BR112015023200B1

BR112015023200B1 - artigo balístico-resistente, e método para formar um artigo balístico-resistente

Info

Publication number: BR112015023200B1
Application number: BR112015023200-0A
Authority: BR
Inventors: Henry Gerard Ardiff; Lori L. Wagner
Original assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-09
Publication date: 2021-03-16
Also published as: TR201910142T4; KR102251147B1; RU2645546C2; EP2972059A2; RU2015141525A; CN105190221B; WO2014197022A2; JP2016519271A; US20140260933A1; CA2903762C; KR20150135777A; IL241005A0; EP2972059B1; IL241005B; JP6461903B2; CN105190221A; EP2972059A4; BR112015023200A2; US9291440B2; WO2014197022A3

Abstract

ARTIGO BALÍSTICO-RESISTENTE, E MÉTODO PARA FORMAR UM ARTIGO BALÍSTICO-RESISTENTE. Artigos compósitos balístico-resistentes possuindo aprimorada resistência à deformação da face posterior. Os artigos compósitos incorporam um ou mais painéis de vácuo que mitigam ou eliminam a energia da onda de choque resultante de um impacto de um projétil, para minimizar a compressão transitória dos materiais situados por trás da armadura.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] Esta tecnologia refere-se a artigos compósitos balístico-resistentes que possuem melhorada resistência à deformação da face posterior.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[0002] As duas medidas principais de desempenho de uma armadura anti-balística são a resistência à penetração do projétil e a resistência ao trauma contuso ("trauma"). Uma caracterização comum da resistência à penetração de projétil é a velocidade V50, que é a velocidade de impacto derivada experimentalmente, calculada estatisticamente, na qual um projétil é esperado penetrar completamente a armadura 50% do tempo e ser parado pela armadura a 50% do tempo. Para compósitos de igual densidade superficial (isto é, o peso do painel compósito dividido pela área da superfície), quanto maior foi V50, maior a resistência à penetração apresentada pelo compósito. Caso um projétil de alta velocidade penetre ou não numa armadura, quando o projétil engaja a armadura, o impacto também flexiona a armadura corporal na área do impacto, potencialmente provocando significativos traumas contuses fechados não penetrantes. A medição da profundidade da deflexão da armadura devido a um impacto de bala é conhecida como a assinatura da face posterior ("BFS"), também conhecida na especialidade como deformação da face posterior ou assinatura do trauma. As lesões potencialmente resultantes dos traumas fechados podem ser tão mortais a um indivíduo como se uma bala tivesse penetrado totalmente a armadura e penetrado o corpo. Isso é especialmente consequente no contexto de blindagem de capacete, onde a saliência transitória causada por uma bala que foi parada pode ainda atravessar o plano craniano subjacente ao capacete e provocar danos cerebrais debilitantes ou fatais. Por conseguinte, existe uma necessidade na técnica quanto a um método para produzir compósitos balistico-resistentes tanto com superior performance balistica do tipo V50, bem como com baixa assinatura da face posterior.

[0003] É sabido que o impacto de um projétil de alta velocidade com armaduras balistico-resistentes gera e propaga uma onda de compressão. Esta onda de compressão, isto é, uma onda de choque, se propaga externamente a partir do ponto de impacto, causando uma compressão transitória por trás da armadura. Esta compressão transitória muitas vezes se estende para além da deformação propriamente da armadura e pode ser um significativo contributo para a profundidade resultante da deformação da face posterior, causando grande trauma contuso fechado. Limitar ou atenuar a energia das ondas de choque, ou mesmo impedir totalmente a formação da onda de choque poderia ser eficaz na redução da extensão da deformação da face posterior.

[0004] Um método para limitar o efeito de uma onda de choque que é por absorção. Por exemplo, a publicação do pedido de patente norte-americana 2012/0234164 ensina um sistema que inclui uma camada de fratura compreendendo uma camada cerâmica exterior, um material que se desintegra por fraturamento na forma de particulas finas quando ela absorve uma onda de choque, e uma pluralidade de ressonadores embutidos contidos no material de fratura. A camada cerâmica acelera e dissemina uma onda de choque gerada pelo impacto de um projétil, o material de fratura absorve a onda de choque que o induz a bombear energia de onda acústica de alta energia, e os ressonadores refletem a energia gerada na camada de fratura. Este sistema emprega uma abordagem que é contra- intuitiva quanto à abordagem aqui descrita, amplificando a onda de choque em lugar de mitigar, tal que a onda fica com energia suficiente para ativar vibrações nos particulares comprimentos de ondas da linha espectral acústica.

[0005] A publicação do pedido de Patente norte-americana U.S. No. 2009/0136702 ensina um sistema transparente de blindagem para modificar o padrão de propagação de ondas de choque e subsequentes padrões de danos da armadura transparente como o vidro à prova de bala. Eles descrevem a incorporação de uma camada interior não plana posicionada entre duas camadas da armadura. O design da interface não plana da camada interior modifica o padrão das ondas de choque através de espalhamento geométrico e descasamento da impedância sonora do material induzida pelo espalhamento. Esse tipo de estrutura é concebida para permitir a distribuição da energia de impacto em áreas preferidas da armadura sem causar significativa fragmentação e despedaçamento do vidro. Esse sistema não é direcionado a armadura corporal.

[0006] Outros sistemas são conhecidos empregarem materiais de mitigação tais como materiais do tipo colméia de grau aeroespacial, ou espumas atenuantes de explosões para suprimir as ondas de choque e reduzir o impacto da energia de explosão de alta pressão. Materiais do tipo colméia de grau aeroespacial são geralmente caracterizados como um painel de células geométricas altamente compactadas. Ele é um material estrutural que é comumente empregado em compósitos que formam componentes estruturais em aeronaves e veiculos devido à suas altas resistências, propriedades estruturais e versatilidade superiores, mas eles são também conhecidos para uso em compósitos balistico-resistentes. Ver, por exemplo, a patente norte-americana US 7.601.654 ensina que estruturas balistico- resistentes rigidas que compreendem um painel central do tipo colméia posicionado entre dois painéis fibrosos balistico- resistentes. Espumas atenuantes de explosão são úteis porque elas absorvem a energia térmica proveniente de uma explosão e podem colapsar e absorver a energia em virtude de suas propriedades viscoelásticas. Os gases condensáveis nas espumas podem condensar sob pressão elevada, liberando deste modo o calor de condensação para a fase aquosa e induzindo uma redução na velocidade da onda de choque. Ver, por exemplo, a patente dos EUA 6.341.708 que ensina montagens resistentes à explosões e montagens de recipientes que direciona explosão para receber artigos explosivos e prevenir ou minimizar danos na eventualidade de uma explosão. As montagens de recipientes são fabricadas a partir de uma ou mais bandas de um material resistente à explosão, e são opcionalmente preenchidas com uma espuma atenuante de explosões.

[0007] Estes artigos da arte relacionada são limitados na sua utilidade. Eles não são otimizados para limitar ou eliminar a energia da onda de choque, mantendo uma resistência superior à penetração balistica de projéteis de alta velocidade e ao mesmo tempo manter um baixo peso que seja suficiente para aplicações em armaduras corporais. Os artigos descritos em ambas as Patentes norte-americanas US Nos. 2009/0136702 e US 2012/0234164 são compósitos de materiais não fibrosos pesados, que são predominantemente utilizados para aplicações em vidros à prova de bala. Artigos que contenham estruturas do tipo colméia são volumosos, pesados e não otimizados para uso em armaduras corporais. Os artigos que incorporam espumas para mitigar explosões também têm eficácia limitada em aplicações de armadura corporal.

[0008] Tendo em conta estas desvantagens, existe uma necessidade continua na técnica para melhorar as soluções de blindagem que são úteis em uma ampla gama de aplicações, incluindo, mas não se limitando a, aplicações em armaduras corporais. O presente sistema fornece uma solução para esta necessidade na técnica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0009] Um sistema melhorado é fornecido que utiliza a tecnologia de painel de vácuo em combinação com compósitos balistico-resistentes de alto desempenho para formar artigos de peso leve, com todas as vantagens desejadas aqui descritas.

[0010] É proporcionado um artigo de resistência balistica compreendendo: a) um painel de vácuo com uma primeira e uma segunda superficie, o referido painel de vácuo compreendendo um invólucro e um volume interno definido pelo invólucro, em que pelo menos uma parte do referido volume interno é espaço vazio, e em que o referido volume interno está sob pressão de vácuo; e b) pelo menos um substrato ‘ balistico-resistente diretamente ou indiretamente acoplado com pelo menos uma das referidas primeira e segunda superficie do referido painel de vácuo, o referido substrato compreendendo fibras e/ou bandas possuindo uma tenacidade de cerca de 7 g/denier ou mais e um módulo de tração de cerca de 150 g/denier ou mais.

[0011] É também proporcionado um artigo balistico-resistente compreendendo: a) um painel de vácuo com uma primeira e uma segunda superfície, o referido painel de vácuo compreendendo um invólucro e um volume interno definido pelo invólucro, em que pelo menos uma parte do referido volume interno é um espaço não ocupado e em que o referido volume interno está sob pressão de vácuo; e b) pelo menos um substrato balístico- resistente diretamente ou indiretamente acoplado com pelo menos uma das referidas primeira e segunda superfície do referido painel de vácuo, compreendendo um material rígido de base não fita, e de base não fibrosa.

[0012] Além disso, é provido um método de formar um artigo balístico-resistente, que compreende: a) prover um painel de vácuo com uma primeira e uma segunda superfície, o referido painel de vácuo compreendendo um invólucro e um volume interno definido pelo invólucro, em que pelo menos uma parte do referido volume interno é espaço não ocupado e em que o referido volume interno está sob pressão de vácuo; e b) acoplar pelo menos um substrato balístico-resistente com pelo menos uma das referidas primeira e segunda superfície do referido painel de vácuo, o referido substrato compreendendo fibras e/ou bandas possuindo uma tenacidade de cerca de 7 g/denier ou mais e um módulo de elasticidade de cerca de 150 g/denier ou mais, ou em que o referido substrato compreende um material rígido de base não fita, e de base não fibrosa; em que o referido pelo menos um substrato balístico-resistente está posicionado como a face de impacto do artigo balístico- resistente e o referido painel de vácuo é posicionado atrás do referido pelo menos um substrato balístico-resistente para receber uma onda de choque que se inicie a partir de um impacto de um projétil com o referido pelo menos um substrato balístico-resistente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] A Figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática que ilustra a representação de um efeito de onda de choque sobre a assinatura da face posterior num material de suporte de base argila para uma estrutura de armadura da técnica já existente, que não incorpora um painel de vácuo.

[0014] A Figura 2 é uma representação esquemática em perspectiva que ilustra uma redução na assinatura da face posterior num material de suporte de base argila devido à supressão da onda de choque resultante da incorporação de um painel de vácuo em uma estrutura de armadura.

[0015] A Figura 3 é uma representação esquemática de uma vista em perspectiva de um painel de vácuo da arte já existente.

[0016] A Figura 4 é uma representação esquemática de uma vista em perspectiva de um painel de vácuo da arte já existente.

[0017] A Figura 5 é uma representação esquemática de uma vista em perspectiva de uma estrutura laminar de um painel de vácuo onde uma pluralidade de compartimentos de vácuo são mutuamente interligados, de modo a formar uma folha com perfurações entre os painéis adjacentes.

[0018] A Figura 6 é uma representação esquemática de uma vista em perspectiva de uma estrutura de armadura compósita que incorpora múltiplos substratos balístico-resistentes que se alternam e múltiplos painéis de vácuo.

[0019] A Figura 7 é uma representação esquemática de uma vista em corte de artigo balístico-resistente da invenção, em que um substrato balístico-resistente e um painel de vácuo são indiretamente acoplados por, e mantidos afastados, por âncoras conectantes.

[0020] A Figura 8 é uma representação esquemática de uma vista em corte de artigo balistico-resistente da invenção, em que um substrato balistico-resistente e um painel de vácuo são indiretamente acoplados por, e mantidos afastados por âncoras conectantes, por meio de uma armação.

[0021] A Figura 9 é uma representação gráfica dos dados de assinatura da face posterior dos exemplos como resumidos na Tabela 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] Sabe-se que uma onda de choque não pode viajar através de vácuo. A invenção emprega a tecnologia de painel de vácuo em conjunto com a armadura balistico-resistente para atenuar o efeito das ondas de choque geradas pelo impacto de um projétil. Os artigos são particularmente eficazes para reduzir a extensão da deformação da face posterior e evitar ou minimizar as lesões de trauma contuso fechado.

[0023] As Figuras 1 e 2 servem para ilustrar a importância da redução da deformação da face posterior quando a construção do invento é empregada. A Figura 1 ilustra como o impacto de uma bala 250 sobre a face de impacto 220 de um substrato balistico-resistente 210 provoca uma deformação transitória pós-impacto 240 e uma onda de choque pós-impacto 260. A figura ilustra esquematicamente o efeito da onda de choque pós- impacto 260 na assinatura da face posterior 280 num material de suporte de base argila 270 para uma estrutura de armadura da técnica já existente, que incorpora um material de suporte convencional 230 (tal como o material do tipo colméia ou uma espuma) em lugar de um painel de vácuo da invenção. Isto é contrastado com a Figura 2, que ilustra uma construção de armadura da invenção. A figura ilustra, esquematicamente, como a colocação de um material de suporte do tipo painel de vácuo 212 na parte traseira do substrato balistico-resistente 210 elimina a onda de choque e a resultante diminuição na assinatura da face posterior 280.

