CZ241494A3

CZ241494A3 - Non-woven layer containing short polyolefin fibers and process for preparing thereof

Info

Publication number: CZ241494A3
Application number: CZ942414A
Authority: CZ
Inventors: Der Loo Leonardus Lambertu Van; Der Burg Rene Christian In Van
Original assignee: Dsm Nv
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1995-01-18
Also published as: MX9301907A; IL105246A; CN1038055C; US5569528A; CN1085971A; EP0633957A1; TW250505B; CA2132013C; JPH07505453A; WO1993020271A1; JP3169964B2; NL9200625A; CA2132013A1; IL105246A0

Description

Oblast techniky

Vynález se týká netkaných vrstvev sestávajících v podstatě z krátkých polyolefinových vláken.

Dosavadní stav techniky

Taková netkaná vrstva je známá ze spisu WO-A-39/01126. Tato známá vrstva sestává z polyolefinových vláken, majících délku nanejvýše 20,3 cm, která jsou v podstatě jednosměrné orientována a jsou ukládána do polymetrové základní hmoty. Tato známá vrstva se používá ve vrstveých strukturách nebo prostředcích s balistickou odolností.

Nevýhodou této vsrtvy je to, že specifická absorbce nergie (SEA), t.j. absorbce energie při balistickém nárazu o dělená plošnou hutsotou (hmotnosti na m ) je stále nízká. Tato balisticky odolná vrstva proto musí mít vysokou hmotnost na m , aby poskytovala dostatečnou ochranu proti balistickým nárazům. Další nedostatek spočívá v tem, že vrstva obsahuje základní hmotu, v důesldku čehož je méně poddajná a rovněž nedýchá. Z téchco důvodů oděv s balistickou odolnosti, jako jsou neprůstřelné a proti střepinám odolné vesty, do nichž je tato vrstva zabudována, není příliš pohodlný pro nošení.

Vynález si klade za úkol odstranit v podstatné míře uvedené nedostatky.

Podstata vynálezu

Tohoto cíle je dosaženo podle vynálezu netkanou vrstva sestávající v podstatě z krátkých polyolefinových vláken, jejíž podstatou je, že netkaná vrstva je plst mající v rovině vrstvy v podstatě nahodile orientovaná krátká vlekna délky 40-100 mm, s pevnosti v tahu nejméně 1,2

GPA a s modulem

-2nejméně 40 GPa.

Plst je vrstva, v níž jednotlivá vlakna nejsou spolu sestavena tak, aby tvořila konkrétní strukturu, jaká se dosahuje, když jsou příze pleteny nebo tkány, a která vzhledem ke své povaze neobsahuje základní hmotu.

Překvapivé se ukázalo, že tato vrstva má zvýšenou specifickou absorbcí energue (SEA) a je tedy velmi vhodná pro použiti ve vrstvené struktuře s balistickou odolností, zejména pro ochranu proti fragmentům (náboje).

Pod pojmem dobré vlastnosti z hlediska balistické odolností se dále zejména rozumí vysoká hodnota SEA. V oblasti vrstvených struktur s balistickou odolností se pod pojmem vysokou hodnotou SEA rozumí hodnoty vyšší než 35 JM /kg. SEA se určuje podle zkušební normy Stanag 2920 při použití projektilu simulujícího fragmenty, úlomky nebo střepiny o 1,1 ± 0,02 g. Hodnota SEA netkané vrstvy podle vynálezu je s výhodou více než 40 Jm /kg, výhodněji více než 50 η , p

Jm /kg a nejvýhodněji více než 60 Jm /kg.

Výhodou vysoké hodnoty SEA je to, že úlomky nebo střepiny s určitou rychlostí mohou být zastaveny vrstvou se v podstatě nižší plošnou hustotou. Nižší plošná hustota je velmi důležitá pro zvýšení pohodlnosti při nošeni, což je kromě dobré ochrany hlavním cílem při vývoji nových materiálů s pro oděvy s balistickou odolností.

Další důležitou výhodou použití netkané vrstvy podle vynálezu v oděvech s balistickou odolností je to, že neobsahují základní hmotu a že jsou tedy ohebnější a snadněji přizpůsobivé tvaru těla a že mohou navíc dýchat, takže se páry potu snadno dostávají od těla..

Přídavnou výhodou je to, že struktura podle vynalezu

-3se dá vyrábět prostřednictvím jednoduššího procesu, který se může provádět při použití běžného a na trhu dostupného vybavení.

I když výše uvedené výhody vynálezu se uplatňuji především ve výše uvedených oděvech s balistickou odolnosti, jako v neprůstřelných vestách odolných proti fragmentům nebo, úlomkům nebo střepinám, není vynález omezen na toto použití. Jiné oblasti použití jsou například ochranná opatření proti účinkům bomb, jako deky a panely.

