BR112015019791B1

BR112015019791B1 - artigo resistente a penetração, e, método para a produção de um artigo resistente a penetração

Info

Publication number: BR112015019791B1
Application number: BR112015019791-4A
Authority: BR
Inventors: Christian Bõttger; Rüdiger Hartert
Original assignee: Teijin Aramid Gmbh
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2020-11-24
Also published as: US9683317B2; ZA201505879B; AU2014220749B2; US20160017522A1; MY184524A; EP2958737B1; WO2014128140A1; KR20150120490A; BR112015019791A2; RU2015139886A; RU2643798C2; CO7461118A2; IL240641B; MX347537B; EP2958737A1; CN104995013B; IL240641A0; CN104995013A; CA2901807C; AU2014220749A1

Abstract

ARTIGO RESISTENTE A PENETRAÇÃO, E, MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM ARTIGO RESISTENTE A PENETRAÇÃO. A invenção refere-se a um artigo resistente a penetração que compreende pelo menos uma estrutura de tecido que tem fibras termoplásticas e fibras de alta resistência, em que as fibras de alta resistência tem uma resistência de pelo menos 100 MPa, de acordo com a norma ASTM D-885, e uma segunda tecelagem da estrutura de tecido tem fibras de alta resistência, em que as fibras termoplásticas se encontram na segunda tecelagem e são ligadas a segunda tecelagem por meio de pelo menos um filete de urdidura e/ou trama, em que as fibras termoplásticas são responsáveis por uma proporção em peso com relação ao peso da tecelagem dupla de 5 a 35%. A invenção também se refere a um método para a produção de uma tal estrutura de tecido.

Description

ARTIGO RESISTENTE A PENETRAÇÃO, E, MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM ARTIGO RESISTENTE A PENETRAÇÃO

[001] A invenção refere-se a um artigo resistente a penetração que tem uma estrutura de tecido tecido, a referida estrutura de tecido tendo fibras de alta resistência, com uma força de pelo menos 1100 MPa, de acordo com a norma ASTM D-885 e fibras termoplásticas.

[002] Até agora, um processo de pré-impregnação (prepreg) tem sido utilizado para a produção de artigos resistente a penetração feitos a partir de camadas de tecido de fibras de alta resistência durante o qual uma película ou resina foi aplicada a uma camada do tecido. Após a etapa de calandragem, várias camadas de tecido pré-impregnadas foram empilhadas e compactadas sob alta temperatura e pressão para criar o material desejado, por exemplo, placas de reforço. Este método causou vários problemas. O material calandrado sobre o tecido de fibras de alta resistência contém solventes. Em condições atmosféricas normais, o solvente se difunde rapidamente de modo a que a película de resina também envelhece. A fim de evitar isso, transporte resfriado e armazenamento resfriado dos tecidos pré-impregnados são necessários. Além disso, o tecido dobrável das camadas de tecidos em pequenos raios é baixo. A calandragem das camadas de tecido também é muito dispendiosa. A etapa adicional do produto custa tempo e energia e é necessária uma película de liberação entre a máquina e película de resina a fim de impedir a aderência do material revestido a partes das máquinas de produção, mas também para a próxima camada de rolo (quando produzir pilhas de rolos). O processo de pré-impregnação pode ser evitado por uma solução de engenharia têxtil, em que um fio termoplástico é tecido em conjunto com os fios de alta resistência de modo que durante a compactação e formação do artigo feito a partir de várias camadas de tecido sob o aumento da temperatura e da pressão, o termoplástico se toma fluido e junta às camadas de tecido entre si, como um adesivo.

[003] Artigos feitos de várias camadas de tecido, também para proteção balística, são conhecidos. O uso de tecidos híbridos de fibras termoplásticas e de alta resistência de uma destas camadas de tecido, também é conhecido.

[004] US 5.168.006 descreve um tecido tecido em que as fibras termoplásticas e de alta resistência são tecidas entre si antes de ser compactadas para criar materiais moldáveis. Aqui, as duas fibras são tecidas em paralelo como filetes de urdidura e de trama, respectivamente, em um sistema de viga de urdidura. O tecido é caracterizado por ter um teor elevado de termoplásticos.

[005] A intenção de evitar o processo de pré-impregnação por medidas de engenharia têxtil também é conhecido.

[006] EP0417827 descreve um tecido tecido de fibras termoplásticas e fibras de alta resistência que pode ser usado como um material pré-impregnado para a produção de vestuário de proteção (capacete). Fibras termoplásticas pré-tratadas são unidas com as fibras de alta resistência para formar vigas de fibras que são, subsequentemente, tecidas, com as fibras de alta resistência, que representam de preferência 40 a 60% do tecido.

[007] Todos os artigos descritos na literatura publicada têm a desvantagem, no entanto, de apenas um efeito resistente à penetração menor e a dobrabilidade dos artigos é também baixa. O último efeito é predominantemente atribuível ao seu elevado teor de termoplástico do tecido tecido.

