CZ302793B6 - Chránic tela, predevším pro balistickou ochranu - Google Patents

Abstract

Rešení se týká chránice (10) tela, sestávajícího z alespon jedné odolné vrstvy (11) a alespon jedné podložné vrstvy (12), upravený predevším pro balistickou ochranu, kde podstata spocívá v tom, že alespon jedna podložná vrstva (12) je vytvorena jako prostorová textilie, vytvorená jako dvojice krycích vrstev (121, 122), mezi nimiž je uložena struktura k temto krycím vrstvám (121, 122) kolmo a/nebo šikmo uložených vláken (123).

Description

Chránič těla, především pro balistickou ochranu

Oblast techniky

Vynález se týká ochranných pomůcek na ochranu osob proti střelám, především pomůcek typu materiálu pro vytvoření ochranných objektů či vest, které poskytují nejen ochranu proti proniknutí střely do těla nositele, ale navíc ještě účinně omezují tlaková zranění od nárazu střely, jako j sou krevní výrony apod.

Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou známy ochranné pomůcky proti střelám, případně proti bodným zbraním, a sice typu ochranných obleků a ochranných vest. Tyto oděvní součásti jsou obvykle konstruovány tak, že obsahují vrstvu mimořádně odolného materiálu, například na bázi kovu či keramiky, nebo i speciálních plastů, kde tato vrstva je umístěna v textilním obalu. Nejčastější formou jsou pak ochranné vesty. Takové ochranné prvky plní přiměřeným způsobem svoji funkci, ovšem nevýhodou zůstává relativně malá ochrana proti tlakovým zraněním, neboť samotný odolný ochranný materiál má jen omezenou pružnost, takže síla nárazu se sice rozvádí do šířky a zabrání se bodovému průniku střely či bodné zbraně do těla nositele takové ochrany, ale následkem sice krátkodobého, ale velmi vysokého nárůstu síly na tělo dojde k tlakovým zraněním, a to zraněním často poměrně vážným. Tato nevýhoda se řeší obecně připojením relativně měkké, resp. pružící vrstvy pod vlastní pevnostní ochranný materiál. Tak příkladně ve spise GB 2 422 086 je patrné použití tlumicí vrstvy, vytvořené jako kombinace plástvové struktury s uložením ocelových kuliček, odolných proti střelám, do gelového materiálu. Zde se ovšem jeví tlumicí účinek gelové výplně jako problematický, přičemž celá struktura s ocelí a gelem bude poměrně těžká. Jiné řešení naznačené problematiky představuje spis US 6 012 162, kde tlumicí vrstva je vytvořena jako dutá struktura, do které se napouští pod tlakem tekutina, přičemž napouštění se děje bud’ na pokyn tlakového senzoru při nárazu, nebo před očekávaným nebezpečím se napustí struktura ručním ovládáním. Takové zařízení je ovšem technicky komplikované a navíc rychlost reakce případného pyrotechnického nebo tlakového plniČe nemusí být dostačující. Vedle toho při použití popsaných, ale i jiných tlumicích podložných vrstev se podstatně omezuje prostupnost pro vodní páry, čímž se nošení takové ochranné oděvní součásti stává i z tohoto pohledu nekomfortní. V rámci vrstvených výrobků, upravených jako balistická ochrana, jsou známa i řešení, kde je patrná snaha omezit bodové tlakové účinky. Tak například ve spise EP 0 805 332 je popsána struktura, vytvořená z více vrstev odolných vláken, kde se vyšší pružnosti dosahuje pomocí více vrstev, kladených přes sebe tak, že směry vláken v jednotlivých vrstvách jsou různoběžné. Nevýhodou je zde ovšem nutnost vytvořit pro vyšší pružnost zpravidla větší počet vrstev, čímž ovšem roste nepřiměřeně složitost výrobku, jeho tloušťka i hmotnost a současně s přibýváním počtu vrstev se významně snižuje i prodyšnost celé struktury. Podobně také ve spise EP 0 323 763 je popsána struktura s balistickou odolností, složená z více vrstev, a to z vrstev, resp. z alespoň jedné vrstvy, v podobě netkané textilie, vytvořené z odolných vláken, jako je aramid. Zde tedy jde jednak o strukturu, kde netkaná textilie může tvořit případně i jedinou vrstvu, sama textilie se předpokládá být vytvořena z odolných vláken a případně může být doplněna ještě odolnější vrstvou, například typu textilní nebo kovové opory. Dále jsou uvedeny různé další kombinace vrstev, kde ovšem vždy jde o netkané textilie v klasické podobě, kde vlákna jsou kladena v podstatě rovnoběžně s povrchy textilie, takže jejich pružící účinek je relativně velmi malý. Jsou sice známy samy o sobě i textilie, jejichž pružnost, resp. tuhost s výrazným pružícím a tlumicím účinkem, je principiálně vyšší, než u shora jmenovaných materiálů s jednou či více vrstvami, kde vlákna ve vrstvách jsou uspořádány buď na tkané, nebo i v netkané struktuře, vždy však s kladením vláken v podstatě rovnoběžně s povrchy příslušné textilie. Jedná se o struktury, označované v textilním oboru jako prostorové textilie, resp. 3D textilie. Takové materiály jsou patrné např. ze spisu DE 202006013996 nebo CN 1540052, V takových strukturách je kladení vláken v prostoru textilie záměrně různoběžné, případně i kolmé k povrchu takové textilie. Kombinace těchto 3D textilií

