CN102963078A - 一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法 - Google Patents
一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102963078A CN102963078A CN2010102717472A CN201010271747A CN102963078A CN 102963078 A CN102963078 A CN 102963078A CN 2010102717472 A CN2010102717472 A CN 2010102717472A CN 201010271747 A CN201010271747 A CN 201010271747A CN 102963078 A CN102963078 A CN 102963078A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- glue
- fabric
- fiber
- carry out
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 claims abstract description 38
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 71
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 68
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 66
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 56
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 47
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 40
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 27
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 20
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 20
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 claims description 20
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 20
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 20
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 18
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 15
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 15
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 claims description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 13
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 13
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 12
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000009958 sewing Methods 0.000 claims description 10
- 239000004705 High-molecular-weight polyethylene Substances 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 6
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 5
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 5
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 206010021703 Indifference Diseases 0.000 claims description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007777 multifunctional material Substances 0.000 description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000004079 fireproofing Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920010741 Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000003266 anti-allergic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002180 anti-stress Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法,其技术特征在于利用所选材料集合,通过特定的排布方式和联接方式,复合生成新型多功能面料。面料集合包括玄武岩、凯夫拉、高模量聚乙烯、竹源纤维所形成的纤维层,排布方式为按照特定优化曲线所分配的对应宽度、比例和顺序,联接方式包括胶体粘结、物理连结,联接方法包括符合特定分布规律的轨迹联接,联接结果与排列方式相关即某些层间可滑动、某些层间固定。该技术可使目标面料的多功能参数处于最优状态,使面料的柔韧、防刺防弹、防火耐高温、防水防腐蚀、防磨损抗老化等性能达到综合最优,单一性能均可满足对应国际标准,可广泛用于日常生活服装和特种服装的生产制作。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能面料及其制造方法,特别涉及一种由多种纤维层采用特定加工工艺和结构后按规则排布复合成的多功能面料及其制造方法。
背景技术
目前市场上的功能服有防火服、防刺服、防腐蚀服、防辐射服、防尘服等,所用基材基本为对应单一功能面料。两种功能合并在一起、或兼具多功能为一体的面料相对匮乏。
目前市场上的防刺基材按照弯曲参数和折叠性能主要分为硬质防刺基材和软质防刺基材两种类型。硬质防刺基材由金属丝、陶瓷片、金属网等刚性材料集合而成,这种硬质材料的缺陷十分明显,如:重量大、灵活性差、穿着不舒适等。柔性防基材主要采用单一kevlar纤维或高分子量聚乙烯(UHMWPE)等高强度高模量纤维为原料。其中,采用单一kevlar纤维制作的面料,由于kevlar纤维自身的性能缺陷,易受紫外线照射而老化使整体性能严重下降;采用单一高分子量聚乙烯(UHMWPE)制作的材料,在130摄氏度左右开始融化而造成整体防护机能大幅下降。采用涂层处理时,单一纤维限制了涂层的种类和功能,若强行采用多种涂层则会拉低综合性能指标,甚至削减基材的工作稳定性。
虽然单一材料制作的基材能满足防刺服等功能服装的标准,但在复合性能方面均不理想,不能满足在各种环境下不确定因素多变的多种防护性能要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种由多种纤维层采用特定加工工艺和结构后按规则排布复合成的多功能面料及其制造方法,以弥补现有技术的不足和缺陷,以满足现在各种多变不确定因素环境下的的多种防护要求。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种由多种纤维层采用特定加工工艺并满足特定理化结构,按规则排布、连接复合成的多功能面料。其中材料集合、比例选定、组合排列、局部结构与整体结构相互配合协调,整体优化,使多功能性能指标参数分布曲线均处于最优状态,如图7。选取由表1所示范围内的玄武岩纤维(玄武岩纤维直径在7~14um、长径比1∶1000~3000)制成的纱线,由kevlar纤维制成的细度在1000D以下的纱线,由高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维制成的细度在100~800D的纱线和竹源纤维制成的纱线作为基材。所述的按规则排布复合成的多功能面料由6部分组成,如图1所示。从外到内依次为:1 玄武岩纤维(涂层)机织物部分;2 kevlar纤维(涂层)无纺布部分;3 kevlar纤维(涂层)无纺布部分;4 玄武岩纤维(涂层)机织物与高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维(涂层) 无纺布复合部分;5 kevlar纤维平纹机织物与斜纹机织物复合部分;6 竹源纤维机织物部分。以上所述的六个部分之间:每部分内部以及每部分之间是否粘合、粘合方法、理论根据及效果下文细述。
作为优选的技术方案细节:所述的第一部分玄武岩纤维(涂层)机织物部分由1~6层玄武岩纤维机织物复合而成,即1M;所述第二部分kevlar纤维(涂层)无纺布部分由1~6层kevlar纤维无纺布复合而成,即2M;所述第三部分kevlar纤维(涂层)无纺布部分由1~6层kevlar纤维无纺布复合而成,即3M;所述第四部分由1~3层玄武岩纤维(涂层)机织物和1~6层超高分子量聚乙烯-UHMWPE纤维(涂层)无纺布复合而成,即4M;所述第五部分由1-6层kevlar纤维(涂层)平纹机织物与1-6层斜纹(涂层)机织物逐层交替复合而成,即5M;所述第六部分竹源纤维(竹炭纤维、竹原纤维、竹浆纤维)(涂层)机织物部分由1~3层竹源纤维机织物复合而成,即6M。以单层纤维为无差别基本单位,1M~6M的最优比例为2∶2∶2∶1∶2∶4∶1,如图2所示。
