CZ2013760A3 - Materiál pro balistickou ochranu, způsob jeho přípravy a jeho použití - Google Patents
Materiál pro balistickou ochranu, způsob jeho přípravy a jeho použití Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2013760A3 CZ2013760A3 CZ2013-760A CZ2013760A CZ2013760A3 CZ 2013760 A3 CZ2013760 A3 CZ 2013760A3 CZ 2013760 A CZ2013760 A CZ 2013760A CZ 2013760 A3 CZ2013760 A3 CZ 2013760A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- layers
- ballistic
- layer
- fibers
- compact
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 73
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 20
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 17
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 16
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 15
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 10
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 10
- 229920010741 Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Polymers 0.000 description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 2
- 229940094522 laponite Drugs 0.000 description 2
- XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N limonene Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B lithium magnesium sodium silicate Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Na+].[Na+].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3 XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002577 polybenzoxazole Polymers 0.000 description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 2
- XQMVBICWFFHDNN-UHFFFAOYSA-N 5-amino-4-chloro-2-phenylpyridazin-3-one;(2-ethoxy-3,3-dimethyl-2h-1-benzofuran-5-yl) methanesulfonate Chemical compound O=C1C(Cl)=C(N)C=NN1C1=CC=CC=C1.C1=C(OS(C)(=O)=O)C=C2C(C)(C)C(OCC)OC2=C1 XQMVBICWFFHDNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003184 C60 fullerene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002201 Oxidized cellulose Polymers 0.000 description 1
- FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N Phenyl glycidyl ether Chemical compound C1OC1COC1=CC=CC=C1 FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Chemical class 0.000 description 1
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 150000004074 biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- VONWDASPFIQPDY-UHFFFAOYSA-N dimethyl methylphosphonate Chemical compound COP(C)(=O)OC VONWDASPFIQPDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 239000013305 flexible fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229940107304 oxidized cellulose Drugs 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Chemical class 0.000 description 1
- 150000003097 polyterpenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000001911 terphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Předkládané řešení poskytuje materiál pro balistickou ochranu, který obsahuje více kompaktních vrstev balistických vláken, a mezi vrstvami balistických vláken vloženou alespoň jednu mezivrstvu nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace, popřípadě obsahující částice o velikosti v rozmezí 1 až 700 nm či činidla vykazující antiplastifikační vlastnosti, uspořádanou přímo mezi vrstvami balistických vláken nebo uspořádanou mezi vrstvami v obalu, perforovaném obalu nebo nanesenou na tkanině. Dále řešení poskytuje způsob přípravy tohoto materiálu. Tento materiál je flexibilní a má nízkou hmotnost a lze jej použít zejména do neprůstřelných vest, moderních ochranných helem, osobních pancířů a/nebo pro ochranu lehkých pěchotních a osobních automobilů.
Description
Materiál pro balistickou ochranu, způsob jeho přípravy a jeho použití
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká nových materiálů pro balistickou ochranu a ochranu proti bodnutí, vhodných zejména do neprůstřelných vest, moderních ochranných helem, osobních pancířů, pro ochranu lehkých pěchotních a osobních automobilů, způsobu jeho přípravy a jeho použití.
Dosavadní stav techniky
V oblasti flexibilních materiálů pro balistickou ochranu a kombinací materiálů jsou stále prováděna mnohá zlepšení pro udržení kontaktu s vývojem balistických technologií. US^ UQ 3^841*954 popisuje laminovaný panel nebo desku vytvořenou z více vrstev tkaniny, vzájemně sešitých k sobě a stlačených působením tepla a tlaku. Tím se vytvoří pevný panel pro použití jako komponena osobního pancíře. US 3*509*833 popisuje flexibilní pancíř z keramických destiček připevněných k podkladu z šikmo (cross-ply) uspořádaných laminovaných flexibilních vláken. US 4*522*871 a US 4*781*351 navrhují flexibilní pancíř obsahující více vrstev tkaného polyaramidového vlákna, např. materiál prodávaný pod značkou KEVLAR.