-1 CZ 302793 B6 s odolnými vrstvami ovšem v citovaných spisech není popsána ani naznačena a tím méně potom i je možno z těchto spisů čerpat poučení, jak takovou případnou kombinaci provést.

Úkolem vynálezu je tedy vytvořit kombinaci odolné vrstvy a podpůrné vrstvy tak, aby současně byla zachována dobrá balistická odolnost a přitom se dosáhlo nízké hmotnosti, dobré prodyšnosti a především přiměřené pružnosti s dobře laditelnou pohltivostí energie střely či bodného nástroje.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody se v podstatné míře řeší a relativně lehká a vzdušná ochranná oděvní součást či podobný balistický ochranný prvek se získává chráničem těla, především pro balistickou ochranu, podle předkládaného vynálezu, kde chránič sestává z alespoň jedné odolné vrstvy a alespoň jedné podložně vrstvy a kde podstata spočívá v tom, že alespoň jedna pod ložná vrstva je vytvořena jako prostorová textilie, vytvořená jako dvojice krycích vrstev, mezi nimiž je uložena struktura k těmto krycím vrstvám kolmo a/nebo šikmo uložených vláken. Výhodné může být, jestliže alespoň některá kolmo a/nebo šikmo uložená vlákna vykazují ve svém podélném profilu zaoblení. Výhodné je, jestliže alespoň jedna krycí vrstva je vytvořena jako textilie s přídavnou perforací. S výhodou je podložná vrstva spojena s odolnou vrstvou volným stehem. Výhodné je také, jestliže chránič sestává z alespoň jedné odolné vrstvy a dvou podložných vrstev, kde první podložná vrstva, doléhající na odolnou vrstvu, má větší tuhost než druhá podložná vrstva. Taková struktura s výhodou pak může být provedena tak, že první podložná vrstva a druhá podložná vrstva jsou vyrobeny v plošném spojení jako jeden celek, upravený k přišití nebo jinému připojení k odolné vrstvě.

Tím se dosáhne vytvoření struktury, která je přiměřeně odolná vůči průniku střely či bodné zbraně a současně vykazuje poměrně nízkou hmotnost a zejména si zachovává vysokou prodyšnost.

Přehled obrázků na výkresech

Předkládaný vynález je dále podrobněji popsán a vysvětlen na příkladném provedení, též s použitím výkresů, kde na obr. 1 je patrný příčný svislý řez strukturou chrániče v provedení s jednou odolnou vrstvou a jednou podložnou vrstvou, zatímco na obr. 2 je patrný příčný svislý řez strukturou chrániče v provedení s jednou odolnou vrstvou a se dvěma různými podložnými vrstvami, na obr. 3 je ještě spodní pohled na chránič, tedy pohled ze strany podložně vrstvy, a konečně na obr. 4 je ještě provedení dle obr. 2 a 3, tentokrát v příčném podélném řezu, tedy v řezu kolmém na zobrazení na obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

Chránič JO je vytvořen jako díl tzv. neprůstřelné vesty, zde jako celek neznázoměné, ve které je jinak obvyklým způsobem vytvořena přední a zadní Část a kde v každé této části podstatný podíl plochy je vyroben jako díl, odolný proti střelám a bodným zbraním. Samotný chránič jO pak zde sestává, v provedení dle obr, 1, z jedné odolné vrstvy 11 a jedné podložně vrstvy 12, přičemž podložná vrstva 12 je vytvořena jako prostorová textilie. Tato prostorová textilie je zde vytvořena jako dvojice krycích vrstev 121. 122, mezi nimiž je uložena struktura k těmto krycím vrstvám šikmo uložených vláken 123. Výhodně zde některá šikmo uložená vlákna 123 vykazují ve svém podélném profilu zaoblení. Dále pak je zde patrné, jak jedna krycí vrstva, zde druhá krycí vrstva 122, je vytvořena jako textilie s přídavnou perforací 1220, zde ve formě tvarovaných otvorů. Podložná vrstva 12 je zde spojena s odolnou vrstvou 11 volným stehem, zde v detailu neznázorněným, ale provedeným jinak samo o sobě známým způsobem tak, že stehy stahují k sobě obě vrstvy 11,12, ale nezpůsobují významnou deformaci ve smyslu stlačení prostorové textilie, čímž

