ТРЕХМЕРНАЯ ТРИКОТАЖНАЯ МАТЕРИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК D04B39/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к материи и способу ее изготовления. Более конкретно, настоящее изобретение относится к материи, применяемой там, где существует потребность в материи, обладающей очень высокой стойкостью к одному или более из истирания, пореза, разрыва и/или прокола.

Уровень техники

Современные защитные трикотажные материи, предназначенные для вышеуказанных областей применения, отличаются сложной структурой, для их изготовления требуются дорогостоящие материалы и применение сложных технологий. К защитным трикотажным материям предъявляются очень высокие требования. Одним из требований является механическая порезостойкость. Порезостойкая трикотажная материя предназначена для защиты рук, груди, шеи и других частей тела человека от прямого контакта с острыми предметами из стекла, металла, керамики или других подобных материалов. Согласно европейскому стандарту EN 388:2003, пункт 6.2, стойкость перчаток к порезу лезвием подразделяется на 5 уровней: первый уровень является самым низким, с показателем порезостойкости 1, 2, а пятый уровень является самым высоким, с показателем порезостойкости 20 и более. Как правило, высокая порезостойкость может быть достигнута несколькими способами.

Уровень порезостойкости материи можно улучшить путем увеличения поверхностной плотности материи, изменения состава волокон путем использования сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна (в дальнейшем именуемое НРРЕ), а также параарамидного волокна на основе ароматических углеводородов, такое как, например, Kevlar® (от DuPont), Nomex® (от DuPont), Techora® (от Teijin Aramid), Twaron® (Teijin Aramid) и т.д., или путем использованием смешанной пряжи, полученной путем комбинирования материалов, таких как нержавеющая сталь, керамика, стекловолокно, синтетическая пряжа и/или другой высококачественной пряжи.

Для простоты параарамидное волокно на основе ароматических углеводородов в дальнейшем также может быть обозначено торговой маркой Kevlar®.

Публикации WO 2007/111753 A3 и US 2002/0106953 А1 раскрывают хорошо известную порезостойкую материю, принцип которой широко используется при изготовлении одежды. Поверхность текстильной материи плотно покрыта керамическими или пластиковыми пластинами различной формы. Для изготовления защитных пластин можно использовать полиэтилентерефталат (PET), а также его комбинации с другими материалами, как раскрыто в публикациях, упомянутых выше. Материал изготавливают путем комбинирования порезостойкого точечного поверхностного покрытия, а также слоев, толщин и наполнителей из различных дополнительных материалов, которые в зависимости от назначения могут отличаться различными уровнями стойкости к прокалыванию или порезу, стойкостью к истиранию и гибкостью. Механическая порезостойкость такой одежды очень высока; но такая одежда, однако, очень дорогая. Более того, ее гибкость ограничена. Точечная поверхность характеризуется низким коэффициентом трения - она скользкая. Поэтому такой материал часто должен быть скрыт внутри конструкции одежды, то есть использован в качестве подкладки для одежды. Это еще больше повышает цену одежды и усложняет конструкцию объекта.

В документе US 6,155,084 раскрыт способ изготовления рабочих перчаток или рукавов из композиционных материалов. Композиционные материалы состоят из порезостойкой пряжи и материалов, которые повышают чувствительность к прикосновению и гибкость. Перчатки удобны, но технологические и конструктивные решения довольно сложны, поскольку разные части изделия изготовлены из волокон, предназначенных для разных применений.

В документе WO 2005/002376 А1 раскрыта более обычная, порезостойкая трикотажная материя, изготовленная из нержавеющей стали, стекла, полиэтилена или других материалов. Небольшие количества механически стойких волокон, используемых в структуре пряжи, делают трикотажную или тканую материю стойкой к режущим усилиям. Кроме того, хорошо известные рабочие перчатки, которые состоят из ладонной части, тыльной части и манжетной части, включают в себя пряжу с волокнами, стойкими к режущим усилиям, как раскрыто в публикации US 2010/0186456 А1. Пряжа, составляющая материю, изготовлена из стеклянных и параарамидных волокон (например, Kevlar®), которые образуют прочную сердцевину пряжи, и дополнительных волокон, таких как PES (полиэстер), РА (полиамид) и т.д. Такие перчатки отличает простота конструкции. Они недороги и могут использоваться в различных областях и, таким образом, имеют многоцелевую функциональность. Кроме того, такие перчатки являются гибкими и тонкими, и поэтому их удобно носить. Однако такая трикотажная материя имеет недостаток, поскольку механически стойкое волокно в пряже не полностью изолировано и может контактировать с телом человека, что может вызвать раздражение кожи или даже аллергические реакции. Хотя более толстые перчатки или перчатки, изготовленные из таких материалов, как металлическая сетка, могут увеличить порезостойкость, их не рекомендуется использовать, когда требуется высокая чувствительность прикосновения. Такие перчатки с высокой чувствительностью прикосновения могут быть особенно необходимы при работе с опасными веществами в среде, где требуется точность.

Таким образом, существует потребность в трикотажной материи, которая обладает высокой гибкостью, не снижает чувствительность прикосновения и обладает высокой порезостойкостью.

В документе US 5,965,223 раскрыта многослойная композиционная высокопрочная трикотажная материя. Слои трикотажной материи формируются путем нанесения покрытия и размещения пряжи из различных волокон внутри нити при формировании петли так, чтобы износостойкая пряжа появлялась в верхней части нити/петли, образуя тем самым верхний слой, а порезостойкая пряжа находилась в нижней части нити/петли, образуя тем самым нижний защитный слой. Этот способ вязания существует давно и широко используется при производстве трикотажных материй, и такие материи обычно используются при изготовлении спортивной и защитной одежды. Таким образом, слои трикотажной материи формируются уже в структуре нити/петли путем укладки пряжи из различных волокон внутри нитей/петель параллельно друг другу при формировании петли, то есть во время вязания.

В документе US 5,399,418 раскрыта многослойная текстильная материя, специально разработанная для защитных костюмов и тому подобного, в которой трикотажная материя изготавливается на вязальной машине с одной игольницей. Трикотажная материя представляет собой одинарное джерси. Слои трикотажной материи формируются путем нанесения покрытия и размещения пряжи внутри нитей/петель при формировании петель. Верхняя и внутренняя поверхности нитей/петель состоят из многоволоконной пряжи, продаваемой под торговой маркой Kevlar®29, а центральный слой нитей/петель состоит из смешанной многоволоконной пряжи Nomex® и Kevlar®29.

В документе US 4,733,546 раскрыта материя, в которой волокна покрыты или расположены внутри нитей/петель при формировании петли во время процесса вязания.

Таким образом, и US 5,965,223, и US 5,399,418, и US 4,733,546 основаны на покрытии или расположением пряжи с различным составом волокна внутри нитей/петель.

В публикации WO 2011/108954 А1 раскрыта трехмерная (3D) многофункциональная структура трикотажной материи, содержащая два независимых слоя, соединенных перекрестными нитями, которые могут быть использованы в качестве впитывающей структуры в мужском многоразовом белье для среднего недержания. Структура предназначена для выполнения нескольких функций в одной материи. Внутренний слой, соприкасающийся с телом человека, предназначен для транспортировки жидкости, чтобы кожа оставалась сухой. Перекрестные нити выполнены с возможностью разделения обоих независимых слоев и транспортировки жидкости от внутреннего слоя к внешнему слою. Внешний слой выполнен с возможностью поглощения жидкости. Этот способ трехмерного вязания широко используется при производстве трикотажных материй, когда целью является повышение воздухопроницаемости, транспортировки жидкости, комфорта, простоты изменения толщины или улучшение теплоизоляции.

Таким образом, существует потребность в трикотажной материи, обладающей высокой стойкостью к порезу и к проколу, которая в то же время обеспечивает хорошую чувствительность прикосновения и обладает высокой гибкостью. В определенных применениях, например, для защитной одежды, примыкающей к коже человеческого тела, существует дополнительная потребность в многослойной трикотажной материи, в которой слой, содержащий волокна, агрессивные по отношению к человеческому телу, находится на расстоянии от внутреннего слоя, который может прилегать к коже пользователя.

В дальнейшем описание, в частности, относится к материи для защитной одежды, но должно быть ясно, что материя согласно изобретению также очень подходит для любой материи, подверженной истиранию или износу, порезам, разрывам и/или проколам, или в качестве усиления в композиционном материале, как будет обсуждаться ниже.

Задачей изобретения является устранение или уменьшение по меньшей мере одного из недостатков уровня техники или, по меньшей мере, обеспечение полезной альтернативы уровню техники.

