CZ26200U1 - Material for ballistic protection - Google Patents
Material for ballistic protection Download PDFInfo
- Publication number
- CZ26200U1 CZ26200U1 CZ2013-28558U CZ201328558U CZ26200U1 CZ 26200 U1 CZ26200 U1 CZ 26200U1 CZ 201328558 U CZ201328558 U CZ 201328558U CZ 26200 U1 CZ26200 U1 CZ 26200U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- layers
- ballistic
- mats
- layer
- flexible
- Prior art date
Links
Description
Oblast technikyTechnical field
Předkládané technické řešení se týká nových materiálů pro balistickou ochranu a ochranu proti bodnutí, vhodných zejména do neprůstřelných vest, moderních ochranných helem, osobních pancířů, pro ochranu lehkých pěchotních a osobních automobilů.The present invention relates to new materials for ballistic protection and stab protection, particularly suitable for body armor, modern protective helmets, personal armor, for the protection of light infantry and passenger cars.
Dosavadní stav technikyBackground Art
V oblasti flexibilních materiálů pro balistickou ochranu a kombinací materiálů j sou stále prováděna mnohá zlepšení pro udržení kontaktu s vývojem balistických technologií. US 3 841 954 popisuje laminovaný panel nebo desku vytvořenou z více vrstev tkaniny, vzájemně sešitých k sobě a stlačených působením tepla a tlaku. Tím se vytvoří pevný panel pro použití jako komponenta osobního pancíře. US 3 509 833 popisuje flexibilní pancíř z keramických destiček připevněných k podkladu z šikmo (cross-ply) uspořádaných laminovaných flexibilních vláken. US 4 522 871 a US 4 781 351 navrhují flexibilní pancíř obsahující více vrstev tkaného polyaramidového vlákna, např. materiál prodávaný pod značkou KEVLAR. US 4 608 717 navrhuje flexibilní pancíř obsahující více vrstev polyaramidových vláken v kombinaci s mezivrstvou z uspořádaného peří, pěny nebo plstěného materiálu. Vrstvy jsou sešité dohromady do integrálního flexibilního panelu. US 3 924 038 popisuje vícevrstvý panel vhodný pro neprůstřelné kombinézy pilotů nebo jako dočasné pokrytí stojících letadel či vybavení v bojové zóně. Panel je určen k ochraně proti fragmentům odletujícím při výbuších munice. Vícevrstvý panel obsahuje vnitřní výstelkovou vrstvu nylonové tkaniny a plsti, mezivrstvu plástvové struktury a vnější ochrannou vrstvu keramických destiček. Plástvová struktura mezivrstvy slouží ke zpevnění panelu do neflexibilní struktury. US 5 060 314 popisuje ochrannou bundu vytvořenou z flexibilní balistické tkaniny mající vnitřní kapsy pro vkládání tvrdých pancéřových vložek. Přídavné ramenní vložky mají flotační polštářky, určené pro nadnášení ve vodě. US 3 867 239, US 4 198 707 a US 4 633 756 popisují pancířové panely obsahující vícenásobně vytvrzené destičky uspořádané ve více vrstvách na podkladu z tkaniny.In the field of flexible materials for ballistic protection and material combinations, many improvements are still being made to maintain contact with ballistic technology developments. US 3,841,954 discloses a laminated panel or plate formed from multiple layers of fabric sewn together and compressed by heat and pressure. This creates a solid panel for use as a personal armor component. US 3,509,833 discloses a flexible armor made of ceramic plates affixed to a cross-ply laminated flexible fiber substrate. U.S. Pat. No. 4,522,871 and U.S. Pat. No. 4,781,351 propose a flexible armor comprising multiple layers of woven polyaramid fiber, e.g., a material sold under the brand KEVLAR. U.S. Pat. No. 4,608,717 proposes a flexible armor comprising a plurality of layers of polyaramid fibers in combination with an interlayer of foam, foam or felt material. The layers are stitched together into an integral flexible panel. U.S. Pat. No. 3,924,038 discloses a multilayer panel suitable for bulletproof pilots or as a temporary covering of standing aircraft or equipment in a combat zone. The panel is designed to protect against fragments flying off during ammunition explosions. The multilayer panel comprises an inner liner layer of nylon fabric and felt, an interlayer of honeycomb structure and an outer protective layer of ceramic plates. The honeycomb structure of the interlayer serves to reinforce the panel into an inflexible structure. US 5,060,314 discloses a protective jacket made of a flexible ballistic fabric having inner pockets for inserting hard armor inserts. Additional shoulder pads have flotation pads designed to float in the water. U.S. Pat. No. 3,867,239, U.S. Pat. No. 4,198,707 and U.S. Pat. No. 4,633,756 disclose armor panels comprising multiple cured plates arranged in multiple layers on a fabric substrate.
