專利名稱：抗穿剌和防彈材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有高抗穿刺性和高防彈(彈道ballistic)性的防護(hù)織物，并涉及多種制品，例如結(jié)合該織物的服裝。
背景技術(shù)：
特別是在執(zhí)法領(lǐng)域，對能夠保護(hù)穿用者不被各種危險(xiǎn)器具刺入的防護(hù)服的需要不斷增長。一般將防護(hù)服設(shè)計(jì)成抗穿刺物即碎冰錐、刀子等成脅或者抗彈道威脅，但不會(huì)兼具這兩種性能。在某些情況下，只防護(hù)這些威脅之一是不實(shí)用或不安全的。穿著每個(gè)單層設(shè)計(jì)成防護(hù)不同威脅的多層防護(hù)服裝也是不實(shí)用的。
已經(jīng)提出幾種既防護(hù)穿刺又防護(hù)彈道威脅的途徑。一種典型的現(xiàn)有技術(shù)方法是，向防彈織物中加入抗穿刺材料。例如，已經(jīng)將一種抗穿刺金屬片材比如鈦的片材與防彈織物一起使用。然而，這種構(gòu)造相當(dāng)臃腫且不舒服，因此不實(shí)用。
美國專利No.5185195教導(dǎo)使用通過間距小的幾排針跡固定在一起的多層織物。也可將陶瓷圓盤內(nèi)藏到服裝中以便提供進(jìn)一步的保護(hù)。
美國專利No.6162746教導(dǎo)一種抗穿刺材料，其由多個(gè)機(jī)織聚苯并噁唑或聚苯并噻唑纖維層、多個(gè)防彈層，和多個(gè)緊密織造的抗穿透層制成。公開的織物是500分特或更小。
美國專利No.6133169教導(dǎo)兼具刺透和彈道威脅防護(hù)性的分層結(jié)構(gòu)組合。該分層結(jié)構(gòu)包括柔韌的金屬基結(jié)構(gòu)、緊密織造的織物層和防彈層。
美國專利No.5565264教導(dǎo)一種由多個(gè)分層密實(shí)織造底布形成的防護(hù)層。每一密實(shí)織造底布是由復(fù)絲紗緊密織造形成的，以便在緯紗中心處獲得超過100％的經(jīng)紗“密度”。該紗線本身包括例如KEVLAR、SPECTRA或VECTRAN等材料，并且包括一種防彈材料涂層，以便獲得抗穿透性。
用于抗穿刺性和/或防彈性的防護(hù)服裝一般造價(jià)昂貴一無論是織物形式或是最終形態(tài)。進(jìn)一步地，用于制造防護(hù)織物和服裝的方法一般產(chǎn)生一種生硬且不懸垂的服裝。這種服裝可認(rèn)為是不舒服的且約束穿用者。因此，一些穿用者可能在確實(shí)需要它們的時(shí)候卻放棄穿用這些防護(hù)服裝。
所以需要一種防護(hù)織物，其兼具抗刺透性和防彈道威脅性，而且其為穿用者提供舒適和/或具有易于使用和應(yīng)用的高度懸垂性。典型地，由于作用在該材料上的每種威脅的不同能量損耗和不同物質(zhì)穿透性，所以織物一般不能既抗刺透又防彈道威脅。與公知的防護(hù)織物相比，這種防護(hù)織物應(yīng)當(dāng)更懸垂、更舒適且約束更少。此外，這種織物應(yīng)當(dāng)造價(jià)更低，且由此更易為公眾獲得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例涉及一種使穿用者受到戳刺器具和彈道武器傷害的風(fēng)險(xiǎn)降低的防護(hù)織物和服裝。在各種示例性實(shí)施例中，該防護(hù)服裝包括多個(gè)織物層。每個(gè)織物層包括一種高強(qiáng)度纖維，例如，舉例來說，TWARON對位芳族聚酰胺。
本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例包括一種機(jī)織織物，優(yōu)選該織物具有最大應(yīng)用布面覆蓋系數(shù)，由重量大于約500分特的紗線織造，并且該機(jī)織織物當(dāng)制成至少約8層的多層結(jié)構(gòu)時(shí)是抗穿刺的。本發(fā)明示例性實(shí)施例的多層結(jié)構(gòu)顯示出與(美國)國家司法研究所(NIJ)標(biāo)準(zhǔn)-0115.00一致的抗穿刺性。
本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例包括一種具有高抗穿透性的防護(hù)織物，其包括該織物的多個(gè)層，該織物包含重量高于約500分特(dtex)的紗線。本發(fā)明的示例性實(shí)施例還包括一種用于制造這種防護(hù)織物的方法，該方法包括，由高強(qiáng)度紗線制備一織物，并使該織物致密化，使得抗穿透性增強(qiáng)。