Раскрытие сущности изобретения

Цель достигается за счет признаков, раскрытых в нижеприведенном описании и последующей формуле изобретения.

Изобретение определяется независимыми пунктами изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения определяют предпочтительные варианты осуществления изобретения.

В первом аспекте настоящего изобретения обеспечена трехмерная, 3D, трикотажная материя, связанная на двухфонтурной уточной вязальной машине, причем трикотажная трехмерная материя содержит верхний слой, нижний слой и промежуточный слой, при этом верхний слой и нижний слой соединены между собой перекрестными нитями, образующими промежуточный слой, при этом, по меньшей мере, верхний слой содержит крученые в два сложения порезостойкие нити.

Результатами обеспечения крученой в два сложения порезостойкой нити, по меньшей мере, в верхнем слое, является повышенная стойкость петель к многократному изгибу, повышенная жесткость и стойкость к сжатию петель относительно друг друга. Таким образом, когда, например, нож касается материи, повышенная жесткость и стойкость к сжатию приводят к уменьшению относительного перемещения между петлями и к стойкости к порезу и проколу. Компоненты из крученой в два сложения порезостойкой нити могут иметь разные характеристики, которые могут дополнять друг друга. Таким образом, крученая в два сложения порезостойкая нить может быть адаптированной или «специализированной» для получения требуемых общих характеристик.

Специалист в данной области поймет, что двухфонтурная уточная вязальная машина является либо двухфонтурной плосковязальной машиной, либо двухфонтурной кругло вязальной машиной. Двухфонтурная кругловязальная машина оснащена двумя игольницами, расположенными под углом 90° или 180°. Это круговые машины ластичного типа с язычковыми иглами, оснащенные цилиндрической игольницей и дисковой игольницей. В отличие от ластичных машин, в которых игольные пазы дисковой игольницы чередуются с игольными пазами цилиндрической игольницы (ластичная заправка), игольные пазы цилиндрической игольницы расположены точно напротив игольных пазов дисковой игольницы (интерлочная заправка). Двухфонтурная уточная вязальная машина имеет 2×2 замка для вязальной машины и может быть преобразована из ластичной в интерлочную, то есть она может менять схему.

В определенных вариантах осуществления при эксплуатации верхний слой трикотажной материи, применяемой в защитной одежде, ориентирован наружу (в сторону) от кожи человека. Соответственно, нижний слой трикотажной материи ориентирован внутрь, то есть сторона материи обращена к коже человека или другой одежде пользователя.

Перекрестные нити могут быть монофиламентными или мультфиламентными текстурироваиными нитями.

Предпочтительно, линейная плотность перекрестных нитей промежуточного слоя по меньшей мере в пять раз меньше линейной плотности нитей верхнего слоя. Во время всесторонних испытаний различных типов перекрестных нитей Заявитель неожиданно заметил, что это оказывает значительное влияние на порезостойкость материи. Причина этого влияния не полностью объяснена, но возможная причина может быть в следующем.

Специалисту в данной области будет понятно, что линейная плотность пряжи влияет на поверхностную плотность и гибкость трикотажной материи и, следовательно, на упругие свойства. Трикотажная материя защитной одежды, когда она надета на пользователя, обычно имеет изогнутую или волнистую форму. Когда режущий объект, такой как, например, лезвие ножа, упирается в, наталкивается на или ударяется об изогнутую материю, то есть материя обеспечивает упирание в неплоскую поверхность, лезвие может первоначально ударить ограниченное количество волокон верхнего слоя. Из-за ограниченной линейной плотности перекрестных нитей промежуточного слоя относительно верхнего слоя промежуточный слой обеспечит определенный упругий эффект, позволяющий распределить усилие от лезвия ножа среди большего количества волокон в верхнем слое. Режущее усилие на каждом волокне затем будет уменьшено, что означает, что показатель стойкости трикотажной материи увеличивается по сравнению с низкоупругим промежуточным слоем. Кроме того, благодаря обеспечению перекрестных нитей с ограниченной линейной плотностью относительно линейной плотности пряжи верхнего слоя, как предложено выше, нож, который ударяет материю или наталкивается на нее, будет контактировать только с пряжей с более высокой линейной плотностью верхнего слоя, в то время как петли перекрестных нитей промежуточного слоя, имеющие меньшую линейную плотность, остаются «внутри» верхнего слоя, т.е. защищены верхним слоем. Если бы линейная плотность пряжи промежуточного слоя была такой же, как линейная плотность пряжи верхнего слоя, верхняя часть петли из перекрестных нитей промежуточного слоя тогда вышла бы наверх и в контакт с ножом во время какого-либо пореза.

Разница между линейной плотностью перекрестных нитей промежуточного слоя и линейной плотностью нитей верхнего слоя очень важна также для натяжения. Натяжение дополнительно сожмет петли верхнего слоя и, таким образом, увеличит порезостойкость.

Крученые в два сложения порезостойкие нити могут иметь одинаковую линейную плотность. Предпочтительно первая нить может содержать одну единственную нить, или первая нить может быть скручена из двух нитей одного типа и одинаковой линейной плотности. Первая нить, независимо от того, является ли она одной единственной нитью или двумя нитями одного типа и одинаковой плотности, может быть изготовлена, например, из волокон НРРЕ или параарамидных волокон (таких как, например, Kevlar®, Nomex®, Techora® или Twaron®). Вторая нить может быть скручена из двух нитей с одинаковой линейной плотностью, но разных типов, причем одна из двух нитей второй нити может состоять из базальтовых волокон или других минеральных волокон или таких, как, например, графеновые волокна или углеродные волокна. Другие волокна могут включать в себя, например, PES (полиэстер), РР (полипропилен), FRCV (огнестойкое вискозное волокно). Альтернативно, одна или две нити второй пряжи могут состоять из другого материала, такого как, например, стальные волокна или стеклянные волокна. Однако нить, содержащая стальные или стеклянные волокна, имеет некоторые недостатки, поскольку такая нить является гораздо менее гибкой, имеет гораздо более низкую порезостойкость, имеет более высокую жесткость и должна быть толще, чем базальтовые волокна или другие волокна, содержащие графен. Следовательно, базальтовые волокна или волокна с аналогичными свойствами материала или указанные другие волокна, содержащие графен, являются требуемым материалом для использования во второй нити. Из-за материальных затрат на 2016 год базальтовые волокна представляют наибольший интерес и поэтому в основном обсуждаются ниже.

Нити с одинаковой линейной плотностью в порезостойком верхнем слое материи, например, НРРЕ+базальт и НРРЕ+НРРЕ или, например, Kevlar®+базальт и Kevlar®+Kevlar®, уплотняются по направлению к наружной поверхности и делают верхний слой очень стойким к режущим усилиям. Небольшое количество базальтового волокна, обычно 25%, в сочетании с волокном НРРЕ делает верхний слой трехмерной трикотажной материи очень порезостойким. Экспериментальная оценка порезостойкости материи, основанная на упомянутом выше стандарте EN 388: 2003, пункт 6.2, показала, что показатель стойкости к порезу лезвием по меньшей мере в два раза выше, чем показатель порезостойкости 20, соответствующий уровню 5.

Верхний слой материи в соответствии с предыдущим абзацем, в типовом случае, может иметь коэффициент плотности TF (также обозначаемый К) в диапазоне от 2 до 18. В одном варианте осуществления коэффициент плотности составляет приблизительно 15.

Коэффициент плотности TF трикотажной материи определяется как отношение площади материи, покрытой пряжей, к общей площади материи.

В этом документе TF определяется по формуле:

где - длина петли, измеренная в мм, а текс - линейная плотность нити в граммах на километр.

Формула соответствует «Handbook of Technical Textiles (Справочник технического текстиля)», авторы A.R. Horrocks и S.С. Anand, опубликован Woodhead Publishing Limited, ISBN 1855733854, глава 5.7.6, стр. 127, уравнение (5.9).

Коэффициент плотности, TF, для каждого из верхнего слоя и нижнего слоя материи в соответствии с изобретением представляет собой сумму TF для каждой из нитей, участвующих в формировании каждого из слоев.

Таким образом, в верхнем слое, содержащем две нити, коэффициент плотности определяется как:

Аналогично, в нижнем слое, содержащем две нити, коэффициент плотности определяется как:

Разница в значениях TF верхнего слоя и нижнего слоя может варьироваться до двух раз. Например, TF верхнего слоя материи в соответствии с изобретением может быть таким же, как TF нижнего слоя материи в соответствии с изобретением. Подобные коэффициенты плотности верхнего слоя и нижнего слоя могут представлять интерес, например, в варианте осуществления изобретения, в котором и верхний, и нижний слой материи содержат крученые в два сложения порезостойкие нити, а не только верхний слой.