[0024] A tecnologia de painel de vácuo é conhecida de outros setores não relacionados com a produção de armaduras, principalmente como materiais de isolamento e materiais à prova de som em prédios e construções residenciais. Geralmente, qualquer construção conhecida de painel de vácuo possuindo um volume interno que esteja sob uma pressão de vácuo é útil aqui, contanto que pelo menos uma parte do seu volume interno esteja não ocupada. Painéis de vácuo preferidos são os que possuem volumes internos que sejam espaços predominantemente não ocupados, e muito preferivelmente os painéis de vácuo têm volumes internos que são espaços substancialmente vazios. Tal como aqui utilizado, "espaço vazio", descreve a presença de materiais ou de estruturas de suporte fisico inseridos no volume interno do painel de vácuo. Ele não se refere à qualidade do vácuo ou a uma quantidade de gás presente dentro do volume interno do painel de vácuo. Tal como aqui utilizado, "espaço predominantemente vazio" significa que mais de 50% do volume interno de uma câmara de vácuo dentro de um painel de vácuo é um espaço não ocupado, onde qualquer parte restante do volume interno é ocupada pelas estruturas de suporte ou os materiais de enchimento. Como usado aqui, "espaço substancialmente não ocupado" significa que pelo menos 80% do volume interno de uma câmara de vácuo dentro de um painel de vácuo é um espaço não ocupado, em que qualquer parte restante do volume interno é ocupada por estruturas de suporte ou por materiais de enchimento, e mais preferivelmente, em que pelo menos cerca de 90% do volume interno é um espaço não ocupado. Mais preferencialmente, 100% do volume interno de uma câmara de vácuo dentro de um painel de vácuo é um espaço não ocupado. Um painel de vácuo, com 100% do volume interno da sua câmara de vácuo sendo um espaço não ocupado pode necessariamente ter paredes fabricadas a partir de um material rigido que seja capaz de preservar sua forma enquanto estiver sob vácuo. Em aplicações, tais como armaduras corporais onde a flexibilidade e o baixo peso sejam desejados, é preferido que as paredes do painel de vácuo sejam fabricadas a partir de um material flexivel, não rigido, de peso leve, que pode ter necessariamente uma estrutura de suporte contida no volume interno para prevenir que as paredes do painel colapsem quando sob vácuo. Nesta modalidade, prefere-se que esta estrutura interna de suporte compreenda apenas uma quantidade minima do volume interno, preferivelmente compreendendo não mais do que cerca de 20% do volume de modo a que pelo menos cerca de 80% do painel de vácuo fique um espaço não ocupado.

[0025] O espaço vazio dentro de cada painel de vácuo é, pelo menos parcialmente evacuado de moléculas de gás, para formar um vácuo. Idealmente, o espaço desocupado é completamente evacuado de moléculas de gás de modo a alcançar uma pressão absoluta igual a zero torr, onde o espaço não ocupado contido no volume interno consiste inteiramente de espaço oco, vazio. No entanto, a completa evacuação das moléculas de gás, conhecida como vácuo perfeito, não é necessária para corresponder à definição de um vácuo. Um vácuo é definido como uma pressão absoluta inferior a 760 torr. Portanto, como aqui utilizado, o volume interno de um painel de vácuo está sob pressão de vácuo quando a pressão absoluta do volume interno é inferior a 760 torr. Para a máxima atenuação da energia da onda de choque, é preferível que os volumes internos dos painéis de vácuo sejam evacuados a uma pressão mais baixa possivel. Em modalidades preferidas, pelo menos 90% dos gases são evacuados dos painéis de vácuo, resultando numa pressão interna de cerca de 7 6 torr ou menos. Mais preferivelmente, pelo menos 95% dos gases são evacuados dos painéis de vácuo, resultando numa pressão interna de cerca de 38 torr ou menos. Ainda mais preferencialmente, pelo menos 99% dos gases são evacuados dos painéis de vácuo, resultando numa pressão interna de cerca de 8 torr ou menos. Nas modalidades mais preferidas, os painéis de vácuo têm uma pressão interna de cerca de 5 torr ou menos, mais preferivelmente cerca de 4 torr ou menos, mais preferivelmente cerca de 3 torr ou menos, mais preferivelmente cerca de 2 torr ou menos, e ainda mais preferivelmente cerca de 1 torr ou menos. Todas as medições de pressão aqui identificadas referem-se à pressão absoluta. Se os artigos da invenção incluem múltiplos painéis de vácuo, a pressão interna de todos os painéis podem ser iguais ou as pressões podem variar.

[0026] Painéis de vácuo úteis têm de preferência uma forma geralmente quadrada ou retangular, mas outras formas podem ser igualmente empregues e a forma do painel de vácuo não se destina a ser limitativa. Painéis de vácuo úteis estão disponíveis comercialmente. O painel de vácuo compreende de preferência uma primeira superfície (ou primeira parede), uma segunda superfície (ou segunda parede) e opcionalmente uma ou mais paredes laterais que formam em conjunto um invólucro, com um volume interno definido pelo invólucro. Um vácuo é criado dentro do painel pela evacuação de quaisquer gases presentes no volume interno, tipicamente através de uma abertura localizada em uma das primeira ou segunda superfície ou uma das paredes laterais opcionais. Um painel de vácuo representativo da técnica já existente que é útil aqui é ilustrado na Figura 3 e está descrito mais detalhadamente na Patente norte-americana US No. 8.137.784 atribuída a Levei Holding BV da Holanda, a divulgação da qual é aqui incorporada por referência na medida em que seja consistente com o aqui exposto. A Patente norte-americana US No. 8.137.784 descreve um painel de isolamento por vácuo, formado por uma parede principal superior 1 e uma parede principal inferior 2 (não mostrado na Figura 3) , em que ambas as paredes principais estão mutuamente conectadas por uma folha metálica 3 que se estende ao redor. A folha metálica 3 é soldada a uma saia encurvada 5 de parede principal superior 1 e a uma saia encurvada 6 da parede principal inferior 2. Tiras 7 e 8 melhoram a qualidade da solda entre as saias encurvadas 5 e 6, respectivamente, com a folha metálica 3. Os gases no interior do painel são removidos através de uma abertura na parte superior disposta a parede principal 1 e a abertura é fechada com uma placa de cobertura 9, que é soldada por sobre a parede principal superior 1. A Patente norte-americana US No. 8.137.784 descreve que suas paredes de painéis são fabricadas a partir de um metal fino de baixa condutividade, tal como de aço inoxidável, titânio ou de uma liga apropriada. Todavia, para os fins da presente invenção, os materiais usados para fabricar o painel de vácuo não são tão limitados e podem ser qualquer tipo conhecido na arte de painéis de isolamento a vácuo.

[0027] Outro painel de vácuo representativo da técnica já existente que é útil aqui é ilustrado na Figura 4 e está descrito em detalhes na Patente norte-americana US No. US 5.756.179 atribuida à Owens-Corning Fiberglass Technology Inc. de Summit, IL, cuja divulgação é aqui incorporada por referência na medida em que seja consistente com o aqui exposto. A Patente norte-americana U.S. No. 5756179 descreve um painel de vácuo 102 que compreende uma jaqueta 104 incluindo um topo 104a e um fundo 104b. a jaqueta 104 é formada de um metal tal como aço inoxidável de espessura 3 mil. 0 fundo 104b é configurado como uma bandeja possuindo bordas laterais 120, uma cavidade para receber um meio isolante, e um flange plano 106 que se estende ao redor de sua periferia. 0 flange plano 106 é soldado ao topo 104a para formar um selo hermético, e o confinamento formado é assim evacuado para criar um vácuo dentro do espaço confinado. Insertos pré-formados de bordas 128 mostrados na Figura 4 estão presentes para engajar os painéis adjacentes de isolamento por vácuo, numa construção multipainel.

[0028] A patente norte-americana US 4.579.756 descreve uma estrutura laminar de painel de vácuo da técnica já existente feita de uma pluralidade de câmaras estanques a ar cujas câmaras possuem um vácuo parcial em seu interior. A estrutura laminar isolante da patente norte-americana US 4.579.756 é ilustrado na Figura 5, em que uma pluralidade de compartimentos de vácuo 10 são mutuamente interligados para formar uma folha. A folha é marcada para criar perfurações 14 entre painéis adjacentes. A folha pode ser rasgada e separada nas respectivas perfurações, permitindo que o tamanho da folha seja personalizado pelo usuário. Qualquer tipo de estrutura de painel de vácuo compartimentado tendo uma pluralidade de painéis de vácuo discretos em configuração lado-a-lado ou em configuração do tipo borda-a-borda é preferida para ajudar ao painel de vácuo a sobreviver a múltiplos impactos de proj éteis.

[0029] Uma quantidade de outras estruturas do painel de vácuo é conhecida na técnica e também pode ser usada na presente invenção. Ver, por exemplo, patentes norte-americanas 4.718.958; 4.888.073; 5.792.539; 5.271.980; 7.562.507 e 7.968.159, bem como a publicação do pedido de Patente norte- americana US No. 2012/0058292, todos os quais são aqui incorporados por referência, na medida em que seja compatível com o aqui exposto.

[0030] As dimensões dos painéis de vácuo e os materiais usados para fabricar os painéis podem variar dependendo da utilização final pretendida para a armadura compósita balistico-resistente. Por exemplo, artigos de uso em armaduras corporais devem ser leves, tal que painéis de vácuo fabricados a partir de materiais leves são desejados. Quando o uso pretendido não é para armadura, tal como uma blindagem usada para reforçar veiculos ou paredes de edificios, o peso baixo não é tão importante e materiais mais pesados podem ser desejados. Em cada aplicação, materiais de fabricação úteis são bem conhecidos e uma construção ideal de painel pode ser facilmente determinada por aquele usualmente versado na técnica.

[0031] Numa modalidade preferida, em que a utilização final pretendida para o artigo balistico-resistente é uma aplicação em armadura, o painel (ou painéis) de vácuo compreende de preferência um envelope polimérico flexivel selado. Um adequado envelope polimérico é preferencialmente formado a partir de folhas poliméricas sobrepostas e seladas, podendo ainda compreender uma estrutura de pelicula de camadas múltiplas ou única. Os polímeros adequados para as folha s poliméricas referidas pode variar e pode compreender, por exemplo, poliolefinas ou poliamidas, tais como os descritos na patente norte-americana US 4.579.756, patente norte-americana US 5.943.876 ou na publicação do pedido de Patente norte- americana US No. 2012/0148785, que aqui se incorporam por referência na medida em que sejam consistentes com o aqui exposto. Tal como descrito na patente US 5.943.876, é preferido que uma tal estrutura de envelope polimérico compreenda pelo menos uma camada de uma película de barreira que minimiza a permeação de gás de modo a manter o vácuo. Um representativo filme em multicamadas compreende uma ou mais camadas de polímeros termo-selados, uma ou mais camadas de polietileno tereftalato (PET), uma ou mais camadas de cloreto de polivinilideno e uma ou mais camadas de álcool polivinílico. Outros envelopes poliméricos podem ser metalizados com óxido de alumínio ou laminado com uma folha metálica para proporcionar propriedades de barreira ao gás. Essas opções são apenas exemplificativas e não são exclusivas, e tais construções são bem conhecidas na arte de painéis de vácuo. Incidentalmente, a incorporação de uma camada laminar metálica juntamente com pelo menos uma da primeira e da segunda superfície do painel de vácuo pode ter também o benefício secundário de refletir parcialmente parte da energia da onda de choque. Tal camada laminar pode compreender qualquer folha metálica útil conhecida, tal como uma folha de aluminio, folha de cobre ou folha de niquel, tal como determinado por aquele usualmente versado na técnica.

[0032] A publicação do pedido de Patente norte-americana US No. 2012/0148785 ensina painéis de vácuo compreendendo um invólucro polimérico compreendendo uma camada de selagem por calor, incluindo polietileno de densidade muito baixa (VLDPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno metaloceno (mPE), polietileno metaloceno linear de baixa densidade (mLLDPE) , acetato de etileno vinila (EVA), copolimero de etileno-propileno (EP) ou terpolimero de etileno-propileno-buteno (EPB), e uma camada de barreira a gás formada sobre a camada de selagem por calor, em que a camada de barreira a gás inclui uma pluralidade de camadas compósitas, cada uma incluindo um substrato polimérico e uma única camada ou múltiplas camadas de metal ou de oxido dele, que é formada sobre um lado ou sobre ambos os lados do substrato polimérico, e o substrato polimérico inclui polietileno tereftalato (PET) estirado uniaxialmente ou estirado biaxialmente, polibutileno tereftalato (PBT), poliimida (PI), copolimero etileno/álcool vinilico (EVOH) ou uma combinação dos mesmos.