US 4*608*717 navrhuje flexibilní pancíř obsahující více vrstev polyaramidových vláken v kombinaci s mezivrstvou z uspořádaného peří, pěny nebo plstěného materiálu. Vrstvy jsou sešité dohromady do integrálního flexibilního panelu. US 3*924*038 popisuje vícevrstvý panel vhodný pro neprůstřelné kombinézy pilotů nebo jako dočasné pokrytí stojících letadel či vybavení v bojové zóně. Panel je určen k ochraně proti fragmentům odletujícím při výbuších munice. Vícevrstvý panel obsahuje vnitřní výstelkovou vrstvu nylonové tkaniny a plsti, mezi vrstvu plástvové struktury a vnější ochrannou vrstvu keramických destiček. Plástvová o/ struktura mezivrstvy slouží ke zpevnění panel' do neflexibilní struktury. US 5*060*314 popisuje ochrannou bundu vytvořenou z flexibilní balistické tkaniny mající vnitřní kapsy pro vkládání tvrdých pancéřových vložek. Přídavné ramenní vložky mají flotační polštářky, určené pro nadnášení ve vodě. US 3*867*239, 4*198*707 a 4*633*756 popisují pancířové panely obsahující vícenásobně vytvrzené destičky uspořádané ve více vrstvách na podkladu z tkaniny.
- 2 i < c
US 7τ825λ045 popisuje osobní pancíř vytvořený sešitím z polymerních vláken impregnovaných suspenzí částic v kapalině, která vykazuje vlastnosti dilatantní tekutiny (růst viskozity s rychlostí deformace, typ nenewtonské tekutiny). Impregnace však přináší určitá omezení, např. limituje velikost částic, nelze použít nanočástice, které zvyšují viskozitu a zabránily by tak impregnaci. Dosavadní řešení navíc využívají principu vzniku uspořádaných struktur v důsledku smykového namáhání s vysokou rychlostí. Dilatantní kapalina je tedy nízkoviskózní roztok nejčastěji polyethylenglykolu a obsahuje vysoké množství tuhých částic. Další variantou dilatantního flexibilního systému je směs dvou typů molekul, jejichž struktura je za nízkých smykových rychlostí flexibilní umožňující jejich vzájemný pohyb díky nízké molekulární frikci, ale při vysokých rychlostech dochází k prudkému zvýšení molekulární frikce vedoucí k dilatantní reologické odezvě.
Dosud známé materiály pro balistickou ochranu mají vysokou hmotnost a nedostatečnou flexibilitu, což omezuje jejich využití.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález poskytuje flexibilní materiál pro balistickou ochranu, např. pro osobní pancíř, obsahující:
- více kompaktních vrstev (lamin, rohoží) balistických vláken, a
- mezi vrstvami balistických vláken vloženou alespoň jednu mezivrstvu nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace (tj. deformačně zpevňující látka), obsahující částice o velikosti v rozmezí 1 až 700 nm či činidla vykazující antiplastifikační vlastnosti, uspořádanou přímo mezi vrstvami balistických vláken nebo uspořádanou mezi vrstvami na nosiči (např. plastovém nebo vláknovém) či perforovaném nosiči.
Nosičem může být plast, například polyethylentereftalát, nebo nosičová tkanina, například polyesterová (PET), polyamidová (PA), z tekutých krystalů (komerční Zylon) nebo polyethylenová (UHMWPE). Tato nosičová tkanina však není totožná s kompaktní vrstvou balistických vláken, s výhodou se jedná o nanovláknitou tkaninu, tj. mající vlákna s rozměrem v řádu jednotek až stovek nanometrů.
—
Kompaktní vrstvou balistických vláken může být jakákoliv balistická tkanina. Balistické tkaniny jsou odborníkovi v oboru dobře známé. Příkladem může být kompaktní balistická tkanina na bázi vláken z ultra-vysoko-molekulámího polyethylénu^UHMWPE) komerčně prodávaná například pod značkou Dyneema nebo Spectra. Lze rovněž použít vrstvy z balistických vláken z polyaromatických amidů (komerční název např. Kevlar) či z vláken z tekutých krystalů (komerční název např. Zylon).
V předkládaném vynálezu se tedy nejedná o impregnaci vláken, ale o jejich spojení mezi vrstvou nenewtonské kapaliny, která je buď ve formě termoplastické látky v kaučukovém stavu nanesené přímo na vrstvě vláken (takže vrstvy vláken slepuje) nebo je uspořádána na nosiči či perforovaném nosiči. Takto není potřeba vrstvy sešívat, ale jsou spojeny prostřednictvím mezivrstev. To umožňuje vzájemný pohyb vrstev při ohybu za běžných podmínek, tedy přináší větší flexibilitu materiálu pro balistickou ochranu, např. osobního pancíře, ale při balistickém rázu materiál ztuhne, což výrazně zvýší tloušťku kompaktní vrstvy balistických vláken podílející se na záchytu kulky či střepiny. S výhodou má mezivrstva tloušťku do 0,5 mm.