[008] O documento DE 10 2011 102 342 descreve um artigo têxtil multicamada com pelo menos uma camada dupla. Uma primeira dobra do artigo têxtil multicamada contém filetes de reforço, enquanto uma segunda dobra do artigo têxtil multicamada contém segmentos da matriz. Os filetes de reforço devem ter um arranjo estruturado no artigo têxtil multicamada [0009], de modo que formam, por exemplo, um tecido não crimpado. As duas junções de filetes são unidas entre si utilizando fios de ligação. O documento não descreve que os filetes de reforço arranjados na estrutura formam um tecido tecido de filetes de reforço. A estrutura de tecelagem de sincronização avançada (descrito no documento EP 0.408.830) é mencionada [0016] como uma modalidade preferida do artigo têxtil multicamada. Nesta estrutura os filetes de reforço formam duas camadas de tecido não encrespadas que se cruzam entre si e os filetes de matriz prendem os filetes de reforço em conjunto pelos filetes de trama superior entrelaçados ou filetes de trama inferiores. O material da matriz é, por conseguinte, localizado entre os filetes de reforço. O objetivo da invenção de acordo com o documento DE 10 2011 102 432 representa a distribuição ideal uniforme dos filetes da matriz de modo que quando o material da matriz funde, cada um dos filamentos das fibras de reforço é molhado com o material de matriz. A fim de alcançar este objetivo, os filetes de reforço não têm de ter a forma de um tecido tecido, tal como de outro modo uma distribuição uniforme do material da matriz nos pontos de cruzamento do tecido não seria possível. Além disso, a infiltração do material de matriz em um tal tecido de fibras de reforço é mais difícil. O artigo têxtil plano descrito no presente documento pode ser utilizado como uma película exterior para aviões, veículos automóveis ou outros veículos [0022]. Devido ao fato de os filamentos de fibras de reforço são uniformemente umedecidos pelo material da matriz, a capacidade de retenção balística seria significativamente reduzida, de modo que o material do documento DE 10 2011 102 432 não pode ser utilizado para fins de antibalísticos.

[009] O objetivo da presente invenção é, portanto, eliminar ou pelo menos reduzir as desvantagens descritas no estado da técnica.

[0010] O objetivo é atingido por um artigo resistente à penetração que compreende pelo menos uma estrutura de tecido tecido possuindo fibras termoplásticas e fibras de alta resistência, com as fibras de alta resistência, com uma resistência de pelo menos 1100 MPa, de acordo com a norma ASTM D-885, em que o fibras de alta resistência, em conjunto, formam um segundo tecido tecido da estrutura de tecido tecido e as fibras termoplásticas se encontram no segundo tecido e são ligadas ao segundo tecido por pelo menos um filete de urdidura e/ou filete de trama, com as fibras termoplásticas tendo uma porcentagem em peso em relação ao peso do tecido duplo de 5 a 35%.

[0011] As fibras termoplásticas de preferência existem na estrutura de tecido tecido sob a forma de um primeiro tecido tecido ou sob a forma de um tecido não crimpado. Se as fibras termoplásticas existem na forma de um tecido não crimpado, as fibras termoplásticas de preferência formam um tecido unidirecional não crimpado. Um tecido unidirecional sem crimpagem deve ser entendido no sentido de quando as fibras (monofilamentos ou multifilamentos) são arranjadas mais ou menos paralelas entre si em um plano.

[0012] Na modalidade em que as fibras termoplásticas existem sob a forma de um primeiro tecido tecido, o primeiro e segundo tecido da estrutura do tecido tecido são de preferência unidos ao segundo tecido (de fibras de alta resistência) por filetes de urdidura e/ou filetes de trama a primeira camada de tecido (isto é, por fibras termoplásticas). Isto significa que o tecido de fibras de alta resistência é unido ao tecido de fibras termoplásticas por fibras termoplásticas.

[0013] Na modalidade em que as fibras termoplásticas existem como um tecido não crimpado (de preferência como um tecido unidirecional sem crimpagem) na estrutura de tecido tecido, uma ligação é feita de preferência por, pelo menos, um filete de urdidura e/ou filete de trama do segundo tecido. Isto significa que o tecido de fibras de alta resistência está unido ao tecido de não crimpagem das fibras termoplásticas por filete de urdidura e/ou filete de trama de fibras de alta resistência.

[0014] Em ambas as modalidades (com as fibras termoplásticas existindo como um tecido tecido ou como um tecido de não crimpagem) o segundo tecido de fibras de alta resistência está unido às fibras termoplásticas por uma ligação de tecido. Sem filete de ligação adicional ou agentes de ligação adicionais de artigos não têxteis (por exemplo, películas ou folhas adesivas) são necessários para a ligação entre a segunda camada de tecido e as fibras termoplásticas. As fibras termoplásticas, vantajosamente, não são tecidas no tecido de fibras de alta resistência de modo que as fibras de alta resistência podem mover-se dentro da sua camada de tecido. Isto melhora significativamente a capacidade de retenção de balística das fibras de alta resistência. Além disso, é vantajoso que as fibras termoplásticas deitem sobre o tecido de fibras de alta resistência. Durante a fusão das fibras termoplásticas, uma fina cobertura de material termoplástico é formada na superfície da camada de tecido de fibras de alta resistência, mas o material termoplástico não se infiltra na camada de tecido de fibras de alta resistência (isto é não há nenhuma impregnação da camada de tecido de fibras de alta resistência com o material termoplástico fundido). Este efeito também melhora ou mantém a capacidade de retenção de balística das fibras de alta resistência no tecido (delaminação controlada no momento do impacto é possível).

