本發(fā)明涉及一種包括多層材料的裝備，所述多層材料經過強化以提供抗切割和/或抗磨損性能。

背景技術：

此處提供的“背景技術”描述是為了一般地呈現本發(fā)明的背景環(huán)境。該背景技術部分在一定程度上所描述的當前署名發(fā)明人所做的工作，以及本發(fā)明的在提交時未另外地限定為現有技術的方面沒有被明確地表述或暗示作為相對于本發(fā)明的現有技術。

在很多行業(yè)和專業(yè)中都需要這樣一種防護性佩戴物，其耐切割并且/或者耐磨損，并且對于佩戴者來說重量輕而且舒服。從爬過暖通空調系統(tǒng)(hvac)通風井的維修工人到參加各種運動賽事的周末戰(zhàn)士再到需要面對持刀攻擊者的警察，很多人在從事他們的日?；顒訒r都需要防護以避免割傷和刮傷。

但是，之前的防護服都很笨重而且對于佩戴者來說并不舒服，不透氣也不能將來自佩戴者皮膚的過量水蒸氣排放出去，還會降低佩戴者的預期動作精確性，也就是說，佩戴者無法進行有效的運動、反應、交互等。

技術實現要素：

前述段落是一般性的介紹，并不限制下面權利要求的范圍。結合附圖參照以下具體實施方式將能更好地理解所描述的實施例以及其他優(yōu)點。

所公開主題的一個目的是克服已知防護手套的這些以及其他缺點。

所公開主題的另一個目的是提供一種由多層材料制成的皮革服 裝，例如皮革手套，其中外層是皮革。

所公開主題的這些以及其他目的是提供一種強化多層材料，其包括：外層，所述外層優(yōu)選被構造成耐損傷的；第一內層，所述第一內層包括由耐切割且耐磨損的復合紗制成的織物，并且重量輕、耐損傷，允許空氣和水蒸氣從中流過；以及可選的第二內層，其中所述第一內層位于外層和第二內層之間。還提供一種由所述材料制成的防護服，如手套。

本發(fā)明還可提供一種利用所公開主題的手套來保護手套佩戴者的手部免受傷害的方法。所述方法包括：設置與佩戴者的手部直接接觸的手套的第一內層，所述第一內層包括能夠防止手套佩戴者免受傷害的重量輕的、耐切割并且/或者耐磨損的材料；以及設置位于第一內層上的外層，所述外層的耐損傷性不如所述第一內層。在另一實施例中，所述方法還可包括設置位于佩戴者的手部與所述第一內層之間的第二內層，用于增強舒適性和感覺。

本發(fā)明還可提供一種利用所公開主題的手套來增強手套佩戴者食指的靈活性、可控制性、敏感性等的方法。所述方法包括：設置與佩戴者的手部直接接觸的手套的第一內層，所述第一內層包括能夠防止對手套佩戴者造成傷害的重量輕的、耐切割并且/或者耐磨損的材料；以及在除了所述第一內層覆蓋佩戴者食指的位置之外的所述第一內層上設置外層。

附圖說明

通過結合附圖來考慮下面的具體實施方式可以更好地理解從而更易于全面地領會本發(fā)明的內容及其優(yōu)勢。

圖1示出根據所公開主題的一個或多個實施例的處于背向手掌位置的手套的俯瞰視圖。

圖2示出根據所公開主題的一個或多個實施例的處于面向手掌位置的手套的俯瞰視圖。

圖3示出根據所公開主題的一個或多個實施例的不具有內襯的手 套的縱向視圖。

圖4示出根據所公開主題的一個或多個實施例的具有內襯的手套的縱向視圖。

具體實施方式

以下結合附圖的描述旨在描述所公開主題的各種實施例，不一定呈現僅一個或多個實施例。在某些情況下，為了理解所公開的主題，所述描述包括具體細節(jié)。但是，本領域技術人員容易得知，這些實施例可以在不具有這些具體細節(jié)的情況下得以實施。在一些情況下，眾所周知的結構和構件會以框圖的形式示出，以避免模糊所公開主題的構思。

