BR112021012870A2 - Composto de proteção multiameaça - Google Patents

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Abstract

composto de proteção multiameaça. a presente invenção refere-se a um composto de proteção multiameaça contendo pelo menos uma camada têxtil tendo superfícies superior e inferior e uma composição de adesivo sensível à pressão não bloqueador (nonb-psa) pelo menos na superfície superior de cada camada. o revestimento nonb-psa contém um adesivo sensível à pressão e uma pluralidade de primeiras partículas inorgânicas, em que a relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 1, e em que o revestimento nonb-psa está em uma quantidade de pelo menos cerca de 10 g/m2 em cada superfície na qual o revestimento nonb-psa está localizado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSTO DE PROTEÇÃO MULTIAMEAÇA".
CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se a um composto de proteção contra múltiplas ameaças e artigos contendo o composto de proteção multiameaça.
ANTECEDENTES
[002] Policiais, militares, agentes penitenciários, pessoal de segurança e até mesmo indivíduos privados têm uma necessidade crescente de proteção contra ameaças, incluindo ameaças como objetos perfurantes, facas, estilhaços e balas de arma de fogo, que forneça boa proteção ao mesmo tempo que seja leve, flexível e menos custoso. É um objetivo principal fornecer uma estrutura leve e flexível que resista à penetração de muitas ameaças.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[003] Em uma modalidade, é descrito um composto de proteção multiameaça contendo pelo menos uma camada têxtil e uma composição de adesivo sensível à pressão não bloqueador (NonB-PSA) pelo menos na superfície superior de cada camada. O revestimento NonB-PSA compreende um adesivo sensível à pressão e uma pluralidade de primeiras partículas inorgânicas. A relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 1, e o revestimento NonB-PSA está em uma quantidade de pelo menos cerca de 10 g/m2 em cada superfície na qual o revestimento NonB-PSA está localizado.
[004] Em outra modalidade, é descrito um composto de proteção multiameaça contendo uma pluralidade de camadas têxteis e uma composição NonB-PSA pelo menos na superfície superior de cada camada. O revestimento NonB-PSA compreende um adesivo sensível à pressão e uma pluralidade de primeiras partículas inorgânicas. A relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 0,5, e o revestimento NonB- PSA está em uma quantidade de pelo menos cerca de 5 g/m 2 em cada superfície na qual o revestimento NonB-PSA está localizado.
[005] Em outra modalidade, é descrito um composto de proteção multiameaça contendo pelo menos cinco camadas têxteis e uma composição NonB-PSA pelo menos na superfície superior de cada camada. O revestimento NonB-PSA compreende um adesivo sensível à pressão e uma pluralidade de primeiras partículas inorgânicas. A relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 0,5, e o revestimento NonB- PSA está em uma quantidade de pelo menos cerca de 5 g/m 2 em cada superfície na qual o revestimento NonB-PSA está localizado.
[006] Em outra modalidade, é descrito um composto de proteção multiameaça contendo pelo menos 15 camadas têxteis e uma composição NonB-PSA pelo menos na superfície superior de cada camada. O revestimento NonB-PSA compreende um adesivo sensível à pressão e uma pluralidade de primeiras partículas inorgânicas. A relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 1,2, e o revestimento NonB- PSA está em uma quantidade de pelo menos cerca de 10 g/m2 em cada superfície na qual o revestimento NonB-PSA está localizado. As primeiras partículas inorgânicas têm um tamanho médio de partícula primária inferior a cerca de 5 micrômetros.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[007] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de um composto de proteção multiameaça.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[008] A invenção é direcionada a um composto flexível resistente a objetos perfurantes e facas (e opcionalmente balístico). Conforme utilizado neste documento, o termo "resistente a objetos perfurantes" é geralmente usado para se referir a um material que fornece proteção contra a penetração do material por armas ou objetos de ponta afiada, tais como um furador de gelo. Assim, um material "resistente a objetos perfurantes" pode impedir a penetração do material por tal objeto ou pode diminuir o grau de penetração de tal objeto em comparação com materiais similares não resistentes a objetos perfurantes. Conforme utilizado aqui, o termo "resistente a faca" é geralmente usado para se referir a um material que fornece proteção contra a penetração do material por lâminas afiadas, tais como facas e outras armas ou objetos similares a facas. Assim, um material "resistente a faca" pode impedir a penetração do material por tal objeto ou pode diminuir o grau de penetração de tal objeto em comparação com materiais similares não resistentes a faca.
[009] Preferivelmente, um material "resistente a objetos perfurantes" atinge uma classificação de aprovação quando testado contra ameaças da classe Spike (objetos perfurantes), Nivel 1, de acordo com o National Institute of Justice (Instituto Nacional de Justiça) (NIJ) Standard 0115.00 (2000), intitulado "Stab Resistance of Personal Body Armor." O termo "resistente a objetos perfurantes" também pode se referir a materiais (por exemplo, um composto de acordo com a invenção) que alcançam uma classificação de aprovação quando testados contra ameaças de nível mais alto (por exemplo, Nível 2 ou Nível 3). Preferivelmente, um material "resistente a faca" atinge uma classificação de aprovação quando testado contra ameaças da classe de lâmina afiada, Nível 1, de acordo com o National Institute of Justice (NIJ) Standard 0115.00 (2000), intitulado "Stab Resistance of Personal Body Armor." O termo "resistente a faca" também pode se referir a materiais (por exemplo, um composto de acordo com a invenção) que alcançam uma classificação de aprovação quando testados contra ameaças de nível mais alto (por exemplo, Nível 2 ou Nível 3).
[0010] Em certas modalidades possivelmente preferidas, a invenção também pode ser direcionada a um composto flexível resistente a objetos perfurantes, facas, estilhaços e com resistência balística. Conforme utilizado aqui, o termo "resistência balística" geralmente se refere a um material que é resistente à penetração de projéteis balísticos. Assim, um material com "resistência balística" pode impedir a penetração do material por um projétil balístico ou pode diminuir o grau de penetração de tais projéteis balísticos em comparação com materiais similares sem proteção balística. Preferivelmente, um material com "resistência balística" fornece proteção equivalente a um colete Tipo I quando tal material é testado de acordo com o National Institute of Justice (NIJ) Standard 0101.06 (2006), intitulado "Ballistic Resistance of Personal Body Armor". O termo "resistência balística" também se refere a um material que atinge uma classificação de aprovação quando testado contra ameaças balísticas de Nível 1 ou superior (por exemplo, Nível IIA, Nível II, Nível IIIA ou Nível III ou superior) de acordo com o NIJ Standard 0101.06.
[0011] O composto de proteção multiameaça fornece alguma proteção para pelo menos uma ameaça de faca, objeto perfurante, estilhaço e balística. Em uma modalidade, o composto de proteção multiameaça fornece alguma proteção contra ameaças de faca. Em outra modalidade, o composto de proteção multiameaça fornece alguma proteção contra ameaças de objetos perfurantes. Preferivelmente, o composto de proteção multiameaça fornece alguma proteção para pelo menos duas das ameaças de faca, objetos perfurantes, e balísticas. Em uma modalidade preferida, o composto de proteção multiameaça fornece alguma proteção para todas as ameaças de faca, objetos perfurantes, e balísticas.
[0012] Com referência agora à Figura 1, é mostrada uma modalidade do composto de proteção multiameaça 10. O composto de proteção contra múltiplas ameaças mostrado na figura contém cinco camadas têxteis revestidas 100, em que cada camada tem uma superfície superior 100a e uma inferior 100b. Observe que os componentes da Figura 1 não estão desenhados em escala, os revestimentos 110 e 200 estão aumentados em relação ao têxtil 150, em comparação ao uso final da vida real típico, para mostrar mais facilmente os revestimentos.