-2 CZ 302793 B6 se dosáhne sice pevného propojení, ale nedojde ani v místě sešití k omezení tlumicí funkce podložně vrstvy 12. Alternativně je pak na obr. 2 znázorněno provedení, kde chránič 10 sestává z jedné odolné vrstvy Ha ze dvou podložných vrstev 12, 120, kde první podložná vrstva 12, doléhající na odolnou vrstvu _U, má větší tuhost než druhá podložná vrstva 120.

Funkce popsaného chrániče je následující. Při deceleraci střely na odolné vrstvě chrániče se vyvozuje reakční síla, kde jednak její bodové působení se rozvádí do větší plochy, jednak díky postupné deformaci podložně vrstvy se prodlužuje čas deceterace a tím se úměrně zmenšuje i silové maximum při působení na příslušné místo těla nositele tohoto chrániče. V provedení io s dvojí podložnou vrstvou pak lze konstrukčně ještě lépe ladit průběh sil při dopadu střely, přičemž i při hustší a pevnější první podložně vrstvě se stále zachovává lehkost a hlavně výborná prodyšnost celého chrániče, a to především ve vrstvě blízké povrchu těla nositele chrániče. Takto tedy je vytvořena struktura, která je přiměřeně odolná vůči průniku střely či bodné zbraně a současně vykazuje poměrně nízkou hmotnost a zejména si zachovává vysokou prodyšnost. Přitom právě u tzv. prostorové textilie, označované též jako trojrozměrná, resp, 3D textilie, se dosahuje, i při malé hmotnosti a velké prodyšnosti, relativně vysoké pevnosti v tlaku, přičemž naúhlováním vláken a/nebo jejich podélným zahnutím lze ještě dále ladit tuhost, což je právě v této aplikaci, a při kombinací s relativně neprodyšnou a vysoce tuhou odolnou vrstvou, věc zásadního významu.

Průmyslová využitelnost

Chránič podle předkládaného vynálezu je využitelný především jako balistická ochrana osob, ale použitelnost přichází v úvahu případně i pro pracovní ochranu v oblastech, kde hrozí nebezpečí zranění nenadálým úderem či dopadem ostrých nebo i malých, ale rychle se pohybujících předmětů.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   35 1. Chránič těla, sestávající z alespoň jedné odolné vrstvy a alespoň jedné podložně vrstvy, upravený především pro balistickou ochranu, vyznačený tím, že alespoň jedna podložná vrstva (12) je vytvořena jako prostorová textilie, vytvořená jako dvojice krycích vrstev (121, 122), mezi nimiž je uložena struktura k těmto kiycím vrstvám (121, 122) kolmo a/nebo šikmo uložených vláken (123).
2. 2. Chránič těla podle nároku 1, vyznačený tím, že alespoň některá kolmo a/nebo Šikmo uložená vlákna (123) vykazují ve svém podélném profilu zaoblení.
3. 3. Chránič těla podle nároků 1 a 2, vyznačený tím, že alespoň jedna krycí vrstva

   45 (121, 122) je vytvořena jako textilie s přídavnou perforací (1220).
4. 4. Chránič těla podle nároků 1 až 3, vyznačený tím, že alespoň první podložná vrstva (12) je spojena s odolnou vrstvou (11) volným stehem.

   50
5. 5. Chránič těla podle nároků 1 až 4, vyznačený tím, že chránič (10) sestává z alespoň jedné odolné vrstvy (11) a dvou podložných vrstev (12, 120), kde první podložná vrstva (12), doléhající na odolnou vrstvu (11), má větší tuhost než druhá podložná vrstva (120).

   -3CZ 302793 B6
6. 6. Chránič těla podle nároku 5, vyznačený tím, že první podložná vrstva (12) a druhá podložná vrstva (120) jsou vyrobeny v plošném spojení jako jeden celek, upravený k přišití nebo jinému připojení k odolné vrstvě (11).