[0015] A fim de simplificar a leitura da descrição, o primeiro tecido tecido da estrutura de tecido tecido também é referido na descrição adicional como a primeira camada de tecido (camada de tecido termoplástico) e o segundo tecido tecido da estrutura de tecido tecido também como a segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência).

[0016] A estrutura do tecido tecido forma um tecido duplo. Um tecido duplo é para ser entendido como duas camadas de tecido tecido, cada uma das quais é em si mesma tecida, mas que estão em contato uma com o outra por meio de pontos de amarração. Com uma dupla camada de tecido, há duas camadas de tecido tecido que, por exemplo, pode se situar uma sobre a outra. Um tecido duplo, também deve ser entendido, no entanto, como um tecido tecido e uma camada adicional de fibras unidirecionais que encontram sobre esta camada de tecido tecido e unida a esta última por um filete de urdidura e/ou filetes de trama da camada de tecido. Em tais casos, o tecido duplo é referido como um tecido duplo 1,5.

[0017] Na descrição adicional os termos estrutura de tecido tecido e tecido duplo são usados como sinônimos.

[0018] As fibras termoplásticas tem uma porcentagem em peso em relação ao peso do tecido duplo de preferência 8 a 20%, mais preferencialmente de 10 a 15%.

[0019] A porcentagem em peso citada das fibras termoplásticas resulta, assim, de preferência, quase exclusivamente, a partir das fibras termoplásticas da primeira camada de tecido tecido ou a partir da primeira camada de tecido de não crimpagem das fibras termoplásticas (camada termoplástica). A parte de termoplástico do peso total do tecido duplo deve ser selecionado baixo, a fim de permitir uma grande proporção de fibras de alta resistência. A função primária da camada termoplástica encontra-se na ligação da segunda camada de tecido de fibras de alta resistência para outras (adicionais) camadas de artigos têxteis para formar um artigo resistente a penetração. A função do segundo tecido de fibras de alta resistência, por outro lado, é predominantemente o de influenciar a resistência e elasticidade do artigo. Quando se utiliza a estrutura de tecido tecido em um artigo antibalístico o segundo tecido de fibras de alta resistência balística determina a capacidade do artigo antibalístico.

[0020] As fibras de elevada resistência têm, preferivelmente, uma parte do peso total do tecido duplo de 65 a 95%, mais preferencialmente de 80 a 95% e mais preferivelmente de pelo menos 85 a 90%. A porcentagem em peso das fibras de alta resistência de um modo preferido resulta quase exclusivamente a partir de fibras de alta resistência da segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência). Por conseguinte, as fibras de alta resistência com uma resistência de pelo menos 1100 MPa, de acordo com a norma ASTM D-885, estão presentes quase exclusivamente, e mais de preferência exclusivamente, no segundo tecido do tecido duplo.

[0021] O segundo tecido de fibras de alta resistência é de preferência unido às fibras termoplásticas através de pontos de amarração. Uma área de 100 cm2 do tecido duplo tem de preferência 20 a 150 pontos de amarração entre as fibras termoplásticas e o tecido de alta resistência. Uma área de 100 cm2 do tecido duplo mais de preferência tem 30 a 50 pontos de amarração entre as fibras termoplásticas e o tecido de alta resistência.

[0022] Quando as fibras termoplásticas tomam a forma de um primeiro tecido tecido na estrutura de tecido tecido, as duas camadas de tecido do tecido duplo estão, de preferência, em contato uma com a outra por intermédio dos seus filetes de urdidura e/ou trama, de modo que não há mais filetes de contato adicionais a serem usados. Por exemplo, cada quarto filete de urdidura da primeira camada de tecido (camada de tecido termoplástico) pode ser tecida em pontos discretos com o filete da trama da segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência). Estes pontos de amarração discretos podem ocorrer regularmente ou aleatoriamente no tecido duplo.

[0023] Os pontos de amarração para juntar as fibras termoplásticas para a segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência) são de preferência conexões intercamada (chamado "Anbindungen" ou "Abbindungen") quando as fibras de alta resistência formam uma primeira camada de tecido. Uma ligação trama-a-urdidura ("Anbindung") deve ser entendido como um filete de trama de uma camada de tecido inferior sendo unida por ligação a filetes de urdidura de uma camada de tecido superior. Por exemplo, as primeiras e segunda camadas de tecido podem ser unidas através da ligação de filetes de trama da segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência) a filetes de urdidura da primeira camada de tecido (camada de tecido termoplástico). Uma ligação de urdidura-a-trama ("Abbindung") deve ser entendido que existe uma relação entre a urdidura de uma camada de tecido inferior e a trama de uma camada de tecido superior. Por exemplo, a primeira e segunda camada de tecido pode ser unida por ligações de urdidura-a-trama com filetes de urdidura da segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência) sendo unida a filetes de trama da primeira camada de tecido (camada de tecido termoplástico).