上述涂层中可含粒子:粒子为硬度大于7、粒径为10um~180um的石英砂、纳米二氧化硅、氧化硼、碳化硼、氮化硼及立方氮化硼中的一种或几种,其中优选氧化硼、碳化硼、氮化硼及立方氮化硼粒子。涂层粘合剂包括阻燃胶部分:阻燃硅胶、环氧树脂类胶。防弹胶部分:聚碳酸酯胶、聚烯烃胶等固化后柔软有弹性的胶体中的一种或几种,不同部分使用的粘合剂不同。其中,涂层中需要将粒子与粘合剂混合的,按照粒子与粘合剂的重量比范围在0.5~3.5∶1区间内进行混合。以上各部分内部层间可不粘结并相对移动,也可采用物理方式经行固定,如缝纫、铆钉等连接方式;如要采用胶体粘结方式复合,可使用以下优选方案细节:1M中使用阻燃胶(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);2M中使用阻燃胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);3M中使用防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);4M中使用阻燃胶和防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);5M中使用防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合)。以上涂层厚度为0.05mm~0.35mm。
1至6M之间的粘结部分可以采用离散胶连工艺;每一层纤维材料也可以采用排列不同或随机穿孔、穿刺方法。离散胶连工艺的特点在于:胶体以非整面连续排布的形式介于相邻两层材料间,可以按照一定规则或者随机离散的形式间续的分布于相邻两层材料间。随机穿孔、穿刺方法加工材料的特点在于:所有材料组合在一起,用平行光进行直射投影时在背景上不留光斑痕迹;对材料进行厚度指标的随机采样时,样本值符合常数分布或正态分布。以上工艺的有益效果为:在对材料整体性能参数不影响或者影响程度很小的情况下,大大减轻了材料重量、增强了材料的透气性和可穿着性,并可有效控制成本。
本发明充分结合四种纤维自身特性,设计出符合最优性能的防刺、防火、防水、防腐蚀、防辐射机能曲线分布,如图3~6。这种结构的有益效果是:
1M部分的玄武岩纤维(涂层)机织物部分(配合使用胶体-可含粒子),具有良好的耐高温(防火)、耐腐蚀(耐强酸强碱)性能和电绝缘性能,同时可以有效的削减紫外线照射的强度,有较低的热传导系数,对内部的kevlar纤维、高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维起到良好的防护作用。1M部分可以有效提高整体面料的耐磨损性能。
2M、3M部分的kevlar纤维(涂层)无纺布部分(配合使用胶体-可含粒子),具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工成型等优点。2M和3M部分整体结构特征在于:二者保持游离并可相互滑动,每一部分内部分别具有延展结构。延展结构的特点在于,部分内部材料可以在受力瞬间进行结构性物理形变,直至达到结构性形变临界值,由结构导致的物理形变过程结束,转入材料性物理形变,并继续将形变传导至下一部分的顶层,使下一部分继续进行结构性或材料性的物理形变。在整个过程中,结构性物理形变在材料不发生断裂的情况下延长了冲击力的作用时间与作用距离,减小了冲击物体的瞬间速度,多层材料同时发生物理性形变导至链式反应,使物理性形变作用效果呈指数型递增。2M与3M之间的游离缝隙可以在非垂直冲击情况下改变冲击力的传导方向,从而形成对冲击力的侧向导引,通过材料的结构性形变和材料自身的摩擦对冲击物形成包裹和阻滞作用,并使冲击物尖端作用面积与材料层数的增加成正比,进一步减小冲击压强。延展结构的实现方法,可以采用褶皱、折叠、起泡、起毛、凹凸等加工工艺或使用符合该类特征的产品。
4M部分的玄武岩纤维(涂层)机织物性能如前所述;超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维(涂层)无纺布具有良好的韧性(尤其是低温韧性)、耐磨性、抗应力开裂性、绝缘性和超强的耐腐蚀性能。玄武岩纤维(涂层)机制布有效的阻挡传导于3M的热量,为超高分子量聚乙烯纤维(涂层)无纺布提供了良好的工作温度,后者具有极高的抗穿刺性能,有效阻挡由3M传导所至的冲击力,并形成最大程度的材料性物理形变,从而提供最大程度的抗穿刺防护。
5M部分的kevlar纤维(涂层)机织物性能如前所述;其中平纹机织布斜纹机织布逐层进行交替的特征在于,相邻两层之间机织物的织法不同,即纱线排列顺序与方法不同,从而使布料之间的纱线与空隙相互遮挡,减少供尖锐物体刺入的整体缝隙,当有冲击作用时彼此的纱线与空隙相互镶嵌,增加微观的结果性物理形变余量,从而形成阻滞。
6M竹源纤维(涂层)机织物主要包括竹炭纤维、竹原纤维、竹浆纤维。三者均具有柔滑软暖、吸湿透气的特点,优选竹炭纤维,具有抑菌抗菌、抗紫外线、发射远红外线、负离子发射浓 度高、矿物质含量高(有特殊的保健功能)等特点。本部分织物特点在于,多层之间保持游离或采用绗缝等方法连接,可以直接接触皮肤,透气抗过敏。
