一种筒状构造体及其用途
阅读说明:本技术 一种筒状构造体及其用途 (Cylindrical structure and use thereof ) 是由 史春丽 高进华 于 2020-04-16 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种筒状构造体及其用途。该构造体为连续状态,包括上部A、连接线(1)和下部B,且在筒状构造体上至少存在S和Z两个方向的扭曲。本发明的筒状构造体可以有效的对膝盖、肘关节等部位进行防护,实用性强,生产工艺简单,非常适合制成护膝、袖套等防护产品。(The invention discloses a cylindrical structure and use thereof. The structure is in a continuous state, comprises an upper part A, a connecting line (1) and a lower part B, and twists are at least present in two directions of S and Z on the cylindrical structure. The cylindrical structure can effectively protect knee, elbow joint and other parts, has strong practicability and simple production process, and is very suitable for being made into protective products such as knee pads, oversleeves and the like.)
技术领域
本发明涉及一种筒状构造体,具体涉及一种连续的筒状构造体。
背景技术
随着社会的发展,运动、健身等已经成为人们日常生活中必不可缺少的活动项目。通常在这些活动中,免不了会发生受伤的情况,而膝盖、手肘等部位的受伤又尤为常见。膝盖、手肘等部位是人体中非常重要但相对脆弱的关节。当人体在行走或运动时,如果膝盖、手肘等部位受到外力,关节就容易发生偏移,进而造成扭伤、脱臼甚至骨折的现象。为了保护膝盖、手肘等部位,目前市场上出现了很多运动防护产品。
如专利文献CN206729254U中公开了一种高防护性能护膝,由松紧布料构成的上下固定结构,通过“U”型的针织结构B和细条纹型的针织结构A对膝盖进行防护。由于护膝本体的四层结构整体是通过缝合的方式固定连接在一起的,面料不同所产生的压力就不同且不均匀(过大或过小),容易阻碍血液的流通,而且利用缝合的固定方式,在缝合处存在接缝,接缝处突出的缝边容易与皮肤产生摩擦,在长时间的行走或运动后,易造成皮肤的不适。另外,由于整体面料不是一体的,面料程度厚薄不一,厚的地方或紧的地方不易透气,容易造成长期使用者有闷热的不适感。
又如,专利文献CN205585361U中公开了一种运动护膝,其本体为弹性编织体,膝盖部分为镂空设置,镂空处拼接有弹性薄纱,弹性薄纱上设有若干弹性针织条,保护膝盖在运动中免受伤害,但是在膝盖部位使用薄纱面料,虽然解决了透气问题,但是减弱了对膝盖的防护作用。
再如,专利文献CN105996224B中公开了一种压力矫形器,其护膝部分和护腿部分均为三维立体针织织造,并存在周围施加支持力或压力的无缝连接的多个功能区块,用于预防和治疗下肢膝痛和慢性静脉功能不全,通过系统压力管理,缓解大腿肌肉的拉紧状态。其根据腿部肌肉的结构专门设计,能够很好地支撑腿部各肌肉群,但是该压力矫形器含有作为支撑结构的金属条,在穿着使用时,会给使用者带来活动不便或腿部不适等各种新的问题,不利于长时间穿着使用,而且其结构超级复杂,生产难度大,生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优异防护效果,穿着使用时舒适不紧绷,透气性良好且可长时间穿着的连续筒状构造体及包含其制成的护膝、袖套或衣服。
