BR112020017235A2

BR112020017235A2 - Tecidos e artigos

Info

Publication number: BR112020017235A2
Application number: BR112020017235-9A
Authority: BR
Inventors: James Neal Singletary
Original assignee: Dupont Safety & Construction, Inc.
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-12-22
Also published as: IL276909A; WO2019236410A1; CN112423978A; CA3091697A1; KR20210016544A; US20190375202A1; JP2021527191A; EP3774321A1; JP7397809B2; BR112020017235B1

Abstract

um tecido compreende uma folha não filamentar de uhmwpe altamente estirada com uma largura de pelo menos 10 mm e uma pluralidade de empalamentos, em que um empalamento é separado do próximo empalamento por uma distância de pelo menos 1 mm. o tecido pode ainda compreender uma pluralidade das referidas folhas, em que cada folha é empilhada uma em cima da outra.

Description

“TECIDOS E ARTIGOS” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um tecido de folhas de polietileno orientadas, adequadas para uso em um laminado resistente a impacto ou corte.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Folhas de polímero de polietileno de peso molecular ultra alto, conforme descrito por exemplo na Patente Americana US 8.075.979 de Weedon et al., são conhecidas por sua eficácia como um componente de um artigo resistente à bala. Quando usado em componentes que são altamente contornados, como aqueles com curvatura em duas direções simultâneas, há uma tendência para danos à folha, como dobra, rasgo, empenamento ou tensão de restrição permanente. Há uma necessidade, portanto, de folhas de polietileno aperfeiçoadas que sejam facilmente conformadas sem danos para uso em formas complexas. Além disso, existe a necessidade de as referidas folhas de polietileno melhoradas serem fornecidas em um tecido que seja autoportante e possa ser facilmente manuseado.

[003] A patente US 5.578.373 de Kobayashi descreve um material estirado de polietileno que é então sujeito a divisão. O material de polietileno dividido de acordo com a invenção tem uma grande área superficial e, portanto, pode ser facilmente laminado a outros materiais e tem uma alta resistência e flexibilidade. Esses filmes divididos podem ser combinados para fazer tecidos autossustentáveis. No entanto, este material tem a desvantagem de exigir que as películas partidas soltas sejam subsequentemente manuseadas em seu estado solto e facilmente desemaranhado.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[004] A presente invenção se refere a um tecido que compreende uma folha não filamentar de UHMWPE altamente estirada com uma largura de pelo menos 10 mm e uma pluralidade de empalamentos, em que um empalamento é separado do próximo empalamento por uma distância de pelo menos 1 mm.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[005] As Figuras 1A, 1B e 1C mostram vistas planas de padrões de empalamento de tecidos de exemplo.

[006] A Figura 2 mostra uma seção transversal através de um tecido de polietileno de peso molecular ultra alto não fibroso com dobra cruzada (UHMWPE).

[007] A Figura 3 é uma vista final da bancada de teste usada para medir a elasticidade do tecido.

[008] As Figuras 4 a 7 mostram imagens microscópicas de tecidos da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[009] A data e/ ou emissão das especificações referenciadas nesta seção são as seguintes: - ASTM D7744-11, publicada em setembro de 2011; - ASTM D4440-07, publicada em março de 2007; - MIL-DTL-662F, publicada em dezembro de 1997; - MIL-DTL-46593B, publicada em 2006; - NIJ-0115.00, publicada em 2000.

TECIDO

[010] Em uma forma de realização, o tecido compreende uma única folha não filamentar de UHMWPE altamente estirada que tem uma pluralidade de empalamentos, em que um empalamento é separado do próximo empalamento por uma distância de pelo menos 1 mm. De preferência, o tecido tem uma largura de pelo menos 10 mm. De forma mais preferencial, o tecido tem uma largura de pelo menos 40 mm. Ainda de forma mais preferencial, o tecido tem uma largura de pelo menos 100 mm. De forma mais preferencial, o tecido tem uma largura de pelo menos 200 mm.

[011] Em outra forma de realização, o tecido compreende uma pluralidade de folhas empilhadas não filamentar de UHMWPE altamente estiradas. Em uma forma de realização de tal tecido, cada folha na pilha é colocada em uma orientação de forma que a direção de estiramento em uma folha seja deslocada em relação à direção de estiramento na próxima folha. Em uma forma de realização preferida, cada folha da pilha é colocada em uma orientação de forma que a direção de estiramento em uma folha seja ortogonal em relação à direção de estiramento na próxima folha. Em ainda outra forma de realização de tal tecido, cada folha na pilha é colocada de forma que não haja deslocamento em relação à direção de estiramento na próxima folha, ou seja, todas as folhas têm a direção de estiramento na mesma direção.

[012] Nos tecidos acima, o empalamento na folha pode ser uma fenda (corte), um furo ou um filamento que passa pelo plano da folha. De preferência, as fendas ou cortes são feitos de forma que o filme seja dividido paralelamente à direção de estiramento, sem romper o produto na direção de estiramento do filme. As Figuras 1A e 1B mostram exemplos de dois arranjos ou padrões de empalamento. Por conveniência, o empalamento nessas duas Figuras é mostrado como furos. A Figura 1B difere da Figura 1A em que os empalamentos em algumas fileiras são deslocados em relação aos empalamentos em outras fileiras, em relação à localização abaixo da direção de estiramento do filme orientado superior.

[013] Os empalamentos são feitos durante ou após a montagem do tecido.

[014] Nos tecidos acima, um empalamento é separado do próximo empalamento por uma distância 'd' de pelo menos 1, 2, 4, 6, 8 ou 10 mm. Neste contexto, fileiras adjacentes de empalamento significam fileiras de empalamento que estão próximas umas das outras. Nas Figuras 1A e 1B, o espaçamento de empalamento pode ser entre empalamentos na direção da máquina (dm), entre empalamentos na direção transversal (dx) ou empalamentos na direção diagonal (dd), qualquer que seja o menor. A direção da máquina (MD) é um termo bem conhecido e é a direção na qual o rolo é formado em uma máquina. Em algumas formas de realização, os empalamentos em uma fileira podem ser compensados em relação aos empalamentos em uma fileira adjacente. Um arranjo aleatório de empalamentos também pode ser considerado, em que um empalamento é separado do próximo empalamento por uma distância de pelo menos 1, 2, 4, 6, 8 ou 10 mm.

[015] Em algumas formas de realização, pelo menos 10%, 30%, 50% ou 70% da pluralidade de empalamentos não penetram totalmente através do tecido. De preferência, 100% da pluralidade de empalamentos não penetram totalmente através do tecido.

[016] Em outras formas de realização, os tecidos descritos acima podem compreender uma película de polímero não UHMWPE, uma folha não tecida, um tecido tecido ou um adesivo adjacente à folha ou folhas de UHMWPE.

[017] Qualquer material filamentar adequado, como nylon ou poliéster, pode ser usado para passar pelo plano da folha ou pilha de folhas.

Em algumas formas de realização, esses filamentos passam através do plano da folha ou pilha de folhas em um ângulo de 70 a 90 graus em relação ao plano da folha ou pilha de folhas.

[018] Quando o tecido compreende uma pluralidade de folhas, é preferível que o empalamento das folhas do tecido seja realizado após as folhas terem sido montadas em uma pilha. No entanto, cada folha individual pode ser empalada e depois montada em uma pilha.

[019] Em algumas formas de realização, o tecido compreende uma pluralidade de folhas, de preferência duas ou quatro e, opcionalmente, um adesivo de colagem com um peso máximo de área de 10 g/m² que está localizado entre as folhas. Em algumas formas de realização, o peso da camada adesiva é inferior a 8 g/m² ou mesmo inferior a 4 g/m².

[020] Em outras formas de realização, o adesivo opcional compreende ainda uma camada têxtil que pode ser um tecido de malha ou não tecido.

[021] Um exemplo de tecido é mostrado em (10) na Figura 1C.

Este tecido compreende duas camadas (11 e 12) dispostas de forma que os empalamentos (13 e 14) sejam orientados nas direções de tração MD11 e MD12, respectivamente. Além disso, a camada (11) é disposta de forma que sua direção de estiramento seja ortogonal à direção de estiramento da camada (12).

[022] Um outro tecido de exemplo é mostrado em (20) na Figura 2 e compreende duas folhas de folha orientada de UHMWPE (21 e 22) e duas camadas de adesivo (23). A direção de orientação de uma folha (21) é deslocada em relação à direção de orientação da outra folha (22). De preferência, as duas camadas de folha orientadas (21 e 22) têm uma orientação que é essencialmente ortogonal uma à outra. Por “essencialmente ortogonal” entende-se que as duas folhas são posicionadas uma em relação à outra em um ângulo de 90 +/- 15 graus. Isso às vezes é chamado de arranjo 0/90.

[023] Duas camadas de adesivo (23) estão posicionadas como mostrado na Figura 2. O tecido (20) descrito acima compreende duas folhas e duas camadas de adesivo. Uma folha pode compreender mais de duas folhas ou mais de duas camadas adesivas, como em um arranjo 0/90/0/90.

[024] Estruturas sem qualquer adesivo ou apenas algumas camadas de adesivo também são consideradas.

[025] Estruturas sem qualquer adesivo em seus exteriores também são consideradas estruturas laminadas em folhas de polímero resistentes à abrasão.

[026] Os tecidos descritos neste documento se referem a seções finas de material em larguras superiores a cerca de 0,2 m e até ou excedendo 1,6 m de largura, como poderiam ser produzidos em grandes equipamentos comerciais de forma específica projetados para a produção em tais larguras e tendo uma seção transversal retangular e bordas suaves.

FOLHA DE POLIETILENO

[027] No contexto da presente invenção, os termos folha, filme ou monocamada são intercambiáveis. A folha não é filamentar e é altamente orientada.