[0024] O número de pontos de amarração por unidade de área de no tecido duplo tem uma influência sobre o caimento do elemento balístico. Os poucos pontos de amarração existem entre a primeira camada de tecido (camada de tecido termoplástico) e a segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência) no tecido duplo, o mais dobráveis o tecido duplo é, antes e durante a compactação. A separação de material termoplástico e de fibras alta resistência, contudo, tem uma influência maior no caimento do que o número de pontos de amarração.

[0025] Se as fibras termoplásticas tomam a forma de um tecido de não crimpagem, e de preferência sob a forma de um tecido unidirecional não crimpado, em seguida, a segunda camada de tecido (fibras de alta resistência) é de preferência unida às fibras termoplásticas em pelo menos um filete de urdidura e/ou filete de trama do segundo tecido. Pelo menos uma fibra termoplástica é, assim, de preferência, unida ao segundo tecido por um filete de urdidura e/ou filete de trama. Aqui, novamente, a dobrabilidade também é influenciada pelo número de conexões da camada de tecido termoplástico não crimpado e a camada de tecido tecido de fibras de alta resistência. Aqui de novo, no entanto, a separação das fibras termoplásticas e fibras de alta resistência tem o maior efeito sobre o dobramento da estrutura de tecido.

[0026] Foi inesperadamente mostrado favorável para a aplicação balística se o termoplástico (ou seja, as fibras termoplásticas) está predominantemente localizado apenas entre as camadas de fibras de alta resistência (segunda camada de tecido) e não entre as fibras de alta resistência adequadas. A razão para isto é que a impregnação das fibras de alta resistência com o material termoplástico reduz a absorção de energia do que as fibras de alta resistência, consequentemente reduzindo o efeito resistente a penetração. Uma alta porcentagem em peso de fibras de alta resistência tem-se revelado aqui importante para as propriedades físicas do tecido, em particular para a proteção resistente a penetração/ balística.

[0027] Em todos os artigos mencionados até agora na técnica anterior, as fibras termoplásticas e de alta resistência encontram-se em paralelo a um tecido de modo que em aquecimento e compactação, o termoplástico é igualmente distribuído entre as fibras de alta resistência. As fibras de alta resistência no artigo resultante podem então mover menos e, portanto, absorver menos energia no momento do impacto antes de as fibras serem destruídas. Além disso, a porcentagem em peso dos materiais termoplásticos do tecido é relativamente elevada, de modo que o peso do artigo acabado é também elevado. Uma desvantagem das ligações convencionais de tecidos utilizando o material termoplástico é que a ligação entre o material termoplástico e tecido é frequentemente escolhido para ser muito rígida (por exemplo, através de um elevado teor de termoplástico e um grande número de pontos de amarração entre termoplástico e tecido). Com materiais antibalísticos, no entanto, uma tal ligação rígida é uma desvantagem, como uma delaminação controlada é desejável para a transformação de energia (no caso de bombardeamento). Com uma composição rígida a bala iria penetrar o compósito e, assim, perder menos energia do que se uma delaminação controlada fosse acontecer.

[0028] Um polímero termoplástico é de preferência utilizado como o material para as fibras termoplásticas. Poliamida, poliéster ou poliuretano são um modo particularmente preferido utilizada como o material para as fibras termoplásticas. Particularmente preferível as fibras termoplásticas são feitas em parte ou totalmente de poliamida, em particular poliamida 11, poliamida 12 (PA-12).

[0029] Em uma modalidade preferida, a primeira camada de tecido tecido ou a primeira camada de tecido não crimpado (camada de termoplástico) é completamente feita de poliamida, poliéster ou poliuretano, mais preferivelmente poliamida, especialmente poliamida 11, poliamida 12 (PA-12). As fibras termoplásticas mencionadas podem assumir a forma de monofilamentos e/ou multifilamentos na primeira camada (camada termoplástica) do tecido duplo. O uso de PA-12 tem a vantagem de ser quimicamente inerte e absorve pouca umidade. Isso faz a posterior compactação mais fácil e menos intensiva de energia. Além disso, o ponto de fusão de PA-12 é semelhante à da resina utilizada no processo de pré-impregnação de modo que as mesmas máquinas podem ser utilizadas para a compactação do tecido duplo como foram anteriormente utilizadas com os tecidos pré-impregnados. Além disso, a PA-12 é um material de partida barato. PA 12 tem também uma resistência vantajosamente elevada ao calor até aproximadamente 160°C.

[0030] Se as fibras termoplásticas na primeira camada tem a forma de um tecido tecido, esta primeira camada de tecido tem de preferência uma densidade de tecido de acordo com Walz de, ou mais preferivelmente abaixo, de 30%. A densidade de tecido de acordo com Walz da primeira camada de tecido é um modo particularmente preferível 20% ou menos, e mais preferivelmente 15% ou menos.

[0031] Além disso, a segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência) do tecido de camada dupla tem uma densidade de tecido de acordo com Walz de preferência mais do que 30%. Mais de 30% aqui significa que 30% não está incluída. A segunda camada de tecido tem uma densidade de tecido de acordo com Walz de um modo particularmente preferido mais do que 45%, mais preferivelmente mais do que 50%.