本发明的筒状构造体,为连续状态,包括上部A、连接线(1)和下部B,且在筒状构造体上至少存在S和Z两个方向的扭曲。
本发明的筒状构造体,为连续状态,不会出现压力不匀和接缝处摩擦皮肤的现象,舒适性佳。而筒状构造体上至少存在S和Z两个方向的扭曲,使两者连接的部位产生一定的压力,可以有效的对膝盖、肘关节等部位进行防护,实用性强,生产工艺简单,非常适合制成护膝、袖套等防护产品。
附图说明
图1为本发明的筒状构造体示意图,其中1为上部A、2为下部B、(1)为连接线、(2)为上部的线圈纵行、(3)为下部的线圈纵行、a为(2)和(3)的交点、(4)为连接线(1)的切线的垂直线、α为线圈纵行(2)与连接线(1)的夹角、β为线圈纵行(3)与连接线(1)的夹角。
具体实施方式
本发明的筒状构造体,为连续状态,包括上部A、连接线(1)和下部B,且在筒状构造体上至少存在S和Z两个方向的扭曲。这里的连续状态,是指筒状构造体一体编织而成。在S和Z向扭曲的连接线上的每一点上都存在一个反方向的合力,这是考虑到沿着每个方向的扭曲线上都存在一个相应的应力,两个相反的应力相交于同一个点,由于力的分解作用,在垂直连接线(1)上的分解力相互抵消,而沿连接线(1)上的分解力相互叠加,产生向内的合力,在穿着使用时,如果膝盖往外扭,该合力会产生一定的抵消作用,这个力对于扭伤时骨骼和肌肉的往外凸起有一定的阻碍作用,可以起到防护或缓解的功能,达到缓解扭伤的效果。
本发明的筒状构造体的防护效果,防护效果纱线纤度、纱线捻度、及扭曲形成的夹角都有关系。
作为优选,本发明的筒状构造体,其中上部A中存在有歪斜的线圈纵行(2),所述下部B中存在有歪斜的线圈纵行(3),所述线圈纵行(2)和(3)的交点为a,且a位于连接线(1)上;在交点a处做连接线(1)的切线的垂直线(4),线圈纵行(2)和线圈纵行(3)均在垂直线(4)的同一侧;且所述线圈纵行(2)与垂直线(4)之间的夹角为α、所述线圈纵行(3)与垂直线(4)之间的夹角为β;所述夹角α、夹角β均大于0°且小于90°。如果歪斜的线圈分别在垂直线(4)的两侧,则在该构造体上只会存在一个方向的歪斜。存在一个方向的歪斜时,依据力的分解原理,如果两个方向的力相等,那么在连接线(1)上分解力相互抵消;如果两个方向的力不相等,则会产生上部和下部的力不平均,进而引起构造体自身力的不均衡,可能会使构造体发生严重的卷曲等问题。同等条件下,夹角越小,其扭曲效果越强,其防护作用越大,具体地讲,夹角α的范围为0<夹角α<90゜,夹角β的范围为0<夹角β<90゜;考虑到实际穿着时的舒适度和防护效果,更优选40゜<夹角α<80゜,优选40゜<夹角β<80゜。
纱线的捻度对筒状构造体的防护效果也起着较为重要的作用。如果纱线的捻度过低,虽然构造体上也会产生一定程度的歪斜,但是捻度过低,S捻和Z捻方向产生的扭曲,在连接线上几乎呈现为相互垂直的状态,两者产生的反方向的合力也就有越来越小的趋势,几乎起不到防护的作用。如果纱线的捻度过大,其产生的扭曲相对就越严重,其在连接线上的合力也就越大,防护效果也会越好,但是捻度过大的话,在编织时纱线自身容易打扭,缠绕在一起,一方面影响编织效率;另一方面,也影响编织的质量,筒状构造体的表面容易产生如“连入”等的不良疵点,也就是所谓的“小辫子”现象。因此,本发明中形成构造体的纱线捻度优选为600捻/米(T/m)以上,更优选为600~2500 T/m,考虑在这个范围内,可以得到编织效率高,扭曲明显,有适当作用力,且外观优良的连续构造体。进一步优选为1000~2000T/m。
形成本发明构造体的纱线,在经过加捻之后,可以对纱线进行定型或不定型处理。当捻度低于1000T/m时,可以对纱线采取不定型的工艺;当纱线捻度为1000~2000T/m时,如纱线产生严重扭曲则考虑采用定型工艺;当纱线捻度高于2000T/m时,使用定型工艺。定型后有利于纱线形态的稳定,更有利于编织生产的顺利进行。其中,定型工艺条件没有特别限定,优选,定型温度为65℃~90℃、定型时间为20分钟~60分钟。
