[发明专利]由柔性复合材料形成的具有改进的耐刀刺性的防护服

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及结合有柔性纤维复合材料，并具有改进的耐刀刺性(knife-stab)的防护服(body armor)。

相关技术的描述

防护服如防弹背心是本领域公知的。这类防护服可由将高强度纤维结合入各种复合材料中的各种结构制成。防护服可以为刚性复合材料和柔性复合材料形式。

刚性防护服提供良好的耐尖锐物体如刀片的刺穿性，但其同时非常僵硬和相对较大。从而，相对于柔性防护服装，刚性防护服装(例如，背心)穿着舒适性不足。然而，柔性防护服装对于刀片等不能够提供足够的防护。

期望提供一种既柔性又耐尖锐物体如尖刀刺穿的防护服。这种防护服理想地是能够穿着舒适，且造价不高。此外，期望提供一种柔性耐刀刺复合材料，该复合材料还可与防弹材料结合使用，以为穿着者提供额外的保护。

发明概述

根据本发明，提供一种柔性耐刀刺的防护服，该防护服包括至少一个柔性复合材料层，所述柔性复合材料层包括由高韧度纤维的网形成的织物基体，和粘结在该织物基体上的橡胶层。

所述柔性复合材料还可包括粘结于所述织物基体和橡胶层的含热塑性材料的粘结层。

进一步地根据本发明，提供柔性耐刀刺并防弹的防护服，该防护服包括至少一个柔性复合材料的耐刀刺层，所述柔性复合材料包括由高韧度纤维的网形成的织物基体和粘结于该织物基体的橡胶层，和至少一个包含高韧度纤维的网的防弹复合材料层。该防弹复合材料中高韧度纤维的网可以在弹性体材料基质中。

同样根据本发明，提供耐刀刺并防弹的柔性防护服，该防护服包括多个柔性复合材料的耐刀刺层，所述柔性复合材料包括由高韧度纤维的网形成的织物基体，在该织物中至少50重量％的纤维包含高分子量聚乙烯纤维，粘结于所述织物基体的含热塑性材料的粘结层，和粘结于该粘结层的橡胶层；和多个柔性防弹复合材料层，所述柔性防弹复合材料层包括高韧度纤维的网，该高韧度纤维包括至少50重量％的选自高分子量聚乙烯、芳族聚酰胺及其共混物的纤维。

本发明提供一种耐刀刺的柔性防护服。该防护服穿着舒适，并且其成本适于有效生产。该柔性防护服可与防弹复合材料组合使用，以提供增强的耐刀刺性和防弹性。

发明详述

本发明包括耐刀刺穿并由高韧度纤维形成的柔性防护服。基于本发明的目的，纤维为细长体，其纵向尺寸远高于宽度和厚度的横向尺寸。因此，术语纤维包括具有规则或不规则截面的丝、带、条等。纱线为由很多纤维或丝组成的连续丝束。

如这里使用的，术语“高韧度纤维”是指具有等于或大于约7g/d的韧度的纤维。优选地，这些纤维根据ASTM D2256测量，具有至少约150g/d的初始拉伸模量(initial tensile modulus)和至少约8J/g的断裂能。如这里使用的，术语“初始拉伸模量”、“拉伸模量”和“模量”对于纱线是指根据ASTM 2256和对于弹性体或基质材料是指根据ASTMD638测量的弹性模量。

在本发明的耐刀刺复合材料中使用的纤维网可以为由高韧度纤维形成的机织织物(woven fabrics)、针织织物(knitted fabrics)或无纺布形式。优选地，织物中至少50重量％的纤维为高韧度纤维，和更优选织物中至少约75重量％的纤维为高韧度纤维。

本发明的纱线和织物可以包含一种或多种不同的高强度纤维。所述纱线可以基本上平行排列，或所述纱线可以是加捻的、过缠绕的(over-wrapped)或缠结的(entangled)。本发明的织物可以用在经向和纬向或在其它方向具有不同纤维的纱线机织。

可用于本发明的纱线和织物中的高强度纤维包括高度取向的高分子量聚烯烃纤维特别是高模量聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、聚苯唑(polybenzazole)纤维如聚苯并唑(PBO)和聚苯并噻唑(PBT)、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、液晶共聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维或玄武岩或其它矿物纤维，以及刚性棒聚合物纤维，及它们的混合物和共混物。优选用于本发明的高强度纤维包括聚烯烃纤维、芳族聚酰胺纤维和聚苯唑纤维及它们的混合物和共混物。最优选高分子量聚乙烯纤维。