[028] O empalamento nessas folhas altamente orientadas cria longos rasgos paralelos à direção de orientação de cada camada, criando assim elementos desconectados ou substancialmente desconectados. O tecido resultante pode deformar substancialmente em cisalhamento no plano. Quando as folhas não são altamente estiradas (orientadas), por exemplo, quando as folhas têm resistência semelhante em ambas as direções da máquina e transversal, então o tecido não se conforma com a forma desejada sob cisalhamento no plano.

[029] De preferência, a folha tem uma tenacidade de pelo menos 1,3 N/tex (15 gpd).

[030] O termo “folha”, tal como aqui utilizado, refere-se a produtos de folha de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) com larguras da ordem de pelo menos 10 mm ou 12,5 mm ou superior, de preferência superior a 20 mm, de forma mais preferencial superior a 30 mm ou de forma mais preferencial superior a 40 mm ou mesmo superior a 100 mm de uma seção transversal de forma geral retangular e com bordas lisas e é de forma específica usado para distinguir dos produtos UHMWPE “fibrosos” que são da ordem de 3 mm de largura ou mais estreitos. As folhas de UHMWPE representativas da presente invenção têm uma largura de pelo menos cerca de 25 mm, uma espessura entre 0,02 mm e 0,102 mm quando medida, usando calibradores, a pressão mínima, de preferência entre 0,02 e 0,06 mm, de forma mais preferencial entre 0,027 e 0,058 mm, e um primeiro módulo, definido como “M1” em ASTM D7744-11, de pelo menos cerca de 100 N/tex, de preferência pelo menos cerca de 115 ou 120 N/tex, de forma mais preferencial pelo menos cerca de 140 N/tex, e de forma mais preferencial pelo menos cerca de 160 N/tex. Em algumas formas de realização, a folha tem uma proporção muito alta de largura para espessura, ao contrário do UHMWPE fibroso, que tem uma largura que é substancialmente semelhante à espessura. Uma folha de UHMWPE de acordo com a presente invenção, por exemplo, pode incluir uma largura de 25,4 mm e uma espessura de 0,0635 mm, o que indica uma proporção entre largura e espessura de 400: 1. A folha pode ser produzida com uma densidade linear de cerca de 660 Tex a cerca de 1100 Tex e superior.

Não há limite teórico para a largura da folha de polietileno de alto módulo, e é limitado apenas pelo tamanho do equipamento de processamento.

[031] O termo “UHMWPE” ou “pó de UHMWPE”, conforme aqui utilizado, refere-se ao polímero utilizado no processo de fabricação da folha da presente invenção. O pó de UHMWPE tem de forma preferencial uma cristalinidade de pelo menos 75% conforme determinado pelo calorímetro diferencial de varredura (DSC) e de forma mais preferencial pelo menos 76%.

O polímero também tem um calor específico de fusão superior a 220 joules/ grama, também determinado por DSC. O peso molecular do polímero é de pelo menos 1.000.000, de forma mais preferencial pelo menos 2.000.000 e de forma mais preferencial superior a 4.000.000. Em algumas formas de realização, o peso molecular está entre 2 a 8 milhões ou mesmo 3 a 7 milhões. Durante o processamento, o polímero é de forma preferencial não exposto a mais de 1 grau C acima do início da fusão determinado por DSC e de forma preferencial é mantido abaixo do início da fusão durante a formação da folha laminada. De preferência, as estruturas cristalinas têm baixo emaranhamento. O baixo emaranhamento permite que as partículas de polímero se alonguem durante a laminação e estiramento até os altos estiramentos totais necessários para obter o alto módulo da presente invenção. Polímeros comercialmente disponíveis como GUR-168 da Ticona Engineering Polymers e 540RU ou 730MU da Mitsui Chemicals podem ser usados para obter a fita de módulo muito alto da presente invenção. Ambos os polímeros têm um início de fusão entre 135,5 a 137 ºC. O baixo emaranhamento, conforme aqui usado, refere-se à capacidade da estrutura cristalina do polímero, conforme usada na fita de UHMWPE da presente invenção, para esticar facilmente para altas taxas de tração enquanto é puxada ou estirada. Os polímeros com estruturas cristalinas altamente emaranhadas não têm a capacidade de ser estirados facilmente sem danos e perda de propriedades resultante e os polímeros com um alto conteúdo amorfo (falta de alta cristalinidade) não podem desenvolver as propriedades necessárias. Muitas classes de polímeros de UHMWPE são altamente amorfos e têm baixa cristalinidade. A porcentagem de cristalinidade pode ser determinada usando um calorímetro de varredura diferencial (DSC).

[032] A produção de uma folha de UHMWPE de alto módulo de acordo com a presente invenção pode ser realizada em duas partes, conforme descrito neste documento, ou em uma única etapa do processo. De preferência, a fim de proporcionar um rendimento elevado e eficiente, a invenção inclui um processo de rolo direto acoplado a um processo de estiramento subsequente. Esse processo de estiramento às vezes é chamado de processo de orientação. Nas descrições deste documento, o termo

“estiramento total” ou “proporção de estiramento total” refere-se à quantidade total de alongamento das partículas de polímero originais.

O alongamento ocorre em duas etapas, laminação e estiramento e o estiramento total é igual ao alongamento na rolagem vezes o alongamento durante o estiramento.

O estiramento pode ser realizado em várias etapas,

em cujo caso o estiramento total é o produto do estiramento rolante e cada etapa individual de estiramento.

A primeira etapa de estiramento ou laminação envolve o alongamento das partículas de polímero para formar uma folha laminada.

O alongamento ou quantidade de estiramento durante a laminação é o comprimento de uma partícula de polímero após a laminação dividido pelo tamanho da partícula antes da laminação.

Uma folha ou malha com partículas que foram alongadas 2 vezes é considerada como tendo sido estirada 2 vezes.

A fim de produzir uma folha acabada substancialmente forte adequada para aplicações de alto módulo, a quantidade de estiramento da folha laminada é de 4 a 12 vezes e a quantidade de estiramento mais preferida na laminação é de 5 a 11 vezes ou mesmo 7 a 11 vezes.

Assim,

isso implica que de forma mais preferencial as partículas de UHMWPE são alongadas ou estiradas de 5 a 11 vezes o seu comprimento original durante a laminação.

Uma folha laminada com alongamentos de 11 exibirá um grau muito maior de orientação em comparação com uma folha com um alongamento de 2. Como um exemplo, para uma folha enrolada a um alongamento de 6 e adicionalmente estirada 20 vezes na etapa de estiramento, o estiramento total é de 6 x 20 ou 120, enquanto um alongamento da folha laminada inicial de 10 que é estirada 20 vezes terá um estiramento total de 200. Faixas típicas de estiramento pós para a folha orientada são 18 a 25, quando o estiramento de rolagem é de 5 a 9. Embora seja possível obter propriedades adequadas para algumas aplicações, para a produção da folha de UHMWPE de alto módulo de acordo com a presente invenção, o estiramento total, também conhecido como razão de estiramento total, é de preferência acima de 100 e pode ser tão alta quanto 160 ou 180 ou 200 ou superior, dependendo do peso molecular do polímero, cristalinidade e grau de emaranhamento das estruturas cristalinas. A orientação e o módulo da folha de UHMWPE aumentam à medida que o estiramento total ou a proporção de estiramento aumenta. O termo folha “altamente orientada” ou “altamente estirada”, tal como aqui utilizado, refere- se a folha de poliolefina estirada para uma razão de estiramento total de 100 ou superior, o que implica que as partículas de polímero dentro da fita foram estiradas em uma única direção 100 vezes seu tamanho original. Durante o estiramento de UHMWPE de acordo com a presente invenção, várias propriedades, incluindo comprimento, orientação do material, propriedades físicas de tração, como resistência e módulo, calor de fusão e temperatura de fusão irão tipicamente aumentar. O alongamento, a espessura e a largura normalmente diminuirão. Em algumas formas de realização, a estiragem do rolo é realizada a uma temperatura na faixa de 130 a 136,5 ºC ou de 130 a 136 ºC. Um intervalo preferido é de 134 a 136 ºC.

[033] De preferência, a folha tem um peso de área máximo não superior a 60 g/m2, uma espessura de 25 μm a 75 μm e uma densidade de entre 600 e 950 kg/m3. Em outras formas de realização, o peso máximo da área da folha não pode ser superior a 50 g/m2 ou 35 g/m2 ou 30 g/m2 ou 25 g/m2 ou 20 g/m2. Em ainda outras formas de realização, a densidade da folha é de 600 a 850 kg/m3 ou 600 a 750 kg/m3 ou 600 a 680 kg/m 3.

[034] A densidade da folha aumentará se for comprimida após a fabricação sob pressão suficiente para deformar permanentemente a folha original e, em última análise, se aproximará da densidade de um cristal de polietileno se a folha estiver sob pressão suficientemente alta. A compressão sob temperatura elevada aumentará ainda mais a densidade da folha.

ADESIVO

[035] O adesivo opcional (23) na Figura 2 é colocado adjacente à superfície de cada folha para unir as folhas adjacentes. De preferência, cada camada adesiva tem um peso base não superior a 10 g/m2.

[036] Exemplos adequados de adesivo incluem uretanos, polietileno, poliamida, copolímeros de etileno, incluindo copolímeros de etileno- octeno, copolímero de etileno acetato de vinila, copolímero de ácido etileno acrílico, copolímero de etileno/ ácido metacrílico, ionômeros, metalocenos e borrachas termoplásticas, como copolímeros de bloco de estireno e isopreno ou estireno e butadieno. O adesivo pode compreender ainda um tixotrópico para reduzir a propensão para as folhas adjacentes deslizarem umas em relação às outras durante um processo de compressão. Os tixotrópicos adequados incluem partículas orgânicas cuja forma pode ser caracterizada como dendríticas (representativas das quais é a polpa de fibra de aramida DuPont™ Kevlar®), esféricas, semelhantes a placas ou hastes, ou partículas inorgânicas como sílica ou tri-hidrato de alumínio. O adesivo pode ainda incluir outros aditivos funcionais, como nanomateriais e retardadores de chama para criar outros atributos desejados, como cor, resposta ao fogo, odor, atividade biológica, energia de superfície diferente e resistência à abrasão.