在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例中，一旦已經(jīng)由這些紗線制備了這種織物，則該織物進(jìn)行一種提高織物抗穿透性的加工(a)使該織物致密化，優(yōu)選經(jīng)由至少約1％的最少收縮，和/或(b)使該織物的紗線原纖化。在這一加工工藝中，可以或可以不除去該紗線長絲上的紡絲油劑。該織物在致密化過程中的收縮影響特定區(qū)域的大量纖維，使得對一穿透裝置的抗穿透性提高。這種抗穿透性提高也可能是該織物的紗線/長絲原纖化的結(jié)果。
在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例中，獲得如國家司法研究所(NIJ)標(biāo)準(zhǔn)-0101.04(2001年6月)所述的對低能手槍子彈的抗彈道威脅性。各種示例性實(shí)施例還獲得NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0115.00(2000年9月)要求的個(gè)人防彈衣抗穿刺性能。


圖1是織物按照本發(fā)明各種示例性實(shí)施例進(jìn)行加工前的顯微照片；圖2是織物按照本發(fā)明各種示例性實(shí)施例進(jìn)行加工后的顯微照片；圖3是織物的顯微照片，具體示出用本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的方法處理后，該織物紗線/纖維的原纖化；圖4是一幅織物的顯微照片，示出由該處理方法引入該織物的褶皺結(jié)構(gòu)；以及圖5是圖4褶皺結(jié)構(gòu)的放大視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明各種示例性實(shí)施例的防護(hù)材料顯示出對刺入或插入性穿透物，即碎冰錐，刀子等以及對彈道威脅即來自武器發(fā)射的子彈的防護(hù)性提高。通常，公知的材料一般只防護(hù)穿刺威脅或彈道威脅兩者之一，而并非防護(hù)兩者。然而，本發(fā)明的防護(hù)材料顯示對兩種類型威脅兼有增強(qiáng)的防護(hù)性，同時(shí)是懸垂的、舒適的和可穿用的。
本發(fā)明各種示例性實(shí)施例的織物是高度懸垂的、輕質(zhì)的，而且比可得到的其它類型防彈衣或防護(hù)材料更舒適。這增加了身處更典型穿刺或彈道威脅環(huán)境的人員-即糾察官員或防暴警察-會(huì)更可能穿用這種防護(hù)裝置的機(jī)會(huì)，因?yàn)榻档土艘轮谋恐睾统林貙傩浴?br> 本發(fā)明各種示例性實(shí)施例的織物的紗線可包含防彈和/或抗穿刺領(lǐng)域中的任何公知高強(qiáng)度材料。該織物的這些紗線可包含，例如，對位芳族聚酰胺(聚(對苯二甲酰對苯二胺))(PPTA)例如TWARON、KEVLAR、TECHNORA、ARMOS、TERLON或RUSAR，聚(乙二酰間二甲苯胺adipene)，聚(癸二酰對苯二甲胺)；脂族和脂環(huán)族聚酰胺，例如，30％間苯二酸己二胺和70％己二酸己二胺的共聚酰胺，至多30％雙(氨基環(huán)己基)亞甲基、對苯二甲酸和己內(nèi)酰胺的共聚酰胺，聚己二酰己二胺；高密度聚乙烯，例如SPECTRA；液晶聚酯，例如，VECTRAN；苯并咪唑，如M5；噁唑例如ZYLON等。最優(yōu)選地，這些紗線包含對位芳族聚酰胺。芳族聚酰胺是本領(lǐng)域公知的術(shù)語，是指其中至少約85％的酰胺鍵(-CO-NH-)直接與兩個(gè)芳香環(huán)連接的聚酰胺。在這些紗線的各種示例性實(shí)施例中，優(yōu)選包括，例如TWARON550dtex，TWARON840dtex，TWARON930dtex和TWARON1100dtex。
本發(fā)明各種示例性實(shí)施例的這些紗線包含復(fù)絲材料。每束紗線中可以無限制地采用任意根長絲數(shù)。每束紗線中的長絲數(shù)可為，例如約200至約5000根長絲。更優(yōu)選地，這些紗線每束包含約500至約1500根長絲。這些長絲可具有任意細(xì)度，但是最優(yōu)選細(xì)度為小于約1.65分特。(分特定義為10000米材料以克表示的重量)。
此外，在本發(fā)明各種示例性實(shí)施例中，該織物的這些含有復(fù)絲的紗線可具有任意的分特?cái)?shù)。然而，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在結(jié)合到本發(fā)明織物中之前，這些紗線具有至少約500分特以上，優(yōu)選約510分特至約2000分特的分特?cái)?shù)，并且更優(yōu)選在結(jié)合到本發(fā)明織物中之前，在約550分特以上，例如約550分特至約1100分特。
