UHMWPE 섬유와 같은 방지 패브릭의 연구 상태 및 전망

Jan 14, 2025

컷팅 방지 제품을 개발하기 위해,,,방지 직물의 연구 상태가 요약되었다. 섬유의 관점에서,,,스테인레스 스틸 섬유의 특성,,,UHMWPE 섬유,,,아라미드와 유리 섬유 원사의 관점에서,,,혼합 원사의 특성,,,특별한 원사와 원사 치료가 도입되었습니다. 직물의 관점에서,,,니트 직물의 특성,,,직물,,,짜여지지 않은 직물 및 복합 직물이 도입되었다. 방지 장갑의 적용 상태 및 단점,,,방지 암 가드와 절단 방지 의류가 지적되었습니다. 방지 직물의 반 절단 특성은 이루어졌다 분석,,,그리고 국내외의 관련 테스트 표준을 비교했습니다. 그것은 연구의 것으로 간주됩니다 방지 직물은 방지 메커니즘에 중점을 두어야합니다,,,직물 질감 및 구조 및 인간 인체 공학.

소개

방지 직물은 나이프 및 칼날과 같은 날카로운 도구로 인한 부상으로부터 개인을 보호하도록 설계된 안전 재료입니다. 이 자료는 순찰 경찰관과 교도소를 포함한 군사 및 경찰 직원에게 필수적입니다. 또한 건설, 리노베이션, 유리 제조 및 화학 물질과 같은 민간 산업에서 널리 사용됩니다. 방지 직물의 개발 및 적용은 날카로운 물체의 잠재적 위험을 해결하는 데 중요합니다.

1. 방지 직물의 연구 상태

방지 직물의 절단 저항은 세 가지 주요 측면에서 비롯됩니다.

섬유 특성 :스트레스 하에서 섬유의 인장 및 전단 저항.
원사 구조 : 적절하게 구조화 된 원사는 섬유 조정 및 성능을 향상시킵니다.
직물 밀도 :밀도가 높은 직물 구조는 절단력을보다 효과적으로 저항합니다.

1.1 절단 방지 섬유

스테인레스 스틸 섬유 :이들은 우수한 기계적 특성을 가진 부드러운 산업 재료이며, 종종 고강도 섬유와 함께 사용하여 반 유연성 방지 직물을 생성합니다.
uhmwpe 섬유: 초고 분자량 폴리에틸렌 섬유는 높은 인장 강도 및 충격 저항성을 나타내지 만 표면 경도가 낮으므로 마모가 발생하기 쉽습니다. 마모 방지 코팅 및 변형에 대한 연구가 진행 중입니다.
아라미드 섬유 : 강도와 절단 저항으로 유명한 Aramid 섬유는 다음과 같습니다.Kevlar UV 저항 및 마찰 내구성에는 한계가 있습니다.
유리 섬유 :가볍고 강한이 섬유는 일반적으로 피부 자극을 최소화하기 위해 직물의 내부 층에 사용됩니다.

1.2 원사 구조

혼합 원사 :다른 섬유를 결합하면 개인의 약점을 보상하여 전반적인 성능을 향상시킵니다.
복합 원사 :코어-스펀 및 덮은 원사는 섬유의 물리적 및 기계적 특성을 향상시킨다.
특별히 처리 된 원사 :전단 념어 유체 (STF)와 같은 기술은 유연성을 유지하면서 절단 저항을 향상시킵니다.

1.3 직물 구조

니트 직물: 좋은 충격 저항을 제공하지만 외부 힘 하에서 변형됩니다.
직물:단단한 구조로 인해 우수한 기계적 특성을 제공하고 저항을 절단합니다.
비직 직물: 다층 복합재에 종종 사용되는 컷에 대해 덜 효과적입니다.
복합 직물:다양한 층이나 재료를 결합하여 다기능 성을 달성하십시오.

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2. 절단 방지 직물의 응용 및 단점

2.1 절단 장갑

현재, 가장 광범위하게 연구되고 생산 된 방지 장비는 장갑이며, 코팅되지 않은 코팅 장갑으로 분류 할 수 있습니다.

코팅되지 않은 장갑 : 이들은 착용하기가 부드럽고 생산 효율이 높지만 내마모성이 낮고 저항력이 낮습니다.
코팅 장갑 :이것들은 비교적 뻣뻣하고 덜 유연합니다. 그들은 완전히 코팅 된 장갑, 손바닥과 등에 코팅이있는 장갑, 손가락에만 코팅이있는 장갑으로 분류됩니다.

또한, 수많은 작은 금속 고리를 인터 링크하여 만든 강선 장갑이 있으며, 이는 탁월한 마모와 절단 저항을 제공하고, 착용하기가 편리하고, 청소하기 쉽지만, 더 높은 비용으로는 청소하기 쉽습니다.

최근에는 기술 발전으로 다기능 장갑이 개발되었으며 저온에 대한 저항, 화염 지연 및 방수 기능과 함께 방지 특성과 같은 기능을 제공합니다.