[0033] A espessura da folha e as dimensões totais do painel também poderão variar; como pode ser determinado por aquele usualmente versado na técnica, quanto ao uso final pretendido. Espera-se que os painéis de vácuo que possuem um profundo volume interno serão mais eficazes em atenuar ondas de choque em comparação com um painel de vácuo com um volume interno raso. No entanto, verificou-se inesperadamente que os painéis de vácuo, com uma profundidade de tão pequena como 0,635 cm de polegada) , são eficazes para reduzir a energia da onda de choque devido a um impacto de projétil, dependendo de fatores tais como a energia do projétil, e/ou da massa do projétil e/ou da velocidade do projétil, bem como da fração de compactação do painel de vácuo. Os painéis de vácuo que possuem uma alta fração de compactação são desejáveis porque um impacto de projétil irá pressionar a face de impacto da armadura de encontro ao painel de vácuo, induzindo a superficie frontal do painel de vácuo diretamente adjacente ao substrato a pressionar para dentro do espaço interno do painel e no sentido da superficie traseira do painel. Os painéis de vácuo que possuem uma alta fração de compactação irão resistir a esse deslocamento e prevenir a superficie do painel frontal de impactar na superficie traseira, o que pode gerar outra onda de choque. Por conseguinte, as profundidades preferidas do painel de vácuo irão variar.

[0034] Pode ser também esperado que em alguns casos, o impacto de um projétil pode danificar ou destruir o painel de vácuo, reduzindo assim a eficácia do artigo armadura contra múltiplos impactos de projétil. Portanto, é mais preferido que os artigos compósitos da invenção incluam uma pluralidade de painéis de vácuo. Numa modalidade preferida, um artigo inclui uma pluralidade de painéis posicionados nas proximidades uns dos outros numa configuração lado-a-lado ou borda-a-borda, tal como uma folha de painéis de vácuo da técnica já existente como ilustrado na Figura 5. Esta estrutura da técnica anterior inclui perfurações entre os painéis para permitir a fácil customização do comprimento e da largura da folha, modalidade preferida como ilustrado na Figura 6, inclui uma pluralidade de painéis de vácuo 212 empilhados em conjunto numa sequência do tipo frente-costas, preferivelmente alternando com uma pluralidade de substratos balistico- resistentes 210. Os artigos da presente modalidade proporcionam uma proteção em cascata, preservando proteção contra ondas de choque através ao longo de todo o comprimento e largura de um artigo armadura, mesmo se um dos painéis de vácuo for destruido por um impacto de projétil.

[0035] Tal como ilustrado nas Figuras 2 e 6-8, os artigos balistico-resistentes do invento incluem pelo menos um substrato balistico-resistente acoplado com pelo menos uma das primeira e segunda superfície de cada painel de vácuo. 0 pelo menos um substrato balistico-resistente pode ser direta ou indiretamente acoplado com pelo menos uma das primeira e segunda superfície de cada painel de vácuo. Acoplamento direto refere-se à ligação direta de uma superfície do substrato balistico-resistente a uma superfície de um painel de vácuo, tal como com um adesivo, de tal modo que não exista espaço entre o substrato e o painel. Acoplamento indireto refere-se a uma modalidade em que um substrato balistico-resistente e um painel de vácuo são mutuamente unidos numa ou mais das suas superficies com um instrumento de conector de modo que as superficies mutuamente não se tocam diretamente. Acoplamento indireto também inclui modalidades em que um painel de vácuo é simplesmente incorporado num artigo de armadura sem o painel de vácuo e o substrato balistico-resistente mutuamente se tocarem ou mesmo serem mutuamente anexados ou conectados por qualquer meio. A este respeito, o invento engloba qualquer concepção de armadura que inclua um painel de vácuo.

[0036] Para os propósitos da presente invenção, um substrato balistico-resistente é um material que apresenta excelentes propriedades contra a penetração de projéteis deformáveis, tais como balas, e contra a penetração de fragmentos, tais como estilhaços e fragmentos. Uma "camada fibrosa", tal como aqui utilizado, pode compreender uma única camada de fibras unidirecionalmente orientadas, uma pluralidade de camadas interligadas, mas não consolidadas, de fibras unidirecionalmente orientadas, um tecido de tecedura, uma pluralidade de tecidos de tecedura consolidados, ou qualquer outra estrutura têxtil que tenha sido formada a partir de uma pluralidade de fibras, incluindo feltros, mantas e outras estruturas, tais como aquelas compreendendo fibras orientadas aleatoriamente. Uma "camada" descreve um arranjo geralmente planar. Uma camada fibrosa terá tanto uma superficie de topo/frontal e uma superficie de fundo/traseira. Uma "camada única" de fibras unidirecionalmente orientadas compreende um arranjo fibroso substancialmente não sobreposto, em que as fibras estão alinhadas num arranjo unidirecional, substancialmente paralelo. Este tipo de arranjo fibroso também é conhecido na arte como um "unitape", "fita unidirecional", "UD" ou "UDT". Tal como aqui utilizado, um "arranjo" descreve um arranjo ordenado de fibras ou de fios, que é exclusivamente constituído de tecidos de tecedura, e um "arranjo paralelo" descreve um arranjo ordenadamente paralelo de fibras ou fios. 0 termo "orientado", tal como utilizado no contexto de "fibras orientadas" refere-se ao alinhamento das fibras. 0 termo "tecido" descreve estruturas que podem incluir uma ou mais camadas de fibra, com ou sem moldagem ou consolidação das camadas. Por exemplo, um tecido de tecedura ou feltro pode compreender uma única camada de fibras. Um tecido não tecido formado a partir de fibras unidirecionais compreende tipicamente uma pluralidade de camadas de fibras empilhadas umas sobre as outras e consolidadas. Quando aqui utilizado, uma estrutura "de camada única" refere-se a qualquer estrutura fibrosa monolítica constituída por uma ou mais folhas individuais ou camadas individuais que foram intercaladas; ou seja, consolidadas por laminação de baixa pressão, ou por moldagem a alta pressão, na forma de uma estrutura unitária individual, opcionalmente juntamente com um material polimérico aglutinante. Por "consolidação" entende-se que um material polimérico aglutinante juntamente com cada camada fibrosa é combinado como uma camada unitária individual. A consolidação pode ocorrer por meio de secagem, resfriamento, aquecimento, pressão ou uma combinação destes. O calor e/ou pressão pode não ser necessário, dado que as fibras ou as camadas de tecido podem ser simplesmente coladas juntas, como é o caso num processo de laminação a úmido. O termo "compósito" se refere a combinações de fibras ou de fitas, tipicamente com pelo menos um material polimérico aglutinante. Um "compósito complexo" se refere a uma combinação consolidada de uma pluralidade de camadas fibrosas. Como aqui descrito, tecidos do tipo "não tecido" incluem todas as estruturas têxteis que hão sejam formadas por tecelagem. Por exemplo, tecidos não tecidos podem compreender uma pluralidade de unitapes que são pelo menos parcialmente revestidos com um material polimérico aglutinante, empilhados/sobrepostos e consolidados na forma de um elemento monolítico de camada única, bem como um feltro ou manta compreendendo fibras não paralelas randomicamente orientadas, que são preferivelmente revestidas com uma composição polimérica aglutinante.

[0037] O substrato balistico-resistente compreende de preferência uma ou mais camadas, cada camada compreendendo uma pluralidade de fibras poliméricas de alta resistência e de alto módulo de elasticidade e/ou fitas poliméricas não fibrosas de alta resistência e de alto módulo de elasticidade. Como usado aqui, uma fibra ou fita de "alta resistência e alto módulo de elasticidade" é uma que tem uma tenacidade preferida de pelo menos cerca de 7 g/denier ou mais, um módulo de elasticidade preferido de pelo menos cerca de 150 g/denier ou mais, e de preferência uma energia de ruptura de pelo menos cerca de 8 J/g ou mais, cada uma, como medido por ASTM D2256 para fibras e ASTM D882 (ou outro método apropriado, tal como determinado por um perito na arte) para as fitas poliméricas. Tal como aqui utilizado, o termo "denier" refere- se à unidade de densidade linear, igual à massa em gramas por 9000 metros de fibra/fio ou fita. Tal como aqui utilizado, o termo "tenacidade" refere-se à tensão de tração, expressa como força (gramas) por unidade de densidade linear (denier) de uma amostra não estressada. O "módulo inicial" de uma fibra ou fita é a propriedade de um material representativo da sua resistência à deformação. O termo "módulo de elasticidade" refere-se à relação entre a alteração na tenacidade, expressa em gramas-força por denier (g/d) relativamente à alteração na tensão, expressa como uma fração do comprimento original da fibra ou da fita (polegada/polegada).

[0038] Em modalidades onde o substrato balistico-resistente é um material fibroso, de base fibrosa, fibras de alta resistência e de alto módulo tênsil particularmente adequadas incluem fibras de poliolefinas que incluem polietileno de alta densidade e de baixa densidade. Particularmente preferidas são fibras de poliolefinas de cadeia ampliada, tais como fibras de polietileno de altos pesos moleculares altamente orientadas, e fibras de polipropileno, particularmente fibras de polipropileno de altos pesos moleculares altamente orientadas. Também adequadas são as fibras de aramida, em particular fibras de para-aramida, fibras de poliamidas, fibras de polietileno tereftalato, fibras de polietileno naftalato, fibras de álcool polivinilico de cadeia ampliada, fibras poliacrilonitrila de cadeia ampliada, fibras de polibenzoxazol (PBO), fibras de polibenzotiazol (PBT), fibras de copoliéster cristal liquido, fibras bastões rigidas, tais como fibras M5®, e fibras de vidro, incluindo fibra de vidro de grau elétrico (E-vidro; vidro de borosilicato de baixo teor de álcalis com boas propriedades elétricas), fibra de vidro de grau estrutural (S-vidro; um silicato de aluminio-magnésio de alta resistência) e fibra de vidro de grau resistência (R-vidro; um vidro de alumino-silicato de alta resistência sem óxido de magnésio ou óxido de cálcio). Cada um destes tipos de fibras é convencionalmente conhecido na arte. Também adequado para a produção de fibras poliméricas são os copolímeros, polímeros de bloco e misturas dos materiais acima referidos.

[0039] Os tipos de fibras mais preferidos incluem polietileno, particularmente fibras de polietileno de cadeia ampliada, fibras de aramida, fibras PBO, fibras de copoliéster cristal liquido, fibras de polipropileno, particularmente fibras de polipropileno de cadeia ampliada altamente orientadas, fibras de álcool polivinilico, fibras de poliacrilonitrila e fibras bastões rigidas, particularmente fibras M5®. Especificamente fibras mais preferidas para uso na fabricação do substrato balistico-resistente são as fibras de aramida, fibras de polietileno, fibras de polipropileno e fibras de vidro.

[0040] No caso de polietileno, fibras preferidas são fibras de polietileno de cadeia ampliada possuindo pesos moleculares de pelo menos 300.000, de um modo preferido, de pelo menos um milhão e mais preferivelmente entre dois milhões e cinco milhões. Tais fibras de polietileno de cadeia ampliada (ECPE) podem ser cultivadas em processos de fiação de solução tal como descritos nas Patentes US Nos. 4.137.394 ou 4.356.138, que são aqui incorporadas por referência, ou podem ser fiadas a partir de uma solução para formar uma estrutura de gel, como descrito nas Patentes norte-americanas US Nos. 4.413.110; 4.536.536; 551.296; 4.663.101; 4.663.101; 5.006.390; 5.032.338; 5.578.374; 5.736.244; 5.741.451; 5.958.5 82; 5.972.498; 6.448.359; 6.746.975; 6.969.553; 7.078.099; 7.344.668, e publicação de pedido de Patente norte-americana US No. 2007/0231572 publicação, todos os quais são aqui incorporados por referência. Tipos de fibras particularmente preferidos para utilização no substrato balistico-resistente da invenção são qualquer uma das fibras de polietileno comercializadas sob a marca comercial SPECTRA® da Honeywell International Inc. Fibras SPECTRA® são bem conhecidas na arte. Outros tipos de fibras de polietileno úteis também incluem DYNEEMA®, fios UHMWPE comercialmente disponíveis da Royal DSM NV Corporation de Heerlen, Holanda.

[0041] Preferidas são fibras aramida (poliamida aromática) ou para-aramida que são comercialmente disponíveis e são descritas, por exemplo, na Patente norte-americana US No. 3.671.542. Por exemplo, filamentos poli(p-fenileno tereftalamida) são produzidos comercialmente pela DuPont sob a marca registrada de KEVLAR®. Também útil na prática da presente invenção são as fibras de poli(m-fenileno- isoftalamida), produzidas comercialmente pela DuPont de Wilmington, DE sob a marca registrada NOMEX® e fibras produzidas comercialmente por Teijin Aramid Gmbh da Alemanha, sob a marca registrada Twaron®; fibras de aramida produzidas comercialmente por Kolon Industries, Inc. da Coréia sob a marca HERACRON®; fibras p-aramida SVM™ e RUSAR™ que são produzidas comercialmente por Kamensk Volokno JSC da Rússia e fibras p-aramida ARMOS™ produzidas comercialmente por JSC Chim Volokno da Rússia.

