专利名称：一种树脂成型柔性防刺面料及其制备方法
技术领域：
本发明属于防护面料及其制备领域，特别涉及一种树脂成型柔性防刺面料及其制备方法。
背景技术：
即使处于和平年代，暴力冲突在世界各国也不断发生。为了确保广大公安干警在执行任务时，主要脏器部位不受或少受匕首等常见锐器所造成的伤害，广大公安干警和安保人员有必要配备防护装备，而防刺服就是其中一种重要的防护用品。并且随着人们对服装防护性能要求的提高，迫切需要隐蔽性能好、舒适透气、灵活轻便、价格低廉的新型防刺面料。另外，防刺面料还可以用来制作防刺背心、防割手套、护臂、耐穿刺皮包等等。目前市场上主要有硬质、半硬质和柔性三种防刺服。硬质防刺服是一种以一定形状和曲面的硬质防刺板作为防刺插板的防刺盔甲，其防刺层全部由特种钢、铝合金等金属组成。中国专利(CN2625838)公开了一种防刺服，防刺层由数块四周边缘带有连接钩的金属片两两相互搭嵌拼接构成，各块金属片之间不留缝隙。由于各块金属片边缘有连接钩，所以互相搭嵌而不留缝隙，有效地克服了刀刃滑入缝隙处给防护人带来的伤害，具有良好的防刺效果。但是这种防刺服存在重量过重，灵活性差，穿着不舒适，不易折叠保存等缺点。半硬质防刺服由几层防刺层复合而成，中间有一层或几层特殊的金属片或金属夹层，有一定的柔韧性。中国专利(CN2163361)中公开了一种金属丝编织的人字形结构的防刺服。该种防刺服有一定弹性，但穿到身上略显偏重，不易发挥各类动作，灵活性不好。柔性防刺服基本上是由高性能纤维等其他柔性纤维通过机织、针织、非织等织造方法成形，层与层之间通过热粘合或缝合方式连接。在世界专利(W097-21334)中，公开了一种在芳酰胺织物表面涂有热塑性树脂的防刺防护服。这种防刺服有一定的柔软性，性能较好，但厚度较厚，透气性差。美国专利(US6280546)公开了一种采用热塑性薄膜与含25%以上芳纶、UHMWPE高性能纤维织造的织物在一定张力下粘合而成的防刺服，该方法制造的防刺服具有良好的抗剪切、抗穿刺性能，只是透气性很差，穿着者会有明显的不适感。中国专利(CN101543318)公开了一种由软质带涂层芳纶织物和芳纶防刺毡制成的防刺层。这种防刺服有一定的柔软性，但厚度较厚，穿着不舒适，并且基本不透气。中国专利(CN1727178)公开了一种由超高分子量聚乙烯制成的涂层机织物、无纺布、无纬布交叉叠层而形成的防刺面料。该防刺面料有较好的防刺性能，但制造工艺繁多，加工成本较高。中国专利(CN201088147)公开了一种用于制作防刺服的粘结有金属片的防护体，由成衣片材、粘结剂和金属片组成。这种防刺服具有易折、轻质、高强的性能，但加工复杂，一件防刺服需要3000-4000金属片，并且穿着也不舒适，不利于动作发挥。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种树脂成型柔性防刺面料及其制备方法，该发明制备的树脂成型柔性防刺面料可以制造便于各种技战术动作发挥，并且穿着舒适、隐蔽性强的防刺服，也可以制造护臂、防刺手套、耐切割皮包等民用产品。该发明进而弥补现有技术的不足和缺陷，满足军用领域及民用领域的需要。本发明的一种树脂成型柔性防刺面料，所述面料由成衣面料和热固性树脂固化物组成；通过网板成型工艺在成衣面料表面固化上具有一定规律图案的树脂固化物；其中树脂固化物的水平面尺寸为任意两点间的距离为l_30mm，厚度为0.1-5mm ;树脂固化物与树脂固化物之间的间隙为0.l-5mm。所述成衣面料为化纤、高性能纤维、棉、毛、丝、麻中的一种或一种以上纤维、纱线制成的织物。所述织物为机织、针织、非织或编织。所述热固性树脂为环氧树脂、热固性丙烯酸树脂、氨基树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯、硅醚树脂中的一种或几种。