[037] Em algumas formas de realização, o adesivo pode estar na forma de uma folha, pasta ou líquido e pode compreender ainda uma camada têxtil que pode ser um tecido reforçado ou não tecido.

ARTIGO

[038] Os tecidos descritos acima podem ser um componente de um artigo, exemplo ilustrativo sendo um artigo resistente à bala ou ao corte.

[039] O número de tecidos ou número de folhas compreendendo o tecido em um artigo irá variar com base nos requisitos de design do artigo acabado. Um peso típico de tecido ou tecidos no artigo varia de 0,1 a 600 kg/m2 ou de 1 a 60 kg/m2 ou mesmo de 1 a 40 kg/m2. Em algumas formas de realização, o artigo é formado pela compressão de uma pilha de tecidos a uma temperatura na qual o adesivo fluirá, mas é menor do que a temperatura na qual a folha de tecido perde a orientação e, portanto, a resistência mecânica.

Normalmente, o adesivo compreende não mais do que 15 por cento em peso do peso combinado da fita de polietileno mais o adesivo no laminado.

[040] O artigo pode ainda compreender pelo menos uma camada de fibras de filamento contínuo incorporadas em uma resina de matriz. As fibras podem ser fornecidas na forma de um tecido, um tecido de malha com inserção de urdidura ou trama, um tecido não tecido ou um tecido unidirecional, sendo estes termos bem conhecidos dos técnicos no assunto têxtil.

[041] Por “resina de matriz” entende-se uma resina essencialmente homogênea ou material de polímero no qual as fibras são incorporadas ou revestidas. A resina de polímero pode ser termoendurecível ou termoplástica ou uma mistura das duas. Resinas termoendurecíveis adequadas incluem fenólicos, como PVB fenólico, epóxi, poliéster, éster vinílico e semelhantes. Resinas termoplásticas adequadas incluem uma mistura de copolímeros em bloco elastomérico, polivinilbutiral, copolímeros de polietileno, poliimidas, poliuretanos, poliésteres e semelhantes.

[042] Em algumas formas de realização do artigo, pelo menos 50% da pluralidade de empalamentos não rompem as folhas não filamentar de UHMWPE altamente estiradas perpendiculares às suas direções de orientação.

PROTEÇÃO BALÍSTICA

[043] No contexto desta invenção, definimos um material como tendo “proteção ou resistência balística” quando o material pode absorver até pelo menos 15 J/(kg/m2) de energia cinética do projétil, normalizada pela densidade de área do material, quando impactado pelos cilindros circulares de aço reto, batendo com suas extremidades planas paralelas à superfície do material, onde a massa do projétil é de aproximadamente 1,04 g e o diâmetro do projétil é de aproximadamente 5,56 mm. De preferência, os tecidos empalados têm uma velocidade média do som de pelo menos 2500 m/s quando testados com um transdutor ultrassônico Sonisys OPUS-3D com configurações padrão. A velocidade média do som é definida como a média de 10 medições em um local: cinco em cada uma das duas direções com as velocidades mais altas do som.

MÉTODOS DE TESTE PROPRIEDADES DE TRAÇÃO DA FOLHA

[044] As propriedades de tração da folha foram determinadas por ASTM D7744-11. Quando a folha era impraticável para testar em tensão na largura total, as amostras foram preparadas removendo tiras da folha. As tiras tinham cerca de 2 a 4 mm de largura e eram paralelas à direção da máquina.

Eles foram removidos rasgando a borda da folha e, em seguida, avançando o rasgo através da folha, paralelamente à direção de orientação, puxando suavemente uma tira de aço filetada de cerca de 1 mm de largura através da folha. As fibrilas soltas foram removidas das bordas passando a tira levemente entre os dedos. Os espécimes foram tabulados com fita Scotch ® Magic™ (3M, Saint Paul, Minnesota). Módulo é considerado como M1, conforme definido em ASTM D7744.

DIMENSÕES E MASSA DA FOLHA

[045] Salvo indicação em contrário, as dimensões de comprimento maiores que 1 mm foram medidas a olho nu com uma régua, com precisão de 1 mm. A espessura da folha foi medida com um paquímetro com precisão de 0,01 mm, fazendo contato com a folha entre as superfícies planas e tomando a espessura como o maior valor indicado no qual a folha não poderia ser puxada livremente com a mão através do calibrador. A massa das tiras de folha para medições de massa linear e densidade foi medida em uma balança com precisão de 0,001 g.

DENSIDADE E DENSIDADE LINEAR DA FOLHA

[046] A densidade linear da folha foi calculada criando tiras usando o método descrito acima para corpos de prova de tração, medindo seu comprimento e massa conforme descrito acima e calculando a densidade linear. A densidade da folha foi calculada dividindo a densidade linear pela espessura da folha (medida como descrito acima) e pela largura da tira da folha. A largura da tira da folha foi medida com um calibrador preciso de 0,01 mm, colocando a dimensão da seção transversal larga da tira da folha paralela à direção de deslocamento na mandíbula do calibrador móvel, reduzindo lentamente a largura do calibrador e tomando a largura como o maior valor em qual a folha não passa livremente entre as mandíbulas do calibrador.

[047] Desempenho de penetração balística: Os testes balísticos dos laminados de tecido foram conduzidos de acordo com os procedimentos padrão MIL STD-662F (Teste Balístico V50 para Armadura). Os testes foram conduzidos usando cilindros circulares direitos de 1,04 grama de aço de haste de óleo, impactando a extremidade contra os alvos laminados. Um artigo foi testado para cada um dos exemplos com 10 tiros, em obliquidade de zero grau, disparados em cada alvo.

RESISTÊNCIA DE CORTE

[048] A resistência ao corte foi medida de acordo com ASTM F2992/ F2992M-15.

EXEMPLOS

[049] Os seguintes exemplos são dados para ilustrar a invenção e não devem ser interpretados como limitando-a de qualquer forma. Todas as partes e porcentagens são em peso, a menos que seja indicado o contrário. Os exemplos preparados de acordo com o processo ou processos da presente invenção são indicados por valores numéricos. Os exemplos de controle ou comparativos são indicados por letras.

CONSTRUÇÃO DE TECIDO COLADO COM PONTOS

[050] A colagem por pontos é um termo bem conhecido no estado da técnica têxtil e é uma técnica em que as fibras são ligadas por pontos que são cosidos ou tricotados através do tecido ou folha. Isso também é conhecido como forrar.

[051] Os tecidos dos Exemplos 1 a 24 e Comparativos A a C da invenção foram criados empalando folhas de UHMWPE altamente estiradas (Tensylon® grau HS, de DuPont Safety & Construction, Wilmington, DE, traçadas mais de 100 vezes e com uma tenacidade típica conforme estirada de 21,5 ± 0,5 gramas-força por denier, conforme medido por ASTM D7744-11). As folhas tinham uma densidade linear de cerca de 108.000 denier. Os filmes foram empalados em cursos de aproximadamente 1,8 mm de largura (dx) na direção transversal, usando agulhas de costura farpadas convencionais com hastes lisas, que tendiam a dividir a folha de UHMWPE altamente estirada, mas não a rompia perpendicularmente à direção de estiramento e, em seguida, costurada com Náilon texturizado com 77-dtex/ 34-filamento em um ponto tricô 0-1/ 1-2 no mesmo processo, usando uma máquina de colagem de pontos. Os pontos de tricô estavam separados por aproximadamente 2,5 mm na direção da máquina. Em todos os casos, os tecidos foram ligados a um tecido não tecido de polímero leve para estabilizar o tecido e melhorar o manuseio.

EXEMPLO 1

[052] Um tecido como descrito acima foi fabricado combinando uma folha sem fenda de UHMWPE altamente estirada de Tensylon® e uma camada de um tecido de malha aberta dobrada de fios de polietileno (CLAF de JX Nippon ANCI Inc, Kennesaw, GA) tendo um valor nominal de 30 gsm de peso base. O tecido de malha aberta foi utilizado para capturar os fios de costura na chamada “face técnica”, e proporcionou estabilidade adicional ao tecido na direção transversal, podendo também ser posteriormente utilizado como resina termoplástica para futura moldagem. “Face técnica” é um termo entendido no estado da técnica do tecido com costura e é referenciado, por exemplo, na Patente dos Estados Unidos nº 9.049.974 de Wildeman.

[053] O tecido foi testado quanto à resistência ao corte perpendicular à direção da máquina, de acordo com ASTM F2992/ F2992M-15.

Os resultados do teste foram avaliados de acordo com ANSI/ ISEA 105-2016 para ter um nível de desempenho de resistência de corte de A2.

EXEMPLO 2

[054] Um tecido como o do Exemplo 1 foi fabricado, mas o tecido de malha aberta foi substituído por um não tecido de náilon de peso base nominal de 50 g/m².

EXEMPLO 3

[055] Um tecido como o do Exemplo 2 foi fabricado, mas continha duas camadas de folha de Tensylon® aumentando assim o peso base do tecido, a espessura e a força de ruptura. As duas placas Tensylon ® foram alinhadas com o estiramento na mesma direção.

EXEMPLO 4

[056] Um tecido como o do Exemplo 2 foi fabricado, mas continha três camadas de folha de Tensylon®, aumentando ainda mais o peso base do tecido, a espessura e a força de ruptura. As lâminas Tensylon ® foram alinhadas com o estiramento na mesma direção.

EXEMPLO 5

[057] Um tecido como o Exemplo 2 foi fabricado, mas continha quatro camadas de folha de Tensylon®, aumentando ainda mais o peso base do tecido, a espessura e a força de ruptura. As lâminas Tensylon ® foram alinhadas com o estiramento na mesma direção.