本發(fā)明各種示例性實(shí)施例的織物可通過本領(lǐng)域任何公知的織物結(jié)構(gòu)制備。然而，在各種示例性實(shí)施例中，由復(fù)絲紗線織造該織物。優(yōu)選地，織物組織為一種密實(shí)組織，其中紗線之間的間隙空間保持到最小(即，該機(jī)織織物具有實(shí)際能達(dá)到的盡可能高的布面覆蓋系數(shù))。這主要提供抗穿透性。
在各種示例性實(shí)施例中，一旦優(yōu)選通過上述密實(shí)織造制備好該織物，并且在該織物形成一多層結(jié)構(gòu)之前或者之后，使該織物經(jīng)歷后織物成形處理工藝，以便提高該織物的抗穿刺特性。該后織物成形處理工藝可為如下述的相同或不同種類的單個(gè)步驟或多個(gè)步驟。
這種織物處理至少必須增加織物的摩擦阻力，即，增加織物抵擋例如長釘類或刀具類穿刺物穿透的能力。增加摩擦阻力至少是指，除了通過簡單和常規(guī)地除去織物上起潤滑劑作用的紡絲油劑所實(shí)現(xiàn)的增加抵擋穿透阻力之外，增加這種穿透阻力。優(yōu)選地，至少從紗線上基本去除這種紡絲油劑。例如，當(dāng)采用至少8層的結(jié)構(gòu)時(shí)，將織物的抗穿透性優(yōu)選地增加到使織物能夠滿足用于抗穿刺性的NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0115.00的程度。在各種示例性實(shí)施例中，可用以下一個(gè)或多個(gè)措施增加織物的摩擦阻力，(a)使織物致密化以便減少紗線間的間隙空間；(b)由于同樣的原因使織物收縮；和/或(c)增強(qiáng)織物紗線/長絲的原纖化。這些方法不是彼此排他的，并且一種給定的處理會(huì)起到一種效果或多于一種的組合效果，總之，這些方法導(dǎo)致織物摩擦阻力增加。
在一種優(yōu)選實(shí)施例中，通過使織物經(jīng)歷一種攪動(dòng)處理而完成為增加織物摩擦阻力而進(jìn)行的織物加工。在此，“攪動(dòng)處理”是指使織物攪動(dòng)任意長時(shí)間的任何加工工藝。然而，也可以使用例如通過在一步或多步中增加該織物的密度、收縮率和/或原纖化而獲得抗穿透性增加的任何其它工藝。
一種適宜的攪動(dòng)處理循環(huán)可被執(zhí)行一次或多次。優(yōu)選該攪動(dòng)處理在存在一種液體系統(tǒng)時(shí)發(fā)生，盡管這不是必需的。這種攪動(dòng)處理的優(yōu)點(diǎn)是，兼得致密化、收縮率和原纖化中的每一項(xiàng)結(jié)果。
在一個(gè)實(shí)施例中，可優(yōu)選用一攪動(dòng)型作用原理的洗衣機(jī)完成這種攪動(dòng)處理。但是，本發(fā)明不限于此，并可包括一滾筒式洗衣機(jī)。
在這種攪動(dòng)處理中，可使用能達(dá)到使織物增加摩擦阻力要求的任何液體系統(tǒng)。因此，可使用水，而且可以是冷水、溫水或熱水。優(yōu)選地，這種水是熱水。當(dāng)然，也可以使用水以外的其它液體，例如柔和的有機(jī)溶劑，這些溶劑優(yōu)選不溶解織物材料。
優(yōu)選地，向該液體系統(tǒng)例如水中添加一種洗滌劑。包含洗滌劑具有促使充分除去織物的紡絲油劑的附加優(yōu)點(diǎn)。但是，還可以用本領(lǐng)域公知的任何其它常規(guī)方法充分去除這種紡絲油劑，例如舉例來說，一種煮練/洗滌工藝。這種單獨(dú)的紡絲油劑去除步驟可在攪動(dòng)處理之前或之后實(shí)施。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可通過在一種所謂的噴射染色機(jī)中處理該織物而完成這種攪動(dòng)，舉例來說，該噴射染色機(jī)例如是可購得的AIRFLOWAFS(THEN Maschinen und Apparatebau GmbH，SchwbischHall，Germany)或AIRO quattro(Biancalani，Prato，Italy)。當(dāng)在這類裝置中完成這種工藝時(shí)，在這些裝置中處理的織物也具有了本申請所討論的處理織物的全部相同的所希望特征。
一高溫噴射染色機(jī)允許洗滌、軟化和干燥機(jī)織或針織織物。這種裝置如同洗衣機(jī)一樣允許一分批式操作，而且允許比洗衣機(jī)容量更大的處理。
最優(yōu)選地，要在這種噴射染色裝置中處理的織物進(jìn)入該裝置時(shí)不是層狀的，而是繩狀的。
一例如約400米長且寬約1.3米的織物被繞一內(nèi)芯纏繞，并置于該裝置外側(cè)。拾取這種平幅織物的開始部分/第一部分，并例如通過扭轉(zhuǎn)/卷曲使其形成一繩狀結(jié)構(gòu)。然后把這種繩喂入該裝置的入口，并用位于該入口處的一個(gè)卷軸/卷筒進(jìn)一步拖拽該繩以將其輸送進(jìn)該裝置。