所述热固性树脂添加稀释剂、增韧剂、消泡剂、阻燃剂、色粒、固化剂中的一种或几种，以增强热固性树脂和成衣面料表面的粘结力，以及改变热固性树脂的粘度、硬度、颜色等性能指标。树脂和固化剂的质量配比为1:0.9-3:1。本发明的一种树脂成型柔性防刺面料的制备方法，包括:网板成型工艺:将热固性树脂均匀地分散在网板的各个网孔中(采用刮涂的方式)，使每个网孔填满树脂，刮去网板表面多余树脂，然后把成衣面料平铺在填充满树脂的网板上，对成衣面料施加压力，烘燥，热固性树脂固化物固结在成衣面料表面，最后把热固性树脂固化物从网板脱下，即得到柔性防刺面料。所述网板长、宽为任意尺寸，网板厚度为0.1-5mm ;每个网孔的水平面尺寸为任意两点间的距离为l_30mm，网孔在网板上完全贯穿；相邻两个网孔之间的间隙为0.l_5mm ;网板上网孔的形状为圆形、三角形、四边形、五边形、多边形中的一种或几种；网孔形状按照矩阵式、错位式、多样式、多尺寸式或多样式多尺寸式排列；网板材料为金属材料或非金属材料；网孔内表面及外表面镀膜或喷涂脱模剂。所述金属材料为铝合金或不锈钢，非金属材料为陶瓷材料。所述膜为聚四氟乙烯膜，也可以是便于热固性树脂固化物从网板脱离的其它材料。所述烘燥温度为10_120°C，烘燥时间为15min_24h。所述网孔所有内表面及外表面喷涂脱模剂，便于热固性树脂固化物从网板脱离。在本发明中，树脂固化物的形状由网板网孔形状决定。热固性树脂经过固化达到使用强度后从网板脱离。参见图1所示，本发明是一种用于制作防刺服的树脂成型柔性防刺面料，由成衣面料3和热固性树脂固化物I组成。通过网板固化成型的工艺路线，得到柔性防刺面料，该热固性树脂既能在固化前与成衣面料3表面有良好的浸润性，起到粘结剂的作用，又能在固化后，热固性树脂固化物I凭借优良的力学性能起到抵抗刀具穿刺的作用。同时，热固性树脂固化物I之间存在间隙2，使得该柔性防刺面料具有透气性和柔软性的特点。参见图2所示，网板网孔图案由等边三角形5与倒置等边三角形6组合构成。参见图3所示，网板网孔图案由正方形7构成，该图案可以稍加修改变成其他相似图形，例如正方形7可以换成长方形、菱形等其他合适的四边形。参见图4所示，网板网孔图案由同样大小、不同位置的五边形8及倒置五边形9与平行四边形10组合构成，其中每四个五边形紧密围绕一个平行四边形。参见图5所示，网板网孔图案由同样大小、不同位置的左五边形11、右五边形12、上五边形13、下五边形14与另一正方形15组合构成，其中一个正方形周围紧密围绕8个相等的正五边形。参见图6所示，网板网孔图案由多个六边形16交错排列构成的图形，图中显示了一个典型的蜂窝状图形。在本发明中，将2-8层单层树脂成型柔性防刺面料按照一定角度交错叠层，尽可能遮盖相邻两树脂固化物间的缝隙，层与层之间通过常规缝纫技术进行缝合。层与层柔性防刺面料表面的图案可以相同，也可以不同，归根结底为使该缝合后的树脂成型柔性复合防刺面料尽可能既保持良好的透气性与柔软性，也具有优良的防刺性能。上述介绍的不同形状的热固性树脂固化物一般都是采用网板成型的工艺方式固结在成衣面料表面，形成树脂成型柔性防刺面料。最后使数层单层防刺面料按照一定角度交错叠层，然后采用常规缝纫技术进行缝制，加工成防护体(防刺内胆)，进而制造成防刺背心、护臂、裤子、手套等防护用品，或者耐切割皮包等民用产品。有益.效果(I)本发明制备的产品与目前存在的防刺服相比，该柔性防刺服主要可以采用普通化纤类如涤纶、锦纶等化纤类成衣面料作为基布，单价比芳纶、UHMWPE等高性能纤维低10倍左右，大大节约了制造成本。