CZ20033391A3 - Vrstvená balistická struktura - Google Patents

Vrstvená balistická struktura Download PDF

Info

Publication number
CZ20033391A3
CZ20033391A3 CZ20033391A CZ20033391A CZ20033391A3 CZ 20033391 A3 CZ20033391 A3 CZ 20033391A3 CZ 20033391 A CZ20033391 A CZ 20033391A CZ 20033391 A CZ20033391 A CZ 20033391A CZ 20033391 A3 CZ20033391 A3 CZ 20033391A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
layers
ballistic
thermoplastic
laminated
fibers
Prior art date
Application number
CZ20033391A
Other languages
English (en)
Inventor
Bergmansájohannesámaria
Winkleráernstámichael
Stolzeákurtáraineráhans@Heinrich
Roseácarstenákarlájoseph
Original Assignee
Teijinátwaronágmbh
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 Teijinátwaronágmbh filed Critical Teijinátwaronágmbh
Publication of CZ20033391A3 publication Critical patent/CZ20033391A3/cs

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/086—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/20—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • 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
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • 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
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • 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
    • B32B5/28—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 impregnated with or embedded in a plastic substance
    • 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
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0253—Polyolefin fibres
    • 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
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261—Polyamide fibres
    • B32B2262/0269—Aromatic polyamide fibres
    • 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
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/08—Reinforcements
    • 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
    • B32B2323/00—Polyalkenes
    • B32B2323/04—Polyethylene
    • B32B2323/043—HDPE, i.e. high density polyethylene
    • 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
    • B32B2323/00—Polyalkenes
    • B32B2323/10—Polypropylene
    • 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
    • B32B2377/00—Polyamides
    • 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
    • B32B2398/00—Unspecified macromolecular compounds
    • B32B2398/20—Thermoplastics
    • 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
    • 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.]
    • Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel
    • 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
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2615—Coating or impregnation is resistant to penetration by solid implements
    • 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
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2615—Coating or impregnation is resistant to penetration by solid implements
    • Y10T442/2623—Ballistic resistant
    • 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
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric 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
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/3528—Three or more fabric layers
    • Y10T442/3594—Woven fabric layers impregnated with a thermoplastic resin [e.g., vinyl polymer, etc.]
    • 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
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/3602—Three or more distinct layers
    • Y10T442/365—At least one layer is a preformed synthetic polymeric film or sheet
    • 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
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3854—Woven fabric with a preformed polymeric film or sheet
    • 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
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3854—Woven fabric with a preformed polymeric film or sheet
    • Y10T442/3886—Olefin polymer or copolymer sheet or film [e.g., polypropylene, polyethylene, ethylene-butylene copolymer, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká vrstvené balistické struktury zahrnující střídající se jednosměrné (UD) a 5 termoplastické vrstvy.
Dosavadní stav techniky
Vrstvené balistické struktury, zahrnující UD a termoplastické vrstvy, jsou v oboru známé. Například v US
5,935,678 je popsána balistická vrstvená struktura, sestavená z UD vrstev a polyetylenových vláken. Polyetylenová fólie je uložena mezi dvěma UD vrstvami. Mezi UD vrstvami je fólie vytvořena tak, aby udržela vrstvy pohromadě bez zapouštění jednotlivých vláken do polyetylénu. UD vrstvy jsou vrstvy s 15 rovnoběžnými hedvábnými vlákny. Obvykle ale balistické struktury zahrnují balistické vrstvy vláken, jako jsou aramidová vlákna nebo vlákna z polyetylénu s velkou hustotou, zapuštěná v pryžové matrici nebo v matrici z materiálu podobného pryži. Takové balistické struktury jsou, například, 20 popsány v US 4,196,000, podle kterého jsou jednotlivá hedvábná vlákna balistických vrstev (výhodně) plně potažena termoplastickým elastomerním materiálem, jako je Kraton. Oba typy balistických struktur mají nevýhody. Běžné balistické struktury, které obsahují matricový materiál, jako jsou 2 5 struktury podle US 4,196,000, vykazují nižší odolnost pro balistický náraz než struktury popsané v US 5,935,678. Při vyšších obsazích matrice tyto struktury vykazují snížení balistického výkonu se zvyšujícím se množstvím matrice a další zvyšování hmotnosti v důsledku tohoto použitého 30 matricového materiálu. Množství matrice nemůže být sníženo « to »· « to « to · · to · • toto ·©· ··· «••to ·· ·· totototo ·· · příliš, aniž by docházelo k riziku vytvořeni nestabilních balistických struktur. Balistické struktury, mající termoplastickou fólii mezi UD vrstvami, jak je popsáno v US 5,935,678, přestože vykazují velmi dobré balistické vlastností, byly shledány jako extrémně nestabilní při balistickém nárazu (viz experimenty) . Existuje tudíž v oboru stále velmi značná potřeba navrženi balistických struktur, které vykazují vysokou odolnost pro balistický náraz a současně mají vysokou stabilitu.
