一种多角度防弹防刺无纬布及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种多角度防弹防刺无纬布，涉及个体防护领域。所述的多角度防弹防刺无纬布主要由多层单向纤维预浸料，通过不同角度复合而成的一种无纬布，两层单向纤维预浸料之间用胶粘剂或胶膜进行粘合。所述的无纬布，每层布包括至少一层单向纤维预浸料，其中每层单向纤维预浸料的面密度为55g/m2±5g/m2或110g/m2±5g/m2。本发明还提供了上述多角度防弹防刺无纬布的制备方法。采用本发明提供的多角度防弹防刺无纬布制备的防弹防刺服产品，安全裕度高，重量更轻，可明显提高作战人员的安全可靠性，同时提高作战人员的作战效率，减轻作战人员的负荷。
【专利说明】一种多角度防弹防刺无纬布及其制备方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种多角度防弹防刺无纬布，本发明还涉及一种多角度防弹防刺无纬布的制备方法。
【背景技术】:
[0002]个体防护装备用于军队、武警部队及特殊部门的人员安全保障，主要产品有防弹衣、防刺服、防弹头盔和防割手套等。上述产品只具备单一防护功能，或只具有防弹功能，或只具有防刺功能，适合于特定的工作环境。因此，在有效防护及灵活性和轻量化之间寻求一个平衡点，尽可能实现在一种产品上具有综合防护效能，一直是个体防护产品研究者们努力追求的目标。
[0003]US99802326.4介绍了一种防刺防弹服，CN200410058543.5介绍了一种鳞片可调轴套式的合金片层与软质特种纤维布组成的防弹防刺衣，CN03233431.1介绍了一种由数块四周边缘带有连接钩的金属片两两相互搭嵌拼结构成的防弹防刺衣，CN94239734.7介绍了一种脱卸式防刺防弹衣。上述介绍的产品，或衣服厚重，角度弯折灵活性较差，或制作工艺复杂，或衣服硬挺、穿着不舒适，致使穿着者在实际使用过程中非常不方便。
[0004]对于个体防护产品而言，轻量化、便携化是未来个体防护衣的发展趋势，尤其是轻量化、多功能产品，不仅减少人员的负荷，同时能够提高作战人员作战效率，因此，研究轻量化、多功能的防护衣产品，必是未来的发展趋势，这与本
【发明内容】
相一致。
【发明内容】
:
[0005]本发明的目的在于提高一种多角度防弹防刺无纬布产品，本发明的又一目的在于提供上述多角度防弹防刺无纬布的制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明提供的一种多角度防弹防刺无纬布，是由多层单向纤维预浸料，通过不同角度复合而成的一种无纬布，两层单向纤维预浸料之间用胶粘剂或胶膜进行粘合。其中，
[0007]所述的无纬布，每层布包括至少一层单向纤维预浸料，其中每层单向纤维预浸料的面密度为 55g / m2±5g / m2 或 IlOg / m2±5g / m2。
[0008]所述的单向纤维可以是芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维或PBO纤维中的一种。
[0009]所述的单向纤维预浸料复合的多角度可以是[0° /90° / 0° /90° ]、[0° /90。/ 45。/ 135。]或[O。/ 45。/ 90。/ 135。]中的一种。
[0010]所述的胶粘剂为改性聚氨酯胶粘剂、改性丙烯酸酯胶粘剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等。
[0011]所述的胶膜为丙烯酸盐改性二元共聚物的层压胶膜。
[0012]本发明所述的一种多角度防弹防刺布，其制备方法是:
