本發(fā)明屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種擊劍防護服用輕質(zhì)高強面料及其制備工藝。

背景技術(shù)：
自從1896年擊劍運動成為奧運會比賽項目以來，擊劍運動的普及性越來越廣，參與人數(shù)近年來更是呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。為此，針對擊劍防護服的研發(fā)工作也得到越來越多的關(guān)注。與此同時，擊劍防護服技術(shù)的進步也成為擊劍這項高危險、強對抗的競技運動穩(wěn)步發(fā)展的重要助力。理想地，擊劍防護服應(yīng)提供令人滿意的輕質(zhì)量和高強度，同時具有較好的柔軟性和舒適性?；谶@些要求，一些產(chǎn)品已經(jīng)在商業(yè)上得到推廣和應(yīng)用，例如有DSM公司的Dyneema擊劍服、ALLSTAR擊劍服等。然而隨著競技體育的發(fā)展，人們對擊劍防護服的性能要求也越來越高，對服裝的防護性和舒適性提出了更高需求。目前，針對擊劍防護服的研發(fā)主要集中在多層復(fù)合面料領(lǐng)域，例如可參見中國專利申請CN102090741A、CN102963078A、CN103462276A、CN201869837U等，這些面料所用材質(zhì)通常包含高強度纖維，如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、芳綸、丙綸等。通過對多層面料的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的調(diào)整，以期獲得令人滿意的防護性和舒適性。另外，在新材料領(lǐng)域也有部分報道，如CN102692161A公開了一種可用作擊劍防護服的輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料，由高強度纖維無緯布和高強度纖維三維中空結(jié)構(gòu)織物與具有剪切增稠特性的液體通過熱縫紉技術(shù)復(fù)合而成。但是限于材質(zhì)和/或工藝，上述材料在輕質(zhì)化、防護強度、靈活性和舒適性上仍然存在不足，并且多層結(jié)構(gòu)需要更繁瑣的制作工藝，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種擊劍防護服用輕質(zhì)高強面料及其制備工藝。通過優(yōu)化面料配方和機織工藝，本發(fā)明采用單次織造流程就可獲得具有很高防護強度的面料，且單位面積質(zhì)量低，手感柔軟舒適，相比于現(xiàn)有的同類產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢。具體來說，本發(fā)明首先提供一種擊劍防護服用面料的制備工藝，以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維和高強滌綸為原料，包括下列步驟：A)配料分別選取纖度為360-420D的UHMWPE纖維和460-540D的高強滌綸絲，備用；B)加捻對UHMWPE纖維和滌綸絲進行加捻處理，控制捻度在70-100捻回數(shù)/米之間；加捻后，單根UHMWPE纖維的斷裂強度達到15-20kg，單根滌綸絲的斷裂強度達到6-8kg；C)織造采用雙面針織大圓機進行織造；織針排列和三角排列分別如圖1和圖2所示；D)后處理將步驟C)織造得到的面料進行漂白處理，干燥，然后經(jīng)柔軟液處理后，烘干定型。本發(fā)明的上述步驟A)中，UHMWPE纖維的纖度為360-420D(D表示旦尼爾)，其密度通常為0.94-0.98g/cm3。纖維結(jié)構(gòu)參數(shù)與其強度和可加工性以及最終織物性能有很大關(guān)聯(lián)。作為優(yōu)選方案，UHMWPE纖維的纖度宜控制在390-410D，密度宜為0.97-0.98g/cm3。非限制地，適用的UHMWPE纖維可直接在市面上通過商購獲得，例如可以是購自荷蘭DSM的美國Honeywell的中石化儀征化纖股份有限公司的白斯特lylon等系列產(chǎn)品。步驟A)中高強滌綸絲的纖度在460-540D之間，優(yōu)選是490-510D。非限制地，適用的高強滌綸絲可直接在市面上通過商購獲得，例如可以是購自常熟市協(xié)銘高強滌綸有限公司的產(chǎn)品。步驟B)中，加捻處理可進一步提升纖維/絲的強度，而絲線強度對其可加工性以及織物的防護強度有很大影響。若強度過低，則織物的防護強度達不到要求，過高則會導(dǎo)致可加工性和舒適性的損失。并且兩種纖維/絲的強度應(yīng)當彼此適配，這樣才能確保在后續(xù)織物組織中能夠發(fā)揮協(xié)同功效。優(yōu)選地，捻度控制在80-90捻回數(shù)/米。加捻后，單根UHMWPE纖維的斷裂強度應(yīng)達到15-20kg，單根滌綸絲的斷裂強度應(yīng)達到6-8kg。這里所說的斷裂強度是指單根纖維/絲在斷裂前所能承受的最大重量，該值可通過在纖維/絲上掛置重物進行測定。步驟C)所述的織造是實現(xiàn)本發(fā)明目的的關(guān)鍵，在室溫如15-25℃下采用針織大圓機進行。