高性能繊維を使用した新しいソフトコンポジットの刺し傷に強い衣類

今日の世界では、平和と発展の文脈において、地域戦争は決して止まらず、テロ攻撃が時々発生しています。 そのため、軍や警察の保護具の研究開発は常に大きな注目を集めています。 私の国では、銃や弾薬の厳格な管理に基づいて、最前線の警察が直面する脅威は、主に短剣やナイフなどの鋭利な物体による人体の突き刺し、殴打、ハッキングなどから来ています。 中国警察ネットワークの統計によると、新中国の創設以来、全国の公安機関からの14人以上の000警察官が英雄的に亡くなり、100人以上の000警察官がけがをした。 2020年上半期の統計によると、合計169人の警察官が職務中に殺害された。 警察の死傷者のほとんどは、短剣や銃剣などの楽器の殺害に関連しています。 これらの近接武器の物理的な攻撃から効果的に防御するにはどうすればよいですか？ 警察官の個人的な安全を確保することは、警察設備の研究において常に重要な主題でした。

刺し傷防止服は、鋭利な武器や鋭利な武器がさまざまな角度から保護部品を攻撃するのを効果的に防ぎ、人体の保護部分への刺し傷の脅威を減らすことができる一種の機器です。 長年の研究開発の結果、耐刺し傷性衣類は、着用性能と環境適応性の両方を考慮して、硬い刺し傷耐性のある衣類から柔らかい刺し傷に強い衣類へと徐々に発展してきました。 新しい高性能繊維素材で作られた刺し傷に強い衣類は、保護性能の要件を満たすだけでなく、全体的な品質、厚さ、柔らかさの点で優れた着用性能を備えています。 この記事では、このタイプの柔らかい刺し傷に強い衣類について詳しく説明します。

第二に、刺し傷に強い衣類の開発状況

素材の性質により、刺し傷に強い服は金属製の刺し傷に強い服と非金属製の刺し傷に強い服に分けられます。 金属の刺し傷に強い衣類のコアの刺し傷に強い材料は金属であり、金属と他の非金属の刺し傷に強い材料の複合材料も含まれます。 オリジナルの金属刺し傷に強い衣類は、主に鋼、鉄、その他の金属または合金を耐荷重材料として使用し、織物と結合するために鱗、円形、正方形などに作られるか、完全な金属シートが織物に配置されます耐荷重材料として。 基板は刺し傷に強い衣服を構成します。 この金属製の突き刺し防止スーツは、突き刺し防止性能は良好ですが、硬度と品質が高く、通気性が低く、着用時に体幹の動きを助長しないハード突き刺し防止スーツです。 刺し傷に強い衣服の柔らかさを改善するために、研究者は、半分硬い、半分柔らかい金属の刺し傷に強い衣服を開発しました。 このタイプの刺し傷に強い衣類は、金属材料と樹脂の組み合わせにより、材料の品質と硬度をある程度低下させます。 軽くて薄くて柔らかいという業界の要件を満たすことはできません。 高性能繊維素材で作られた非金属の刺し傷に強い衣類は、一種の柔らかい刺し傷に強い衣類であり、上記の軽さ、薄さ、柔らかさの要件を満たすことができ、現在の研究のホットスポットでもあります。 この刺し傷に強いスーツのコア保護材は、主に高性能繊維です。 現在、市場は超高分子量ポリエチレンとアラミドによって表されます。 生地と樹脂を組み合わせて耐突き刺し層とし、多層複合材は耐突き刺し性能に優れ、柔軟な着用感があり、人の活動に影響を与えません。 金属の刺し傷に強い衣服と比較して、非金属の刺し傷に強い衣服の性能は、外部環境の変化による影響が少ないです。 -20度-55度の戦闘環境で安定した性能と高い適用性を備えています。 非金属の刺し傷に強い衣類の性能は、外部環境の変化による影響が少ないです。 -20度-55度の戦闘環境で安定した性能と高い適用性を備えています。 非金属の刺し傷に強い衣類の性能は、外部環境の変化による影響が少ないです。 -20度-55度の戦闘環境で安定した性能と高い適用性を持っています。

