本發(fā)明涉及強(qiáng)度及耐沖擊性高的由高強(qiáng)度且高彈性纖維絲構(gòu)成的防護(hù)織物。更詳細(xì)而言,本發(fā)明涉及織物的紋路(mesh texture)經(jīng)整理的防護(hù)織物及其制造方法。
背景技術(shù):
以往,作為防刺衣物或防彈背心等防護(hù)織物,提出了使用了芳綸纖維等高強(qiáng)度且高彈性纖維的織物等的方案(專利文獻(xiàn)1~2)。本發(fā)明者在專利文獻(xiàn)3中,提出了特定的織物結(jié)構(gòu)的多重織物及將使用了該織物的層壓片材應(yīng)用到防刺衣物等中的方案。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本專利第3051449號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-371408號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本專利第5156410號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
為了將所述織物或片材用于防刺背心、鏈鋸作業(yè)用護(hù)腿等防刺衣物,將其加入填充物(日文:側(cè)地)內(nèi)并縫制在例如背心的前后身大片,因此雖然有在織物表面有些許絨毛或絨頭(纖維棉的集合體)等織物缺陷,但不是大問題。
但是最近,除了防刺衣物以外,也被用于車用片材等、不加入填充物內(nèi)而其本身單獨(dú)使用的用途。作為車用片材使用時(shí),有時(shí)以織物或片材的狀態(tài)單獨(dú)使用,因此變得要求在織物的情況下對(duì)紋路進(jìn)行整理。
本發(fā)明提供在保持高的防護(hù)功能的情況下對(duì)織物的紋路進(jìn)行了整理的防護(hù)織物及其制造方法。
用于解決課題的方法
本發(fā)明的防護(hù)織物為包含超強(qiáng)度纖維絲的防護(hù)織物,其特征在于,經(jīng)線為以經(jīng)加捻的至少2根無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲為芯絲且所述芯絲周圍用所述超強(qiáng)度纖維絲包覆加捻而成的包芯絲,緯線為所述超強(qiáng)度纖維絲。
本發(fā)明的防護(hù)織物的制造方法為所述防護(hù)織物的制造方法,其特征在于,在利用綜線(heddle)使經(jīng)線上下動(dòng)作時(shí),使經(jīng)線的上端與下端的間隔為80mm以上且120mm以下。
發(fā)明效果
本發(fā)明提供一種防護(hù)織物,其中,經(jīng)線為以經(jīng)加捻的至少2根無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲為芯絲、所述芯絲周圍用超強(qiáng)度纖維絲包覆加捻而成的包芯絲,緯線為超強(qiáng)度纖維絲,由此即使被織機(jī)的杼或綜絲(綜線)等擠壓(刮漿)或摩擦,產(chǎn)生的絨毛或絨頭等織物缺陷也少,能夠在保持高的防護(hù)功能的情況下對(duì)織物的紋路進(jìn)行整理。特別是通過使經(jīng)線為以無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲為芯絲且其表面用超強(qiáng)度纖維絲包覆加捻而成的包芯絲,當(dāng)被杼或綜絲(綜線)等擠壓或摩擦?xí)r,芯絲與包覆加捻絲分離,易于發(fā)生絨毛或絨頭等織物缺陷,但本發(fā)明能夠防止該缺陷。
附圖說明
圖1中,圖1A為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的經(jīng)線中使用的單股包芯絲的示意側(cè)面圖、圖1B為該雙股包芯絲的示意側(cè)面圖、圖1C為另一雙股包芯絲的示意側(cè)面圖。
圖2為在該經(jīng)線的芯絲上配置添紗而成的雙股包芯絲的示意側(cè)面圖。
圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的2/1斜紋織物的組織圖。
圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式的2/2斜紋織物的組織圖。
圖5為本發(fā)明又一實(shí)施方式的平4重織物的組織圖。
圖6為本發(fā)明又一實(shí)施方式的平5重織物的組織圖。
圖7為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的平5重織物的截面組織圖。
圖8為說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的織物制造工序的示意截面圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的防護(hù)織物中,經(jīng)線為以經(jīng)加捻的至少2根無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲為芯絲、所述芯絲周圍用所述超強(qiáng)度纖維絲包覆加捻而成的包芯絲。經(jīng)線使用至少2根無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲作為芯絲是為了保持較高的芯絲與包覆加捻絲的一體性、及為了維持較高的耐切割性。包芯絲可以為單股包芯絲、也可以為雙股包芯絲,優(yōu)選雙股包芯絲。使用雙股包芯絲時(shí)切割力進(jìn)一步提高。
所述包芯絲中,包覆絲對(duì)芯絲的捻系數(shù)K為2000~30000、更優(yōu)選以3000~26000的范圍包卷。由此,加捻結(jié)構(gòu)變得強(qiáng)固、切割力進(jìn)一步提高。其結(jié)果成為即使是單層織物,JIS-T8052的切割試驗(yàn)也為50N以上、優(yōu)選為60N以上的織物。
K=T×D1/2
其中,T:每1米絲長(zhǎng)的捻數(shù)
D:絲的纖度(單位:decitex)
緯線為單獨(dú)的超強(qiáng)度纖維絲。緯線在織物制造時(shí)由于受到經(jīng)線和杼的大的摩擦力,因此當(dāng)是如經(jīng)線那樣的包芯絲時(shí),芯絲與包覆絲易于分離。其中,“超強(qiáng)度纖維”如本宮達(dá)也等著、“繊維の百科事典”、丸善、2002年3月25日、522頁(yè)所記載的,是本領(lǐng)域技術(shù)人員的常用技術(shù)用語(yǔ)。0013
經(jīng)線的包芯絲優(yōu)選在芯絲的無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲上配置由超強(qiáng)度纖維絲構(gòu)成的添紗。由此,芯絲與包覆加捻絲的一體性變得更為良好、絨毛或絨頭等織物缺陷的發(fā)生減少、成為更為良好地對(duì)織物的紋路進(jìn)行了整理的防護(hù)織物。
無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲的捻系數(shù)K優(yōu)選為500~20000、進(jìn)一步優(yōu)選為1000~15000。無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲可以多根拉齊或合捻后使用。上文中,捻系數(shù)K用下式計(jì)算。
K=T×D1/2
其中,T:每1米絲長(zhǎng)的捻數(shù)
D:絲的纖度(單位:decitex)
無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲優(yōu)選為選自玻璃纖維絲及碳纖維絲中的至少一種。特別是玻璃纖維的粘彈性高、對(duì)于來自橫方向的沖擊較強(qiáng),因此優(yōu)選。玻璃纖維絲為E玻璃時(shí),密度為2.55g/cm3、抗拉強(qiáng)度為2410MPa、楊氏模量為69GPa、碳纖維絲為Toray公司制、制品名“T1000G”時(shí)、密度為1.80g/cm3、抗拉強(qiáng)度為6370MPa、楊氏模量為297GPa,強(qiáng)度高、耐切割性、耐沖擊性也良好。無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲的纖度優(yōu)選為200~2000decitex、單纖維總根數(shù)優(yōu)選為400~4000根左右。
