具体实施方式

以下结合附图对实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例提供了一种防弹面料，其制备方法包括如下步骤：

步骤1：将1500旦的芳纶长丝束从纱筒纱退绕，利用粗纱机对其进行加捻，捻度控制在20捻/m；

步骤2：利用整经机对步骤1加捻后的长丝束进行整经，将经纱密度控制在70根/10cm，幅宽50cm，整经后卷绕到剑杆织机的织轴上；

步骤3：将步骤2所得的纱线从织轴上送出，穿过综丝眼和钢筘固定到卷布辊上，在每根经纱上装配质量为15g的张力器；

步骤4：利用络筒机制备引纬时使用的纬纱筒子，且所述剑杆织机上第一页综框和第二页综框用来控制纱罗绞综，利用纱罗绞边装置固定纬纱，并得到平纹结构面料；

步骤5:利用108D/2的缝纫线在缝纫机上对步骤4所织得的单层的平纹结构面料使用平包针线迹缝合即得到防弹面料。

其中，所述步骤5中所述缝纫机的缝合针距为1.2mm。

实施例2

同实施例1，其区别在于，所述步骤1中芳纶长丝束为1400旦，且其捻度控制在18捻/m；所述步骤2中经纱密度为65根/10cm，幅宽为48cm；所述步骤3中在每根经纱上装配质量为10g的张力器，所述步骤5中所述缝纫机的缝合针距为1mm。

实施例3

同实施例1，其区别在于，所述步骤1中芳纶长丝束为1600旦，且其捻度控制在22捻/m；所述步骤2中经纱密度为75根/10cm，幅宽为52cm；所述步骤3中在每根经纱上装配质量为20g的张力器，所述步骤5中所述缝纫机的缝合针距为1.1mm。

防弹性能测试

利用弹丸侵彻试验测试不同靶体的抗侵彻性能，采用的球形弹质量为2g，直径为8mm。弹丸通过高压空气在枪管内进行加速，出膛速度为0-450m/s，采用高速摄像的方法测试弹丸在接触靶体前的入射速度和贯穿靶体后的出射速度。利用公式(1)可得到弹丸的动能损失，减去空气摩擦耗能即织物所吸收的弹丸动能，通过这种方式可对织物抗侵彻性能进行表征。由于侵彻设备的不可控因素影响，无法设定弹丸出膛的准确速度，因此，每个试样的测试都在规定的范围内进行，保证速度尽可能接近，以便进行比较。

式中，ΔE是弹丸动能损失，单位为J；m是弹丸质量，单位为g；v₁和v₂分别是弹丸入射速度和出射速度，单位为m/s。

取实施例1中步骤4所制得的平纹结构面料和实施例1缝纫后的防弹面料分别进行单层、两层叠加和三层叠加后进行实验，实验结果如下表所示：

表1：平纹结构面料和防弹面料单层、两层叠加和三层叠加测试结果

由上表可知，通过对芳纶长丝束的平纹结构织物进行缝合后，其防弹性能能显著提高，其原理是通过缝合后能有效的约束长丝束的滑移，从而提高其防弹性能。

纱线抽拔性能测试

纱线抽拔是经、纬纱之间的摩擦作用，因此，通过纱线的抽拔试验以便于研究缝纫线对经、纬纱之间摩擦力的增幅效果，并最终为提升织物的抗侵彻性能提供参考依据。本实施例采用YG028型万能材料试验机对试样进行抽拔试验。织物样品在该装置中由下夹持，并使用波纹钳口防止纱线从夹具中滑落，待抽拔的纱线由上颚夹紧，上颚以固定的移动速度向上移动，当纱线上没有负载时，测试停止。拔纱方法示意图如图1所示，其中，图1中插拔纱线1为被插拔的纱线，缝合线2为缝合在平纹结构面料的缝合线，图1a中插拔纱线1与缝合线2相互垂直，图1b中插拔纱线1与缝合线2平行且重合，可以看出，在剩下的纱线尾部被下颚夹住的同时，还保留了一个狭槽，以便将纱线拉出。在本研究中，我们对垂直和平行于缝合线方向的纱线进行了抽拔试验，定量分析了缝纫工艺对经、纬纱约束的影响。

测试结果：

图2(a)显示了根据图1(a)所述方法进行的纱线抽拔试验的力-位移曲线，力值随位移变化的幅度越大，说明纱线抵御抽拔的能力越强，纱线间摩擦力越大。在该方法中，缝纫线被缝合在与抽拔纱线垂直的若干相邻纱线上。结果表明，缝合线迹显著增加了纱线间的抽拔力，抽拔力随缝合线根数的增加而增加。由图2(a)可知，单纱缝合试样的抽拔力峰值比平纹组织高约6倍，最大抽拔力随缝合纱线数的增加而增大，其中有四条缝合线的样品的抽拔力峰值最大，约为55N。这些结果表明，缝合线提供的约束大大增加了纬纱和经纱之间的摩擦力。由图2(a)力-位移曲线可以发现，在纱线被抽拔的初始阶段，力-位移曲线具有相似的力值，这是因为在该阶段(退屈曲区)抽拔纱线克服静摩擦力，导致屈曲完成了一定程度的转换，即纱线不断伸直；当位移超过10mm时，曲线之间的差异开始变得更为明显，这表明在进入“黏滑”阶段后，拉伸纱线上的缝合约束机制被激活，缝合线对经、纬纱的约束增大了纱线抵御抽拔的能力。因此，缝合效果在一定程度上是“延迟”的。当弹丸撞击平纹织物未缝合区域时，缝合线在防止纱线滑移方面的作用不明显，直到主纱被拉伸到一定程度后，缝合线约束机制才能被激活。根据定义，弹道冲击是一个动态事件，通常在50-200μs内完成，所以防护材料对弹丸冲击的有效阻力响应需要及时运作才能有效达到防护目的。

图2(b)显示了按图1(b)所述方法进行纱线抽拔试验的力-位移曲线。使用这种方法抽出的纱线完全由缝纫线缝合。从图2(b)中可以看出，缝合样品的力-位移曲线在初始阶段急剧增加，当抽拔力达到约45N的峰值后开始下降，其抵御纱线抽拔的能力是平纹织物的20倍以上。图2(b)所示的结果表明，与图2(a)所示的结果相比，缝合线对抽拔力的响应更快，这是因为在抽拔的初始阶段，缝合线的约束机制即被激活，由于缝合线的约束作用极大的限制了纱线的滑移，从而增强了纱线对抽拔的抵御能力。事实上，当织物上的每一根纱线都被缝纫线缝合时，这使得缝合提供的约束效果在弹道事件开始时即刻生效，确保了样本更有效地抵抗弹丸冲击。同时缝合消除了纱线拉出和“开窗”的可能性，降低了纱线滑移的概率，通过纱线断裂吸收弹丸动能的的概率增加，因此提升了织物的抗侵彻性能。

其中，纱线插拔试验的实验组别和试验结果见表2，如此可知当插拔纱线与缝合线垂直时，其抗冲击性能最佳。

表2为纱线抽拔试验实验组别及试验结果

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。