Spis WO-A-91/04855 popisuje plst sestávající ze směsi dvou rozdílných typů krátkých polyolefinových vláken, kde jeden typ vláken je podstatné kratší a kde jeden polyolefinový materiál má nižší teplotu tání, než druhý typ. Plst se převádí na předmět způsobilý ochranný proti střelám slinováním nebo tavením krátkých vláken, která se přetvářejí na základní hmotu, do níž jsou zasazena dlouhá vlákna. Nedostatky tohoto výrobku spočívají v tom, že neni příliš poddajný a že má nepříliš dobré vlastnosti z hlediska balistické odolnosti. Jiným rozdílem vzhledem k vynálezu je to, že řešení dle spisu W0-A-91/04355 používá vláken s délkou nejméně 12,7 mm.

Spis US-A-4 623 574 popisuje použití vrstev plsti z netkaných polyolefinových vláken pro ochranu proti střelám. Použití krátkých vláken se zde však neuvádí. Dále se zde uvádí, že je zapotřebí minimální obsah (nejméně 13 hmotn.%) materiálu základní hmoty ve vrstvě pro získáni vrstvy s dobrou osolností proti balistickým účinkům, t.j. se všemi výše uvedenými nevýhodami ve vztahu k problému řešenému vynálezem, které to s sebou nese.

Netkaná vrstva podle vynálezu sestává v podstatě z krátkých polyolefinových vláken. Pod pojmem v podstatě se rozumí, že zde netkaná vrstva může obsahovat menši množ-4stvi jiných složek, nezahrnujících základní hmotu. Tyto jiné složky mohou být například krátká vlákna z jaké^''·¹-'··'·^{1 ;}

JliíiilW materiálu. Bylo zjištěno, že jiné složky negativné ovlivňují dobré výsledky dosahované vynalezen. s výhodou je množství jiné složky menší, než 20%, výhodněji méně než 10% a ještě výhodněji méně než 5% a nej výhodněji méně než 0% (v procentech objemu).

Bylo zjištěno, že vlastnosti z hlediska balistické odolnosti se zlepšuji s jemností vláken. Jemnost vlákna je hmotnost na jednotkovou délku vlákna (v denierech). Dobré výsledky se dosahují, je-li jemnost vláken od 0,5 do 12 denier. Je obtížné zpracovávat do plsti vlákna, která jsou jemnější, než 0,5 denier. Plsti sestávající v podstatě z vláken s jemností více než 12 denier mají horši vlastnosti z hlediska balistické odolnosti a horši kompaktnost. S výhodou je jemnost od 0,5 do 8 denier, výhodněji od 0,5 do 5 denier a nej výhodněji od 0,5 do 3 denier.

S výhodou jsou vlákna tvarovaná zkadeřením. Plst sestávající ze v podstatě zkadeřených vláken má lepší vlastnosti z hlediska mechanické odolnosti a vlastnosti z hlediska balistické odolnosti. Zkadeřená krátká polyolefinová vlákna mohou být získána ze zkadeřených polyoleřinových filamentů s pevností v tahu nejméně 1,2 GPa a modulem nejméně 40 GPa, a jejich krácením známými způsoby, jako je sekání nebo řezání. Zkadeřené filamenty mohou být získány jakýmkoli způsobem známým ze stavu techniky, s výhodou však pomocí pěchovací komory. Mechanické vlastnosti vlákna, například jeho pevnost v tahu a modul, se nemohou podstatně zhoršit zkadeřením.

Obzvláště vhodné polyolefiny jsou polyethylenové a polypropylenové homopolymery a kopolymeru. Navíc mohou použité polyolefiny obsahovat malá množtví jednoho nebo více jiných polymerů, zejméné jiných alken-l-polymerú.

-5Dobré výsůedky se získávají, jestliže se jako polyolefin zvolí lineární polyethylen. Pod pojmem lineární polyethylen se zde rozumí polythylen s méně než jedním postranním řetězcem na 100 atomu uhlíku a s výhodou měně než jedním postranním řetězcem na 300 atomů uhlíku, který kromě toho může obsahovat až 5 mol.% jednoho nebo více kopolymerizovatelných jiných alkenů jako je propylen, butylen, penten,

4-methylpenten a okten.

S výhodou se v netkané vrstvé podle vynálezu použiji polyolefinová vlákna, sestávající z lineárního polyethylenu s vnitřní viskozitou v dekalinu pří 135° nejméně 5 dl/g.

Délka vláken musí být od 40 do 100 mm. Při délce vláken méně než 40 mm jsou koheze, pevnost a hodnota SEA netkané vrstvy příliš nízké. Při délce vlákna nad 100 mm jsou hodnota SEA a kompaktnost netkané vrstvy podstatně nižší. Kompaktnost je plošná hustota dělená tloušťkou vrstvy. Obecně má vrstva s vyšší kompaktností nižší tupý úrazový účinek. Tupý úrazový účinek je škodlivý účinek ohybu struktury s balistickou odolností v důsledku nárazu projektilu. Je důležité, aby oděv s balistickou odolností raél nízký tupý úrazový účinek kromě vysoké hodnoty SEA.

