该图为新型三维正交机织混杂防刺织物的经向示意图。①送经系统。 由于三维正交结构具有三个系统的纱线(经纬向的纱线以及Z向的捆绑纱)，因此需要两个送经系统来完成送经，一个供应经纱，另一个供应捆绑纱。②开口系统。由于三维正交增强材料是多层立体织物，因此需要形成多层开口 ；同时，捆绑纱需要进行大动程开口并与纬纱交织。③引纬系统。多层开口形成后，为保证纬纱在同一平面内，必须使纬纱同时引入；另夕卜，由于采用UHMWPE纤维和Kevlar纤维混杂织造，供纬系统需按规律供纬。④打纬系统。 纬纱引入织口以后，为保证纬纱在同一垂直面内，必须采用特制的异形钢筘。⑤牵引系统。 由于三维正交机织物有一定的厚度，不能采用普通的卷曲装置进行卷曲，所以采用平行牵引的方式，将织物平直引出，并控制经纱的张力和牵引精度。结合附图2，该图为新型三维正交机织混杂结构织物上机图。完全组织经纱循环 Rj = 2 (n-1) +2 = 10，其中地经8根，缝经2根。纬纱循环Rw = 2n = 10。上机穿综采用分区穿法，缝经穿在前区，地经穿在后区。将一个重组中的缝经与地经穿入一个筘齿，便于经
纱重叠。结合附图3，该图为UHMWPE纤维和Kevlar纤维分布示意图。综合考虑材料的防刺性能及成本要求，Kevlar纤维的体积比用量大约为10_15%为宜。图中〇代表UHMWPE纤维， 代表Kevlar纤维。
权利要求
1.一种新型三维正交机织混杂防刺服，其特征是该新型防刺服由超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)和芳纶(Kevlar)纤维混杂、采用三维正交结构机织整体一次成形。
2.根据权利要求1所述的三维正交机织混杂防刺服，其特征是防刺服采用三维正交机织结构织造而成。其中上机穿综采用分区穿法，缝经穿在前区，地经穿在后区；穿筘时将一个重组中的缝经与地经穿入一个筘齿，便于经纱重叠。
3.根据权利要求1所述的三维正交机织混杂防刺服，其特征是织造过程中，经纱由两个送经系统控制，经纱为消极式送经(定张力送经)，捆绑纱为积极式送经方式(定长送经)；引纬时，为保证纬纱在同一平面内，必须使纬纱同时引入；打纬时，为保证多层纬纱在同一垂直面内，必须采用特制的异形钢筘；牵引时，采用平行牵引的方式，将厚重织物平直引出，并控制经纱的张力和牵引精度。
全文摘要
本发明涉及一种新型三维正交机织混杂防刺服。该防刺服由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和芳纶(Kevlar)纤维混杂、采用三维正交结构交织而成。与传统防刺服相比，新型三维正交机织混杂防刺服通过UHMWPE纤维和Kevlar纤维混杂交织，保证了材料兼具优良的防刺性能和服用性能；同时，采用三维正交机织加工方法，大大减轻了材料的重量，降低了材料的生产成本。三维正交机织混杂防刺服的开发，为此类服装向轻量化、低成本、灵活性的方向发展奠定了基础。
文档编号D03D13/00GK102485989SQ20101057712
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者俞科静, 曹海建, 李鸿顺, 钱坤 申请人:江南大学