[0032] A densidade de tecido de acordo com Walz (DG) foi calculada como se segue:
DG = (dk + ds)2Xfk Xfs
onde:
dk - diâmetro da substância do fio de urdidura em mm;
ds = diâmetro da substância do fio de trama em mm;
fk - filamentos de urdidura por cm
fs = filamentos de trama por cm

[0033] O diâmetro da substância dk ou ds dos fios é calculado como se segue:
d = V (densidade linear) / (88,5 xVdensidade)
onde d é ou dk ou ds e a densidade linear do fio correspondente é inserido em dtex e a densidade do fio em g/cm3.

[0034] A densidade do tecido calculada usando a equação aplica-se a tecidos com tecelagem plana. Se tecelagens que não sejam tecelagens planas forem utilizadas, um fator de correção de tecelagem tem de ser incluído na equação. Para tecidos com tipos especiais de tecelagem, por exemplo, os seguintes valores são inseridos como o fator de correção de tecelagem:

[0035] A densidade do tecido de acordo com Walz DG calculada usando a equação é multiplicada por estes fatores de correção. A densidade de tecido é determinada em %.

[0036] Como a densidade do tecido para outros tipos de tecelagem (para os quais não foi dado o fator de correção) pode ser determinada é descrito em "Textil-Praxis", edição 2,1947 (Robert Kochhammer Verlag, Stuttgart), nas páginas 330 a 335 e 366 a 370 pelos autores F. Walz e J. Luibrand.

[0037] Se as fibras termoplásticas na primeira camada tem a forma de um tecido tecido, em seguida, esta primeira camada de tecido (tecido termoplástico) e/ou a segunda camada de tecido (tecido de alta resistência) de um modo preferido cada uma têm os mesmos números de filetes na urdidura e na trama. Isto significa que existe uma tecelagem simétrica dentro dos tecidos em que o número de filetes de urdidura é igual ao número de filetes de trama.

[0038] As fibras de alta resistência têm uma resistência de pelo menos 1100 MPa de acordo com a norma ASTM D-885, de preferência uma resistência de mais de 2000 MPa de acordo com a norma ASTM D-885.

[0039] As fibras de alta resistência são de preferência fibras de aramidas (de preferência, poli(p-fenileno-tereftalamida) ou copolímeros de aramida, fibras de polietileno com peso molecular ultraelevado, as fibras de polipropileno com peso molecular ultraelevado, fibras de polibenzotiazol ou fibras de polibenzoxazol. Especialmente de preferência a segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência) compreende fibras de aramida, tais como fibras de Twaron® de Teijin Aramid. Mais preferencialmente mais de 90% da segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência) consiste de fibras de aramida.

[0040] As fibras de aramida, de preferência tomam a forma de um fio de multifilamento em uma segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência).

[0041] Na modalidade em que as fibras termoplásticas tomam a forma de um primeiro tecido tecido, as fibras termoplásticas ou filetes da primeira camada de tecido (camada de tecido termoplástico) têm a mesma média de formação no tecido como os filamentos que formam a segunda camada de tecido (camada de tecido de alta resistência). Uma média de formação é para ser entendida como quando o valor médio da alteração relacionada com o comprimento da tecelagem dos filetes de urdidura e/ou filetes de trama da primeira camada de tecido corresponde aproximadamente ao valor médio da alteração relacionada com o comprimento da tecelagem dos filetes de urdidura e/ou filetes de trama na segunda camada de tecido. Os filetes que unem as duas camadas de tecido não são incluídos no cálculo da média de formação. O comprimento médio do filete dos filetes de urdidura da primeira camada de tecido e o comprimento médio de filete dos filetes da urdidura na segunda camada de tecido é, de preferência aproximadamente o mesmo. Também é preferível que o comprimento médio do filete dos filetes de trama da primeira camada de tecido é mais ou menos o mesmo que o comprimento médio de segmento dos filetes de trama da segunda camada de tecido. Em uma outra modalidade os filetes de urdidura de uma camada de tecido (primeira ou segunda camada de tecido) tem uma média de formação que corresponde aproximadamente à média de formação dos filetes de trama da mesma camada de tecido (primeira ou segunda camada de tecido). Isto significa que o comprimento médio dos filetes da urdidura é mais ou menos o mesmo que o comprimento médio dos filetes de trama em uma camada de tecido (primeira ou segunda camada de tecido). Aproximadamente a mesma significa que o comprimento dos filetes varia em apenas aproximadamente 20 a 30%. Na dupla camada de tecido das camadas de tecido em relação uma a outra pode ter aproximadamente a mesma média de formação e cada camada de tecido pode ter aproximadamente a mesma média de formação. A média de formação é determinada em conformidade com a norma internacional ISO 7211/3, com 2 cN/tex sendo escolhido como a pretensão para as fibras da camada de tecido de alta resistência e 0,5 cN/tex para as fibras da camada de tecido termoplástico.