Materiály mající vlastnosti nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace jsou známy. Zejména vhodnými nenewtonskými kapalinami jsou například směsi oligomerů na bázi akrylátových monomerů s různou délkou postranního řetězce, polyuretany na bázi methylendifenyldiisokyanátu (MDI) i hexamethylendiisokyanátu (HDI) s esterovými či éterovými polyoly nebo polyoly na bázi oxidované celulózy, na bázi styren butadien/polyterpen/dipenten makromonomerů. S výhodou je možno využít i termoplastické polyuretany, styren butadienové kaučuky a další lineární i mírně síťované (0 až 2^% ) amorfní polymery s teplotou skelného přechodu nižší než -40 °C. Tyto kapaliny mohou dále obsahovat nanočástice, s výhodou částice silikátové, celulózové, aluminu, a tyto částice mohou mít jakýkoliv tvar, například kulový, jehlicový, destičkový. Mezi použitelné typy částic plniva patří pyrolytická a koloidní silika, různé varianty POSS částic (polyhedrální silsesquioxan), laponit, částice nebo whiskery z AI2O3, celulózové whiskery a nanokrystaly, částice ZrO2, grafen, C60, uhlíkové nanotrubičky či vhodná hybridní kombinace výše uvedených částic. S výhodou je možno použít i hierarchické submikronové částice ve formě klastrů nanočástic.
Pro dosažení dilatantního chování kapalin lze použít i antiplastifikátory. Antiplastifíkační činidla jsou molekuly snižující pohyblivost polymerních segmentů při vysokých
- 4deformačních rychlostech. Volba vhodného antiplastifikátoru závisí na použité kapalině. Mezi použitelné antiplastifikátory patří např. chlorované bifenyly a terfenyly, polystyren glykoly, deriváty kyseliny abietlové, oligomemí amidy terminované jak amino tak karboxylovými skupinami, dimethyl methyl fosfonát, 4-hydroxyacetanilid a l,2-epoxy-3-fenoxypropan. Pro dosažení minimální plošné hustoty je možno částice a antiplastifikákory kombinovat.
S výhodou je na vnitřní straně materiálu (záchytové straně, tj. na straně přivrácené k chráněnému objektu, např. tělu nositele osobního pancíře) uspořádána pěnová vrstva, která odděluje plášť ochranného prostředku od těla nositele, takže deformace pláště dopadem projektilu je absorbována pěnovou vrstvou, nikoliv chráněným objektem, např. tělem nositele. Lze použít například pěnový polyethylen, polyurethan a podobné materiály.
Vynález dále poskytuje způsob přípravy materiálu pro balistickou ochranu, jehož podstata spočívá v tom, že alespoň dvě kompaktní vrstvy balistických vláken se spojí prostřednictvím alespoň jedné mezivrstvy néjnewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace, a následně se případně výsledný materiál spojí s dalšími kompaktními vrstvami balistických vláken, a s výhodou se výsledný materiál dále opatří na jedné straně pěnovou vrstvou.
Ochranný prostředek podle vynálezu je schopen ochránit proti balistické střele typu III A (podle definice standardu National Institute of Justice Standard 0101.03), to odpovídá projektilu 44 Magnum o hmotnosti 15,5 gramu dopadnuvšího v rychlosti 450 m/s, nebo 9 mm celokovové opláštěné střele o hmotnosti 8 gramů dopadnuvší v rychlosti 450 m/s. Ochránění proti střele vyžaduje, aby byl cíl deformován ve směru střely o méně než 44 milimetrů. Hodnoty rychlosti z testu V50 jsou vyšší než 500 m/s, většinou vyšší než 600 m/s, přičemž minimum požadované US normou je 430 m/s, dosud existující produkty mají většinou záchytovou rychlost do 600 m/s. Dále má nový materiál o 20 až 25 % nižší plošnou hmotnost než stávající produkty.
Předkládaný vynález je vhodný pro výrobu zejména osobních pancířů, např. vybavení pro armádní personál, mírové sbory nebo další osoby, které je nutno chránit proti zabití nebo zranění střelami.
- 5 -*
Popis vyobrazení
Obr. 1 Schématické zobrazení možného uspořádání vrstev flexibilního materiálu pro balistickou ochranu.
N - nástřelná strana, Z - záchytová strana (přivrácená k chráněnému objektu), BV kompaktní vrstva balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu, NNK vrstva deformačně zpevňujícího materiálu (nejhewtonská kapalina), P - vrstva pěny v kontaktu s nositelem.