US 7 825 045 popisuje osobní pancíř vytvořený sešitím z polymemích vláken impregnovaných suspenzí částic v kapalině, která vykazuje vlastnosti dilatantní tekutiny (růst viskozity s rychlostí deformace, typ nenewtonské tekutiny). Impregnace však přináší určitá omezení, např. limituje velikost částic, nelze použít nanočástice, které zvyšují viskozitu a zabránily by tak impregnaci. Dosavadní řešení navíc využívají principu vzniku uspořádaných struktur v důsledku smykového namáhání s vysokou rychlostí. Dilatantní kapalina je tedy nízkoviskózní roztok nejčastěji polyethylenglykolu a obsahuje vysoké množství tuhých částic. Další variantou dilatantního flexibilního systému je směs dvou typů molekul, jejichž struktura je za nízkých smykových rychlostí flexibilní umožňující jejich vzájemný pohyb díky nízké molekulární frikci, ale při vysokých rychlostech dochází k prudkému zvýšení molekulární frikce vedoucí k dilatantní reologické odezvě.US 7,825,045 discloses a personal armor formed by sewing from polymeric fibers impregnated with a particle suspension in a liquid that exhibits dilatant fluid properties (viscosity increase with strain rate, type of non-Newtonian fluid). However, impregnation imposes some limitations, eg limiting the size of the particles, it is not possible to use nanoparticles that increase viscosity and thus prevent impregnation. Moreover, the prior art uses the principle of forming ordered structures due to high speed shear. The dilatant liquid is therefore a low viscosity solution, most often polyethylene glycol, and contains a high amount of solid particles. Another variant of the dilatant flexible system is a mixture of two types of molecules whose structure is flexible at low shear rates to allow them to move relative to each other due to low molecular friction, but at high speeds there is a sharp increase in molecular friction leading to dilative rheological response.
Dosud známé materiály pro balistickou ochranu mají vysokou hmotnost a nedostatečnou flexibilitu, což omezuje jejich využití.Ballistic protection materials known to date have a high weight and a lack of flexibility, which limits their use.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Předkládané technické řešení poskytuje flexibilní materiál pro balistickou ochranu, např. pro osobní pancíř, obsahující:The present technical solution provides a flexible material for ballistic protection, eg for personal armor, comprising:
- více kompaktních vrstev (lamin, rohoží) balistických vláken, a- more compact layers (laminates, mats) of ballistic fibers, and
- mezi vrstvami balistických vláken vloženou alespoň jednu mezivrstvu nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace (tj. deformačně zpevňující látka), popřípadě obsahující částice o velikosti v rozmezí 1 až 700 nm či činidla vykazující antiplastifikační vlastnosti,- between at least one intermediate layer of non-Newtonian fluid between the layers of ballistic fibers, exhibiting a viscosity increase with a strain rate (i.e., a stiffening agent), optionally containing particles in the range of 1 to 700 nm, or agents having antiplastic properties,
- 1 CZ 26200 Ul uspořádanou přímo mezi vrstvami balistických vláken nebo uspořádanou mezi vrstvami na nosiči (např. plastovém nebo vláknovém) či perforovaném nosiči.These are arranged directly between the layers of ballistic fibers or arranged between the layers on the carrier (e.g. plastic or fiber) or the perforated carrier.
Nosičem může být plast, například polyethylentereftalát, nebo nosičová tkanina, například polyesterová (PET), polyamidová (PA), z tekutých krystalů (komerční Zylon) nebo polyethylenová (UHMWPE). Tato nosičová tkanina však není totožná s kompaktní vrstvou balistických vláken, s výhodou se jedná o nanovláknitou tkaninu, tj. mající vlákna s rozměrem v řádu jednotek až stovek nanometrů.The carrier may be a plastic, for example polyethylene terephthalate, or a carrier fabric, for example polyester (PET), polyamide (PA), liquid crystal (commercial Zylon) or polyethylene (UHMWPE). However, this carrier fabric is not identical to the compact layer of ballistic fibers, preferably a nanofibrous fabric, i.e. having fibers having a size in the order of hundreds of nanometers.