当然，本发明树脂成型柔性防刺面料也可以采用芳纶等高性能纤维织成的织物，这样会使防刺服层数显著减少，厚度进一步减低，可以达到的安全防护等级更闻;(2)本发明采用网板成型工艺，工艺流程短，生产速度快，成型高效；(3)本发明中热固性树脂在没固化前是良好的粘结剂，能够与成衣面料有优良的粘结作用，固化后有较高的强度和硬度，能够抵抗常规刀具针管的穿刺；(4)本发明中树脂固化物与树脂固化物间的缝隙很小，将多层已固化树脂的防刺面料交错叠合后能够消除缝隙，使防刺服具有优良的防刺性能；同时，树脂固化物之间的缝隙可以使防刺服具备一定的透气性和柔软性；(5)本发明中树脂固化物的种类、尺寸、颜色、外形以及组合方式可以根据具体用途和防护等级进行设计，使得应用本发明防刺面料制作的防刺服可以满足各种条件下的防护要求；(6)本发明制备的树脂成型柔性防刺面料既可以制造高规格的防刺服等军用产品，也可以制作普通等级防刺服，供保安、城管、玻璃加工行业工人等领域人员穿着，还可以制作防刺手套、耐切割皮包等民用产品；(7)在相同防护级别下应用，本发明防刺面料制作的防刺服具有重量显著减轻、厚度明显降低，穿着舒适，灵活轻便，隐蔽性高等特点；(8)本发明弥补现有技术的不足和缺陷，满足军用领域及民用领域的需要。
图1是本发明柔性防刺面料的剖面结构示意图；图2是正反等边二角形网板网孔的组合图案不意图；图3是正方形网板网孔的图案示意图；图4是正反五边形及平行四边形网板网孔的组合图案示意图；图5是同样大小、不同位置五边形及正方形网板网孔的组合图案示意图；图6是正六边形组合成的蜂窝状网板网孔的组合图案示意图；图中:1.树脂固化物2.树脂固化物与树脂固化物之间的间隙3.成衣面料4.网板5.等边三角形6.倒置等边三角形7.正方形8.五边形9.倒置五边形10.平行四边形
11.左五边形12.右五边形13.上五边形14.下五边形15.另一正方形16.正六边形。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1本柔性防刺面料采用锦纶平纹面料作为基布，面密度为180g/m2，经纬密度为308X316(根/10cm)。E44环氧树脂与650聚酰胺树脂固化剂，质量配比为1: 0.9，添加树脂质量8%的苯二甲酸二辛酯增韧剂、5%的环氧稀释剂(SM-90)和5%的色粒。该防刺面料的制造过程如下:a，首先将环氧树脂与固化剂及助剂搅拌混合均匀；b，本例采用图6蜂窝状图案的网板，网板中六边形网孔边长4mm,网孔与网孔之间的间隙为Imm,网孔高度为1.0mm，将该树脂混合物均匀地分散在网板的各个网孔中，使每个网孔填满树脂，接着使用刮刀刮去网板表面多余树脂；c，把锦纶面料平铺在填充满树脂的网板上，在锦纶面料上施加一个同样尺寸、表面平整的铁板；d，在90°C条件下，烘燥30min，使环氧树脂达到使用强度，环氧树脂固化物固结在锦纶面料表面；e，将网板与成衣面料分离，得到柔性防刺面料。采用7层这种锦纶柔性防刺面料交叉铺层(即上下单层面料经过错位，遮盖彼此树脂固化物间的缝隙)，然后各层边缘之间相互缝合，经过裁剪，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体制成规格175cm、90A的防刺服总重为2.3kg，厚度为10.8mm。制得的防刺服采用中华人民共和国公共安全行业最新标准GA68-2008进行测试，结果表明该防刺服完全符合该标准中所规定的技术要求，而且能达到NIJ0115.00高能量水平防护等级一级。实施例2本柔性防刺面料采用涤纶平纹面料作为基布，面密度为210g/m2，经纬密度为160X166 (根/10cm)。E44环氧树脂与650聚酰胺树脂固化剂，质量配比为1:1，添加树脂质量10%的苯二甲酸二辛酯增韧剂、5%的环氧稀释剂(SM-90)和5%的色粒。该防刺面料的制造过程如下:a，首先将环氧树脂与固化剂及助剂搅拌混合均匀；b，本例采用图5大小相同的五边形环绕正方形图案的网板，网板中五边形网孔边长3mm，正方形网孔边长5mm，网孔与网孔之间的间隙为0.8mm,网孔高度为0.9_，将该树脂混合物均匀地分散在网板的各个网孔中，使每个网孔填满树脂，接着使用刮刀刮去网板表面多余树脂；c，把涤纶面料平铺在填充满树脂的网板上，在涤纶面料上施加一个同样尺寸、表面平整的铁板；d，在80°C条件下，烘燥40min，使环氧树脂达到使用强度，环氧树脂固化物固结在涤纶面料表面；e,将网板与涤纶面料分离，得到柔性防刺面料。