[0042] Na modalidade em que as fibras termoplásticas tomam a forma de um tecido não crimpado, mais preferivelmente a forma de um tecido de não crimpagem unidirecional, os filetes de urdidura e/ou filetes de trama da camada de tecido de alta resistência todos têm aproximadamente a mesma média de formação. Mais de preferência, todos os filetes de urdidura da segunda camada de tecido têm aproximadamente a mesma média de encolhimento, e todos os filetes de trama da segunda camada de tecido têm aproximadamente a mesma média de formação. Tal cerca a mesma média de formação é possível quando as conexões com as fibras termoplásticas são distribuídas simetricamente em relação ao segundo tecido. A explicação já dada aplica-se aqui para o termo de formação média.

[0043] Um outro objeto da invenção é um método para a produção de um artigo resistente a penetração que compreende pelo menos uma estrutura de tecido tecido possuindo fibras termoplásticas e fibras de alta resistência, com as fibras de alta resistência, com uma resistência de pelo menos 1100 MPa, de acordo com a norma ASTM D-885, a referida estrutura de tecido tecido que tem um segundo tecido tecido de fibras de alta resistência e as fibras termoplásticas encontram-se no segundo tecido e são unidas ao segundo tecido por pelo menos um filete de urdidura e/ou filete de trama, as referidas fibras termoplásticas tendo uma porcentagem em peso em relação ao peso do tecido duplo de 5 a 35%.

[0044] Em uma modalidade em que as fibras termoplásticas tomam a forma de um primeiro tecido tecido na estrutura de tecido tecido é preferível para a produção do tecido de camada dupla (estrutura de tecido tecido) para o primeiro e segundo tecidos para cada um ser tecido em uma viga de urdidura separado.

[0045] Uma área de 100 cm2 do tecido duplo é de preferência produzida com 20 a 150 pontos de amarração entre as fibras termoplásticas e o segundo tecido.

[0046] O segundo tecido (camada de tecido de alta resistência) é, de preferência tecido em um tecido de algodão (tecido grosseiro) plano ou tecelagem de sarja.

[0047] Pelo menos uma das estruturas de tecido tecido descritas é preferencialmente compactada com pelo menos uma outra camada de artigo têxtil sob pressão e a uma temperatura igual ou superior ao ponto de fusão da fibra termoplástica e inferior ao ponto de fusão da fibra de alta resistência sem pré -impregnação para formar uma folha.

[0048] A outra camada de artigo têxtil deve de preferência ser produzida por técnicas de engenharia de artigos têxteis e pode, por exemplo, ser uma camada de malha, agulhada, malha-Raschel ou de tecido. A outra camada de artigo têxtil pode ser também um tecido multiaxial.

[0049] A outra camada de artigo têxtil compreende de preferência fibras de alta resistência, com uma resistência de pelo menos 1100 MPa, de acordo com a norma ASTM D-885. Mais preferencialmente, a camada adicional artigo têxtil é feita de pelo menos 80%, mais preferivelmente 90% das referidas fibras de alta resistência.

[0050] As fibras de alta resistência da outra camada de artigo têxtil são de preferência fibras de aramida, fibras de polietileno com peso molecular ultraelevado, fibras de polipropileno com peso molecular ultraelevado, fibras de polibenzoxazol ou fibras de polibenzotiazol.

[0051] A outra camada de artigo têxtil é de preferência uma outra camada da estrutura de tecido tecido, tal como descrito neste pedido de patente.

[0052] Uma ou uma pluralidade das estruturas de tecido descritas (compactado, por exemplo, com um ou uma pluralidade de camadas adicionais de artigos têxteis) podem ser utilizadas em um artigo empacotado antibalístico (por exemplo, soldadas) em uma película de plástico. A película pode, por exemplo, ser uma película de poliuretano à base de éter ou éster altamente elástica. A película é, de preferência preta e tem uma espessura de 75 a 150 pm. Um exemplo de uma tal película é Walopur® Platilon® L de epurexfilms (Bayer). No entanto, uma película translúcida, mas impermeável ao UV também pode ser utilizada em que as estruturas de tecido (com ou sem outra camada de artigo têxtil) pode ser colocada ou em que estas podem ser bainha (por exemplo, por soldadura). Películas translúcidas impermeáveis ao UV ao permitir que a estrutura de tecido a ser vistas a partir do exterior da bainha. Se, por exemplo, um pacote antibalístico é feito a partir de uma pluralidade de estruturas de tecido compactadas e mais camadas de artigos têxteis, é possível que este pacote antibalístico tem um lado de ataque e um lado do corpo. A fim de identificar os diferentes lados, um ou dois avisos (por exemplo, etiquetas) podem ser ligadas a um ou ambos os lados do pacote antibalístico. Estes avisos são, então, ainda visíveis do exterior quando o pacote antibalístico está dentro da película. Se o pacote antibalístico é inserido no revestimento à prova de bala juntamente com a película, então pode ser vantajosamente assegurado que o pacote antibalístico é corretamente posicionado no interior do revestimento à prova de bala. A película forma, de preferência, uma bainha em tomo de uma ou de uma pluralidade das estruturas de tecido e protege estas de umidade, sujidade e luz UV. Epurex blanc, Epurex luz azul, Epurex azul escuro, Epurex amarelo claro, Epurex amarelo ou Epurex amarelo escuro (Bayer), por exemplo, pode ser utilizado como a película translúcida.