本发明的筒状构造体中所用纤维可以是聚氨酯纤维、聚酯类纤维、聚酰胺类纤维、如棉等天然纤维、如粘胶等再生纤维中的一种或几种。纤维形态可以是短纤纱,也可以是长丝复丝。考虑到含有弹性的纤维制成的构造体,能更紧密、更好地贴合穿着者的肌肤,对于扭伤防止的效果更突出,因此优选含有聚氨酯纤维的复合纱线或聚酯类弹性纱。复合纱线形态可以是机包、空包等形态。
本发明的筒状构造体所采用的组织没有特别的限定,优选针织组织,针织组织可以是平针、横条、竖条、菱形、方格、凹凸组织等中的一种,其中优选为平针组织。相较于其他组织,平针组织表面更加平整,接触部位更多,在编织后产生的扭曲更均匀,更加有利于获得有效的应力。
本发明的筒状构造体,用压迫舒适性来进行综合评价防护效果和穿着舒适性。这是考虑到压迫舒适性可以体现穿着者在运动过程中的主观感受,对人体内环境与外界环境的多方面进行综合评价。
本发明的筒状构造体的制造方法没有特别限定,机型可以是大圆机、成型机、筒编机、袜机等圆筒形机器,其机号没有特别限定。
在得到针织坯布后,然后进行前处理、染色、后整理加工,得到本发明的筒状构造体。其中前处理、染色、后整理加工条件为常规条件。前处理根据纤维种类的不同略有不同,主要包括精练加工,另外,还可以有漂白、烧毛、减缩、丝光等。精练加工温度为90~95℃,时间为10~25分钟,后整理加工以化学整理为主,包括树脂整理加工、抗静电整理等。
另外,各个工程中可以根据需要加入合适的药剂。本发明所用精练剂、亲水剂等可直接使用市售品,各药剂的用量优选为0.1~20g/L。
本发明的连续筒状构造体可用于包含该筒状构造体制成的护膝、袖套或衣服。
下面结合实施例及比较例对本发明进行详细说明。
本发明中所涉及的各项指标的测定方法如下:
(1)扭曲角度(夹角α、β)
使用KEYENCE(基恩士)VHX-2000C显微镜对含有两个扭曲的筒状构造体进行观察。将其表面(里面)置于观测处,显微镜倍率调至20倍,调整拍摄亮度。首先,找到筒状构造体的连接线,并将其调整至观测画面的中间区域,拍摄观测到的面料的照片;然后采用画线功能在已拍摄的照片上进行标记,分别用直线标记出连接线(1)、歪斜的线圈纵行(2)、歪斜的线圈纵行(3);最后,利用显微镜自带的角度测量功能,分别测试出夹角α、β的角度。
(2)穿着压迫舒适性的评价
随机选用10名实验对象,在穿着实验品后,在跑步机上以6m/s的速度进行跑步,对本发明的筒状构造体进行穿着压迫舒适性的主观评价。其中, 8~10人认为穿着舒适且有良好的防护效果,评为优;5~7人认为穿着舒适且有良好的防护效果,评为良;2~4人认为穿着舒适且有良好的防护效果,评为一般;0~1人认为穿着舒适且有良好的防护效果,评为差。
下面结合实施例及比较例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
在16G袜机上,上部A使用由40D聚氨酯纤维/70D-48f-聚酰胺DTY形成的机包纱( Z捻向、600 T/m) ;下部B使用由40D聚氨酯纤维/70D-48f-聚酰胺DTY形成的机包纱(S捻向、600T/m),组织采用平针组织进行编织,得到针织坯布,再经过精练(精练剂1g/L ,75℃×15分钟)、染色(95℃*30min)以及后整理加工(抗静电剂1g/L、中和酸1g/ L)后,得到具有S和Z两个方向的扭曲且夹角α为70°、β为70°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
实施例2
在16G袜机上,上部A使用50D/24f的聚酯DTY双股纱线(Z捻向、1000T/m);下部B使用50D/24f的聚酯DTY双股纱线(S捻向、1000 T/m),再经过精练(精练剂1g/L ,95℃×15分钟)、染色(130℃*30min)以及后整理加工(抗静电剂1g/L、中和酸1g/L)后,得到具有S和Z两个方向的扭曲且夹角α为60°、β为60°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
实施例3