0 Cílem předkládaného vynálezu je vytvořit vrstvenou balistickou strukturu s vysokou odolností vůči balistickému nárazu a s vysokou stabilitou.
Podstata vynálezu 5 Nyní bylo překvapivě zjištěno, že výše uvedeného cíle je možné dosáhnout při použití vrstvené balistické struktury, která zahrnuje skupinu vrstev v podstatě se střídajících n jednosměrných (UD) vrstev z balistického vlákna a τη termoplastických vrstev bez termoplastických vrstev na 0 vnějších stranách této struktury, přičemž l/2n < m < n a UD vrstvy zahrnují 1 až 25 % hmotnostních elastomerního materiálu z hmotnosti suchých vláken.
Balistické struktury podle předkládaného vynálezu vykazují vynikající balistický výkon, přičemž současně jsou vrstvy stabilní a neoddělují se při balistickém narazu. Je třeba zdůraznit, že je vyžadováno, aby byl přítomen značný počet termoplastických vrstev, to jest alespoň polovina počtu balistických UD vrstev. Výhodně se každá UD vrstva střídá s termoplastickou vrstvou, ale obvykle nedochází k žádnému dramatickému účinku, když tato pravidelnost vrstvové
9999
A · ·
A A A 9 9 9 AAA aaaa aa aa aaaa aa a struktury je čas od času narušena. Z důvodů jasného výkladu je možné dále zdůraznit, že dvě nebo více termoplastických vrstev může být umístěno mezí dvěma UD vrstvami. Protože takové vícenásobné termoplastické vrstvy jsou staveny dohromady při vysokém tlaku a teplotě, které jsou použity během výroby těchto vrstvených struktur, jsou takovéto vícenásobné termoplastické vrstvy podle tohoto vynálezu uvažovány jako jedna vrstva. Když obě strany každé UD vrstvy jsou sousedící s termoplastickou vrstvou, pak počet termoplastických vrstev je o jednu větší než počet UD vrstev.
Vnější strany vrstvené struktury mohou obsahovat termoplastické vrstvy, například na obou stranách může být termoplastická vrstva, která slouží jako ochranná fólie. Tyto termoplastické vrstvy na vnějších stranách struktury ale nejsou obsaženy v počtu m, který určuje množství ostatních termoplastických vrstev. Když tyto termoplastické vnější vrstvy nejsou použity, pak namísto toho mohou být použity ochranné vrstvy z jakéhokoliv jiného dalšího vhodného materiálu. Navíc i když jsou vnější strany vrstvené struktury vytvořeny s termoplastickými vrstvami, je možné navíc k nim použít další ochranné vrstvy z jakéhokoliv jiného dalšího vhodného materiálu, pokud je to z nějakého důvodu požadováno.
Je třeba dále zdůraznit, že struktury podle předkládaného vynálezu jsou obzvláště užitečné pro výrobu vrstvených tvrdých balistických struktur. Když vícenásobné vrstvy obsahují mnoho vrstev, jsou takovéto struktury méně vhodné nebo zcela nevhodné pro měkké balistické aplikace. Pro tvrdé balistické aplikace je počet UD vrstev obvykle vetší než 5, zvláště výhodně větší než 8. Je zcela obvyklé použít 8 až 25
UD vrstev a použít mezi každými dvěma z těchto vrstev, nebo • ··· • 9 · · · · · • •••«· · · · **·· ·· ·· ···· ·· 9 alespoň mezi většinou dvojic z těchto vrstev, termoplastickou vrstvu.