[0042] Fibras PBO adequadas para a prática desta invenção estão comercialmente disponíveis e são reveladas, por exemplo, nas patentes norte-americanas US 5.286.833, 5.296.185, 5.356.584, 5,534,205 e 6,040,050, cada uma das quais é aqui incorporada por referência. Fibras de copoliéster cristal liquido adequadas para a prática desta invenção estão comercialmente disponíveis e são reveladas, por exemplo, nas patentes norte-americanas US 3,975,487; 4.118.372 e 4.161.470, cada uma das quais é aqui incorporada por referência, e incluindo fibras copoliléster cristal líquido VECTRAN® comercialmente disponíveis da Kuraray Co., Ltd. de Tóquio, Japão. Fibras de polipropileno adequadas incluem fibras de poliproppileno de cadeia ampliada altamente orientadas (ECPP) tal como descrito na patente norte-americana US 4.413.110, que aqui se incorpora por referência. Adequadas fibras de álcool polivinílico (PV-OH) são descritas, por exemplo, nas patentes norte-americanas US 4.440.711 e 4.599.267, que são aqui incorporadas por referência. Adequadas fibras de poliacrilonitrila (PAN) são divulgadas, por exemplo, na patente norte-americana US 4.535.027, que aqui se incorpora por referência. Cada um destes tipos de fibras é convencionalmente conhecido e está amplamente disponivel comercialmente.

[0043] Fibras M5® são fibras formadeas a partir de piridobisimidazol-2, 6-diila (2,5-di-hidroxi-p-fenileno) e, mais recentemente, foram fabricados por Magellan Systems International of Richmond, Virginia, e são descritos, por exemplo, nas Patentes norte-americanas US Nos. 5.674.969, 5.939.553, 5.945.537, e 6.040.478, cada uma das quais é aqui incorporada por referência.

[0044] Substratos de fibra de vidro balistico-resistentes compreendem preferivelmente compósitos de fibras de vidro, de preferência fibras de vidro-S, que se encontram impregnadas com uma resina termo-curável ou resina polimérica termoplástica, tal como uma resina epóxi ou fenólica termofixa. Tais materiais são bem conhecidos na técnica e são comercialmente disponíveis. Exemplos preferidos não exclusivamente incluem substratos compreendendo S2-Glass® comercialmente disponivel da AGY Aiken, Carolina do Sul; forros balistico-resistentes formados a partir de fibras HIPERTEX ™ E-vidro, comercialmente disponíveis da 3B Fiberglass of Battice, Bélgica. Também adequados são os materiais de fibra de vidro que compreendem fibras de R-vidro, tais como aquelas comercialmente disponíveis com marca comercial VETROTEX® da Saint-Gobain de Courbevoie, França. Também são adequadas combinações de todos os materiais acima, todos os quais estão disponíveis comercialmente.

[0045] Tal como aqui utilizado, o termo "fita" refere-se a uma faixa monolítica plana, estreita, de material possuindo um comprimento maior que sua largura e uma relação de aspecto média de seção transversal; isto é, a relação da maior dimensão relativamente à menor dimensão das seções transversais ponderada sobre o comprimento do artigo fita, de pelo menos cerca de 3:1. Uma fita pode ser de um material fibroso ou de um material não fibroso. Um "material fibroso" compreende um ou mais filamentos.

[0046] Em modalidades onde o substrato balistico-resistente compreende fitas de materiais fibrosos, uma fita pode compreender uma fita de tecido de tecedura, ou pode compreender uma pluralidade de fibras ou de fios dispostos num arranjo geralmente unidirecional de fibras geralmente paralelas. Os métodos para o fabrico de fitas de materiais fibrosos são descritos, por exemplo, na Patente norte- americana US No. 8.236.119 e pedidos de Patentes norte- americanas US No. de série 13/021.262; 13/494.641; 13/568.097; 13/647.926 e 13/708.360, cujas revelações são aqui incorporadas por referência. Outros métodos para fabricar fitas de materiais fibrosos são descritos, por exemplo, nas Patentes norte-americanas US Nos. 2.035.138; 4.124.420; 5.115.839, ou por utilização de um tear de fita especializado para tecer tecidos ou fitas estreitas de tecedura. Teares fita úteis são revelados, por exemplo, nas Patentes norte- americanas US Nos. 4.541,461; 5.564.477; 5.564.477; 7.451.787 e 7.857.012, cada um dos quais é atribuido a Textilma AG of Stansstad AG, Suiça, e cada uma das quais é aqui incorporada por referência na medida em que seja consistente com o aqui exposto, embora qualquer tear fita alternativo seja igualmente útil. Fitas poliméricas também podem ser formadas por outros métodos convencionalmente conhecidos, tais como a extrusão, a puJtrusão, técnicas de produção de películas por fenda, etc. Por exemplo, um unitape de espessura padrão pode ser cortado ou dividido na forma de fitas possuindo comprimentos desejados. Um exemplo de um aparelho de corte é revelado na Patente norte-americana US No. 6.098.510 que ensina um aparelho para corte de uma folha de um material em trama à medida que ele é enrolado por sobre o referido rolo. Outro exemplo de um equipamento de corte é revelado na Patente dos EUA 6.148.871, que ensina um aparelho para corte de uma folha de uma película polimérica na forma de uma pluralidade de tiras de filme com uma pluralidade de lâminas. As revelações de ambas as patentes norte-americanas US 6.098.510 e patente US 6.148.871 são aqui incorporadas por referência na medida em que sejam consistentes com o aqui exposto. Métodos para fabricar fitas poliméricas não fibrosas na forma de não tecido são descritos, por exemplo, nas Patentes norte-americanas US Nos. 7.300.691; 7.964.266; e 7.964.267, que são aqui incorporadas por referência. Para cada uma destas modalidades de fita, múltiplas camadas de materiais de base fita podem ser empilhados e consolidados/moldados num modo similar como o dos materiais fibrosos, com ou sem um material polimérico aglutinante.

[0047] Em modalidades em que o substrato balistico- resistente é um adequado material não fibroso de base fita, particularmente materiais poliméricos do tipo fita de alto módulo de elasticidade e alta resistência, são as fitas de poliolefinas. Fitas de poliolefinas preferidas incluem fitas de polietileno, tais como aquelas comercialmente disponíveis sob a marca comercial TENSYLON®, que está comercialmente disponível da EI du Pont de Nemours and Company de Wilmington, DE. Ver, por exemplo, Patentes norte-americanas US Nos. 7.964.266 e 7.964.267, que são aqui incorporadas por referência. Também adequadas são as fitas de polipropileno, tais como aquelas comercialmente disponíveis sob a marca comercial de TEGRIS® Milliken & Company de Spartanburg, Carolina do Sul. Ver, por exemplo, a Patente norte-americana US No. 7.300.691, que é aqui incorporada por referência. Compósitos de base fita de poliolefinas que são úteis aqui como substratos balistico-resistentes também estão disponíveis comercialmente, por exemplo sob a marca registrada DYNEEMA ® BT10 da Royal DSM NV Corporation de Heerlen, Holanda e sob a marca comercial de ENDUMAX® Teijin Aramid Gmbh da Alemanha.

[0048] Tais fitas de preferência têm uma seção transversal substancialmente retangular com uma espessura de cerca de 0,5 mm ou menos, mais preferencialmente cerca de 0,25 mm ou menos, ainda mais preferencialmente cerca de 0,1 mm ou menos e ainda mais preferencialmente cerca de 0,05 mm ou menos. Nas modalidades mais preferidas, as fitas poliméricas têm uma espessura de até cerca de 76,2 μm (3 mils), mais preferivelmente de cerca de 8,89 μm (0,35 mil) até cerca de 76,2 μm (3 mils), e mais preferivelmente de cerca de 8,89 μm (0,35 mil) a cerca de 38,1 μm (1,5 mils). A espessura é medida na região mais espessa da seção transversal.

[0049] Fitas poliméricas úteis na presente invenção têm larguras preferidas de cerca de 2,5 mm a cerca de 50 mm, mais preferivelmente de cerca de 5 mm a cerca de 25,4 mm, ainda mais preferivelmente de cerca de 5 mm a cerca de 20 mm, e mais preferivelmente de cerca de 5 mm a cerca de 10 mm. Estas dimensões podem variar, mas as fitas poliméricas aqui formadas são mais preferencialmente fabricadas para ter dimensões que permitam atingir uma média de relação de aspecto na seção transversal; isto é, a dimensão ponderada das seção transversal ao longo do comprimento do artigo fita, superior a cerca de 3:1, mais preferivelmente pelo menos cerca de 5:1, ainda mais preferivelmente pelo menos cerca de 10:1, ainda mais preferivelmente pelo menos cerca de 20:1, ainda mais preferivelmente pelo menos cerca de 50:1, ainda mais preferivelmente pelo menos cerca de 100:1, ainda mais preferivelmente pelo menos cerca de 250:1 e mais preferivelmente, as fitas poliméricas têm uma relação de aspecto média na seção transversal de 400:1.

[0050] As fibras e as fitas podem ser de qualquer denier adequado. Por exemplo, as fibras podem ter um denier de desde cerca de 50 a cerca de 3000 denier, mais preferencialmente de cerca de 200 a 3000 denier, mais preferivelmente ainda desde cerca de 650 a cerca de 2000 denier, e mais preferencialmente desde cerca de 800 a cerca de 1500 denier. As fitas podem ter deniers de cerca de 50 a cerca de 30.000, mais preferivelmente de cerca de 200 a 10.000 denier, ainda mais preferencialmente desde cerca de 650 a cerca de 2000 denier, e mais preferencialmente desde cerca de 800 a cerca de 1500 denier. A escolha é governada por considerações de eficácia e custo balistico. Fibras/fitas mais finas são mais caras de fabricar e tecer; mas podem produzir maior eficácia balistica por unidade de peso.

[0051] Como afirmado acima, uma fibra/fita de alto módulo de elasticidade e alta resistência é uma que tem uma tenacidade preferida de cerca de 7 g/denier ou mais, de preferência um módulo de elasticidade de cerca de 150 g/denier ou mais e uma preferida energia de energia de ruptura de cerca de 8 J/g ou mais, cada um conforme medido por ASTM D2256. As fibras preferidas têm uma tenacidade preferida de cerca de 15 g/denier ou mais, mais preferivelmente cerca de 20 g/denier ou mais, ainda mais de preferência cerca de 25 g/denier ou mais, ainda mais de preferência cerca de 30 g/denier ou mais, ainda mais preferencialmente cerca de 40 g/denier ou mais, ainda mais preferivelmente cerca de 45 g/denier ou mais, e mais preferivelmente cerca de 50 g/denier ou mais. Fitas preferidas têm uma tenacidade preferida de cerca de 10 g/denier ou mais, mais preferencialmente cerca de 15 g/denier ou mais, ainda mais preferencialmente cerca de 17,5 g/denier ou mais, e mais preferivelmente cerca de 20 g/denier ou mais. Fitas mais largas terão tenacidades inferiores. As fibras/fitas preferidas também têm um módulo de elasticidade preferido de cerca de 300 g/denier ou mais, mais preferencialmente cerca de 400 g/denier ou mais, mais preferencialmente cerca de 500 g/denier ou mais, mais preferivelmente de cerca de 1,000 g/denier ou mais e mais de preferência cerca de 1500 g/denier ou mais. As fibras preferidas/fitas também têm uma energia de ruptura preferida de cerca de 15 J/g ou mais, mais preferivelmente de cerca de 25 J/g ou mais, mais preferivelmente de cerca de 30 J/g ou mais e mais de preferência tem uma energia de ruptura de cerca de 40 J/g ou mais. Métodos preferidos de formação de cada um dos tipos de fibras e de fitas que possuam essas propriedades de alta resistência combinadas são convencionalmente conhecidos na técnica.

[0052] As fibras e as fitas que formam o substrato balistico-resistente são de preferência, mas não necessariamente, pelo menos parcialmente revestidas com um material polimérico aglutinante. Um aglutinante é opcional porque alguns materiais, tais como fitas de polietileno de alto módulo de elasticidade, não necessitam de um aglutinante polimérico para unir uma pluralidade das referidas fitas numa camada moldada ou artigo moldado. Substratos balistico- resistentes úteis também podem ser formados a partir de, por exemplo, fitas de tecido macio ou produtos fibrosos que não requeiram nem um material aglutinante polimérico/resinoso, nem de moldagem.

[0053] Tal como aqui utilizado, um aglutinante "polimérico" ou material de matriz inclui resinas e borracha. Quando presente, o material polimérico aglutinante, quer parcial ou substancialmente, reveste as fibras/fitas individuais do substrato balistico-resistente, de preferência, substancialmente reveste cada uma das fibras/fitas individualmente. O material polimérico aglutinante é também vulgarmente conhecido na técnica como um material da "matriz polimérica". Estes termos são convencionalmente conhecidos na técnica e descrevem um material que liga as fibras ou fitas em conjunto, quer por via das suas características adesivas inerentes ou após terem sido submetidas às condições de calor e/ou pressão bem conhecidas.