[0013](I)连续生产制备方法[0014]I)在连续生产无纬布设备上制备纵向单向纤维预浸料:将芳纶纤维筒子纱安装在纱架上。纤维从纱架上引出后经过红外线断纱自停控制装置，在确保每一根纤维状态正常的前提下，纤维进入屏封筘模块，实现纤维束在立面空间的定位。然后，纤维束进入面密度控制模块，实现纤维束在幅宽方向上的准确定位。之后，准确定位的纤维束进入展丝模块，使得每一束纤维的单丝在最大程度内、在幅宽范围内均匀分布，实现展丝。均匀铺展的丝束被送入到上胶模块进行上胶，实现均匀上胶，并可以实现上胶量的调节。均匀展开并上胶的纤维与铺展好的薄膜叠加，叠加后的单向纤维预浸料到达烘干系统被加热烘干定型。烘干定型后的单向纤维预浸料在空气中自然冷却，到达设定长度后被切断，最后由收卷系统将单向纤维预浸料成卷。
[0015]2)将I)中的纵向单向纤维预浸料进行裁切，旋转90°进行粘接成横向卷材；
[0016]3)将2)中的横向卷材固定在连续设备放置薄膜辊上，然后将纱架旋转一定角度，制备多角度两层连续无纬布；
[0017]4)重复2)和3)中的步骤，即可制备多层多角度防弹防刺无纬布。
[0018](2)片状设备制备方法
[0019]I)在片状辊筒上制备纵向单向纤维预浸料；
[0020]2)将I)中制得的纵向单向纤维预浸料进行各种角度的裁切，然后将裁切好形状的单向纤维预浸料叠合，每层间用胶粘剂或胶膜进行粘接，采用压机进行压制，即可的多角度防弹防刺无纬布；
[0021]3)也可将I)中制得的纵向单向纤维预浸料进行裁切，旋转90°粘接后，将其铺在辊筒上进行第二层的织备，制得，然后将两层无纬布进行裁切、叠合，层间用胶粘剂或胶膜进行粘接，采用压机进行压制，即可的多角度防弹防刺无纬布。
[0022]本发明所述的一种多角度防弹防刺布，片状制备方法，其特征在于:压机压制工艺为:温度为120?140°C，压力为10?20MPa。
[0023]本发明提供的一种多角度防弹防刺无纬布具有以下特点:
[0024]I)本发明提供的多角度防弹防刺无纬布，制备的防弹防刺服产品，避免了以往防弹防刺产品采用防弹层与防刺层的叠合、重量偏高的缺点，是一种集防弹防刺于一体的多功能产品。
[0025]2)本发明提供的多角度防弹防刺无纬布，具有防弹防刺双重功能，弥补了以往产品单一功能的不足。
[0026]3)本发明提供的多角度防弹防刺无纬布，不但具有非常好的防弹和防穿刺性能，而且具有重量轻、厚度薄、柔软、穿着舒适灵活等特点，综合品质俱佳，满足了个体防护领域中防弹、防刺的双重需要。
[0027]经打靶试验证明，采用本发明提供的多角度防弹防刺无纬布制备的防弹防刺服产品，安全裕度高，重量更轻，可明显提高作战人员的安全可靠性，同时提高作战人员的作战效率，减轻作战人员的负荷。
[0028]本发明实施例中采用的防弹防刺性能测试，防弹测试按照公安部GA141-2010《警用防弹衣》标准进行打靶，防刺测试按照公安部GA68-2008《警用防刺服》标准进行测试，旨在测试采用本发明的多角度防弹防刺无纬布制成的防弹防刺复合材料的防护性能。
[0029]下面结合实施例，进一步说明本发明。[0030]试验原料:
[0031]纤维:采用芳纟仑纤维,荷兰阿克苏公司，牌号twaron-2000,线密度1680dtex,纤维直径9?12gm ；
[0032]胶粘剂:采用改性丙烯酸酯胶粘剂，泰兴市中纺助剂厂，牌号ZF-101，固含量为50% ；
【具体实施方式】:
[0033]本发明提供的一种多角度防弹防刺无纬布，是由多层单向纤维预浸料，通过不同角度复合而成的一种无纬布，两层单向纤维预浸料之间用胶粘剂或胶膜进行粘合。其中，
[0034]所述的无纬布，每层布包括至少一层单向纤维预浸料，其中每层单向纤维预浸料的面密度为55g / m2±5g / m2或IlOg / m2±5g / m2。所述的单向纤维可以是芳绝纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维或PBO纤维中的一种。所述的单向纤维预浸料复合的多角度可以是[0° /90° /0° /90° ]、[0° /90° /45。/135。]或[0° /45。/90° /135° ]中的一种。所述的胶粘剂为改性聚氨酯胶粘剂、改性丙烯酸酯胶粘剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等。所述的胶膜为丙烯酸盐改性二元共聚物的层压胶膜。
