防切割手套的专利技术改进

2016-10-19何奕虹薛亚莉

科技传播 2016年14期

关键词：申请号芳纶分子量

何奕虹，薛亚莉

国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州 215163

防切割手套的专利技术改进

何奕虹，薛亚莉

国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州 215163

本文从专利角度分析了防切割手套的发展情况以及市场分布，并根据防切割手套的典型专利申请，从不同的制作材料方面进行了技术发展的分析。

防切割手套；金属；对位芳纶；超高分子量聚乙烯

1 防切割手套的简介

我国工业生产蓬勃发展，特别是一些重工业生产企业，从业人员的双手与钢、铁等硬性材质接触的频率较高，容易受到伤害，使用手部防护用品如防切割手套将成了预防手部伤害的重要辅助措施［1］。目前，市场上的防切割手套主要以金属丝、对位芳纶、超高分子量聚乙烯纤维这3种材料为主［2］，其他玻璃纤维有补强作用。下文从专利文献上分析防切割手套的发展，并重点从制作材料角度介绍其改进。

2 防切割手套的专利申请情况

通过统计专利文献，全球防切割手套技术专利申请始于1979年，1991—1995年起专利申请量开始逐渐增长，2006—2010的5年相比于前一个5年，申请量的增长幅度较大，但整体上没有剧烈增长。

防切割手套的专利申请情况在一定程度上反映了各国家在该领域的技术实力。图1以专利申请人国别作为统计入口，分析全球防切割手套的国家分布情况。从图中可以看出，中国、美国、欧洲在该领域的专利申请量位列前三，日本和德国并列第四，其中中国的申请量最为领先，反映了中国专利蓬勃发展、社会专利意识增强。美国、欧洲、日本在防切割手套方面的申请数量占据优势，这可能跟这些国家的公司在高性能纤维方面的研发创新能力强有关，如美国杜邦公司研发了kevlar纤维，美国霍尼韦尔公司研发了Spectra纤维，日本帝人公司研发了Twaron纤维，荷兰帝斯曼公司研发了Dyneema纤维。

图1　全球专利申请分布情况

全球主要申请人的大多数申请数量在个位数，杜邦公司最多共20篇，与其开发了kevlar纤维有关，但其对中国实施了垄断，直到20世纪90年代中期才进入中国市场；其他还有安塞尔保健产品有限责任公司（美国）、美国霍尼韦尔公司、最高弹性物质有限公司（美国）等美国的几家大型跨国公司，以及日本的东洋纺织株式会社和荷兰的帝斯曼知识产权有限公司，一方面在防切割手套领域的申请数量位于前列，一方面其申请质量也是体现科研技术的高含金值。

申请数量位于前16位的申请人中，中国只占据两席之地，分别是企业浙江康隆达特种防护科技股份有限公司、个人陈国平；美国纳幕尔杜邦公司无论是在全球还是在国内市场，申请量均是位于首位；国内申请防切割手套只有一篇的企业、高校或个人占据了大多数，反映出国内的创新主体比较分散。

3 防切割手套的制作材料的改进

防切割手套可以从结构和材料方面进行改进以增强其耐切割性。结构的改进是辅助性的，例如，在手套外面设防护层、防护条，或者在手套表面设置凸点、涂层等，或者对纤维进行共混添加颗粒；材料的改进是最本质的。要提高手套的防切割性能，研制开发防切割纤维是制造高性能防切割手套的关键［3］。

3.1金属丝用于防切割手套

1979年，全球首个明确防切割手套概念的申请由Robert在美国提出（申请号为US19790099092A），芯层是由不锈钢丝和kevlar纤维组成的，外层螺旋包覆kevlar纤维。1983年Bettcher提出在包覆纱的纤维表面增加聚酯涂层（申请号为US19830474466A），提高防切割性。为了提高其防渗性，1991年Golden提出了在金属丝层外面先设置一层不透液体的涂层10（申请号为US19910668812A），再设置一层增强防切割性的涂层12。

3.2对位芳纶用于防切割手套

如前所述，防切割手套的首次申请运用了kevlar纤维。为了赋予手套耐高温性，1992年Andrews提出了一个耐高温和切割的防护手套的申请（申请号为WO199208147A），该防护手套由耐高温的聚酰胺纤维或者Nomex、Kevlar纤维制造而成，手套表面涂覆硅胶层作为绝热层。为进一步增强防切割性，Lebon在1995年提出了在kevlar纤维层和棉纱网层之间增加聚乙烯颗粒3（申请号为FR9513047A）。为提高灵活与触觉敏感性，Rubotech在1997年提出了将弹性纤维与对位芳纶混纺（申请号为US19970919084A），并在手套表面浸渍了一层弹性涂层。Joseph在2003年提出了将kevlar纤维手套进行整理液的后处理以增强耐切割性（申请号为US20030398987A）。Larry在2006年提出在对位芳纶纤维中加入短纤维形成短纺纱（申请号为US20060545177A），以提高舒适性、耐久性。

3.3超高分子量聚乙烯纤维用于防切割手套

1986年，Wincklhofer首次提出将超高分子量聚乙烯用于防切割手套的制作（申请号为US19860873669A），并指出防切割手套的纱线还可以为聚酰胺、金属和/或玻璃纤维。1997年，Mark A. Andrews提出了超高分子量聚乙烯纤维与其他防切割纤维进行混纺制备防切割手套（申请号为US19970948636A）。2000年，Howland提出了一种含有涂层的以超高分子量聚乙烯纤维为原料的防切割织物用于制备手套（申请号为WO2000US28796）。2009年，为进一步提高织物耐切割性，帝斯曼知识产权资产管理有限公司改进现有技术（申请号为EP09769228A），不是在由UHMWPE纤维100形成的纱线上包覆材料，而是在形成纱线的单根UHMWPE纤维上包覆材料再形成纱线。