Kompaktní vrstvou balistických vláken může být jakákoliv balistická tkanina. Balistické tkaniny jsou odborníkovi v oboru dobře známé. Příkladem může být kompaktní balistická tkanina na bázi vláken z ultra-vysoko-molekulámího polyethylénu (UHMWPE) komerčně prodávaná například pod značkou Dyneema nebo Spectra. Lze rovněž použít vrstvy z balistických vláken z polyaromatických amidů (komerční název např. Kevlar) či z vláken z tekutých krystalů (komerční název např. Zylon).The ballistic fiber compact layer can be any ballistic fabric. Ballistic fabrics are well known to those skilled in the art. An example is a compact ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) ballistic fabric commercially marketed, for example, under the trademark Dyneema or Spectra. It is also possible to use layers of ballistic fibers of polyaromatic amides (commercial name eg Kevlar) or liquid crystal fibers (commercial name eg Zylon).
V předkládaném technickém řešení se tedy nejedná o impregnaci vláken, ale o jejich spojení mezi vrstvou nenewtonské kapaliny, která je buď ve formě termoplastické látky v kaučukovém stavu nanesené přímo na vrstvě vláken (takže vrstvy vláken slepuje) nebo je uspořádána na nosiči či perforovaném nosiči. Takto není potřeba vrstvy sešívat, ale jsou spojeny prostřednictvím mezivrstev. To umožňuje vzájemný pohyb vrstev při ohybu za běžných podmínek, tedy přináší větší flexibilitu materiálu pro balistickou ochranu, např. osobního pancíře, ale při balistickém rázu materiál ztuhne, což výrazně zvýší tloušťku kompaktní vrstvy balistických vláken podílející se na záchytu kulky či střepiny. S výhodou má mezivrstva tloušťku do 0,5 mm.Thus, the present invention is not concerned with the impregnation of fibers, but with their bonding between a layer of non-Newtonian fluid, which is either applied in the form of a thermoplastic material in a rubbery state directly on the fiber layer (so that the layers of fibers stick together) or arranged on a carrier or perforated carrier. In this way, the layers need not be stapled, but they are connected through interlayers. This allows the layers to move relative to each other under normal conditions, thus providing greater flexibility to the material for ballistic protection, e.g., personal armor, but solidifying in the ballistic impact, which will greatly increase the thickness of the compact ballistic fiber layer involved in the bullet or shrapnel. Preferably, the interlayer has a thickness of up to 0.5 mm.
Materiály mající vlastnosti nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace jsou známy. Zejména vhodnými nenewtonskými kapalinami jsou například směsi oligomerů na bázi akrylátových monomerů s různou délkou postranního řetězce, polyuretany na bázi methylendifenyldiisokyanátu (MDI) i hexamethylendiisokyanátu (HDI) s esterovými či éterovými polyoly nebo polyoly na bázi oxidované celulózy, na bázi styrenbutadien/polyterpen/dipenten makromonomerů. S výhodou je možno využít i termoplastické polyuretany, styren butadienové kaučuky a další lineární i mírně síťované (0 až 20 %) amorfní polymery s teplotou skelného přechodu nižší než -40 °C. Tyto kapaliny mohou dále obsahovat nanočástice, s výhodou částice silikátové, celulózové, aluminu, a tyto částice mohou mít jakýkoliv tvar, například kulový, jehlicový, destičkový. Mezi použitelné typy částic plniva patří pyrolytická a koloidní silika, různé varianty POSS částic (polyhedrální silsesquioxan), laponit, částice nebo whiskery z A12O3, celulózové whiskery a nanokrystaly, částice ZrO2, grafen. C60, uhlíkové nanotrubičky či vhodná hybridní kombinace výše uvedených částic. S výhodou je možno použít i hierarchické submikronové částice ve formě klastrů nanočástic. Pro dosažení dilatantního chování kapalin lze použít i antiplastifikátory. Antíplastifikační činidla jsou molekuly snižující pohyblivost polymemích segmentů při vysokých deformačních rychlostech. Volba vhodného antiplastifikátom závisí na použité kapalině. Mezi použitelné antiplastifikátory patří např. chlorované bifenyly a terfenyly, polystyren glykoly, deriváty kyseliny abietlové, oligomemí amidy terminované jak amino tak karboxylovými skupinami, dimethylmethylfosfonát, 4-hydroxyacetanilid a 1 ,2-epoxy-3-fenoxypropan. Pro dosažení minimální plošné hustoty je možno částice a antiplastifikátory kombinovat.Materials