[0035]本发明所述的一种多角度防弹防刺布，其制备方法是:
[0036](I)连续生产制备方法
[0037]I)在连续生产无纬布设备上制备纵向单向纤维预浸料:将芳纶纤维筒子纱安装在纱架上。纤维从纱架上引出后经过红外线断纱自停控制装置，在确保每一根纤维状态正常的前提下，纤维进入屏封筘模块，实现纤维束在立面空间的定位。然后，纤维束进入面密度控制模块，实现纤维束在幅宽方向上的准确定位。之后，准确定位的纤维束进入展丝模块，使得每一束纤维的单丝在最大程度内、在幅宽范围内均匀分布，实现展丝。均匀铺展的丝束被送入到上胶模块进行上胶，实现均匀上胶，并可以实现上胶量的调节。均匀展开并上胶的纤维与铺展好的薄膜叠加，叠加后的单向纤维预浸料到达烘干系统被加热烘干定型。烘干定型后的单向纤维预浸料在空气中自然冷却，到达设定长度后被切断，最后由收卷系统将单向纤维预浸料成卷。
[0038]2)将I)中的纵向单向纤维预浸料进行裁切，旋转90°进行粘接成横向卷材；
[0039]3)将2)中的横向卷材固定在连续设备放置薄膜辊上，然后将纱架旋转一定角度，制备多角度两层连续无纬布；
[0040]4)重复2)和3)中的步骤，即可制备多层多角度防弹防刺无纬布。
[0041](2)片状设备制备方法
[0042]I)在片状辊筒上制备纵向单向纤维预浸料；
[0043]2)将I)中制得的纵向单向纤维预浸料进行各种角度的裁切，然后将裁切
[0044]好形状的单向纤维预浸料叠合，每层间用胶粘剂或胶膜进行粘接，采用压机进行压制，即可的多角度防弹防刺无纬布；
[0045]3)也可将I)中制得的纵向单向纤维预浸料进行裁切，旋转90°粘接后，将其铺在辊筒上进行第二层的织备，制得，然后将两层无纬布进行裁切、叠合，层间用胶粘剂或胶膜进行粘接，采用压机进行压制，即可的多角度防弹防刺无纬布。
[0046]本发明所述的一种多角度防弹防刺布，片状制备方法，其特征在于:压机压制工艺为:温度为120?140°C，压力为10?20MPa。
[0047]实施例1
[0048]连续生产制备方法
[0049]首先，称取IOKg改性丙烯酸酯胶粘剂，加入IKg水，将胶液充分混匀，倒入胶槽中备用。
[0050]将芳纶纤维筒子纱安装在纱架上。纤维从纱架上引出后经过红外线断纱自停控制装置，在确保每一根纤维状态正常的前提下，纤维进入屏封筘模块，实现纤维束在立面空间的定位。纤维束进入面密度控制模块，实现纤维束在幅宽方向上的准确定位。之后，准确定位的纤维束进入展丝模块，使得每一束纤维的单丝在最大程度内、在幅宽范围内均匀分布，实现展丝。均匀铺展的丝束被送入到上胶模块进行上胶，实现均匀上胶，并可以实现上胶量的调节。均匀展开并上胶的纤维与铺展好的薄膜叠加，叠加后的单向纤维预浸料到达烘干系统被加热烘干定型。
[0051]烘干定型后的单向纤维预浸料在空气中自然辅助冷却，到达设定长度后被手动切断，最后由收卷系统将单向纤维预浸料成卷。
[0052]然后将单向纤维预浸料裁切，旋转90°进行粘接成横向卷材，将横向卷材固定在连续设备放置在薄膜辊上，然后制备第二层，制备可得[0° /90° ]两层连续防弹防刺无讳布;
[0053]重复上述步骤，即可制备[0° /90° / 0° /90° ]四层防弹防刺无纬布。
[0054]将制备好的[O ° / 90 ° / O ° / 90 ° ]四层防弹防刺无纬布裁剪成400_X400mm 正方形布样，取 21 层[0° /90° /0° /90° ]布样+1 层 PC 板+1 层 EVA制成防弹防刺芯片，采用胶带将芯片用#号固定。防弹测试按GA141-2010防弹2级，即采用54式7.62mm手枪，51式7.62手枪弹(铅芯)进行测试，防刺测试按照公安部GA68-2008标准进行测试，其结果见表I。