Bylo dále zjištěno, že použití termoplastických vrstev samotných pro fixování UD vrstev, přestože vede na vynikající balistický výkon, není postačují pro zajištění stabilní balistické struktury. Bylo zjištěno, že po stlačení a zahřátí vrstvené struktury jsou termoplastické vrstvy sice ve velmi těsném kontaktu s UD vrstvami, ale termoplastický materiál plně neobklopuje a plně nenapouští každé z vláken. Lze tudíž předpokládat, že taková struktura není dostatečně stabilní. Bylo zjištěno, že požadovanou stabilitu je možné dosáhnout, když bude použito jako matricového materiálu malých množství elastomerniho materiálu. Tato množství jsou obvykle podstatně menší než množství používaná v balistických strukturách podle dosavadního stavu techniky. Navíc není nezbytné, aby matrice plně potahovala jednotlivá vlákna, jak je to upřednostňováno v případě struktur podle dosavadního stavu techniky. Matrice podle předkládaného vynálezu tudíž slouží pro odlišný účel a to tím, že již nefixuje UD vrstvy, ale pouze brání jejich oddělování. Fixování jako takové je dosaženo prostřednictvím termoplastických vrstev mezi UD vrstvami.
Vhodnými termoplastickými materiály jsou, například, polyetylén a polypropylen, zatímco elastomerní matricí je obvykle pryžový materiál nebo materiál podobný pryži, jako je Kraton nebo polyuretanová pryskyřice, které jsou běžně používány v balistických strukturách. Vhodné jsou rovněž další materiály, jako je polybutadien, polyisopren, přírodní kaučuk, měkčený polyvinylchlorid, polyakryláty, polyestery, a podobně. Struktura zahrnuje 1 až 25 % hmotnostních, výhodně 3 • · · ···· v · » » » · .
··· · · · * · · ·««· ·· ·· ··♦» ·· · až 15 % hmotnostních, a zvláště výhodně 5 až 12 % hmotnostních, elastomerního materiál z hmotnosti suchých vláken (suché příze) . Tlouštíka vrstvy u termoplastických vrstev je mezi 1 a 250 μπι, výhodně 6 až 50 μπι, a zvláště výhodně 10 až 25 μτη. UD vrstvy jsou výhodně příčně kladené, například pod úhly 0 a 90°.
Vhodná balistická vlákna jsou vybrána z aramidu, polyolefínu a neměkčených (tvrdých) tyčových polymeru. Výhodná aramidová vlákna jsou vyrobena z p-aramidu, jako je θ Twaron™, Kevlar™ a Technora™. Polyolefínová vlákna jsou výhodně vlákna z polyetylénu s vysokou hustotou, jako je Spectra™ a Dyneema™. Vhodná vlákna z tvrdých tyčových polymerů jsou volena z PBO (poly-p-fenylenbenzobisoxazol), jako je Zylon™, a PBI (poly-p-fenylenbenzobisimidazol) , jako 5 je M5.
Ačkoliv to ve většině případů není nezbytné, balistická struktura může zahrnovat tuhé desky, například z keramického materiálu nebo z oceli.
q Předkládaný vynález je níže ilustrován na příkladných provedení prostřednictvím následujících experimentů.
Ve všech experimentech byly vytvořeny UD vrstvy se šířkou 50 cm, s použitím 250 přízí Twaron™ 2000, 3360 dtex flOOO, rozprostřením přízí rovnoměrně přes celou šířku.