Je dále důležité, aby vlákna měla vysokou pevnost v tahu, vysoký modul pružnosti a vysokou absorbci energie. V netkané vrstvé podle vynálezu se používají polyolefinová vlákna, jejichž monofilni filament má pevnost nejméně 1,2 GPa a modul nejméně 60 GPa. Použije-li se vláken s nižší pevností a medolume, nemohou být získány dobré vlastnosti z hlediska balistické odolnosti.

Vrstva podle vynálezu může obsahovat vlákna s průřezy různého tvaru, například kruhová, obdélníková (pásky) nebo ovlálna vlákna. Tvar průřezu vláken múze být kupříkladu up-6raven válcováním vláken na plochu. Tvar průřezu vlákna jo • v· -1 r-> /“χ τ 7,—i v ι ί : i j i i ví r—’ j /1 1 r , ,

7<«c j_ y a šířky průřezu. Stranový poměr průřezu je s výhodou od 2 do 20, nejvýhodněji od 4 do 20. Vlákna s vyšším stranovým poměrem vykazují vyšší míru vzájemného působení v netkané vrstvě, v důsledku čehož se pohybuji méné snadno vůči sobě navzájem v případě nárazu střely. V důsledku toho se dá dosáhnout zlepšená hodnota ΞΕΑ netkané vrstvy.

Míra vzájemného působení vláken se dá také měnit modifikováním povrchu vláken. Povrch vláken se dá měnit tím, že se do vláken vpraví plnivo. Plnivo může být anorganický materiál, jako je sádra, nebo polymer. Povrch vlákna může být také měněn zpracovánním koronou, plazmovým zpracováním a/nebo chemickým zpracováním. Změna se může provádět zdrsňováním povrchu vzhledem k přítomnosti vyleptaných důlků, zvýšením polarity povrchu a/nebo chemickou funcionaližací povrchu .

Hodnota SEA a tupý úrazový účinek netkané vrstvy mohou být zlepšeny zvýšením míry vzájemného působení mezi vlákny. Jestliže je však míra vzájemného působení příliš velká, hodnota SEA může opět poklesnout. Optimální hodnota může být dosažena odborníkem v oboru rutinním experimentováním .

Dobré vlastnosti z hlediska balistické odolnosti se dosahují podle vynálezu, jestliže výše popsaná polyolefinová vlákna jsou v rovině netkané vrstvy v podstatě nahodile orientovány. Pod pojmem v podstatě nahodile se rozumí, že vlákna nemají přednostní orientace, které by vedly k rozdílným mechanickým vlastnostech v rovině vrstvy. Mechanické vlastnosti v rovině vrstvy jsou v podstatě izotropní, t.j. v podstatě stejné v různých směrech. Rozptyl mechanických vlastností v různých směrech v rovině netkané vrstvy by neměl přesáhnout 20%, s výhodou ne 10%. Nejvýhodnější je,

-Ίje-li rozptyl v netkané vrstvě tak, že rozptyl ve vrstvené struktuře sestávající z jedné nebo více netkaných vrstev je menší než 10% .

S výhodou se používá polyolefínovycn vláken, která se získávají z polyolefinovách filamentů připravovaných želatinovacím zvlákňovacím postupem, jak je popsán například z britském patentovém spisu GB-A-2 042 414 a GB-A-2 051 667. Tento postup v podstatě spočívá v přípravě roztoku polyolefinu s vysokou vnitřní viskozitou, jak je určenena v Decalinu při 135°C, přičemž se roztok zvlákňuje při teplotě nad teplotou rozpouštění, filamenty se ochlazují pod teplotu želatinování, čímž dochází k jejich želatinování, a přičemž se odstraňuje rozpouštědlo před, během nebo po dloužení filamentů.

Tvar průřezu filamentů se může volit volbou odpovídajícího tvaru zvlákňovacího otvoru.

Netkaná vrstva podle vynálezu může být používána ve strukturách s balistickou odolností různými způsoby. Netkaná vrstva podle vynálezu může být používána co taková, t.j. jako jediná vrstva.

Obzvláštní použití vynálezu je vrstvená struktura, sestávající z nejméně dvou netkaných vrstev podle vynálezu, které jsou vzájemné spolu propleteny. Výhodou tohoto použití je to, že tato vrstvená struktura je kompaktnější a dá se s ní manipulovat snadněji, než u jediné netkané vrstvy.