EXEMPLO 6

[058] Um tecido como o do Exemplo 2 foi fabricado, mas continha cinco camadas de filme Tensylon®, aumentando ainda mais o peso base do tecido, a espessura e a força de ruptura. As lâminas Tensylon ® foram alinhadas com o estiramento na mesma direção.

[059] O tecido foi testado quanto à resistência ao corte perpendicular à direção da máquina, de acordo com ASTM F2992/ F2992M-15.

Os resultados do teste foram avaliados por ANSI/ ISEA 105-2016 para ter um nível de desempenho de resistência de corte de A3.

EXEMPLO 7

[060] Um tecido como o Exemplo 2 foi fabricado, mas continha sete camadas de filme Tensylon®, aumentando ainda mais o peso base do tecido, a espessura e a força de ruptura. As lâminas Tensylon ® foram alinhadas com o estiramento na mesma direção.

EXEMPLO 8

[061] Um tecido como o do Exemplo 3 foi fabricado, mas as folhas Tensylon® foram orientadas com a direção de estiramento alternando nas direções da máquina e transversal do tecido. Este tecido ofereceu robustez e rigidez biaxial equilibrada e ainda assim adaptável.

EXEMPLO 9

[062] Um tecido como o do Exemplo 2 foi fabricado, mas tinha um total de nove folhas de UHMWPE ultra estiradas orientadas alternadamente nas direções da máquina e cruzadas, com folhas orientadas na direção da máquina no lado externo mais próximo das faces do tecido. Este tecido forneceu alta força de ruptura biaxial e rigidez, mas ainda era adaptável.

EXEMPLO 10

[063] Um tecido como o do Exemplo 8 foi fabricado, mas também incluiu um filme de polímero entre as camadas de folha de UHMWPE altamente estirada e entre as camadas de folha de UHMWPE e as faces do tecido. O filme de polímero era ionômero da marca DuPont™ Surlyn®, com um peso base aproximado de 4 g/m². Este tecido oferece alta força de ruptura biaxial e rigidez, mas ainda é adaptável. Além disso, o tecido pode ter sua forma fixada por moldagem termoplástica.

EXEMPLO 11

[064] Um tecido como o do Exemplo 10 foi fabricado, exceto que a película de polímero foi substituída por um tecido não tecido de copolímero de polietileno (código de produto 412DPF de Spunfab, Ltd., Cuyahoga Falls, OH) de 6 gsm de peso base. Este tecido oferece alta força de ruptura biaxial e rigidez, mas ainda era adaptável. Além disso, o tecido pode ter sua forma fixada por moldagem termoplástica.

EXEMPLO 12

[065] Os fios de costura do tecido do Exemplo 6 foram cuidadosamente removidos do tecido, deixando as folhas Tensylon ® intactas.

As folhas foram vistas como interconectadas com ligantes entre os elementos vizinhos em cada camada da folha. Os elementos das folhas de polietileno foram separados manualmente de seus ligantes de conexão e, em seguida, testados quanto à tenacidade de acordo com ASTM D7744-11. A tenacidade média resultante foi de 21,3 gramas de força por denier. Isso está dentro da faixa típica de tenacidade do filme testado como trefilado, antes da fabricação do tecido, conforme observado acima. Isto prova que esta invenção pode traduzir eficazmente as propriedades de reforço úteis de folhas de UHMWPE altamente estiradas, mas não conformes, em um tecido adaptável ao usar agulhas com lados lisos.

EXEMPLO 13

[066] Duas camadas do tecido do Exemplo 6 foram colocadas entre camadas de tecido de náilon 6,6 de 500 denier estilo CTD500, presas por faixas elásticas a um pedaço de madeira e engatadas com uma serra de corrente em movimento na velocidade total da corrente. A camada superior de tecido de náilon foi cortada imediatamente. No entanto, os elementos da folha de UHMWPE altamente estirada na camada superior do tecido puxada para fora do tecido, viajaram com a corrente de volta para a engrenagem de transmissão e, em seguida, prenderam imediatamente a motosserra, antes que a corrente pudesse danificar a segunda camada do tecido da invenção. Isso prova que o tecido pode oferecer proteção valiosa contra motosserras.

EXEMPLO 14

[067] Os tecidos descritos nos Exemplos 1 a 11 foram deformados manualmente em duas direções. Todos eles provaram ser capazes de acomodar curvaturas simultaneamente em duas direções sem empenamento e manter suas formas deformadas sem tensão contínua. Isto demonstra que a presente invenção é capaz de criar tecidos conformáveis a partir de materiais não conformes.

EXEMPLO 15

[068] O tecido descrito no Exemplo 10 foi aquecido entre placas de aço paralelas a uma temperatura de 125 ºC e uma pressão de 34 Bar, depois foi resfriado sob pressão até a temperatura ambiente antes de liberar a pressão. O tecido foi enrijecido pelo derretimento e subsequente congelamento do filme adesivo. Isto demonstra que a presente invenção pode ser usada para fazer tecidos que podem ser enrijecidos por meio de calor e pressão.

EXEMPLO 16

[069] O tecido descrito no Exemplo 2 foi umedecido com uma resina epóxi de cura à temperatura ambiente (West Systems Tipo 105 da West Marine), depois dobrado em um ângulo reto e deixado endurecer. O tecido foi enrijecido e manteve sua forma. Isto demonstra que a presente invenção pode permitir o reforço de artigos compósitos complexos e curvos.

EXEMPLO 17 E EXEMPLO COMPARATIVO A

[070] Os tecidos descritos acima nos Exemplos 6 e 8 (tecidos reforçados uniaxialmente e biaxialmente, respectivamente), ao lado de um tecido comparativo, Comparativo A (Tensylon® HSBD30A da DuPont), reforçado com filme de UHMWPE altamente estirado (Tensylon® HS, da DuPont), foram testado para permeabilidade ao ar por ASTM D737-04, usando um dispositivo de medição TexTest FX-3300 (da TexTest AG, Schwerzenbach, Suíça) com um furo de 38 cm2 e configurações padrão. O fluxo de ar médio foi medido a 6,5 cm3/s/cm2 para múltiplas leituras de ambos os Exemplos 6 e 8 dos tecidos da invenção. O fluxo de ar era muito baixo para ser medido no Exemplo Comparativo do estado da técnica. Isto demonstra que a invenção melhora o estado da técnica comparativo ao criar tecidos capazes de permitir o fluxo de fluidos. Isso é valioso para o fluxo de ar no conforto pessoal e para o fluxo de líquido na impregnação e colagem de compósitos.

EXEMPLO 18

[071] Um tecido moldável foi fabricado a partir de cinco camadas de folha de polietileno altamente tensionada de Tensylon® e uma camada de tecido de malha aberta dobrada de CLAF na face técnica. Os filmes foram empalados em fiados de aproximadamente 1,8 mm de largura na direção transversal e, em seguida, costurados com náilon texturizado de 77-dtex/ 34- filamento em um ponto tricô 0-1/ 1-2 no mesmo processo, usando uma máquina de costura por costura.

[072] O tecido foi testado quanto à resistência ao corte perpendicular à direção da máquina, de acordo com ASTM F2992/ F2992M-15.

EXEMPLO COMPARATIVO B

[073] Um tecido como o Exemplo 18 acima foi feito, exceto que,

em vez das camadas múltiplas de folha de polietileno altamente estirada, um filme de poliéster extrudado fundido orientado biaxialmente, 0,92-gage (cerca de 23 micrômetros), da DuPont Teijin Films, Hopewell, VA, foi incorporado. O tecido resultante não era conformável ao cisalhamento, porque os furos das perfurações através do filme não se rasgavam consistentemente em fileiras para criar tiras individuais quase desconectadas, mas em vez disso permaneceram uma série periódica de furos desconectados. Este exemplo comparativo demonstra que a invenção reivindicada não é simplesmente uma folha perfurada feita de extrusão de fusão, mas uma que foi altamente estirada, de forma que os furos de empalamentos se propaguem sob tensão e/ ou cisalhamento para formar rachaduras paralelas à direção de estiramento para o processo de fabricação para criar tiras paralelas quase desconectadas das folhas originais. Essas propriedades não são práticas com filmes extrudados por fusão.

EXEMPLO COMPARATIVO C

[074] Um tecido como o Exemplo 18 acima foi feito, exceto que em vez das múltiplas camadas de folha de polietileno altamente estirada, uma única camada de folha de polietileno moderadamente estirada uniaxialmente (estendida em torno de seis vezes o comprimento original na direção da máquina) foi usada. O peso base total era semelhante ao Exemplo 18. Cerca de sete vezes, o estiramento uniaxial está perto do limite superior prático para o estiramento possível com a extrusão de fusão de filme normal.

[075] O tecido resultante não era conformável ao cisalhamento, porque os furos das perfurações através do filme não se rasgavam consistentemente em fileiras para criar tiras individuais quase desconectadas, mas em vez disso permaneceram uma série periódica de furos desconectados. Este exemplo comparativo demonstra que a invenção reivindicada não é simplesmente uma folha perfurada feita com qualquer quantidade arbitrária de estiramento uniaxial. Em vez disso, a invenção requer propriedades especiais de propagação preferencial de fissuras observadas acima na folha para que o processo de fabricação crie tiras paralelas quase desconectadas das folhas originais. Tais propriedades não são práticas com folhas estiradas uniaxialmente para estirar proporções de cerca de sete ou menos e, em vez disso, requerem estiramento maior, muitas vezes feito em etapas múltiplas.

