BRPI0719629A2 - '' artigo resistente à penetração e método de fabricação de artigos para uso na resistência a ameaças balísticas '' - Google Patents

'' artigo resistente à penetração e método de fabricação de artigos para uso na resistência a ameaças balísticas '' Download PDF

Info

Publication number
BRPI0719629A2
BRPI0719629A2 BRPI0719629-6A BRPI0719629A BRPI0719629A2 BR PI0719629 A2 BRPI0719629 A2 BR PI0719629A2 BR PI0719629 A BRPI0719629 A BR PI0719629A BR PI0719629 A2 BRPI0719629 A2 BR PI0719629A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
fibers
poly
polymer
article according
polymer layer
Prior art date
Application number
BRPI0719629-6A
Other languages
English (en)
Inventor
Minshon J Chiou
Original Assignee
Du Pont
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Du Pont filed Critical Du Pont
Publication of BRPI0719629A2 publication Critical patent/BRPI0719629A2/pt

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0478—Fibre- or fabric-reinforced layers in combination with plastics layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/12—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
    • Y10T428/24124—Fibers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)

Description

“ARTIGO RESISTENTE À PENETRAÇÃO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ARTIGOS PARA USO NA RESISTÊNCIA A AMEAÇAS BALÍSTICAS”
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a tecidos balísticos flexíveis e artigos com eles fabricados.
Antecedentes da Invenção
A Patente Norte-Americana n° 5.677.029 ensina um composto resistente à penetração flexível que possui pelo menos uma camada fibrosa composta de uma rede de fibras e pelo menos uma camada polimérica 10 contínua composta de uma resina termoplástica e/ou uma resina termorretrátil. Neste composto, a camada de polímero contínua é coextensiva com uma superfície de uma das camadas fibrosas.
Outras publicações que ensinam diversas combinações de matriz e rede de fibras incluem os Pedidos de Patente Norte-Americanos n° 2002/0037391 e 2002/0034624, que descrevem um composto que contém uma teia fibrosa com uma série de ilhas matriz contidas no seu interior. As ilhas matriz conectam pelo menos dois filamentos para sustentar a série de filamentos em uma estrutura unitária. A Patente Norte-Americana n° 5.061.545 descreve um composto de fibra e polímero com matriz de polímero distribuída de maneira não uniforme. A Patente Norte-Americana n° 6.238.768 descreve uma série de camadas compostas, em que cada camada composta é composta de pelo menos duas ou monocamadas de fibras orientadas unidirecionalmente em uma matriz. A Patente Norte-Americana n° 5.160.776 ensina um composto elaborado com uma ou mais camadas, em que pelo menos uma camada é uma rede de filamentos em um material de matriz.
Apesar do progresso que foi realizado na fabricação de tecidos com desempenho balístico aprimorado, existe a necessidade na técnica de tecidos com desempenho aprimorado, especialmente na área de deformação da face traseira.
Descrição Resumida da Invenção
Em uma realização, a presente invenção refere-se a um artigo resistente à penetração que compreende uma série de elementos substancialmente planos, em que cada elemento compreende:
pelo menos uma camada fibrosa formada de multifilamentos que possuem uma densidade linear de pelo menos 200 dtex, tenacidade de pelo menos 10 gramas por dtex e alongamento até a quebra de pelo menos 2%; e
- sobreposto sobre pelo menos uma das camadas fibrosas,
um polímero termoplástico, um polímero termorretrátil ou uma camada de polímero que possui temperatura de transição em vidro de -40 0C a 0 0C, peso molecular (Mw) de 20.000 a 100.000 e viscosidade de cerca de 2 x 106 a cerca de 1013 poise a 20 °C; em que a camada de polímero cobre e adere-se a 25% 15 até 75% da área da camada fibrosa, em que a área não coberta pela camada de polímero compreende uma série de áreas discretas.
Em algumas realizações, a camada de polímero cobre e adere-se a 30% a 70%, 35% a 65%, 40% a 60% ou 45% a 55% da área das camadas fibrosas. Em algumas realizações, todas as camadas fibrosas possuem uma 20 camada de polímero sobreposta sobre elas. Em certas realizações, todas menos uma camada fibrosa possui a camada de polímero sobreposta sobre ela.
Em certas realizações, a camada de polímero compreende um polímero termoplástico ou termorretrátil.
Em algumas realizações, as áreas discretas possuem um
tamanho médio de cerca de 0,25 cm2 a 150 cm2. As áreas discretas podem possuir qualquer formato que não prejudique o desempenho do artigo. Estes formatos incluem, mas sem limitar-se a circulares, quadrados, triangulares, retangulares, poligonais ou definidos por contornos irregulares.