在第一次裝入后，該繩被進(jìn)一步自動(dòng)輸送通過該裝置，并在第一循環(huán)后，例如用手通過該裝置上的一專門開口取得該開始部分。
在繩第一次裝入后，該平幅織物會(huì)自動(dòng)往下滾離該內(nèi)芯，并被再次以繩狀形式拖入該裝置。當(dāng)織物從該內(nèi)芯上完全移開時(shí)，優(yōu)選地，拾取織物的末尾部分，并與取得的開始部分固定在一起，例如通過縫合。現(xiàn)在，織物在該裝置中成為一環(huán)繩形狀。
優(yōu)選地，在該裝置中用熱的氣溶膠處理該繩，例如用一種(水和/或水與洗滌劑的)液體微粒在氣態(tài)介質(zhì)(例如，空氣)中的分散體在高壓下并且受迫地通過一錐形部件(例如，漏斗)的條件下處理該繩。該裝置中包括擋板，這可導(dǎo)致織物在處理期間因該織物與一個(gè)或多個(gè)擋板接觸而在長度方向上致密化。在處理期間，也可通過扭轉(zhuǎn)使織物致密化。
也可能通過裝入液體系統(tǒng)(噴射模式)中，在若干個(gè)循環(huán)中完成這種攪動(dòng)和致密化步驟，隨后是不裝入該液體系統(tǒng)(翻滾模式)的附加循環(huán)。例如，可用裝入含洗滌劑和空氣的水中的方式(噴射模式)，在60℃處理該繩約15分鐘。此循環(huán)后可跟隨一個(gè)約15分鐘的不裝入含洗滌劑和空氣的水中的方式的循環(huán)(翻滾模式)。這種翻滾模式后可繼之以第二個(gè)噴射模式，并繼之以第二個(gè)翻滾模式，等等，直到獲得需要的織物性能為止。
在該裝置中處理后，接著可在例如水或其它溶劑優(yōu)選純水中清洗該繩，然后在該設(shè)備中空氣干燥，或者清洗后從該設(shè)備中取出自然地或借助加熱空氣干燥。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過任何合適裝置攪動(dòng)該織物都會(huì)提供令人驚奇的結(jié)果。這一技術(shù)領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)一直是，在制造工藝期間要小心處理織物，以便使對織物或紗線的擾亂最小化。人們相信，如果發(fā)生實(shí)質(zhì)性擾亂，織物的防彈性會(huì)被破壞。但是，該攪動(dòng)處理有意并且顯著擾亂該織物，同時(shí)具有令人驚奇的有益效果(例如，提供抗穿透性)，而且不破壞該織物的防彈性。特別是，盡管攪動(dòng)處理確實(shí)降低織物的防彈性，但是意外的是，該防彈性僅僅降低最少量并且仍能滿足NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0101.04，而且該織物還在這種攪動(dòng)處理后意外地表現(xiàn)出優(yōu)異的抗穿刺性。
本發(fā)明的織物也擁有與本領(lǐng)域教導(dǎo)例如美國專利No.5578358、No.6133169和No.5622771中的教導(dǎo)相反的性能。這些參考文獻(xiàn)教導(dǎo)，“僅當(dāng)芳族聚酰胺紗線的線密度小于500分特時(shí)才能獲得可接受的抗穿透性。甚至當(dāng)機(jī)織成緊密系數(shù)接近1.0的織物時(shí)，人們相信，大于500分特的芳族聚酰胺紗線在相鄰紗線間屈服并允許利器更容易地穿透?！?例如參見美國專利No.5622771第3欄第17-31行)。在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例中，令人驚奇的結(jié)果是，用分特?cái)?shù)大于約500分特的對位芳族聚酰胺紗線同時(shí)獲得抗穿刺性和防彈性。當(dāng)然，在采用小于500分特分特?cái)?shù)的紗線的本發(fā)明各種示例性實(shí)施例中，也獲得了類似結(jié)果。
正如以下將更全面討論的，本發(fā)明各種示例性實(shí)施例的防彈和抗穿刺材料優(yōu)選包括多層這種織物。優(yōu)選地，使該織物的單層薄片分開或一起經(jīng)歷該攪動(dòng)步驟。在制備一多層結(jié)構(gòu)之前，優(yōu)選地，至少清洗每一層。但是，已經(jīng)物理地結(jié)合成一多層結(jié)構(gòu)的該織物的多層也被攪動(dòng)而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
一旦經(jīng)歷過該攪動(dòng)步驟，將該織物干燥。這種織物的干燥可為簡單的空氣干燥，或可為輔以加熱的干燥。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，空氣干燥該織物。