3.私の国の警察の刺し傷防止服の技術的要件

以下は、GA68-2019「警察の刺し傷に強い衣服」規格に基づく刺し傷に強い衣服の要件の包括的な紹介です。

3.1刺し傷に強い衣服の構成

警察の刺し傷防止服は、刺し傷防止ジャケット、刺し傷防止層、および刺し傷防止層保護カバーで構成されています。

3.2外観要件

刺し傷に強いジャケットは、破損、浮き線、針の欠落などの欠陥があってはなりません。 耐突き刺し性層材の表面には、損傷、深いくぼみ、引っかき傷、ひび割れ、バリなどの欠陥がありません。金属材料は防錆処理を施し、非金属材料は滑らかにする必要があります。 刺し傷防止材料の同じ層は、均一で平らであり、局所的な突起や折り目などの欠陥がない必要があります。 耐突き刺し性材料の複数の層からなる耐刺し傷性層は、同じ仕様および寸法でなければならない。

3.3品質、色、保護地域の要件

タイプAの刺し傷防止服の質量は2.8kg以下であり、タイプBの刺し傷防止服の質量は1。0kg以下です。 製品の品質を管理することで、着用時に着用者の動きや戦術的な動きに影響を与えないようにすることができます。 刺し傷防止服のジャケットの色は紺色で、刺し傷防止層の保護領域は0。25m2以上である必要があります。

3.4刺し傷防止の要件

グレードAの刺し傷防止服はD1ナイフを使用し、テストボディは24J±0.5Jの衝撃エネルギーを使用して刺し傷防止服を貫通します。 効果的なパンク条件下では、パンクに強い衣服は浸透しません。 Bタイプの刺し傷に強い衣服はそれぞれD2とD3のツールを使用し、テストボディは24J±0.5Jの衝撃エネルギーで刺し傷に強い衣服を突き刺します。 効果的なパンクの場合、パンク防止の衣服は浸透しません。

3.5耐水性と温度適応性

室温で、刺し傷に強い衣類を水に30分間浸した後、または周囲温度-20度から55度で、刺し傷に強い性能が要件を満たしています。

4.新しい柔らかい刺し傷に強い衣類

刺し傷と弾丸の抵抗のメカニズムは異なります。 防弾は、主に材料への弾丸による損傷を防ぐためのものです。 弾丸の衝撃運動エネルギーは、運動エネルギーを防弾材料に分散させ、防弾材料との接触の瞬間に拡散および吸収します。 ちなみに、破壊の方法は等方性です。 突き刺し防止は、主に摩擦セルフロックの原理に基づいています。 ナイフが一定の運動エネルギーで突き刺し防止スーツの内側を貫通すると、突き刺し防止スーツの内部構造の繊維糸部分が切断および収縮され、ナイフが糸によってクランプされる。 糸は常に伸ばされており、ナイフに対する摩擦抵抗により、ナイフが刺さり続けるのを防ぎます。 このとき、生地の変形により到達した状態が「ロック」状態になります。 穿刺プロセス中のツールによる材料への損傷は、主にせん断損傷と引張損傷です。 したがって、繊維の強度が高いほど、剪断できる繊維が多くなり、布構造の糸構造が密になるほど、耐突き刺し性の衣類が耐えることができる剪断力が大きくなり、糸が自己になりやすくなります。 -ロック状態、防止しやすいスタブスーツのスタブプルーフ性能が優れています。

超高分子量ポリエチレン繊維とアラミド繊維は、その超高強度と弾性率のために、刺し傷に強い衣類のコア保護層を準備するためによく使用され、それぞれが多くの優れた特性を備えています。 UHMWPE繊維は、世界で最も強力な繊維です。 水よりも密度が低く、柔軟な分子鎖材料を持っています。 軽くて柔らかい刺し傷に強い服を作るのに理想的な素材です。 ただし、融点が低いため、高温ではファイバーの性能が大幅に低下し、一部の特殊な環境での用途が制限されます。 アラミド繊維の強度、弾性率、破断点伸びは、超高分子量ポリエチレン繊維よりも低いですが、耐熱性に優れており、一部の高温条件で使用できます。 この2つの利点を組み合わせることで、UHMWPE繊維とアラミド繊維（図1および2に示す）で作られたさまざまなタイプの複合ソフト刺し傷防止衣類の製造は、刺し傷防止服の開発における新しいトレンドになりました。 丈夫な服。 刺し傷防止性能を満足させることで、刺し傷に強い衣類は、軽さ、薄さ、柔らかさの特徴を持っています。 このタイプの刺し傷に強い衣服の準備と性能試験方法を以下に説明します。 刺し傷防止性能を満足させることで、刺し傷に強い衣類は、軽さ、薄さ、柔らかさの特徴を持っています。 このタイプの刺し傷に強い衣服の準備と性能試験方法を以下に説明します。 刺し傷防止性能を満足させることで、刺し傷に強い衣類は、軽さ、薄さ、柔らかさの特徴を持っています。 このタイプの刺し傷に強い衣服の準備と性能試験方法を以下に説明します。