所述超強(qiáng)度纖維優(yōu)選為強(qiáng)度:18cN/decitex以上、彈性模量:380cN/decitex以上的高強(qiáng)度且高彈性纖維絲。具體而言,優(yōu)選為選自芳綸(包括對(duì)位、間位)纖維、聚丙烯酸酯纖維、聚(對(duì)苯撐苯并雙噁唑)(PBO)纖維、聚(對(duì)苯撐苯并雙噻唑)(PBZT)纖維、聚乙烯纖維、聚醚醚酮纖維及聚乙烯醇纖維中的至少一種纖維絲。這些纖維還可以混合使用。經(jīng)線和緯線可以相同,也可以不同。其中,優(yōu)選耐熱性高的芳綸纖維(例如TorayDuPont公司制商品名“Kevlar”、TEIJIN Twaron公司制商品名“Twaron”、帝人公司制商品名“TECHNORA”)、聚丙烯酸酯纖維(例如Kuraray公司制商品名“Vectran”)、聚(對(duì)苯撐苯并雙噁唑)(PBO)纖維(例如東洋紡公司制商品名“Zylon”)。
超強(qiáng)度纖維可以是復(fù)絲、也可以使用短纖維紗。復(fù)絲的總纖度優(yōu)選為100~3000decitex(單纖維的纖度:1~20decitex)左右。為短纖維紗時(shí)的纖度以棉支計(jì)優(yōu)選為1~50支左右??梢砸詥谓z使用,也可以多根拉齊或合捻后使用。復(fù)絲可以為加工絲。
本發(fā)明的防護(hù)織物優(yōu)選單層織物或2~5層的多重織物,從制造成本考慮優(yōu)選單層織物。作為單層織物,可以使用平紋組織、斜紋組織、緞紋組織等。其中,優(yōu)選織物的紋路漂亮的斜紋組織(斜紋)。斜紋組織(斜紋)可以是1/2斜紋、2/1斜紋、2/2斜紋等任意的斜紋。作為多重織物,優(yōu)選兩外側(cè)的經(jīng)線在1根最外層的緯線間交叉配置、內(nèi)層的經(jīng)線在厚度方向相鄰的2根緯線間交叉配置而成的織物結(jié)構(gòu)。多重織物從截面方向觀察,經(jīng)線可以為3~8根、緯線可以為2~7層。
本發(fā)明的防護(hù)織物優(yōu)選在JIS-T8052的切割試驗(yàn)中為30N以上、進(jìn)一步優(yōu)選為50N以上、特別優(yōu)選為100N以上。當(dāng)超過100N時(shí),為“100N以上”的評(píng)價(jià),本發(fā)明的防護(hù)織物實(shí)際上存在為“100N以上”的評(píng)價(jià)的防護(hù)織物。當(dāng)在所述切割試驗(yàn)中為30N以上時(shí),耐切割性、耐沖擊性均良好。
本發(fā)明的防護(hù)織物優(yōu)選為單層織物、經(jīng)線密度為50根/2.54cm以上、緯線密度為35根/2.54cm以上。進(jìn)一步優(yōu)選單層織物中,經(jīng)線密度為50~80根/2.54cm、緯線密度為40~60根/2.54cm。當(dāng)在該范圍時(shí),即使是單層織物,JIS-T8052的切割試驗(yàn)中也為50N以上。
本發(fā)明的防護(hù)織物可用作防刺衣物、耐熱片材、耐沖擊片材等。防刺衣物例如有防刺背心、鏈鋸作業(yè)用護(hù)腿等。耐熱片材例如有熔爐或鑄鋁等的爐前作業(yè)片材、溶接用片材等。耐沖擊片材例如有固定在保護(hù)車內(nèi)的人體位置使用的人體保護(hù)片材、車用補(bǔ)強(qiáng)片材等。還可用于車輛、鐵路、船舶、掃雷艦、潛水艇、化學(xué)廠、石油設(shè)施等需要耐沖擊性的地方。