Příklady provedení vynálezu
Experiment 1 (srovnávací)
LPDE fólie (dodávána firmou Bůhrmann) s tloušfkou 15 μτη byla nanášena na příze při teplotě 150 °C. Výsledná UD 0 vrstva byla řezána na kusy o délce 50 cm. Dva kusy UD vrstvy ····*· · · · ···· «fcfc fcfcfc fcfcfc fcfcfcfc fcfc fcfc fcfcfcfc fcfc · byly příčně uloženy (0 a 90 stupňů) s fóliemi na vnějších stranách. LPDE fólie (dodávána firmou Borden) s tloušťkou 23 pm byla uložena mezí tyto dvě UD vrstvy, což dávalo strukturu s n=2 a m=l. Vrstvy byla stlačeny při tlaku 0,5 MPa a při teplotě 130 °C. Deset těchto sestav bylo stohováno na sebe a lisováno po dobu 20 minut při tlaku 9,5 MPa a při teplotě 135 °C, což dávalo struktur s n=20 a m=19. Tento balistický kompozitní materiál byl testován střelivem 9 mm VMR DM11 Al B2 (vyráběno firmou DAG, hmotnost kulky je 8 g) . Výsledné hodnoty V50 byly vysoké (480 m/s), ale vrstvy (sestavy) vykazovaly značné oddělování. Po několika zásazích by tedy takovýto kompozitní materiál již nemohl být dále používán.
Experiment 2 (srovnávací)
Příze byly impregnovány disperzí Kraton (Prinlin™ B7137AL, dodáváno firmou Pierce and Stevens). Po sušení byla získána UD vrstva s obsahem matrice kolem 15 % hmotnostních (z hmotností suché příze). Tyto vrstvy byly řezány na kusy o délce 50 cm. Dva takovéto UD kusy byly příčně kladeny (0 a 90 stupňů) a lisovány dohromady při tlaku 0,06 MPa a teplotě 110 °C. Deset těchto sestav bylo stohováno na sebe a lisováno po dobu 20 minut při tlaku 9,5 MPa a teplotě 135 °C. Testování se stejným střelivem ráže 9 mm jako v Experimentu 1 mělo za následek hodnoty V50 433 m/s. Dokonce i po několika zásazích tento kompozitní materiál nevykazoval oddělování vrstev.
Experiment 3
Příze byly napuštěny disperzí Kraton jako v Experimentu 2. Během sušení disperze (při teplotě 135 °C) byla na vrstvu příze nanášena LPDE fólie o tloušťce 15 pm (dodávána firmou Búhrmann) jako v Experimentu 1. Usušená UD * * - τ-·,·.
··»·«· · · ♦ Φ ***· • · · ··* ··· ·*·« ·* ·· ···» ·· ♦ vrstva obsahovala 9 % hmotnostních Kratonu (z hmotnosti suché příze) . Dva kusy UD vrstvy byly příčně kladeny (0 a 90 stupňů) s fóliemi na vnější straně. Mezi tyto dvě UD vrstvy byla umístěna LPDE fólie s tloušfkou 15 μτη. Vrstvy byly slisovány dohromady při tlaku 0,06 MPa a teplotě 110 “C.
Devět těchto sestav bylo stohováno a lisováno po dobu 2 0 minut při tlaku 9,5 MPa a při teplotě 13 5 °C. Testování se střelivem ráže 9 MM jako v předchozích Experimentech mělo za následek hodnotu V50 467 m/s. Dokonce i po několika zásazích tento kompozitní materiál nevykazoval oddělování vrstev.
Závěr
Výsledky Experimentů 1 až 3 jsou uvedeny v tabulce, která ilustruje hmotnost a hodnoty V50 pro sestavy. Jako porovnání jsou rovněž uvedeny hodnoty pro standardní předimpregnovaný laminát (tkanina Twaron™ CT 736, jedna strana potažená 55 g/m2 PVB (polyvinylbenzen) modifikovanou fenolickou pryskyřicí). Sestavy podle vynálezu poskytují vynikající výkon oproti standardnímu předimpregnovanému laminátu, ale rovněž oproti sestavám pouze s PE fólií nebo pouze s Kratonem.