[0013] O número de camadas têxteis revestidas 100 é determinado pelo uso final do composto e a que nível de ameaça o composto é projetado para resistir. O número mínimo de camadas têxteis revestidas é 1 ou, em algumas modalidades, 3. Em uma modalidade, um composto pode conter 1 camada têxtil revestida 100 juntamente com outras camadas têxteis ou não têxteis dentro do composto. Em outra modalidade, o composto 10 pode conter 2, 3, 4 ou mais camadas têxteis revestidas 100. Em uma modalidade preferida, o composto 10 contém pelo menos cerca de 3 camadas têxteis revestidas 100. Em uma modalidade preferida, o composto 10 contém pelo menos cerca de 5 camadas têxteis revestidas 100. Em outra modalidade preferida, o composto 10 contém pelo menos cerca de 15 camadas têxteis revestidas 100. Em outra modalidade preferida, o composto 10 contém pelo menos cerca de 22 camadas têxteis revestidas 100. Em outra modalidade, o composto contém entre cerca de 5 e 40 camadas têxteis revestidas 100.
[0014] Camadas têxteis revestidas individuais 100 e, especialmente, um agrupamento de camadas têxteis 10 em um acondicionamento são desejadas para fornecer o máximo de flexibilidade e proteção contra ameaças. Embora cada camada de material laminado ou revestido de resina/filme da técnica anterior seja relativamente rígida, a camada têxtil 150 com composição NonB-PSA
200 é muito mais flexível e apenas ligeiramente mais rígida do que uma camada têxtil não tratada. A resistência a múltiplas ameaças pode ser obtida enquanto mantendo um alto grau de conforto. A flexibilidade pode ser quantificada pelo Teste de Flexibilidade Estática normalmente usado para camadas únicas e o Teste de Flexibilidade Dinâmica normalmente usado para compostos multicamadas, conforme especificado no Pedido de Patente dos EUA No. 2012/0141720, que é incorporado aqui por referência.
[0015] Em uma modalidade preferida, a camada têxtil revestida 100 compreende pelo menos uma camada têxtil 150 com uma composição NonB-PSA 200 em pelo menos um lado da camada 150. Em outra modalidade, o composto 10 compreende pelo menos uma camada têxtil 100 revestida com uma composição NonB-PSA 200 em pelo menos um lado de uma camada têxtil 150.
[0016] Pelo menos uma camada têxtil revestida 100 dentro do composto 10 contém uma composição NonB-PSA 200 em pelo menos uma superfície (a superfície superior 100a ou a superfície inferior 100b). Em uma modalidade preferida, a composição NonB-PSA 200 está localizada em pelo menos uma das superfícies 100a, 100b de pelo menos 90 % das camadas têxteis 150, mais preferivelmente em todas as camadas têxteis 150. Em uma modalidade preferida, a composição NonB-PSA 200 está localizada nas superfícies superior e inferior de pelo menos algumas das camadas têxteis 150, mais preferivelmente em todas as camadas têxteis 150. Na Figura 1, a composição NonB-PSA 200 está localizada nas primeiras superfícies 100a de cada camada têxtil 150.
[0017] A composição (NonB-PSA) 200 compreende um adesivo sensível à pressão (PSA) e uma pluralidade de primeiras partículas inorgânicas. O termo "adesivo sensível à pressão" é comumente utilizado para designar uma categoria distinta de fitas adesivas e adesivos, que na forma seca (essencialmente sem solvente/água) são agressiva e permanentemente pegajosos à temperatura ambiente, e que prontamente aderem a uma variedade de diferentes superfícies com mero contato, sem a necessidade de mais do que a pressão de dedo ou mão. Esses produtos não requerem ativação por água, solvente ou calor para exercer uma força de retenção adesiva em materiais como papel, plástico, vidro, madeira, cimento e metal. Possuem capacidade de retenção coesiva e natureza elástica suficientes para que, apesar de sua pegajosidade agressiva, possam ser manuseados com os dedos e removidos de superfícies lisas sem deixar resíduos. Geralmente, os PSAs são uma classe de polímeros viscoelásticos, porém nem todos os polímeros viscoelásticos são PSAs. Em uma modalidade, o adesivo sensível à pressão é selecionado a partir do grupo que consiste em borracha natural, borracha de estireno-butadieno, borracha recuperada, borracha de butila, borracha de butadieno-acrilonitrila, elastômeros termoplásticos, poliacrilatos, éteres polivinilalquílicos e silicone. Em uma modalidade preferida, o adesivo sensível à pressão é um polímero acrílico devido às suas propriedades físicas desejáveis. Em uma modalidade, o adesivo sensível à pressão tem uma T g inferior a cerca de -20°C. Em outra modalidade, o adesivo sensível à pressão tem uma Tg inferior a cerca de -40°C.
[0018] O adesivo sensível à pressão é um componente importante na composição NonB-PSA da presente invenção. Como mencionado antes, uma característica especial dos adesivos sensíveis à pressão é que eles não se solidificam para formar um material sólido. Eles normalmente continuam permanentemente pegajosos e podem umedecer as superfícies em contato e formar ligações quando a pressão (normalmente leve) é aplicada. Como resultado, a composição de revestimento NonB-PSA mostra excelente adesão ao substrato revestido. Por outro lado, a natureza permanentemente pegajosa do
PSA pode causar problemas nas aplicações em coletes pretendidas. Em um colete, as camadas de tecido são geralmente usadas como uma pilha de várias camadas. A pegajosidade permanente do PSA fará com que a pilha de várias camadas de tecido revestido normalmente flexível se torne um "tijolo" mais rígido, o que é altamente indesejável. A incorporação de alta concentração de partículas na composição NonB- PSA resolve esse problema. Quando uma concentração alta o suficiente de partículas é incorporada ao PSA, as partículas atuam como um agente antibloqueio. Além disso, as partículas também atuam como um agente de reforço, melhorando as propriedades mecânicas do PSA. A composição de revestimento NonB-PSA inventiva que incorpora PSA e alta concentração de partículas exibe atrito notável a metais, tais como aço (devido à pegajosidade permanente do PSA) sem aderir a si mesmo (devido à propriedade antibloqueio das partículas). Como resultado, o substrato revestido irá tenazmente "agarrar" as armas (faca e objeto perfurante) em um evento de punhalada, reduzindo/minimizando a penetração da arma. Embora qualquer PSA possa ser usado na presente invenção, PSAs com baixa Tg (temperatura de transição vítrea) são preferidos devido à sua maciez e flexibilidade superiores. PSAs com alta Tg resultarão em um substrato revestido mais rígido, o que é menos desejável. Polímeros não sensíveis à pressão, mesmo com baixa T g, geralmente exibem menos atrito com metais (portanto, menos força de agarramento), resultando em menos poder de proteção contra armas cortantes do que os adesivos sensíveis à pressão.
[0019] Como mencionado anteriormente, o adesivo sensível à pressão é um componente na composição NonB-PSA da presente invenção. O teste de aderência de bola rolante, conforme descrito no método de teste ASTM D3121 (Standard Test Method for Tack of Pressure-Sensitive Adhesives by Rolling Ball - Método de teste padrão para aderência de adesivos sensíveis à pressão por bola rolante), pode ser usado para distinguir um PSA de materiais não PSA. O teste de aderência de bola rolante é uma medida da capacidade do adesivo de formar uma ligação com a superfície de outro material após um breve contato sob praticamente nenhuma pressão e pode ser usado para quantificar a capacidade de um adesivo de aderir rapidamente a outra superfície. Para determinar se um material é um adesivo sensível à pressão, o material a ser avaliado é primeiro revestido em um substrato de filme PET e seco. A espessura do revestimento deve ser espessa o suficiente para mostrar as verdadeiras propriedades do material. Geralmente, a espessura deve ser de pelo menos 0,5 mm. O substrato revestido à temperatura ambiente é então submetido ao teste de aderência da bola rolante, conforme descrito em ASTM D3121, e é medida a distância de parada da bola rolante. Normalmente, quanto menor a distância de parada, maior a capacidade do adesivo de aderir rapidamente a outras superfícies. A bola deve parar dentro de 12 polegadas para um material PSA, enquanto para um material não PSA a bola deve continuar rolando além da marca de 12 polegadas. Portanto, neste pedido, um PSA é definido como um material que para a bola dentro de 12 polegadas ou menos usando ASTM D3121.