本发明的有益效果是:充分发挥了各种纤维的优点同时抑制了各自性能的缺点,从而形成有机的整体、实现多种功能的有机融合。通过对基材的特定选择与处理,使基材微观理化特性发生特定的变化,生成对多功能目标有最优促进作用的基础材料集合;通过对处理的基材进行特定的比例选定和排列组合,产生针对多功能指标最优化参数曲线的构架;通过对特定排列基材的组合加工,提升了最优化结构曲线的均值与极值;通过对局部基材的结构性处理,大幅强化了需要集中突出的性能指标。材料集合、比例选定、组合排列、局部结构与整体结构相互配合协调,整体优化,使多功能性能指标参数分布曲线均处于最优状态,如图7,同时极好的控制了成本、最大程度发挥了材料的性能。同时材料适应多种胶体粘结、物理机械等连结方式,使面料的多功能性得到强化。其中各种涂层厚度小而且使用粘合剂粘合后整体柔软弹性好,保证了本发明在多功能面料上的柔韧轻质和灵活性,。使用上述多种纤维的有机融合,配合最优选定的粘合剂,并按最优比例混合粒子制成的面料能够在耐磨度上达到ASTM D 3885-2004标准;防火耐热性能达到美国加州CA117防火测试标准;耐腐蚀(强酸强碱)性能上达到NFPA 1992《危险品紧急事故处置用防液体溅泼防护服标准》;防刺性能不仅能够符合GA68-2003《防刺服》标准,而且达到NIJ0115.00高能量防护水平等级一级和NIJIIIA标准;同时接触皮肤部分达到抗菌测试标准JIS L 1902。
有效拓展了面料的使用范围。
下面结合附图和实施示例对本发明进一步说明。
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明结构纤维层最佳比例示意图。
图3是本发明各纤维层防火相对性能分布示意图。
图4是本发明防穿刺(防水)相对性能分布示意图。
图5是本发明防腐蚀相对性能分布示意图。
图6是本发明防辐射相对性能分布示意图。
图7是整体优化系能分布示意图(纵坐标不代表各性能间比较)。
图8是制备宣武岩纤维所用的玄武岩矿石的化学成分。
具体实施方式
下面结合具体实施示例对本发明作进一步详细阐述。
实施示例1
所述的由多种纤维层按规则排布复合成的多功能面料及制造方法如下:
参考附图1-7。多功能材料由6部分构成。第一部(1M)分玄武岩纤维(涂层)机织物部分由2层玄武岩纤维机织物采用防火硅胶离散胶连,涂层厚度0.2MM;所述第二部分(2M)kevlar纤维(涂层)无纺布部分由2层采用褶皱工艺的kevlar纤维无纺布中度缝纫而成;所述第三部分(3M)kevlar纤维无纺布部分由2层采用折叠工艺的kevlar纤维无纺布铆钉连接而成;所述第四部分(4M)由1层玄武岩纤机织布离散胶连2层超高分子量聚乙烯-UHMWPE纤维(涂层)无纺布复合而成,后者涂层采用含10UM立方氮化硼颗粒的聚碳酸酯胶离散胶连,其中颗粒与胶体质量比例为1∶1,涂层厚度均为0.1MM;所述第五部分(5M)由2层kevlar纤维(涂层)平纹机织物与2层斜纹(涂层)机织物逐层均匀胶连而成,胶体为含有50UM 碳化硼颗粒的聚烯烃胶,碳化硼与胶体质量比例为0.8∶1,涂层厚度为0.2MM;所述第六部分(6M)竹源纤维机织物部分由1层竹炭纤维机织物构成。此时1M~6M为最优比例2∶2∶2∶1∶2∶4∶1。
1M与2M之间采用游离方式不进行连接;2M与3M之间采用中度缝纫方式连接;3M与4M之间采用游离方式不进行连接;4M与5M之间采用含20UM立方氮化硼颗粒的聚碳酸酯胶均匀胶连,涂层厚度0.2MM;5M与6M之间采用游离方式不进行连接。
此种基材由14层纤维(涂层)构成,厚度5.5MM,密度1.207G/CM3、6.63KG/M2.最佳工作温度-15摄氏度——145摄氏度,稳定工作温度-30摄氏度——345摄氏度。可穿着性强,达到KR1&KR1+SP1防护级别。
实施示例2
所述的由多种纤维层按规则排布复合成的多功能面料及制造方法如下:
参考附图1-7。多功能材料由6部分构成。第一部(1M)分玄武岩纤维(涂层)机织物部分由4层玄武岩纤维机织物采用防火硅胶离散胶连,涂层厚度0.2MM;所述第二部分(2M)kevlar纤维(涂层)无纺布部分由4层采用褶皱工艺的kevlar纤维无纺布中度缝纫而成;所述第三部分(3M)kevlar纤维无纺布部分由4层采用折叠工艺的kevlar纤维无纺布铆钉连接而成;所述第四部分(4M)由2层玄武岩纤机织物离散胶连2层超高分子量聚乙烯-UHMWPE纤维(涂层)无纺布复合而成,后者涂层采用含10UM立方氮化硼颗粒的聚碳酸酯胶均匀胶连,其中颗粒与胶体质量比例为1∶1,涂层厚度均为0.1MM;所述第五部分(5M)由4层kevlar纤维(涂层)平纹机织物与4层斜纹(涂层)机织物逐层均匀胶连而成,胶体为含有50UM碳化硼颗粒的聚烯烃胶,碳化硼与胶体质量比例为0.8∶1,涂层厚度为0.2MM;所述第六部分(6M)竹源纤维机织物部分由3层竹炭纤维机织物构成。此时1M~6M为比例2∶2∶2∶1∶2∶4∶1.5。
1M与2M之间采用游离方式不进行连接;2M与3M之间采用中度缝纫方式连接;3M与4M之间采用游离方式不进行连接;4M与5M之间采用含20UM立方氮化硼颗粒的聚碳酸酯胶均匀胶连,涂层厚度0.2MM;5M与6M之间采用游离方式不进行连接。