[0053] O artigo resistente a penetração de acordo com a reivindicação principal e reivindicações dependentes pode ser usado para produzir vestuário de proteção resistente a penetração, tais como coletes, capacetes, escudos ou elementos protetores. O artigo resistente a penetração deve ter preferencialmente propriedades à prova de facada e/ou antibalísticas.

[0054] Modalidades da invenção são ilustradas por meio das Figuras 1 a 6.

[0055] As Figuras 1 a 4 mostram uma representação tridimensional de uma modalidade possível de uma estrutura de tecido tecido com pontos de amarração.

[0056] A Figura 5 mostra um projeto de tecelagem de um tecido duplo com pontos de amarração.

[0057] As Figuras 6 e 7 mostram, esquematicamente, uma outra modalidade de uma estrutura de tecido tecido.

[0058] A Figura 1 mostra um exemplo de uma modalidade possível da invenção em que as fibras termoplásticas formam uma primeira camada de tecido tecido 1 e fibras de alta resistência formam uma segunda camada de tecido tecido 2 em uma estrutura de tecido tecido 3. A estrutura de tecido 3 é referida a seguir, também como um tecido duplo. No tecido duplo 3, pontos de amarração foram formados em pontos regularmente recorrentes (A) entre o primeiro tecido 1 e do segundo tecido 2 abaixo. O primeiro tecido 1 pode, por exemplo, ser feito de fibras termoplásticas 4, e o segundo tecido 2 de fibras de alta resistência 5, tais como aramida (preferencialmente para-aramida). As fibras termoplásticas 4 consequentemente encontram-se no segundo tecido 2. Como pode ser visto na Figura 1, o segundo tecido 2 tem uma estrutura simétrica, isto é, o número de filetes de urdidura é igual ao número de filetes de trama no segundo tecido 2.

[0059] A Figura 2 também mostra uma representação tridimensional do tecido duplo 3 com um primeiro tecido 1 e um segundo tecido 2.

[0060] A Figura 3 mostra esquematicamente o tecido duplo 3, em que o primeiro tecido 1 está representado espaçado do segundo tecido 2 para uma melhor ilustração. Nesta representação, pode ser visto que filetes da primeira camada de tecido 1 são tecidos com o segundo tecido 2 de modo pontos de amarração A são formados entre o primeiro tecido 1 e o segundo tecido 2. Também pode ser visto claramente que apesar dos pontos de amarração A, existem duas camadas separadas de tecido 1, 2 e os filetes do primeiro tecido essencialmente não se encontram na camada de tecido do segundo tecido 2. O primeiro tecido 1, assim, encontra-se no segundo tecido 2 e é unido à segunda tecido 2 através de pontos de amarração A individuais. 90% da área do primeiro tecido 1 de um modo preferido, encontra-se no segundo tecido 2. O primeiro tecido 1 encontra-se também de preferência, essencialmente paralelo ao segundo tecido 2.

[0061] A Figura 4 mostra uma outra representação de uma camada dupla de tecido 3.

[0062] A Figura 5 mostra, na parte superior da figura, um projeto de tecelagem e na parte inferior da Figura uma representação de tecelagem na seção transversal.

[0063] A Figura 6 mostra uma outra modalidade da estrutura de tecido tecido 3. Nesta modalidade, a fibras de alta resistência 5 formam um segundo tecido tecido 2 em que as fibras termoplásticas 4 se encontram. As fibras termoplásticas 4 formam uma camada de tecido de não crimpagem 6 que - como mostrado no exemplo - pode ser uma camada de tecido de não crimpagem unidirecional. Na modalidade da segunda camada de tecido tem uma tecelagem de tecido de algodão. As fibras termoplásticas 4 são unidas à segunda camada de tecido 2 por filetes de urdidura da segunda camada de tecido (ou seja, por fibras de alta resistência 5). A ligação entre as fibras de alta resistência, 5 e as fibras termoplásticas 4 também cria um tipo de tecido tecido de fibras termoplásticas 4 e fibras de alta resistência 5 de modo que o termo tecido duplo 3 também se aplica a esta modalidade. O primeiro tecido tecido 1 é, assim, formado por fibras termoplásticas 4 e fibras de alta resistência na urdidura, e o segundo tecido tecido 2 é formado por fibras de alta resistência 5 em urdidura e trama. A ligação entre as fibras termoplásticas 4 e o segundo tecido 2 de fibras de alta resistência 5 é distribuída simetricamente ao longo do tecido duplo 3, tal como indicado pela seta. Como resultado, os filetes de urdidura do segundo tecido 2, essencialmente todos têm a mesma média de formação no segundo tecido 2, tal como todos os filetes de urdidura, essencialmente, tem o mesmo número de ligações para as fibras termoplásticas 4.