[0020] Uma alta concentração das primeiras partículas inorgânicas é outro componente na composição NonB-PSA da presente invenção. As primeiras partículas inorgânicas dentro da composição 200 podem ser de qualquer material, tamanho e quantidade adequados. Em uma modalidade, as primeiras partículas inorgânicas são óxidos de metal, tais como dióxido de titânio. Em outra modalidade, as primeiras partículas inorgânicas contêm preferivelmente sílica (dióxido de silício) e/ou alumina (óxido de alumínio). Em uma modalidade, as primeiras partículas inorgânicas são óxido de metaloide. Em outra modalidade, as primeiras partículas inorgânicas contêm uma partícula de carboneto, preferivelmente de carboneto de silício e/ou carboneto de titânio.
[0021] Preferivelmente, as primeiras partículas inorgânicas têm um tamanho médio de diâmetro de partícula primária inferior a cerca de 10, mais preferivelmente 5, mais preferivelmente 2 mícrons. Mais preferivelmente, as primeiras partículas inorgânicas têm um tamanho médio de diâmetro de partícula primária inferior a cerca de 0,5 mícrons. Ainda mais preferivelmente, as primeiras partículas inorgânicas têm um tamanho médio de diâmetro de partícula primária em uma faixa entre cerca de 5 nm e 2 mícrons, mais preferivelmente entre cerca de 5 e 1 mícron. Ainda mais preferivelmente, as primeiras partículas inorgânicas têm um tamanho médio de diâmetro de partícula primária em uma faixa entre cerca de 5 nm e 250 nm, mais preferivelmente entre cerca de 5 nm e 100 nm. Partículas muito grandes e muito pequenas podem ter propriedades antibloqueio e de reforço menos desejáveis para algumas aplicações de uso final. As partículas em alguma modalidade podem ser agregadas e/ou aglomeradas, e essas partículas agregadas/aglomeradas podem ter um diâmetro de aglomerado médio maior do que 2 mícrons, com o tamanho médio de diâmetro de partícula primária preferivelmente na faixa de 5 a 250 nm. Em uma modalidade, o tamanho médio de diâmetro da partícula primária das primeiras partículas inorgânicas é inferior a 1 micrômetro.
[0022] A relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é preferivelmente maior do que cerca de 0,5, mais preferivelmente maior do que 1,0, mais preferivelmente maior do que 1,2, mais preferivelmente maior do que 1,5. Em outras modalidades, incluindo modalidades com uma pluralidade de 100 camadas têxteis revestidas ou PSAs menos agressivos, a relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 0,5 (o que significa que o PSA está em um peso duas vezes maior do que o das primeiras partículas inorgânicas.) Em outras modalidades, a relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 1,2 (o que significa que as primeiras partículas inorgânicas estão em um peso de pelo menos 1,2 vezes o peso do PSA). Em uma modalidade, as primeiras partículas inorgânicas estão em uma quantidade maior do que cerca de 50 % em peso da composição NonB- PSA, mais preferivelmente maior do que cerca de 60% em peso da composição NonB-PSA. Em outra modalidade, as primeiras partículas inorgânicas estão em uma quantidade entre cerca de 50% e 95% em peso da composição de NonB-PSA, mais preferivelmente cerca de 50% e 80% em peso da composição de NonB-PSA. Em uma modalidade preferida, a composição NonB-PSA está localizada nas superfícies superior e inferior das camadas têxteis.
[0023] O bloqueio refere-se à adesão indesejável entre duas camadas adjacentes de tecido dentro do composto. Embora haja PSA na composição de revestimento NonB-PSA, o substrato revestido é essencialmente não aderente e não bloqueante devido à presença de partículas na composição. As partículas criam micro rugosidades na superfície, que reduzem ou eliminam o bloqueio causado pela pegajosidade do PSA. A propriedade sem bloqueio pode ser testada de acordo com ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics - Métodos de Teste Padrão para Tecidos Revestidos). Em uma modalidade preferida, as camadas têxteis revestidas alcançam prontamente a melhor classificação 1—Sem Bloqueio. Os substratos revestidos separam-se sem qualquer evidência de aderência. Neste pedido, sem bloqueio é definido como sendo a classificação 1—sem bloqueio de acordo com ASTM D751-06.
[0024] Em outra modalidade, as camadas têxteis revestidas 100 têm uma aderência muito leve. Isso pode fazer com que o composto 10 seja ligeiramente menos flexível e mais rígido, porém há muitos usos finais onde a flexibilidade é menos preocupante. Nestes casos, o revestimento não tem que ser caracterizado como NonB-PSA, porém pode ser referido como um PSA carregado com partículas. Normalmente, essas características de bloqueio são inferiores às das notas adesivas tradicionais (por exemplo, notas POST-IT® da 3M).
[0025] O revestimento NonB-PSA 200 está em uma quantidade de pelo menos cerca de 5 g/m2 em cada superfície em que a composição NonB-PSA está localizada (pelo menos em uma superfície 100a, 100b) dentro de cada camada têxtil revestida 100. Mais preferivelmente, a composição está em uma quantidade de pelo menos cerca de 10 g/m2, mais preferivelmente de 20 g/m2 em cada superfície em que a composição NonB-PSA está localizada. Em outra modalidade, a composição NonB-PSA está em uma quantidade entre cerca de 25 e 50 g/m2 em cada superfície na qual a composição NonB-PSA está localizada. Em outra modalidade, a composição NonB-PSA está em uma quantidade entre cerca de 5 e 40 g/m2 em cada superfície na qual a composição NonB-PSA está localizada. Nas modalidades em que a composição NonB-PSA está localizada em ambas as superfícies 100a, 100b das camadas têxteis revestidas 100, então a quantidade total revestida seria aproximadamente o dobro da mesma camada têxtil revestida em um único lado.
[0026] Preferivelmente, a composição NonB-PSA 200 está localizada sobre a superfície das camadas têxteis 150 sem penetração substancial nos feixes de fios para obter alta flexibilidade das camadas têxteis revestidas. Um pré-revestimento das camadas têxteis 150 antes de revestir com a composição NonB-PSA pode ser necessário para controlar precisamente a localização da composição NonB-PSA.
[0027] A composição de revestimento NonB-PSA 200 também pode conter aditivos adicionais, tais como um agente antimicrobiano, retardante de chama, modificador de reologia, tensoativos, repelentes de água e pigmentos/corantes. Esses aditivos adicionais e as quantidades adicionadas ao não B-PSA dependem das propriedades desejadas do composto de uso final 10.
[0028] As camadas têxteis 150 podem ser qualquer material têxtil adequado, incluindo um tecido, malha ou tecido não trançado. Como será entendido por aqueles versados na técnica, cada camada têxtil dentro do composto pode ser fornecida independentemente em cada uma das construções adequadas mencionadas acima.
[0029] As camadas têxteis 150 são, preferivelmente, material têxtil entrelaçado. Cada camada têxtil 150 contém uma pluralidade de fios ou fibras de entrelaçamento com uma tenacidade de cerca de 5 ou mais gramas por denier, mais preferivelmente de cerca de 8 ou mais, mais preferivelmente de cerca de 10 ou mais, mais preferivelmente de cerca de 14 ou mais, mais preferivelmente de 15 ou mais. Em uma modalidade, os fios ou fibras têm uma tenacidade de cerca de 5 a 70 gramas por denier. Em uma modalidade preferida, a pluralidade de fios ou fibras tem uma tenacidade de cerca de 10 ou mais gramas por denier e tem um tamanho inferior a dez denier por filamento, mais preferivelmente inferior a 5 denier por filamento. Em uma modalidade, as fibras têm um diâmetro médio inferior a cerca de 20 micrômetros, mais preferivelmente inferior a cerca de 10 micrômetros. As camadas têxteis 150 podem ter qualquer peso adequado. Em certas modalidades possivelmente preferidas, as camadas têxteis podem ter um peso de cerca de 2 a cerca de 10 onças por jarda quadrada.
[0030] Os fios podem ter qualquer denier adequado, preferivelmente na faixa entre cerca de 100 e 2.000 denier. Em uma modalidade, os fios têm um denier na faixa de cerca de 100 e 3.000. Em outra modalidade, os fios têm um denier na faixa entre cerca de 200 e
2.000. Em outra modalidade, os fios têm um denier na faixa entre cerca de 300 e 1.500. De preferência, o fio é um filamento. Além disso, é preferível que a construção de tecido seja aproximadamente equilibrada, o que significa pontas e espaçamentos aproximadamente iguais por polegada.