此种基材由28层纤维(涂层)构成,厚度10.8MM,密度1.207G/CM3、13.035KG/M2。最佳工作温度-15摄氏度——145摄氏度,稳定工作温度-30摄氏度——345摄氏度。可穿着性强,耐磨系能达到ASTM D 3885-2004标准;防火耐热性能达到美国加州CA117防火测试标准;耐腐蚀(强酸强碱)性能上达到NFPA 1992《危险品紧急事故处置用防液体溅泼防护服标准》;防刺性能不仅能够符合GA68-2003《防刺服》标准,而且达到NIJ0115.00高 能量防护水平等级一级和NIJIIIA标准;同时接触皮肤部分达到抗菌测试标准JIS L 1902。
实施示例3
所述的由多种纤维层按规则排布复合成的多功能面料及制造方法如下:
参考附图1-7。多功能材料由6部分构成。第一部分(1M)玄武岩纤维机织物部分由1层采用起泡工艺的玄武岩纤维机织物构成;所述第二部分(2M)kevlar纤维无纺布部分由1层采用离散冲孔、褶皱工艺的kevlar纤维无纺布构成;所述第三部分(3M)kevlar纤维无纺布部分由1层采用离散冲孔、起泡工艺的kevlar纤维无纺布构成;所述第四部分(4M)由1层采用随机冲孔工艺的玄武岩纤机织布离散胶连1层超高分子量聚乙烯-UHMWPE纤维(涂层)无纺布复合而成,涂层采用含10UM立方氮化硼颗粒的聚碳酸酯胶离散胶连,其中颗粒与胶体质量比例为0.5∶1,涂层厚度均为0.1MM;所述第五部分(5M)由1层kevlar纤维(涂层)平纹机织物与1层斜纹(涂层)机织物离散胶连而成,胶体为含有30UM碳化硼颗粒的聚烯烃胶,碳化硼与胶体质量比例为0.6∶1,涂层厚度为0.2MM;所述第六部分(6M)竹源纤维机织物部分由1层竹炭纤维机织布构成。此时1M~6M为比例1∶1∶1∶1∶1∶2∶1。
1M与2M之间采用游离方式不进行连接;2M与3M之间采用低度缝纫方式连接;3M与4M之间采用游离方式不进行连接;4M与5M之间采用含20UM立方氮化硼颗粒的聚碳酸酯胶均匀胶连,涂层厚度0.1MM;5M与6M之间采用游离方式不进行连接。
此种基材由8层纤维(涂层)构成,厚度1.8MM,密度1.1G/CM3、1.98KG/M2。最佳工作温度-15摄氏度——145摄氏度,稳定工作温度-30摄氏度——345摄氏度。可穿着性强,满足非专业普通防护级别。
Claims (5)
1.一种由多种纤维层采用特定加工工艺并满足特定理化结构,按规则排布、连接复合成的多功能面料。其中材料集合、比例选定、组合排列、局部结构与整体结构相互配合协调,整体优化,使多功能性能指标参数分布曲线均处于最优状态。选取各化学成分在0.9%-69%的玄武岩纤维(玄武岩纤维直径在7~14um、长径比1:1000~3000)制成的纱线,由kevlar纤维制成的细度在1000D以下的纱线,由高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维制成的细度在100~800D的纱线和竹源纤维制成的纱线作为基材。其特征在于,所述的按规则排布复合成的多功能面料由6部分组成。从外到内依次为:1玄武岩纤维(涂层)机织物部分;2kevlar纤维(涂层)无纺布部分;3kevlar纤维(涂层)无纺布部分;4玄武岩纤维(涂层)机织物与高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维(涂层)无纺布复合部分;5kevlar纤维平纹机织物与斜纹机织物复合部分;6竹源纤维机织物部分。以上所述的六个部分之间或每部分内部可采用离散胶连、连续胶连、缝纫、铆连等连接方式或保持游离。
2.根据权利要求1所述的多功能面料,其特征在于,所述的第一部分玄武岩纤维(涂层)机织物部分由1~6层玄武岩纤维机织物复合而成,即1M;所述第二部分kevlar纤维(涂层)无纺布部分由1~6层kevlar纤维无纺布复合而成,即2M;所述第三部分kevlar纤维(涂层)无纺布部分由1~6层kevlar纤维无纺布复合而成,即3M;所述第四部分由1~3层玄武岩纤维(涂层)机织物和1~6层超高分子量聚乙烯-UHMWPE纤维(涂层)无纺布复合而成,即4M;所述第五部分由1-6层kevlar纤维(涂层)平纹机织物与1-6层斜纹(涂层)机织物逐层交替复合而成,即5M;所述第六部分竹源纤维(竹炭纤维、竹原纤维、竹浆纤维)(涂层)机织物部分由1~3层竹源纤维机织物复合而成,即6M。以单层纤维为无差别基本单位,1M~6M的最优比例为2∶2∶2∶1∶2∶4∶1。