整個說明書中所用的“一個實施例”或“一實施例”的意思是結合一實施例描述的特定特征、結構、特性、操作、或功能被包括在所公開主題的至少一個實施例中。因此，說明書中出現的任何語句“在一個實施例中”或“在一實施例中”不一定是指同一實施例。另外，所述特定特征、結構、特性、操作、或功能也可以任何適合的方式結合在一個或多個實施例中。此外，所公開主題的實施例可以并且確實涵蓋所描述實施例的改型和變化。

必須說明的是，說明書和所附權利要求書中使用的單數形式“一”、“一個”以及“所述”包括多個對象，除非本文另有明確說明。也就是說，除非另外明確指出，本文中使用的詞語“一”和“一個”等具有“一個或多個”的意思。此外，應該理解的是，本文中可能使用的諸如“左”、“右”、“頂”、“底”、“前”、“后”、“側”、“高度”、“長度”、“寬度”、“上部”、“下部”、“內部”、“外部”、“內側”、“外側”等術語僅僅是描述參考點，不一定將所公開主題的實施例限定為任何特定朝向或構型。此外，諸如“第一”、“第二”、“第三”等術語僅僅是用于識別本文所描述的若干部分、構件、參考點、操作和/或功能中的一個，同樣，也不一定將所公開主題的實施例限定為任何特定構型或朝向。

本文使用的術語“纖維”是指紗和織物的組件中所用的基本構件。一般而言，纖維是其長度尺寸遠大于其直徑或寬度的構件。該術語包括帶、條、毛叢(staple)、以及具有規(guī)則或不規(guī)則截面的其他形式的砍碎的、切斷的、或不連續(xù)的纖維等。“纖維”還包括以上所述任意一種的多個或以上所述的組合。

本文中使用的術語“高性能纖維”的意思是具有大于10g/denier的高韌度值的合成或天然非玻璃纖維的等級，所述高韌度值使得它們可以用于需要高耐磨損性和/或高耐切割性的應用。通常，高性能纖維在最終纖維結構中具有很高的分子取向度和結晶度。

本文中使用的術語“絲(filament)”是指無限長或極長的纖維，例如天然存在的絲。該術語還指通過擠出工藝等生產的制成纖維。構成纖維的各單絲可具有以下各種截面中的任意一種：包括圓形的、鋸齒形或鈍齒(crenular)形的、豆形的等。

本文中使用的術語“充分混合(intimateblend)”是指至少兩種類型纖維的混合物，其中，所述混合物是以這樣一種方式形成的：每種類型纖維的單絲都大體與另外類型的單絲完全交混，以提供纖維的大體均質混合物，其充分纏結以在進一步的加工和使用中保持完整性。

本文中使用的術語“抻斷(stretchbroken)”是指這樣一種加工過程：通過熱拉伸來抻斷纖維以形成短纖維長度，而不是通過切割，以防止切割過程造成一些損害。

本文中使用的術語“紗(yarn)”是指一股連續(xù)的紡織纖維、絲或適于編織、紡織、或通過其他方式交織形成紡織纖維的材料。紗可以體現為各種形式以包括：細紗(spunyarn)，其由通常捻結在一起的短纖維構成；多絲紗，其由很多連續(xù)的絲或股構成；或者單絲紗，其構成單股。本文中使用的“混紡紗”是指包括至少兩種不同類型纖維的充分混合物的紗。

本文中使用的術語“經紗(end)”是指在制備多經紗中使用的單紗股(yarnply)?？梢酝ㄟ^捻合在一起、在結合的經紗周圍纏繞 纏蓋(coverwrap)、或者通過下文所述的空氣交絡來將兩經紗或更多經紗放在一起。

術語“復合紗”是指通過可以相同或不同的兩根或更多根紗制備成的紗。復合紗可以具有各種形式，其中，所述兩根或更多根紗相對于彼此處于不同朝向。所述兩根或更多根紗可以例如是平行的、一根圍繞其他根纏繞的、捻合在一起的、或者以上任意或所有的組合、以及其他朝向，這取決于需要的復合紗特性。此類復合紗的示例提供于以下專利中：美國專利no.4777789、no.4838017、no.4936085、no.5177948、no.5628172、no.5632137、no.5644907、no.5655358、no.5845476、no.6212914、no.6230524、no.6341483、no.6349531、no.6363703、no.6367290以及no.6381940，以上所述專利的內容通過引用合并于此。