Další obzvláštní použití vynálezu je ve vrstvené struktuře sestávající z jedné nebo více netkaných vrstev podle vynálezu a z jedné nebo více tkaných textilii, které jsou spolu navzájem propleteny. Tkaná vrstva má s výhodou také dobré vlastnosti z hlediska balistické odolnosti. Tkaná vrstva s výhodou sestava z polyoleflnových filamentů, mají-8ích pevnost v tahu nejméně 1,2 GPa a modul nejméně 40 GPa. Výhodou takové vrstvené struktury je, že je velmi kompaktní a má nízký tupý úrazový účinek kromě zlepšené hodnoty SEA. Vrstvy ve vrstvených strukturách popsaných výše mohou být vzájemně proplétány jehlováním, proplétáním vodním účinkem nebo jiným proplétáním.

Vrstvená struktura pro použití s odolností proti balistickým účinkům může obsahovat jednu nebo více netkaných vrsteb nebo výše popsaných vrstvených struktur. Počet vrstev ve vrstvené struktuře závisí na úrovni požadované ochrany. Při použití v oděvech s odolností proti střelám je volba vrstev a tím i plošná hustota vrstvené struktury s balistickou odolností a požadovaná úroveň ochrany faktorem, který se dá obtížně slaďovat, s požadovaným pohodlím při nošení. Pohoda při nošeni je hlavně určována hmotností a tím i plošnou hustotou struktury s odolností proti balistickým účinkům. Obzvláštní výhodou netkané vrstvy podle vynálezu je to, že se progresivně vyšší hodnota SEA dosahuje při nižších plošných hustotách. V důsledku toho je netkaná vrstva podle vynálezuobzvláště výhodná při použití ve strukrách s odolností proti balistickým účinkům pro nižší a střední pásmo úrovně ochrany (V_5Q od 450-500 m/s) vzhledem k velmi malé relativní hmotnosti (nízké plošné hustotě) a tedy vyššímu pohodli při nošení. Výhody netkané vrstvy podle vynálezu jsou obzvláště patrné ve vrstvených strukturách sestávajících ze souvrství netkaných vrstev a majících plošnou hustotu pod 4 kg/m² nebo s výhodou 3 kg/m² nebo nejvýhodněji 2 kg/m². Vrstvené struktury s vysokou plošnou hustotou se s výhodou tvoří ukládáním velkého počtu vrstev, majících velmi malou plošnou hustotu, volně na sebe.

Netkané vrstvy plsti nebo vrstevné struktury mohou být kombinovány s vrstvami odlišného typu, které mohou přispívat k určitým jiným specifickým vlastnostem z hlediska odolnosti proti balistickým účinkům nebo jiným vlastnostem.

-9Nedostatkem kombinace s vrstvami odlišného typu je to, že se zhorší hodnota SEA a pohodli při nošení. Ξ výhodou proto celá struktura sestává z netkaných vrstev nebo výše uvedených vrstvených struktur. S výhodou má taková vrstvená struktura tloušťku od 10 do 30 mn.

Netkaná vrstva může být vytvářena různými postupy, jako například papírenskými postupy, kdy se nechává procházet vodná suspenze vláken po drátěném sítě a zbavuje se vody. S výhodou se však nettkaná vrstva vyrábí způsobem, při kterém se myká masa volných krátkých polyoleflnových vláken, majících pevnost v tahu nejméně 1,2 GPa, modul nejméně 40 GPa a délku od 40 do 100 mm, přičemž vlákna jsou v podstatě jednosměrné orientována a jsou uspořádávána do mykaného netkaného rouna, získané mykané netkané rouno se vede do vypouštěciho ústroji pohybujícího se kolmo na směr, v němž je netkané rouno přiváděno, na které se rouno ukládá v klikatých záhybech při současném vypouštění, takže ve směru vypouštění se tvoří na sebe ukládané souvrství, sestávající z několika na sere ukládaných vrstvev přiváděného mykaného netkaného rouna, které se částečně po šířce překrývají, souvrství se kalandruje, čímž se zmenši tloušťka celkové vrstvy, získaná kalandrovaná vrstva se protahuje ve směru vypouštění, a provede se propletení protaženě vrstvy pro vytvořeni vrstvy plsti.

Ukazuje se, že tento způsob vede k netkané vrstvě ve formě plsti, mající zlepšené vlastnosti z hlediska odolnosti proti balistickým účinkům, zejména specifickou absorbci o o energie více než 35 Jm /kg, obzvláště větší než 40 Jm /kg a zejména větší než 50 Jcm/kg.

S výhodou jsou krátká polyolefinová vlákna zkadeřená vlákna.