Em algumas realizações, as áreas discretas são de 1 a 100 cm2, 2 a 80 cm2 ou 5 a 60 cm2.
Fios multifilamentares apropriados incluem fibras de poliamida, fibras de polietileno, fibras de poliarenoazol, fibras de poliolefina ou suas misturas. Em algumas realizações, estas fibras possuem uma densidade linear de 200 a 4500 dtex por fibra.
Exemplos de fibras apropriadas incluem aramidas tais como fibras de póli(p-fenileno tereftalamida). Fibras de poliarenoazol apropriadas incluem 10 fibras de polibenzazol ou fibras de polipiridazol. Fibras de polibenzazol apropriadas incluem fibras de póli(benzobisoxazol), póli(benzobistiazol) e póli(benzobisimidazol). Em algumas realizações, as fibras de polipiridazol são fibras de póli(piridobisimidazol), fibras de póli(piridobistiazol) ou fibras de póli(piridobisoxazol). Em certas realizações, o fio multifilamentar compreende 15 póli[2,6-di-imidazo[4,5-b;4,5-e]-piridinileno-1,4 (2,5-di-hidróxi)fenileno).
A camada fibrosa pode ser um material tecido ou um material não
tecido.
Em algumas realizações, o material termoplástico é um elastômero que possui um módulo de tensão inicial de menos de cerca de 6000 20 psi (41,3 MPa), conforme medido por meio de ASTM D638. Em certas realizações, o material termorretrátil é uma resina rígida que possui um módulo de tensão inicial de pelo menos cerca de 10.000 psi (68,8 MPa), conforme medido por meio de ASTM D638.
Em algumas realizações, a camada de polímero pode compreender um ou mais dentre propionato de (póli)vinila, metacrilato de (póli)hexila, acrilato de (póli)isopropila e copolímero de etileno e acrilato de meti Ia.
Alguns artigos da presente invenção são vestimentas com resistência balística. A presente invenção também se refere a um método de fabricação de artigos para uso em ameaças balísticas resistentes. Em algumas realizações, o método compreende:
fornecimento de uma camada de polímero que compreende um polímero termoplástico, um polímero termorretrátil ou um polímero que possui uma temperatura de transição em vidro de -40 0C a 0 0C1 peso molecular de 20.000 a 100.000 e viscosidade de cerca de 2 x 10® a cerca de 1013 poise a 20 0C;
formação de uma série de orifícios na mencionada camada
de polímero; e
cobertura e adesão da mencionada camada de polímero a um primeiro lado de uma camada fibrosa, em que a camada fibrosa possui um primeiro e um segundo lado e compreende uma série de fios multifilamentares que possuem uma densidade linear de pelo menos 200 dtex, tenacidade de pelo menos 10 gramas por dtex e alongamento até a quebra de pelo menos 2%;
por meio do quê mais de 25% e menos de 75% do primeiro lado da camada fibrosa são cobertos e aderidos pela camada de polímero.
Breve Descrição das Figuras A Figura 1 exibe um artigo que compreende uma camada fibrosa que possui um revestimento de polímero que cobre e adere-se a um dos seus lados. A camada de revestimento possui uma série de domínios isolados em que o material de revestimento é ausente.
Descrição Detalhada da Invenção A presente invenção pode ser compreendida mais facilmente por meio de referência à descrição detalhada a seguir de realizações ilustrativas e preferidas que formam uma parte do presente relatório descritivo. Deve-se compreender que o escopo das reivindicações não se limita aos dispositivos, métodos, condições ou parâmetros específicos descritos e/ou exibidos no presente e que a terminologia utilizada no presente destina-se ao propósito de descrever realizações específicas unicamente por meio de exemplo e não se 5 destina a limitar a presente invenção. Além disso, da forma utilizada no relatório descritivo, incluindo as reivindicações anexas, as formas no singular “um”, “uma”, “o” e “a” incluem o plural e referência a um valor numérico específico inclui pelo menos aquele valor específico, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Ao expressar-se uma série de valores, uma 10 outra realização inclui de um valor específico e/ou até o outro valor específico. De forma similar, quando os valores forem expressos como aproximações, utilizando a expressão “cerca de”, compreender-se-á que o valor específico forma uma outra realização. Todas as faixas são inclusivas e combináveis.
Os artigos de acordo com a presente invenção compreendem uma série de camadas compostas, em que as mencionadas camadas compostas compreendem:
uma camada fibrosa, que possui um primeiro e um segundo lado, em que a camada fibrosa compreende uma série de multifilamentos que possuem uma densidade linear de pelo menos 200 dtex, tenacidade de pelo menos 10 gramas por dtex e alongamento até a quebra de pelo menos 2%; e
uma camada de polímero que cobre e adere-se a mais de 25% e menos de 75% de um primeiro lado da camada fibrosa, em que a camada de polímero compreende um polímero termoplástico, um polímero 25 termorretrátil ou um polímero que possui uma temperatura de transição em vidro de -40 0C a 0 0C, peso molecular (Mw) de 20.000 a 100.000 e viscosidade de cerca de 2 x 106 a cerca de 1013 poise a 20 °C;
em que o primeiro lado da camada fibrosa possui uma série de áreas discretas que não são cobertas nem aderidas pela camada de polímero.
Uma realização da presente invenção é ilustrada pela Figura 1.10 representa uma camada composta. A parte da camada fibrosa à qual o polímero é sobreposto é representada por 20. As áreas discretas que não são cobertas pela camada de polímero são indicadas por 30.
A camada fibrosa pode ser um material tecido ou não tecido.
Por material “não tecido”, indica-se uma rede de fibras, que inclui fibras unidirecionais (opcionalmente contidas em uma matriz de polímero), feltro, conjuntos de fibras e similares. Em algumas realizações, a matriz pode ser um polímero termoplástico ou termorretrátil.
Por material “tecido”, indica-se um material tecido utilizando qualquer tecedura de tecido, tal como tecedura plana, tecedura de pé de galinha, tecedura de cesto, tecedura de cetim, tecedura de sarja e similares. Acredita-se que teceduras planas e de sarja sejam as teceduras mais comuns utilizadas comercialmente.
Para os propósitos do presente, o termo “fibra” é definido como um corpo macroscopicamente homogêneo e relativamente flexível que possui uma alta razão entre comprimento e largura ao longo da sua área de seção cruzada perpendicular ao seu comprimento. A seção cruzada de fibra pode ser 20 de qualquer formato, mas é tipicamente redonda. No presente, o termo “filamento” ou “filamento contínuo” é utilizado de forma intercambiável como termo “fibra”.
Exemplos de fibras apropriadas para uso nas camadas incluem as fabricadas com um polímero tal como poliolefina (por exemplo, polietileno ou 25 polipropileno), póli-imida, poliéster, álcool (póli)vinílico, poliarenoazol, polibenzazóis, tais como polibenzoxazol (PBO), poliaramida, tal como tereftalato de (póli)parafenileno vendido pela E. I. Du Pont de Nemours and Company (DuPont), Wilmington DE com o nome comercial KEVLAR® e polipiridazóis, tais como o polipiridobisimidazol disponível por meio da Magellan Systems International, Richmond VA com o nome comercial M5®. Em algumas realizações, a tenacidade de uma fibra deverá ser de pelo menos cerca de 35 gramas por dtex de acordo com ASTM D-885, a fim de fornecer resistência 5 superior à penetração balística. Em algumas realizações, a fibra também possui preferencialmente um módulo de pelo menos cerca de 1000 gramas por dtex.
Em uma realização, quando o polímero for poliamida, prefere-se aramida. Por “aramida”, indica-se uma poliamida em que pelo menos 85% das ligações amida (-CO-NH-) são ligadas diretamente a dois anéis aromáticos. Fibras de aramida apropriadas são descritas em Man-Made Fibers - Science and Technology, volume 2, capítulo intitulado Fiber-Forming Aromatic Polyamides, pág. 297, W. Black et al, Interscience Publishers, 1968. As fibras de aramida também são descritas nas Patentes Norte-Americanas n° 4.172.938, 3.869.429, 3.819.587, 3.673.143, 3.354.127 e 3.094.511. Podemser utilizados aditivos com a aramida e descobriu-se que até 10% em peso de outro material polimérico podem ser misturados com a aramida ou que podem ser utilizados copolímeros que contêm até 10% de outra diamina substituída pela diamina da aramida ou até 10% de outro cloreto diácido substituído pelo cloreto diácido ou pela aramida.
Uma aramida preferida é uma para-aramida e póli(p-fenileno tereftalamida) (PPD-T) é a para-aramida preferida. Por PPD-T, indica-se o homopolímero resultante da polimerização mol por mol aproximada de p- fenileno diamina e cloreto de tereftaloíla, bem como copolímeros resultantes da 25 incorporação de pequenas quantidades de outras diaminas com a p-fenileno diamina e de pequenas quantidades de outros cloretos diácidos com o cloreto de tereftaloíla. Como regra geral, outras diaminas e outros cloretos diácidos podem ser utilizados em quantidades de até cerca de 10% molar da p-fenileno diamina ou do cloreto de tereftaloíla, ou talvez levemente mais altas, desde que apenas as outras diaminas e cloretos diácidos não contenham grupos reativos que interfiram com a reação de polimerização. PPD-T também indica copolímeros resultantes da incorporação de outras diaminas aromáticas e 5 outros cloretos diácidos aromáticos, tais como cloreto de 2,6-naftaloíla ou cloreto de cloro ou diclorotereftaloíla ou 3,4’-diaminodifeniléter.