以下用附圖進(jìn)行說明。下述附圖中,同一符號(hào)表示同一物。圖1A為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的經(jīng)線中使用的單股包芯絲1的示意側(cè)面圖。該單股包芯絲1以經(jīng)加捻的2根無(wú)機(jī)長(zhǎng)絲為芯絲2a、2b、并用由超強(qiáng)度纖維構(gòu)成的包覆絲3包覆。圖1B為該雙股包芯絲4的示意側(cè)面圖。被包覆絲3a、3b包覆。包覆絲3a、3b的捻搓方向不同。圖1C為另一雙股包芯絲5的示意側(cè)面圖。包覆絲3a、3c的捻搓方向相同。其中,圖1B的雙股包芯絲4由于捻搓結(jié)構(gòu)強(qiáng)固,因此優(yōu)選。
圖2為另一例子的在經(jīng)線的芯絲2a、2b中配置添紗7而成的雙股包芯絲6的示意側(cè)面圖。添紗7使用超強(qiáng)度纖維絲。如此,芯絲與包覆絲的一體性進(jìn)一步提高。相對(duì)于圖1~圖2的經(jīng)線,緯線使用超強(qiáng)度纖維絲。
圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的2/1斜紋織物(背面組織,單層織物)的組織圖。黑色部分為經(jīng)線露出至表面的位置,白色部分為隱藏在背面的位置。圖下的數(shù)字1、2、3表示1個(gè)循環(huán)。圖4為本發(fā)明的另一實(shí)施方式的2/2斜紋織物(單層織物)的組織圖。1~4為1個(gè)循環(huán)。圖5為本發(fā)明又一實(shí)施方式的平4重織物的組織圖。1~6為1個(gè)循環(huán)。圖6為本發(fā)明又一實(shí)施方式的平5重織物的組織圖。這個(gè)也是1~6為1個(gè)循環(huán)。
圖7為圖6所示的平5重織物10的截面組織圖。a1~a6為經(jīng)線、圈1~圈10為緯線。其為兩外側(cè)的經(jīng)線a1、a6在最外層的緯線(圈1、圈2及圈9、圈10)各1根間交替地配置成之字狀,內(nèi)層的經(jīng)線(a2~a5)在厚度方向相鄰的各2根緯線間交替地配置成之字狀而成結(jié)構(gòu)。最外層的緯線、例如圈1和圈2所示的緯線被經(jīng)線a1和a2以類似平紋組織的結(jié)構(gòu)編織,經(jīng)線a2在厚度方向相鄰的各2根緯線(圈2和3、圈1和4)間交替地配置這點(diǎn)上與平紋組織不同。另外,內(nèi)層在厚度方向相鄰的各2根緯線在水平方向1根緯線間交替地配置。圖5所示的平4重織物雖然層疊數(shù)不同但基本結(jié)構(gòu)是同樣的。
圖8為說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的織物制造工序的示意截面圖。本發(fā)明中使用的織機(jī)11的一個(gè)例子為NEEDLE RAPIER織物裝置。該NEEDLE RAPIER織物裝置以往是被用于絹織物用的裝置,但對(duì)其進(jìn)行改造,利用綜絲(綜線)15a、15b使經(jīng)線13a、13b上下動(dòng)作時(shí),使經(jīng)線的上端與下端的間隔L為80mm以上且120mm以下、優(yōu)選為85mm以上且105mm以下?,F(xiàn)有品的間隔L為55~75mm。如此,通過加大間隔L(開口部),即使使梭子以例如130~150次/分鐘往復(fù),梭子也不會(huì)從經(jīng)線、特別是上側(cè)開口的絲的上方飛出,能夠穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng),從而也不易發(fā)生織物缺陷。此外,緯線即使被杼或綜絲(綜線)等擠壓或摩擦,或者即使受到緯線與經(jīng)線的摩擦,絨毛或絨頭等織物缺陷的發(fā)生也少,能夠制造織物的紋路得到整理的防護(hù)織物。經(jīng)線的上端與下端的間隔L小于80mm時(shí),有梭子飛出、絨毛或絨頭等織物缺陷的發(fā)生增加的傾向。而超過120mm時(shí),生產(chǎn)率會(huì)降低。
如圖8所示,將用無(wú)漿整經(jīng)了的多根經(jīng)線掛到織機(jī)11上,使綜絲(綜線)15a、15b從支撐輥12中通過,使其上下開口,在開口部用劍桿梭子16打入緯線。14為經(jīng)位置線。接著,通過向杼17的前方向移動(dòng),壓入緯線形成織物組織。18表示杼17的動(dòng)作。將織完的織物卷到圓筒上。19為卷好的織物。