這種方法(例如，后織物成形處理、去除紡絲油劑和/或干燥)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)織物致密化，例如實(shí)現(xiàn)最少至少約1％的織物收縮率。優(yōu)選地，實(shí)現(xiàn)約2％至約10％的織物收縮率，最優(yōu)選地，至少約3％的織物收縮率，例如，約3％至約5％。這些收縮率產(chǎn)生紗線和長絲的致密化。
本說明書所列舉的“收縮率”是指作為加工結(jié)果的織物收縮的測定量。應(yīng)注意，纖維本身沒有明顯的收縮量。
圖1是織物按照本發(fā)明各種示例性實(shí)施例進(jìn)行加工前的顯微照片。能夠看出，在紗線的交點(diǎn)和紗線之間處存在開口和/或間隙。
這些開口和/或間隙可能使例如一碎冰錐或子彈的受迫物體更容易穿透，因?yàn)樵摯┩肝矬w事實(shí)上能滑入這類開口并推開周圍的紗線，而且進(jìn)一步穿透該織物。
圖2是織物已經(jīng)按照本發(fā)明各種示例性實(shí)施例進(jìn)行加工后的顯微照片。
在圖2中，和圖1相反，相鄰和交叉紗線之間的開口和/或間隙更加靠攏。這些紗線之間的開口明顯閉合，相信這降低一受迫物體可能穿透并把織物的紗線推到一邊的容易程度。
還應(yīng)注意，圖2中加工過的紗線的線與圖1中紗線的線相比被原纖化。這種原纖化在圖3所示的織物中更加明顯，圖3的織物也按照本發(fā)明的方法制備，特別是采用了如上所述的一噴射染色機(jī)。
這種處理方法的另一個(gè)目標(biāo)也是優(yōu)選地使該織物的紗線和/或長絲原纖化。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，攪動(dòng)處理和去除紡絲油劑使該織物無任何數(shù)量大于約2％的雜質(zhì)涂料或添加劑。
人們相信作為這種加工的一個(gè)結(jié)果，織物收縮使該織物致密化，以便使這些紗線原纖化并使更多的長絲暴露在該織物表面上。該織物的間隙大小顯著減少，而且看起來是“閉合的”。該織物的紗線優(yōu)選地在這種(些)加工處理后在相鄰和交叉紗線間的開口和/或間隙區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)原纖維的聚結(jié)。這使更大量的紗線長絲參與與一穿刺物或彈道穿透物之間的作用，并減小任何微孔或看得見的間隙，通過這些孔和間隙，一穿透物會(huì)簡單地通過把織物的紗線推開而危害該材料。換言之，通過使織物的紗線致密化增加了對該穿透物的摩擦阻力。
在加工一密實(shí)組織的織物后，實(shí)現(xiàn)了懸垂性、柔韌性的顯著提高，并且總體上獲得更柔軟的手感，同時(shí)該織物在外觀上類似一縐織物。這看起來使該織物更容易隨身，并基本“纏住”該穿透物的尖端周圍，在該穿透物試圖穿過數(shù)層這樣的織物時(shí)，獲得增加的抗穿透性。
這種加工處理后，外觀上該織物有了褶皺和折皺。盡管不是必需的，但該折皺可相對于該織物的緯紗與經(jīng)紗形成例如約45度的角。例如參見說明這種折皺結(jié)構(gòu)的圖4和圖5。這種成角度的折皺可通過織物的攪動(dòng)類型的處理實(shí)現(xiàn)。但是，也可能形成平行于這些紗線中的緯紗和/或經(jīng)紗延伸的折皺。可通過采用一種噴射染色裝置處理織物實(shí)現(xiàn)這種折皺結(jié)構(gòu)。
在一最終的抗穿刺且防彈材料結(jié)構(gòu)中使用的這種經(jīng)處理織物的層數(shù)優(yōu)選至少為8。但是，經(jīng)處理織物的最小層數(shù)取決于包含在該織物中的紗線的具體類型，以及該織物希望的抗威脅水平。但是，通常該材料可具有從例如約8至約100或更多個(gè)層，優(yōu)選約8至約70層，最優(yōu)選約20至約50層的該織物。當(dāng)然，這些經(jīng)處理織物的層可與未經(jīng)處理織物的層一起使用。例如，一種材料/結(jié)構(gòu)可能包括例如約8層或更多層的經(jīng)處理織物(以獲得抗穿刺性)和約2層或更多層，優(yōu)選8層或更多層的未經(jīng)處理的防彈織物。
可在各種環(huán)境狀況下使用本發(fā)明。例如，可用該織物形成任何類型的防護(hù)服，例如，舉例來說，內(nèi)衣，外衣，帽子，手套，鞋子等等。該織物還可以用作任何這種類型服裝的襯里。該材料還可以用來保護(hù)軍事或商用車輛。舉例來說，可將其用作例如油箱和/或飛機(jī)引擎等內(nèi)部和周圍的襯里材料。這些示例并不意味著窮舉性的，而只是一些示例性的示例。換言之，該織物可不受限制地用于需要防彈和/或抗穿透的任何環(huán)境和應(yīng)用。