3.根据权利要求1所述的多功能面料,涂层中可含粒子,其特征在于:粒子为硬度大于7、粒径为10um~180um的石英砂、纳米二氧化硅、氧化硼、碳化硼、氮化硼及立方氮化硼中的一种或几种,其中优选氧化硼、碳化硼、氮化硼及立方氮化硼粒子。涂层粘合剂包括阻燃胶部分:阻燃硅胶、环氧树脂类胶。防弹胶部分:聚碳酸酯胶、聚烯烃胶等固化后柔软有弹性的胶体中的一种或几种,不同部分使用的粘合剂不同。其中,涂层中需要将粒子与粘合剂混合的,按照粒子与粘合剂的重量比范围在0.5~3.5∶1区间内进行混合。以上各部分内部层间可不粘结并相对移动,也可采用物理方式经行固定,如缝纫、铆钉等连接方式;如要采用胶体粘结方式复合,可使用以下优选方案细节:1M中使用阻燃胶(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);2M中使用阻燃胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);3M中使用防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);4M中使用阻燃胶和防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);5M中使用防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合)。以上涂层厚度为0.05mm~0.35mm。
4.一种如权利要求1所述的多功能面料的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
A:选取各化学成分在0.9%-69%的玄武岩纤维(玄武岩纤维直径在7~14um、长径比1∶1000~3000)制成的纱线,由kevlar纤维制成的细度在1000D以下的纱线,由高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维制成的细度在100~800D的纱线和竹源纤维制成的纱线作为基材。其特征在于,所述的按规则排布复合成的多功能面料由6部分组成。从外到内依次为:1玄武岩纤维(涂层)机织物部分;2kevlar纤维(涂层)无纺布部分;3kevlar纤维(涂层)无纺布部分;4玄武岩纤维(涂层)机织物与高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维(涂层)无纺布复合部分;5kevlar纤维平纹机织物与斜纹机织物复合部分;6竹源纤维机织物部分。
B:当需要对步骤A中的复合面料进行延展结构处理时,可以采用褶皱、折叠、起泡、起毛、凹凸等加工工艺或使用符合该类特征的产品。
C:当需要对步骤A中的复合面料进行涂层处理时,使用如下处理方案。涂层中可含粒子:粒子为硬度大于7、粒径为10um~180um的石英砂、纳米二氧化硅、氧化硼、碳化硼、氮化硼及立方氮化硼中的一种或几种,其中优选氧化硼、碳化硼、氮化硼及立方氮化硼粒子。涂层粘合剂包括阻燃胶部分:阻燃硅胶、环氧树脂类胶。防弹胶部分:聚碳酸酯胶、聚烯烃胶等固化后柔软有弹性的胶体中的一种或几种,不同部分使用的粘合剂不同。其中,涂层中需要将粒子与粘合剂混合的,按照粒子与粘合剂的重量比范围在0.5~3.5∶1区间内进行混合。以上各部分内部层间可不粘结并相对移动,也可采用物理方式经行固定,如缝纫、铆钉等连接方式;如要采用胶体粘结方式复合,可使用以下优选方案细节:1M中使用阻燃胶(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);2M中使用阻燃胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);3M中使用防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);4M中使用阻燃胶和防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合);5M中使用防弹胶进行粘合(可和以上粒子中的一种或几种进行粘合)。以上涂层厚度为0.05mm~0.35mm
D:将步骤C中的连接处理按以下方案进行。1至6M之间的粘结部分可以采用均匀胶连工艺或者离散胶连工艺;每一层纤维材料也可以采用排列不同或随机穿孔、穿刺等方法。均匀胶连工艺的特点在于:胶体以整面连续排布的形式介于相邻两层材料间。离散胶连工艺的特点在于:胶体以非整面连续排布的形式介于相邻两层材料间,可以按照一定规则或者随机离散的形式间续的分布于相邻两层材料间。随机穿孔、穿刺方法加工材料的特点在于:所有穿孔、穿刺后的单层材料组合在一起,用平行光进行直射投影时在背景上不留光斑痕迹;对材料进行厚度指标的随机采样时,样本值符合常数分布或正态分布。
5.根据权利要求4所述的制作方法,其特征于,以上所述的六个部分之间或每部分内部可采用离散胶连、连续胶连、缝纫、铆连等连接方式或保持游离。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102717472A CN102963078A (zh) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | 一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102717472A CN102963078A (zh) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | 一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102963078A true CN102963078A (zh) | 2013-03-13 |