Zkadeřené vlakna mohou být získávána tím, že se póly-10olefmové filamenty s požadovanými mechanickými vlastnostmi a jemnosti, které mohou být získávány použitím způsobu, které jsou samy o sobé známé a jsou uvedeny výše, podrobí tvarování zkadeřovánim. Příkladem známého tvarovacího způsobu je zpracování filamentů v pěchovací skříni. Takto získaná zkadeřená vlákna se potom musí stříhat na požadovanou délku od 40 do 100 mm. Při tomto stříháni se často získává spletená masa vláken. Tato vláknitá hmota se musí rozplést (otevřít), například mechnickým česáním nebo foukáním. Při tomto postupu se složená vlákna, která se získávají, když se používá raultifilaraentových vláken, současné rozplétají na v podstaté jednotlivá vlákna. Výhoda používání skadeřených vláken ve výše popsaném způsobu je, že zkadeřená vlákna se dají snáze rozplétat (otevírat) po stříhání a snadněji mykat do rouna.

Mykání se provádí pomocí obvyklých mykacích strojů. Tloušťka vrstvy vláken, která se přivádí do mykacího zařízení, se může volit v širokých rozmezích. V podstatě závisí na požadované plošné hustotě plsti, která se má nakonec získávat. Zejména musí brát ohled na protahování, které se má provádět v dalším fázi postupu, při němž plošmá hustota klesne v závislosti na zvoleném poméru protažení.

Mykané netkané rounu se ukládá do klikatých záhybů na propouštěcíra ústroji, které se pohybuje ve směru kolmém na směr, v němá se do něj přivádí netkané rouno. Tento směr je propouštécí směr. Propouštéci ústrojí může být například dopravní pás, jehož dopravní rychlost se volí vzhledem k přívodní rychlosti mykaného netkaného rouna tak, že se získá na sebe skládané souvrství, obsahující požadovaný počet částečně se překrývajících vrstev.

Orientace vláken v souvrství záleží na poméru výše uvedené přívodní rychlosti a dopravní rychlosti a poměru šířky mykaného rouna a šířky souvrství. Vlákna budou onen-litována v podstatě ve dvou směrech, které jsou určovány klikatým vzorkem vypouštění.

Kalandrováni souvrství se může provádět při použití známých zařízeni. Tloušťka souvrství během procesu klesá a jednotlivá vlákna se dostávají těsněji k sobé.

Potom se kalandrované souvrství po délce protahuje. To působí, že se povrchová plocha zvětšuje, takže tloušťka a tedy plošná hustota protaženého souvrství poněkud klesne. Poměr protaženi je s výhodou mezi 20 a 100 %.

Bylo zjištěno, že orientace vláken v rovině vrstvy (zpracovaného souvrství) se při protahování stává v podstatě nahodilou.

Koheze, pevnost a kompaktnost protažené vrstvy se zvyšují proplétáním této vrstvy. Toto proplétání se může provádět jehlováním vrstvy nebo vodním proplétáním. V případě jehlování se plst propichuje jehlami majícími jemné háčky, které táhnou vlákna vrstvami. Hustota jehel se může lišit od 5 do 50 jehel na cm². S výhodou je hustota jehel od 10 do 20 jehel na cm². V případě vodního proplétání se protažená vrstva propichuje množstvím jemných vysokotlakých vodních proudů. Výhoda vodního proplétání proti jehlování je v tom, že se vlákna méně poškozují. Jehlování má výhodu v tom, že jde o technicky jednodušší proces.

Další zhušťování plsti může být prováděno tím, že se protažená vrstva a/nebo plst podrobí přídavnému jehlovacími nebo kalandrovacímu pochodu. Výsledkem přídavného jehlování nebo kalandrováni vrstvy plsti je to, že se plst stane kompaktnější, což má výhodu ve snížení tupého úrazového účinku, aniž by hodnota SEA byla nepřijatelně snížena, bylo zjištěno, že proplétání také pomáhá zvýšit nahodilost orientace vláken a izotropii mechanických vlastnosti v rovině vrstvy.

-12Tlouštka vrstvy plsti je určována plošnou hustotou hmoty volných krátkých vláken přiváděných k mykacimu ústrojí ve vztahu k poču na sebe uložených netkaných roun a k úbytku tlouštky, k němuž dochází během kalandrování, protahování a proplétání. Tlusté vsrtvv plsti se mohou získat zvyšováni tlouštky vrstvy na začátku procesu, nebo menším zhušťováním ve výše uvedených pochodech procesu. Tlustší, kompaktní plst se také může získat ukládáním několika vrstev plsti na sebe a jejich proplétáni, například jehlováním. Výhoda tlustší kompaktní plsti je, že kromě toho, že má vyšší hodnotu SEA, má nižší tupý úrazový účinek a může s ní být snadněji manipulováno než s jedinou tlustou netkanou vrstvou.

V obzvláště výhodném provedení se získaná plst jehluje do spojení s textiliemi jako tkaninami nebo jinými typy vrstev. Tyto hybridní struktury jsou mnohem tenčí a mají nízký tupý úrazový účinek kromě značně zlepšené odolnosti proti fragmentům, střepinám a úlomkům.