Quando o filamento compreender poliolefina, polietileno ou polipropileno são os dois polímeros preferidos. Por polietileno, indica-se um material de polietileno predominantemente linear ou preferencialmente com 10 peso molecular de mais de um milhão, que pode conter pequenas quantidades de ramificação de cadeias ou comonômeros que não excedem cinco unidades de modificação por cem átomos de carbono de cadeia principal e que podem também conter misturados com eles não mais de cerca de 50% em peso de um ou mais aditivos poliméricos tais como polímeros de alqueno-1, particularmente 15 polietileno de baixa densidade, propileno e similares, ou aditivos com baixo peso molecular tais como antioxidantes, lubrificantes, agentes de seleção ultravioleta, corantes e similares que são comumente incorporados. Um desses polímeros é comumente conhecido como polietileno com cadeia estendida (ECPE). De forma similar, polipropileno é preferencialmente um material de 20 polipropileno predominantemente linear com peso molecular de mais de um milhão. São disponíveis comercialmente fibras de poliolefina linear com alto peso molecular. A preparação de fibras de poliolefina é discutida na Patente Norte-Americana n° 4.457.985.
Polímeros de poliarenoazol, tais como polibenzazóis e polipiridazóis, podem ser fabricados por meio de reação de uma mistura de ingredientes secos com uma solução de ácido polifosfórico (PPA). Os ingredientes secos podem compreender monômeros formadores de azol e pós metálicos. Bateladas pesadas precisamente desses ingredientes secos podem ser obtidas por meio do emprego de pelo menos algumas das realizações preferidas da presente invenção.
Exemplos de monômeros formadores de azol incluem 2,5- dimercapto-p-fenileno diamina, ácido tereftálico, ácido (bis)-4-benzoico, ácido 5 oxibis-(4-benzoico), ácido 2,5-di-hidroxitereftálico, ácido isoftálico, ácido 2,5- piridodicarboxílico, ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, ácido 2,6- quinolinodicarboxílico, 2,6-bis(4-carboxifenil)piridobisimidazol, 2,3,5,6-tetra- aminopiridina, 4,6-diaminorresorcinol, 2,5-diamino-hidroquinona, 1,4-diamino- 2,5-ditiobenzeno ou qualquer de suas combinações. Preferencialmente, os 10 monômeros formadores de azol incluem 2,3,5,6-tetra-aminopiridina e ácido 2,5- di-hidroxitereftálico. Em certas realizações, prefere-se que os monômeros formadores de azol sejam fosforilados. Preferencialmente, monômeros formadores de azol fosforilados são polimerizados na presença de ácido polifosfórico e um catalisador metálico.
Pós metálicos podem ser empregados para ajudar a construir o
peso molecular do polímero final. Os pós metálicos incluem tipicamente pó de ferro, pó de estanho, pó de vanádio, pó de cromo e qualquer de suas combinações.
Os monômeros formadores de azol e pós metálicos são 20 misturados e, em seguida, a mistura é reagida com ácido polifosfórico para formar uma solução de polímero de poliarenoazol. Ácido polifosfórico adicional pode ser agregado à solução de polímero, se desejado. A solução de polímero é tipicamente extrudada ou fiada através de um molde ou fieira para preparar ou fiar o filamento.
Polibenzoxazol (PBO) e polibenzotiazol (PBZ) são dois polímeros
de polibenzazol apropriados. Esses polímeros são descritos no Pedido PCT n° WO 93/20400. Polibenzoxazol e polibenzotiazol são preferencialmente compostos de unidades repetitivas com as estruturas a seguir: ΚχχΚ>-> -eCO^
-eCCH
Embora os grupos aromáticos exibidos como unidos aos átomos de nitrogênio possam ser heterocíclicos, eles são preferencialmente carbocíclicos; e, embora possam ser sistemas policílicos fundidos ou não fundidos, eles são preferencialmente anéis com seis membros isolados.
Embora o grupo exibido na cadeia principal dos bis-azóis seja o grupo parafenileno preferido, aquele grupo pode ser substituído por qualquer grupo orgânico divalente que não interfira com a preparação do polímero, ou nenhum grupo. Aquele grupo pode ser, por exemplo, alifático até doze átomos de carbono, tolileno, bifenileno, bisfenileno éter e similares.
O polibenzoxazol e polibenzotiazol utilizados para elaborar as
fibras conforme a presente invenção deverão conter pelo menos 25 e, preferencialmente, pelo menos cem unidades repetitivas. A preparação dos 10
15
20