Family
ID=47793650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102717472A Pending CN102963078A (zh) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | 一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102963078A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103184695A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-03 | 东华大学 | 一种树脂成型柔性防刺面料及其制备方法 |
| CN103434194A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-11 | 苏州宏优纺织有限公司 | 一种耐高温聚酰胺纤维面料 |
| CN104872873A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种智能布料、智能鞋和智能衣服 |
| CN114657768A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-24 | 杭州永前布业有限公司 | 一种抗紫外线箱包布料的制备工艺 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002020887A2 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-14 | A W Hainsworth & Sons Ltd | Fire resistant textile material |
| CN1727178A (zh) * | 2005-06-20 | 2006-02-01 | 东华大学 | 一种柔性轻质复合防刺面料及其制造方法 |
| CN2788586Y (zh) * | 2005-02-03 | 2006-06-21 | 上海依极科技有限公司 | 带有柔软防刺层的安全防护背心结构 |
| WO2007018082A1 (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-15 | Teijin Techno Products Limited | 二層構造織物及びそれを用いた耐熱防護衣料 |
| CN201074263Y (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-18 | 上海新纺织产业用品有限公司 | 一种高强、复合结构的防护织物 |
| CN101397710A (zh) * | 2007-09-28 | 2009-04-01 | 上海伊贝纳纺织品有限公司 | 一种工业用阻燃防护服织物、其制造方法及其阻燃防护服 |
-
2010
- 2010-09-03 CN CN2010102717472A patent/CN102963078A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002020887A2 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-14 | A W Hainsworth & Sons Ltd | Fire resistant textile material |
| CN2788586Y (zh) * | 2005-02-03 | 2006-06-21 | 上海依极科技有限公司 | 带有柔软防刺层的安全防护背心结构 |
| CN1727178A (zh) * | 2005-06-20 | 2006-02-01 | 东华大学 | 一种柔性轻质复合防刺面料及其制造方法 |
| WO2007018082A1 (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-15 | Teijin Techno Products Limited | 二層構造織物及びそれを用いた耐熱防護衣料 |
| CN201074263Y (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-18 | 上海新纺织产业用品有限公司 | 一种高强、复合结构的防护织物 |
| CN101397710A (zh) * | 2007-09-28 | 2009-04-01 | 上海伊贝纳纺织品有限公司 | 一种工业用阻燃防护服织物、其制造方法及其阻燃防护服 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 施楣梧: "高新技术纤维材料在个体防护装备上的应用", 《高科技纤维与应用》 * |