[0031] Quanto às fibras ou fios entrelaçados nas camadas têxteis 150, uma lista não inclusiva de fibras e fios adequados inclui: fibras feitas de polímeros altamente orientados, tais como fibras de polietileno de ultra alto peso molecular fiadas em gel, fibras de polietileno fiadas em fusão, fibras e fitas extrudadas de polipropileno, fibras de náilon fiadas em fusão, fibras de poliéster fiadas em fusão, e fibras e fitas de polietileno sinterizadas. Fibras adequadas também incluem aquelas feitas de polímeros de haste rígida, tais como polímeros de haste rígida liotrópicos, polímeros de haste rígida heterocíclicos, e polímeros cristalinos líquidos termotrópicos. Fibras adequadas feitas de polímeros de haste rígida liotrópicos incluem fibras de aramida, tais como fibras de poli(p-fenilenotereftalamida) e fibras feitas 1:1 de copolitereftalamida de éter 3,4’-diaminodifenílico e p-fenilenodiamina. As fibras adequadas feitas de polímeros de haste rígida heterocíclicos, tais como heterociclos de p-fenileno, incluem fibras de poli(p-fenileno-2,6-benzobisoxazol) (fibras de PBO), fibras de poli(p-fenileno-2,6-benzobistiazol) (Fibras de PBZT), e fibras de poli[2,6-diimidazo[4,5-b:4',5'-e]piridinileno-1,4-(2,5- diidróxi)fenileno] (fibras de PIPD). Fibras adequadas feitas de polímeros líquido-cristalinos termotrópicos incluem fibras de poli(ácido 6-hidróxi-2- naftóico-co-ácido 4-hidroxibenzóico). As fibras adequadas também incluem fibras de carbono, tais como aquelas feitas a partir da pirólise de raiom, poliacrilonitrila e alcatrão de hidrocarboneto mesomórfico a alta temperatura. Em certas modalidades possivelmente preferidas, os fios ou fibras 113 e 212 compreendem fibras selecionadas do grupo que consiste em fibras de polietileno de ultra alto peso molecular fiadas em gel, fibras de polietileno fiadas em fusão, fibras de náilon fiadas em fusão, fibras de poliéster fiadas em fusão, fibras de polietileno sinterizadas, fibras de aramida, fibras de PBO, fibras de PBZT, fibras de
PIPD, fibras de poli(ácido 6-hidróxi-2-naftóico-co-ácido 4- hidroxibenzoico), fibras de carbono e suas combinações. Em uma modalidade particularmente preferida, a camada têxtil compreende fibras de aramida.
[0032] Para a modalidade em que as camadas têxteis 150 estão em uma construção tecida, a camada tecida inclui, preferivelmente, uma multiplicidade de elementos de urdidura e trama entrelaçados de modo que um dado elemento de trama se estenda em um padrão de cruzamento predefinido acima e abaixo do elemento de urdidura. Uma tecelagem preferida é a tecelagem plana, onde cada elemento da trama passa sobre um elemento de urdidura e depois passa sob o elemento de urdidura adjacente de uma maneira repetida em toda a largura da camada têxtil. Assim, os termos "tecido" e "entrelaçado" destinam-se a incluir qualquer construção que incorpore a formação de interligação de fibras ou fios.
[0033] Outros padrões de tecelagem adequados podem ser usados para o tecido (e o composto também pode conter camadas de tecido com diferentes padrões de tecelagem). A título de exemplo apenas, e não como limitação, considera-se que os fios de trama podem passar sobre dois ou mais fios de urdidura adjacentes antes de serem transferidos para uma posição abaixo de um ou mais adjacente aos fios de urdidura, formando assim uma chamada tecelagem de sarja. As tecelagens de sarja adequadas incluem tecelagens de sarja com face de urdidura e face de enchimento, tais como os ligamentos sarja 2/1, 3/1, 3/2, 4/1, 1/2, 1/3 ou 1/4. A tecelagem também pode ser de qualquer outro padrão de tecelagem adequado, por exemplo, materiais têxteis de tecelagem cetim, panamá, popelina, jacquard e crepe.
[0034] Em uma modalidade, as camadas têxteis 150 têm um fator de estanqueidade superior a cerca de 0,75, conforme definido nas Patentes dos EUA Nos 6.133.169 (Chiou) e 6.103.646 (Chiou), que são incorporadas aqui por referência. "Fator de estanqueidade do tecido" e "Fator de cobertura" são nomes dados à densidade da trama de um tecido. O fator de cobertura é um valor calculado relacionado à geometria da trama e indica a porcentagem da área de superfície bruta de um tecido que é coberta por fios do tecido. A equação usada para calcular o fator de cobertura é a seguinte (de Weaving: Conversion of Yarns to Fabric, Lord and Mohamed, publicado por Merrow (1982), páginas 141-143): dw = diâmetro do fio de urdidura no tecido df = diâmetro do fio de enchimento no tecido pw = espaçamento dos fios de urdidura (extremidades por unidade de comprimento) pf = espaçamento dos fios de enchimento dw df Cw  Cf  pw pf total _ area _ obsured Fabric _ Cover _ Factor  Cfab  area _ enclosed ( p w  d w )d f  d w p f C fab  pw p f C fab  (C f  Cw  C f Cw )
[0035] Dependendo do tipo de trama de um tecido, o fator de cobertura máximo pode ser bastante baixo, embora os fios do tecido estejam situados próximos uns dos outros. Por esse motivo, um indicador mais útil de tensão de trama é chamado de "fator de estanqueidade do tecido". O fator de estanqueidade do tecido é uma medida da rigidez de uma trama de tecido em comparação com a tensão máxima da trama em função do fator de cobertura. actual _ cov er _ factor Fabric _ tightness _ factor  max imum _ cov er _ factor
[0036] Por exemplo, o fator de cobertura máximo que é possível para um tecido de tecelagem plana é de 0,75; e um tecido de tecelagem plana com um fator de cobertura real de 0,68 terá, portanto, um fator de estanqueidade de tecido de 0,91. A tecelagem preferida para a prática desta invenção é a tecelagem plana.
[0037] Em uma modalidade, pelo menos uma parte das camadas têxteis 150 compreende cerca de 10% em peso ou menos, com base no peso total de camada têxtil, de um pré-revestimento 110 (mostrado na Figura 1) compreendendo uma pluralidade de segundas partículas inorgânicas com um diâmetro de cerca de 20 µm ou menos em pelo menos um lado da camada têxtil 150. Mais preferivelmente, a pluralidade de segundas partículas inorgânicas tem um diâmetro de cerca de 4 µm ou menos, mais preferivelmente um diâmetro de cerca de 2 µm ou menos. Em uma modalidade, pelo menos 50% em número de camadas têxteis 150 contêm o pré-revestimento. Em outra modalidade, pelo menos 75% em número, mais preferivelmente pelo menos cerca de 90% em número de camadas têxteis 150 contêm o pré- revestimento. Em outra modalidade, cada (essencialmente 100% em número) uma das camadas têxteis 150 contém o pré-revestimento.
[0038] Constatou-se que as camadas têxteis 150 pré-revestidas com 110 tinham resistência à penetração de objetos perfurantes significativamente maior em comparação com a mesma construção de camadas têxteis sem o pré-revestimento. Acredita-se que o mecanismo- chave de resistência aprimorada à penetração de objetos perfurantes do tecido tratado sejam as interações entre camadas.
[0039] É preferível que o pré-revestimento 110 seja realizado utilizando uma técnica de enchimento em que a camada têxtil é imersa na composição de revestimento e, em seguida, passada através de um par de rolos de aperto para remover qualquer excesso de líquido. O processo de enchimento permite que a composição de revestimento esteja presente em toda a camada têxtil.
[0040] O pré-revestimento 110 aplicado às camadas têxteis 150 compreende material particulado (por exemplo, segundas partículas inorgânicas). As segundas partículas inorgânicas incluídas no pré- revestimento 110 podem ser quaisquer partículas adequadas.
As segundas partículas inorgânicas adequadas para uso no pré- revestimento incluem, porém não estão limitadas a partículas de sílica (por exemplo, partículas de sílica pirogênica, partículas de sílica precipitada, partículas de sílica coloidal modificada por alumina, etc.), partículas de alumina (por exemplo, partículas de alumina pirogênica), e suas combinações.