[0064] A Figura 7 mostra esquematicamente a modalidade da Figura 6 em detalhe. As fibras de alta resistência 5 ligam as fibras termoplásticas 4 ao segundo tecido 2 de modo que a estrutura do tecido tecido 3 é criado.
Lista de números de referência
A Ponto de amarração

1 Primeiro tecido tecido (primeira camada de tecido, camada de tecido termoplástico)
2 Segundo tecido tecido (segunda camada de tecido, camada de tecido de alta resistência)
3 Tecido duplo
4 Fibras termoplásticas
5 Fibras de alta resistência
6 Camada de tecido não crimpado (fibras termoplásticas)

Claims

Artigo resistente a penetração, que compreende pelo menos uma estrutura de tecido tecido (3) que tem fibras termoplásticas e fibras de alta resistência, com as fibras de alta resistência tendo uma resistência de pelo menos 1100 MPa de acordo com a norma ASTM D-885, em que as fibras de alta resistência são ligadas entre si para formar um tecido tecido (2) da estrutura de tecido tecido (3), em que as fibras termoplásticas tem uma porcentagem em peso em relação ao peso da estrutura de tecido tecido (3) de 5 a 35%, caracterizado pelo fato de que as fibras termoplásticas, sob a forma de um tecido não crimpado (6) encontram-se no tecido tecido (2) e estão unidos ao tecido tecido (2) por pelo menos um filete de urdidura e/ou filete de trama do tecido tecido (2) de fibras de alta resistência e filetes unidos não adicionais ou agentes de união de artigos não têxteis são providos para conexão entre o tecido tecido (2) e as fibras termoplásticas. 2
Artigo resistente a penetração, em que compreende pelo menos uma estrutura de tecido tecido (3) tendo fibras termoplásticas e fibras de alta resistência, em que as fibras termoplásticas tem uma porcentagem em peso com relação ao peso da estrutura de tecido tecido (3) de 5 a 35%, em que as fibras de alta resistência tem uma resistência de pelo menos 110 Mpa de acordo com ASTM D-885, e as fibras de alta resistência são juntamente unidas para formar um tecido tecido (2) da estrutura de tecido tecido (3), caracterizado pelo fato de que fibras termoplásticas são juntamente unidas para formar adicionalmente um tecido tecido (1), em que o tecido tecido adicional (1) das fibras termoplásticas encontra-se tecido tecido (2) de fibras de alta resistência e são unidas ao tecido tecido (2) das fibras de alta resistência por pelo menos um filete de urdidura e/ou um filete de trama, em que o tecido tecido (2) das fibras de alta resistência e o tecido tecido adicional (1) das fibras termoplásticas são cada um em si mesmo tecidos e filetes unidos não adicionais ou agentes de união de artigos não têxteis são providos para conexão entre o tecido tecido (2) e as fibras termoplásticas.
Artigo resistente a penetração de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as fibras termoplásticas têm uma porcentagem em peso em relação à estrutura de tecido tecido (3) de 10 a 15%.
Artigo resistente a penetração de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as fibras de alta resistência têm uma porcentagem em peso em relação à estrutura de tecido tecido (3) de 65 a 95%, de preferência de 80 a 90%.
Artigo resistente a penetração de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o tecido tecido (2) de fibras de alta resistência são juntamente unidos com as fibras termoplásticas é unido entre si nos pontos de amarração (A), em que uma área de 100 cm2 da estrutura de tecido tecido (3) tem 20 a 150 pontos de amarração (A).
Artigo resistente a penetração de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma área de 100 cm2 da estrutura de tecido tecido (3) tem de 30 a 50 pontos de amarração (A).
Artigo resistente a penetração de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o tecido tecido adicional (1) das fibras termoplásticas tem uma densidade de tecido de acordo com Walz de menos do que 30%.
Artigo resistente a penetração de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o tecido tecido (2) das fibras de alta resistência tem uma densidade de tecido de acordo com Walz de mais de 30%, de preferência de mais de 45%.
Artigo resistente a penetração de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as fibras termoplásticas na estrutura de tecido tecido (3) são feitas de poliamida, poliéster ou poliuretano, sob a forma de monofilamentos e/ou multifilamentos.
Artigo resistente a penetração de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as fibras de alta resistência são fibras de aramida, fibras de copolímero de aramida, fibras de polietileno com peso molecular ultraelevado, as fibras de polipropileno com peso molecular ultraelevado, fibras de polibenzoxazol e/ou fibras polibenzotiazol.
Artigo resistente a penetração de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os filetes de urdidura e/ou trama do tecido tecido adicional (1) das fibras termoplásticas têm a mesma média de formação de acordo com a norma ISO 7211/3 tal como os filetes de urdidura e/ou trama do tecido (2) da fibra de alta resistência ou que os filetes de trama e filetes de urdidura do tecido das fibras de alta resistência ou do tecido tecido adicional (1) das fibras termoplásticas (1,2) tem a mesma média de formação de acordo com a norma ISO 7211/3.
Artigo resistente a penetração de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os filetes de urdidura e/ou trama de tecido tecido (2) das fibras de alta resistência têm a mesma média de formação de acordo com a norma ISO 7211/3.
Artigo resistente a penetração de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras termoplásticas têm a forma de um tecido unidirecional não crimpado.
Método para a produção de artigo resistente a penetração compreendendo pelo menos uma estrutura de tecido tecido (3) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das estruturas de tecido tecido (3) descrita de acordo com a reivindicação 1 ou 2 é compactada com pelo menos uma outra camada de artigo têxtil sob pressão e a uma temperatura igual ou superior ao ponto de fusão da fibra termoplástica e abaixo do ponto de fusão da fibra de alta resistência sem pré-impregnação para formar uma folha.