| 李琦等: "芳纶与高强聚乙烯纤维叠层组合对弹片的防护性能", 《纤维复合材料》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103184695A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-03 | 东华大学 | 一种树脂成型柔性防刺面料及其制备方法 |
| CN103184695B (zh) * | 2013-04-17 | 2015-11-18 | 东华大学 | 一种树脂成型柔性防刺面料及其制备方法 |
| CN103434194A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-11 | 苏州宏优纺织有限公司 | 一种耐高温聚酰胺纤维面料 |
| CN104872873A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种智能布料、智能鞋和智能衣服 |
| US10426205B2 (en) | 2015-06-18 | 2019-10-01 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Intelligent fabric, intelligent shoe and intelligent garment |
| CN114657768A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-06-24 | 杭州永前布业有限公司 | 一种抗紫外线箱包布料的制备工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101156127B1 (ko) | 하이브리드 시이트 및 이를 포함하는 보호구 | |
| US20130090029A1 (en) | Impact dissipating fabric | |
| KR101715420B1 (ko) | 큰 필라멘트당 데니어 고성능 얀을 갖는 개선된 방탄 복합체 | |
| TW200401056A (en) | Bi-directional and multi-axial fabrics and fabric composites | |
| PT1629247E (pt) | Composição balística única | |
| GB2472949A (en) | Flexible spike and knife resistant composite | |
| CA2738987A1 (en) | Woven multi-layer fabrics and methods of fabricating same | |
| EP2909025A1 (en) | Impact dissipating fabric | |
| CN101235577A (zh) | 一种防割纱线 | |
| CN103213353A (zh) | 新型柔性防弹防刺三维机织物 | |
| CN102963078A (zh) | 一种由多纤维层按规则排布复合的多功能面料及制造方法 | |
| CN101953518B (zh) | 一种针织柔性复合防刺背心面料的制作方法 | |
| CN1071451C (zh) | 抗穿刺复合材料 | |
| CN101838879A (zh) | 一种柔性防剌防弹高强聚乙烯功能性织物的制备方法 | |
| US20070232173A1 (en) | Non-plain-woven laminated structures | |
| CN205741412U (zh) | 一种蜂窝状孔洞组合的立体织物 | |
| CN201869837U (zh) | 一种柔性防刺复合面料 | |
| CN205272714U (zh) | 阻燃防水面料 | |
| CN102090741A (zh) | 一种柔性防刺复合面料 | |
| RU2358225C2 (ru) | Вставка, стойкая к прокалыванию, для защитного текстильного изделия и защитное текстильное изделие | |
| CN101718512A (zh) | 一种汽车炸弹防爆围栏及其使用方法 | |
| CN216898557U (zh) | 一种三维立体结构的防弹衣 | |
| EP1957700A2 (en) | Matrix free non-woven layer of polypyridazle short fiber | |
| CN206551593U (zh) | 一种适合野外的丝绸面料 | |
| JPS6380198A (ja) | 耐衝撃性部材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Liu Lizhao Document name: Notification to Make Rectification |
|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130313 |