Příklady provedeni vynálezu
Příklad 1: Příprava materiálů pro balistickou ochranu
Materiál X3M
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny deformačně zpevňujícím adhesivem na styren-butadien/polyterpen/dipenten£ové bázi s kulovými SÍO2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Toto adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený fdm o tloušťce maximálně 0,5 mm. Tři spojené rohože vytvořily tzv. triple vrstvu.
Celkem bylo k sestavení materiálu použito pět triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostaných rohoží. Poslední vrstvou na záchytové straně byla podložka z pěnového polethylenu (PE) sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Výsledný materiál označený X3M je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.
Materiál X2
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomem s kulovými S1O2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1
- 6 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostaných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Výsledný materiál označený X2 je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.
Materiál X2-TOP
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými S1O2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito pět triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Výsledný materiál označený X2-TOP je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.
Materiál X2-M
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými S1O2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito pět samostatných rohoží na nástřelné straně, dále pět triple vrstev a nakonec pět samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
- 7 —
Výsledný materiál označený X2-M je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.
Materiál APU
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující jehlicovité a destičkové částice s nejmenším rozměrem 0,1 až 20 nm a největším rozměrem 10 nm až 1 mm. Příkladem jehlicového plniva jsou whiskery z celulózy a příkladem destičkového plniva je laponit. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Materiál APUNS
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující 0,1 až 12 % hnp^nanočástic siliky. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Materiál APUA
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující 12 až 20 % hmý nanočástic aluminy. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
- 8Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Materiál X2-TOP-MOD2
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými SÍO2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito šest triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Příklad 2: Balistická limitní rychlost
Pro jednotlivé připravené materiály byla stanovena balistická limitní rychlost v souladu s normou NU Standard-0101.04. Testy byly prováděny střelami 9x19 FMJRN výrobce S&B Vlašim o hmotnosti 8 g. Hodnoceny byly rychlosti, při nichž došlo za podmínek testu k částečnému nebo úplnému průrazu. Výsledek je aritmetickým průměrem rychlostí 5x částečného průrazu a 5x úplného průrazu.
| Vzorek | V50 (m/s) |
| X3M | 642,2 |
| X2 | 577 |
| X2-TOP | 647 |
| X2-M | 625 |
| APU | 594 |
| Vzorek | V50 (m/s) |
| APUNS | 567 |
| APUA | 562 |
X2-TOP-
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Materiál pro balistickou ochranu, vyznačený tím, že obsahuje- více kompaktních vrstev balistických vláken, a- mezi vrstvami balistických vláken vloženou alespoň jednu mezivrstvu nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace, obsahující částice o velikosti v rozmezí 1 až 700 nm či činidla vykazující antiplastifikační vlastnosti, uspořádanou přímo mezi vrstvami balistických vláken nebo uspořádanou mezi vrstvami na nosiči nebo perforovaném nosiči.
- 2. Materiál podle nároku 1, vyznačený tím, že na vnitřní straně materiálu Áispořádána pěnová vrstva. /
- 3. Způsob přípravy materiálu podle nároku 1, vyznačený tím, že alespoň dvě kompaktní vrstvy balistických vláken se spojí prostřednictvím alespoň jedné mezivrstvy nejnewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace, a následně se případně výsledný materiál spojí s dalšími kompaktními vrstvami balistických vláken.
- 4. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím, že ^výsledný materiál dále opatří na jedné straně pěnovou vrstvou.
- 5. Použití materiálu podle nároku 1 nebo 2 do neprůstřelných vest, moderních ochranných helem, osobních pancířů a/nebo pro ochranu lehkých pěchotních a osobních automobilů.