В одном варианте осуществления TF верхнего слоя может до двух раз превышать TF нижнего слоя. Это может представлять интерес, например, в варианте осуществления, в котором верхний слой материи содержит крученую в два сложения порезостойкую нить, а нижний слой предназначен для использования рядом с кожей пользователя, причем нижний слой предпочтительно состоит из по меньшей мере одного из: PES, РР, FRCV, и нитей из натуральных волокон, комфортных для кожи. Из-за того, что TF порезостойкого верхнего слоя до двух раз больше, чем у комфортного нижнего слоя, верхний слой может защитить петли нижнего слоя от лезвия ножа, контактирующего с верхним слоем.

Плотность трикотажного полотна измеряется количеством петель на сантиметр. Согласно настоящему изобретению плотность трикотажного полотна в машинном направлении и поперечном направлении находится в диапазоне от 5 до 20 петель/см. Плотность связана с толщиной пряжи и натяжением пряжи в вязальной машине. Таким образом, относительно «толстая» пряжа, вязаная с относительно «небольшим» натяжением пряжи в вязальной машине, может привести к плотности в нижнем диапазоне. Более тонкая пряжа, чем указанная «толстая» пряжа, но вязаная с более высоким натяжением, чем указанное «малое» натяжение, приведет к более высокой плотности, например, в более высоком диапазоне. Обнаружено, что плотность в диапазоне от 5 до 20 петель/см обеспечивает желаемый «баланс» между стойкостью к проколу и гибкостью материи. Чем выше плотность, тем жестче материя и, следовательно, уменьшается гибкость материи, но тем выше стойкость к проколу.

Небольшие количества базальтовых или других минеральных волокон, например, графена или углерода, используемых в трехмерной (3D) трикотажной материи одежды, обеспечивают надежную эксплуатацию при носке и стирке. Под небольшими количествами подразумевается диапазон от 15% до 35%, обычно -около 25%.

Перекрестные нити промежуточного слоя могут быть выполнены из ударопоглощающих упругих текстурированных нитей. Ударопоглощающая эластичная текстурированная нить может быть изготовлена, например, из PES (полиэстер), РА (полиамид), или из PES или РА в сочетании с эластаном или спандексом (синтетическое эластомерное волокно, состоящее по меньшей мере на 85% из полиуретана), или только из FRPES (огнестойкого полиэфирного волокна).

В варианте осуществления, где материя используется, по меньшей мере, в той части защитной одежды, которая может прилегать к коже человеческого тела, нижний слой трикотажной трехмерной материи может состоять из волокон по меньшей мере одного из: PES (полиэфир), РР (полипропилен), FRCV (огнестойкое вискозное волокно), РА (полиамид) и нитей из натуральных волокон, например, хлопка или шерсти. Указанный материал будет комфортен для кожи. По меньшей мере, некоторые волокна уменьшают накопление влаги и создают благоприятные условия циркуляции воздуха и могут обеспечить отличную теплоизоляцию.

Благодаря промежуточному слою верхний слой будет находиться на расстоянии от кожи пользователя.

Однако, если трикотажная материя в соответствии с настоящим изобретением предназначена для защитной одежды, носимой снаружи другой одежды, или если требуется чрезвычайно высокая порезостойкость, нижний слой трикотажной материи может быть идентичным верхнему слою, то есть нижний слой содержит крученые в два сложения порезостойкие нити, причем порезостойкая нить содержит первую нить, которая может содержать одну единственную нить, или нить может быть скручена из двух нитей одного типа и с одинаковой линейной плотностью, и вторую нить, крученую из двух нитей с одинаковой линейной плотностью, но разных типов, и при этом одна из двух нитей второй нити может состоять из базальтовых волокон. Также возможно, что указанная одна из двух нитей второй нити вместо базальтовых волокон может состоять из других волокон, таких как, например, PES, РР, FRCV или РА, содержащего графен, или других волокон с аналогичными свойствами материала.

Независимо от того, изготовлен ли из порезостойких нитей только верхний слой или и верхний слой, и нижний слой, первая нить и вторая нить порезостойкой нити могут быть скручены в S-направлении с круткой в диапазоне от 80 м^-1 до 120 м^-1, обычно - 100 м^-1.

Специалисту в данной области будет понятно, что нить состоит из скрученных прядей волокна, которые известны как одиночные нити, когда они сгруппированы вместе. Эти пряди нити скручивают вместе (складывают) в противоположном направлении, чтобы получить более толстую нить. В зависимости от направления этого последнего скручивания нить будет иметь либо S-крутку, либо Z-крутку. Когда нить, крученую в S-направлении, удерживают вертикально, одиночные элементарные нити выглядят как диагональ буквы «S». То же самое можно применить, если несколько нитей были скручены вместе: их объединенная скрутка может снова выглядеть как диагональ буквы «S».

Во втором аспекте настоящего изобретения обеспечена защитная одежда, содержащая трехмерную (3D) трикотажную материю согласно первому аспекту изобретения. Под защитной одеждой подразумевается индивидуальная защитная одежда, предназначенная для защиты, по меньшей мере, участка человеческого тела от удара острым или заостряющимся предметом.

Защитная одежда может содержать две или более частей, соединенных челночным стежком или цепным стежком, причем, по меньшей мере, одна из частей изготовлена из трехмерного трикотажа.

Безопасная или защитная одежда может содержать две или более частей из трикотажной материи согласно настоящему изобретению. Две или более части могут иметь одинаковые или разные свойства. Из вышесказанного должно быть ясно, что свойства зависят, среди прочего, от волоконного состава верхнего слоя и нижнего слоя, а также от их структуры, рисунка и т.д. и/или зависят от линейной плотности соединяющих перекрестных нитей, длины (длин) петель и/или степени натяжения.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере одна из указанных по меньшей мере двух частей защитной одежды состоит из по меньшей мере двух слоев трехмерной трикотажной материи согласно изобретению, причем слои могут быть прямо или опосредовано соединены друг с другом. В одном из вариантов осуществления два слоя могут быть сшиты вместе. В другом варианте осуществления два полотна в положении использования могут быть расположены как «свободно висящие» независимые слои. Такие свободно висящие независимые слои материи могут быть соединены друг с другом только в верхней части или с общими соединительными средствами, расположенными в верхней части двух слоев материи. Предпочтительно, чтобы, так называемое, машинное направление одного из двух слоев было расположено не параллельно, например, но не ограничиваясь этим - перпендикулярно, машинному направлению другого из двух слоев. Испытания такой двухслойной материи подтвердили соответствие требованиям британского полицейского стандарта «HOSDB Slash Resistance Standard UK Police (2006) Publication 48/05». В одном из испытаний такой двухслойной материи полотна «свободно свисали» друг относительно друга.

В ходе испытаний материя в соответствии с первым аспектом изобретения показала очень хорошие результаты для использования в качестве армирующего материала для композиционного материала. Поэтому материю можно использовать вместе с углеродным волокном или стекловолокном или даже в качестве альтернативы такому волокну Материя согласно настоящему изобретению является легкой, ударопрочной, стойкой к истиранию, при этом испытания показывают отличные прочностные свойства. Такой композиционный материал может использоваться, например, в корпусе каяка, каноэ или судна, или в качестве лопасти ротора ветротурбины, и в других элементах, где углеродное волокно или стекловолокно используются в качестве армирующего материала для композиционного материала.

В третьем аспекте настоящего изобретения обеспечен композиционный материал, содержащий трехмерную (3D) трикотажную материю согласно первому аспекту изобретения, в котором материя заделана в одно из или в комбинацию из эпоксидной смолы, винилового эфира, полиэфирной смолы или резины.

В четвертом аспекте настоящего изобретения обеспечен способ изготовления трехмерной (3D) трикотажной материи в соответствии с первым аспектом изобретения, в котором трехмерная трикотажная материя изготавливается на двухфонтурной уточной вязальной машине Способ включает в себя одновременное вязание верхнего слоя, нижнего слоя и промежуточного слоя для обеспечения соединения между верхним слоем и нижним слоем, при этом промежуточный слой, содержащий перекрестную нить, предназначен для обеспечения упругого соединения между верхним слоем и нижним слоем.

Под термином «одновременно» подразумевается одна и та же операция или «заправка» двойной уточной вязальной машины, то есть никакая часть материи не удаляется из вязальной машины до тех пор, пока материя не будет укомплектована верхним слоем, нижним слоем и промежуточным слоем.