Netkané verstvy takto získané nebo jejich obzvláštní provedeni popsaná výše mohou být kombinovány s vrstvami různého typu, které přispívají k určitým jiným specifickým vlastnostem z hlediska balistické odolnosti nebo k jiným vlastnostem za účelem zvýšení jejich specifické absorbce energie.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu s odvoláním na příklady provedení, neomezující jeho rozsah. Veličiny uváděné v příkladech se určují následujícími způsoby.

Pevnost v tahu a modul se určuji prostřednictvím tažné zkoušky prováděného s pomoci tažného zkušebního prostředku Zwick 1484. Filamenty se měří bez zákrutu. Filamenty se svírají po délce 200 mm ve svérkach příze Orientec (250-kg)

-13se svérným tlakem 0,3 MPa, pro zabráněni prokluzování filamentú ve svérkách. Rychlst příčné hlavy je 100 mm/min. Pod pojmem modul se rozumí počáteční modul. Je určován při protažení 1%. jemnost je určována je určována vážením vlákna se známou délkou.

Tlouštky (T) vrstev plsti se měří ve stlačeném stavu, při použití tlaku 5,5 kPa. Plošná hustota (AD) se určuje vážením části vrstvy s přesně určenou plochou.

Specifická absorbce energie (SEA) se určuje podle zkoušky STANAG 2920, při které se prvky EPS ráže 0,22 (Fragment Simulating Projectiles), dále označované jako úlomky, z nedeformující se oceli speifikovaného tvaru, hmotnosti (1,1 g), tvrdosti a rozměrů (podle US MIL-P-46593), střílejí na strukturu s balistickou odolností definovaným způsobem. Specifická absorbce energie (EA) se vypočítává z kinetické energie kulky mající rychlost V_5Q. Hodnota je rychlost, při níž je pravděpodobnost vniknutí kulek do struktury s balistickou odolností 50%. Specifická absorbce energie (SEA) se vypočítává dělením absorbce energie (EA) plošnou hustotou (AD) vrstvy.

PŘÍKLAD I

Polyethylenová multifilamentová příze (Dyneema SK60^R) s pevností v tahu 2,65 GPa, počátečním modulem 90 GPa, jemností 1 denier na monofilament a stranovým poměrem průřezu vlákna okolo 6 byla zkadeřena v pěchovací skříni. Získaná vlákna se dodávala do mykacího stroje ve vrstvě tlouštky 12 + 3 g/m². Získané mykané netkané rouno se ukládalo ve vlnitých záhybech, přičemž poměr rychlosti pásu a přívodní rychlosti mykaného netkaného rouna na něj kolmo přiváděného byl zvolen takový že se vytvořila vrstva 2 m široká, sestávající z 10 netkaných roun uložených na sebe. Složená vrstva nebo souvrství se dále kalandrovala pod Lehkým tLakem v pasovém kalandru, což vedlo k vytvořeni kompaktnější a tenči kalandro-14vane vrstvy. Kalandrovaná vrstva byla protahována podélné _Λ n O. r·,.__{_ Λ w} -, _τ , τ._ a_ „ , , ._Λ ΐ^,, » 1 -λ

U J O b * riuudůciii v i t d v a u y i a q Vm i n +- i r >. % όΐίοόοοΐο,ρτ jcuxvvanx.il p-i pu S.

žití 15 jehel/cm . Plošná hustota takto získané plsti byla

120 g/m . 22 vrstev plsti, dále označované jako F , byly uloženv na sebe nro vvtvářeni struktury s balistickou odolno stí F-l s plošnou hustotou 2,6 kg/m a tloušťkou 23 mm.

PŘÍKLAD II

Plst F , získaná podle příkladu I, byla podrobena přídavnému ,

jehlování pří použití 15 jehel/cm pro zhušťování plsti. 22 vrstev této plsti bylo uloženo na sebe pro vytvoření struktury s balistickou odolností F₂, s plošnou hustotou 2,7 kg/m a tloušťkou vrstvy 22 mm.

PŘÍKLAD III

Plst F , získaná podle příkladu I, byla podrobena přídavnému kalandrování pro její další zhušťování. Po té se uložilo více vrstev na sebe pro získání struktury s balistickou odol9 ností (r₃), která měla plošnou hustotu 3,1 kg/m a tlouštku vsrtvy 20 mm.

PŘÍKLAD IV

Mimořádně těžká a kompakrní plst se vyrobila uložením položením tří vrstev plsti F_Q, získané podle příkladu I, na se, 9 be, jejich spojením jehlovámm při použiti 15 jehel na cm. Po té se více takto získaných vrstev uložilo na sebe pro získání struktury s balistickou odolností (F^) s plošnou hustotou 2,9 kg/m² a tloušťkou vrstvy 20 mm.