Hmotnost (g/m2) V50 (m/s) Úspora hmot. (%) Rozdíl V50 (m/s) Oddělování
Twaron™ CT 736 4368-4470 441-457 0 0 Ne
Experiment 1 3 680 480 17 31 Ano
Experiment 2 3 745 433 15 -16 Ne
Experiment 2 3 537 467 20 18 Ne
to ·

Claims (10)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY • · to · · to to · to to to·· *to»«·· · to to • ••to ·· toto to··· ·· ·
    1. Vrstvená balistická struktura, která zahrnuje skupinu vrstev v podstatě se střídajících n jednosměrných (UD) vrstev z balistického vlákna a m termoplastických vrstev bez termoplastických vrstev na vnějších stranách této struktury, vyznačující se tím, že l/2n < m < n a UD vrstvy zahrnují 1 až 25 % hmotnostních elastomerního materiálu z hmotnosti suchých vláken.
  2. 2. Vrstvená balistická struktura podle vyznačující se tím, že UD vrstvy zahrnují hmotnostních elastomerního materiálu.
  3. 3. Vrstvená balistická struktura podle vyznačující se tím, že UD vrstvy zahrnují hmotnostních elastomerního materiálu.
  4. 4. Vrstvená balistická struktura podle vyznačující se tím, že UD vrstvy zahrnují hmotnostních elastomerního materiálu.
    nároku 1, 3 až 15 % nároku 1,
  5. 5 až 12 % nároku 1, 5 až 10 %
    20 5. Vrstvená balistická struktura podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že UD vrstvy zahrnují vlákna s energií do přetržení > 8 J/g, modulem pevnosti v tahu > 150 g/dtex, a specifickou pevností > 7g/dtex.
  6. 6. Vrstvená balistická struktura podle nároku 5, 25 vyznačující se tím, že UD vrstvy zahrnují aramidová vlákna, PBO vlákna, PBI vlákna a/nebo vlákna z polyetylénu s vysokou hustotou.
    • · » -- • fl»»AA flfl • flfl flflfl ·««· fl* flfl flfl·· • flflflfl • fl
  7. 7. Vrstvená balistická struktura podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že termoplastickým materiálem je polyetylén nebo polypropylen.
  8. 8. Vrstvená balistická struktura podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že vnější strany vrstvené struktury jsou chráněny ochrannou vrstvou.
  9. 9. Vrstvená balistická struktura podle nároku 8, vyznačující se tím, že ochrannou vrstvou je termoplastická vrstva.
  10. 10. Vrstvená balistická struktura podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že je vrstvenou tvrdou balistickou strukturou.
CZ20033391A 2001-06-12 2002-06-05 Vrstvená balistická struktura CZ20033391A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01114180 2001-06-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20033391A3 true CZ20033391A3 (cs) 2004-05-12

Family

ID=8177700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20033391A CZ20033391A3 (cs) 2001-06-12 2002-06-05 Vrstvená balistická struktura

Country Status (21)

Country Link
US (1) US20040166755A1 (cs)
EP (1) EP1399703B1 (cs)
JP (1) JP4138646B2 (cs)
KR (1) KR100918183B1 (cs)
CN (1) CN100455977C (cs)
AT (1) ATE448462T1 (cs)
AU (1) AU2002348787B2 (cs)
BR (1) BR0210108A (cs)
CA (1) CA2450338C (cs)
CZ (1) CZ20033391A3 (cs)
DE (1) DE60234340D1 (cs)
ES (1) ES2332305T3 (cs)
HR (1) HRP20030973B1 (cs)
IL (1) IL158639A0 (cs)
MX (1) MXPA03011531A (cs)
NO (1) NO328121B1 (cs)
PL (1) PL197403B1 (cs)
RU (1) RU2289775C2 (cs)
SI (1) SI1399703T1 (cs)
WO (1) WO2002101319A1 (cs)
ZA (1) ZA200308480B (cs)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL152806A0 (en) * 2002-11-12 2004-02-19 Fms Entpr Migun Ltd Antiballistic composite material comprising combinations of distinct types of fibers
KR20050122237A (ko) 2003-04-07 2005-12-28 비앤에이치 코팅스 인코포레이티드 파편격납 시스템 및 그 제조방법
US7148162B2 (en) * 2004-03-08 2006-12-12 Park Andrew D Ballistic laminate structure in sheet form
MX2007005108A (es) * 2004-11-02 2007-09-10 Life Shield Engineered Systems Sistemas de contencion de metralla y proyectiles y metodo para producir el mismo.