В одном варианте осуществления верхний слой может быть связан из крученых в два сложения, порезостойких нитей, тогда как нижний слой может быть связан из нитей, выполненных из по меньшей мере одного из PES, РР, FRCV, РА, и нитей из натуральных волокон. Крученые в два сложения порезостойкие нити могут содержать базальтовые волокна. В одном варианте осуществления одна нить из крученых в два сложения порезостойких нитей, представляет собой базальтовые волокна. В альтернативном варианте осуществления вместо базальтовых волокон используются другие волокна, такие как, например, PES, РР, FRCV, РА, содержащие графен.

В другом варианте осуществления и верхний слой, и нижний слой могут быть связаны из крученых в два сложения порезостойких нитей, то есть способ включает в себя вязание нижнего слоя из нитей того же типа, что и в верхнем слое.

В пятом аспекте настоящего изобретения обеспечен способ изготовления одежды, содержащей трехмерную материю, изготовленную способом согласно четвертому аспекту изобретения, причем способ включает соединение всех частей одежды посредством челночного стежка или цепного стежка и ориентации верхнего слоя трехмерной трикотажной материи таким образом, чтобы он образовывал внешнюю сторону одежды.

Одежда может быть защитной одеждой, выбранной из группы, состоящей из рабочей перчатки, футболки, жилета, фартука, нарукавника, воротника, куртки, шорт, брюк, головного убора и костюма.

В одном варианте осуществления трехмерную (3D) трикотажную материю согласно первому аспекту изобретения ламинируют с помощью материала, не пропускающего жидкость, такого как, например, полиуретан, ПВХ (поливинилхлорид) или полипропилен PP. Материя может быть покрыта только с одной стороны или с обеих сторон. Такая ламинированная материя может подходить для использования, например, в качестве водостойкого гидрокостюма. Таким образом, защитная одежда может включать в себя гидрокостюм. Ламинированная материя также подходит для использования, когда требуется защитная одежда, защищающая от влаги.

Как упоминалось выше, соединительные перекрестные нити, выполненные только из PES или РА или в сочетании с эластаном или спандексом, обеспечивают ударопоглощающие свойства материи, а благодаря своему натяжению они сжимают петли верхнего слоя в направлении внешней поверхности, так что верхний слой становится более плотным, что увеличивает порезостойкость.

Как упоминалось ранее, трикотажная материя может быть связана на двухфонтурных уточных вязальных машинах разных классов и может иметь показатели различной толщины и плотности, которые обеспечат гибкость и мягкость одежды, стойкой к ударным нагрузкам и в то же время имеющей широкие функциональные возможности.

Некоторыми из наиболее важных свойств заявленного трехмерного (3D) трикотажа являются его структурная простота, стойкость к режущим усилиям и комфортность носки. Использование способа трехмерного уточного вязания позволяет отказаться от подкладки, прокладок или какого-либо поверхностного покрытия и позволяет одновременно изготавливать два отдельных слоя, имеющих разные функции, обеспечивающие требуемые функциональные свойства для разных сторон одежды.

Материя согласно изобретению также показывает чрезвычайно высокую прочность на разрыв. Испытания, проведенные в Каунасском Технологическом университете, KTU, Литва, демонстрируют разрывающее напряжение в диапазоне от около 1500 Н до приблизительно 2600 Н и относительное удлинение более 100%. Испытания проводились в соответствии с EN-ISO 13934-1.

Заявленная структура трехмерной (3D) трикотажной материи обеспечивает дополнительное расширение функциональности путем сшивания, склеивания или приваривания специальных элементов к поверхности одежды, например, путем нашивания частей износостойкой материи на одежду и т.д.

Краткое описание чертежей

Заявленная трехмерная (3D) трикотажная материя поясняется чертежами, где:

фиг. 1 - вид в поперечном разрезе трехмерной (3D) трикотажной материи;

фиг. 2 - трехмерный частичный поперечный разрез трехмерной (3D) трикотажной материи;

фиг. 3 - схема цикла вязания производства трехмерной (3D) трикотажной материи;

фиг. 4 - вид сшитой перчатки со стороны ладони и тыльной стороны;

фиг. 5 - вид футболки;

фиг. 6 - вид жилета;

фиг. 7 - вид фартука;

фиг. 8 - вид нарукавника сбоку и спереди;

фиг. 9 - вид воротника спереди и сзади;

фиг. 10 - вид куртки спереди и сзади;

фиг. 11 - вид шорт спереди и сбоку;

фиг. 12 - вид брюк спереди и сбоку;

фиг. 13а - вид в поперечном разрезе двух слоев материи согласно изобретению, расположенных друг над другом;

фиг. 13b - вид в поперечном разрезе альтернативного варианта осуществления двойной или двухслойной материи, показанной на фиг. 13а;

фиг. 14а - вид в поперечном разрезе материи в соответствии с настоящим изобретением, причем материя ламинирована материалом, защищающим от проникновения жидкости; и

фиг. 14b - вид в поперечном разрезе материи в соответствии с изобретением, причем материя ламинирована материалом, защищающим от проникновения жидкости, только с одной стороны.

Осуществление изобретения

На чертежах одинаковые или соответствующие элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами.

Специалисту в данной области будет понятно, что чертежи являются просто принципиальными чертежами. Относительные пропорции между отдельными элементами также могут быть сильно искажены.

На чертежах трехмерная (3D) трикотажная материя согласно настоящему изобретению содержит верхний слой 1, нижний слой 2 и промежуточный слой 3.

Как лучше всего видно на фиг. 1 и фиг. 2, верхний слой 1 и нижний слой 2 соединены между собой перекрестными нитями 7. Эти перекрестные нити 7 составляют промежуточный слой 3. Предпочтительно, перекрестные нити 7 представляют собой монофиламентные или мультифиламентные текстурированные нити 7, которые обеспечивают требуемую трехмерную структуру материи согласно настоящему изобретению.

Предпочтительно, перекрестные нити 7 содержат ударопоглощающие эластичные текстурированные PES, РА нити 7 или PES или РА нити с эластаном или спандексом.

Специальная комбинация петель 8 позволяет одновременно выполнять два отдельных слоя 1 и 2 с различными функциями, как будет объяснено ниже.

В одежде, содержащей материю в соответствии с настоящим изобретением, верхний слой 1 ориентирован наружу и защищает пользователя от пореза. Нижний слой 2 ориентирован внутрь, то есть к коже человека, и обеспечивает комфорт.

Трехмерная (3D) трикотажная материя согласно настоящему изобретению связана на двухфонтурной уточной вязальной машине.

Ориентация волокон в материи увеличивает порезостойкость. Перекрестные нити 7 предназначены для поглощения удара между отдельными слоями (то есть верхним слоем 1 и нижним слоем 2). В зависимости от типа перекрестных нитей 7, используемых в материи, материя может обеспечивать хорошую воздухопроницаемость, а также может обеспечивать перенос влаги из промежуточного слоя 3 наружу.

Верхний слой 1 трехмерной (3D) трикотажной материи состоит из крученых в два сложения порезостойких нитей 4, 5 одинаковой линейной плотности.

Первая нить 4 (показана серым цветом на фиг. 1, 2 и 3) в верхнем слое 1 из указанных крученых в два сложения порезостойких нитей 4, 5 может состоять из одной единственной нити или может быть скручена из двух нитей одного типа и одинаковой линейной плотности, таких как, например, НРРЕ или Kevlar®, а вторая, из двух крученых в два сложения порезостойких нитей 4, 5, нить 5 (показана черным на фиг. 1, 2 и 3) в первом слое скручена из двух нитей одинаковой линейной плотности, но разного типа. Вторая нить 5 верхнего слоя может, например, представлять собой комбинацию НРРЕ и базальта или комбинацию Kevlar® и базальта. Альтернативно, вторая нить 5 верхнего слоя 1 например, может, не ограничиваясь этим, представлять собой НРРЕ, содержащий графен, или Kevlar®, содержащий графен.

Нижний слой 2 трехмерной (3D) трикотажной материи обычно ориентирован внутрь одежды, содержащей данную материю. Чтобы обеспечить комфорт в отношении кожи пользователя одежды, нижний слой 2 может содержать нити 6 из PES, РР или натурального волокна, например, хлопка или шерсти.

В зависимости от волоконного состава первого слоя 1 и второго слоя 2 или материи согласно настоящему изобретению, а также от их структуры, рисунка и т.д. и/или от линейной плотности соединяющих перекрестных нитей, длина (длины) L₄, L₅, L₆ петель и/или коэффициента плотности TF, материя может иметь разные свойства. Эти разные свойства можно использовать в материях согласно настоящему изобретению, используемых в различных частях, например, защитной одежды, причем указанные части могут иметь различную толщину.