having non-Newtonian fluid properties exhibiting viscosity growth with strain rate are known. Particularly suitable non-Newtonian fluids are, for example, mixtures of oligomers based on acrylate monomers of different side chain lengths, polyurethanes based on methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and hexamethylene diisocyanate (HDI) with ester or ether polyols or polyols based on oxidized cellulose, based on styrene-butadiene / polyterpene / dipentene macromonomers . Thermoplastic polyurethanes, styrene butadiene rubbers and other linear and slightly cross-linked (0 to 20%) amorphous polymers with a glass transition temperature lower than -40 ° C are also preferred. These liquids may further comprise nanoparticles, preferably silicate particles, cellulose particles, alumina, and these particles may be of any shape, for example spherical, needle-shaped, plate-like. Applicable types of filler particles include pyrolytic and colloidal silica, various POSS particle variants (polyhedral silsesquioxane), laponite, particles or whiskers of Al 2 O 3 , cellulose whiskers and nanocrystals, ZrO 2 particles, graphene. C60, carbon nanotubes or a suitable hybrid combination of the above particles. Preferably, hierarchical submicron particles in the form of nanoparticle clusters can also be used. Antiplasticizers can also be used to achieve the dilatant behavior of liquids. Antiplasticizing agents are molecules that reduce the mobility of polymer segments at high strain rates. The choice of suitable antiplastic agents depends on the liquid used. Useful antiplastic agents include, for example, chlorinated biphenyls and terphenyls, polystyrene glycols, abietyl derivatives, oligomeric amides terminated by both amino and carboxyl groups, dimethylmethylphosphonate, 4-hydroxyacetanilide, and 1,2-epoxy-3-phenoxypropane. To achieve a minimum surface density, the particles and antiplastic agents can be combined.
S výhodou je na vnitřní straně materiálu (záchytové straně, tj. na straně přivrácené k chráněnému objektu, např. tělu nositele osobního pancíře) uspořádána pěnová vrstva, která odděluje plášť ochranného prostředku od těla nositele, takže deformace pláště dopadem projektilu je absorbována pěnovou vrstvou, nikoliv chráněným objektem, např. tělem nositele. Lze použít například pěnový polyethylen, polyurethan a podobné materiály.Preferably, a foam layer is arranged on the inside of the material (the catching side, i.e. on the side facing the object to be protected, e.g. the body of the wearer of the personal armor), which separates the protective skin from the body of the wearer so that the deformation of the shell by the impact of the projectile is absorbed by the foam layer. not a protected object, such as the wearer's body. For example, polyethylene foam, polyurethane and the like can be used.
Ochranný prostředek podle technického řešení je schopen ochránit proti balistické střele typu IIIA (podle definice standardu National Institute of Justice Standard 0101.03), to odpovídá projektilu 44 Magnum o hmotnosti 15,5 gramu dopadnuvšího v rychlosti 450 m/s, nebo 9 mm celokovové opláštěné střele o hmotnosti 8 gramů dopadnuvší v rychlosti 450 m/s. Ochránění proti střele vyžaduje, aby byl cíl deformován ve směru střely o méně než 44 milimetrů. HodnotyThe protective agent of the invention is capable of protecting against Type IIIA ballistic missiles (as defined by the National Institute of Justice Standard 0101.03), equivalent to a 44 Magnum projectile weighing 15.5 grams incoming at 450 m / s, or 9 mm all-metal sheathed missiles weighing 8 grams at 450 m / s. Shot protection requires that the target be deformed in the direction of the projectile by less than 44 millimeters. Values
-2CZ 26200 Ul rychlosti z testu V50 jsou vyšší než 500 m/s, většinou vyšší než 600 m/s, přičemž minimum požadované US normou je 430 m/s, dosud existující produkty mají většinou záchytovou rychlost do 600 m/s. Dále má nový materiál o 20 až 25 % nižší plošnou hmotnost než stávající produkty.The speed of the V50 test is higher than 500 m / s, mostly above 600 m / s, while the minimum required by the US standard is 430 m / s, the existing products usually have a capture speed of up to 600 m / s. Furthermore, the new material has a 20 to 25% lower basis weight than existing products.