polímeros e a fiação desses polímeros são descritas no Pedido de Patente
PCT n0 WO 93/20400 mencionado acima.
Fibras fabricadas com polímeros de póli(piridazol) são
apropriadas para uso na presente invenção. Esses polímeros incluem
póli(piridimidazol), póli(piridotiazol), póli(piridoxazol), póli(piridobisimidazol),
póli(piridobistiazol) e póli(piridobisoxazol).
Póli(piridobisimidazol) é um polímero de vara rígida que possui
alta resistência. A fibra de póli(piridobisimidazol) pode possuir uma viscosidade
inerente de pelo menos 20 dl/g, pelo menos 25 dl/g ou pelo menos 28 dl/g.
Essas fibras incluem fibra de PIPD (também conhecida como fibra M5® e fibra
fabricada com póli[2,6-di-imidazo[4,5-b;4,5-e]-piridinileno-1,4 (2,5-di-
hidróxi)fenileno). Fibra de PIPD é baseada na estrutura:
H OH
/
H
Relatou-se que as fibras de PIPD possuem o potencial de ter um módulo médio de cerca de 310 GPa (2100 gramas por denier) e tenacidade média de até cerca de 5,8 GPa (39,6 gramas por denier). Estas fibras foram descritas por Brew et al, Composites Science and Technology 1999, 59, 1109; Van der Jagt e Beukers, Polymer 1999, 40, 1035; Sikkema, Polymer 1998, 39, 5981; Klop e Lammers, Polymerl 1998, 39, 5987; Hageman et al, Polymer 1999,40, 1313.
A camada de polímero compreende um polímero que possui uma temperatura de transição em vidro de -40 0C a 0 0C1 peso molecular (Mw) de
20.000 a 100.000 e viscosidade de cerca de 2 x 106 a cerca de 1013 poise a 20 0C. Em algumas realizações, o polímero é um polímero termoplástico ou termorretrátil. Em algumas realizações, o polímero é selecionado a partir de um ou mais membros do grupo que consiste de propionato de (póli)vinila, metacrilato de (póli)hexila, acrilato de (póli)isopropila e copolímero de etileno e 5 acrilato de metila. Em outras realizações, exemplos de polímeros apropriados incluem copolímeros de etileno e ácido metacrílico (E/MAA) (tais como Surlyn®, comercializado pela DuPont), polipropileno, polietileno, polibutadieno, póli-isopreno, elastômeros de poliuretano, vinil éster, ftalato de dialila e epóxi vinil ésteres. A camada de polímero compreende preferencialmente cerca de 5 10 a cerca de 30, de maior preferência cerca de 8 a cerca de 20% em peso do composto de tecido.
As áreas discretas não cobertas pela camada de polímero podem ser formadas por meio de remoção de material da camada de polímero. Este processo pode ser realizado antes do contato da camada de polímero com a 15 camada fibrosa ou após esse contato. Qualquer meio convencional de remoção de material de um filme pode ser utilizado. Estes métodos incluem, por exemplo, o uso de um cortador de molde.
As temperaturas de transição em vidro foram medidas utilizando calorimetria de varrimento diferencial (DSC) sob velocidades de aquecimento de 10 0C por minuto. O ponto central da transição foi selecionado como a Tg. A Tg é expressa em 0C ao longo de todo o relatório descritivo.
A menos que indicado em contrário, os pesos moleculares indicados no presente são pesos moleculares ponderais médios (Mw).
A viscosidade é tipicamente medida à temperatura ambiente, mas, quando as viscosidades das composições forem altas demais à temperatura ambiente para que sejam medidas por meio de métodos padrão, a viscosidade é estimada por meio de extrapolação a partir da viscosidade de fusão sob alta temperatura, caracterização de índice de fluxo de fusão ou outra caracterização reológica qualitativa. Um método típico aplicado para caracterização de viscosidade de corte zero de fluidos de polímero é a reometria de cone e placa ou viscometria capilar.
Exemplos
A presente invenção será agora ilustrada pelos exemplos
específicos a seguir.
Exemplo Comparativo 1
No Exemplo Comparativo 1, fios de póli(p-fenileno tereftalamida) com 840 denier (930 dtex), tipo 129, disponíveis por meio da E. I. Du Pont de 10 Nemours and Company com a marca comercial Kevlar® foram tecidos em um tecido com 10,2 x 10,2 extremidades por centímetro. Vinte e uma camadas do material tecido com tamanho de cerca de 38 cm x 38 cm foram costuradas em volta da extremidade com um ponto cruzado para formar uma estrutura composta com densidade de área total de cerca de 4,2 kg/m2. O conjunto foi 15 testado em seguida contra uma bala de 0,357 mag segundo o padrão balístico NIJ 0101.04 para o Nível Il para deformação de face frontal e V50 balístico. Os resultados, conforme exibido na Tabela I, revelaram uma deformação de face traseira de cerca de 42 mm que foi muito mais alta que a desejada, embora o seu V50 balístico fosse aceitável.
Exemplo Comparativo 2