EXEMPLO 19

[076] Um tecido adaptável foi fabricado a partir de uma camada de folha de polietileno altamente tensionada de Tensylon® e uma camada de não tecido emaranhado de fibra de para-aramida (tecido não tecido DuPont™ “Z11”, feito de fibra de aramida da marca DuPont™ Kevlar®). Os filmes foram empalados em fiadas de aproximadamente 1,8 mm de largura na direção transversal e, em seguida, costurados com náilon texturizado de 77-dtex/ 34- filamento em um ponto tricô 0-1/ 1-2 no mesmo processo, usando uma máquina de costura por ponto. Este exemplo demonstra que o elemento de reforço cruzado na face técnica do nosso tecido pode ter funcionalidade adicional - neste caso, resistência ao corte, resistência ao rasgo e proteção térmica inerentes a um não tecido de para-aramida.

EXEMPLO 20

[077] Um tecido conformável como o Exemplo 19 foi fabricado, exceto o tecido compreendendo quatro camadas, na ordem A-B-A-B, onde A é uma folha de Tensylon® e B é um não tecido de para-aramida Z11, com a camada B sendo a face técnica do tecido. Este exemplo demonstra que o tecido da invenção também pode incorporar materiais fibrosos no plano do tecido, o que pode aumentar as propriedades desejadas, como volume, resistência à abrasão e tenacidade. EXEMPLO 21

[078] Um tecido adaptável como o Exemplo 19 foi fabricado,

exceto que o tecido tinha seis camadas, da ordem A-B-A-B-A-B, onde A é a folha de polietileno altamente estirada de Tensylon® e B é o não tecido de para- aramida Z11, com B na face técnica do tecido. Este exemplo demonstra que as camadas interiores do tecido da presente invenção podem ser feitas com materiais fibrosos.

EXEMPLO 22

[079] Foi feito um tecido adaptável como o Exemplo 18, exceto que a largura da camada era de cerca de 3,6 mm. O tecido resistiu à deformação mais do que o tecido criado no Exemplo 18, mas se deformaria em uma forma curva em duas direções e manteria a forma deformada sem restrição. Isso mostra que a presente invenção pode permitir um compromisso entre a rigidez do tecido (aumentada com fiadas maiores) e flexibilidade e capacidade de estiramento (aumentada com fiadas menores). Esses compromissos podem ser valiosos para tecidos que requerem alguma conformabilidade, mas menos do que seria necessário em roupas, como geotêxteis.

EXEMPLO 23

[080] Um tecido ligado por pontos do Exemplo 6 foi fabricado como descrito acima contendo cinco folhas de UHMWPE altamente estiradas, todas alinhadas com a direção de estiramento paralela à direção da máquina, e uma camada de tecido de malha aberta dobrada cruzada de CLAF de cerca de 30 gsm de peso base. O tecido CLAF com dobra cruzada foi usado para capturar os fios de costura na face técnica e fornecer estabilidade adicional ao tecido na direção transversal.

EXEMPLO 24

[081] Duas peças do tecido feitas no Exemplo 23 foram colocadas perpendiculares uma à outra com as faces técnicas em contato, de forma que o plano médio normal das folhas de UHMWPE altamente estiradas fossem antiparalelas. Este conjunto foi prensado a uma pressão de 60 bares entre placas de aço aquecidas a 121 ºC e, em seguida, deixado resfriar sob pressão a cerca de 25 ºC. O tecido laminado resultante expandiu os ensinamentos do Exemplo 1, ligando o tecido da invenção a um tecido composto. Como as folhas de UHMWPE altamente estiradas eram orientadas biaxialmente, o tecido tinha resistência à tração útil em duas direções.

[082] Exemplos de formação de tecidos conformados a partir de filme altamente estirado por empalamento.

[083] Os tecidos dos Exemplos 25 a 47 e Exemplos Comparativos D a F foram construídos passando várias camadas de material através de um tear de agulha, que perfurou o tecido com agulhas farpadas, prendendo elementos das camadas e perfurando camadas inferiores de material com eles para formar um tecido com auto-suporte. Os tecidos nos exemplos seguintes tinham como camada inferior um substrato não tecido de fibra de náilon de aproximadamente 30 g/m2 para facilitar o manuseio durante a fabricação. Um tear de agulha é uma tecnologia bem conhecida no comércio têxtil.

[084] Fotomicrografias de tecidos agulhados no Exemplo 34 abaixo mostraram um padrão aleatório de empalamentos com uma densidade de cerca de 30 por centímetro quadrado. Como os Exemplos 25 a 37 foram todos feitos usando as mesmas condições de empalamento, um padrão de empalamento semelhante seria antecipado para todos esses exemplos. Nem a aleatoriedade do padrão do furo nem a densidade do furo são limitações da invenção. Ao contrário dos ensinamentos convencionais, um padrão de furos não aleatório pode ser preferido em algumas formas de realização.

EXEMPLO 25

[085] Uma única camada de folha de polietileno DuPont™ Tensylon® altamente estirada, grau HS, com uma largura de cerca de 24 cm e uma densidade linear de cerca de 108.000, foi agulhada em um substrato de náilon não tecido como descrito anteriormente. Elementos da folha de polietileno foram liberados da folha de Tensylon® e passados para o substrato, criando uma estrutura de tecido autoportante e conectada. Isto demonstra uma forma de realização da presente invenção, que a própria folha de polietileno altamente estirada pode ser utilizada para criar emaranhados em um tecido emaranhado. Este é um resultado surpreendente, dada a resistência, rigidez e baixo coeficiente de atrito das folhas de polietileno altamente estiradas. O tecido resultante era adaptável.

EXEMPLO 26

[086] Um enchimento de fibras de poliéster foi agulhado no mesmo material de folha de Tensylon® usado no Exemplo 25 e, em seguida, em um não tecido para-aramida previamente emaranhado (DuPont™ Kevlar® Z11), usando um padrão de furos aleatório como descrito acima. O tecido resultante era adaptável.

EXEMPLO 27

[087] Um enchimento de fibras de poliéster foi agulhado no mesmo material de folha de Tensylon® usado no Exemplo 25 e, em seguida, em um não tecido para-aramida previamente emaranhado (DuPont™ Kevlar® Z11), usando padrão de furos aleatórios na placa de agulha, mas com algumas agulhas foram removidas, para criar tiras de cerca de 2 cm de largura paralelas à direção da máquina, nas quais a folha de polietileno altamente estirada não foi danificada. O tecido resultante, compreendendo em ordem, uma camada de não tecido de poliéster, uma folha de polietileno e uma camada de não tecido de p-aramida era adaptável, mas menos adaptável do que o tecido criado no Exemplo 26. Isso pode ser valioso para tecidos que requerem grandes elementos originais para suporte de carga ou resistência ao rasgo, como tecidos anti-rasgo.

EXEMPLO 28

[088] Um tecido como o do Exemplo 27 foi criado, exceto que os espaçamentos das pistas dx tinham cerca de 4 cm de largura. Isto demonstra que a presente invenção não está limitada a uma largura específica de tira. O tecido era conformável.

EXEMPLOS 29 A 31

[089] Tecidos como os dos Exemplos 26 a 28 foram criados, exceto que, em vez de um enchimento de fibras de poliéster, um enchimento solto de fibra de para-aramida de comprimento nominal de 52 mm (DuPont™ Kevlar®) foi agulhado na folha de polietileno altamente estirada de Tensylon™, e então em um não tecido para-aramida previamente emaranhado (DuPont™ Kevlar® Z11). Isso demonstra que as fibras emaranhadas da presente invenção podem ter alta resistência e funcionalidade adicional nas fibras que penetram na folha altamente estirada - neste caso, alta resistência, resistência ao corte e resistência térmica. Também demonstra que os tecidos da presente invenção podem ser formados por incorporação direta de fibras soltas. O tecido era conformável.

EXEMPLO 32

[090] Duas camadas de tecido simples de 168 g/m² feito de filmes de fita de UHMWPE de 10 cm de largura (Dyneema BT10 da DSM Dyneema LLC, Greenville, NC) foram empaladas em um transportador de náilon não tecido em cerca de 32 empalamentos (furos) por centímetro quadrado. Os tecidos eram conformáveis. Isto demonstra que os substratos de folha altamente estirados da presente invenção, quando cortados em películas de fita, são adequados para processos de tecelagem.

EXEMPLO 33

[091] Um tecido como o do Exemplo 32 foi fabricado, exceto que a densidade dos furos foi aumentada para cerca de 60 furos por centímetro quadrado. Isso demonstra que a presente invenção não está limitada a uma densidade de furo específica, mas, em vez disso, filmes de polietileno altamente estirados podem suportar até mesmo padrões muito densos de perfuração. O tecido era conformável.

EXEMPLO 34

[092] Um tecido não tecido, dobrado cruzado, laminado de folhas de polietileno altamente estiradas, laminado com um adesivo de polietileno linear de baixa densidade (DuPont™ Tensylon® estilo HSBD30A), foi perfurado com agulha em um não tecido de náilon em cerca de 30 empalamentos por centímetro quadrado em uma forma essencialmente aleatória padronizar. O tecido laminado era conformável.

EXEMPLO 35

[093] O laminado contendo o componente de folha de polietileno altamente estirado do tecido criado no Exemplo 33 foi removido do não tecido de náilon. Isto demonstra que o substrato não tecido utilizado para facilitar o processamento nestes exemplos não é um requisito essencial da invenção se a permeabilidade for conferida por empalamento. O tecido era conformável.

EXEMPLO 36

[094] O tecido perfurado de folhas de polietileno dobradas, laminadas e altamente estiradas fabricadas no Exemplo 34 foi medido quanto à permeabilidade ao ar como descrito no Exemplo 17 e Exemplo Comparativo A.

A permeabilidade ao ar média foi de 6,5 m3/s/m2. Considerando o Exemplo Comparativo A, isto demonstra que a presente invenção pode criar um tecido permeável a partir de um material de partida inicialmente essencialmente impermeável.