PŘÍKLAD V

Byla vyrobena plst zpúosbem popsaným v příkladě I, a to až na to, že propletení se provedlo s pomocí vysokotlakých proudů vody. Potom se více takto získaných vrstev uložilo na sebe, aby se získal konstrukce (F-) s balistickou odolností, s plošnou hustotou 2,6 kg/m² a tloušťkou vrstvy 20 mn.

-15PŘÍKLAD VI

Několik vrstev plsti F_Q, jak byla získána podle příkladu I, se spojilo jehlování s tkaninou Dyneema 5O4^R pro získání balisticky odolné struktury , s plošnou hustotou 2,6 kg/m²a tlouštkou vrstvy 3 nm. Dyneema 504^R je lxl hladká tkanina, dodavana DSM, z příze 400 denier Dyneema SK66 , mající osnovu a útek 17 nití na centimetr a plošnou hustotu 175 g/m².

PŘIKLAD VII a Vili

Vyrobila se plst způsobem podle obr.l, až na to, že se použilo vláken o délce 90 mm místo 60 mm. Několik vrstev tako získané plsti se kombinovalo pro získání balisticky odolných struktur Fy a Fg, mající plošné hustoty 2,7 kg/m² a 2,6 kg/m a tlouštku 3,2 a 4,3 cm. Struktura Fy byla podrobena přídavnému jehlování a je proto kompaktnější a tenčí než struktura Fg.

PŘÍKLAD IX

Byla vyrobena plst způosbem podle příkladu I až na to, že se na sebe uložil menší počet vrstev plsti F_Q pro získání balisticky odolné struktury Fg o plošné hmotnosti 1,5 kg/m²a tlouštce vrstvy 10 mm.

SROVNÁVACÍ POKUSY 1 a 2 p

Několik vrstev tkaniny Dyneema 504 se uložilo na sebe pro získáni balisticky odolných struktur Cl a C2 majících odpoη n vídající plošné hmotnosti 2,9 kg/m a 4,5 kg/m .

DROVNÁVACÍ POKUSY 3-7

Příklady 1-5 z tabulky 1 výše uvedené patentové přihlášóky WO-A-89/01126 bylo vzato jako srovnávací příklady C3 až C7. Hodnoty poskytnuté v tomto spisu pro specifickou absorbci energie a plošnou hustotu jsou založeny pouze na hmotnosti vlákna. Aby se umožnilo srovnání téchto hodnot s příklady podle vynálezu, byly údaje normalizovány pro posytnutí celkové plošné hustoty a celkové specifické absorbce energie

-16odpovidajícím dělením a násobením hodnot AD a SFA podílem hmoty vlákna

Z balisticky odolných struktur až F_g a Cl a C2 popsaných výše byly vyříznuty vzorky 10 x 40 cm, které byly zkoušeny pro určování jejich vlastnosti z hlediska balistické odolnosti podle zkoušky STANAG 2920 popsané výše. Balisticky odolné struktury srovnávacích příkladů C3-C7 z paten-

přihlášky W0-A-89/01126 byly	zkoušeny	podle stejné
Tabulka 1	ukazuje	výsledky.
Fl	AD kg/m² 2,6	Tabulka 1 ^V50 m/s 544	SEA Jm²/kg 63	T mm 23
F2	2,7	5 26	59	22
F3	3,1	486	50	20
F4	2,9	490	51	20
F5	2,6	500	53	20
F6	2,6	445	4 2	3
F7	2,7	440	39	3 2
F8	2,6	4 74	43	43
F9	1,5	473	86	10
Cl	2,9	450	39	3
C2	4,5	520	34	13
C3	6,1	621	35	*
C4	6,9	574	26	-
C5	6,9	584	27	-
C6	6,9	615	32	-
C7	6,9	571	29	-

Neuvedeno ve W0-A-89/01126

Srovnání výsledků odolných struktur Fl až ukazuje, že všechny F9, které obsahují z balisticky nejméně jednu

-17netkanou vrstvu podle vynálezu, vykazují lepší specifickou absorbci energie, než nejlepší balisticky odolná struktura C1-C7 podle stavu techniky. Hodnoty SEA plstí F7 a F8, které obsahuji 90 milimetroví vlákna, jsou nižší, než hodnoty pro struktury F1 až F5, které obsahují 60 milimetrová vlákna, ale srovnatelné nebo lepši a v mnohých případech mnohem lepše, než jaké vykazují dosud známé struktury C1-C7. F7 má menší SEA vzhledem k její obzvláštní stavbě a nižší tlouštce. Hodnota SEA je však výrazné vyšší, než u nej lepší známé struktury srovnávacích příkladů C1-C7. Plst F9 má při přibližně poloviční plošné hustotě dokonce vyšší balistickou odolnost než struktura Cl. Srovnání plsti F9 s plstmi F1-F3 ukazují, že při nižší plošné hustotě se může dosáhnout progresivně vyšší hodnota SEA.