[0054] Materiais poliméricos adequados incluem tanto materiais elastomérico de baixo módulo, e materiais rigidos de alto módulo. Como usado aqui, o termo módulo tênsil significa o módulo de elasticidade, que para fibras é medido pela norma ASTM D2256 e pela norma ASTM D638 para um material polimérico aglutinante. As propriedades de tração de fitas poliméricas podem ser medidas por ASTM D882, ou outro método adequado, tal como determinado por um perito na arte. As propriedades de rigidez, impacto e de resistência balística dos artigos formados a partir dos compósitos da invenção são influenciados pelo módulo de elasticidade do polimero aglutinante polimérico que reveste as fibras/fitas. Um aglutinante de baixo ou alto módulo pode compreender uma variedade de materiais poliméricos e não poliméricos. Um aglutinante polimérico preferido compreende um material de baixo módulo elastomérico. Para os fins deste invento, um material de baixo módulo elastomérico tem um módulo de elasticidade medido em cerca de 41,4 MPa (6000) ou menos, de acordo com os procedimentos de teste da Norma ASTM D638. Um polimero de baixo módulo é de preferência um elastômero possuindo um módulo de elasticidade de cerca de 27,6 MPa (4000 psi) ou menos, mais preferivelmente cerca de 16,5 MPa (2400 psi) ou menos, mais preferivelmente 8,23 MPa (1200 psi) ou menos, e mais preferencialmente é cerca de 3,45 MPa (500 psi) ou menos. A temperatura de transição vitrea (Tg) do elastômero é de preferência inferior a cerca de 0 °C, mais preferivelmente menos do que cerca de -40 °C, e mais preferencialmente menos do que cerca de -50 °C. O elastômero também tem um alongamento de preferência até ruptura de pelo menos cerca de 50%, mais preferivelmente pelo menos cerca de 100% e mais de preferência tem um alongamento até ruptura de pelo menos cerca de 300%.

[0055] Uma grande variedade de materiais e de formulações com um baixo módulo pode ser utilizado como o agente aglutinante polimérico. Os exemplos representativos incluem polibutadieno, poli-isopreno, borracha natural, os copolimeros de etileno-propileno, terpolimeros de etileno-propileno-dieno, polímeros de polissulfeto, elastômeros de poliuretano, polietileno clorosulfonado, policloropreno, cloreto de polivinila plastificado, elastômeros de butadieno de acrilonitrila, poli(isobutileno-co-isopreno), poliacrilatos, poliésteres, poliéteres, elastômeros fluorados, elastômeros de silicone, copolimeros de etileno, poliamidas (útil com alguns tipos de fibra/fita), acrilonitrila butadieno estireno, policarbonatos, e suas combinações, assim como outros polimeros e copolimeros de baixo módulo curáveis abaixo do ponto de fusão da fibra. Também são úteis as misturas de diferentes materiais elastoméricos, ou as misturas de materiais elastoméricos com um ou mais materiais termoplásticos.

[0056] Particularmente úteis são os copolimeros de bloco de dienos conjugados e de monômeros aromáticos de vinila. Butadieno e isopreno são preferidos elastômeros de dieno conjugados. Estireno, tolueno de vinila e t-butil estireno são preferidos os monômeros aromáticos conjugados. Os copolimeros de bloco que incorporam poli-isopreno podem ser hidrogenados para produzir os elastômeros termoplásticos tendo segmentos de elastômero de hidrocarburetos saturados. Os polimeros podem ser copolimeros tri-bloco simples do tipo ABA, copolimeros de multi-blocos do tipo (AB)n (n = 2-10) ou copolimeros de configuração radial do tipo R-(BA)X (X=3- 150); em que A é um bloco de um monômero aromático de polivinila e B é um bloco de um elastômero de dieno conjugado. Muitos destes polimeros são produzidos comercialmente por Kraton Polymers de Houston, TX e descrita no boletim "Kraton Thermoplastic Rubber", SC-68-81. Também úteis são as dispersões de resina de (SIS) copolimero de bloco estireno-isopreno-estireno vendidos sob a marca registrada PRINLIN® e comercialmente disponivel a partir de Henkel Technologies, com base em Dusseldorf, Alemanha. Polímeros aglutinantes poliméricos convencionais de baixo módulo incluem copolímeros de bloco poliestireno-poliisopreno-poliestireno comercializados sob a marca comercial KRATON® produzido comercialmente pela Kraton Polymers.

[0057] Embora materiais aglutinantes poliméricos de baixo módulo sejam preferidos para a formação dos materiais flexíveis de uso em armaduras, materiais aglutinantes poliméricos de alto módulo são preferidos para a formação de artigos de armaduras rígidas. Materiais rígidos de alto módulo têm geralmente um módulo de tensão inicial maior do que 41,37 MPa (6000 psi). materiais aglutinantes poliméricos rígidos de alto módulo úteis incluem poliuretanos (ambos de base éter e de base éster), polímeros de epóxis, poliacrilatos, polímeros fenólico/polivinil butiral (PVB), polímeros de éster de vinila, copolímeros de bloco de estireno-butadieno, bem como misturas de polímeros, tais como éster vinílico e ftalato de dialila ou de fenol-formaldeído e polivinil butiral. Um material polimérico aglutinante rígido particularmente útil é um polímero termocurado que seja solúvel em solventes saturados carbono-carbono tais como metil etil cetona, e possuindo um alto módulo tênsil quando curado de pelo menos cerca de 6895 MPa (IxlO6 psi), conforme medido por ASTM D638. Materiais aglutinantes poliméricos rígidos úteis são aqueles descritos na Patente norte-americana US No. 6.642.159, cuja descrição é aqui incorporada por referência. O aglutinante polimérico, se um material de baixo módulo ou um material de elevado módulo, também pode incluir materiais de carga; tais como o negro de fumo ou sílica, pode ser ampliado com óleos, ou pode ser vulcanizado por enxofre, peróxido, óxido metálico ou sistemas de cura por radiação, como é bem conhecido na arte.

[0058] Também preferidas são resinas polares ou polimeros polares, em particular poliuretanos dentro da gama de materiais, tanto materiais moles e rigidos num módulo de tensão variando a partir de cerca de 13,79 MPa (2.000 psi) a cerca de 55,16 MPa (8000 psi). Poliuretanas preferidas são aplicadas como dispersões aquosas de poliuretano que são mais preferivelmente livres de co-solventes. Tais incluem dispersões poliuretana aniônicas aquosas e dispersões poliuretano aquosas catiônicas e dispersões poliuretano aquosas não iônicas. Particularmente preferidas são dispersões poliuretano aniônicas aquosas, e muito preferidas são dispersões aquosas aniônicas de poliuretano alifático. Tais incluem dispersões poliuretano de base poliéster aniônicas aquosas; dispersões aquosas de poliuretano de base poliéster alifático; dispersões de poliuretano alifáticos aquosos à base de poliéster alifático aquosas aniônicas, todas as quais são preferivelmente dispersões livres de co-solventes. Tais também incluem dispersões aquosas aniônicas de poliéter- poliuretano; dispersões poliuretano de base poliéter alifático aquosas; e dispersões poliuretana de base poliéter alifático aquosas aniônicas, todas as quais são preferencialmente dispersões livres de co-solvente. Do mesmo modo são preferidos todas as variações correspondentes (de base poliéster; de base poliéster alifático; de base poliéter; de base poliéter alifático, etc.) de dispersões aquosas catiônicas e aquosas não iônicas. Muito preferida é uma dispersão de poliuretano alifático que possui um módulo de elasticidade a 100% de alongamento de cerca de 4,82 MPa (700 psi) até cerca de 20,68 MPa (3000 psi) . Mais preferidas são dispersões de poliuretano alifáticos com um módulo de alongamento a 100% de cerca de 6,89 MPa (1000 psi) ou mais, e ainda mais preferencialmente cerca de 7,58 MPa (1100 psi) ou mais. O mais preferido é uma dispersão de poliuretano de base poliéter alifático possuindo um módulo de 6,89 MPa (1000 psi) ou mais, de preferência 7,58 MPa (1100 psi) ou mais. Os aglutinantes mais preferidos são aqueles que vão converter a maior parte da energia cinética transmitida por um projétil a uma forma de onda de choque, onda de choque essa que é em seguida mitigada pelo painel de vácuo.

[0059] Os métodos para a aplicação de um material polimérico aglutinante para as fibras e fitas para impregnar assim camadas de fibra/fita com o aglutinante são bem conhecidos e facilmente determinados por aquele usualmente versado na técnica. O termo "impregnado" é aqui considerado como sendo sinônimo de "incorporado", "revestido", ou de outro modo aplicado com um revestimento polimérico em que o material aglutinante difunde-se na camada e não fica simplesmente na superfície da camada. Qualquer método de aplicação apropriado pode ser utilizado para aplicar o material polimérico aglutinante e em particular o uso de um termo tal como "revestido" não se destina a limitar o método pelo qual é aplicado sobre os filamentos/fibras. Os métodos úteis incluem revestir os polimeros ou as soluções poliméricas, por exemplo, por pulverização, extrusão ou revestimento por rolo sobre as fibras/fitas, bem como transportar as fibras/fitas através de um polímero derretido ou solução polimérica. Muito preferidos são os métodos que substancialmente revestem ou encapsulem cada uma das fibras/fitas individualmente, e cubram a totalidade ou substancialmente a totalidade da área de superficie da fibra/fita com o material aglutinante polimérico.

[0060] Fibras e fitas que estão entrelaçados na forma de camadas fibrosas de tecedura ou camadas de fitas de tecedura são preferivelmente pelo menos parcialmente revestidas com um aglutinante polimérico, seguido por uma etapa de consolidação semelhante àquela realizada com as camadas de não tecidos. Tal etapa de consolidação pode ser conduzida para fundir várias camadas de fibras ou fitas tecidas umas com as outras, ou para fundir ainda um aglutinante com as referidas fibras/fitas das referidas camadas de tecedura. Por exemplo, uma pluralidade de camadas de fibras tecidas não tem necessariamente de ser consolidada, e pode ser ligada através de outros meios; tais como com um adesivo convencional, ou por costura, enquanto que um revestimento de aglutinante polimérico é geralmente necessário para consolidar eficientemente uma pluralidade de camadas de fibras numa forma de não tecido.

[0061] Tecidos podem ser formados utilizando técnicas que são bem conhecidas na arte usando qualquer tecido de tecedura, tais como tecelagem simples, tecelagem tipo pé de galinha, tecelagem de cetim, tecelagem de sarja e semelhantes. Ponto de tafetá é mais comum, onde as fibras são tecidas juntas, numa orientação ortogonal 0°/90°. Tipicamente a tecelagem de tecidos é realizada antes do revestimento das fibras com um agente aglutinante polimérico, em que os tecidos são assim impregnados com o aglutinante. No entanto, o invento não se destina a ser limitado pelo estágio em que é aplicado o agente aglutinante polimérico. São também úteis os métodos de tecedura do tipo 3D em que estruturas de tecido em multicamadas são fabricadas por tecelagem de urdidura e trama tanto horizontalmente como verticalmente. 0 revestimento ou a impregnação com um material polimérico aglutinante, também é opcional com tais tecidos em tecelagem do tipo 3D, mas um aglutinante não é obrigatoriamente necessário para a fabricação de um substrato balistico-resistente com tecelagem em multicamadas do tipo 3D.

[0062] Os métodos para a produção de não tecidos (camadas/espessuras não tecidos) a partir de fibras e fitas são bem conhecidos na arte. Por exemplo, num método preferido para a formação de tecidos do tipo não tecido, uma pluralidade de fibras/fitas é disposta na forma de pelo menos um arranjo, tipicamente sendo dispostas como uma trama composta de fibra/fita compreendendo uma pluralidade de fibras/fitas alinhadas em uma matriz unidirecional substancialmente paralela. Num processo tipico, fitas ou feixes de fibras são fornecidos a partir de um urdidor e conduzidos através de guias e, opcionalmente, uma ou mais barras espaçadoras para um pente de colimação, que é normalmente seguido pelo revestimento das fibras/fitas com um material polimérico aglutinante. Tipicamente um feixe de fibras terá cerca de 30 a cerca de 2000 fibras individuais. Quando do inicio com feixes de filamentos, as barras difusoras e o pente colimador dispersam e espalham as fibras que estavam em feixes, e as reorganizam do tipo lado-a-lado numa configuração coplanar. O espalhamento fibroso ideal resulta nos filamentos individuais ou nas fibras individuais sendo posicionados mutuamente próximos num plano fibroso único, formando um arranjo paralelo, substancialmente unidirecional de fibras sem adição de fibras que se mutuamente se sobreponham.

[0063] Após as fibras/fitas serem revestidas com um material aglutinante opcional as fibras/fitas revestidas são configuradas como camadas fibrosas do tipo não tecido compreendendo uma pluralidade de camadas do tipo não tecido, de sobreposição, que são consolidadas na forma de um elemento monolítico, de camada única. Numa preferida estrutura de tecido do tipo não tecido para o substrato balistico- resistente, uma pluralidade de unitapes sobrepostos empilhados, é formada em que as fibras/fitas paralelas de cada camada individual (unitape) são posicionadas ortogonalmente relativamente às fibras/fitas paralelas de cada camada adjacente individual relativamente à direção fibrosa longitudinal de cada camada individual. A pilha de camadas de fibras/fitas do tipo não tecido em empilhamento é consolidada por efeito de calor e pressão, ou por aderência dos revestimentos das camadas individuais de fibras/fitas, de modo a formar um elemento monolítico de camada única, que é também referido na arte como trama consolidada de camada única, onde uma "trama consolidada" descreve uma combinação consolidada (incorporada) de camadas de fibra/fitas com o opcional matriz/aglutinante polimérico. O substrato balistico- resistente pode também compreender uma combinação híbrida consolidada de tecidos e de não tecidos, bem como combinações de não tecidos formados a partir de camadas de fibras unidirecionais e tecidos feltrados do tipo não tecido.