Předkládané technické řešení je vhodné pro výrobu zejména osobních pancířů, např. vybavení pro armádní personál, mírové sbory nebo další osoby, které je nutno chránit proti zabití nebo zranění střelami.The present invention is particularly suited for the production of personal armor, for example, equipment for military personnel, peacekeeping forces or other persons who must be protected against killing or bullet injury.
Popis připojeného obrázkuDescription of the attached image
Obr. 1 Schématické zobrazení možného uspořádání vrstev flexibilního materiálu pro balistickou ochranu.FIG. 1 Schematic representation of a possible arrangement of layers of flexible material for ballistic protection.
ίο N - nástřelná strana. Z - záchytová strana (přivrácená k chráněnému objektu), BV - kompaktní vrstva balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu. NNK - vrstva deformačně zpevňujícího materiálu (ne-newtonská kapalina), P - vrstva pěny v kontaktu s nositelem. Příklady provedení technického řešeníίο N - fire side. Z - catching side (facing the protected object), BV - compact layer of ballistic fabric based on ultra-high-molecular polyethylene. NNK - layer of stiffening material (non-Newtonian liquid), P - layer of foam in contact with the wearer. Examples of technical solutions
Příklad 1: Příprava materiálů pro balistickou ochranuExample 1: Preparation of materials for ballistic protection
Materiál X3MX3M material
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny deformačně zpevňujícím adhesivem na styren-butadien/polyterpen/dipentenové bázi s kulovými SiO2 nanočásticemi a jejich klastry.Three layers of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) compact ballistic fabric sold commercially, for example, under the brand name Dyneema or Spectra (hereinafter also referred to as mats or lamines) were joined by spherical SiO styrene-butadiene / polyterpen / dipentene-based adhesive. 2 nanoparticles and their clusters.
Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Toto adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm. Tři spojené rohože vytvořily, tzv. triple vrstvu.The size of primary nanoparticles is in the range of 1 to 20 nm, clusters can reach up to 500 nm. This adhesive formed a thin, evenly distributed film with a maximum thickness of 0.5 mm. The three mats formed a triple layer.
Celkem bylo k sestavení materiálu použito pět triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostatných rohoží. Poslední vrstvou na záchytové straně byla podložka z pěnového polethylenu (PE) sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.In total, five triple layers on the firing side and ten separate mats were used to build the material. The last layer on the trap side was a foamed polyethylene (PE) washer used to dampen the impact of the projectile.
Výsledný materiál označený X3M je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.The resulting X3M material is suitable, for example, for flexible personal armor.
Materiál X2Material X2
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomem s kulovými SiO2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic jev rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.Three layers of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) compact ballistic fabric commercially marketed, for example, under the trademark Dyneema or Spectra (hereinafter also referred to as mats or lamines) have been joined to form a triple layer. Polyethylene terephthalate (PET) film was used to join the three mats as a thin-layered, stiffening acrylate-based adhesive with spherical SiO 2 nanoparticles and their clusters. The size of the primary nanoparticles is in the range of 1 to 20 nm, clusters can reach up to 500 nm. The adhesive formed a thin, evenly distributed film with a maximum thickness of 0.5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostaných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.In total, ten separate mats on the firing side and five triple layers were used to assemble the sample. The last layer was a foam PE pad to dampen the impact of the projectile.
Výsledný materiál označený X2 je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.The resulting X2 material is suitable, for example, for flexible personal armor.
Materiál X2-TOPMaterial X2-TOP
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále téžThree layers of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) compact ballistic fabric commercially sold under the brand name Dyneema or Spectra (hereinafter
- 3 CZ 26200 Ul označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými SÍO2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.The mats or laminates are joined together to form a triple layer. Polyethylene terephthalate (PET) film was used to join the three mats as a thin film-coated acrylate monomer-based SiO2 nanoparticle-based deformation-reinforcing adhesive layer and cluster. The size of primary nanoparticles is in the range of 1 to 20 nm, clusters can reach up to 500 nm. The adhesive formed a thin, evenly distributed film with a maximum thickness of 0.5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito pět triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.In total, five triple layers on the firing side and ten separate mats were used to assemble the sample. The last layer was a foam PE pad to dampen the impact of the projectile.
Výsledný materiál označený X2-TOP je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.The resulting X2-TOP material is suitable, for example, for flexible personal armor.