實(shí)施例
以下,用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步具體地進(jìn)行說明。需要說明的是,本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。
<切割阻力試驗(yàn)>
根據(jù)JIS-T8052 2005(防護(hù)服-機(jī)械特性-抗尖銳物的切割阻力性試驗(yàn)方法)進(jìn)行測(cè)定。其中,JIS-T8052 2005與ISO13997為相同的試驗(yàn)方法。其結(jié)果,以切割力(N)表示,100N以上表示“100N以上”。該試驗(yàn)委托財(cái)團(tuán)法人日本化學(xué)纖維檢査協(xié)會(huì)東京事業(yè)所進(jìn)行。
<織物的表面檢査試驗(yàn)>
橫跨織物表背面的總寬度地照射燈(熒光燈),檢查絨毛及絨頭(纖維棉的集合體)等織物缺陷,采用以剪刀除去后的織物缺陷數(shù)為每1m2平均多少來進(jìn)行評(píng)價(jià)??椢锶毕萃ㄟ^目視判斷。
A:0~2以下
B:超過2且為5以下
C:超過5
<織物的紋路評(píng)價(jià)試驗(yàn)>
在織物的表面檢査評(píng)價(jià)時(shí),通過目視判斷織物的紋路(紡織花紋)。
A:紋路(紡織花紋)整齊
B:紋路(紡織花紋)些許破壞,但實(shí)用上沒有問題。
C:紋路(紡織花紋)破壞,沒有商品上的價(jià)值。
(實(shí)施例1)
(1)經(jīng)線
作為經(jīng)線,將纖度為675decitex的玻璃長(zhǎng)絲(構(gòu)成纖維根數(shù):800根)2根加捻制成芯絲。捻數(shù)為150T/m(捻系數(shù)K:5511)、捻搓方向?yàn)镾。在該芯絲的表面沿Z方向以910T/m(捻系數(shù)K:15630)捻入1根295decitex的聚丙烯酸酯短纖維紗(Kuraray公司制商品名“Vectran”),然后沿S方向以1180T/m(捻系數(shù)K:20267)捻入1根,制成圖1B所示的W包芯絲。總纖度為2150decitex。
(2)緯線
緯線使用纖度:1100decitex、單纖維根數(shù):200根的聚丙烯酸酯長(zhǎng)絲纖維絲(Kuraray公司制商品名“Vectran”,捻數(shù)為25T/M)1根。
(3)織物制造
使用今村機(jī)械公司制、商品名“KR-Z”、NEEDLE RAPIER織物裝置,制造經(jīng)線根數(shù)為2070根、緯線為1根(緯線用劍桿梭子打入)、織物寬度為100cm、織物組織如圖3所示的2/1斜紋(單層織物)、織物厚度為1.25mm,每單位面積的質(zhì)量為676g/m2(經(jīng)線用量為474g/m2、緯線用量為202g/m2)的織物。該織機(jī)如圖8所示。經(jīng)線的上端與下端的間隔L為100mm。綜絲使用帶棉短絨的引線綜線(wire heddles)。其中,緯線從織物側(cè)的上方觀察時(shí)為從右側(cè)打入、織物的左端部在纏繞絲上纏上緯線形成邊后折返,右端部將緯線纏到端部的經(jīng)線上形成邊。
(4)織物的評(píng)價(jià)結(jié)果
得到的織物的切割阻力試驗(yàn)的結(jié)果是,切割力為31.9N。織物的表面檢査試驗(yàn)為A。
(實(shí)施例2)
除了使經(jīng)線根數(shù)為2760根、織物組織為如圖4所示的2/2斜紋(單層織物)、織物厚度為1.48mm,每單位面積的質(zhì)量為918g/m2(經(jīng)線用量為688g/m2、緯線用量為230g/m2)以外,與實(shí)施例1同樣地實(shí)施。得到的織物的切割阻力試驗(yàn)的結(jié)果是,切割力為51.5N??椢锏谋砻鏅z査試驗(yàn)為A。其中,將該織物2片重疊進(jìn)行切割阻力試驗(yàn)時(shí),切割力為100N以上。