用以下示例進(jìn)一步舉例說明本發(fā)明。
基于各種下落穿透力和織物重量，使本發(fā)明的處理過的織物經(jīng)受長釘威脅。在這一試驗(yàn)中，長釘穿透物與本發(fā)明材料成90度角落下。該長釘穿透物具有一特定重量，用于模擬將長釘戳入該材料中的各種力。
示例1-3表示經(jīng)過一后織物成形攪動(dòng)處理工藝的織物。在一攪動(dòng)式洗衣機(jī)中，在熱水和一商業(yè)洗滌劑(GAIN)存在的情況下攪動(dòng)織物的單層(50℃下的15分鐘洗滌循環(huán))，隨后是一在約20℃下的冷水中的5分鐘清洗循環(huán)和一5分鐘脫水循環(huán)。使這些層自然地風(fēng)干，然后形成用于試驗(yàn)的多層結(jié)構(gòu)。比較示例1-4表示作為無攪動(dòng)處理織物而使用的織物。
長釘威脅(重量1900克，落差280厘米)試驗(yàn)的結(jié)果在表1中示出。
表1

如以上結(jié)果所示，按照本發(fā)明處理的織物比未處理的織物具有更優(yōu)的抗穿刺能力。
還由以上概述過的示例1-3評(píng)估本發(fā)明織物，以便確定材料在后織物成形處理工藝之前和之后的彈道射擊極限速度。
這種射擊極限速度的評(píng)估包括，在5米距離處用9毫米口徑子彈沿與本發(fā)明材料成90度角方向開槍。將本發(fā)明的材料疊層，使其具有24層材料。其結(jié)果在表2中示出。
表2

V50的數(shù)值是算術(shù)平均值，其用一特定彈丸的3個(gè)部分穿透和3個(gè)完全穿透的速度的極小值求得，同時(shí)所有速度測量均在小于39米/秒的范圍內(nèi)。
一旦比較示例5的織物進(jìn)行了處理(示例4)，則防彈性能會(huì)略微減少，V50的改變?yōu)?1m/s。然而，該織物保持了它的大部分阻擋能力。比較示例6同樣也是這種情況，其中當(dāng)按照本發(fā)明處理織物時(shí)，測得的改變量為16m/s(對示例5)。但是，此外，加工這種織物時(shí)的V50的降低值對整個(gè)防彈性能的降低是不重要的。
正如可從這些結(jié)果中看到的，與進(jìn)行這些材料的任何后制備工藝一樣，攪動(dòng)處理工藝略微降低織物的防彈性。但是，這種加工過的織物的表現(xiàn)仍然可以接受，尤其是當(dāng)考慮到該織物還表現(xiàn)出意外的顯著的抗穿刺性增強(qiáng)時(shí)。
還按照NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0115.00對根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例加工的織物進(jìn)行了試驗(yàn)。在此試驗(yàn)中，按照本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例加工的織物經(jīng)受一相對于一垂直于該加工的織物的平面成45或0度角降下的長釘。該長釘以不同的能量級(jí)落向具有不同層數(shù)的加工的織物。
表3表示按照此試驗(yàn)的織物受到的平均沖擊能。表示的結(jié)果為長釘穿透織物的平均量。表3中的每個(gè)示例的織物層含有185g/m2織物重量的550分特的織物。
在這些示例中，其中長釘沖擊的角度是0度，如果平均穿透量大于20毫米，則該織物就不合格。在這些示例中，其中長釘沖擊的角度是45度，如果平均穿透量大于7毫米，則該織物就不合格。
表3

如表3的以上結(jié)果所示，本發(fā)明示例性實(shí)施例的加工的織物的所有樣品均通過了防彈衣抗穿刺性的NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0115.00。
本發(fā)明還比典型的抗穿刺或防彈材料更加懸垂。這是因?yàn)橥ǔ＿@些材料被涂層，使得材料變得更不易彎曲和屈服。然而本發(fā)明的加工的織物，更柔韌且更容易適應(yīng)各種狀況。也就是說，該織物更易于在用作防護(hù)服時(shí)發(fā)揮作用并形成不同的制品，使穿用者感覺更舒適。
單獨(dú)的本發(fā)明織物即兼具抗穿刺性和防彈性。不必為給該材料提供抗穿刺性而如已有技術(shù)那樣附加其它材料的覆蓋片/層。換句話說，人們可只使用多層這種加工過的織物，并獲得抗穿刺性和防彈性能。這樣，該織物的層優(yōu)選地基本無任何其它片/層或者旨在抗穿刺的覆蓋物。