采用8层这种涤纶柔性防刺面料交叉铺层(即上下单层面料经过错位，遮盖彼此树脂固化物间的缝隙)，然后各层边缘之间相互缝合，经过裁剪，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体制成规格175cm、90A的防刺服总重为2.5kg，厚度为10.3mm。制得的防刺服采用中华人民共和国公共安全行业最新标准GA68-2008进行测试，结果表明该防刺服完全符合该标准中所规定的技术要求，而且能达到NIJ0115.00高能量水平防护等级一级。实施例3本柔性防刺面料采用涤纶平纹面料作为基布，面密度为245g/m2，经纬密度为280 X 298(根/IOcm)。热固性丙烯酸树脂(BS-965 )，异氰酸酯固化剂(740D)，质量配比3:1，添加树脂质量10%的领苯二丁酯增韧剂。该防刺面料的制造过程如下:a，首先将该热固性丙烯酸树脂与固化剂、助剂搅拌混合均匀山，本例采用图3大小相同的正方形相互错位排列图案的网板，网板中正方形网孔边长3_，网孔与网孔之间的间隙为0.8mm,网孔高度为
1.1_，将该树脂混合物均匀地分散在网板的各个网孔中，使每个网孔填满树脂，接着使用刮刀刮去网板表面多余树脂；c，把涤纶面料平铺在填充满树脂的网板上，在涤纶面料上施加一个同样尺寸、表面平整的铁板；山在80°C条件下固化2h，使丙烯酸树脂达到使用强度，丙烯酸树脂固化物固结在涤纶面料表面；e，将网板与成衣面料分离，得到柔性防刺面料。采用7层这种涤纶柔性防刺面料交叉铺层(即上下单层面料经过错位，遮盖彼此树脂固化物间的缝隙)，然后各层边缘之间相互缝合，经过裁剪，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体制成规格175cm、90A的防刺服总重为2.7kg，厚度为11.2mm。制得的防刺服采用中华人民共和国公共安全行业最新标准GA68-2008进行测试，结果表明该防刺服完全符合该标准中所规定的技术要求，而且能达到NIJ0115.00高能量水平防护等级一级。实施例4本柔性防刺面料采用芳纶平纹面料作为基布，面密度为207g/m2，经纬密度为93X95(根/10cm)。E44环氧树脂与650聚酰胺树脂固化剂，质量配比为1: 1，添加树脂质量8%的苯二甲酸二辛酯增韧剂、5%的环氧稀释剂(SM-90)和5%的色粒。该防刺面料的制造过程如下:a，首先将环氧树脂与固化剂及助剂搅拌混合均匀；b，本例仍然采用图6蜂窝状图案的网板，网板中六边形网孔边长4mm,网孔与网孔之间的间隙为Imm,网孔高度为1.0mm，将该树脂混合物均匀地分散在网板的各个网孔中，使每个网孔填满树脂，接着使用刮刀刮去网板表面多余树脂；c，把芳纶面料平铺在填充满树脂的网板上，在芳纶面料上施加一个同样尺寸、表面平整的铁板；d，在90°C条件下，烘燥30min，使环氧树脂达到使用强度，环氧树脂固化物固结在芳纶面料表面；e，将网板与成衣面料分离，得到柔性防刺面料。采用5层这种芳纶柔性防刺面料交叉铺层(即上下单层面料经过错位，遮盖彼此树脂固化物间的缝隙)，然后各层边缘之间相互缝合，经过裁剪，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体制成规格175cm、90A的防刺服总重为1.8kg,厚度为8.4mm。制得的防刺服采用中华人民共和国公共安全行业最新标准GA68-2008进行测试，结果表明该防刺服完全符合该标准中所规定的技术要求，而且能达到NIJ0115.0O高能量水平防护等级一级。实施例1-4的柔性防刺面料主要采用普通化纤作为基布，也有采用芳纶织物作为基布，利用网板成型方式定形，制成的防刺服重量在1.8-2.7kg，厚度在8.4-11.2mm,层数在5-8层，符合国标GA68-2008的各项技术要求，也能达到NIJ0115.00高能量水平防护等级一级。该柔性防刺面料制成的防刺服与国内同规格防刺等级的防刺服相比，重量明显减轻，厚度显著下降，成本低廉，舒适透气，表明本发明有良好的市场前景。
