專利名稱：包含具有兩組線的高線密度比的織物的防穿刺性材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括一種雙層織物的防穿刺性材料，該織物具有兩組線的高線密度比，并涉及由該材料制造的物品。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中已知由高強度纖維制成的防穿刺性物品，例如防彈背心、鋼盔、車輛面板和盾牌。對于多種應用尤其是對于防彈背心，纖維用于機織織物或針織織物。這些織物可以被涂層或在基質中浸漬以獲得硬的防彈材料，或可以不用基質而獲得軟的防彈材料。
從EP310199中已知防彈機織織物等。此處公開的織物由具有高強度和高模量的超高分子量聚合物制成的長紗絲組成，其中經(jīng)紗與緯紗由不同的聚合材料制成。
在俄羅斯專利RU2096542中公開了一種用于防彈夾克的防彈織物，該織物具有其經(jīng)緯紗線密度比小于4.17的聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)的經(jīng)緯紗。典型地，所公開的經(jīng)紗具有143至588dtex的線密度，而緯紗具有580至930dtex的線密度，緯紗的線密度大于或等于經(jīng)紗的線密度。特別指出的是具有在1.59至4.17之間的經(jīng)緯紗線密度比的防彈織物具有改良的折彎性能。
在WO 00/42246中公開了一種防穿刺性材料，該材料包括至少一種由以一定角度形成交叉布層的雙層機織織物組成的雙層織物，其中該織物由一個3.5-20線/厘米并具有至少420dtex的線密度的第一組線和一個0.5-8線/厘米并具有至少50dtex的線密度的第二組線組成，在此第二組線橫向于第一組線；并且其中第一組線的線密度與第二組線的線密度之比大于4.2，更優(yōu)選地大于7.5。在一個優(yōu)選實施例中，第一組線為一種對芳族聚酰胺(p-aramid)紗線制成的經(jīng)紗，第二組線為一種聚酯紗線制成的緯紗，并且第一組和第二組的線/厘米數(shù)之比大于1。盡管該物品的防彈性能很好，但是交叉布層的必要性在制造的簡單容易性方面以及產(chǎn)生弱點的危險性方面是不利的，其中該弱點是交叉布層工藝所固有的弱點。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以制造具有現(xiàn)有技術材料的優(yōu)點但不具有其缺點的防穿刺性材料。為此，要求一種包括至少一種雙層機織織物的防穿刺性材料，該雙層織物包括一個第一層織物和一個第二層織物，其中，第一層織物由第一組線和第二組線組成，該第一組線包括3.5至20線/厘米的線，具有至少210dtex的線密度，并包括至少65％的織物重量，而第二組線包括0.5至16線/厘米的線，具有至少50dtex的線密度，第二組線橫向于第一組線，并且第一組線的線/厘米數(shù)與第二組線的線/厘米數(shù)之比大于1；第二層織物由第一組線和第二組線組成，該第一組線包括0.5至16線/厘米的線，具有至少50dtex的線密度，而第二組線包括3.5至20線/厘米的線，具有至少210dtex的線密度，并包括至少65％的織物重量，第二組線橫向于第一組線，并且第二組線的線/厘米數(shù)與第一組線的線/厘米數(shù)之比大于1；并且其中第一層的第一和第二組線分別與第二層的第一和第二組線平行。
優(yōu)選地，該防穿刺性材料至少第一層的第一組線和第二組線的線密度之比和第二層的第二組線和第一組線的線密度之比大于1，更優(yōu)選地大于4.2，最優(yōu)選地大于5.9。一個尤其有效的比例為6-6.6。在第一層的第一組線和第二層的第二組線的線的線數(shù)為3.5至20線/厘米。更優(yōu)選地，該線數(shù)為4至15線/厘米，并且最優(yōu)選地為5至12線/厘米。在第一層的第二組線和第二層的第一組線的線的線數(shù)為0.5至16線/厘米。優(yōu)選地，該線數(shù)為0.5至8線/厘米，更優(yōu)選地為1至6線/厘米，并且最優(yōu)選地為2至4線/厘米。在每一層中具有至少210dtex的線密度的線包括該層織物重量的至少65％。優(yōu)選地，這些線包括至少70％的該層織物重量并更優(yōu)選地為75％。為了高效的制造，優(yōu)選地是第一層的第一組線和第二層的第一組線為經(jīng)紗，而第一層的第二組線和第二層的第二組線為緯紗。在這兩層中的每一層中，第二組線橫向于第一組線。盡管這些線組通常彼此垂直，但這并不是必要的。第二組線可以與第一組線形成除90°之外的其它角度。所述兩層線不通過交叉布層而固定(secure)在一起。
該防穿刺性材料還由第一層的第二組線(優(yōu)選地為緯紗)和第二層的第一組線(優(yōu)選地為經(jīng)紗)組成，其紗線成份對本發(fā)明而言不是決定性的。然而，優(yōu)選地，這些線具有高強度和高模量。當這些線選自于聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺和芳族聚酰胺紗線時尤其是如此。最優(yōu)選地，第一層的第二組線和第二層的第一組線由聚酯紗線制成。