Claims

1. Netkaná vrstva obsahující krátká polyolefinová vlákna mající pevnost v tahu nejméně 1,2 GPa a modul nejméně 40 GPa, vyznačená tím,, že netkaná vrstva je plst obsahující nejméně 30 objemových % krátkých polyolefinových vláken, která jsou v podstatě nahodile orientovaná v rovině netkane vrstvy a mají délku 40-100 mra.

2. Netkaná vrstva podle nároku 1 vyznačená tím, že netkaná vrstva sestává z krátkých polyoleflnových vláken.

3. Netkaná vrstva podle nároku 1 vyznačená tím, že vlákna mají jemnost od 0,5 do 12 denier.

4. Netkaná vrstva podle kteréhokoli z nároků 1 až 3 vyznačená tím, že vlákna jsou zkadeřená.

5. Netkaná obsahující krátká polyolefinová vlákna mající pevnost v tahu nejméně 1,2 GPa a modul nejméně 40 GPa vyznačená tím, že netkaná vrstva je plst sestávající z krátkých polyolefinových vláken, která jsou v podstatě nahodile orientovaná v rovině netkané vrstvy a která jsou zkadeřená, mají délku 40-100 mm a jemnost mezi 0,5 a 3 denier.

6. Netkaná vrstva podle kteréhokoli z nároků 1 až 5 vyznačená tím, že netkaná vrstva má specifickou absorbci energie nejméně 40 J.m^/kg.

7. Netkaná vrstva podle kteréhokoli z nároků 1 až 6 vyznačená tím, že polyolefinová vlákna v netkané vrstvě sestávají z lineárního polyethylenu s vnitřní viskozitou v Decalinu při 13 5°C nejméně 5 dl/g.

3. Netkaná vrstva podle kteréhokoli z nároku 1 až 7 vyznačena tím, že stranový poměr příčného průřezu vláken je

-19do 2 do 20.

9. Netkaná vrstva podle kteréhokoli z nároků 1 až 3 vyznačena tím, že povrch vláken je modifikován zpracováním koronou nebo plazmovým zpracováním nebo chemickou funkcionalizací nebo plněním vlákna.

10. Vrstvená struktura sestávající z nejméně dvou netkaných vrstev podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, které jsou vzájemné propleteny.

11. Vrstvená struktura sestávající z jedné nebo více netkaných vrstev podle kteréhokoli z nároků 1 až 9a jedné nebo více tkaných vrstev, které jsou vzájemně propleteny.

12. Vrstvená struktura obsahující nejméně jednu netkanou vrstvu podle kteréhokoli z nároků 1 až 9 nebo vrstvenou strukturu podle nároku 9 nebo 11.

13. Vrstvená struktura podle nároku 12 vyznačená tím, že vrstvená struktura má tlouštku od 10 do 30 mm.

14. Způsob výroby netkané vrstvy podle kteréhokoli z nároků 1 až 9 vyznačené tím, že se myká masa volných krátkých polyolefinových vláken, majících pevnost v tahu nejméně 1,2 GPa, modul nejméné 40 GPa a délku od 40 do 100 mm, přičemž vlákna jsou v podstatě jednosměrné orientovaná a jsou uspořádávána do mykaného netkaného rouna, získané mykané netkané rouno se vede do vypouštécího ústroji pohybujícího se kolmo na smér, v němž je netkané rouno přiváděno, na které se rouno ukládá v klikatých záhybech při současném vypouštění, takže ve sméru vypouštěni se tvoři na sebe ukládané souvrství, sestávající z více na sebe ukládaných vrstvev přiváděného mykaného netkaného rouna, ktere se částečné po šířce překrývají, souvrství se kalandruje, čímž se zmenši tlouštka celkové vrstvy, získaná kalandrovaná vrstva se pro-20tahuje ve směru vypouštění, a provede se propletení protažené vrstvy pro vytvořeni vrstvy plsti.

15. Způsob podle nároku 14 vyznačený tím, že vlákna jsou zkadeřená vlákna mající jemnost mezi 0,5 a 8 denier.

16. Způsob podle nároku 14 nebo 15 vyznačený tím, že propleteni se provádí jehlováním nebo proplétáním působením vody.

17. Způsob podle kteréhokoli z nároků 14-16 vyznačený tím, že se alespoň protažená vrstva vrstvy plsti zhušťuje.

13. Použití netkané vrstvy podle kteréhokoli z nároků 1 az 9 nebo vrstvené struktury podle kteréhokoli z nároků 10 až 13 nebo netkané vrstvy získatelné způsobem podle kteréhokoli z nároků 12-17 ve strukturách s balistickou odolností .