Em certas modalidades possivelmente preferidas, as segundas partículas inorgânicas são compostas por pelo menos um material selecionado do grupo que consiste em sílica pirogênica, sílica precipitada, alumina pirogênica, sílica modificada por alumina, zircônia, titânia, carboneto de silício, carboneto de titânio, carboneto de tungstênio, nitreto de titânio, nitreto de silício e similares, e suas combinações.
Essas segundas partículas inorgânicas também podem ser modificadas na superfície, por exemplo, por enxerto, para alterar as propriedades da superfície, tais como carga e hidrofobicidade.
Em certas modalidades possivelmente preferidas, as segundas partículas inorgânicas podem ter uma carga superficial positiva quando suspensas em um meio aquoso, tal como um meio aquoso com um pH de cerca de 4 a 8. Em certas modalidades possivelmente preferidas, as segundas partículas inorgânicas podem ter uma Dureza de Mohs de cerca de 5 ou mais, ou de cerca de 6 ou mais, ou de cerca de 7 ou mais.
As segundas partículas inorgânicas adequadas para uso nesta modalidade incluem, porém não estão limitadas a partículas de alumina pirogênica.
Em certas modalidades possivelmente preferidas, as segundas partículas inorgânicas podem ter uma estrutura tridimensional ramificada ou similar a uma cadeia que compreende ou consiste em agregados de partículas primárias.
[0041] As segundas partículas inorgânicas incluídas no pré- revestimento 110 podem ser modificadas para transmitir ou aumentar a hidrofobicidade das partículas. Por exemplo, nas modalidades que compreendem partículas de sílica pirogênica, as mesmas podem ser tratadas, por exemplo, com um organossilano a fim de tornarem partículas de sílica pirogênica hidrofóbicas. Acredita-se que tais partículas e revestimentos estejam mais completamente descritos na Publicação de Patente dos EUA No. 2007/0105471 (Wang et al.), incorporada aqui por referência.
[0042] As camadas têxteis revestidas 100 podem compreender qualquer quantidade adequada de pré-revestimento 110. Como será entendido por aqueles versados na técnica, a quantidade de pré- revestimento aplicada às camadas têxteis 150 geralmente não deve ser tão alta, de modo que o peso do composto 10 não seja dramaticamente aumentado, o que poderia prejudicar seu uso final. Normalmente, a quantidade de revestimento 110 aplicada às camadas têxteis 150 compreenderá cerca de 10% em peso ou menos do peso total da camada têxtil 150. Em certas modalidades possivelmente preferidas, a quantidade de pré-revestimento aplicada às camadas têxteis 150 compreenderá cerca de 7% em peso ou menos, ou cerca de 5% em peso ou menos, ou cerca de 3% em peso ou menos, do peso total da camada têxtil 150. Normalmente, a quantidade de pré-revestimento aplicada às camadas têxteis 150 compreenderá cerca de 0,1% em peso ou mais, ou cerca de 0,5 % em peso ou mais, do peso total da camada têxtil 150. Em certas modalidades possivelmente preferidas, o revestimento compreende cerca de 2 a cerca de 4% em peso do peso total da camada têxtil 150. Normalmente, a adição seca de pré- revestimento 110 é inferior a 10 g/m2.
[0043] Em certas modalidades possivelmente preferidas do composto 10, o pré-revestimento 110 aplicado às camadas têxteis 150 pode compreender ainda um aglutinante. O aglutinante incluído no revestimento 110 pode ser qualquer aglutinante adequado. Os aglutinantes adequados incluem, porém não se limitam, a aglutinantes acrílicos (por exemplo, aglutinantes acrílicos não iônicos), aglutinantes de poliuretano (por exemplo, aglutinantes de poliuretano alifático e aglutinantes de poliuretano à base de poliéter), aglutinantes de epóxi e suas combinações. Em certas modalidades possivelmente preferidas, o aglutinante é um aglutinante de reticulação, tal como um aglutinante de isocianato bloqueado. Observa-se que os aglutinantes usados para o pré-revestimento não se limitam a materiais sensíveis à pressão.
[0044] Quando presente, o aglutinante pode compreender qualquer quantidade adequada de pré-revestimento aplicada às camadas têxteis
150. A relação de quantidade (por exemplo, peso) das segundas partículas inorgânicas presentes no revestimento para a quantidade (por exemplo, peso) de sólidos aglutinantes presentes no revestimento 110 é tipicamente maior do que cerca de 1:1 (peso das segundas partículas inorgânicas:peso dos sólidos aglutinantes). Em certas modalidades possivelmente preferidas, a relação de quantidade (por exemplo, peso) das segundas partículas inorgânicas presentes no revestimento 110 para a quantidade (por exemplo, peso) de sólidos aglutinantes presentes no revestimento é tipicamente maior do que cerca de 2:1, ou maior do que cerca de 3:1, ou maior do que cerca de 4:1, ou maior do que cerca de 5:1 (por exemplo, maior do que cerca de 6:1, maior do que cerca de 7:1, ou maior do que cerca de 8:1). Observa- se que, quando o pré-revestimento 110 é aplicado às camadas têxteis 150, a camada têxtil pode ter uma tensão de tecido muito menor para atingir o mesmo nível de resistência a objetos perfurantes.
[0045] Em certas modalidades possivelmente preferidas, o pré- revestimento 110 aplicado às camadas têxteis 150 pode compreender um acabamento repelente de água a fim de conferir maior repelência à água ao painel flexível 10. O repelente de água incluído no revestimento pode ser qualquer repelente de água adequado incluindo, porém não se limitando a, fluoroquímicos, fluoropolímeros, silicones, ou ceras de poliolefina.
[0046] Em uma modalidade, o composto 10 é incorporado em um artigo para proteger o usuário de ameaças a objetos perfurantes. Alguns artigos incluem camisas, jaquetas, calças, coletes, sapatos, capacetes e chapéus. Em uma modalidade, o artigo contém uma fenda ou bolsa onde o composto 10 pode ser colocado para dentro e para fora. De preferência, o composto 10 é facilmente removível do artigo para lavagem.
[0047] Em outra modalidade, o composto 10 também pode conter camadas direcionadas para outra resistência à ameaça. A composição dessas camadas adicionais seria escolhida pelas propriedades desejadas para o composto, bem como pela localização dessas camadas dentro do composto 10. As camadas adicionais podem acrescentar resistência a objetos perfurantes, faca e/ou balística adicional, ou outras propriedades desejadas. Exemplos de materiais ou componentes resistentes a perfurações conhecidos adequados incluem, porém não se limitam a, colete (por exemplo, cota de malha), revestimento de metal, revestimento de cerâmica, camadas de materiais têxteis feitas de fios de alta tenacidade cujas camadas foram impregnadas ou laminadas com um adesivo ou resina, ou materiais têxteis feitos de fios de alta tenacidade de baixo denier em uma forma de tecido bem apertado, tal como DuPont KEVLAR CORRECTIONAL® disponível na DuPont.
[0048] Painéis balísticos resistentes flexíveis comercialmente disponíveis, tais como aqueles descritos acima, incluem, porém não se limitam a materiais balísticos de alto desempenho SPECTRA SHIELD® vendidos pela Honeywell International Inc. Acredita-se que tais laminados balísticos resistentes estejam mais completamente descritos nas Patentes dos EUA Nos. 4.916.000 (Li et al.); 5.437.905 (ParK);
5.443.882 (Park); 5.443.883 (Park); e 5.547.536 (Park), cada uma sendo incorporada aqui por referência. Outros materiais resistentes balísticos flexíveis de alto desempenho comercialmente disponíveis incluem DYNEEMA UD® disponível na DSM DYNEEMA®, e GOLDFLEX® disponível na Honeywell International Inc. Estes materiais balísticos flexíveis de alto desempenho podem ser usados juntamente com o composto 10 para melhorar o desempenho balístico geral.