[0055]实施例2
[0056]片状设备制备方法
[0057]首先称取IKg改性丙烯酸酯胶粘剂，倒入胶盒中备用。
[0058]将芳纶纤维于卷绕机上平行缠绕，之后将纤维浸入上述胶液中，通过特定的展丝设备进行展丝制备单向纤维预浸料。本实施例采用上述胶粘剂，浸胶后用刮胶刀将胶液涂匀，在50°C的电热阻丝下干燥，待单向纤维预浸料完全干燥后，进行0°、45°的裁切，然后将裁切好形状的单向纤维预浸料，按照[0° /45° /90° /135° ]进行叠合，每层间用胶粘剂或胶膜进行粘接，采用压机进行压制，压制工艺条件为:温度为120?140°C，压力为10?20MPa，压制时间随样品厚度而定，即可得[0° /45° /90° /135° ]四层防弹防刺无纬布。
[0059]将制备好的[0° /45° /90° /135° ]四层防弹防刺无纬布裁剪成400mmX400mm 正方形布样，取 21 层[0° /45° /90° /135° ]布样+1 层 PC 板+1 层 EVA制成防弹防刺芯片，采用胶带将芯片用#号固定。防弹测试按GA141-2010防弹2级，即采用54式7.62mm手枪，51式7.62手枪弹(铅芯)进行测试，防刺测试按照公安部GA68-2008标准进行测试，其结果见表I。
[0060]实施例3[0061]片状设备制备方法
[0062]首先称取IKg改性丙烯酸酯胶粘剂，倒入胶盒中备用。
[0063]将芳纶纤维于卷绕机上平行缠绕，之后将纤维浸入上述胶液中，通过特定的展丝设备进行展丝制备单向纤维预浸料。本实施例采用上述胶粘剂，浸胶后用刮胶刀将胶液涂匀，在50°C的电热阻丝下干燥，待单向纤维预浸料完全干燥后，将布样旋转90°，用同样的方法将纤维丝与布样纤维丝进行正交复合，即得到两层交错布样。所得到产品结构相应是[0° /90° ]。将布样裁剪成400mmX400mm正方形布样，将2层布样按[0° /90°、0° /90° ]方向依次叠合，将层叠好的布样放入压机中，压制工艺条件为:温度为120?140°C，压力为10?20MPa，压制时间随样品厚度而定，即可得[0° /90° / 0° /90° ]四层防弹防刺无纬布。
[0064]将制备好的[O ° / 90 ° / O ° / 90 ° ]四层防弹防刺无纬布裁剪成400_X400mm 正方形布样，取 21 层[0° /90° /0° /90° ]布样+1 层 PC 板+1 层 EVA制成防弹防刺芯片，采用胶带将芯片用#号固定。防弹测试按GA141-2010防弹2级，即采用54式7.62mm手枪，51式7.62手枪弹(铅芯)进行测试，防刺测试按照公安部GA68-2008标准进行测试，其结果见表I。
[0065]对比例I
[0066]将实施例1中，结构改为20层[0° /90° /0° /90° ]布样+1层PC板+1层EVA制成防弹防刺芯片，采用胶带将芯片用#号固定。防弹测试按GA141-2010防弹2级，即采用54式7.62mm手枪，51式7.62手枪弹(铅芯)进行测试，防刺测试按照公安部GA68-2008标准进行测试，其结果见表I。
[0067]对比例2
[0068]将实施例2中，结构改为20层[0° /45° /90° /135° ]布样+1层PC板+1层EVA制成防弹防刺芯片，采用胶带将芯片用#号固定。防弹测试按GA141-2010防弹2级，即采用54式7.62mm手枪，51式7.62手枪弹(铅芯)进行测试，防刺测试按照公安部GA68-2008标准进行测试，其结果见表I。
[0069]对比例3