No Exemplo Comparativo 2, fios de póli(p-fenileno tereftalamida) com 840 denier (930 dtex) tipo 129 disponíveis por meio da E. I. Du Pont de Nemours and Company com a marca comercial Kevlar® foram tecidos em um tecido com construção de 10,2 x 10,2 extremidades por centímetro de forma 25 idêntica à empregada para a preparação do tecido do Exemplo Comparativo 1, exceto pelo fato de que cada camada de tecido foi adicionalmente laminada com uma camada de filme Surlyn com cerca de 38 micra, disponível por meio da E. I. Du Pont de Nemours and Company, sob a condição de prensa de cerca de 100 0C e 100 psi por cerca de vinte minutos. Dezenove camadas do tecido laminado com tamanho de cerca de 38 x 38 cm foram costuradas em volta da extremidade e com ponto cruzado para formar uma estrutura composta relativamente rígida com densidade de área total de cerca de 4,1 kg/m2. O 5 conjunto foi testado em seguida contra uma bala de 0,357 mag de acordo com o padrão balístico NIJ 0101.04 para o Nível Il para deformação de face traseira e V50 balística. Os resultados, conforme exibido na Tabela I, revelaram um V50 balístico significativamente baixo da estrutura composta do exemplo e penetração completa pela bala.
Exemplo 1
No Exemplo 1 de acordo com a presente invenção, fios de póli(p- fenileno tereftalamida com 840 denier (930 dtex) tipo 129 disponíveis por meio da E. I. Du Pont de Nemours and Company com a marca comercial Kevlar® foram tecidos em um tecido com construção de 10,2 x 10,2 extremidades por 15 centímetro de forma idêntica à empregada para a preparação do tecido do Exemplo Comparativo 1. Cada camada de tecido foi adicionalmente laminada com uma camada de filme Surlyn® de cerca de 38 micra, disponível por meio da E. I. Du Pont de Nemours and Company, de forma idêntica à empregada para preparar o tecido laminado do Exemplo Comparativo 2, exceto pelo uso 20 de um cortador de molde para puncionar nove orifícios de 5,7 cm x 7,9 cm ou
45,0 cm2) cada através do filme Surlyn®, o que resultou em uma série de domínios isolados de cerca de 28% da área livre de Surlyn®. A laminação foi conduzida sob a condição de prensa de cerca de 100 0C e 100 psi por cerca de vinte minutos. Vinte camadas do tecido laminado com tamanho de cerca de 25 38,1 x 38,1 cm foram costuradas em volta da extremidade e com um ponto cruzado para formar uma estrutura composta relativamente rígida com uma densidade de área total de cerca de 4,2 kg/m2. O conjunto foi testado em seguida contra uma bala de 0,357 mag de acordo com o padrão balístico NIJ 0101.04 para Nível Il para deformação de face traseira e V50 balístico. Os resultados, conforme exibido na Tabela I, indicaram uma redução significativa da deformação de face traseira de 31 mm com perda mínima de V50 balístico.
Exemplo 2
No Exemplo 2 de acordo com a presente invenção, fios de póli(p-fenileno tereftalamida) com 840 denier (930 dtex) tipo 129 disponíveis por meio da E. I. Du Pont de Nemours and Company com a marca comercial Kevlar® foram tecidos em um tecido com construção de 10 10,2 x 10,2 extremidades por centímetro de forma idêntica à empregada para preparar o tecido do Exemplo 1. Cada camada de tecido foi adicionalmente laminada com uma camada de filme Surlyn® de cerca de 38 micra, disponível por meio da E. I. Du Pont de Nemours and Company, de forma idêntica à empregada para preparar o tecido laminado do 15 Exemplo 1, exceto pelo uso de um cortador de molde para puncionar sete orifícios de cerca de 3,8 cm x 25,4 cm ou 96,8 cm2 cada através do filme Surlyn®, o que resultou em uma série de domínios isolados de cerca de 47% de área livre de Surlyn®. A laminação foi conduzida sob a condição de prensa de cerca de 100 0C e 100 psi por cerca de vinte minutos. Vinte 20 camadas do tecido laminado com tamanho de cerca de 38,1 cm x 38,1 cm foram costuradas em volta da extremidade e com um ponto cruzado para formar uma estrutura composta relativamente rígida com densidade de área total de cerca de 4,1 kg/m2. O conjunto foi testado em seguida contra uma bala de 0,357 mag por meio do padrão balístico NIJ 0101.04 para o 25 Nível Il para deformação de face traseira e V50 balística. Os resultados, conforme exibido na Tabela I, indicaram novamente uma redução significativa da deformação da face traseira de 36 mm com perda mínima de V50 balístico. Tabela 1
Exemplo Densidade de % de domínio Deformação V50 (m/s) área (kg/m2) isolado livre de média da face resina traseira (mm) contra 0,357 mag a 436 m +/-10 m/s Ex. Comp. 1 4,2 100 42 475 Ex. Comp. 2 4,1 0 Penetrou 431 (falhou) Ex. 1 4,2 28 31 455 Ex. 2 4,1 47 36 460