在16G袜机上,上部A使用150D-48f-聚酯DTY(Z捻向、2000T/m);下部B使用150D-48f-聚酯DTY(S捻向、2000 T/m),其余同实施例2,得到夹角α为45°、β为45°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
实施例4
在16G袜机上,上部A使用涤纶150D-48f-聚酯DTY(Z捻向、2000T/m);下部B使用150D-48f-聚酯DTY(S捻向、1000 T/m),其余同实施例2,得到夹角α为45°、β为60°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
实施例5
在16G袜机上,上部A使用300D-48f-聚酯DTY(Z捻向、2000T/m);下部B使用300D-48f-聚酯DTY(S捻向、2000 T/m),其余同实施例2,得到夹角α为45°、β为45°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
实施例6
在16G袜机上,上部A使用150D-48f-聚酯DTY(Z捻向、2500T/m);下部B使用150D-48f-聚酯DTY(S捻向、2500 T/m),其余同实施例2,得到夹角α为40°、β为40°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
实施例7
在16G袜机上,上部A使用50D-24f的聚酯DTY双股纱线(Z捻向、400T/m);下部B使用50D-24f-聚酯DTY双股纱线(S捻向、400T/m),其余同实施例2,得到夹角α为88°、β为88°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
实施例8
在16G袜机上,上部A使用40D聚氨酯纤维/70D-48f-聚酰胺DTY形成的机包纱( Z捻向、600 T/m);下部B使用40D聚氨酯纤维/70D-48f-聚酰胺DTY形成的机包纱( S捻向、600 T/m),其余同实施例1,得到夹角α为80°、β为80°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
由实施例1-8的筒状构造体制得的护膝、袖套或衣服。
比较例1
在16G袜机上,分别编织筒状构造体的上部A和下部B,通过缝合的方式固定连接在一起,其余同实施例4,得到夹角α为45°、β为60°的非连续筒状构造体。具体参数见表1。
比较例2
在16G袜机上,使用涤纶150D-48f-聚酯DTY(Z捻向、2000T/m)编织筒状构造体,其余同实施例3,得到夹角α为45°的连续筒状构造体。具体参数见表1。
表1
根据表1,
(1)由实施例1与实施例8可知,同等条件下,上下部纱线捻度均为600T/m的筒状构造体与上下部纱线捻度分别为400T/m的筒状构造体相比,前者所获得的夹角比后者更小,压迫舒适性前者优于后者。
(2)由实施例2与实施例7可知,在同等条件下,上下部纱线捻度均为1000T/m的筒状构造体与上下部纱线捻度均为400T/m的筒状构造体相比,前者所获得的夹角比后者更小,压迫舒适性前者优于后者。
(3)由实施例3和实施例6可知,同等条件下,上下部纱线捻度均为2000T/m的筒状构造体与上下部纱线捻度均为2500T/m的筒状构造体相比,前者所获得的夹角比后者大,压迫舒适性前者优于后者。
(4)由实施例3和实施例5可知,在同等条件下,上下部纱线纤度均为150D的筒状构造体与上下部纱线纤度均为300D的筒状构造体相比,前者所获得的夹角与后者处于同等水平,压迫舒适性前者优于后者。
(5)由比较例1和实施例4可知,在同等条件下,上下部非连续(缝合)的筒状构造体与上下部连续的筒状体相比,压迫舒适性前者远远不如后者。
(6)由比较例2和实施例3可知,在同等条件下,只存在1个方向的筒状构造体与上下存在2个方向扭曲的筒状体相比,压迫舒适性前者远远不如后者。
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