使用的大圓機是雙面針織大圓機，具體適用型號對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是非常容易確定的，例如可以是60RG等型號的現(xiàn)有產(chǎn)品，在此不作贅述。如上文所示，在織造過程中，8個進紗路數(shù)為一個循環(huán)，形成一個完全的編織組織。通過調(diào)整UHMWPE纖維和滌綸絲在大圓機進紗路數(shù)中的占比，可有效調(diào)節(jié)面料的組成，進而調(diào)節(jié)織物的物性?；趯γ媪戏雷o強度的考慮，UHMWPE纖維和滌綸絲的比例應(yīng)在3:1以上，例如3:1、7:1、或完全由UHMWPE纖維織成。隨著面料配方中UHMWPE含量的提高，面料的防護強度隨之提升。步驟D)中，對面料進行漂白、干燥、柔軟液處理和烘干定型都是紡織領(lǐng)域的常規(guī)后處理工藝步驟，屬于本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)。非限制性地，例如，可將面料在90-105℃進行漂白處理，干燥后勻速淌過柔軟液(基于待處理面料的質(zhì)量，柔軟劑加入量通常為0.6-1.0％)，然后于90-110℃烘干定型。任選地，除了上述步驟A-D之外，本發(fā)明的制備工藝還可包含紡織工藝中的一些其它常規(guī)步驟(如印染等)，以使面料可以滿足不同客戶的個性化需求。與上述制備工藝相對應(yīng)，本發(fā)明還提供由上述制備工藝制備得到的擊劍防護服用面料。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過對面料配方和機織工藝的改進，制得的擊劍防護服用面料沒有多層面料的缺點，刺破強力可達到3300N，單位面積質(zhì)量可低至600g/m2，手感柔軟舒適，并且制備僅需一次機織流程，制備工藝簡單，成本低廉。附圖說明圖1是本發(fā)明的織針排列圖；其中，橫線上表示針盤織針，橫線下表示針筒織針，A、B表示兩種不同針踵的織針。圖2是本發(fā)明的三角排列圖；其中：“∧”成圈三角，表示織針出針參加編織，“∏”集圈三角，表示織針出半針參加編織，“―”平檔三角，表示織針不出針參加編織，“A”、“B”是兩個不同的走針軌道，數(shù)字“1-8”表示進紗的路數(shù)。具體實施方式以下將結(jié)合具體實施例以對本發(fā)明做進一步詳細說明，但不應(yīng)將其理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。對于實施例中未具體描述的工藝參數(shù)，可遵照本領(lǐng)域中的常規(guī)條件或者按照設(shè)備規(guī)范要求進行。實施例1擊劍防護服用面料I，制備工藝包括下列步驟：A)配料分別選取纖度為400D的UHMWPE纖維(白斯特lylon產(chǎn)品，400D/230F，密度0.97g/cm3)和500D的高強滌綸絲(購自常熟市協(xié)銘高強滌綸有限公司，500D/144F，F(xiàn)DY)，備用；B)加捻對兩種原料進行加捻處理，控制捻度在80-90捻回數(shù)/米之間；加捻后，單根UHMWPE纖維的斷裂強度達到約18kg，單根滌綸絲的斷裂強度達到約8kg；C)織造在室溫(約20℃)下采用雙面針織大圓機進行織造；織針排列和三角排列分別如圖1和圖2所示；UHMWPE纖維和滌綸絲在進紗路數(shù)中的比例為3:1；D)后處理將步驟C)織造得到的面料在100℃下進行漂白處理，干燥，然后將面料勻速淌過柔軟液(基于待處理面料的質(zhì)量，陽離子柔軟劑加入量為0.8％)，并于100℃烘干定型，得到白色針織面料I。實施例2擊劍防護服用面料II：參照實施例1的制備工藝，不同僅在于UHMWPE纖維和滌綸絲在進紗路數(shù)中的比例為7:1，最終得到白色針織面料II。實施例3擊劍防護服用面料III：參照實施例1的制備工藝，不同僅在于完全由UHMWPE纖維制成，最終得到白色針織面料III。對比例選擇已經(jīng)商品化銷售的奧斯達(ALLSTAR)800NW上衣作為對比，標記為對比面料。性能表征分別對上述實施例1-3和對比例的面料的刺破強力(Puncturestrength)和單位面積質(zhì)量(Massperunitarea)進行檢測。其中，刺破強力檢測方法參照GB/T19978-2005，單位面積質(zhì)量的檢測方法參照GB/T4669-2008。測試結(jié)果如下表所示。樣品刺破強力(N)單位面積質(zhì)量(g/m2)白色針織面料I2612600白色針織面料II3117606白色針織面料III3324610對比面料2193739從測試結(jié)果可以看出，相比于同等規(guī)格的對比面料，本發(fā)明的面料I-III具有顯著更高的刺破強力和更低的單位面積質(zhì)量。并且從手感上可直觀地識別出，本發(fā)明的面料的柔軟性更佳，與身體接觸的舒適度更好。綜合這些特點表明，本發(fā)明的面料作為擊劍防護服可帶來更好的防護性能、更輕的質(zhì)量和更佳的柔軟舒適性，應(yīng)用性能明顯優(yōu)于同類產(chǎn)品，在擊劍服領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。