Priority Applications (17)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-760A CZ305248B6 (cs) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Materiál pro balistickou ochranu, způsob jeho přípravy a jeho použití |
| KR1020167008757A KR101867193B1 (ko) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | 방탄 재료, 그 제조 방법 및 용도 |
| PE2016000433A PE20160962A1 (es) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material para proteccion balistica, metodo de preparacion y uso |
| UAA201604468A UA116485C2 (uk) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Матеріал для балістичного захисту, спосіб його одержання і застосування |
| AU2014327883A AU2014327883B2 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| US14/917,309 US20160221303A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| CN201480051344.3A CN105555519B (zh) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | 防弹材料、其制备方法和用途 |
| MX2016003614A MX2016003614A (es) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material para proteccion balistica, metodo de preparacion y uso del mismo. |
| PCT/CZ2014/000107 WO2015043559A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| BR112016006882A BR112016006882A2 (pt) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | material para proteção balística, método de preparação e uso do mesmo |
| EP14802302.1A EP3052313A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| CA2921248A CA2921248C (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| NZ716865A NZ716865A (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| JP2016518755A JP6229049B2 (ja) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | 防弾材料、当該防弾材料の製造方法および使用 |
| ZA2016/01388A ZA201601388B (en) | 2013-09-30 | 2016-02-29 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| CL2016000685A CL2016000685A1 (es) | 2013-09-30 | 2016-03-23 | Material para protección balística, su método de preparación y uso. |
| IL244799A IL244799A0 (en) | 2013-09-30 | 2016-03-28 | Material for ballistic protection, method of preparation and use for it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-760A CZ305248B6 (cs) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Materiál pro balistickou ochranu, způsob jeho přípravy a jeho použití |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2013760A3 true CZ2013760A3 (cs) | 2015-07-01 |
| CZ305248B6 CZ305248B6 (cs) | 2015-07-01 |
Family
ID=53512852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2013-760A CZ305248B6 (cs) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Materiál pro balistickou ochranu, způsob jeho přípravy a jeho použití |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BR112016006882A2 (cs) |
| CZ (1) | CZ305248B6 (cs) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4522871A (en) * | 1981-05-04 | 1985-06-11 | Armellino Jr Richard A | Ballistic material for flexible body armor and the like |
| GB2179297A (en) * | 1985-08-23 | 1987-03-04 | Tilghman Wheelabrator Ltd | Ballistic resistant material |
| US5354605A (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-11 | Alliedsignal Inc. | Soft armor composite |
| NO944338L (no) * | 1993-11-25 | 1995-05-26 | Akzo Nobel Nv | Materiale for antiballistisk kroppsbeskyttelse |
| NO316296B1 (no) * | 2002-04-05 | 2004-01-05 | Hiform As | Lettvekts ballistisk beskyttelse og metode for å fremstille sådan |
| US7226878B2 (en) * | 2003-05-19 | 2007-06-05 | The University Of Delaware | Advanced body armor utilizing shear thickening fluids |
| WO2006124995A2 (en) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Composix Co. | Ballistic laminate structure |
| WO2008105929A2 (en) * | 2006-09-08 | 2008-09-04 | Closson Addison W | Method of forming adhesive mixtures and ballistic composites utilizing the same |
-
2013
- 2013-09-30 CZ CZ2013-760A patent/CZ305248B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-09-30 BR BR112016006882A patent/BR112016006882A2/pt not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112016006882A2 (pt) | 2017-08-01 |
| CZ305248B6 (cs) | 2015-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6229049B2 (ja) | 防弾材料、当該防弾材料の製造方法および使用 | |
| Bilisik | Two-dimensional (2D) fabrics and three-dimensional (3D) preforms for ballistic and stabbing protection: A review | |
| EP2780658B1 (en) | Protective material | |
| US9067385B2 (en) | High kinetic energy penetrator shielding and high wear resistance materials fabricated with boron nitride nanotubes (BNNTs) and BNNT polymer composites | |
| ES2563070T3 (es) | Híbridos de materiales compuestos de la misma fibra de alta realización variando sólo el contenido de resina | |
| US7498276B2 (en) | Advanced body armor utilizing shear thickening fluids | |
| KR101715420B1 (ko) | 큰 필라멘트당 데니어 고성능 얀을 갖는 개선된 방탄 복합체 | |
| Bilisik | Impact-resistant fabrics (ballistic/stabbing/slashing/spike) | |
| Chen et al. | Technical textiles for ballistic protection | |
| Yousef et al. | Puncture resistance properties of natural and synthetic fabrics | |
| Barhoumi et al. | Review of ballistic protection materials: properties and performances | |
| CZ26200U1 (cs) | Materiál pro balistickou ochranu | |
| CZ2013760A3 (cs) | Materiál pro balistickou ochranu, způsob jeho přípravy a jeho použití | |
| Jadhav et al. | A review of armour's use of composite materials | |
| WO2016116774A1 (en) | Ballistic resistant article and method of producing same | |
| Chen et al. | Failure mechanisms and engineering of ballistic materials | |
| Ribeiro et al. | Fabric Impregnation with Shear Thickening Fluid for Ballistic Armor Polymer Composites: An Updated Overview. Polymers 2022, 14, 4357 | |
| Ehsan et al. | Numerical and Experimental Study of Multi-Layer Armors for Personal Protection | |
| PL243558B1 (pl) | Osłona balistyczna | |
| CN104930918A (zh) | 阻燃防刺防弹背心 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230930 |