EA200701197A1 (ru) 2004-12-01 2008-04-28 ЛАЙФ ШИЛД ИНДЖИНИИРД СИСТЕМЗ, ЭлЭлСи Системы, задерживающие осколки и пули, и оборудование и способы для их производства
WO2006124995A2 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 Composix Co. Ballistic laminate structure
CN101213074B (zh) * 2005-06-30 2011-08-10 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 防弹制品
WO2007016382A2 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Composix Co. Ballistic laminate structure
US7687412B2 (en) * 2005-08-26 2010-03-30 Honeywell International Inc. Flexible ballistic composites resistant to liquid pick-up method for manufacture and articles made therefrom
US7629277B2 (en) 2005-11-23 2009-12-08 Honeywell International Inc. Frag shield
US20090126060A1 (en) * 2006-01-11 2009-05-21 Martinus Johannes Nicolaas Jacobs Process for the production of a monolayer composite article, the monolayer composite article and a ballistic-resistant article
US7685921B2 (en) * 2006-02-03 2010-03-30 University Of Maine System Board Of Trustees Composite panels for blast and ballistic protection
US20080124513A1 (en) * 2006-09-11 2008-05-29 Eleazer Howell B Moldable fabric with unidirectional tape yarns
US8166569B1 (en) 2006-11-29 2012-05-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Multiaxial polyethylene fabric and laminate
US8039102B1 (en) 2007-01-16 2011-10-18 Berry Plastics Corporation Reinforced film for blast resistance protection
US8969221B2 (en) 2007-03-19 2015-03-03 Honeywell International Inc Inhibition of water penetration into ballistic materials
WO2008131916A2 (de) * 2007-04-28 2008-11-06 Kamal Alavi Flexibles mehrschichtiges material, vorzugsweise für eine aufblasbare ballonhülle, sowie ein verfahren zur herstellung einer aufblasbaren hülle
KR101735840B1 (ko) * 2008-04-02 2017-05-15 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 방탄 제품의 개선된 제조 방법
RU2414670C2 (ru) * 2008-12-08 2011-03-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно производственное предприятие "АРМОКОМ-ЦЕНТР" Способ изготовления бронепанели из полимерных композитов и бронепанель из полимерных композитов
IL196310A0 (en) * 2008-12-31 2009-11-18 Moshe Ravid Armor module
RU2458813C1 (ru) * 2011-03-16 2012-08-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем машиноведения Прочная межотсечная композитная переборка подводного объекта
US9790406B2 (en) 2011-10-17 2017-10-17 Berry Plastics Corporation Impact-resistant film
EP2804756A4 (en) * 2012-01-17 2015-07-08 Barrday Inc HIGH-DENSITY UNIDIRECTIONAL FABRIC FOR SOFT BALLISTICS APPLICATIONS
EP2958737B1 (de) * 2013-02-19 2017-04-12 Teijin Aramid GmbH Zweilagige gewebestruktur mit hochfesten und thermoplastischen fasern
US9643382B2 (en) 2013-05-06 2017-05-09 Milliken & Company Fiber reinforced structural element
US10442167B2 (en) * 2013-12-18 2019-10-15 Hyosung Corporation Ballistic cloth using a unidirectional-oriented aramid sheet and polyethylene film and method for manufacturing the same
US10647084B2 (en) * 2014-11-25 2020-05-12 The Boeing Company Multi-layer plies for improved composite performance
CN105150639B (zh) * 2015-08-05 2018-01-02 北京普凡防护科技有限公司 一种新型防弹板及其制备方法
CN112877908A (zh) * 2021-01-13 2021-06-01 重庆交通大学绿色航空技术研究院 一种轻质高强多层纳米纤维复合材料及其制备方法
CN113733692A (zh) * 2021-07-23 2021-12-03 北京理工大学 一种轻质复合防护结构

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4196000A (en) * 1977-09-19 1980-04-01 Eastman Kodak Company Photographic film unit