本文中使用的術語“空氣交絡(air-interlacing)”是指將多股紗置于空氣射流中以使多股結合并從而形成間斷地摻和在一起的單股。該處理方法有時被稱為“空氣粘結(airtacking)”。該術語并不是指本領域所理解的空氣壓縮多絲紗以促進其進一步加工尤其是編織加工的方法的“混合(intermingling)”或“纏繞(entangling)”加工。通常已混合的紗股不與其他紗結合。相反，各多絲股在單股的約束內彼此纏繞。該空氣壓縮用作使紗定型的替代以及提供改進的抗粘性的方法。該術語也不是指眾所周知的用于增加單紗股或多紗股的體積的空氣組織化(airtexturizing)。用于空氣交絡復合紗的方法以及適當的設備在美國專利no.6349531、no.6341483以及no.6212914中進行了描述，所述專利的相關部分通過引用合并于此。

本文中使用的術語“復合織物”是指由兩種或更多種不同類型的紗或復合紗制備而成的織物。該織物結構可以是任何類型，包括但不限于編織(woven)、針織(knitted)、非編織等。所述兩種或更多種不同類型的紗或復合紗包括但不限于由天然纖維、合成纖維及其組合制成的那些。

本文中使用的術語“復合品”是指包括至少兩種不同類型材料的 成品。所述復合品可以由復合織物制備而成，或者可以由包含僅一種類型紗但利用不同材料制成的紗或縫紉線放在一起的傳統(tǒng)織物制備而成。替代地，傳統(tǒng)織物可以利用復合紗縫在一起成為縫紉線。復合品可以是任何形式，包括但不限于手套、圍裙、襪子、過濾器、襯衫、褲子、內衣、單體式連身衣等。所有這些類型的物品以及本領域技術人員容易得知的其他替換物品包括在本發(fā)明的定義“復合品”中。

為方面起見，本文中使用的術語“紗構件”涵蓋纖維、單絲、多絲以及紗。

所公開的主題涉及多層材料，其中，所述材料的外層提供一個或多個優(yōu)點，例如耐損傷、外形美觀、顏色理想等，同時第一內層包括耐切割且/或耐磨損織物，所述耐切割且/或耐磨損織物由至少一種耐切割且/或耐磨損紗制成，可通過任何方式組裝。適合的耐切割且/或耐磨損織物包括編織、針織以及非編織織物?？梢杂糜谥苽淠颓懈钋?或耐磨損織物的適合的復合紗包括但不限于以上通過引用并入的那些。每個所述專利公開了非常適合用于本文公開的第一內層的耐切割且/或耐磨損織物的復合紗和織物。每種所述復合紗具有以下特點中的一種或多種：結實、重量輕、易于編織成織物、耐損傷、能夠允許空氣和水蒸氣流過、以及能夠防止或降低佩戴者的由所述織物覆蓋的一部分身體受到切割傷害或磨損傷害的危險。

所公開主題的多層材料可包括一個或多個附加內層，所述附加內層既可以位于第一內層和外層之間，也可以位于第一內層的遠離外層的一側，或者二者均可。這些附加內層可由任何理想材料制成，包括但不限于由天然或合成纖維制成的織物(所述天然或合成纖維例如棉花、人造絲(rayon)、絲綢、滌綸、以及尼龍)、動物皮和毛皮、甚至聚合物，諸如乳膠。

在所公開主題的多層材料中，第一內層和外層直接或通過中間材料層附接至彼此。在所公開主題的背景中，術語“附接”可以指在單個位置或多個位置的(直接或間接)附連，到第一內層與外層的彼此面對的層的側面基本完全接觸和附接的附連。所述附接可以通過任何 足以避免層之間分離的方法來實現，優(yōu)選將所述層縫合在一起或者利用粘合劑。

可選的一個或多個附加層還優(yōu)選通過類似技術附接至相鄰的一層或多層。這些附加的一層或多層優(yōu)選用于為佩戴者提供更好的感覺(在是手套或類似衣物的情況下)，以在需要時提供增加的溫暖性甚至提供防水性。用于所述一個或多個附加層的材料的選擇取決于所尋求的屬性，這對于本領域普通技術人員來說是顯而易見的。