[0064] Muito mais tipicamente, as camadas de fibra/fita do tipo não tecido ou do tipo de tecedura incluem de 1 a cerca de 6 camadas, mas podem incluir tantos quanto cerca de 10 a cerca de 20 camadas como pode ser desejado para várias aplicações. Quanto maior for o número de camadas se traduz em maior resistência balistica, mas também maior peso. Tal como é convencionalmente conhecido na técnica, excelente resistência balistica é conseguida quando camadas de fibra/fita individuais são dispostas em cruzamento, tal que a direção de alinhamento de uma camada está girada num ângulo relativamente à direção do alinhamento das fibras de uma outra camada. Mais preferencialmente, as camadas de fibras são montadas na forma de camadas em cruzamento ortogonal a ângulos de 0o e 90°, mas camadas adjacentes podem ser alinhadas virtualmente em qualquer ângulo entre 0° e cerca de 90° relativamente à direção longitudinal da fibra da outra camada. Por exemplo, uma estrutura de cinco camadas do tipo não tecido pode ter camadas orientadas a 0° / 45° / 90° / 45° / 0° ou em outros ângulos. Tais alinhamentos rotacionados são descritos, por exemplo, nas Patentes norte-americanas US Nos. 4.457.985; 4.748.064; 4.916.000; 4.403.012; 4.623.574; e 4.737.402, todas as quais aqui se incorporam por referência contanto que não sejam incompatíveis com a presente.

[0065] Métodos de consolidação de camadas de fibra/camadas para formar compostos complexos são bem conhecidos, tais como através dos métodos descritos na patente norte-americana US 6.642.159. A consolidação pode ocorrer por meio de secagem, resfriamento, aquecimento, pressão ou uma combinação destes. O calor e/ou pressão pode não ser necessário, uma vez que as camadas de fibras ou de tecidos podem ser simplesmente mutuamente coladas, como é o caso num processo de laminação a úmido. Tipicamente, a consolidação é feita através do posicionamento das camadas individuais de fibra/fita, umas sobre as outras, em condições de calor e pressão suficientes de modo a induzir as camadas a se combinarem na forma de um tecido unitário. A consolidação pode ser realizada a temperaturas que variam desde cerca de 50 °C a cerca de 175 °C, de preferência entre cerca de 105 °C a cerca de 175 °C, e a pressões que variam entre cerca de 0,034 MPa (5 psig) a cerca de 17 MPa (2500 psig), durante desde cerca de 0,01 segundos a cerca de 24 horas, de preferência de cerca de 0,02 segundos a cerca de 2 horas. Quando do aquecimento, é possivel que um revestimento de aglutinante polimérico pode ser induzido a aderir ou a fluir sem estar completamente derretido. Todavia, no geral, se o material polimérico aglutinante é levado a fundir, relativamente pouca pressão é necessária para formar o compósito, enquanto que se o material de ligação só é aquecido até um ponto de colagem, mais pressão é normalmente necessária. Como é convencionalmente conhecido na técnica, a consolidação pode ser realizada num conjunto de calandra, num laminador de leito plano, numa prensa ou numa autoclave. A consolidação pode também ser realizada por moldagem em vácuo do material num molde que é colocado sob condições de vácuo. A tecnologia de moldagem a vácuo é bem conhecida na arte. Mais comumente, uma pluralidade de ortogonais tramas de fibra/fita são mutuamente "coladas" juntamente com o polimero aglutinante e feitas correr através de um laminador de leito plano para melhorar a uniformidade e a força da ligação. Além disso, as etapas de aplicação/colagem do polimero podem compreender duas etapas separadas ou uma única etapa de consolidação/laminação.

[0066] Alternativamente, a consolidação pode ser conseguida por moldagem sob pressão e calor num aparelho de moldagem adequado. Geralmente, moldagem é conduzida a uma pressão de entre cerca de 50 psi (344,7 kPa) a cerca de 5.000 psi (34.470 kPa), mais preferivelmente cerca de 100 psi (689,5 kPa) a cerca de 3.000 psi (20.680 kPa), mais preferivelmente de cerca de 150 psi (1034 kPa) a cerca de 1.500 psi (10.340 kPa) . A moldagem pode alternativamente ser realizada a pressões mais elevadas compreendidas entre cerca de 5.000 psi (34.470 kPa) a cerca de 15.000 psi (103,410 kPa) , mais preferivelmente entre cerca de 750 psi (5.171 kPa) a cerca de 5000 psi, e mais preferivelmente de cerca de 1.000 psi e cerca de 5.000 psi. A etapa de moldagem pode levar de cerca de 4 segundos a cerca de 45 minutos.

[0067] Temperaturas de moldagem preferidas variam de cerca de 200 °F (~ 93 °C) até cerca de 350 °F (~ 177 °C), mais preferencialmente a uma temperatura de cerca de 200 °F a cerca de 300 °F e ainda mais preferencialmente a uma temperatura desde cerca de 93 °C (200 °F) a cerca de 137,8 °C (280 °F). A pressão sob a qual as camadas de fibra/fita estão moldadas tem um efeito direto sobre a rigidez ou a flexibilidade do produto moldado resultante. Particularmente, quanto maior for a pressão na qual elas são moldadas, maior será a rigidez, e vice-versa. Adicionalmente à pressão da moldagem, a quantidade, espessura e composição das camadas de fibra/fita e do tipo do revestimento aglutinante polimérico também influencia diretamente a rigidez do substrato balistico- resistente assim formado.

[0068] Embora cada uma das técnicas de moldagem e de consolidação descritas aqui seja semelhante, cada processo é diferente. Particularmente, a moldagem é um processo em bateladas e um processo de consolidação é geralmente um processo continuo. Além disso, a moldagem tipicamente envolve o uso de um molde, tal como um molde de forma ou um molde do tipo ferramenta de encaixe quando da formação do painel plano, e necessariamente não resulta num produto plano. Normalmente a consolidação é feita num laminador de leito plano, um conjunto de mordentes por calandra ou como uma laminação a úmido de modo a produzir tecidos moles (flexiveis) de uso em armaduras corporais. A moldagem é tipicamente reservada para o fabrico de armaduras duras; por exemplo, placas rigidas. Em qualquer processo, as temperaturas, pressões e tempos adequados são geralmente dependentes do tipo de materiais de revestimento poliméricos aglutinantes, do teor do aglutinante polimérico, do processo utilizado e do tipo de fibra/fita.

[0069] Quando o substrato balistico-resistente inclui um aglutinante/matriz, o peso total do aglutinante/matriz que compreende o substrato balistico-resistente compreende de preferência desde cerca de 2% a cerca de 50% em peso, mais preferivelmente de cerca de 5% a cerca de 30%, mais de preferência desde cerca de 7% a cerca de 20%, e mais preferivelmente de cerca de 11% a cerca de 16% em peso de fibras/fitas mais o peso do revestimento. Um teor mais baixo de aglutinante/matriz é apropriado para tecidos de tecedura, onde um teor de aglutinante polimérico maior que zero, mas menor que 10% em peso de fibras mais o peso do revestimento é tipicamente muito mais preferido; porém isso não é pretendido a ser interpretado como um fator limitante. Por exemplo, tecidos de aramida produzidos pro tecedura impregnados com fenólico/PVB são por vezes fabricados com um maior teor de resina; de a partir de cerca de 20% até cerca de 30%, embora um teor em torno de 12% seja tipicamente preferido.

[0070] O substrato balistico-resistente pode também compreender, opcionalmente, uma ou mais camadas de polimeros termoplásticos ligados a uma ou ambas das suas superficies exteriores. Os polimeros adequados para a camada de polimero termoplástico incluem não exclusivamente poliolefinas, poliamidas, poliésteres (particularmente polietileno tereftalato (PET) e copolímeros PET), poliuretanos, polimeros de vinila, copolimeros de etileno-álcool vinilico, copolímeros de etileno octano, copolímeros de acrilonitrila, polímeros acrílicos, polímeros vinílicos, policarbonatos, poliestirenos, os fluorpolímeros e semelhantes, assim como co-polímeros e misturas dos mesmos, incluindo o acetato de vinil etileno (EVA) e ácido etileno acrílico. Também úteis são polímeros de borracha natural e sintética. Destes, preferem-se camadas de poliolefina e poliamida. A poliolefina preferencial é um polietileno. Exemplos não limitantes de polietilenos úteis são polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de baixa densidade linear (PEBDL), polietileno de média densidade (MDPE), polietileno linear de média densidade (LMDPE), polietileno linear de densidade muito baixa (VLDPE), polietileno linear de densidade ultra-baixa (ULDPE), polietileno de alta densidade (HDPE) e copolímeros e misturas desses. Também úteis são tramas de poliamida SPUNFAB® comercialmente disponíveis da Spunfab, Ltd, de Cuyahoga Falls, Ohio (marca registrada para Keuchel Associates, Inc.), bem como mantas THERMOPLAST™ e HELIOPLAST™, tramas e filmes comercialmente disponíveis da Protechnic S.A. de Cernay, França. Tal camada de polímero termoplástico pode ser unida às superfícies dos substratos balistico-resistentes utilizando técnicas bem conhecidas, tais como por laminação térmica. Tipicamente, a laminação é feita pelo posicionamento das camadas individuais, umas sobre as outras, sob condições de calor e pressão suficientes para fazer com que as camadas se combinem numa estrutura unitária. A laminação pode ser conduzida a temperaturas variando desde cerca de 95 °C a cerca de 175 °C, de preferência entre cerca de 105 °C a cerca de 175 °C, a pressões variando desde cerca de 5 psig (0,034 MPa) a cerca de 100 psig (0,69 MPa), durante desde cerca de 5 segundos a cerca de 36 horas, de preferência de cerca de 30 segundos a cerca de 24 horas. Tais camadas de polimeros termoplásticos podem ser alternativamente ligadas às superficies dos substratos balistico-resistentes com fibras de cola quente ou por fibras de fusão a quente, como pode ser entendido por aquele usualmente versado na técnica.

[0071] Em modalidades onde o substrato balistico-resistente não inclui um material polimérico aglutinante revestindo as fibras ou fitas que formam o substrato, é preferido que a uma ou mais camadas de polimero termoplástico, tal como descrito acima, seja empregue para unir as camadas de fibra/fita camadas entre si ou melhorar a ligação entre camadas de fibra/fita adjacentes. Numa modalidade, um substrato balistico-resistente compreende uma pluralidade de camadas de fibras unidirecionais ou camadas de fita, em que uma camada de polimero termoplástico é posicionada entre cada camada de fibra ou camada de fita adjacente. Por exemplo, numa modalidade preferida, o substrato balistico-resistente tem a seguinte estrutura: pelicula de polimero termoplástico/UDT sem aglutinante a 0°/filme de polimero termoplástico/filme de polimero termoplástico UDT sem aglutinante a 90°. Nessa modalidade representativa, o substrato balistico-resistente pode incluir camadas adicionais de UDT sem aglutinante, onde um filme polimérico termoplástico está presente entre cada par de camadas UDT que sejam adjacentes. Além disso, nessa modalidade representativa, um unitape (UDT) pode compreender uma pluralidade de fibras paralelas ou uma pluralidade de fitas paralelas. Esta modalidade representativa não se destina a ser estritamente limitativa. Por exemplo, os corpos de UDT alongados (isto é, fibras ou fitas) das camadas de UDT podem ser orientados em outros ângulos, tais como das UDT pode ser orientado em outros ângulos, como a pelicula de polimero termoplástico/UDT sem aglutinante a 0°/filme de polimero termoplástico/UDT sem aglutinante a 45°/filme polimérico termoplástico/filme polimérico termoplástico de UDT sem aglutinante a 90°/UDT sem aglutinante a 45°/filme polimérico termoplástico/UDT sem aglutinante a 0°/filme polimérico termoplástico, etc.; ou as camadas podem ser orientadas em outros ângulos. Os filmes poliméricos termoplásticos mais externos podem ser também opcionalmente excluidos como determinado por aquele usualmente versado na técnica. Tais estruturas sem aglutinantes podem ser feitas mediante empilhamento das camadas componentes umas sobre as outras num modo coextensivo e consolidando/moldando elas juntas de acordo com as condições de consolidação/moldagem aqui descritas.

[0072] A espessura do substrato balistico-resistente corresponderá à espessura das fibras/fitas individuais e o número de camadas de fibra/fita ou camadas incorporadas no substrato. Por exemplo, um tecido de tecedura preferido terá uma espessura preferida de cerca de 25 μm a cerca de 600 μm por espessura/camada, mais preferencialmente de cerca de 50 μm a cerca de 385 μm e mais preferencialmente desde cerca de 75 μm a cerca de 255 μm por espessura/camada. Um tecido não tecido de duas camadas preferido terá uma espessura preferida de cerca de 12 μm a cerca de 600 μm, mais preferencialmente desde cerca de 50 μm até cerca de 385 μm e mais preferencialmente desde cerca de 75 μm até cerca de 255 μm. Quaisquer camadas poliméricas termoplásticas são preferentemente muito delgadas, possuindo uma espessura de camada de cerca de 1 μm a de 250 μm, mais preferivelmente de cerca de 5 μm a cerca de 25 μm e mais preferivelmente de cerca de 5 μm a cerca de 9 μm. Tramas descontinuas; tais como tramas do tipo não tecido SPUNFAB® são preferentemente aplicadas com uma base em peso de 6 gramas por metro quadrado (gsm) . Embora tais espessuras sejam são preferidas, é para ser entendido que outras espessuras podem ser produzidas para atender a uma necessidade particular e ainda se inserir no âmbito da presente invenção.