US4623574A (en) * 1985-01-14 1986-11-18 Allied Corporation Ballistic-resistant composite article
US4678702A (en) * 1986-07-30 1987-07-07 Petro Products, Inc. Protective laminate
US4916000A (en) * 1987-07-13 1990-04-10 Allied-Signal Inc. Ballistic-resistant composite article
SU1740967A1 (ru) * 1990-06-19 1992-06-15 Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения Пулезащитный материал
IL105788A (en) * 1992-06-01 1996-10-16 Allied Signal Inc Tailor-made composite structures with improved penetration resistance
RU2116606C1 (ru) * 1993-06-15 1998-07-27 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт стали" Слоистый материал для защиты от осколков и пуль
US5567498A (en) * 1993-09-24 1996-10-22 Alliedsignal Inc. Textured ballistic article
US5935678A (en) * 1994-05-17 1999-08-10 Park; Andrew D. Ballistic laminate structure in sheet form
US6119575A (en) * 1998-02-17 2000-09-19 American Body Armor Body armor
TR200002979T2 (tr) * 1998-04-15 2001-02-21 E.I.Du Pont De Nemours & Company Tüfek kurşunlarından korunmaya yönelik kompozit panolar
RU2161767C2 (ru) * 1998-12-08 2001-01-10 Пензенское высшее артиллерийское инженерное училище им. Главного маршала артиллерии Н.Н. Воронова Защитная оболочка бронешлема
US6562435B1 (en) * 1999-03-20 2003-05-13 Survival, Incorporated Method for forming or securing unindirectionally-oriented fiber strands in sheet form, such as for use in a ballistic-resistant panel

Also Published As

Publication number Publication date
ATE448462T1 (de) 2009-11-15
MXPA03011531A (es) 2004-03-18
PL197403B1 (pl) 2008-03-31
NO20035250L (no) 2003-11-26
JP2004530039A (ja) 2004-09-30
SI1399703T1 (sl) 2010-02-26
RU2289775C2 (ru) 2006-12-20
EP1399703A1 (en) 2004-03-24
KR20040019305A (ko) 2004-03-05
BR0210108A (pt) 2004-07-27
JP4138646B2 (ja) 2008-08-27
ES2332305T3 (es) 2010-02-02
AU2002348787B2 (en) 2007-03-22
CA2450338C (en) 2009-03-10
HRP20030973A2 (en) 2004-02-29
WO2002101319A1 (en) 2002-12-19
CN100455977C (zh) 2009-01-28
CA2450338A1 (en) 2002-12-19
RU2004100304A (ru) 2005-03-27
US20040166755A1 (en) 2004-08-26
HRP20030973B1 (en) 2011-02-28
PL364360A1 (en) 2004-12-13
IL158639A0 (en) 2004-05-12
EP1399703B1 (en) 2009-11-11
NO328121B1 (no) 2009-12-14
NO20035250D0 (no) 2003-11-26
DE60234340D1 (de) 2009-12-24
ZA200308480B (en) 2004-07-05
KR100918183B1 (ko) 2009-09-22
CN1514926A (zh) 2004-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20033391A3 (cs) Vrstvená balistická struktura
AU2002348787A1 (en) Laminated ballistic structure comprising alternating unidirectional and thermoplastic layers
JP5202311B2 (ja) 防弾性物品
JP5415254B2 (ja) セラミック対向弾道パネル構造物
RU2279033C2 (ru) Стойкий к пробиванию материал, содержащий ткань с высоким отношением линейных плотностей для двух наборов нитей
EP2769011B1 (en) High performance laminated tapes &amp; related products for ballistic applications
EA014220B1 (ru) Баллистически стойкий лист и баллистически стойкое изделие
US20150020283A1 (en) Helmets for protection against rifle bullets
US20120244769A1 (en) Methods to improve the process-ability of uni-directional composites
CN107683356B (zh) 用于产生防弹和防刺保护件的具有透气织物的结构
JP4285756B2 (ja) 耐貫通性材料およびそれから作られた成品
US7972679B1 (en) Ballistic-resistant article including one or more layers of cross-plied uhmwpe tape in combination with cross-plied fibers
US20140360347A1 (en) High density unidirectional fabric for soft ballistics applications
US20060286880A1 (en) Increased ballistic performance of fabrics coated with polymer stripes