[0070]将实施例3中，结构改为20层[0° /90° /0° /90° ]布样+1层PC板+1层EVA制成防弹防刺芯片，采用胶带将芯片用#号固定。防弹测试按GA141-2010防弹2级，即采用54式7.62mm手枪，51式7.62手枪弹(铅芯)进行测试，防刺测试按照公安部GA68-2008标准进行测试，其结果见表I。
[0071]表I制备复合材料的防弹性能和防刺性能对比表
[0072]
【权利要求】
1.一种多角度防弹防刺无纬布，是由多层单向纤维预浸料，通过不同角度复合而成的一种无纬布，两层单向纤维预浸料之间用胶粘剂或胶膜进行粘合。
2.根据权利要求1所述的多角度防弹防刺无纬布，其特征在于，所述的无纬布，每层布包括至少一层单向纤维预浸料，其中每层单向纤维预浸料的面密度为55g / m2+5g / m2或IlOg / m2+5g / m2。
3.根据权利要求1所述的多角度防弹防刺无纬布，其特征在于，所述的单向纤维可以是芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维或PBO纤维中的一种。
4.根据权利要求1所述的多角度防弹防刺无纬布，其特征在于，所述的单向纤维预浸料复合的多角度可以是[0° / 90° / 0° /90° ]、[0° / 90° / 45° / 135° ]或[O。/ 45。/ 90。/ 135。]中的一种。
5.根据权利要求1所述的多角度防弹防刺无纬布，其特征在于，所述的胶粘剂为改性聚氨酯胶粘剂、改性丙烯酸酯胶粘剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等。
6.根据权利要求1所述的多角度防弹防刺无纬布，其特征在于，所述的胶膜为丙烯酸盐改性二元共聚物的层压胶膜。
7.根据权利要求1所述的一种多角度防弹防刺布，其制备方法是: (1)连续生产制备方法 1)在连续生产无纬布设备上制备纵向单向纤维预浸料:将芳纶纤维筒子纱安装在纱架上。纤维从纱架上引出后经过红外线断纱自停控制装置，在确保每一根纤维状态正常的前提下，纤维进入屏封筘模块，实现纤维束在立面空间的定位。然后，纤维束进入面密度控制模块，实现纤维束在幅宽方向上的准确定位。之后，准确定位的纤维束进入展丝模块，使得每一束纤维的单丝在最大程度内、在幅宽范围内均匀分布，实现展丝。均匀铺展的丝束被送入到上胶模块进行上胶，实现均匀上胶，并可以实现上胶量的调节。均匀展开并上胶的纤维与铺展好的薄膜叠加，叠加后的单向纤维预浸料到达烘干系统被加热烘干定型。烘干定型后的单向纤维预浸料在空气中自然冷却，到达设定长度后被切断，最后由收卷系统将单向纤维预浸料成卷。 2)将I)中的纵向单向纤维预浸料进行裁切，旋转90°进行粘接成横向卷材； 3)将2)中的横向卷材固定在连续设备放置薄膜辊上，然后将纱架旋转一定角度，制备多角度两层连续无纬布； 4)重复2)和3)中的步骤，即可制备多层多角度防弹防刺无纬布。 (2)片状设备制备方法 1)在片状辊筒上制备纵向单向纤维预浸料； 2)将I)中制得的纵向单向纤维预浸料进行各种角度的裁切，然后将裁切好形状的单向纤维预浸料叠合，每层间用胶粘剂或胶膜进行粘接，采用压机进行压制，即可的多角度防弹防刺无纬布； 3)也可将I)中制得的纵向单向纤维预浸料进行裁切，旋转90°粘接后，将其铺在辊筒上进行第二层的织备，制得两层无纬布，然后将两层无纬布进行裁切、叠合，层间用胶粘剂或胶膜进行粘接，采用压机进行压制，即可的多角度防弹防刺无纬布。
8.根据权利要求7所述的一种多角度防弹防刺布，片状制备方法，其特征在于:压机压制工艺为:温度为120?140°C，压力为10?20MPa。
【文档编号】B32B37/12GK103783704SQ201410057113
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】方心灵, 刘元坤, 艾青松, 吴中伟, 王瑞岭, 李健, 张静, 梁立, 潘智勇, 傅丽强, 常浩, 刘阳, 张兵 申请人:北京雷特新技术实业公司