盡管已經(jīng)結(jié)合以上概述的特定實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是很顯然，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，存在許多明顯的替換、修改和變更。因此，以上所提出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例意圖是說明性的而絕非限定性的。在不背離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下，可對本發(fā)明作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種兼具抗穿刺性和防彈性能的織物，它包含重量大于約500分特的紗線，其中所述織物通過一致密化處理獲得至少約1％的最小收縮率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述織物，其特征在于，所述抗穿刺性與國家司法研究所的用于個(gè)人防彈衣抗穿刺性的標(biāo)準(zhǔn)-0115.00一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述織物，其特征在于，所述防彈性能與國家司法研究所的用于個(gè)人防彈衣防彈性的標(biāo)準(zhǔn)-0101.04一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，將所述織物制成一種至少8層或更多層的多層結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，所述紗線是對位芳族聚酰胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，所述紗線每束包含約500至約1500根長絲，所述長絲的測量細(xì)度小于約1.65分特。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，所述紗線重量為約550至約1100分特。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，所述織物基本上無紡絲油劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，所述收縮率為約3％至約5％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，所述織物無任何數(shù)量大于約2％的雜質(zhì)涂料或添加劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，所述織物具有褶皺和折皺。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的織物，其特征在于，所述折皺相對于所述織物的緯紗和經(jīng)紗形成一約45度的角。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的織物，其特征在于，所述折皺基本平行于所述織物的緯紗和經(jīng)紗形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，所述織物的紗線在相鄰和交叉紗線之間的開口或間隙區(qū)域內(nèi)具有原纖維的聚結(jié)。
15.一種制造兼具抗穿刺性和防彈性能并且最小收縮率為至少約1％的織物的方法，所述方法包括攪動(dòng)包含重量大于約500分特的紗線的密實(shí)織造織物；在所述攪動(dòng)步驟之前、期間或之后從所述織物上基本去除紡絲油劑；以及干燥所述織物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述紗線是對位芳族聚酰胺。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述紗線每束包含約500至約1500根長絲，并且所述長絲的測量細(xì)度小于約1.65分特。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述紗線重量為約550至約1100分特。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述攪動(dòng)步驟發(fā)生不止一次。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述攪動(dòng)步驟在一液體系統(tǒng)中發(fā)生。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述液體系統(tǒng)選自由水、柔和有機(jī)溶劑、洗滌劑及其混合物組成的組。