專利名稱：一種新型三維正交機織混雜防刺服的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型三維正交機織混雜防刺服，屬于個體防護材料的結構設計及應用領域。該三維正交機織防刺服的開發為防刺材料向輕量化、靈活性、低成本方向發展奠定了基石出。
背景技術：
近年來，隨著人們安全意識的提高以及科學技術的進步，個體防護材料中的防刺材料得到了快速發展。調查發現，傳統防刺服都是通過多層疊合的方式來達到防刺目的。其中防刺層通過添加特殊的合金片、鋼絲圈夾層來實現防刺效果；而疊合層主要由高性能纖維織物或高性能纖維柔性復合材料構成。這些防刺服雖然具有一定的柔韌性，但多層的疊合設計方式不僅增加了防刺服的重量，而且影響了穿著的舒適度，同時較高的成本也限制了其在更廣的民用領域應用。近年來，國內外防刺服的研究重點主要集中在如何減輕服裝面料的重量，以及改善面料的穿著舒適性等方面。本發明綜合考慮防刺服的防刺、質輕以及低成本等因素，采用具有較高抗剪切、抗拉伸性能的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維與相對彈性、延展性較好的芳綸(Kevlar)纖維混雜織造高密度的三維正交機織物。該織物結合了 UHMWPE纖維的高強、高模和Kevlar 纖維的柔軟于一體。該織物結構緊密、穩固，刀具很難刺入，且在刀具刺入后織物能通過變形分散沖擊能；同時織物整體一次成型，可根據需要靈活改變織物層數，不僅減少了復合鋪層的麻煩，降低了成本；而且減輕了織物重量，是一種兼具防刺和服用性能的新型防刺服。
發明內容
本發明主要解決的問題是提供了一種整體一次成型的三維正交混雜結構防刺服。 該防刺服不僅具有優良的防刺功能，而且滿足了防刺服輕質、穿著舒適的要求，大大降低了生產成本，擴大了防刺服的應用領域。為解決上述問題，本發明具體的技術解決方案是1、本發明采用三維正交機織結構。該組織結構較一般機織物、針織物更加緊密， 可以在銳器刺入的瞬間握住刀尖，對錐子、刀具等尖銳利器的刺穿有很好的防護作用；同時三維正交織物在織造過程中經緯向紗線成平行伸直排列狀態，使得高性能纖維的強力得到 100 %的利用，能夠抵抗銳器刺入時材料所受的拉伸、剪切等作用力。2、本發明可設計多層結構材料并且整體一次成型。根據軍用、民用的不同需求，通過改變織造參數能夠直接織造出4、5、6甚至更多層的三維正交織物。該結構具有抗壓、延伸等特點；當上層織物被刺穿，下面幾層織物會通過拉伸變形進一步消耗剩下的沖擊能，從而減少直至消散沖擊對人體的損傷。3、本發明采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和芳綸(Kevlar)纖維混雜交織。兩種纖維都具有很高的抗剪切和拉伸性能。相比之下，UHMWPE纖維的比強度和比模量更大，織物剛度大更能有效阻止刀刃刺入；Kevlar纖維初始模量低，織物柔軟更適于穿著，同時在銳器刺入后更易吸收沖擊能量。兩者的混雜交織可以獲得最佳的防刺效果。本發明與目前常見的防刺服相比，采用了高致密、整體一次成型的三維正交機織混雜結構。在保證優良防刺性能的同時，大大減輕織物重量，提高了服裝穿著的舒適性；而且結構材料織造過程簡便，減少鋪層的麻煩，極大地降低了生產成本，保證了生產效率；另外該結構材料還具有良好的可設計性。三維正交機織混雜防刺服的開發，為此類服裝向輕量化、低成本、靈活性的方向發展奠定了基礎。
新型三維正交機織混雜防刺織物的結構以五層為例進行說明圖1為新型三維正交機織混雜防刺織物的經向示意圖；圖2為新型三維正交機織混雜結構織物上機圖；圖3為新型防刺服中UHMWPE纖維和Kevlar纖維分布示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對新型三維正交機織混雜防刺服的具體實施方式
進行說明。結合附圖1，該圖為新型三維正交機織混雜防刺織物的經向示意圖。①送經系統。 由于三維正交結構具有三個系統的紗線(經緯向的紗線以及Z向的捆綁紗)，因此需要兩個送經系統來完成送經，一個供應經紗，另一個供應捆綁紗。②開口系統。由于三維正交增強材料是多層立體織物，因此需要形成多層開口 ；同時，捆綁紗需要進行大動程開口并與緯紗交織。③引緯系統。多層開口形成后，為保證緯紗在同一平面內，必須使緯紗同時引入；另夕卜，由于采用UHMWPE纖維和Kevlar纖維混雜織造，供緯系統需按規律供緯。④打緯系統。 緯紗引入織口以后，為保證緯紗在同一垂直面內，必須采用特制的異形鋼筘。⑤牽引系統。 由于三維正交機織物有一定的厚度，不能采用普通的卷曲裝置進行卷曲，所以采用平行牽引的方式，將織物平直引出，并控制經紗的張力和牽引精度。結合附圖2，該圖為新型三維正交機織混雜結構織物上機圖。完全組織經紗循環 Rj = 2 (n-1) +2 = 10，其中地經8根，縫經2根。緯紗循環Rw = 2n = 10。上機穿綜采用分區穿法，縫經穿在前區，地經穿在后區。將一個重組中的縫經與地經穿入一個筘齒，便于經
紗重疊。結合附圖3，該圖為UHMWPE纖維和Kevlar纖維分布示意圖。綜合考慮材料的防刺性能及成本要求，Kevlar纖維的體積比用量大約為10_15%為宜。圖中〇代表UHMWPE纖維， 代表Kevlar纖維。
權利要求
1.一種新型三維正交機織混雜防刺服，其特征是該新型防刺服由超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)和芳綸(Kevlar)纖維混雜、采用三維正交結構機織整體一次成形。
2.根據權利要求1所述的三維正交機織混雜防刺服，其特征是防刺服采用三維正交機織結構織造而成。其中上機穿綜采用分區穿法，縫經穿在前區，地經穿在后區；穿筘時將一個重組中的縫經與地經穿入一個筘齒，便于經紗重疊。
3.根據權利要求1所述的三維正交機織混雜防刺服，其特征是織造過程中，經紗由兩個送經系統控制，經紗為消極式送經(定張力送經)，捆綁紗為積極式送經方式(定長送經)；引緯時，為保證緯紗在同一平面內，必須使緯紗同時引入；打緯時，為保證多層緯紗在同一垂直面內，必須采用特制的異形鋼筘；牽引時，采用平行牽引的方式，將厚重織物平直引出，并控制經紗的張力和牽引精度。
全文摘要
本發明涉及一種新型三維正交機織混雜防刺服。該防刺服由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和芳綸(Kevlar)纖維混雜、采用三維正交結構交織而成。與傳統防刺服相比，新型三維正交機織混雜防刺服通過UHMWPE纖維和Kevlar纖維混雜交織，保證了材料兼具優良的防刺性能和服用性能；同時，采用三維正交機織加工方法，大大減輕了材料的重量，降低了材料的生產成本。三維正交機織混雜防刺服的開發，為此類服裝向輕量化、低成本、靈活性的方向發展奠定了基礎。
文檔編號D03D13/00GK102485989SQ20101057712
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月3日 優先權日2010年12月3日
發明者俞科靜, 曹海建, 李鴻順, 錢坤 申請人:江南大學