在所公開主題的其他實施例中提供了一種服裝，其具有諸如皮革的外層，第一內層附接至所述外層的下側，其中，第一內層由利用耐切割且耐磨損的復合紗形成的織物制成?？蛇x的第二內層可以用在佩戴者與第一內層之間以在需要的情況下提供更好的舒適性以及感覺。第二內層可由任何理想材料制成，例如絲綢、棉花、羊毛、或其他典型的衣物纖維。所述服裝優(yōu)選是手套，并且特別適合用于佩戴者與地面之間有高速接觸風險的高危險性活動，例如騎摩托車，或者佩戴者與諸如刀的尖銳物體之間有接觸風險的高危險性活動。

需要注意的是，在本發(fā)明的各種實施例中，一個或多個內襯或層可以允許水蒸氣從中流過，或者可以允許空氣從中流過。通過這種布置，使得所述防護構件的佩戴者皮膚上的汗液能夠蒸發(fā)、或者所述防護構件的佩戴者能夠冷卻，無需脫掉所述防護構件。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，提供一種耐切割性顯著提高的皮革手套，其第一內層由利用耐切割且/或耐磨損的復合紗形成的織物制成。發(fā)明人已經發(fā)現，即使用剃刀在由本發(fā)明的多層材料制成的展平皮革手套上劃過，也沒有刺透或切開所述耐切割且/或耐磨損復合紗織物，即使在皮革外層被割開的情況下。該測試是在諸如桌面的硬表面上進行的，與由諸如警察等人員佩戴時將剃刀劃過手套相比，這會更加易于切割由所述復合紗制成的織物。所述耐切割且耐磨損性能由本發(fā)明的多層材料提供，從而可以為佩戴者提供增加的安全層，同時保持理想的舒適性。

前述基于復合紗的手套已經在以上提及的有關復合紗的各專利 中推薦。但是，這些手套通常是由所述復合紗直接針織而成，雖然提供足夠的切割防護，但是并不美觀，因為既沒有本發(fā)明所要求的外層，也沒有用于舒適性目的的可選的一個或多個附加層。

由于本發(fā)明的外層中所用的諸如皮革或芳綸等材料提供的防護，第一內層可以由具有較小的整體紗尺寸的復合紗制成，優(yōu)選具有300至5000的復合纖度，更優(yōu)選具有400至4500的復合纖度，包括其中的所有子范圍。這使得所述耐切割且/或耐磨損層可以更輕、更柔，并且還可以提供足夠的耐切割和/或耐磨損性，尤其是與所述外層的防護性相結合時。

所公開主題的高性能纖維可以是任何理想的高性能纖維。所述高性能纖維優(yōu)選包括高分子量聚烯烴，尤其是超高分子量聚乙烯(uhmwpe)或高分子量聚丙烯、芳綸、高分子量聚乙烯醇、高分子量聚丙烯腈、液晶聚酯、或它們的混合物或共聚物。所述高性能纖維還可以是纖維摻和物，例如美國專利no.7214425中所公開的那些，所述專利通過引用合并于此，其中，優(yōu)選包括高性能纖維作為與一種或多種其他紗摻和的抻斷纖維，如果需要的話，其也可以是高性能纖維本身。