4.1刺し傷に強い衣服の準備プロセス

4.1.1超高分子量ポリエチレン繊維の調製

超高分子量ポリエチレン樹脂を母材とし、国産白油を溶剤として使用し、硬化工程を経てケトルに膨潤・溶解させて紡糸原液を調製し、平行二軸スクリューで攪拌して均一溶融押出機で紡糸口金に移します。ヘッドをスプレーし、ゲル紡糸成形プロセスで凍結コラーゲンフィラメントを取得します。 凍結したコラーゲンフィラメントを抽出し、複数の段階で伸ばすと、最終的に高強度で高弾性のポリエチレン繊維が得られます。

4.1.2刺し傷に強いチップの準備

作製した高強度・高弾性ポリエチレン繊維を敷設機で均一に広げ、特殊な含浸機を含浸させて急速硬化させた後、得られた層状材料を連続的に架橋し、0度で配合します。 90度、45度、および135度。 超高分子量ポリエチレンの刺し傷に強い不織布が得られた。 アラミド織物は、同じ浸漬機で含浸され、急速に硬化されて、織物繊維構造間の隙間を埋めます。

4.1.3刺し傷に強い衣服の準備

UHMWPE耐突き刺し防止不織布（単層密度150g / m2）とアラミド織布（単層密度400g / m2）は、確立されたプロセスサイズと品質要件に従って切断およびラミネートされ、積み重ねられ、順番に組み合わされます。それらは、特別な帯電防止静水圧ターポリンにヒートシールされて、密閉された耐突き刺し性のチップを作成します。 刺し傷に強いチップを前後の順番で刺し傷に強い衣類のジャケットに挿入して、刺し傷に強い衣類を作ります。

4.2刺し傷防止性能試験

4.2.1試験方法

動的穿刺実験は、公安省のGA 68-2019「警察の刺し傷防止服」規格に従って、落下重量試験機と標準の切削工具を使用して設計されました（図3および4を参照）。 実験手順は次のとおりです。

1）パンク防止チップを梱包し、表面にパンクポイントをマークします。各パンクポイント間の距離は50mm以上であり、パンクチップの端からの距離も50mmを超えている必要があります。

2）標準要件に従って母材を固定し、母材の反発率をテストします。

3）電子デバイスを安定した読み取り値に予熱してから、突き刺し防止チップを裏当て材に固定します。

4）落下する本体に新しい未使用の工具を固定し、落下重量テスターに​​取り付けます。

5）パンクブレードの先端をパンク防止チップのパンクポイントに合わせ、ドロップウェイトアップボタンをオンにし、ドロップウェイトを特定の高さまで持ち上げ、ドロップボディとナイフの運動エネルギーが24Jであることを確認します一緒;

6）ドロップボタンをオンにすると、ナイフと落下体が一緒に落下して最初のパンクが完了します。

7）貫通点を交換し、テストを繰り返して、他の点のテストを完了します。

4.2.2テスト結果

さまざまなスキームの多くの実験的テストで、UHMWPE不織布とアラミド織布を一定の割合で配合すると、突き刺し防止性能が基準を満たし、突き刺しの全体的な品質を保証できることがわかりました。 -耐衣類性（電子天びんでテスト済み）、厚さ（電子天びん厚さゲージでテスト済み）、柔らかさ（柔らかさテスターでテスト済み）を良好なレベルに維持できます。 試験結果を表1に示します。

5。結論

科学技術の進歩と人々の安全意識の向上に伴い、重要な保護具としての刺し傷に強い衣服がますます広く使用されています。 軍隊、警察、警備員から客室乗務員や任務官まで、刺し傷に強いスーツを着ることは珍しくありません。 同時に、複雑な環境に対応するために、刺し傷に強い衣類の着用性能に対する要求も絶えず改善されています。 軽量、軽量、柔らかく、刺し傷に強い衣類が主流の製品になり、主要な市場を占めています。