炭黑、硅以及那些可以通过硫化、过氧化、金属氧化、辐射等橡胶生产方法得到的橡胶类材料。为了生产成本以及性能的优化，一种弹性材料成品往往是几种弹性物质的共混物或者一种弹性材料由几种热塑加工方法的综合运用才制备得到。比如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及低密度线型聚乙烯可以通过交联的方式得到具有三维空间结构的聚乙烯大分子。这种聚乙烯大分子综合性能较优良，可以单独使用又可以作为共混改性材料的原料。
[0018]上述提到的各种弹性涂层材料，本发明的选择标准就是涂料分子的弹性系数不超过6000psi，最好小于500psi。将纤维束浸入低模量弹性材料的溶液中，而后将涂层材料的溶剂蒸发便能得到可用于生产多层防刺织物的涂层纱线。
[0019]多层织物的结构有多种组成方式，只要每层织物之间的纤维或者纱线没有明显的取向同一性，每层织物的放置要错开一定角度，如五层结构的织物，相对于第一层织物而言，第二、三、四、五层织物的角度可以是+45°，-45°，90°和180° ;也可以每层织物彼此错开90。。
[0020]在本发明中，纤维网络的体积比占多层织物的50%?90%。低分子量的弹性材料占织物总体积的5 %?15 %，以少为宜。织物的每单位面积的重量单位为kg/m2，单位重量在
0.1?0.3kg/m2，以小为宜。此外，经过涂层处理的条类织物或者带类织物(宽厚比在5以上的织物)相比于由同种纤维组成的同样细度的纱线具有更好的防刺性能。本发明使用的带状织物的宽厚比在50以上，甚至高于150。经过测试发现，在同样旦数和同样经过涂层处理的条件下，高分子高模量的聚乙烯纤维条带比其纱线产品具有更好的防刺性能。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的生产流程框图
[0022]图2是本发明每一层纤维或者纱线网络的剖面图
[0023]图3是以由五层防刺织物网络为例生产防刺碳纤维面料的每层织物堆叠示意图
[0024]图4是以由五层防刺织物网络为例堆叠生产的防刺碳纤维面料剖面图
[0025]【【附图说明】】1.弹性模量在6000psi以下的低模量低分子量弹性材料;2.高强碳纤维网络或高强高模聚烯烃纱线的交叉层状网络
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
[0027]如图1所示，本发明选用超高分子量的聚乙烯纤维(ECPE)、聚丙烯纤维(ECPP)、聚乙烯醇纤维(PVA)以及聚丙烯腈纤维为原料制备得到高强碳纤维以及纱线，随后得到高强的防刺织物网络，并对织物网络中的纤维以及纱线涂覆上一种弹性模量在6000psi以下的低模量低分子量弹性材料，再将多层纤维或者纱线网络彼此错开角度堆叠，形成多层织物。
[0028]见图2，对防刺织物网络的涂层处理包括正反面涂层处理。
[0029]见图3，以由五层防刺织物网络堆叠生产防刺碳纤维面料为例，第二、三、四、五层纤维或者纱线网络堆叠角度相对于第一层分别错开45°，90°，135°，180°。
[0030]见图4，以五层高强碳纤维网络或高强高模聚烯烃纱线的交叉层状网络为例，最终得到的防刺面料剖面图。
[0031]对17组不同单位重量，不同纤维原料，不同织物组织，不同织物层数，不同涂层材料和不同涂层工艺的面料防刺性能试验中，空白对照组和实验组也都采用NIJ standard-0115.00防刺标准进行测试。实验对织物的防刺性能进行65次冲击测试，即采用单侧带刃的Pl型刀具和双侧带刃的SI型刀具，穿刺角度为0°和45°。将刀具安装在1.9kg的铁块上，以获得试验所需的24J和43J的冲击能量，并用一个泡沫阻尼系统来模拟手握刀具的穿刺情形。另备一块1.2kg的铁块以获得50J和65J的冲击能量。测试时，刀具在一个中空的圆形塑料管道中落下，下落高度依据所要求的冲击能量而定，塑料管的直径约为200mm。刀具下落冲击到防刺碳纤维材料上的速度用一对电磁传感器和一个Nicolet PRO 20数字存储示波器测得。