Таким образом, в дополнение к высокой порезостойкости и воздухопроницаемости, материя в соответствии с изобретением может также обеспечивать тактильную чувствительность, точность выполняемых движений и высокую гибкость. Толщина материи также зависит от класса двухфонтурной уточной вязальной машины, как известно специалисту в данной области.

Для производства трехмерной трикотажной материи определенный цикл и/или рисунок вязания основаны на использовании особенностей двухфонтурных уточных вязальных машин.

Материя в соответствии с настоящим изобретением формируется с использованием схем подачи нити в игольные системы I, II, III, IV и V, показанные на фиг. 3.

Прежде всего, в вязальную машину подают перекрестные нити 7 и, работая с игольными системами I и II, получают соединительный слой 3. После этого игольные системы III, IV и V, которые не использовались на более ранней стадии (стадиях), заправляют нитями 4, 5 для верхнего слоя 1 и нитью 6 для нижнего слоя, при этом верхний слой 1 и нижний слой 2 изготавливают одновременно. Характерные особенности трехмерной материи, изготовленной таким образом, могут быть адаптированы в соответствии с потребностями путем простого выбора функционально подходящих нитей 4, 5; 6; 7.

Для производства трехмерного (3D) трикотажа для защитной одежды цикл вязания включает в себя следующие действия (см. фиг. 3):

I, II - для вязания промежуточного слоя 3 из перекрестных нитей 7, соединяющих верхний слой 1 и нижний слой 2, соответственно используют ударопоглощающие эластичные текстурированные PES, РА нити 7, или нити из PES или РА в сочетании с эластаном или спандексом в диапазоне от 3,3 до 6 текс.

Специалисту в данной области техники известно, что текс является единицей измерения текстиля, и что 1 текс = 1 г/км = 1 мг/м. Текстильные волокна, нитки, пряжа и материалы измеряются во множестве единиц.

Расширенные испытания неожиданно показали, что абсолютно лучшая порезостойкость материи достигается, когда линейная плотность перекрестных нитей 7 промежуточного слоя 3 по меньшей мере в пять раз меньше линейной плотности нитей 4, 5 верхнего слоя 1.

Указанное расширенное испытание также неожиданно показало, что очень высокая стойкость материи к порезу и проколу достигается, когда коэффициент плотности TF верхнего слоя 1 находится в диапазоне 2-18.

Ill - для вязания верхнего слоя 1, из крученых в два сложения порезостойких нитей 4, 5 используют первую порезостойкую нить 4 (показана серым цветом на фиг. 1, 2 и 3), причем нить 4 содержит одну единственную нить, или нить 4 скручена из двух нитей одного типа и одинаковой плотности. Первая нить 4, независимо от того, является ли она одной единственной нитью или двумя нитями одного типа и одинаковой плотности, может быть изготовлена, например, из НРРЕ или Kevlar®. В случае, когда первая нить 4 содержит две нити, линейная плотность отдельных нитей 4 может составлять, например, 25 текс, а общая линейная плотность нити составляет до 50 текс, и она должна быть близка к линейной плотности другой нити из крученых в два сложения порезостойких нитей 4, 5 - нити 5. В случае первой нити 4, содержащей только единственную нить, линейная плотность может составлять, например, до 50 текс.Как правило, длина петли L₅ может составлять от приблизительно 0,1 см до приблизительно 0,6 см. Плотность трикотажного полотна в машинном направлении и поперечном направлении находится в диапазоне от 5 до 20 петель/см.

IV - для вязания нижнего слоя 2 используют комфортную пряжу 6 из PES, РР или натуральных волокон, например, хлопка или шерсти, которые могут быть прядеными или текстурированными, многофиламентными нитями в диапазоне от 3,3 текс до 40 текс. Длина L₆ петли может изменяться, например, от приблизительно 0,1 см до приблизительно 0,6 см.

V - для дальнейшего вязания верхнего слоя 1 используют порезостойкую нить 5, скрученную из двух нитей с одинаковой линейной плотностью, но разного типа, например, путем объединения НРРЕ с базальтом или объединения Kevlar® с базальтом, или, например, из НРРЕ или РА, содержащих графен, или из Kevlar®, содержащего графен. Общая линейная плотность пряжи составляет до 50 текс, и она должна быть близка к линейной плотности первой пряжи 4 верхнего слоя 1; длина петли Ц может составлять, например, от приблизительно 0,1 см до приблизительно 0,6 см.

Далее будут рассматриваться примеры трехмерной материи в соответствии с настоящим изобретением.

Пример 1

Промежуточный слой 3 из перекрестных нитей 7 трехмерной (3D) тонкой трикотажной материи содержит ударопоглощающие текстурированные РА нити 7 с 3,3×2 текс.

Верхний слой 1 содержит первую порезостойкую нить 4, изготовленную из двух НРРЕ нитей по 22,2 текс, крученых в S-направлении с круткой 100 м^-1 (то есть числом витков 100 на один метр). Крутка на метр пряжи зависит от линейной плотности пряжи.

Общая линейная плотность первой порезостойкой пряжи 4 составляет 44,4 текс; а длина петли L₄ составляет 0,4 см.

Верхний слой 1 дополнительно содержит вторую порезостойкую нить 5, крученую в S-направлении с круткой 100 м^-1. Вторая нить 5 изготовлена из двух нитей по 22,2 текс с одинаковой линейной плотностью, но разных типов. Эти две нити изготовлены из НРРЕ и базальта.

Общая линейная плотность второй порезостойкой нити 5 составляет 44,4 текс; а длина петли L₅ составляет 0,4 см.

Текстурированные перекрестные РА нити 7 промежуточного слоя 3 имеют линейную плотность, в семь раз меньшую, чем линейная плотность нитей 4, 5 верхнего слоя 1.

Коэффициент плотности TF верхнего слоя 1 составляет 15,1. Нижний слой 2 состоит из комфортного текстурированного PES (8,3 текс, 144 фил.); а длина петли 1_₆ из этой нити 6 составляет 0,31 см.

Коэффициент плотности TF нижнего слоя 2 составляет 9,3.

Трехмерная материя, изготовленная в соответствии с этим первым примером, показала, что показатель порезостойкости более чем вдвое превышает показатель порезостойкости 20 уровня 5. Результат был получен в соответствии с европейским стандартом EN 388.

Пример 2

Пример 2 имеет много общего с примером 1, приведенным выше.

Промежуточный слой 3 из перекрестных нитей 7 трехмерной (3D) толстой трикотажной материи содержит ударопоглощающие монофиламентные РА нити 7 с 5,6 текс.

Верхний слой 1 содержит первую порезостойкую нить 4, изготовленную из двух НРРЕ нитей по 22,2 текс, крученых в S-направлении с круткой 100 м^-1 (то есть числом витков 100 на один метр). Крутка на метр нити зависит от линейной плотности нити. Под термином «линейная плотность» нити понимается масса на единицу длины, если нить, или длина на единицу веса.

Общая линейная плотность первой порезостойкой пряжи 4 составляет 44,4 текс; а длина петли Ц составляет 0,4 см.

Верхний слой 1 дополнительно содержит вторую порезостойкую нить 5, крученую в S-направлении с круткой 100 м^-1. Вторая порезостойкая нить 5 изготовлена из двух нитей по 22,2 текс с одинаковой линейной плотностью, но разных типов. Эти две нити изготовлены из НРРЕ и базальта.

Общая линейная плотность второй порезостойкой нити 5 составляет 44,4 текс; а длина петли L₅ составляет 0,4 см.

Монофиламентные РА нити 7 промежуточного слоя 3 имеют линейную плотность, в семь раз меньшую, чем линейная плотность нитей 4, 5 верхнего слоя 1.

Коэффициент плотности TF верхнего слоя 1 составляет 15,1. Нижний слой 2 состоит из комфортного текстурированного PES (8,3 текс, 144 фил.); а длина петли L₆ из этой нити 6 составляет 0,31 см.

Коэффициент плотности TF нижнего слоя 2 составляет 9,3.

Трехмерная, 3D, материя, изготовленная в соответствии со вторым примером, показала, что показатель порезостойкости более чем вдвое превышает показатель порезостойкости 20 уровня 5. Результат был получен в соответствии с европейским стандартом EN 388.

Пример 3

Промежуточный слой 3 из перекрестных нитей 7 трехмерной (3D) тонкой трикотажной материи содержит поглощающие удар текстурированные FRPES нити 7 с плотностью 5,6 текс.