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述攪動(dòng)步驟包括在一常規(guī)洗衣機(jī)中攪動(dòng)所述織物。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，基本去除紡絲油劑包括煮練所述織物。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述織物的單層薄片單獨(dú)經(jīng)受所述攪動(dòng)步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，干燥所述織物包括空氣干燥或加熱干燥。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述攪動(dòng)和所述基本去除紡絲油劑使所述織物無任何數(shù)量大于約2％的雜質(zhì)涂料或添加劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將所述織物以繩狀供應(yīng)給所述攪動(dòng)步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，在所述攪動(dòng)步驟中，將所述繩狀織物在高溫下暴露于一增壓的液體系統(tǒng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述液體系統(tǒng)包含水和一種洗滌劑。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述液體是一種液體微粒在氣態(tài)介質(zhì)中的分散體。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述氣態(tài)介質(zhì)是空氣。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述液體系統(tǒng)導(dǎo)致所述繩狀織物的致密化和運(yùn)動(dòng)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述致密化和運(yùn)動(dòng)在一實(shí)施所述攪動(dòng)步驟的裝置的一錐形部件中發(fā)生。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，通過撞擊一實(shí)施所述攪動(dòng)步驟的裝置的一個(gè)或多個(gè)擋板，所述織物在其長度方向上致密化。
35.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，通過所述織物的扭轉(zhuǎn)使所述織物致密化。
36.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述攪動(dòng)步驟包括在一噴射染色裝置中攪動(dòng)所述織物。
37.一種兼具抗穿刺性和防彈性能且最小收縮率為至少約1％并包含重量大于約500分特的紗線的織物，其中通過一種方法制造所述織物，所述方法包括攪動(dòng)包含重量大于約500分特的紗線；在所述攪動(dòng)步驟之前、期間或之后從所述織物上基本去除紡絲油劑；以及干燥所述織物。
38.一種抗穿刺且防彈材料，它包括一至少8層的兼具抗穿刺和防彈性能的織物的多層結(jié)構(gòu)，其中所述織物具有通過一致密化處理獲得的至少約1％的最小收縮率，并包含重量大于約500分特的紗線。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的抗穿刺且防彈材料，其特征在于，所述材料包括一至少2層的不表現(xiàn)出同樣抗穿刺性和防彈性能的附加織物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兼具抗穿刺性和防彈性能的織物。所述織物由重量大于約500dtex的紗線制成，而且所述織物具有通過一致密化處理獲得的至少約1％的最小收縮率。本發(fā)明還涉及一種制造這種織物的方法，所述方法包括步驟攪動(dòng)一重量大于約500dtex的紗線制成的織物；在所述攪動(dòng)步驟之前、期間或之后從所述織物上基本去除紡絲油劑；以及干燥所述織物。
文檔編號(hào)D03D15/00GK1628236SQ03803497
公開日2005年6月15日 申請日期2003年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月8日
發(fā)明者D·漢德, R·哈特爾特, C·伯蒂格 申請人:泰金特瓦隆有限公司