[0049] O processo para formar as camadas têxteis, em que as camadas têxteis compreendem uma pluralidade de fios ou fibras entrelaçadas com uma tenacidade de cerca de 5 ou mais gramas por denier, compreende as etapas de: (a) fornecer uma primeira camada têxtil, (b) opcionalmente, contatar pelo menos uma das superfícies da primeira camada têxtil com uma composição de revestimento que compreende uma pluralidade de segundas partículas inorgânicas que têm um diâmetro de cerca de 20 µm ou menos, e (c) opcionalmente, secar a camada têxtil tratada na etapa (b). (d) contatar a pelo menos uma das superfícies (preferivelmente aquela já revestida nas etapas (b) e (c)) com uma composição NonB-PSA, e (e) secar a camada têxtil tratada na etapa (d).
[0050] A(s) superfície(s) das camadas têxteis pode(m) ser colocada(s) em contato com a composição de revestimento de qualquer maneira adequada. As camadas têxteis podem ser contactadas com a composição de revestimento usando revestimento convencional (por exemplo, revestimento de faca, revestimento de transferência, etc.), técnicas de enchimento, pulverização (úmida ou seca), espumação, impressão e exaustão. Por exemplo, as camadas têxteis podem ser colocadas em contacto com a composição de revestimento usando uma técnica de enchimento na qual a camada têxtil é imersa na composição de revestimento e depois passada através de um par de rolos de aperto para remover qualquer excesso de líquido. Em tal modalidade, os rolos de aperto podem ser ajustados a qualquer pressão adequada, por exemplo, a uma pressão de cerca de 280 kPa (40 psi). Alternativamente, a superfície da camada têxtil a ser revestida pode ser primeiro revestida com um adesivo adequado e, em seguida, as partículas podem ser aplicadas ao adesivo.
[0051] As camadas têxteis revestidas podem ser secas usando qualquer técnica adequada em qualquer temperatura adequada. Por exemplo, as camadas têxteis podem ser secas em uma estrutura estendedoura convencional ou se estender a uma temperatura de cerca de 160°C (320°F) por aproximadamente cinco minutos. A camada têxtil pré-revestida opcional compreende cerca de 10% em peso ou menos, com base no peso total de camada têxtil, de um revestimento que contém uma pluralidade de partículas com um diâmetro de cerca de 20 µm ou menos, podendo ser encontrado na Publicação de Patente dos EUA No. 2007/0105471 (Wang et al.), incorporada aqui por referência.
[0052] As camadas têxteis revestidas 100 podem ser dispostas adjacentes entre si e mantidas no lugar umas em relação às outras por um invólucro adequado, como um bolso, ou podem ser fixadas entre si por qualquer meio de fixação conhecido. Em certas modalidades possivelmente preferidas, as camadas têxteis revestidas 100 também podem ser costuradas juntas em um padrão desejado, por exemplo, em torno dos cantos ou ao longo do perímetro das camadas têxteis empilhadas, a fim de segurar as camadas no arranjo adequado ou desejado. Além disso, as camadas têxteis revestidas 100 podem ser aderidas entre si usando um adesivo padronizado ou outros meios de fixação, tais como rebites, parafusos, fios, fita ou grampos. Em uma modalidade, as camadas ficam soltas (não fixadas entre si usando qualquer adesivo ou meio mecânico) e são colocadas juntas dentro da bolsa.
EXEMPLOS Exemplo 1
[0053] Foi obtido um tecido de para-aramida elaborado que era composto por fios de urdidura e de enchimento de para-aramida de 1000 denier tecidos juntos em uma construção de tecelagem plana com 22 pontas/polegada e 22 espaçamentos/polegada. A camada de tecido pesava 190 gsm após a lavagem para remover quaisquer acabamentos de fio presentes.
[0054] 36 camadas de tecido com uma densidade de área total de 6,84 kg/m2 foram livremente montadas em conjunto, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24°C e 55% de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 2
[0055] Foi obtido um tecido de para-aramida elaborado que era composto por fios de urdidura e de enchimento de para-aramida de 1000 denier tecidos juntos em uma construção de tecelagem plana com 22 pontas/polegada e 22 espaçamentos/polegada. A camada de tecido pesava 190 gsm após a lavagem para remover quaisquer acabamentos de fio presentes O tecido foi revestido em um banho aquoso que compreendia: a) aproximadamente 8% de uma alumina pirogênica aquosa, e b) aproximadamente 1% de um agente de reticulação à base de isocianato de poliuretano não bloqueado PSA
[0056] O revestimento foi aplicado usando um processo de enchimento (imersão e compressão a uma pressão de rolo de 2,81 kg/cm2). O tecido foi então seco a 160°C. O peso seco adicionado do produto químico ao tecido foi de aproximadamente 2% (isto é, 3,8 gsm). O revestimento estava em ambos os lados do tecido devido ao processo de imersão e compressão.
[0057] 35 camadas de tecido com uma densidade de área total de 6,78 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24 °C e 55 % de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 3
[0058] Foi obtido um tecido de para-aramida elaborado que era composto de fios de urdidura e de enchimento de para-aramida de 1000 denier tecidos juntos em uma construção de tecelagem plana com 22 pontas/polegada e 22 espaçamentos/polegada. A camada de tecido pesava 190 gsm após a lavagem para remover quaisquer acabamentos de fio presentes. O tecido foi revestido com uma mistura aquosa de revestimento que compreendia: a) 50 % de um PSA à base de acrílico com uma temperatura de transição vítrea (Tg) de -55°C, e b) 1 % de um agente espessante
[0059] O revestimento foi aplicado com um revestidor de lâmina. O tecido foi primeiro revestido de um lado e seco a 160°C. O tecido foi, em seguida, revestido do outro lado e seco a 160°C. O peso total do revestimento era de aproximadamente 60 gsm. O tecido revestido ficou muito pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 3—Bloqueio. Superfícies de tecido separam-se com dificuldade ou o revestimento é removido durante a separação.
[0060] 27 camadas de tecido com uma densidade de área total de 6,75 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24 °C e 55 % de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpe. Exemplo 4
[0061] Foi obtido um tecido de para-aramida elaborado que era composto de fios de urdidura e de enchimento de para-aramida de 1000 denier tecidos juntos em uma construção de tecelagem plana com 22 pontas/polegada e 22 espaçamentos/polegada. A camada de tecido pesava 190 gsm após a lavagem para remover quaisquer acabamentos de fio presentes. O tecido foi revestido com uma mistura aquosa de revestimento que compreendia: a) 15% de um PSA à base de acrílico com uma temperatura de transição vítrea (Tg) de -55°C, e b) 28 % de partículas de sílica com tamanho médio de partícula primária de aproximadamente 22 nm; c) 0,5 % de um repelente de água e óleo à base de fluoroquímicos C6; d) 1 % de um agente espessante.
[0062] O revestimento foi aplicado com um revestidor de lâmina. O tecido foi primeiro revestido de um lado e seco a 160°C. O tecido foi, em seguida, revestido novamente do outro lado e seco a 160°C. O peso total do revestimento era de aproximadamente 60 gsm. O tecido revestido não ficou pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751- 06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 1— Sem bloqueio. Os substratos revestidos separam-se sem qualquer evidência de aderência.
[0063] 27 camadas de tecido com uma densidade de área total de
6,75 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24°C e 55% de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 5
[0064] Foi obtido um tecido de para-aramida elaborado que era composto de fios de urdidura e de enchimento de para-aramida de 1000 denier tecidos juntos em uma construção de tecelagem plana com 22 pontas/polegada e 22 espaçamentos/polegada. A camada de tecido pesava 190 gsm após a lavagem para remover quaisquer acabamentos de fio presentes. O tecido foi primeiro revestido com almofada de acordo com o Exemplo 2. O tecido pré-revestido foi, em seguida, revestido em ambos os lados de acordo com o Exemplo 4. O peso total do revestimento foi de aproximadamente 65 gms. O tecido revestido não ficou pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 1— Sem bloqueio. Os substratos revestidos separam-se sem qualquer evidência de aderência.
[0065] 26 camadas de tecido com uma densidade de área de 6,63 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24°C e 55% de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 6
[0066] O Exemplo 5 foi repetido, exceto que o tecido de para- aramida 22 x 22 de 1000 denier foi substituído por um tecido de para- aramida 31 x 31 de tecelagem plana de 850 denier. A camada de tecido pesava 226 gsm após a lavagem para remover quaisquer acabamentos de fio presentes. O peso total do revestimento era de aproximadamente 69 gsm. O tecido revestido não ficou pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 1— Sem bloqueio. Os substratos revestidos separam-se sem qualquer evidência de aderência.