Materiál X2-MMaterial X2-M
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými S1O2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.Three layers of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) compact ballistic fabric commercially marketed, for example, under the trademark Dyneema or Spectra (hereinafter also referred to as mats or lamines) have been joined to form a triple layer. Polyethylene terephthalate (PET) film was used to join the three mats as a thin-layered S1O2 nanoparticle-based acrylate monomer-based deformation-reinforcing adhesive layer and their clusters. The size of primary nanoparticles is in the range of 1 to 20 nm, clusters can reach up to 500 nm. The adhesive formed a thin, evenly distributed film with a maximum thickness of 0.5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito pět samostatných rohoží na nástřelné straně, dále pět triple vrstev a nakonec pět samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.In total, five separate mats on the firing side, five triple layers and five separate mats were used to assemble the sample. The last layer was a foam PE pad to dampen the impact of the projectile.
Výsledný materiál označený X2-M je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.The resulting X2-M material is suitable, for example, for flexible personal armor.
Materiál APUAPU Material
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující jehlicovité a destičkové částice s nejmenším rozměrem 0,1 až 20 nm a největším rozměrem 10 nm až 1 mm. Příkladem jehlico vého plniva jsou whiskery z celulózy a příkladem destičkového plnívaje laponit. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.Three layers of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) compact ballistic fabric commercially marketed, for example, under the trademark Dyneema or Spectra (hereinafter also referred to as mats or lamines) have been joined to form a triple layer. A three-dimensional polyurethane-based adhesive containing acicular and platelet-shaped particles with a minimum size of 0.1 to 20 nm and a largest dimension of 10 nm to 1 mm was used to join the three mats. Examples of needle fillers are cellulose whiskers and an example of a platelet filler laponite. The adhesive formed a thin, evenly distributed film with a maximum thickness of 0.5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.In total, ten separate mats on the firing side and five triple layers were used to assemble the sample. The last layer was a foam PE pad to dampen the impact of the projectile.
Materiál APUNSAPUNS material
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující 0,1 až 12 % hmotn. nanočástic siliky. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.Three layers of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) compact ballistic fabric commercially marketed, for example, under the trademark Dyneema or Spectra (hereinafter also referred to as mats or lamines) have been joined to form a triple layer. To bond the three mats, a polyurethane-based adhesive stiffening adhesive containing 0.1 to 12 wt. silica nanoparticles. The adhesive formed a thin, evenly distributed film with a maximum thickness of 0.5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.In total, ten separate mats on the firing side and five triple layers were used to assemble the sample. The last layer was a foam PE pad to dampen the impact of the projectile.
-4CZ 26200 Ul-4CZ 26200 Ul
Materiál APUAAPUA material
Tri vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující 12 až 20 % hmotn. nanočástic aluminy. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.Three layers of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) compact ballistic fabric commercially marketed, for example, under the trademark Dyneema or Spectra (hereinafter also referred to as mats or lamines) have been joined to form a triple layer. To bond the three mats, a polyurethane-based adhesive-reinforcing adhesive containing 12 to 20 wt. alumina nanoparticles. The adhesive formed a thin, evenly distributed film with a maximum thickness of 0.5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.In total, ten separate mats on the firing side and five triple layers were used to assemble the sample. The last layer was a foam PE pad to dampen the impact of the projectile.
Materiál X2-TOP-MOD2Material X2-TOP-MOD2
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými SiO2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.Three layers of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) compact ballistic fabric commercially marketed, for example, under the trademark Dyneema or Spectra (hereinafter also referred to as mats or lamines) have been joined to form a triple layer. Polyethylene terephthalate (PET) film was used to bond the three mats as a thin-layered SiO 2 nanoparticle-based acrylate monomer-based deformation-reinforcing adhesive layer and their clusters. The size of primary nanoparticles is in the range of 1 to 20 nm, clusters can reach up to 500 nm. The adhesive formed a thin, evenly distributed film with a maximum thickness of 0.5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito šest triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.In total, six triple layers on the firing side and ten separate mats were used to assemble the sample. The last layer was a foam PE pad to dampen the impact of the projectile.