Верхний слой 1 содержит первую порезостойкую нить 4, изготовленную из двух нитей Kevlar® по 22,2 текс, крученых в S-направлении с круткой 100 м^-1 (то есть числом витков 100 на один метр).

Общая линейная плотность первой порезостойкой нити 4 составляет 44,4 текс; а длина петли L₄ составляет 0,4 см.

Верхний слой 1 дополнительно содержит вторую порезостойкую нить 5, крученую в S-направлении с круткой 100 м^-1. Вторая порезостойкая нить 5 изготовлена из двух нитей по 22,2 текс с одинаковой линейной плотностью, но разных типов. Эти две нити изготовлены из Kevlar® и базальта.

Общая линейная плотность второй порезостойкой нити 5 составляет 44,4 текс; а длина петли L₅ составляет 0,4 см.

Текстурированные FRPES, то есть огнестойкие полиэфирные (из волокна) нити 7 промежуточного слоя 3 имеют линейную плотность, в восемь раз меньшую, чем линейная плотность нитей 4, 5 верхнего слоя 1.

Коэффициент плотности TF верхнего слоя 1 составляет 15,1. Нижний слой 2 состоит из комфортной текстурированной FRCV нити 6 с плотностью 8,3 текс; а длина петли L₆ из этой нити 6 составляет 0,31 см.

Коэффициент плотности TF нижнего слоя 2 составляет 9,3.

Трехмерная, 3D, материя, изготовленная в соответствии с этим третьим примером, показала, что показатель порезостойкости более чем вдвое превышает показатель порезостойкости 20 уровня 5. Результат был получен в соответствии с европейским стандартом EN 388.

Пример 4

Промежуточный слой 3 из перекрестных нитей 7 трехмерной (3D) толстой трикотажной материи содержит ударопоглощающие монофиламентные FRPES нити 7 с плотностью 5,6 текс.

Верхний слой 1 содержит первую порезостойкую нить 4, изготовленную из двух нитей Kevlar® по 22,2 текс, крученых в S-направлении с круткой 100 м^-1 (то есть числом витков 100 на один метр).

Общая линейная плотность первой порезостойкой нити 4 составляет 44,4 текс; а длина петли L₄ составляет 0,4 см.

Верхний слой 1 дополнительно содержит вторую порезостойкую нить 5, крученую в S-направлении с круткой 100 м^-1. Вторая порезостойкая нить 5 изготовлена из двух нитей по 22,2 текс с одинаковой линейной плотностью, но разных типов. Эти две нити изготовлены из Kevlar® и базальта.

Общая линейная плотность второй порезостойкой нити 5 составляет 44,4 текс; а длина петли L₅ составляет 0,4 см.

Монофиламентные FRPES нити 7 промежуточного слоя 3 имеют линейную плотность, в восемь раз меньшую, чем линейная плотность нитей 4, 5 верхнего слоя 1.

Коэффициент плотности TF верхнего слоя 1 составляет 15,1. Нижний слой 2 состоит из комфортной текстурированной FRCV нити 6 с линейной плотностью 8,3 текс; а длина петли L₆ из этой нити 6 составляет 0,31 см.

Коэффициент плотности TF нижнего слоя 2 составляет 9,3.

Трехмерная, 3D, материя, изготовленная в соответствии с этим четвертым примером, показала, что показатель стойкости к порезу лезвием более чем вдвое превышает показатель порезостойкости 20 уровня 5. Результат был получен в соответствии с европейским стандартом EN 388: 2003, пункт 6.2.

Пример 5

Промежуточный слой 3 из перекрестных нитей 7 трехмерной (3D) тонкой трикотажной материи содержит ударопоглощающие текстурированные РА нити 7 с линейной 3,3×2 текс.

Верхний слой 1 и нижний слой 2 содержат первую порезостойкую нить 4, изготовленную из двух НРРЕ нитей по 22,2 текс, крученых в S-направлении с круткой 100 м^-1. Крутка на метр пряжи зависит от линейной плотности пряжи.

Общая линейная плотность первой порезостойкой нити 4 составляет 44,4 текс; а длина петли L₄ составляет 0,4 см.

Верхний слой 1 и нижний слой 2 дополнительно содержат вторую порезостойкую нить 5, крученую в S-направлении с круткой 100 м^-1. Вторая порезостойкая нить 5 изготовлена из двух нитей по 22,2 текс, с одинаковой линейной плотностью, но разных типов. Эти две нити изготовлены из НРРЕ и базальта.

Общая линейная плотность второй порезостойкой нити 5 составляет 44,4 текс; а длина петли L₅ составляет 0,4 см.

Текстурированные РА нити 7 промежуточного слоя 3 имеют линейную плотность, в семь раз меньшую, чем линейная плотность нитей 4, 5 верхнего слоя 1.

Коэффициент плотности TF верхнего слоя 1 и нижнего слоя 2 составляет 15,1.

Трехмерная, 3D, материя, изготовленная в соответствии с этим пятым примером, показала, что показатель стойкости к порезу лезвием более чем в четыре раза превышает показатель порезостойкости 20 уровня 5. Результат был получен в соответствии с европейским стандартом EN 388: 2003, пункт 6.2.

Пример 6

Промежуточный слой 3 из перекрестных нитей 7 трехмерной (3D) толстой трикотажной материи содержит ударопоглощающие монофиламентные РА нити 7 5,6 текс.

Верхний слой 1 и нижний слой 2 содержат первую порезостойкую нить 4, изготовленную из двух НРРЕ нитей по 22,2 текс, крученых в S-направлении с круткой 100 м^-1. Крутка на метр пряжи зависит от линейной плотности нити.

Общая линейная плотность первой порезостойкой нити 4 составляет 44,4 текс; а длина петли L₄ составляет 0,4 см.

Верхний слой 1 и нижний слой 2 дополнительно содержат вторую порезостойкую нить 5, крученую в S-направлении с круткой 100 м^-1. Вторая порезостойкая нить 5 изготовлена из двух нитей по 22,2 текс с одинаковой линейной плотностью, но разных типов. Эти две нити изготовлены из НРРЕ и базальта.

Общая линейная плотность второй порезостойкой пряжи 5 составляет 44,4 текс; а длина петли Ц составляет 0,4 см.

Монофиламентные РА нити 7 промежуточного слоя 3 имеют линейную плотность, в семь раз меньшую, чем линейная плотность нитей 4, 5 верхнего слоя 1.

Коэффициент плотности TF верхнего слоя 1 и нижнего слоя 2 составляет 15,1.

Трехмерная, 3D, материя, изготовленная согласно этому шестому примеру, показала, что показатель порезостойкости более чем в четыре раза превышает показатель порезостойкости 20 уровня 5. Результат был получен в соответствии с европейским стандартом EN 388, п. 6.2.

Пример 7

Промежуточный слой 3 из перекрестных нитей 7 трехмерной (3D) тонкой трикотажной материи содержит ударопоглощающие текстурированные РА нити 7 с 3,3×2 текс.

Верхний слой 1 содержит первую порезостойкую нить 4, изготовленную из одной единственной НРРЕ нити в 44,4 текс.

Таким образом, общая линейная плотность первой порезостойкой нити 4 составляет 44,4 текс; а длина петли L₄ составляет 0,4 см.

Верхний слой 1 дополнительно содержит вторую порезостойкую нить 5, крученую в S-направлении с круткой 100 м^-1. Вторая нить 5 изготовлена из двух нитей по 22,2 текс с одинаковой линейной плотностью, но разных типов. Эти две нити были изготовлены из НРРЕ и базальта.

Общая линейная плотность второй порезостойкой нити 5 составляет 44,4 текс; а длина петли L₅ составляет 0,4 см.

Текстурированные перекрестные РА нити 7 промежуточного слоя 3 имеют линейную плотность, в семь раз меньшую, чем линейная плотность нитей 4, 5 верхнего слоя 1.

Коэффициент плотности TF верхнего слоя 1 составляет 15,1. Нижний слой 2 состоит из комфортного текстурированного PES (8,3 текс, 144 фил.); а длина петли L₆ из этой нити 6 составляет 0,31 см.

Коэффициент плотности TF нижнего слоя 2 составляет 9,3.

Трехмерная материя, изготовленная согласно этому седьмому примеру, показала, что показатель порезостойкости более чем вдвое превышает показатель порезостойкости 20 уровня 5. Результат был получен в соответствии с европейским стандартом EN 388.

Трехмерная, 3D, материя в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в качестве по меньшей мере одной части защитной одежды.

На рисунках 4-12 показаны различные типы такой защитной одежды.