EXEMPLO 37

[095] O tecido perfurado de folhas de polietileno com dobras cruzadas, laminadas e altamente estiradas fabricadas no Exemplo 35 foi cortado à mão de uma forma inicialmente quadrada para um paralelogramo não reto. O tecido rachou facilmente 25 graus à mão sem enrugar, representando uma mudança na orientação das direções estiradas das camadas de filme de polietileno altamente estiradas de 90 graus inicialmente para 65 graus. Isto demonstra que esta invenção pode ser usada para fazer componentes termoplásticos reforçados com curvatura em múltiplas direções sem enrugamento. Em contraste, o Exemplo Comparativo A não pode ser cortado à mão em um paralelogramo não direito.

EXEMPLOS 38 A 40 E EXEMPLO COMPARATIVO D

[096] Tecido perfurado de folhas de polietileno com dobras cruzadas, laminadas e altamente estiradas usando DuPont™ Tensylon® HSBD30A foi fabricado semelhante ao Exemplo 35, mas em diferentes densidades de empalamento e padrões, usando um tear de agulha. Um cuidado especial foi tomado na disposição do tear de agulha para criar não apenas a matriz de empalamento aleatória esperada, mas também na geração de matrizes de empalamento retangulares.

[097] Tiras de tecido dobrado de 2 cm de largura foram cortadas com a direção longa da tira paralela ou ortogonal à direção longa do rolo de tecido. Uma tira foi colocada plana em uma superfície lisa, perpendicular à gravidade, e lentamente deslizou para fora da borda da superfície até que a ponta da seção em balanço do tecido contatasse, a uma distância 'fd', uma régua paralela à direção inicial da tira, mas localizada 54 mm abaixo da superfície lisa. Isso é mostrado na Figura 3. Várias tiras foram medidas em cada direção de cada tecido, e com cada face do tecido para cima, e o comprimento médio das seções em balanço foi registrado. Esta é uma medida da drapeabilidade do tecido. A capacidade de drapeamento aumenta à medida que a queda em balanço com distância média 'd' para a régua diminui.

[098] Amostras de 45 camadas dos tecidos perfurados foram cortadas em quadrados de 22,8 x 22,8 cm, paralelamente à máquina de tecido e direções transversais, e comprimidas entre placas de aço a uma pressão de 204 bar. Lâminas de liberação de fibra de vidro tratada com fluoropolímero foram colocadas entre as placas de aço e as amostras para evitar a ligação. As placas foram então aquecidas a 110 ºC por 20 minutos e, em seguida, resfriadas a menos de 40 ºC antes que a pressão fosse liberada. As placas moldadas resultantes foram testadas quanto à velocidade média para quase não perfurar (“V50”) por impactos de alta velocidade. A Tabela 1 mostra a densidade de empalamento, padrão de empalamento, distância média em balanço (inversamente relacionada à capacidade de drapeamento) de camadas únicas e V50 de placas moldadas por compressão, juntamente com um controle do mesmo material sem empalamentos.

[099] Tabela 1: Dados de Drapeabilidade e Proteção Balística para os Exemplos 38 a 40 Distância Densidade de Espessura da Energia Densidade de Placa de 45 Padrão de média do área da placa placa de 45 específica Amostra empalamento camadas Empalamento cantilever de 45 camadas camadas absorvida (cm-2) 2 V50 (m/s) (cm) (kg/m ) (mm) (J-m2/kg) Exemplo Comparativo Nenhum 0 175 5,21 5,4 549 31,9

D Matriz Exemplo 38 2,3 165 5,17 5,4 535 30,6 Retangular Matriz Exemplo 39 4,2 130 5,24 5,4 535 30,2 Retangular Exemplo 40 Aleatório 26,4 129 5,39 5,7 404 16,7

[0100] A Tabela 1 revela algumas descobertas surpreendentes sobre o estado da técnica atual. Um técnico no assunto de puncionamento irá assumir que o padrão de empalamento preferido é aleatório. Um exemplo disso é o Dicionário de Tecnologia de Fibras e Têxteis da Hoechst Celanese, que define que em um tear de agulha, “As agulhas são espaçadas em um arranjo não alinhado”. Comparando o Exemplo 40 com o Exemplo 39, parece que a sabedoria convencional de ter que criar uma matriz aleatória de empalamentos não é necessária para aumentar significativamente a capacidade de drapeamento. Além disso, surpreendentemente, comparando os Exemplos 39 e 40, parece que, para algumas formas de realização, uma matriz regular (aqui, retangular) de empalamentos pode ser preferida em relação às matrizes aleatórias aceitas na sabedoria convencional para eficácia de uso final melhorada. Comparando os Exemplos 38 e 39 com o Exemplo Comparativo D, parece que nossa invenção permite tecidos com drapeabilidade aprimorada que ainda retêm pelo menos a grande maioria de sua capacidade de proteção contra impacto em comparação com a técnica anterior.

EXEMPLOS 41 A 43 E EXEMPLO COMPARATIVO E

[0101] O material feito de acordo com os Exemplos 38 a 40 acima foram avaliados em uma máquina de termoformação (modelo 686 da Formech, Middleton, Wisconsin). Quadrados de 610 mm x 610 mm foram mantidos em uma mesa perfurada puxando um vácuo através das perfurações na mesa, e então fixados por um anel de alumínio elipsoidal com uma superfície de apoio de borracha de silicone. Um tampão hemi-elipsoidal em forma de alumínio com aproximadamente 130 mm de altura e 230 mm através do semieixo maior foi empurrado para dentro do material de amostra, forçando-o a assumir uma curvatura composta, tudo em temperatura ambiente (cerca de 22 ºC). Como comparação, camadas únicas de um laminado feito de filmes não empalados de DuPont ™ Tensylon® HA120 foram submetidas ao mesmo teste em temperaturas variadas entre cerca de 22 ºC e 100 ºC, na esperança de que a temperatura elevada amolecesse os tecidos o suficiente para permitir que eles se adaptem à curvatura composta. As amostras de temperatura ambiente dos exemplos inventivos foram capazes de se conformar à curvatura do composto imposta com poucas ou nenhuma dobra, com a quantidade de rugas relacionada inversamente à densidade de empalamento. Em contraste, a qualquer temperatura, os tecidos dos exemplos comparativos enrugam-se substancialmente. Isso demonstra que mesmo curvaturas compostas significativas, características de formas valiosas, como radomes e capacetes, podem ser fabricadas com menos ou mesmo nenhum defeito introduzido por rugas, que são inerentes aos tecidos do material comparativo. Além disso, tal processo de formação de estiramento deve reduzir favoravelmente o custo de fabricação de formar peças curvas compostas de reforços não drapeados, cortando e lançando camadas individuais e, em seguida, trabalhando para alinhar os cortes e dardos para alcançar uma distribuição aproximadamente homogênea de seu efeito no comprometimento da resistência.

EXEMPLOS 44 A 47 E EXEMPLO COMPARATIVO F

[0102] DuPont™ Tensylon® HA120 é um tecido não tecido feito com quatro camadas de folhas de UHMWPE altamente estiradas dispostas de forma que a orientação de estiramento máximo em uma folha fosse ortogonal à orientação de estiramento máximo em uma folha adjacente, com todas as folhas ligadas por um copolímero de etileno adesivo termoplástico. O conjunto foi termoformado em uma forma de curva dupla profunda usando o equipamento descrito acima. Os tecidos eram quadrados de 61 cm. O exemplo comparativo F foi DuPont ™ Tensylon® HA120 não empalado. Os exemplos inventivos 44 a 47 foram DuPont™ Tensylon® HSBD30A que foi puxado através de um conjunto de rolos em que o rolo superior era de aço e continha uma matriz retangular regular de pontas cônicas, e o rolo inferior tinha ranhuras que permitiam as pontas da parte do rolo superior para passar para o diâmetro mais largo do rolo inferior. As duas engrenagens eram ligadas por uma corrente de forma que os rolos superior e inferior girassem na mesma velocidade. Puxar os tecidos através do conjunto de rolos criou um padrão quadrado de perfurações, nominalmente 6,4 mm de lado. A distância entre os centros do rolo pode ser ajustada, de forma que os furos cônicos da agulha possam ser maiores ou menores. Algumas amostras foram passadas pelo rolo uma vez e outras duas vezes, criando dois padrões de furos retangulares sobrepostos. Todos os padrões de furos eram paralelos às direções de orientação dos filmes altamente estirados. Os tecidos da invenção permaneceram conectados e podiam ser manuseados facilmente sem a preocupação de quebra ou danos adicionais. O espaçamento e os tamanhos dos furos foram medidos, e as formas dos furos foram examinadas com um microscópio óptico. Ao contrário dos exemplos anteriores descritos acima em que as agulhas farpadas foram usadas, os filmes altamente estirados não se romperam perpendicularmente às suas direções de estiramento, mas, em vez disso, apenas se romperam paralelamente às suas direções de estiramento e se deslocaram em furos lenticulares ao redor das agulhas penetrantes.

[0103] O dispositivo de termoformação foi aquecido a uma temperatura nominal de 80 ºC. Pedaços de tecido de 61 cm quadrados foram condicionados na máquina aquecida por 15 segundos, então o plugue foi levantado em três etapas para termoformação do tecido. Os tecidos formados foram fotografados no plugue na forma totalmente formada. As imagens digitais foram então sobrepostas em um círculo, e a imagem reduzida ou ampliada até que o círculo se sobrepusesse à borda do plugue, de forma que todas as imagens fossem dimensionadas para as mesmas dimensões. Uma elipse foi então sobreposta à imagem ao redor da coroa do tecido termoformado e ajustada para ser o maior possível, sem incluir rugas. Assim, quanto maior a elipse, mais facilmente o material pode se moldar à curvatura dupla do plugue. A proporção das áreas não enrugadas foi comparada para avaliar a eficácia da invenção para melhorar a capacidade de dobramento de tecidos compreendendo filmes de UHMWPE altamente estirados em relação à outra técnica. Os resultados estão resumidos na Tabela 2.