【主权项】
1.一种应用于柔性防刺服领域的高支碳纤维面料及其生产方法，其特征在于: 至少由一层高强碳纤维网络或高强高模聚烯烃纱线的交叉层状网络组成，所用纤维和纱线由超高分子量的聚乙烯纤维(ECPE)、聚丙烯纤维(ECPP)、聚乙烯醇纤维(PVA)以及聚丙烯腈纤维制备得到。面料采用的纤维和纱线细度均不超过500旦，断裂能在22J/g以上，拉伸模量不小于200g/den;可应用于柔性防刺服领域的高支碳纤维面料的纤维或者纱线经弹性模量在6000ps i以下的低分子量弹性材料涂层处理。2.根据权利I所述的柔性防刺织物，所采用的聚丙烯纤维或者纱线的拉伸模量在200g/den以上;所采用的聚烯烃类纤维或纱线可以是拉伸模量小于500g/den的聚丙烯纤维和纱线;选择的纤维或纱线同时具有拉伸模量大于500g/den，断裂能大于22J/g的特征;纤维或者纱线的拉伸模量不小于1000g/den，断裂能大于50J/g;纤维或者纱线的拉伸模量不小于1300g/den，断裂能大于50 J/g;纤维或者纱线的细度小于250旦;纤维或者纱线的拉伸模量不小于1300g/den;构成织物网络的纱线拉伸模量不小于1800g/den;织物网络层的结构为平纹、方平以及斜纹;弹性材料的弹性模量低于5000psi;涂层处理所用的弹性材料弹性模量小于100psi ;涂层处理所用的弹性材料弹性模量小于500psi。3.一种应用于柔性防刺服领域的高支碳纤维面料及其生产方法，其特征在于:组成多层织物的每一层纤维或者纱线网络都经过低分子弹性材料的涂层处理;每一层纤维或纱线网络的放置都互相错开一定角度;至少有一层纤维或者纱线网络的织物组织结构为平纹；每一层纤维或者纱线网络中低分子量的弹性涂层材料所占体积比不超过10%;低分子量的弹性涂层材料为聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯组成的嵌段共聚物或者由聚苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯的嵌段共聚物组成;组成织物网络的纱线细度小于250旦，组成纱线的纤维模量大于1200g/den，织物的单位面积重量小于1.8kg/m2，织物网络层的结构为平纹、方平或者斜纹;每一层由织物网络的弹性涂层材料的质量分数为5%。
【专利摘要】本发明提供了一种可应用于柔性防刺服领域的高支碳纤维面料及其生产方法。本发明的面料至少由一层高强碳纤维网络或高强高模聚烯烃纱线的交叉层状网络组成，所用纤维和纱线由超高分子量的聚乙烯纤维(ECPE)、聚丙烯纤维(ECPP)、聚乙烯醇纤维(PVA)以及聚丙烯腈纤维制备得到。本发明中面料采用的纤维和纱线细度均不超过500旦，断裂能在22J/g以上，拉伸模量不小于200g/den。为进一步优化防刺面料的性能，本发明采用的纤维细度达到300旦和250旦，拉伸模量分别在1200g/den和1800g/den达到以上。此外本发明的纤维和纱线还被选择性地涂覆上一种弹性模量在6000psi以下的低模量低分子量弹性材料以进一步提高碳纤维面料的防刺性能。
【IPC分类】B32B27/32, B32B27/12, B32B37/02, B32B9/04, D06N3/04, D06N3/00, F41H1/02
【公开号】CN105538866
【申请号】CN201510882059
【发明人】苏扬帆, 邱华
【申请人】江南大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月4日