Příklad 2: Balistická limitní rychlostExample 2: Ballistic Limit Speed
Pro jednotlivé připravené materiály byla stanovena balistická limitní rychlost v souladu s normou NIJ Standard-0101.04. Testy byly prováděny střelami 9x19 FMJIRN výrobce S&B Vlašim o hmotnosti 8 g. Hodnoceny byly rychlosti, při nichž došlo za podmínek testu k částečnému nebo úplnému průrazu. Výsledek je aritmetickým průměrem rychlostí 5x částečného průrazu a 5x úplného průrazu.The ballistic limit speed was determined for individual prepared materials in accordance with NIJ Standard-0101.04. The tests were carried out with 9x FMJIRN missiles manufactured by S&B Vlašim weighing 8 g. The rates at which partial or total puncture occurred under the test conditions were evaluated. The result is an arithmetic mean of 5x partial breakdown speed and 5x total breakdown.
Vzorek V50 (m/s)V50 Sample (m / s)
X3M 642,2X3M 642.2
X2 577X2 577
X2-TOP 647X2-TOP 647
X2-M 625X2-M 625
APU 594APU 594
APUNS 567APUNS 567
APUA 562APUA 562
X2-TOP-MOD 2635,1X2-TOP-MOD 2635.1
Claims (2)
Priority Applications (16)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-28558U CZ26200U1 (en) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Material for ballistic protection |
KR1020167008757A KR101867193B1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
NZ716865A NZ716865A (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
CA2921248A CA2921248C (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
PE2016000433A PE20160962A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | MATERIAL FOR BALLISTIC PROTECTION, METHOD OF PREPARATION AND USE |
MX2016003614A MX2016003614A (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof. |
CN201480051344.3A CN105555519B (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Bullet resistant material, preparation method and use |
UAA201604468A UA116485C2 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
PCT/CZ2014/000107 WO2015043559A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
US14/917,309 US20160221303A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
EP14802302.1A EP3052313A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
JP2016518755A JP6229049B2 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Bulletproof material, manufacturing method and use of the bulletproof material |
AU2014327883A AU2014327883B2 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
ZA2016/01388A ZA201601388B (en) | 2013-09-30 | 2016-02-29 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
CL2016000685A CL2016000685A1 (en) | 2013-09-30 | 2016-03-23 | Material for ballistic protection, its method of preparation and use. |
IL244799A IL244799A0 (en) | 2013-09-30 | 2016-03-28 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-28558U CZ26200U1 (en) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Material for ballistic protection |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ26200U1 true CZ26200U1 (en) | 2013-12-09 |
Family
ID=49753670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2013-28558U CZ26200U1 (en) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Material for ballistic protection |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ26200U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024033778A1 (en) * | 2022-08-07 | 2024-02-15 | Technology Innovation Institute – Sole Proprietorship LLC | Lightweight nanoparticle composition for a protective apparatus and method of making |
-
2013
- 2013-09-30 CZ CZ2013-28558U patent/CZ26200U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024033778A1 (en) * | 2022-08-07 | 2024-02-15 | Technology Innovation Institute – Sole Proprietorship LLC | Lightweight nanoparticle composition for a protective apparatus and method of making |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2921248C (en) | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof | |
Bilisik | Two-dimensional (2D) fabrics and three-dimensional (3D) preforms for ballistic and stabbing protection: A review | |
EP2780658B1 (en) | Protective material | |
US7498276B2 (en) | Advanced body armor utilizing shear thickening fluids | |
US9067385B2 (en) | High kinetic energy penetrator shielding and high wear resistance materials fabricated with boron nitride nanotubes (BNNTs) and BNNT polymer composites | |
ES2563070T3 (en) | Hybrids of composite materials of the same high performance fiber varying only the resin content | |
Li et al. | Ballistic helmets: Recent advances in materials, protection mechanisms, performance, and head injury mitigation | |
KR101715420B1 (en) | Improved ballistic composites having large denier per filament high performance yarns | |
KR101349709B1 (en) | Bullet-proof complex material using shear thickening fluid, a method for manufacturing the same and bullet-proof body armor made from the same | |
Chen et al. | Technical textiles for ballistic protection | |
CZ26200U1 (en) | Material for ballistic protection | |
Barhoumi et al. | Review of ballistic protection materials: properties and performances | |
WO2016116774A1 (en) | Ballistic resistant article and method of producing same | |
CZ2013760A3 (en) | Material for ballistic protection, preparation method and use thereof pip | |
Ribeiro et al. | Fabric Impregnation with Shear Thickening Fluid for Ballistic Armor Polymer Composites: An Updated Overview. Polymers 2022, 14, 4357 | |
Ehsan et al. | Numerical and Experimental Study of Multi-Layer Armors for Personal Protection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20131209 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20170929 |
|
MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20200930 |