TABELA 2 Tamanho Número de Número de Área média Densidade do Material dos furos passagens amostras relativa da maior furo (cm-2) (mm) pelos rolos replicadas elipse sem rugas Exemplo Nenhum Nenhum 0 1 1,0 Comparativo F Exemplo 44 0,6 1 2,5 1 1,5 Exemplo 45 1,3 1 2,5 2 1,9 Exemplo 46 0,6 2 5,0 2 1,9 Exemplo 47 1,3 2 5,0 2 2,3

[0104] Qualitativamente, o Exemplo Comparativo F tinha rugas grandes e profundas, que não seriam pressionadas ao toque na moldagem por compressão subsequente na matriz de metal correspondente. Em contraste, os materiais da invenção tinham pequenas rugas que seriam mais propensas a ficarem planas se moldados posteriormente.

[0105] Estes resultados mostram que esta invenção pode aumentar de forma valiosa a capacidade de tecidos de outra forma essencialmente não drapeáveis reforçados com folhas de UHMWPE altamente estiradas para drapearem em formas complexas. Além disso, eles mostram que essa melhoria pode ser alcançada sem romper as folhas em suas direções de suporte de carga, melhorando sua utilidade em aplicações onde sua resistência e rigidez são críticas. Finalmente, eles mostram que a cobertura desejada pode ser alcançada por uma combinação de controle do tamanho e densidade do furo, permitindo flexibilidade no projeto. Um técnico no assunto de termoformação notaria que o enrugamento dos tecidos da invenção poderia ser ainda mais reduzido com restrição adicional durante o processo de formação.

EXEMPLOS 48 E 49 E EXEMPLO COMPARATIVO G

PREPARAÇÃO

[0106] Dois rolos de DuPont™ Tensylon® HA120, um material em folha reforçado na máquina e direção transversal com filmes de UHMWPE altamente estirados, de um lote de produção foram empalados em um processo contínuo pressionando um padrão regular de agulhas cônicas com seções transversais redondas através dos laminados e em um rolo de apoio. O material é laminado, reforçado biaxialmente com filmes de polietileno altamente estirados com mais de 20 cm de largura, paralelos à direção da máquina e à direção transversal do rolo. O padrão e a densidade dos empalamentos eram semelhantes entre o Exemplo 48 e o Exemplo 49, mas o grau em que as agulhas perfuradas nos exemplos eram diferentes. No Exemplo 48, as agulhas empalaram através do laminado profundamente no rolo de apoio. Isso leva a furos residuais maiores e os filmes de polietileno altamente estirados no laminado são rompidos perpendicularmente às suas direções de orientação. No Exemplo 49, as agulhas foram ajustadas para quase não contatar o rolo de apoio. Isso leva a furos residuais menores e os filmes de polietileno altamente estirados nos laminados sendo divididos paralelamente às suas direções de orientação e não rompidos perpendicularmente às suas direções de orientação quando examinados em um microscópio de luz ou microscópio eletrônico de varredura. As informações sobre o padrão de furo, separação furo a furo, densidade impalente etc. estão resumidas na Tabela 3.

[0107] O Exemplo Comparativo G foi uma amostra adicional de DuPont™ Tensylon® HA120, usado como feito, isto é, não perfurado.

CARACTERIZAÇÃO

[0108] As amostras foram medidas para a velocidade acústica (velocidade do som) no plano do laminado, usando um transdutor ultrassônico Sonisys OPUS-3D (Sonisys, Atlanta, Georgia) com configurações padrão. A velocidade média do som foi definida como a média de 10 medições em um local: cinco em cada uma das duas direções com as velocidades mais altas do som (ou seja, paralelo à direção da máquina de laminado e paralelo à direção transversal para essas amostras). Múltiplas velocidades médias de som foram determinadas em ambos os lados do laminado, através e abaixo dos rolos, e as médias foram calculadas.

[0109] Densidade de empalamento e área por empalamento foram calculadas com base nos padrões de furos. O diâmetro do furo foi medido por fotomicroscopia tanto da face com a qual as agulhas inicialmente contataram quanto da face posterior, assumindo que os furos eram elipses com eixos principais paralelos à direção de orientação do filme mais próximo à face fotografada e medindo os eixos principais e secundários de múltiplos buracos.

A porosidade foi calculada como a área de um buraco dividida pela área por empalamento. A permeabilidade ao ar foi medida pela resistência ao ar Gurley, descrita pelo método de teste TAPPI T 460 om-16 (Associação Técnica da Indústria de Celulose e Papel, Peachtree Corners, Geórgia, EUA), usando um dispositivo automatizado de medição de rugosidade e porosidade Technidyne PROFILE/ Plus (Technidyne, New Albany, Indiana).

[0110] A velocidade média de som do som para o Exemplo Comparativo G variou de 3045 - 3338 m/s, com uma média de 3192 m/s. A velocidade média do som para o Exemplo 48 variou de 2333 - 2718 m/s, com uma média de 2514 m/s. A velocidade média do som para o Exemplo 49 variou

2.806 - 3.175 m/s, sobrepondo-se ao exemplo comparativo, com uma média de

3.023 m/s. Uma redução na velocidade do som nestes exemplos sugere que o caminho através do qual a carga de tração no plano transferida foi mais tortuosa do que o Exemplo Comparativo G. Espera-se que a velocidade mais baixa do som resulte em menor rigidez de artigos subsequentemente reforçados com o material, e menor resistência à penetração de impacto balístico.

[0111] Os laminados reforçados biaxialmente como os Exemplos 48 e 49 formam uma forma curva dupla com menos ou nenhum enrugamento quando sua resistência à extensão de 45 graus a partir da alta velocidade das direções do som é reduzida. Tiras de 3,6 cm de largura foram cortadas a 45 graus nas direções da máquina e transversal, presas em uma estrutura de teste com comprimento de referência de 15,2 cm e separadas a uma velocidade da cruzeta de 12,7 cm/ min. Os testes foram conduzidos a cerca de 22 ⁰C e 50% de umidade relativa. Múltiplas réplicas foram testadas e a força máxima média antes da quebra das amostras, normalizada pela largura da amostra, foi determinada.

TESTE DE RESISTÊNCIA AO IMPACTO BALÍSTICO EM PEQUENA ESCALA

[0112] Uma única amostra de múltiplas camadas foi preparada a partir de cada de um dos Exemplo 48, Exemplo 49 e Exemplo Comparativo G.

As amostras eram cada uma quadrada, duas a quatro camadas, nominalmente 22,9 cm de um lado. As camadas foram evacuadas a cerca de 0,03 Bar de pressão à temperatura ambiente, em seguida, moldadas por compressão entre placas rígidas paralelas enquanto ainda evacuadas, a aproximadamente 204 Bar de pressão e 115 ºC de temperatura por 30 minutos, depois resfriadas sob pressão a menos de 30 ºC de temperatura da placa antes de liberar vácuo e liberação de pressão de moldagem. Durante a moldagem, um lado contatou uma folha de 1,6 mm de espessura de borracha de silicone nominal de 90 durômetros.

[0113] As amostras foram então montadas em torno de suas periferias em estruturas rígidas e disparadas até oito vezes cada uma com cilindros de aço circulares retos, impulsionadas por um canhão de furo liso movido a gás, impactando as amostras nominalmente de forma plana. Os cilindros tinham 1,04 g de massa, 0,556 cm de diâmetro e dureza 30 na escala Rockwell C. A pressão do gás foi variada para controlar as velocidades de impacto, com velocidades escolhidas para garantir a perfuração. A velocidade do projétil foi medida cerca de um metro de voo antes do impacto e cerca de um metro de voo após o impacto. Seis a oito fotos foram tiradas para cada amostra. A energia específica absorvida (SEA) foi calculada como a diferença na energia cinética do cilindro antes e depois da perfuração, dividida pela densidade de área do painel. Os resultados sugeriram que o Exemplo 48, com furos rompendo os reforços de filme de UHMWPE altamente estirados perpendiculares às suas direções de orientação, ofereceu menor resistência à penetração de impacto balístico do que o Exemplo Comparativo G, enquanto o Exemplo 49, com furos apenas dividindo os filmes paralelos às suas direções de orientação, ofereceu resistência à penetração de impacto balístico semelhante ou talvez superior ao Exemplo Comparativo G.

TESTE BALÍSTICO EM GRANDE ESCALA

[0114] Como o teste de pequena escala acima foi complicado com uma diferença no número de camadas da amostra, testes adicionais foram realizados para quantificar melhor o efeito das observações iniciais.

[0115] Três amostras multicamadas de placas rígidas foram preparadas a partir de cada rolo, juntamente com amostras comparativas do mesmo lote de produção de Tensylon® HA120 que não havia sido perfurado.

As amostras eram cada quadrado, 22 camadas, nominalmente 22,9 cm de lado. As camadas foram evacuadas a cerca de 0,03 bar de pressão à temperatura ambiente, em seguida, moldadas por compressão entre placas rígidas paralelas enquanto ainda evacuadas, a aproximadamente 204 Bar de pressão e 115 ºC de temperatura por 30 minutos, em seguida, resfriadas sob pressão a menos de 30 ºC de temperatura da placa antes liberando vácuo e liberando pressão de moldagem. Durante a moldagem, um lado contatou uma folha de 1,6 mm de espessura de borracha de silicone nominal de 90 durômetros.

[0116] As amostras foram então montadas em torno de suas periferias em estruturas rígidas e disparadas até oito vezes cada uma com cilindros de aço circulares retos, impulsionadas por um canhão de furo liso movido a gás, impactando as amostras nominalmente de forma plana. Os cilindros tinham 1,04 g de massa, 0,556 cm de diâmetro e dureza 30 na escala Rockwell C. A pressão do gás foi variada para buscar a faixa de velocidades de impacto na qual os impactos do cilindro passaram da parada na amostra para a perfuração da amostra. A velocidade média para quase perfurar, ou V50, foi calculada como a média de números iguais de velocidades de impacto de parada e perfuração em uma faixa de até 38 m/s. A energia específica absorvida foi calculada como a energia cinética do cilindro em V50 dividida pela densidade de área do painel.