第一層的第一組線(優(yōu)選地為經(jīng)紗)和第二層的第二組線(優(yōu)選地為緯紗)具有高強度和高模量，并且最優(yōu)選地是選擇由芳族聚酰胺、聚乙烯和聚對亞苯基苯丙異惡唑/PBO(poly-p-phenylenebenzobisoxazole)制成的高韌性線，尤其是對芳族聚酰胺(p-aramid)。最優(yōu)選地是聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)。在一個優(yōu)選實施例中，選擇由不同聚合物制成經(jīng)紗和緯紗，例如，一種具有對芳族聚酰胺(p-aramid)紗線的經(jīng)紗和聚酯紗線的緯紗的織物或相反是優(yōu)選的。
只要滿足所需線密度比，選擇第一層的第一組線和第二層的第二組線的線密度為至少大約210dtex，優(yōu)選地在210至6720dtex之間，更優(yōu)選地在420至3360dtex之間，甚至還更優(yōu)選地在420至1680dtex之間，并且最優(yōu)選地在840至1100dtex之間。選擇第一層的第二組線和第二層的第一組線的線密度為至少大約50dtex，更優(yōu)選地在50至280dtex之間，最優(yōu)選地在80至140dtex之間。
術語“紗/線”表示任意一種線例如短纖紗，加捻(twisted)短纖紗、加捻長紗線、無捻混合紗、以及優(yōu)選地，無捻長紗。
在一個優(yōu)選實施例中，該雙層織物的兩個織物層的每一層的線例如通過縫編或優(yōu)選地用一種膠粘性材料粘合在一起。該膠粘性材料可以是使用在線上或織物上的膠粘性材料，例如作為一種整理劑(finish)。該膠粘性材料還可以是施加于該雙層織物的兩個織物層之間的一個膠粘層。膠粘性材料包括熱塑性、彈性體的和熱固性材料。還可以將一種在壓力和/或加熱條件下熔化的材料用于第一層的第二組線和第二層的第一組線的至少一部分，從而將第一和第二組線的線分別粘接到第二和第一組線的線上，并且也可選地將這兩層織物粘接地一起。熱塑性材料包括聚烯烴例如聚乙烯和聚丙烯、聚酰胺、聚酯或這些材料的混合物。彈性體材料包括Kraton、橡膠、硅橡膠等。熱固性材料包括環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂等。
在另一個實施例中，在該防穿刺性材料的外側的至少一側具有一個保護層。該保護層可以為熱塑性的、熱固性的或一種彈性體材料，或這些材料的混合物。施加該保護層以保護織物不用過多的磨損而損壞和提高防彈性能。
該防穿刺性材料包括至少一個由雙層機織織物組成的雙層織物，該雙層織物為非交叉布層并可選地粘接在一起。術語機織包括所有類型的織紋，例如平織、緞織、席織、斜織等，優(yōu)選地為平織。
該防穿刺性物品可以包含盡可能少的一個由雙層機織織物組成的雙層織物，但通常采用較多的雙層織物。適宜的雙層織物數(shù)目為5到100，最優(yōu)選地是使用6到35個雙層織物。一個雙層織物的第一織物層的第一組線可以與相鄰雙層織物的第一織物層的第一組線平行或成一個角度。如果這些組線在一個角度下連接到一起，該角度優(yōu)選地為90°。
所述雙層織物使用一種膠粘層或通過縫編連接在一起。這樣一種膠粘層可以由用于該膠粘材料的上述材料制成，并且具有一個在4至36μ之間、優(yōu)選地在8至20μ之間的厚度。
在現(xiàn)有技術中已知制造該雙層織物的方法。通常該織物通過將經(jīng)紗整經(jīng)在一個經(jīng)軸上然后在一個織機上織造而制成所述織物。該單層可以可選地浸漬或層壓，并經(jīng)受一個軋光或層壓處理。至少兩個織物層可以通過縫編、加熱或施加壓力而粘接在一起。
本發(fā)明還涉及根據(jù)技術人員所已知的方法由上述機織織物制成的例如防彈背心和裝甲板的物品。
通過以下示例進一步地進行說明本發(fā)明。
制造一種包括22個雙層織物的結構。每一個雙層織物的第一層由經(jīng)向的Twaron930dtex(9.5線/厘米)和緯向的聚酯140dtex(Trevira710，ex Hoeschst)(2線/厘米)制成。每一個雙層織物的第二層由經(jīng)向的聚酯140dtex(Trevira710，ex Hoeschst)(4線/厘米)和緯向的Twaron930dtex(9.5線/厘米)制成。第一層的經(jīng)/緯比和第二層的經(jīng)/緯比是6.6。這些層由3層具有10μ厚度的聚乙烯膜(LDPE，ex EKB)層壓在一起，一張聚乙烯膜置于該雙層織物的兩個外側上，一張聚乙烯膜置于該雙層織物的兩個織物層的每一層之間。該結構置于一個壓機中并在一個120℃的溫度下和25巴的壓力下加壓25分鐘。然后，停止該壓機的加熱。該結構的總重量為大約4600克/米2。