Claims (20)

1. ARTIGO RESISTENTE À PENETRAÇÃO, que compreende uma série de elementos substancialmente planos; em que cada elemento compreende: - pelo menos uma camada fibrosa formada de fios multifilamentares que possuem uma densidade linear de pelo menos 200 dtex, tenacidade de pelo menos 10 gramas por dtex e alongamento até a quebra de pelo menos 2%; e sobreposta sobre pelo menos uma das camadas fibrosas, uma camada de polímero que compreende um polímero termoplástico, um polímero termorretrátil ou um polímero que possui temperatura de transição em vidro de -40 0C1 a 0 0C, peso molecular (Mw) de 20.000 a 100.000 e viscosidade de cerca de 2 x 106 a cerca de 1013 poise a 20 0C; em que a camada de polímero cobre e adere-se a 25% até 75% da área da camada fibrosa, em que a área não coberta pela camada de polímero compreende uma série de áreas discretas.
2. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 1, em que a camada de polímero compreende um polímero termoplástico ou termorretrátil.
3. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 1, em que a área das áreas discretas é de 0,25 cm2 a 150 cm2.
4. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 1, em que a área das áreas discretas é de 5 cm2 a 60 cm2.
5. ARTIGO.de acordo com a reivindicação 1, em que as áreas discretas são circulares, quadradas, triangulares, retangulares, poligonais ou definidas por contornos irregulares.
6. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 1, em que os fios multifilamentares compreendem fibras de poliamida, fibras de polietileno, fibras de poliarenoazol, fibras de poliolefina ou suas misturas.
7. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 6, em que as fibras possuem uma densidade linear de 200 a 4500 dtex por fibra.
8. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 6, em que as fibras de poliamida compreendem fibras de póli(p-fenileno tereftalamida).
9. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 6, em que as fibras de poliarenoazol compreendem fibras de polibenzazol ou fibras de polipiridazol.
10. ARTIGO.de acordo com a reivindicação 9, em que as fibras de polibenzazol compreendem fibras de póli(benzobisoxazol), fibras de póli(benzobistiazol), fibras de póli(benzobisimidazol) ou suas misturas.
11. ARTIGO, de acordo coma reivindicação 9, em que as fibras de polipiridazol compreendem fibras de póli(piridobisimidazol), fibras de póli(piridobistiazol), fibras de póli(piridobisioxazol) ou suas misturas.
12. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 1, em que o fio multifilamentar compreende póli[2,6-di-imidazo[4,5-b;4,5-e]-piridinileno-1,4 (2,5- di-hidróxi)fenileno].
13. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 1, em que os fios multifilamentares possuem uma densidade linear de 200 a 4500 dtex, tenacidade de 10 a 60 gramas por dtex e alongamento até a quebra de 2% a 6%.
14. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 1, em que a camada fibrosa é um material tecido ou um material não tecido.
15. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 2, em que: o material termoplástico é um elastômero que possui um módulo de tensão inicial de menos de cerca de 6000 psi (41,3 MPa), conforme medido por meio de ASTM D638; ou o material termorretrátil é uma resina rígida que possui um módulo de tensão inicial de pelo menos cerca de 10.000 psi (68,8 MPa) conforme medido por meio de ASTM D638.
16. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 1, em que a camada de polímero compreende um ou mais dentre propionato de (póli)vinila, metacrilato de (póli)hexila, acrilato de (póli)isopropila e copolímero de etileno e acrilato de metila.
17. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ARTIGOS PARA USO NA RESISTÊNCIA A AMEAÇAS BALÍSTICAS, que compreende: fornecimento de uma camada de polímero que possui uma temperatura de transição em vidro de -40 0C a 0 0C, peso molecular de 20.000 a 100.000 e viscosidade de cerca de 2 x 106 a cerca de 1013 poise a 20 0C; formação de uma série de orifícios na mencionada camada de polímero; e cobertura e adesão da mencionada camada de polímero a um primeiro lado de uma camada fibrosa, em que a mencionada camada fibrosa possui um primeiro e um segundo lado e compreende uma série de fios multifilamentares que possuem uma densidade linear de pelo menos 200 dtex, tenacidade de pelo menos 10 gramas por dtex e alongamento até a quebra de pelo menos 2%; por meio de mais que 25% e menos que 75% do primeiro lado da camada fibrosa são cobertos e aderidos pela camada de polímero.
18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, em que a camada de polímero compreende um polímero termoplástico ou termorretrátil.
19. MÉTODO, conforme a reivindicação 17, em que os orifícios são discretos e cada um dos orifícios possui uma área de 0,25 cm2 a 150 cm2.
20. MÉTODO, conforme a reivindicação 17, em que as áreas discretas são circulares, quadradas, triangulares, retangulares, poligonais ou definidas por contornos irregulares.
BRPI0719629-6A 2006-12-27 2007-12-20 '' artigo resistente à penetração e método de fabricação de artigos para uso na resistência a ameaças balísticas '' BRPI0719629A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/645,973 2006-12-27
US11/645,973 US7901529B2 (en) 2006-12-27 2006-12-27 Flexible ballistic fabric and articles made therefrom
PCT/US2007/026113 WO2008085395A1 (en) 2006-12-27 2007-12-20 Flexible ballistic fabric and articles made therefrom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI0719629A2 true BRPI0719629A2 (pt) 2013-12-17