[0073] O substrato balistico-resistente compreende múltiplas camadas ou espessuras de fibra/fita, camadas essas que são empilhadas umas sobre as outras e opcionalmente, mas preferentemente, consolidadas. O substrato balistico- resistente terá uma preferida densidade superficial de compósito de a partir de cerca de 0,2 psf até cerca de 8,0 psf, mais preferivelmente de 0,3 psf até cerca de 6,0 psf, ainda mais preferivelmente de a partir de cerca de 0,5 psf até cerca de 3,5 psf, ainda mais preferivelmente de a partir de cerca de 1 psf até cerca de 3,0 psf, e muito preferivelmente de a partir de cerca de 1,5 psf até cerca de 2,5 psf.

[0074] Em modalidades em que o substrato balistico- resistente é um material rigido, de base não fibrosa, de base não fita, o substrato não compreende nem fibras nem fitas, mas compreende um material rigido, tal como um material cerâmico, vidro, metal, um compósito preenchido com metal, um compósito preenchido com material cerâmico, um compósito preenchido com material vitreo, um material do tipo cermet, ou uma combinação desses mencionados. Destes, os materiais preferidos são o aço, em especial aço de alta dureza (HHS), bem como ligas de aluminio, de titânio ou combinações dos mesmos. De preferência, tal material rigido compreende uma placa rigida que está ligada a um ou mais painéis de vácuo numa relação do tipo face-a-face, do mesmo jeito como os substratos formados a partir de ambos os substratos à base de fita e os substratos à base de fibra. Se um artigo balistico-resistente do invento incorpora vários substratos, é preferível que apenas um substrato rigido seja utilizado com o restante dos substratos sendo de base fibrosa e/ou à base de fita, de preferência, com o substrato rigido posicionado como a face de embate do artigo.

[0075] Três tipos mais preferidos de materiais cerâmicos incluem óxido de aluminio, carbureto de silicio e carbureto de boro. A este respeito, um substrato rigido pode incorpora uma única placa cerâmica monolítica, ou pode compreender pequenos ladrilhos ou esferas cerâmicas suspensas em resina flexível, tal como um poliuretano. As resinas adequadas são bem conhecidas na arte. Além disso, várias camadas ou fileiras de ladrilhos podem ser ligadas a uma superficie do painel de vácuo. Por exemplo, ladrilhos cerâmicos de 7,62 cm x 7,62 cm x 0,254 cm (3 pol. X 3 pol. X 0,1 pol.) podem ser montados sobre um painel de 30,48 cm x 30,48 cm (12 pol. X 12 pol.) usando um filme adesivo delgado de poliuretano, de preferência com todas as telhas cerâmicas sendo alinhadas tal que nenhuma lacuna fique presente entre as telhas. Uma segunda fila de painéis pode ser em seguida ligada à primeira fileira de material cerâmico, com um deslocamento tal que as juntas fiquem dispersas. Isso pode continuar em todo o sentido descendente e transversal de modo a cobrir a totalidade da superfície do painel de vácuo. Adicionalmente, um substrato formado de um material rígido de base não fibrosa, de base não fita, tal como HHS pode ser anexado a um substrato de base fibrosa, substrato de base fibrosa esse que é em seguida anexado à face de um painel de vácuo. Por exemplo, numa configuração preferida, um artigo balistico-resistente da invenção compreende uma placa de material cerâmico/um material fibroso de suporte moldado/um painel de vácuo/um espaço de ar opcional/um material de armadura fibrosa macia ou dura. Outras configurações também podem ser úteis.

[0076] Como foi referido anteriormente, o substrato balistico-resistente e o painel de vácuo podem ser mutuamente acoplados com ou sem as superfícies mutuamente se tocarem. Em modalidades preferidas, pelo menos um substrato balistico- resistente é diretamente ligado a pelo menos um painel de vácuo com um adesivo. Qualquer material adesivo adequado pode ser utilizado. Os adesivos adequados incluem não exclusivamente os materiais elastoméricos, tais como o polietileno, polietileno reticulado, polietileno clorossulfonado, copolimeros de etileno, polipropileno, copolimeros de propileno, polibutadieno, poli-isopreno, borracha natural, os copolimeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-dieno, polímeros de polissulfeto, elastômeros de poliuretano, policloropreno, cloreto de polivinila plastificado com um ou mais plastificantes, que são bem conhecidas na técnica (tais como ftalato de dioctila), elastômeros de butadieno de acrilonitrila, poli(isobutileno-co-isopreno), poliacrilatos, poliésteres, poliésteres insaturados, poliéteres, fluoroelastômeros, elastômeros de silicone, copolímeros de etileno, elastômeros termoplásticos, fenólicos, polimeros epoxi, polibutirais, copolímeros de bloco de estireno, tais como estireno-isopreno-estireno ou estireno-tipos de butadieno-estireno, e outras composições adesivas adequadas convencionalmente conhecidos na arte. Adesivos particularmente preferidos incluem adesivos de metacrilato, os adesivos de cianoacrilato, adesivos de cura UV, adesivos epoxi, adesivos de uretano e misturas dos materiais acima referidos. Destes, um adesivo compreendendo um adesivo termoplástico de poliuretana, particularmente uma mistura de um ou mais materiais termoplásticos de poliuretano com um ou mais outros polimeros termoplásticos, é o preferido. Mais preferencialmente, o adesivo compreende poliéter alifático poliuretano. Tais adesivos podem ser aplicados, por exemplo, sob a forma de uma massa fundida quente, filme, pasta ou pulverização, ou como um liquido adesivo de dois componentes.

[0077] Outros meios adequados para a ligação direta dos elementos incluem não exclusivamente costura ou grampeamento em conjunto, bem como fixação deles com pinos ou parafusos, tal que as suas superficies fiquem mutuamente em contato. Cavilhas e parafusos, também podem ser usados para acoplar indiretamente o substrato e o painel de vácuo. Para grampear, costurar, prender por cavilhas ou parafusar o painel de vácuo ao substrato balistico-resistente, deve ser necessário ao painel de vácuo ter uma borda periférica ou outro elemento que facilite a fixação sem furar o painel e destruir o vácuo. Alternativamente, o substrato balistico-resistente e o painel de vácuo podem ser indiretamente ligados um ao outro por meio do que eles são unidos em conjunto com um instrumento conector onde em conjunto eles formam elementos integrais de um artigo unitário único, mas as superficies deles não se tocam mutuamente. Nesta modalidade, o substrato balistico-resistente e o painel de vácuo podem ser posicionados mutuamente afastados por pelo menos cerca de 2 mm. Vários instrumentos podem ser usados para ligar o substrato balistico-resistente e o painel de vácuo. Exemplos não limitativos de instrumentos conectores incluem âncoras conectantes, tais como rebites, cavilhas, pregos, parafusos e tachas, onde as superficies do substrato e do painel são mantidos mutuamente afastadas, tal que fique um espaço entre o painel balistico-resistente e o painel de vácuo. Também adequadas são as tiras com fechos do tipo gancho e alça, tais como os produtos da marca VELCRO® comercialmente disponíveis a partir da Velcro Industries BV de Curacao, Paises Baixos, ou prendedores do tipo gancho e alça da 3M™, fita de dupla-face, e semelhantes.

[0078] Também úteis são tiras de espaçamento achatadas; molduras de espaçamento, como descrito na proprietária Patente norte-americana US No. 7.930.966, que aqui se incorpora por referência na medida em que seja consistente com o aqui exposto. Molduras de espaçamento adequadas incluem armações dotadas de fendas, onde os painéis da invenção podem ser posicionados dentro das fendas (ou ranhuras) da moldura, que os mantém no lugar; e molduras não dotadas de fendas que são posicionadas entre, e fixadas aos painéis adjacentes, separando e conectando assim os referidos painéis. As molduras podem ser formadas a partir de qualquer material como possa ser determinado por aquele usualmente versado na técnica, incluindo molduras em madeira, molduras metálicas e molduras compósitas de polimero reforçado com fibras. Canais produzidos por extrusão podem ser formados a partir de qualquer material que possa ser extrusável, incluindo metais e polimeros.

[0079] Também adequadas são molduras ou folhas; tais como folhas em madeira, folhas de material fibroso, folhas constituídas de material particulado, folhas de material cerâmico, folhas metálicas, folhas plásticas ou mesmo uma camada de espuma posicionada entre, e em contato com ambos uma superfície do substrato balistico-resistente e o painel de vácuo. Tais mencionados são descritos em mais detalhes na proprietária Patente norte-americana US No. 7.762.175, que aqui se incorpora por referência na medida em que seja consistente com o aqui exposto.

[0080] A Figura 7 ilustra uma modalidade onde um substrato balistico-resistente 210 é indiretamente acoplado com um painel de vácuo 212 por meio de âncoras conectantes 214 nos cantos do substrato 210 e do painel 212. A Figura 8 ilustra uma modalidade em que o substrato 210 e o painel 212 são separados por uma moldura dotada de fendas. Tais instrumentos conectores são especificamente exclusivos de adesivos e de tecidos sintéticos, tais como outros tecidos do tipo balistico-resistentes, outros tecidos não balistico- resistentes, ou fibra de vidro.

[0081] Os artigos balistico-resistentes da invenção são particularmente adequados para qualquer aplicação em armaduras corporais que requeira baixo indice de deformação na face posterior; ou seja, ideal resistência a trauma contuso fechado, incluindo artigos de armadura moles e flexiveis, bem como artigos de armaduras rigidos e duros, bem como para a defesa de veículos e elementos estruturais; tais como paredes de prédios. Quando empregues, os artigos balistico-resistentes do invento devem ser orientados tal que o substrato balistico- resistente fique posicionado como a face de impacto do artigo e o referido painel de vácuo fique posicionado atrás do substrato balistico-resistente de modo a receber qualquer onda de choque que se inicie decorrente de um impacto de um projétil com o substrato balistico-resistente. A geração de uma onda de choque é um componente significativo da energia transferida para a armadura quando do impacto de projétil, com materiais de baixa deflexão convertendo mais da energia cinética proveniente de um projétil na forma de uma onda de choque que os materiais de alta deflexão. As funções do painel de vácuo para reduzir ou eliminar totalmente esta energia decorrente da onda de choque, garantindo que a energia decorrente do impacto do projétil seja dissipada num modo que reduz a deformação da face posterior do compósito, ao mesmo tempo em que preservando superior resistência à penetração balística.

[0082] Com relação a isso, os artigos balistico-resistentes da invenção que incorporam um apropriado suporte de painel de vácuo alcançam significativa melhora da assinatura da face posterior, relativamente à artigos de armadura que não possuam estrutura de suporte posterior ou que utilizem um material de suporte convencional; tais como de espuma de células fechadas, espuma de células abertas ou um tipo de colméia flexível. Aprimorada performance de assinatura da face posterior pode também ser conseguida em pesos inferiores quando da substituição dos painéis de vácuo por material balístico que são frequentemente usados em lugar de um material de suporte de armadura.

[0083] Os exemplos seguintes servem para ilustrar a invenção. EXEMPLOS COMPARATIVOS 1-9 e 13-19 EXEMPLOS INVENTIVOS 10-12

[0084] Os testes de balistica foram conduzidos para determinar a influência de um material de suporte do tipo painel de vácuo na mitigação da onda de choque resultante e da resultante profundidade de deformação da face posterior.

[0085] Todas as condições de teste foram mantidas constantes em cada exemplo, exceto quanto ao tipo do material de suporte. O material de suporte utilizado para cada uma das amostras é identificado na Tabela 1. O suporte McMaster-Carr B43NES-SE utilizado nos Exemplos Comparativos 1-3 era de espuma de células fechadas Neoprene/EPDM/SBR (Neoprene/etileno propileno dieno monômero/borracha de estireno-butadieno) com espessura de 6,35 mm (0,25 polegadas), comercialmente disponível de McMaster-Carr de Robbinsville, NJ. O suporte "(2X) United Foam XRD 15 PCF" usado nos Exemplos Comparativos 4-6 consistiu de duas camadas de espuma de polietileno reticulado irradiado Qycell de células fechadas com 3,18 mm (0,125 polegada) de espessura, comercialmente disponível da UFP Technologies of Raritan, NJ e fabricado por Qycel Corporation of Ontario, CA. A "Espuma de células abertas com suporte adesivo" usada nos Exemplos Comparativos 7-9 era espuma de poliuretano de célula aberta de super-amortecimento, resistente à água, de espessura 6,35 mm (0,25 polegada), com um suporte adesivo, comercialmente disponível da McMaster- Carr. 0 "Isolamento NanoPore" usado nos Exemplos Inventivos 10-12 foi um painel de vácuo de espessura 6,35 mm (0,25 polegada), comercialmente disponivel da NanoPore Insulation LLC of Albuquerque, NM. O interior do painel de vácuo inclui uma manta porosa de fibra de carbono como uma estrutura de suporte interna, que impede que o envelope entre em colapso quando o vácuo é retirado.