V50值由9×19Para型DM11 A1B2子彈確定，其中V50是50％的子彈被停止而50％的子彈完全穿過時的速度。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該結構的V50為507米/秒。
權利要求
1.一種包括至少一種雙層機織織物的防穿刺性材料，其特征在于，所述雙層織物包括一個第一層織物和一個第二層織物，其中，第一層織物由第一組線和第二組線組成，所述第一組線包括3.5至20線/厘米的線，具有至少210dtex的線密度，并包括至少65％的織物重量，而第二組線包括0.5至16線/厘米的線，具有至少50dtex的線密度，第二組線橫向于第一組線，并且第一組線的線/厘米數(shù)與第二組線的線/厘米數(shù)之比大于1；第二層織物由第一組線和第二組線組成，所述第一組線包括0.5至16線/厘米的線，具有至少50dtex的線密度，而第二組線包括3.5至20線/厘米的線，具有至少210dtex的線密度，并包括至少65％的織物重量，第二組線橫向于第一組線，并且第二組線的線/厘米數(shù)與第一組線的線/厘米數(shù)之比大于1；并且其中第一層的第一和第二組線分別與第二層的第一和第二組線平行。
2.根據(jù)權利要求1的防穿刺性材料，其特征在于，至少第一層的第一組線和第二組線的線密度之比和第二層的第二組線和第一組線的線密度之比大于1。
3.根據(jù)權利要求1的防穿刺性材料，其特征在于，至少第一層的第一組線和第二組線的線密度之比和第二層的第二組線和第一組線的線密度之比大于4.2。
4.根據(jù)權利要求1的防穿刺性材料，其特征在于，至少第一層的第一組線和第二組線的線密度之比和第二層的第二組線和第一組線的線密度之比大于5.9。
5.根據(jù)權利要求1-4之一的防穿刺性材料，其特征在于，第一層的第二組線和第二層的第一組線中的至少一組包括0.5至8線/厘米的線。
6.根據(jù)權利要求1-5之一的防穿刺性材料，其特征在于，所述雙層織物的織物層的線優(yōu)選地用一種膠粘性材料粘合在一起。
7.根據(jù)權利要求1-6之一的防穿刺性材料，其特征在于，第一層的第一組線和第二層的第二組線由選擇由芳族聚酰胺、聚乙烯和PBO制成的高韌性線組成。
8.根據(jù)權利要求1-6之一的防穿刺性材料，其特征在于，第一層的第二組線和第二層的第一組線選擇由聚酯、聚乙烯、聚丙烯和芳族聚酰胺紗線制成。
9.根據(jù)權利要求1-8之一的防穿刺性材料，其特征在于，第一層的第一組線和第二層的第二組線由芳族聚酰胺紗線制成，以及第一層的第二組線和第二層的第一組線由聚酯紗線制成。
10.根據(jù)權利要求1-9之一的防穿刺性材料，其特征在于，第一層的第一組線和第二層的第二組線的線密度為210至6720dtex之間，優(yōu)選地在420至3360dtex之間，更優(yōu)選地在420至1680dtex之間，并且最優(yōu)選地在840至1100dtex之間。
11.根據(jù)權利要求1-10之一的防穿刺性材料，其特征在于，在第一層的第二組線和第二層的第一組線的線密度為50至280dtex之間，并且優(yōu)選地在80至140dtex之間。
12.根據(jù)權利要求1-11之一的防穿刺性材料，其特征在于，第一層的第一組線和第二層的第一組線為經(jīng)紗，而第一層的第二組線和第二層的第二組線為緯紗。
13.根據(jù)權利要求1-12之一的防穿刺性材料，其特征在于，在所述雙層織物的至少一外側具有一保護層。
14.一種由根據(jù)權利要求1-13之一的防穿刺性材料制造的物品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防穿刺性材料，它包括至少一種機織雙層織物，其特征在于，該雙層織物包括一個第一層織物和一個第二層織物，其中，第一層織物由第一組線和第二組線組成，該第一組線包括3.5至20線/厘米的線，具有至少210dtex的線密度，并包括至少65％的織物重量，而第二組線包括0.5至16線/厘米的線，具有至少50dtex的線密度，第二組線橫向于第一組線，并且第一組線的線/厘米數(shù)與第二組線的線/厘米數(shù)之比大于1；第二層織物由第一組線和第二組線組成，該第一組線包括0.5至16線/厘米的線，具有至少50dtex的線密度，而第二組線包括3.5至20線/厘米的線，具有至少210dtex的線密度，并包括至少65％的織物重量，第二組線橫向于第一組線，并且第一組線的線/厘米數(shù)與第二組線的線/厘米數(shù)之比大于1；并且其中第一層的第一和第二組線分別與第二層的第一和第二組線平行。
文檔編號D03D15/00GK1496471SQ02806309
公開日2004年5月12日 申請日期2002年3月8日 優(yōu)先權日2001年3月15日
發(fā)明者C·伯特格, C 伯特格, A·費爾斯, 芳猶, C·鮑姆加特, 宸 隆佩, B·多洛夫-隆佩 申請人:泰金特瓦隆有限公司