通過引用合并于此的美國專利no.4457985一般性地討論了高分子量聚乙烯和聚丙烯纖維。當為聚乙烯時，適合的纖維具有至少150000，優(yōu)選至少400000，更加優(yōu)選至少一百萬，最優(yōu)選介于兩百萬與五百萬之間的分子量。這種伸展鏈聚乙烯(ecpe)(或者超高分子量聚乙烯，uhmwpe)纖維可以是在美國專利no.4137394或no.4356138所描述的溶液中生長的，或者可以是通過溶液旋紡以形成凝膠結構的絲，如德國公開文獻3004699和英國專利2051667中所描述的，尤其是美國專利no.4551296中所描述的，所述專利通過引用合并于此。如本文中使用的，術語聚乙烯優(yōu)選是指主要為線性的聚乙烯材料，可含有少量的每100主鏈碳原子不超過5個修改單位的鏈分支或共聚單體，還可含有與其混合的不超過約50％重量百分比的一種或多種聚合物添加劑，例如烯烴-1-聚合物，特別是低密度聚乙烯、聚 丙烯或聚丁烯、含有單烯烴作為主要單體的共聚物、氧化聚烯烴、聚烯烴接枝物共聚物以及聚甲醛、或者低分子量添加劑，例如潤滑劑、染色劑等，其通過引用一般地合并于此。取決于形成技術、牽伸比和溫度以及其他條件，可以使這些纖維具有各種特性。所述纖維的韌度應該為優(yōu)選至少15g/d，更優(yōu)選至少20g/d，再優(yōu)選至少25g/d，最優(yōu)選至少28g/d。類似地，如通過instron拉力試驗機測得的絲的拉伸模量優(yōu)選為至少300g/d，更優(yōu)選為至少500g/d，再優(yōu)選為至少1000g/d，最優(yōu)選為至少1200g/d。拉伸模量和韌度的這些最高值僅能夠通過采用溶液生長工藝或凝膠纖維工藝一般性地獲得。例如，由honeywell公司商業(yè)化生產的品名為spectra或者由dsm商業(yè)化生產的品名為dyneema的具有中度高模量和韌度的超高分子量聚乙烯絲是尤其有用的。

現在參照附圖，其中相同的附圖標記指代所有各種視圖中的相同或對應部件。

圖1示出所公開主題的一個或多個實施例中手套100的手背側。手套100可包括外層145。外層145可由例如皮革制成。外層145可包括附接至外層145的底側的第一內層105，其中，第一內層105由通過本文所述的耐切割且耐磨損復合紗形成的織物制成。第一內層105可以完全覆蓋手套100佩戴者的手部。外層145可以覆蓋手套100佩戴者手部的至少一部分。更具體地，外層145不覆蓋佩戴者的食指。外層145可以延伸到至少越過第三指關節(jié)但不越過第二指關節(jié)的一點處。佩戴者的食指不被外層145覆蓋是由于各種性能和舒適性原因，這在非常高風險環(huán)境下至關重要。例如，佩戴者的食指上不包括外層145可以顯著改善佩戴者食指的敏捷度。對于需要控制槍械的警察、軍人等來說敏捷度是非常重要的，食指是佩戴者的與槍械的扳機最頻繁交互的手指。圍繞食指的外層145會妨礙運動范圍、敏感性等，并且/或者額外的材料會卡住、懸掛，增加額外體積，或者通常會減緩食指的運動。但重要的是，外層145出于各種原因仍然可以覆蓋佩戴者的手部的剩余部位，所述原因包括美觀、一致、溫暖、內置填充(built inpadding)等。

手套100可包括軟指關節(jié)墊110，其覆蓋中指、無名指以及拇指的第一指關節(jié)和第二指關節(jié)以對指關節(jié)提供進一步的任何接觸防護。軟指關節(jié)墊110可以整合到外層145中。手套100還可包括硬指關節(jié)保護器115，其覆蓋食指、中指、無名指、小指中每個的第三指關節(jié)。硬指關節(jié)保護器115可以是任何剛性防護材料，優(yōu)選為塑料或金屬，更優(yōu)選為選自聚碳酸酯的塑料或類似的剛性塑料。硬指關節(jié)保護器可以是一體式材料，其覆蓋食指、中指、無名指和小指中每個的第三指關節(jié)，沒有間隔并且具有舒適地覆蓋每個第三指關節(jié)的輪廓。更具體地，硬指關節(jié)保護器115的高度可以升高越過指關節(jié)，也可以降低位于指關節(jié)之間。硬指關節(jié)保護器115可以用于防御性目的，因為所述指關節(jié)保護器115可以保護第三指關節(jié)免受切割/磨損、徒手格斗中的強力接觸(例如，打拳)等。此外，硬指關節(jié)保護器可以出于攻擊性目的用作硬材料，其可以對硬指關節(jié)保護器115所接觸的任何東西造成更大傷害。