На фиг. 4 показана рабочая перчатка в соответствии с настоящим изобретением, содержащая ладонную часть 9, тыльную часть 10, пальцевые части 11 и манжетную часть 12. На фиг. 4 и ладонная часть 9, и тыльная часть 10 выполнены из трехмерной трикотажной материи (обозначено «отогнутым») в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 5 показана футболка в соответствии с настоящим изобретением, содержащая переднюю часть 13 и рукав 14. В показанном варианте осуществления передняя часть выполнена из трехмерной трикотажной материи (обозначено «отогнутым») в соответствии с настоящее изобретение.

На фиг. 6 показан жилет в соответствии с настоящим изобретением, содержащий переднюю часть 15, выполненную из трехмерной трикотажной материи (обозначено «отогнутым») в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 показан фартук 16 согласно настоящему изобретению, изготовленный из трехмерной трикотажной материи (обозначено «отогнутым») согласно настоящему изобретению.

На фиг. 8 показан нарукавник в соответствии с настоящим изобретением, содержащий локтевую часть 17, верхние части 18, 19 и нижнюю часть 20. В показанном варианте осуществления верхняя часть 19 изготовлена из трехмерной трикотажной материи (обозначено «отогнутым») согласно настоящему изобретению.

На фиг. 9 показан воротник в соответствии с настоящим изобретением, содержащий переднюю часть 21 и заднюю часть 22. В показанном варианте осуществления передняя часть 21 выполнена из трехмерной трикотажной материи (обозначено «отогнутым») в соответствии с настоящее изобретение.

На фиг. 10 показана куртка в соответствии с настоящим изобретением, содержащая переднюю часть 23, заднюю часть 24, воротниковую часть 25 и рукавную часть 26. В показанном варианте осуществления передняя часть 23 и задняя часть 24 выполнены из трехмерной трикотажной материи (обозначено «отогнутым») согласно настоящему изобретению. В другом варианте осуществления, по меньшей мере, часть рукавных деталей 26 также может быть изготовлена из трехмерной трикотажной материи согласно настоящему изобретению.

На фиг. 11 показана пара шорт, содержащих переднюю часть 27, заднюю часть 28 и пояс 29, причем передняя часть 27 выполнена из трехмерной трикотажной материи согласно настоящему изобретению.

На фиг. 12 показана пара брюк, содержащих переднюю часть 30, заднюю часть 31 и пояс 32, причем передняя часть 30 выполнена из трехмерной трикотажной материи в соответствии с настоящим изобретением.

Следует отметить, что в одежде, показанной на фиг. 4-12, трехмерную трикотажную материю согласно настоящему изобретению могут содержать только участки различных показанных частей. Кроме того, трехмерную трикотажную материю согласно настоящему изобретению могут содержать другие части одежды, отличные от показанных и описанных выше, Таким образом, трехмерная (3D) трикотажная материя, используемая в одежде, позволяет защитить требуемые части человеческого тела, уязвимые для острых предметов.

На фиг. 13а показан основной вид поперечного разреза части из двух материй в соответствии с изобретением, где одна материя расположена поверх другой для образования слоев материи. По меньшей мере, часть периферии двух материй может быть соединена друг с другом любым подходящим средством, таким как, например, клей, швы и т.д. В одном варианте осуществления два слоя материи представляют собой стеганую материю. В другом варианте осуществления два полотна в положении эксплуатации могут быть расположены как «свободно висящие» независимые слои. Такие свободно висящие независимые слои материи могут быть соединены друг с другом только в верхней части или с общими соединительными средствами (не показаны), расположенными в верхней части защитной одежды. На фиг. 13а нижний слой 2 первой, или верхней, материи TFA примыкает к верхнему слою 1 второй, или нижней, материи BF согласно изобретению. В показанном варианте осуществления нижний слой 2 первой, или верхней, материи TFA идентичен верхнему слою 1 верхней материи TFA, то есть он содержит крученые в два сложения порезостойкие нити 4, 5. В таком варианте осуществления двухслойная или двойная материя QF включает в себя три слоя порезостойких нитей 4, 5. В другом варианте осуществления (не показан) нижний слой 2 второй материи BF также содержит крученые в два сложения порезостойкие нити 4, 5. В таком варианте двухслойная материя QF содержит четыре слоя порезостойких нитей 4, 5. В еще одном варианте осуществления только верхние слои 1 первой материи TFA и второй материи BF содержат порезостойкие нити 4, 5. В таком варианте осуществления двухслойная материя QF содержит только два слоя порезостойких нитей 4, 5.

Так называемое машинное направление одной из двух материй TFA, BF, предпочтительно, расположено не параллельно, например, но не ограничиваясь этим, перпендикулярно, машинному направлению другой из двух материй TFA, BF. Как упоминалось выше, в двухслойной материи QF может быть жесткое соединение между собой, по меньшей мере, в ее периферийной части, или две материи TFA, BF могут быть расположены как «свободно висящие» независимые слои материи.

На фиг. 13b показана альтернатива вариантам осуществления, рассмотренным в связи с фиг. 13а. На рис. 13b, верхняя материя TFA перевернута так, что порезостойкой верхний слой 1 верхней материи TFA примыкает к порезостойкому верхнему слою 1 нижней материи BF. В варианте, показанном на фиг. 13b, крайние внешние слои 2 двухслойной материи QF - верхней материи TFA и нижней или крайней нижней материи BF - могут состоять из волокон по меньшей мере одного из: PES, РР, FRCV, РА и пряжи из натуральных волокон, например, хлопка или шерсти. В варианте, показанном на фиг. 13b, где верхняя материя TFA типа перевернута, внутренний слой 1, ранее обозначенный как верхний слой 1 или порезостойкой верхний слой 1, может иметь коэффициент плотности TF, до двух раз больший, чем у крайнего наружного слоя 2. То же самое относится к нижней материи BF; верхний или внутренний слой 1 может иметь коэффициент плотности TF, до двух раз превышающий коэффициент плотности самого нижнего слоя 2.

Например, крайний внешний слой 2 верхней материи TFA, показанный на фиг. 13b может содержать износостойкую пряжу. Нижний или самый нижний слой 2 нижней материи BF может содержать пряжу, которая повышает комфорт, и этот слой может использоваться при контакте с кожей пользователя. В таком случае защитные слои 1 из порезостойкой пряжи как верхней материи TFA, и нижней материи BF «заключены» внутри двухслойной материи TFA, BF.

На фиг. 13а и 13b двухслойная материя QF содержит два слоя материи TFA, BF. Однако в альтернативном варианте осуществления (не показан) двухслойная материя может содержать более двух материй, например три или четыре слоя материи, расположенных подобно тому, как раскрыто выше. В варианте осуществления стремя слоями материи верхняя материя TFA типа, показанного на фиг. 13а, например, может быть расположена между верхней материей TFA и нижней материей BF, показанной на фиг. 13b.

На фиг. 14а показана материя в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, причем материя ламинирована непроницаемым для жидкости материалом. В показанном варианте осуществления и верхний слой 1, и нижний слой 2 снабжены непроницаемым для жидкости материалом LF. В одном варианте осуществления только верхний слой 1 содержит крученые в два сложения, порезостойкие нити 4, 5. Такой вариант осуществления показан на фиг. 14b.

Следует отметить, что одна или обе стороны наружной поверхности двухслойной материи QF, показанной на фиг. 13а и 13b, также могут быть ламинированы непроницаемым для жидкости материалом LF.

На фиг. 13а, 13b, 14а и 14b штриховка различных слоев 1, 2, 3 материи выполнена только для иллюстративных целей.

Трехмерная, 3D, трикотажная материя согласно настоящему изобретению, показанная на фиг. 4-12, 14а и 14b, в типовом случае будет иметь поверхностную плотность в диапазоне от 150 до 800 г/м² и стойкость к проколу от 180 Н до 750 Н.

Испытания материи, выполненные в соответствии с EN 388: 2003, неожиданно показали чрезвычайно высокую стойкость к истиранию, порезу, разрыву и проколу. Другие известные материалы могут достичь таких же результатов по одному или двум признакам, но заявитель не обнаружил ни одного материала, имеющего аналогичные результаты испытаний для всех четырех из указанных признаков. Двухслойная материя в соответствии с изобретением также соответствует требованию Британского Полицейского стандарта «HOSDB Slash Resistance Standard UK Police (2006) Publication 48/05».

Применение двойного уточного вязания позволяет, благодаря уточным деформациям, комфортно использовать одежду, изготовленную из материи согласно настоящему изобретению или содержащую ее, потому что изготовленная одежда будет гибкой, простой в надевании и не создаст какого-либо значительного ограничения движений владельца.