[0067] 22 camadas de tecido com uma densidade de área de 6,49 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24°C e 55% de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 7
[0068] O Exemplo 5 foi repetido, exceto que o tecido de para- aramida 22 x 22 de 1000 denier foi substituído por um tecido de para- aramida 27 x 27 de 840 denier de tecelagem plana. A camada de tecido pesava 200 gsm após a lavagem para remover quaisquer acabamentos de fio presentes. O peso total do revestimento era de aproximadamente 50 gsm. O tecido revestido não ficou pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 1— Sem bloqueio. Os substratos revestidos separam-se sem qualquer evidência de aderência.
[0069] 26 camadas de tecido com uma densidade de área total de 6,50 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24°C e 55% de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 8
[0070] O Exemplo 7 foi repetido, exceto que o tecido de para- aramida foi revestido apenas em um lado, o lado do golpe, com a composição de revestimento do Exemplo 4. O peso total do revestimento foi de aproximadamente 27 g/m². O tecido revestido não ficou pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 1— Sem bloqueio. Os substratos revestidos separam-se sem qualquer evidência de aderência.
[0071] 29 camadas de tecido com uma densidade de área total de 6,58 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24 °C e 55 % de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 9
[0072] O Exemplo 6 foi repetido, exceto que o PSA à base de acrílico foi substituído por um PSA à base de acrílico de baixa aderência na formulação de revestimento. O agente espessante foi reduzido para 0,5% para atingir uma viscosidade semelhante à do Exemplo 6. O PSA à base de acrílico de baixa aderência com uma temperatura de transição vítrea (Tg) de -43°C. O peso total do revestimento era de aproximadamente 73 gsm. O tecido revestido não ficou pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 1— Sem bloqueio. Os substratos revestidos separam-se sem qualquer evidência de aderência.
[0073] 22 camadas de tecido com uma densidade de área total de 6,58 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24°C e 55% de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 10
[0074] O Exemplo 6 foi repetido, exceto que o PSA à base de acrílico foi substituído por um poliuretano não sensível à pressão na formulação de revestimento. O poliuretano é um poliuretano elastomérico não PSA com uma temperatura de transição vítrea (T g) de -47°C. O peso total do revestimento foi de aproximadamente 74 gsm. O tecido revestido não ficou pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751- 06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 1— Sem bloqueio. Os substratos revestidos separam-se sem qualquer evidência de aderência.
[0075] 23 camadas de tecido com uma densidade de área total de 6,90 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24 °C e 55 % de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes. Exemplo 11
[0076] Foi obtido um tecido de para-aramida elaborado. O tecido era composto por fios de urdidura e de enchimento de para-aramida de 1000 denier tecidos juntos em uma construção de tecelagem plana com 22 pontas/polegada e 22 espaçamentos/polegada. A camada de tecido pesava 190 gsm após a lavagem para remover quaisquer acabamentos de fio presentes. O tecido foi revestido com uma mistura de revestimento que compreendia: a) 12 % de PSA à base de acrílico com uma temperatura de transição vítrea (Tg) de -55°C, e b) 20 % de partículas de sílica com tamanho médio de partícula primária de aproximadamente 22 nm; c) 4% de um repelente de água e óleo à base de fluoroquímicos C6; d) 1 % de um agente espessante.
[0077] O revestimento foi aplicado com um revestidor de lâmina. O tecido foi primeiro revestido de um lado e seco a 160°C. O tecido foi então revestido novamente do outro lado e seco a 160°C. O peso total do revestimento era de aproximadamente 60 gsm. O tecido revestido ficou ligeiramente pegajoso após a secagem. A classificação de resistência de bloqueio, conforme testado de acordo com ASTM D751- 06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics), foi 2— Bloqueio leve. Os substratos revestidos devem ser levemente desgarrados para serem separados.
[0078] 27 camadas de tecido com uma densidade de área total de 6,75 kg/m2 foram livremente montadas juntas, empilhando-as e inserindo a pilha em uma bolsa de náilon resistente à água para formar um acondicionamento de múltiplas camadas. O acondicionamento de múltiplas camadas foi, em seguida, condicionado a 24°C e 55% de UR por 24 horas antes de ser submetido a testes com golpes.
MÉTODOS DE TESTE Método de Teste de Resistência a golpes de faca e objeto perfurante
[0079] A resistência a golpes com faca e/ou objeto perfurante foi testada de acordo com o NIJ Standard 0115.00 (2000), intitulado "Stab Resistance of Personal Body Armor". A energia do golpe da massa de queda foi fixada em 36 J (Nível de proteção 1 na energia de ataque "E2"). "Passagem" é definida como uma penetração inferior a 20 mm. Os objetos perfurantes projetados por NIJ foram usados como arma de ameaça de objeto perfurante, e a faca P1B foi usada como arma de ameaça de lâmina afiada.
RESULTADOS DO TESTE
[0080] A Tabela resume os resultados do teste de resistência a golpes de faca e objetos perfurantes. Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3 Ex. 4 Ex. 5 Ex. 6 Ex. 7 Ex. 8 Ex. 9 Ex. 10 Ex. 11 No. de 36 35 27 27 26 22 26 29 22 23 27 camadas Densidade 6,84 6,78 6,75 6,75 6,63 6,49 6,50 6,58 6,58 6,90 6,75 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 de área kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m2 Resistên- Re- Re- Re- Aprov. Aprov. Aprov. Aprov. Aprov. Aprov. Re- Re- cia a lâmina prov. prov. prov. prov. prov. Resistên- Re- Aprov. Re- Aprov. Aprov. Aprov. Aprov. Aprov. Aprov. Aprov. Re- cia a prov. prov. prov. objetos perfuran-tes Tabela 1
[0081] Os exemplos demonstram claramente o desempenho superior da presente invenção contragolpes de faca e objetos perfurantes. Os exemplos que usam os materiais da invenção (Exemplos 4-9) foram aprovados nos testes de golpe de faca e de objetos perfurantes de 36J em densidades de área de 6,75 kg/m2 ou menos. Em contraste, o pré-revestimento baseado em partículas sozinho (Ex. 2) é excelente contragolpes com objeto perfurante, porém fraco contragolpes de faca. O revestimento de acrílico sensível à pressão sozinho, sem partículas (Ex. 3), é fraco tanto contragolpes de faca quanto de objetos perfurantes. Além disso, a pilha de camadas do Ex. 3 também ficou pegajosa depois de seca, o que não é adequado para as aplicações pretendidas. No Ex. 10, embora o polímero de poliuretano tenha temperatura de transição vítrea muito baixa de -47°C, ele não é sensível à pressão (não pegajoso depois de seco). Como resultado, seu desempenho contra facadas é inferior ao de materiais sensíveis à pressão, conforme mostrado no Ex.6. Quando a relação de partícula para aglutinante é muito fraca, conforme mostrado no Ex, 11, o desempenho contragolpes de faca e de objetos perfurantes fica comprometido. Além disso, uma fraca relação de partícula para aglutinante leva a uma ligeira sensação de pegajosidade e uma maior probabilidade de bloqueio quando as camadas são empilhadas juntas, o que não é desejável para as aplicações pretendidas.
[0082] A Tabela 2 compara o peso (densidade de área) necessário para passar a lâmina P1B em um golpe de resistência de 36J da presente invenção com aqueles da técnica anterior: Peso para passar KR1 Produto Fonte de dados (Lâmina P1B) 2 Exemplo 1 da Patente dos EUA 8,34 kg/m 8.450.222 2 Exemplo 1 do Pedido de 7,96 kg/m Patente dos EUA 2011/0312238 2 Ex. 4 6,75 kg/m 2 Ex. 5 6,63 kg/m 2 Ex. 6 6,49 kg/m 2 Ex. 7 6,50 kg/m 2 Ex. 8 6,58 kg/m Tabela 2
[0083] A Tabela mostra que a presente invenção pode passar no teste de resistência a golpe com lâmina P1B a 36J em densidade de área menor (melhor) do que a da técnica anterior. Além disso, o que realmente distingue a presente invenção da técnica anterior é a flexibilidade, tanto estática quanto dinâmica.