RESULTADOS E OBSERVAÇÕES

[0117] O padrão do furo, as dimensões da amostra e o desempenho balístico de ambas as amostras rígidas, finas, iniciais e mais espessas, são dados na Tabela 3. Destes dois exemplos, o Exemplo 49 é a forma de realização preferida.

TABELA 3 Lista Comparativo Exemplo 48 Exemplo 49 Matriz hexagonal Matriz hexagonal Padrão de furo Sem furos periódica periódica Distância furo a furo (mm) Não aplicável 2,00 1,73 Área por empalamento (mm2) Não aplicável 3,46 2,99 Densidade de empalamento Não aplicável 28,9 33,4 (cm-2) Eixo principal do furo médio Não aplicável 0,69 0,15 na face empalada (mm) Eixo menor do furo médio na Não aplicável 0,42 0,10 face empalada (mm) Porosidade na face empalada 0 12,0% 0,4% (%) Eixo principal do furo médio Não aplicável 0,60 0,17 na face posterior (mm) Eixo menor do furo médio na Não aplicável 0,60 0,01 face posterior (mm) Porosidade na face posterior 0 8,2% 0,4% (%) Fora da faixa do Resistência (s) de ar Gurley Impermeável 4,6 método de teste

Lista Comparativo Exemplo 48 Exemplo 49 2806, 3207, 3175, Velocidade média do som 2407, 2586, 2718, 3045, 3338 (3192) 2966, 3009, 2975 (média das medições) (m/s) 2524, 2333 (2514) (3023) Redução na velocidade média do som para exemplo 1 -21% -5% comparativo Força máxima média em tensão a 45 graus das 77,4 Não medido 62,4 direções de orientação (N/cm) Teste balístico em pequena escala Número de camadas moldadas por compressão em 4 4 3 amostra multicamadas Velocidade de impacto 426 426 336 nominal (m/s) SEA (J-m2/kg) 27,0 12,5 31,8 Teste balístico em grande escala Densidade de área do painel 4,48 4,40 4,48 rígido (kg/m2) Painel moldado V50 (m/s) 544 329 525 SEA (J-m2/kg) 34,3 12,8 32,0

[0118] A diferença na proteção à penetração de impacto balístico entre o Exemplo 48 e o Exemplo 49 é consistente com as previsões do teste inicial pequeno, e surpreendentemente grande. Em ambos, o Exemplo 48 teve um desempenho fraco, enquanto o Exemplo 49 teve um desempenho semelhante ao Exemplo Comparativo, mas com a vantagem de ser permeável e permitir que o material seja subsequentemente formado em formas complexas com menos ou sem rugas. Surpreendentemente, o Exemplo 49 ofereceu maior resistência à penetração de impacto balístico do que o Exemplo 48, embora tivesse maior densidade de perfurações.

[0119] Imagens de microscópio eletrônico de varredura (SEM) da face inicialmente contatada e da face posterior são mostradas para o Exemplo 48 como Figuras 4 e 5, respectivamente, e para o Exemplo 49, como Figuras 6 e 7, respectivamente. No Exemplo 48, os furos rompem as películas orientadas perpendiculares à sua direção de estiramento. Em contraste, no Exemplo 49, os furos eram menores, não rompiam os filmes perpendicularmente às suas direções de estiramento e, em vez disso, apenas dividiam os filmes. Assim, os furos que não rompem as películas altamente estiradas perpendiculares às suas direções de orientação são preferidos para que o material da invenção seja adaptável e mantenha alta resistência à penetração de impacto balístico.

Nestas Figuras, as Figuras 4 e 6 têm a direção de orientação das películas mais altas e altamente estiradas como verticais, enquanto nas Figuras 5 e 7 a direção de orientação das películas mais altas e altamente estiradas é horizontal.

FABRICAÇÃO DE CAPACETES

[0120] O material reforçado com filmes do estado da técnica não pode ser formado em capacetes por meio de métodos conhecidos de estiramento sem costura sem rugas graves, como indicado com o Exemplo Comparativo F. Quando subsequentemente moldado por compressão por métodos conhecidos na técnica para moldar compósitos reforçados com filmes de poliolefina para desempenho de armadura (como JJ Prifti et al., “Hardened Tuned-Wall Plastic Radomes for Military Radars”, Centro de Pesquisa de Materiais e Mecânica do Exército dos EUA, número de acesso ADA026146, 1976), tais pré-formas enrugadas exibem baixa densidade quando comparadas à água, bem como translucidez errática e de forma geral opaca, alto amortecimento acústico quando percutido e proteção balística que é de forma geral mais baixa do que a proteção balística do mesmo número de camadas de material, moldado por compressão em uma pilha plana. Um técnico no assunto apreciará que a baixa densidade, translucidez errática, alto amortecimento acústico e proteção balística inferior ao material equivalente moldado em uma forma plana são todos consistentes com proteção e qualidade de moldagem indesejáveis.

[0121] Em contraste, uma concha de capacete foi pré-formada perfeitamente a partir de 16 camadas (densidade de área nominal de 3,3 kg/m2) do Exemplo 49 por meio de estampagem em uma pré-forma quase sem rugas. Após a moldagem por compressão, o capacete apresentou densidade próxima à da água, translucidez uniforme e baixo amortecimento acústico quando percutido. Um técnico no assunto apreciará que essas características predizem boa qualidade de moldagem e valor de proteção. A concha foi então montada em uma forma de cabeça de argila e resistiu à perfuração quando disparada com cinco jaquetas de metal Remington 9 mm, 8,2 gramas de parabelo, até uma velocidade de impacto máxima de 519 m/s, que é superior a 16 camadas que o exemplo comparativo seria capaz de esperar que resistisse se moldado em uma forma plana. Isso demonstra a utilidade da invenção em armaduras de alta qualidade e alto desempenho de formas curvas complexas, como capacetes.

UTILIDADE DA INVENÇÃO

[0122] A presente invenção pode ser útil em uma variedade de aplicações, tais como tecidos de proteção contra cortes de serra de corrente, como um material de reforço para resinas, como um componente em aplicações de coletes à prova de balas e como um reforço para tubos termoplásticos e invólucros de cabos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. TECIDO, caracterizado por compreender uma folha não filamentar de UHMWPE altamente estirada com uma largura de pelo menos 10 mm e uma pluralidade de empalamentos, em que cada empalamento é separado do outro empalamento por uma distância de pelo menos 1 mm e em que o tecido tem uma velocidade média do som acima de 2500 m/s.

2. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de empalamentos no tecido serem fendas, furos ou filamentos que passam através do plano da folha não filamentar de UHMWPE.

3. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada empalamento ser separado do outro empalamento por uma distância de pelo menos 2 mm.

4. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um filme de polímero não UHMWPE, uma folha não tecida, uma folha tecida ou um adesivo adjacente à folha não filamentar de UHMWPE.

5. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela folha não filamentar de UHMWPE ter uma tenacidade de pelo menos 15 gpd (1,3 N/tex).

6. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de empalamentos estar disposta em fileiras.

7. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de empalamentos estar em uma disposição aleatória.

8. TECIDO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelos filamentos que passam pelo plano da folha não filamentar de UHMWPE fazer isso em um ângulo de 70 a 90 graus em relação ao plano da folha não filamentar de UHMWPE.

9. TECIDO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelos empalamentos em uma fileira serem deslocados em relação aos empalamentos na próxima fileira.

10. TECIDO, caracterizado por compreender uma pluralidade de folhas não filamentar de UHMWPE, conforme definido na reivindicação 1, em que cada folha não filamentar de UHMWPE é empilhada uma em cima da outra.

11. TECIDO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por cada folha não filamentar de UHMWPE na pilha ser colocada em uma orientação de forma que a direção de estiramento em uma folha não filamentar de UHMWPE seja deslocada em relação à direção de estiramento na próxima folha não filamentar de UHMWPE.

12. TECIDO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ainda filamentos que passam através do plano da pilha de folhas não filamentar de UHMWPE.

13. TECIDO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ainda uma folha de polímero não UHMWPE, folha não tecida, uma folha tecida ou um adesivo adjacente às folhas não filamentar de UHMWPE.

14. TECIDO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por cada folha não filamentar de UHMWPE na pilha ser colocada em uma orientação de forma que a direção de estiramento em uma folha não filamentar de UHMWPE seja ortogonal em relação à direção de estiramento na próxima folha não filamentar de UHMWPE.

15. TECIDO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelos filamentos que passam pelo plano da folha não filamentar de UHMWPE fazer isso em um ângulo de 70 a 90 graus em relação ao plano da folha não filamentar de UHMWPE.

16. ARTIGO, caracterizado por compreender um tecido,

conforme definido na reivindicação 1.

17. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo artigo ser resistente à bala e tem uma absorção de energia cinética por densidade de área contra 1,04 grama, 5,56 mm de diâmetro, cilindros de aço circulares retos com impacto de extremidade de 15 J m2/kg ou superior.

18. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo artigo ser resistente a corte e tem um nível de desempenho de resistência de corte de A2 ou superior, conforme determinado pela análise definida em ANSI/ISEA 105-2016 a partir de dados de resistência de corte gerados por meio do método de teste ASTM F2992/F2992M-15.

19. ARTIGO, caracterizado por compreender um tecido, conforme definido na reivindicação 10, em que pelo menos 50% da pluralidade de empalamentos não rompem as folhas não filamentar de UHMWPE perpendiculares às suas direções de orientação.

20. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos 10% da pluralidade de empalamentos não penetrarem totalmente através do tecido.