Структура трехмерной (3D) трикотажной материи в соответствии с настоящим изобретением позволяет дополнительно расширить функциональность одежды путем применения простых структурно-технологических средств путем сшивания, склеивания, сварки или иного прикрепления частей материи различного назначения к одежде. Например, чтобы повысить уровень износостойкости одежды, можно сшивать элементы износостойкой материи, сохраняя хорошую воздухопроницаемость, гибкость, комфорт и очень высокую порезостойкость.

Из вышесказанного должно быть ясно, что настоящее изобретение обеспечивает материю с поддержкой требуемого комфорта, снижением производственных затрат, расширением функциональности и обеспечением показателя порезостойкости, превышающего 20, что является самым высокой стойкостью к режущему усилию в соответствии с EN 388:2003 пункт 6.2.

Таким образом, варианты осуществления материи, раскрытой в настоящем документе, подходят для использования в средствах индивидуальной защиты человека, таких как одежда, например, для газовой и нефтяной промышленности, химической промышленности, строительной промышленности и других отраслей промышленности, где стойкость к порезу и/или проколу имеет большое значение. Трехмерные (3D) трикотажные материалы могут использоваться в конструировании и производстве одежды, или в качестве материала для мебели, подверженной сильному износу или даже вандализму, такой как сидения для общественного транспорта, или в качестве бронежилетов, например, для полиции, или военнослужащих, или охранников, или спецназа.

Данный материал также подходит для использования в качестве армирования в композиционном материале.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут разработать множество альтернативных вариантов осуществления без отклонения от объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые ссылочные позиции, заключенные в скобки, не должны рассматриваться как ограничивающие формулу изобретения. Использование глагола «содержать» и его форм не исключает наличия элементов или шагов, отличных от указанных в формуле изобретения. Упоминание какого-либо элемента в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов.

Сам факт того, что определенные признаки изложены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что для обеспечения преимущества не может быть использована комбинация этих признаков.

Изобретение относится к трехмерной трикотажной материи, которая связанная на двухфонтурной уточной вязальной машине, и способу ее изготовления, причем указанная трикотажная материя содержит верхний слой (1), нижний слой (2) и промежуточный слой (3), причем верхний слой (1) и нижний слой (2) соединены между собой перекрестными нитями (7), образующими промежуточный слой (3), при этом, по меньшей мере, верхний слой (1) содержит крученые в два сложения порезостойкие нити (4, 5). Изобретение позволяет обеспечить повышенную стойкость петель к многократному изгибу и повысить жесткость и стойкость к сжатию петель относительно друг друга. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 пр., 16 ил.

1. Трехмерная трикотажная материя, связанная на двухфонтурной уточной вязальной машине, содержащая верхний слой (1), нижний слой (2) и промежуточный слой (3), причем верхний слой (1) и нижний слой (2) соединены между собой перекрестными нитями (7), образующими промежуточный слой (3), отличающаяся тем, что, по меньшей мере, верхний слой (1) содержит крученые в два сложения порезостойкие нити (4, 5), причем нити (4, 5) включают первую нить (4) и вторую нить (5), при этом петли (8) первой нити (4) чередуются с петлями (8) второй нити (5), а петли верхнего слоя (1) выровнены с петлями (8) нижнего слоя (2), и тем, что линейная плотность перекрестных нитей (7) промежуточного слоя (3) минимум в пять раз меньше линейной плотности нитей (4, 5) верхнего слоя (1), при этом вторая нить (5) скручена из двух нитей, и одна из двух нитей второй нити (5) выбрана из группы, включающей одно из базальтовых волокон, графеновых волокон, углеродных волокон, стальных волокон и стеклянных волокон.

2. Трехмерная трикотажная материя по п. 1, в которой перекрестные нити (7) представляют собой монофиламентные или мультифиламентные текстурированные нити (7).

3. Трехмерная трикотажная материя по п. 1 или 2, в которой линейная плотность перекрестных нитей (7) промежуточного слоя (3) находится в диапазоне от 3,3 до 6 текс.

4. Трехмерная трикотажная материя по любому из пп. 1-3, в которой крученые в два сложения порезостойкие нити (4, 5) имеют одинаковую линейную плотность, причем первая нить (4) представляет собой одну единственную нить или нить, скрученную из двух нитей одного типа и одинаковой линейной плотности, а вторая нить (5) скручена из двух нитей одинаковой линейной плотности, но разных типов, причем одна из двух нитей второй нити (5) представляет собой базальт.

5. Трехмерная трикотажная материя по любому из пп. 1-4, в которой нижний слой (2) трехмерной трикотажной материи состоит по меньшей мере из одного из PES (полиэфир), PP (полипропилен), FRCV (огнестойкое вискозное волокно) и нитей (6) из натуральных волокон.

6. Трехмерная трикотажная материя по п. 1 или 2, в которой перекрестные нити (7) промежуточного слоя (3) выполнены из ударопоглощающих упругих текстурированных нитей (7).

7. Трехмерная трикотажная материя по п. 4, в которой первая нить (4) и вторая нить (5) скручены в S-направлении с круткой в диапазоне от 80 до 120 м^-1, обычно 100 м^-1.

8. Трехмерная трикотажная материя по п. 7, в которой нижний слой (2) идентичен верхнему слою (1).

9. Трехмерная трикотажная материя по любому из пп. 1-8, в которой коэффициент TF плотности верхнего слоя (1) находится в диапазоне 2-18 и определен как TF = первой нити + второй нити, где l - длина петли, измеренная в мм, а текс -линейная плотность нити в граммах на километр.

10. Защитная одежда, содержащая трехмерную трикотажную материю по любому из пп.1-9.

11. Защитная одежда по п.10, содержащая две или более частей, соединенных челночным стежком или цепным стежком, причем по меньшей мере одна из частей выполнена из трехмерной трикотажной материи.

12. Защитная одежда по п. 11, в которой по меньшей мере одна из указанных по меньшей мере двух частей защитной одежды содержит по меньшей мере два слоя материи.

13. Защитная одежда по любому из пп. 10, 11 или 12, в которой по меньшей мере одна поверхность материи ламинирована непроницаемым для жидкости материалом.

14. Композиционный материал, содержащий трехмерную трикотажную материю по любому из пп. 1-9, в котором материя заделана в одно из или в комбинацию из эпоксидной смолы, винилового эфира, полиэфирной смолы или резины.

15. Способ изготовления трехмерной трикотажной материи по любому из пп. 1-9, причем трехмерную трикотажную материю изготавливают на двухфонтурной уточной вязальной машине, отличающийся тем, что способ включает в себя одновременное вязание верхнего слоя (1), нижнего слоя (2) и промежуточного слоя (3) для обеспечения соединения между верхним слоем (1) и нижним слоем (2), причем промежуточный слой (3) содержит перекрестную нить (7), предназначенную для обеспечения упругого соединения между верхним слоем (1) и нижним слоем (2), причем способ дополнительно включает в себя вязание верхнего слоя (1) из крученых в два сложения порезостойких нитей (4, 5).

16. Способ по п. 15, включающий в себя вязание нижнего слоя (2) из нитей, изготовленных из по меньшей мере одного из PES, PP, FRCV и нитей (6) из натуральных волокон.

17. Способ по п. 15, включающий в себя вязание нижнего слоя (2) из нитей (4, 5) того же типа, что и в верхнем слое (1).

18. Способ по п. 15, в котором крученые в два сложения порезостойкие нити (4, 5) содержат базальтовые волокна.

19. Способ изготовления одежды, содержащей трехмерную трикотажную материю, изготовленную способом по любому из пп. 15-18, причем способ включает в себя соединение всех частей одежды посредством челночного стежка или цепного стежка и ориентацию верхнего слоя (1) трехмерной трикотажной материи так, чтобы он образовывал внешнюю сторону одежды.

20. Способ по п. 19, в котором одежда представляет собой личную защитную одежду человека, выбранную из группы, состоящей из рабочей перчатки, футболки, жилета, фартука, нарукавника, воротника, куртки, шорт, брюк, головного убора и костюма.

21. Способ по п.19 или 20, дополнительно включающий в себя обеспечение по меньшей мере двух слоев материи для формирования по меньшей мере одной из указанных по меньшей мере двух частей личной защитной одежды человека.

22. Способ изготовления композиционного материала, включающий в себя заделку трехмерной трикотажной материи по любому из пп. 1-9 в одно из или в комбинацию из эпоксидной смолы, винилового эфира, полиэфирной смолы и резины.