[0086] O suporte "SUPRACOR Honeycomb, A2 0,25 CELL/E0000139" usado em Exemplo Comparativo 13 era um material do tipo colméia, de células fechadas, flexivel, com 4,8 mm (0,19 polegada) de espessura, comercialmente disponivel da SUPRACOR, Inc. de San Jose, CA. A "armadura de tecido de PE do tipo não tecido" usado nos Exemplos Comparativos 14-15 era compósito proprietário do tipo não tecido, com espessura de 6,35 mm (0,25 polegada), comercialmente disponivel da Honeywell International Inc. Ela consistia de 38 camadas unidirecionais de dupla espessura (0°/90°) compreendendo fibras do tipo Polietileno de peso molecular ultra alto (UHMW PE) e uma resina aglutinante de poliuretano, e possuindo uma densidade superficial de 1,00 psf. O suporte "SUPRACOR Honeycomb, ST8508, 0,187 Cell, ST05X2/E0000139" utilizado no Exemplo Comparativo 16 era de material flexivel do tipo colméia, de células abertas, de espessura 4,8 mm (0,19 polegada), comercialmente disponivel da SUPRACOR, Inc. O suporte "SUPRACOR Honeycomb, SU8508, 0,25 Cell, SU05X2 backing/E0000139 "utilizado no Exemplo Comparativo 17 era um material flexivel do tipo colméia de células abertas, de 4,8 mm (0,19 polegada) de espessura, comercialmente disponivel da SUPRACOR, Inc.

[0087] Cada material de suporte foi ligado a uma placa de 31 camadas de quatro espessuras (0°/900/00/900 ) de um tecido de polietileno não tecido numa matriz de poliuretano; moldada a 132 °C (270 °F) e 18,6 MPa (2700 psi), comercialmente disponivel da Honeywell International Inc., Morristown, NJ. Cada placa era um quadrado de 15,2 cm x 15,2 cm (6"x6") e possuindo uma densidade superficial de 1,63 lb/ft2 (psf). O material de suporte e a placa de armadura foram mutuamente fixados com fita adesiva de dupla face (fita Tesa® Reinforced DS; densidade Superficial=0,048 psf).

[0088] Todas as amostras foram submetidas a disparos atendendo ao padrão descrito por NIJ 0101.04, Tipo III, em que uma amostra é posta em contato com a superficie de um material de suporte argila, deformável. Todas as amostras foram baleadas uma vez com um projétil RN de 9 mm, de cápsula metálica 124 grain a 1430 pé/segundo (fps)±30 fps com a placa de armadura posicionada como a face de impacto e com o material de suporte posicionado diretamente sobre a superficie argilosa. Nos Exemplos Comparativos 18 e 19 que não usaram material de suporte, a placa de armadura foi posicionada diretamente sobre a superficie de argila. 0 impacto do projétil causou uma depressão na argila por detrás da amostra, identificada como a assinatura da face posterior (BFS) . As medições da BFS para cada exemplo são identificadas na Tabela

CONCLUSÕES

[0089] Como ilustrado pelos dados da Tabela 2, os Exemplos Inventivos 10-12 usando o painel de vácuo Nanopore como um material de suporte teve BFS por 9 mm significativamente menor (melhorada performance de BFS) em comparação com as amostras testadas com qualquer outro material de suporte, ou sem material de suporte. A média de BFS com impacto de 9 mm para os três Exemplos Inventivos foi de 20,5 mm. A média BFS de 9 mm para os Exemplos Comparativos 1-3, que usaram a espuma de células fechadas McMaster-Carr Neoprene/EPDM/SBR como um material de suporte foi de 27,3 mm. A média de BFS de 9 mm para os Exemplos Comparativos 4-6 que se usaram espuma de polietileno de células fechadas reticuladas irradiadas United Foam como material de suporte foi de 27,0 mm. A média BFS de 9 milímetros BFS para os Exemplos Comparativos 7-9 que usaram espuma de poliuretano de células abertas, super-amortecedoras, resistente à água, com suporte adesivo, como um material de suporte foi de 28,1 mm. A BFS de 9 milímetros para o Exemplo Comparativo 13, que usou colméia de células fechadas, flexivel, SUPRACOR como o material de suporte foi de 27,1 mm. A média de BFS de 9 mm para os Exemplos Comparativos 14-15 que usaram a armadura têxtil proprietária feita de polietileno (PE) não tecido como um material de suporte foi de 30,15 mm. A BFS de 9 mm para o Exemplo Comparativo 16 que usou material do tipo colméia de células abertas, flexivel SUPRACOR como um material de suporte foi de 27,3 mm. A BFS de 9 milímetros para o Exemplo Comparativo 17, que usou o material do tipo colméia de células abertas, flexivel Supracor como um material de suporte foi de 28,3 mm. A média de BFS de 9 mm para os Exemplos Comparativos 18-19, que foram testados sem o uso de um material de suporte realizou o pior, com uma média de BFS de 34,4 mm.

[0090] Os dados de profundidade da BFS como resumidos na Tabela 2 são ilustrados graficamente na Figura 9. Como mostrado na Figura 9, a média que mais se aproxima daquelas dos compósitos com suporte de painel de vácuo da invenção foi a da espuma de polietileno de células fechadas dos Exemplos Comparativos 4-6, tendo uma média BFS de 27,0 mm para impactos com 9 milímetros, que é 31,7% (6,5 mm) maior do que a média BFS de 20,5 mm para impactos com de 9 milímetros conseguida pela presente invenção. Sem tirar a média dos dados, a comparação do melhor resultado de amostra comparativa (Exemplo Comparativo 5 a 26,1 mm) com o pior resultado da amostra inventiva (Exemplo 12 a 23,7 mm) produz uma melhora de 2,4 mm; de mais de 10%.

[0091] Embora a presente invenção tenha sido particularmente mostrada e descrita com referência às modalidades preferidas, será facilmente percebido por aquele usualmente versado na técnica que diversas alterações e modificações podem ser feitas, sem se afastar do espirito e âmbito da invenção. Pretende-se que as reivindicações sejam interpretadas para cobrir as modalidades reveladas, suas alternativas que tenham sido aqui discutidas, e todos os seus equivalentes

Claims

1. ARTIGO BALÍSTICO-RESISTENTE, caracterizado por compreender: a) um painel de vácuo (212) possuindo uma primeira e uma segunda superfície, o referido painel de vácuo (212) compreendendo um invólucro e um volume interno definido pelo invólucro, em que pelo menos uma parte do referido volume interno é um espaço não ocupado e em que o referido volume interno está sob pressão de vácuo; e b) pelo menos, um substrato balístico-resistente (210) tendo superfícies externas, sendo que referido pelo menos um substrato balístico-resistente (210) é acoplado com pelo menos uma das referidas primeira e segunda superfície do referido painel de vácuo (212), o referido substrato compreendendo fibras e/ou fitas possuindo uma tenacidade de cerca de 7 g/denier ou mais e um módulo de elasticidade de cerca de 150 g/denier ou mais, sendo que referido substrato compreende um material rígido de base não fita, e de base não fibrosa; no qual o pelo menos um painel de vácuo (212) e o pelo menos um substrato balístico-resistente (210) são separáveis um do outro; e no qual o pelo menos uma superfície externa do pelo menos um substrato balístico-resistente (210) é diretamente acoplada com pelo menos uma das primeira e segunda superfícies do referido painel de vácuo (212), ou no qual o painel de vácuo (212) e o pelo menos um substrato balístico-resistente (210) são indiretamente acoplados a uma ou mais de suas referidas superfícies com um instrumento conector de modo que as superfícies não tocam diretamente umas às outras.

2. Artigo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido invólucro compreender um envelope polimérico flexível, selado, e possui materiais de suportação física ou estruturas dentro do volume interior ou no qual o painel de vácuo (212) possui paredes fabricadas a partir de um metal rígido capaz de reter sua forma enquanto sob vácuo e no qual 100% do volume interior do referido painel de vácuo (212) é espaço não ocupado.

3. Artigo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um substrato balístico-resistente (210) estar diretamente ligado a pelo menos uma das referidas primeira e segunda superfície do referido painel de vácuo (212), e no qual referido invólucro compreende um envelope polimérico flexível, selado.

4. Artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um substrato balístico-resistente (210) ser indiretamente acoplado com pelo menos uma das referidas primeira e segunda superfície do referido painel de vácuo (212), em que uma camada laminar está presente entre o referido substrato balístico-resistente (210) e o referido painel de vácuo (212).

5. Artigo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma pluralidade de painéis de vácuo ser acoplada com cada substrato balístico-resistente (210), no qual os painéis de vácuo são na forma de uma folha incorporando referida pluralidade de painéis de vácuo posicionados próximos uns aos outros borda-com-borda com perfurações entre painéis.

6. Artigo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um substrato balístico-resistente (210) estar diretamente conectado a pelo menos uma das referidas primeira e segunda superfícies do referido painel de vácuo (212), em que 100% do volume interno do referido painel de vácuo (212) é um espaço desocupado, em que o referido painel de vácuo (212) tem paredes fabricadas a partir de um material metálico rígido capaz de manter sua forma sob vácuo

7. ARTIGO DE ARMADURA CORPORAL BALÍSTICO-RESISTENTE PARA REDUÇÃO DE EXTENSÃO DE DEFORMAÇÃO DA FACE POSTERIOR, formado pelo artigo balístico-resistente da reivindicação 1, caracterizado por o pelo menos um substrato balístico- resistente (210) está posicionado como a face de impacto do artigo de armadura balístico-resistente e o referido painel de vácuo (212) ser posicionado atrás do referido pelo menos um substrato balístico-resistente (210) para receber qualquer onda de choque que se inicie decorrente de um impacto de um projétil com o referido pelo menos um substrato balístico-resistente (210); no qual o pelo menos um painel de vácuo (212) e o pelo menos um substrato balístico-resistente (210) são separáveis um do outro; e no qual o pelo menos uma superfície externa do pelo menos um substrato balístico-resistente (210) é diretamente acoplada com pelo menos uma das primeira e segunda superfícies do referido painel de vácuo (212), ou no qual o painel de vácuo (212) e o pelo menos um substrato balístico-resistente (210) são indiretamente acoplados a uma ou mais de suas referidas superfícies com um instrumento conector de modo que as superfícies não tocam diretamente umas as outras.

8. Artigo de armadura corporal balístico-resistente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por referido painel de vácuo (212) compreender um envelope polimérico flexível, selado, e possui materiais de suportação física ou estruturas dentro do volume interior, ou no qual o painel de vácuo (212) possui paredes fabricadas a partir de um metal rígido capaz de reter sua forma enquanto sob vácuo e no qual 100% do volume interior do referido painel de vácuo (212) é espaço não ocupado

9. Artigo de armadura corporal balístico-resistente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o referido substrato compreender referido material rígido, no qual referido material rígido compreende aço, uma liga de alumínio, titânio ou uma combinação dos mesmos.

10. MÉTODO PARA FORMAR UM ARTIGO BALÍSTICO-RESISTENTE, caracterizado por compreender: a) prover um painel de vácuo (212) possuindo uma primeira e uma segunda superfície, o referido painel de vácuo (212) compreendendo um invólucro e um volume interno definido pelo invólucro, em que pelo menos uma parte do referido volume interno é um espaço não ocupado e em que o referido volume interno está sob pressão de vácuo; e b) acoplar pelo menos um substrato balístico- resistente (210) com pelo menos uma das referidas primeira e segunda superfície do referido painel de vácuo (212), o referido substrato compreendendo fibras e/ou fitas possuindo uma tenacidade de cerca de 7 g/denier ou mais e um módulo de elasticidade de cerca de 150 g/denier ou mais, ou em que o referido substrato compreende um material do tipo não fita, do tipo não fibra, rígido; onde o referido pelo menos um substrato balístico- resistente (210) está posicionado como a face de impacto do artigo balístico-resistente e o referido painel de vácuo (212) é posicionado atrás do referido pelo menos um substrato balístico-resistente (210) para receber qualquer onda de choque que se inicie decorrente de um impacto de projétil com o referido pelo menos um substrato balístico-resistente (210), no qual o pelo menos um painel de vácuo (212) e o pelo menos um substrato balístico-resistente (210) são separáveis um do outro; e no qual o pelo menos uma superfície externa do pelo menos um substrato balístico-resistente (210) é diretamente acoplada com pelo menos uma das primeira e segunda superfícies do referido painel de vácuo (212), ou no qual o painel de vácuo (212) e o pelo menos um substrato balístico-resistente (210) são indiretamente acoplados a uma ou mais de suas referidas superfícies com um instrumento conector de modo que as superfícies não tocam diretamente umas as outras.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o referido painel de vácuo (212) compreende um envelope polimérico flexível, selado e possui materiais ou estruturas de suporte físico dentro do volume interno, ou em que o painel de vácuo (212) tem paredes fabricadas a partir de um material rígido capaz de manter sua forma enquanto está sob vácuo e em que 100% do volume interior do referido painel de vácuo (212) é um espaço desocupado.