权利要求
1.一种树脂成型柔性防刺面料，其特征在于:所述面料由成衣面料和热固性树脂固化物组成，热固性树脂固化物之间存在间隙；其中树脂固化物的水平面尺寸为任意两点间的距离为l-30mm，厚度为0.1-5mm ;树脂固化物与树脂固化物之间的间隙为0.l_5mm。
2.根据权利要求1所述的一种树脂成型柔性防刺面料，其特征在于:所述成衣面料为化纤、高性能纤维、棉、毛、丝、麻中的一种或一种以上纤维、纱线制成的织物。
3.根据权利要求2所述的一种树脂成型柔性防刺面料，其特征在于:所述织物为机织、针织、非织或编织。
4.根据权利要求1所述的一种树脂成型柔性防刺面料，其特征在于:所述热固性树脂为环氧树脂、热固性丙烯酸树脂、氨基树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯、硅醚树脂中的一种或几种。
5.根据权利要求1或4所述的一种树脂成型柔性防刺面料，其特征在于:所述热固性树脂添加稀释剂、增韧剂、消泡剂、阻燃剂、色粒、固化剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1和4所述的一种树脂成型柔性防刺面料，其特征在于:所述树脂和固化剂的质量配比为1:0.9-3:1。
7.一种树脂成型柔性防刺面料的制备方法，包括: 将热固性树脂均匀地分散在网板的各个网孔中，使每个网孔填满树脂，刮去网板表面多余树脂，然后把成衣面料平铺在填充满树脂的网板上，对成衣面料施加压力，烘燥，热固性树脂固化物固结在成衣面料表面，最后把热固性树脂固化物从网板脱下，即得到柔性防刺面料。
8.根据权利要求6所述的一种树脂成型柔性防刺面料的制备方法，其特征在于:网板厚度为0.1-5mm ;每个网孔的水平面尺寸为任意两点间的距离为l_30mm，网孔在网板上完全贯穿；相邻两个网孔之间的间隙为0.l-5mm;网板上网孔的形状为圆形、三角形、四边形、五边形、多边形中的一种或几种；网孔形状按照矩阵式、错位式、多样式、多尺寸式或多样式多尺寸式排列；网板材料为金属材料或非金属材料；网孔内表面及外表面镀膜或喷涂脱模剂。
9.根据权利要求7所述的一种树脂成型柔性防刺面料的制备方法，其特征在于:所述金属材料为铝合金或不锈钢，非金属材料为陶瓷材料；膜为聚四氟乙烯膜。
10.根据权利要求7所述的一种树脂成型柔性防刺面料的制备方法，其特征在于:根据权利要求6所述的一种树脂成型柔性防刺面料的制备方法，其特征在于:所述烘燥温度为10-120°C，烘燥时间为 15min-24h。
全文摘要
本发明涉及一种树脂成型柔性防刺面料及其制备方法，所述面料由成衣面料和热固性树脂固化物组成，热固性树脂固化物之间存在间隙。制备方法将热固性树脂均匀地分散在网板的各个网孔中，使每个网孔填满树脂，刮去网板表面多余树脂，然后把成衣面料平铺在填充满树脂的网板上，对成衣面料施加压力，烘燥，热固性树脂固化物固结在成衣面料表面，最后把热固性树脂固化物从网板脱下，即得。本发明中热固性树脂在没固化前是良好的粘结剂，能够与成衣面料有优良的粘结作用，固化后有较高的强度和硬度，能够抵抗常规刀具针管的穿刺；该发明弥补现有技术的不足和缺陷，满足军用领域及民用领域的需要。
文档编号D06M15/263GK103184695SQ20131013441
公开日2013年7月3日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者王新厚, 马飞飞, 谢正权, 杨静茹 申请人:东华大学, 上海圣甲安全防护科技有限公司