2.2 절단 방지 암 가드

절단 방지 암 가드는 팔을 컷으로부터 보호하도록 설계되었습니다.

강철 섬유 암회 : 순수한 스테인레스 스틸 섬유로 만든 것들은 저항성이 낮고 통기성이 좋지 않습니다.
고급 암 가드 : 스테인리스 스틸 와이어를 감싸는 UHMWPE 섬유 또는 케블라로 만든 암 가드는 성능이 뛰어나고 편안함이 향상됩니다. 이 중 Aramid 섬유로 만든 암 가드는 UHMWPE 섬유로 만든 것보다 더 편안합니다.

2.3 컷팅 의류

컷팅 의류는 날카로운 도구로 인한 부상을 효과적으로 저항하고 완화하도록 설계되었습니다.

직물 유형 : 제조 공정에 따라,이 의류는 다양한 구조물을 갖춘 니트 직물, 직물 직물 및 복합 직물로 분류 할 수 있습니다.
예 : Beijing Tongyi New Materials Co., Ltd.-5 BS EN 388 표준에 따라. 이 의복은 전통적인 보호 직물에 비해 가볍고 통기성이 있습니다.

2.4 단점

현재 제품은 종종 편안함보다 보호를 우선시합니다. 문제로는 강성, 통기성 불량 및 코팅이 추가 된 유연성 감소가 포함됩니다. 보호 및 마모성의 균형을 맞추려면 추가 연구가 필요합니다.

3. 반 절약 성과 테스트에 관한 국내 및 국제 연구

방지 재료의 성능 테스트는 주로 컷 저항을 평가하는 데 중점을 둡니다. 그러나 현재 섬유 및 원사에 대한 확립 된 테스트 표준은 없습니다. 이를 해결하기 위해 연구원들은 전 세계적으로 기존 기계 장비를 수정하거나 개발 된 특수 장치를 개발했습니다.

Shin HS et al. :원사에 조절 가능한 장력을 적용하는 특수 클램프를 설계하기 위해 기존 기계 장비를 수정했습니다. 블레이드 아래에 설치된 카메라는 원사의 중간 점에 절단 운동과 측면 하중을 지속적으로 기록합니다. 이 데이터는 절단 과정에서 원사의 축 방향 하중, 응력 및 변형을 계산하는 데 사용됩니다.
Mayo J. et al. :고성능 단일 섬유를위한 절단 테스트 장치를 개발했습니다. 이 장치를 사용하면 블레이드가 다양한 각도로 섬유질을 옆으로 침투시킬 수 있으며, 절단 공정 동안 힘-변위 곡선을 기록하는 힘 센서가 있습니다.
Wang Lijuan : 기존 기계 기기를 수정하고 원사를 고정하기 위해 U 자형 플레이트를 설계했습니다. 원사는 절단 될 때까지 일정한 속도로 움직이고, 힘-변위 절단 곡선을 분석하여 절단 저항을 평가합니다.
Liang Yu : 긴장 제어 장치를 설계하고 압력 센서 및 기타 기기를 사용하여 블레이드의 절단력 신호, UHMWPE 섬유 다발의 파괴 공정 동안 음향 방출 신호 및 번들의 파단 형태를 측정했습니다. 이 설정은 UHMWPE 섬유의 절단 과정을 실시간으로 관찰 할 수 있습니다.

High-performance applications

4.국내 및 국제 테스트 표준

테스트 표준은 다음과 같습니다.

BS en 388 :일관된 압력 하에서 회전 원형 날을 사용하여 저항을 측정합니다.
ASTM F1790 및 BS EN ISO 13997 :직선 블레이드를 사용하여 특정 거리에서 침투하는 데 필요한 힘을 테스트하십시오.
GA 614-2006 : 경찰 방지 장갑 방지 장갑을위한 중국 표준.

테스트 방법의 주요 차이는 결과에 영향을 미치며 섬유 및 원사에 대한 표준화 된 방법이 부족하면 어려움이 있습니다.

결론

현재, 원사의 절단 저항을 테스트하기위한 확립 된 표준은 없으며,이 분야에서 강화 된 연구의 필요성을 강조합니다. 이러한 연구는 섬유 재료 및 원사 구조의 더 나은 최적화를 가능하게 할 것입니다.

현재, 방지 직물에 대한 국내 및 국제 연구는 주로 섬유 재료의 선택 및 원사 구조의 연구에 중점을 둡니다. 그러나 절단 메커니즘과 직물 조직 구조에 대한 연구가 눈에 띄게 부족합니다. 이러한 측면을 이해하는 것은 방지 직물을위한 표적 구조 및 프로세스를 설계하는 데 중요합니다.

이 접근법은 높은 절단 저항의 균형을 맞추는 직물의 편안한 웨어레와 균형을 잡는 현재의 과제를 해결할 수 있습니다.

결론적으로, 방지 직물에 대한 향후 연구는 다음을 강조해야합니다.