[0084] Para quantificar a flexibilidade, foi realizado o teste de flexibilidade estática para um tecido de camada única, conforme descrito na US2012/0141720. Para comparação direta, a mesma construção de tecido (Ex. 5) foi usada como na US2012/0141720. A Tabela 3 compara os resultados de flexibilidade (ângulo de deflexão) do tecido do Ex. 5 com a amostra mais flexível descrita na seção de exemplos da US2012/0141720. Os dados mostram claramente que o ângulo de deflexão e, portanto, a flexibilidade estática da presente invenção é significativamente maior do que a amostra mais flexível de US2012/0141720.
Ângulo de deflexão (0o Ângulo de deflexão (90o de flexibilidade) de flexibilidade) Ex. 5 66 59 Ex. 3 da 33 32 US2012/0141720 Tabela 3
[0085] Para quantificar ainda mais a flexibilidade, foi realizado o teste de flexibilidade dinâmica para composto multicamadas, conforme descrito na US2012/0141720. Para comparação direta, a mesma construção de tecido, forma e tamanho de amostra foram usados como na US2012/0141720. Uma pilha de 28 camadas de tecido individual do Ex. 5 (densidade de área semelhante a 30 camadas do Exemplo 3 na US2012/0141720) foi testada a 22°C e 55% de umidade relativa. A Tabela 4 compara os resultados da flexibilidade dinâmica (força a 30 mm em Newton) do tecido do Ex. 5 com a amostra mais flexível descrita na US2012/0141720. Quanto menor a força, mais flexível é a amostra. Tabela 4 Força a 30 mm em Newton Ex. 5 304 Ex. 3 da US2012/0141720 2004
[0086] O resultado do teste de flexibilidade dinâmica demonstra claramente o aumento de flexibilidade do tecido do Ex. 5 sobre a técnica anterior.
[0087] Os tecidos de base usados nestes exemplos são conhecidos por fornecer altos níveis de resistência balística. Aglutinantes, revestimentos e acabamentos são geralmente conhecidos por reduzir a resistência balística de tecidos antibalísticos. Embora o teste de resistência balística de acordo com NIJ 0101.06 não tenha sido executado diretamente em nenhum dos exemplos citados, foi estabelecido em outro teste como aceitável.
[0088] Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patentes e patentes, citados neste documento, são incorporados por meio deste por referência na mesma medida em que cada referência foi individual e especificamente indicada para ser incorporada por referência e apresentada em sua totalidade neste documento.
[0089] O uso dos termos "um" e "uma" e "o/a" e referentes similares no contexto da descrição da invenção (especialmente no contexto das seguintes reivindicações) deve ser interpretado como abrangendo tanto o singular quanto o plural, a menos que indicado de outra forma aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos "compreendendo", "tendo", "incluindo" e "contendo" devem ser interpretados como termos abertos (isto é, significa "incluindo, porém não se limitando a"), a menos que indicado de outra forma. A recitação de faixas de valores neste documento é meramente destinada a servir como um método abreviado de referência individual a cada valor separado que se situa dentro da faixa, a menos que indicado de outra forma aqui, e cada valor separado é incorporado no relatório como se fosse individualmente citado neste documento. Todos os métodos descritos aqui podem ser realizados em qualquer ordem adequada, a menos que indicado de outra forma aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto. O uso de todos e quaisquer exemplos, ou linguagem exemplar (por exemplo, "tal como"), fornecidos neste documento, destina-se meramente a iluminar melhor a invenção e não representa uma limitação do escopo da invenção, a menos que reivindicado de outra forma. Nenhuma linguagem no relatório deve ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.
[0090] As modalidades preferidas desta invenção estão descritas neste documento, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para realizar a invenção.
Variações dessas modalidades preferidas podem se tornar evidentes para aqueles versados na técnica após a leitura da descrição anterior.
Os inventores esperam que os versados na técnica empreguem tais variações conforme apropriado, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de outra forma que não conforme especificamentedescrito neste documento.
Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes do assunto recitado nas reivindicações anexas, conforme permitido pela lei aplicável.
Além disso, qualquer combinação dos elementos acima descritos em todas as suas possíveis variações é abrangida pela invenção, a menos que indicado de outra forma neste documento ou de outro modo claramente contradito pelo contexto.

Claims (22)

REIVINDICAÇÕES
1. Composto de proteção multiameaça, caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos uma camada têxtil com uma superfície superior e inferior; uma composição de adesivo sensível à pressão não bloqueador (NonB-PSA) pelo menos na superfície superior de cada camada têxtil, em que o revestimento NonB-PSA compreende um adesivo sensível à pressão e uma pluralidade de primeiras partículas inorgânicas, em que a relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 1, e em que o revestimento NonB-PSA está em uma quantidade de pelo menos cerca de 10 g/m2 em cada superfície na qual o revestimento NonB-PSA está localizado.
2. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada têxtil compreende uma pluralidade de fios ou fibras entrelaçados com uma tenacidade de cerca de 5 ou mais gramas por denier.
3. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada têxtil compreende cerca de 10% em peso ou menos, com base no peso total de camada têxtil, de um revestimento que compreende uma pluralidade de segundas partículas inorgânicas com um diâmetro de cerca de 20 µm ou menos em pelo menos uma das superfícies da camada têxtil.
4. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto compreende pelo menos 3 camadas têxteis.
5. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto compreende pelo menos 10 camadas têxteis.
6. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeiras partículas inorgânicas compreendem um óxido de metal.
7. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeiras partículas inorgânicas são selecionadas do grupo que consiste em sílica e alumina.
8. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeiras partículas inorgânicas têm um tamanho médio de diâmetro de partícula primária inferior a cerca de 0,5 mícrons.
9. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é superior a 1,5.
10. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento NonB- PSA está em uma quantidade entre cerca de 25 e 50 g/m2 em cada superfície na qual o revestimento NonB-PSA está localizado.
11. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o adesivo sensível à pressão é selecionado do grupo que consiste em borracha natural, borracha de estireno-butadieno, borracha recuperada, borracha de butila, borracha de butadieno-acrilonitrila, elastômeros termoplásticos, poliacrilatos, éteres polivinilalquílicos, e silicone.
12. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o adesivo sensível à pressão tem uma transição vítrea (Tg) inferior a cerca de -40°C.
13. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as camadas têxteis são camadas têxteis tecidas compreendendo uma pluralidade de fios de urdidura e fios de trama, em que as camadas têxteis têm uma densidade de tecelagem entre cerca de 15 e 70 fios de urdidura por polegada, e entre cerca de 15 e 70 fios de trama por polegada.
14. Artigo de vestuário, caracterizado pelo fato de que compreende o composto como definido na reivindicação 1.
15. Artigo de vestuário de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o artigo é selecionado do grupo que consiste em camisa, jaqueta, calça, colete, sapatos, capacete e chapéu.
16. Composto de proteção multiameaça, caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de camadas têxteis, em que cada camada tem uma superfície superior e inferior; uma composição de adesivo sensível à pressão não bloqueador (NonB-PSA) pelo menos na superfície superior de cada camada, em que o revestimento NonB-PSA compreende um adesivo sensível à pressão e uma pluralidade de primeiras partículas inorgânicas, em que a relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que cerca de 0,5, e em que o revestimento NonB-PSA está em uma quantidade de pelo menos cerca de 5 g/m2 em cada superfície na qual o revestimento NonB-PSA está localizado.
17. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção das camadas têxteis compreende cerca de 10% em peso ou menos, com base no peso total de camada têxtil, de um revestimento que compreende uma pluralidade de segundas partículas inorgânicas com um diâmetro de cerca de 20 µm ou menos em pelo menos uma das superfícies da camada têxtil.
18. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o composto compreende pelo menos 5 camadas têxteis.
19. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as primeiras partículas inorgânicas têm um tamanho médio de diâmetro de partícula primária inferior a cerca de 0,5 mícrons.
20. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a relação em peso das primeiras partículas inorgânicas para o adesivo sensível à pressão é maior do que 1,5.
21. Composto de proteção multiameaça de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o adesivo sensível à pressão tem uma transição vítrea (Tg) inferior a cerca de -40°C.
22. Artigo de vestuário, caracterizado pelo fato de que compreende o composto como definido na reivindicação 16.
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