(實(shí)施例3)
除了使經(jīng)線根數(shù)為4140根、緯線纖度為560decitex、織物組織為如圖5所示的平4重織物、織物厚度為2.35mm,每單位面積的質(zhì)量為1525g/m2(經(jīng)線用量為1083g/m2、緯線用量為422g/m2)以外,與實(shí)施例1同樣地實(shí)施。得到的織物的切割阻力試驗(yàn)的結(jié)果是,切割力為100N以上??椢锏谋砻鏅z査試驗(yàn)為A。
(實(shí)施例4)
除了使經(jīng)線根數(shù)為4140根、緯線纖度為560decitex、織物組織為如圖6及圖7所示的平5重織物、織物厚度為2.43mm,每單位面積的質(zhì)量為1458g/m2(經(jīng)線用量為1035g/m2、緯線用量為423g/m2)以外,與實(shí)施例1同樣地實(shí)施。得到的織物的切割阻力試驗(yàn)的結(jié)果是,切割力為76.6N。織物的表面檢査試驗(yàn)為A。
對(duì)以上實(shí)施例1~4的結(jié)果進(jìn)行整理,如表1所示。
表1
(比較例1)
除了作為經(jīng)線使用無(wú)捻搓的玻璃長(zhǎng)絲以外,與實(shí)施例1同樣地實(shí)施。得到的織物的表面檢査試驗(yàn)為C、織物的紋路評(píng)價(jià)試驗(yàn)也為C,織物缺陷多、在商品性方面存在問題。
(比較例2)
除了作為緯線使用與經(jīng)線相同的線以外,與實(shí)施例1同樣地實(shí)施。得到的織物的表面檢査試驗(yàn)為B、織物的紋路評(píng)價(jià)試驗(yàn)也為B,織物缺陷多、在商品性方面存在問題。
(比較例3)
除了作為織機(jī)使用以往的NEEDLE RAPIER織物裝置且使經(jīng)線的上端與下端的間隔L為75mm以外,與實(shí)施例1同樣地實(shí)施。得到的織物的表面檢査試驗(yàn)為C、織物的紋路評(píng)價(jià)試驗(yàn)也為C,織物缺陷多、在商品性方面存在問題。
(實(shí)施例5)
除了使織物的線密度如表2所示變化以外,與實(shí)施例1同樣地制成2/1斜紋的織物(單層織物)。得到的織物的切割阻力試驗(yàn)的結(jié)果是,切割力為52.1N。織物的表面檢査試驗(yàn)為A。其他評(píng)價(jià)示于表2。
(實(shí)施例6)
除了使織物的線密度如表2所示變化以外,與實(shí)施例2同樣地制作2/2斜紋的織物(單層織物)。得到的織物的切割阻力試驗(yàn)的結(jié)果是,切割力為76.7N??椢锏谋砻鏅z査試驗(yàn)為A。其他評(píng)價(jià)示于表2。
表2
從實(shí)施例5~6的結(jié)果可確認(rèn),即使是單層織物、當(dāng)提高織物的線密度時(shí),也得到了JIS-T8052的切割試驗(yàn)為50N以上的織物。特別是關(guān)于實(shí)施例6的切割力,盡管為單層織物,但與實(shí)施例4的平5重織物為同等,能夠降低制造成本。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的防護(hù)織物可用作防刺衣物、耐熱片材、耐沖擊片材等。防刺衣物例如有防刺背心、鏈鋸作業(yè)用護(hù)腿等。耐熱片材例如有熔爐或鑄鋁等的爐前作業(yè)片材、溶接用片材等。耐沖擊片材例如有固定在保護(hù)車內(nèi)的人體的位置使用的人體保護(hù)片材、車用補(bǔ)強(qiáng)片材等。還能夠用于其他車輛、鐵路、船舶、掃雷艦、潛水艇、化學(xué)廠、石油設(shè)施等需要耐沖擊性的部位。
符號(hào)說明
1 單股包芯絲
2a、2b 芯絲
3、3a、3b、3c 包覆絲
4、5、6 雙股包芯絲
7 添紗
10 平5重織物
11 織機(jī)
12 支撐輥
13a、13b 經(jīng)線
14 經(jīng)位置線
15a、15b 綜絲(綜線)
16 劍桿梭子
17 杼
18 杼的動(dòng)作
19 卷好的織物