Family

ID=39301486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0719629-6A BRPI0719629A2 (pt) 2006-12-27 2007-12-20 '' artigo resistente à penetração e método de fabricação de artigos para uso na resistência a ameaças balísticas ''

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7901529B2 (pt)
EP (1) EP2121299B1 (pt)
JP (1) JP2010515008A (pt)
KR (1) KR20090098902A (pt)
CN (1) CN101568428B (pt)
BR (1) BRPI0719629A2 (pt)
CA (1) CA2673061A1 (pt)
MX (1) MX2009006923A (pt)
WO (1) WO2008085395A1 (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7901529B2 (en) * 2006-12-27 2011-03-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flexible ballistic fabric and articles made therefrom
US8015617B1 (en) * 2008-05-14 2011-09-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ballistic resistant body armor articles
KR101569558B1 (ko) * 2011-08-30 2015-11-27 코오롱인더스트리 주식회사 방탄 원단 및 그 제조방법
US9273418B2 (en) 2012-05-17 2016-03-01 Honeywell International Inc. Hybrid fiber unidirectional tape and composite laminates
CN105157479A (zh) * 2015-08-05 2015-12-16 北京普凡防护科技有限公司 一种软质防弹板及其制作方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3094511A (en) * 1958-11-17 1963-06-18 Du Pont Wholly aromatic polyamides
US3354127A (en) * 1966-04-18 1967-11-21 Du Pont Aromatic copolyamides
US3819587A (en) * 1969-05-23 1974-06-25 Du Pont Wholly aromatic carbocyclic polycarbonamide fiber having orientation angle of less than about 45{20
US3673143A (en) * 1970-06-24 1972-06-27 Du Pont Optically anisotropic spinning dopes of polycarbonamides
US3869429A (en) * 1971-08-17 1975-03-04 Du Pont High strength polyamide fibers and films
JPS53294A (en) * 1976-06-23 1978-01-05 Teijin Ltd Preparation of aromatic polyamide with high degree of polymerization
US4457985A (en) * 1982-03-19 1984-07-03 Allied Corporation Ballistic-resistant article
US5160776A (en) 1987-07-13 1992-11-03 Allied-Signal Inc. Ballistic-resistant composite article
US5061545A (en) * 1988-11-28 1991-10-29 Allied-Signal Inc. Fiber/polymer composite with nonuniformly distributed polymer matrix
JPH02166000A (ja) * 1988-12-21 1990-06-26 Kansai Paint Co Ltd マーキング用転写シート
US5196252A (en) * 1990-11-19 1993-03-23 Allied-Signal Ballistic resistant fabric articles
US5677029A (en) * 1990-11-19 1997-10-14 Alliedsignal Inc. Ballistic resistant fabric articles
US6268301B1 (en) 1992-03-25 2001-07-31 Toyobo Co., Ltd. Ballistic-resistant article and process for making the same
JPH08120574A (ja) * 1994-10-20 1996-05-14 Takao Shoji:Kk 加工布及びそれを用いた防護材
EP0862722B1 (en) * 1995-11-20 2002-01-30 E.I. Du Pont De Nemours And Company Penetration-resistant composition
NL1003405C2 (nl) * 1996-06-24 1998-01-07 Dsm Nv Antiballistisch vormdeel.
EP0932812A1 (en) * 1996-10-25 1999-08-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Ballistic structure
US6127291A (en) * 1997-10-20 2000-10-03 Coppage, Jr.; Edward A. Anti-ballistic protective composite fabric
JP2000088497A (ja) * 1998-09-16 2000-03-31 Toyobo Co Ltd 防刃材料
US6846548B2 (en) * 1999-02-19 2005-01-25 Honeywell International Inc. Flexible fabric from fibrous web and discontinuous domain matrix
US20030109188A1 (en) 2000-08-17 2003-06-12 Rudiger Hartert Penetration resistant fabric
US7340779B2 (en) * 2003-07-01 2008-03-11 E.I. Du Pont De Nemours And Company Flexible spike/ballistic penetration-resistant articles
EP1787083B1 (en) * 2004-06-21 2013-07-24 E.I. Du Pont De Nemours And Company Fibrous structures with enhanced ballistic performance
CA2603666A1 (en) * 2005-04-12 2006-10-19 Gary Andrew Kennnedy Vessel and method for water treatment
CN1881692A (zh) * 2005-06-17 2006-12-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 串行高阶硬盘架构接口延长线
US8008217B2 (en) 2005-06-21 2011-08-30 E.I. Du Pont De Nemours And Company Fabrics with strain-responsive viscous liquid polymers
US7622404B2 (en) 2005-06-21 2009-11-24 E.I. Du Pont De Nemours And Company Increased ballistic performance of fabrics coated with polymer stripes
US7901529B2 (en) * 2006-12-27 2011-03-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flexible ballistic fabric and articles made therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
CA2673061A1 (en) 2008-07-17
CN101568428A (zh) 2009-10-28
EP2121299A1 (en) 2009-11-25
MX2009006923A (es) 2009-07-06
CN101568428B (zh) 2013-01-02
US7901529B2 (en) 2011-03-08
JP2010515008A (ja) 2010-05-06
US20080160247A1 (en) 2008-07-03
KR20090098902A (ko) 2009-09-17
WO2008085395A1 (en) 2008-07-17
EP2121299B1 (en) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7900267B2 (en) Multiaxial fabric
US9012339B2 (en) Multiaxial fabric for ballistic applications
JP5202311B2 (ja) 防弾性物品
JP5355426B2 (ja) クロスプライ複合材料の防弾用品
CA2615398C (en) Fiber network layers and flexible penetration resistant articles comprising same
KR101337052B1 (ko) 변형 반응성 점성 액체 중합체가 있는 다축 직물
KR101433404B1 (ko) 다축 폴리에틸렌 직물 및 라미네이트
JP5241732B2 (ja) 剛性防護具用途に好適なコーティング布及びラミネート並びにそれらの製造方法
BRPI0719629A2 (pt) '' artigo resistente à penetração e método de fabricação de artigos para uso na resistência a ameaças balísticas ''
JP2013538326A (ja) 胸部プレートを有する可撓性の身体保護具ベスト
BRPI0616498A2 (pt) compósitos resistentes à penetração e método para a formação de um artigo resistente à penetração
BR112012015565B1 (pt) Artigo para utilização em traje blindado e métodos para formar um artigo de traje blindado contornado
MX2008007116A (es) Tejido multiaxial
MX2008007115A (en) Multiaxial fabric for ballistic applications
MX2008007113A (en) Multiaxial fabric with strain-responsive viscous liquid polymers

Legal Events

Date Code Title Description
B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]

Free format text: REFERENTE A 8A ANUIDADE.

B08K Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette]

Free format text: EM VIRTUDE DO ARQUIVAMENTO PUBLICADO NA RPI 2343 DE 01-12-2015 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDO O ARQUIVAMENTO DO PEDIDO DE PATENTE, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.