手套100還可包括保護墊120。所述保護墊120可覆蓋手套100佩戴者手背的至少一部分，以對與佩戴者手背的任何接觸提供額外緩沖。

手套100還可包括可調腕帶130以調節(jié)手套100圍繞手腕的松緊度，從而將手套100固定至佩戴者并防止手套100意外掉落。關于腕帶130，手套100還可包括連接帶135，其可通過尼龍搭扣(velcro)形成固定連接，例如，調整腕帶130的尺寸，以及將腕帶130固定至手套100佩戴者可以確定和/或調整的預定位置。應該意識到，腕帶130和連接帶135可以被認為是通過腕帶130和連接帶135的結合而形成的單個腕帶調整機構。

圖2示出手套100的手掌側的視圖。手套100還可包括手掌保護墊140。手掌保護墊140可覆蓋佩戴者手掌的至少一部分。手掌保護墊140可以被策略性地定位以減少由例如槍械的后坐力引起的對手掌的沖擊。手掌保護墊140可以整合到外層145中。

腕帶130可以由第二外部材料制成同時仍是外層145的一部分。腕帶130的材料可以是任何需要的材料，優(yōu)選由天然或合成纖維形成，更優(yōu)選由彈性纖維(stretchfiber)形成，最優(yōu)選由彈性尼龍或彈性聚氨酯形成。連接帶135可以由與外層145的其他部分相同的材料制成，例如皮革，以便美觀、抓持、耐用等。

此外，第一內層105被描繪成還覆蓋食指的手掌側，從而完全覆蓋食指，所述食指包括至少第一指關節(jié)和第二指關節(jié)。

圖3示出手套100的縱向視圖，包括用于使用者的手部佩戴手套100的優(yōu)選入口的視圖。在一個或多個實施例中，手套100可以不包括內層105，不同于圖1和圖2所示的內層105覆蓋食指。但是，手套100仍可包括外層145、軟指關節(jié)墊110、硬指關節(jié)保護器115、腕帶130等。

圖4示出包括內層105的手套的縱向視圖。內層105可以完全覆蓋手套100佩戴者的手部。手套還可包括如本文所描述的軟指關節(jié)墊110、硬指關節(jié)保護器115、腕帶130等。但是，在圖4所示的實施例中，內層105至少在外層145的整個內表面上延伸，使得內層位于外層145和手套100佩戴者的手部之間。因此，手套100佩戴者的手部不會在手套100位于佩戴者手部上時接觸外層145。在另一示例性實施例中，內層105至少在外層145的整個內表面上以及腕帶130的至少一部分上延伸。因此在該實施例中，佩戴者的手部可以在佩戴手套100時接觸腕帶130的一部分。

手套100的一個優(yōu)點是具有最優(yōu)精確性和防護性的構造。第一內層105包括可以在例如很多搏斗情形下獲益的材料，使得所述材料防止切割和磨損。用于第一內層105中的材料可以防止刀對手套100佩戴者的手部造成傷害。除了安全性之外，從食指處去掉外層145使得手套100不包括覆蓋食指上第一內層105的任何額外材料(即，第一內層105的內部直接接觸佩戴者的食指并且沒有東西位于食指上第一內層105的外部上)，提高食指的機動性、敏捷性以及敏感性，這在例如生命安危未定的極端情況下至關重要，并且瞬間決定以及做出決 定所要求的精確性不應受到低性能設備的阻礙。當必須做出至關重要的瞬間決定時，手套100的佩戴者可以依賴覆蓋食指的第一內層105的機動性、舒適性、精確性以及敏感性，其中食指不包括外層145。

已經描述了所公開主題的實施例，本領域技術人員容易知道之前通過實例呈現的所述內容僅僅是示例性的而非限制性的。因此，雖然本文討論了特定構造，但是也可采用其他構造。許多修改以及其他實施例(例如，組合、重新布置等)對于本發(fā)明來說都是可用的并且在本領域普通技術之一的范圍內，而且被設想落在所公開主題及其任何等同物的范圍內。所公開實施例的特征可以在本發(fā)明的范圍內組合、重新布置、省略等，以形成附加實施例。此外，某些特征有時可以用于獲得優(yōu)勢而無需相應采用其他特征。因此，申請人希望涵蓋落入所公開主題的主旨和范圍內的所有此類替代、修改、等同物、以及變型。