DE10047977A1 - Penetration-resistant protective layer and process for its production - Google Patents
Penetration-resistant protective layer and process for its productionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine durchdringungsfeste Schutzschicht sowie auf verschiedene Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a penetration-resistant protective layer and to various Process for their production.
Für durchdringungsfeste Schutzschichten existieren eine Vielzahl von praktischen Anwendungsgebieten. Sie lassen sich überall dort einsetzen, wo einerseits ein Schutz gegen eine starke punktförmige Belastung benötigt wird, andererseits jedoch eine gewisse Flexibilität des Materials erforderlich ist, um dieses an unterschiedliche Formen anzupassen. Unter anderem eignen sie sich beispielsweise für die Absicherung gegen das Eindringen von Schneid- und Stichwerkzeugen, ohne daß der hinter der Schutzschicht liegende Bereich wesentlich beeinträchtigt wird. Dabei kann es durchaus zugelassen werden, daß die Spitze des Schneid- oder Stichwerkzeuges geringfügig durch die Schutzschicht hindurchdringt. Ein darüber hinausgehendes tieferes Eindringen muß jedoch abgefangen werden. Zudem muß die Integrität der Schutzschicht gewahrt bleiben.There are a number of practical ones for penetration-resistant protective layers Applications. They can be used wherever there is protection against one strong punctiform load is required, but on the other hand a certain flexibility of the Material is required to adapt it to different shapes. Amongst other things They are suitable, for example, for protection against the ingress of cutting and Stitching tools without the area behind the protective layer being essential is affected. It may well be allowed that the tip of the cutting or piercing tool penetrates slightly through the protective layer. One about it however, deeper penetration must be intercepted. In addition, integrity the protective layer is preserved.
Gerade an Einrichtungen, die der allgemeinen Öffentlichkeit zugänglich sind, besteht ein hohes Interesse an Schutzschichten, mit denen im Falle von Vandalismus die bei Zerstörungsangriffen auftretenden Schäden gering gehalten werden können. Ein häufiges Ziel für Zerstörungsangriffe sind insbesondere gepolsterte Sitze und Verkleidungen in öffentlichen Verkehrsmitteln, bei denen nach Durchdringung der äußeren Einhüllung die Polsterung zerschnitten wird. There is a particularly high level of facilities that are accessible to the general public Interest in protective layers that are used in the event of vandalism in the event of destructive attacks occurring damage can be kept low. A common target for destructive attacks are particularly upholstered seats and cladding on public transport which, after penetrating the outer covering, the upholstery is cut.
Zur Verminderung der Schäden sind bereits eine Vielzahl Anti-Vandalismus-Schutzschichten bekannt, mit denen eine Polsterung gegen ein Zerschneiden geschützt werden kann. Üblicherweise wird hierzu ein flaches Gewebe aus Metalldraht oder einem anderen hochfesten Material in ein Trägersubstrat eingebettet oder an einem solchen appliziert. Allerdings weisen derartige Gewebe bei einem ausreichenden Schutz gegen ein Zerschneiden oder Durchstechen eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit auf, so daß die Möglichkeiten, solche Anti-Vandalismus- Schutzschichten an komplizierte Formgebungen anzupassen, eher gering sind. Überdies werden solche Anti-Vandalismus-Schutzschichten bei der Verwendung zum Schutz von Polsterungen als verhältnismäßig hart und unbequem empfunden. Zudem besteht die Gefahr, daß einzelne Fasern des Gewebes brechen und bei sachgerechtem Gebrauch eines Polstersitzes zu Verletzungen des Sitzenden oder zu Beschädigungen von dessen Bekleidung fuhren. Eine entsprechende Anti-Vandalismus-Schutzschicht, bei der ein feines Metall-Gittergewebe verwendet wird, ist beispielsweise aus der DE 37 02 639 bekannt.A large number of anti-vandalism protective layers are already in place to reduce the damage known with which padding can be protected against cutting. Typically, a flat metal wire or other high-strength fabric is used for this Material embedded in or applied to a carrier substrate. However point such fabrics with sufficient protection against cutting or puncturing relatively high rigidity, so that the possibilities of such anti-vandalism Adapt protective layers to complicated shapes, are rather small. Beyond that such anti-vandalism protective layers when used to protect upholstery felt to be relatively hard and uncomfortable. There is also a risk that individual Fibers of the fabric break and, if used properly, an upholstered seat Injuries to the seated person or damage to their clothing. A appropriate anti-vandalism protective layer, in which a fine metal mesh is used is known for example from DE 37 02 639.
Weiterhin ist es aus der US 5,545,470 A bekannt, durch eine räumliche Strukturierung des hochfesten Gewebes die Flexibilität einer Anti-Vandalismus-Schutzschicht zu erhöhen. Gleichzeitig soll durch die räumliche Strukturierung gegenüber flachen Geweben aus hochfesten Kunststoff-Fasern wie beispielsweise Aramidfasern eine höhere Schnittfestigkeit erzielt werden. Wesentlich hierfür ist, daß die hochfesten Fasern des räumlich strukturierten Gewebes zumindest teilweise senkrecht zu der Haupterstreckungsebene desselben verlaufen. Allerdings ist die Herstellung eines solchen Gewebes aus hochfesten Fasern aufwendig. Zudem bleibt das grundsätzliche Problem, daß durch gebrochene oder mutwillig zerschnittene Fasern oder Metalldrähte Verletzungen oder Schäden verursacht werden können, weiter bestehen.Furthermore, it is known from US 5,545,470 A, through a spatial structuring of the high-strength fabric to increase the flexibility of an anti-vandalism protective layer. At the same time, the spatial structuring should stand out from flat fabrics high-strength plastic fibers such as aramid fibers have a higher cut resistance be achieved. It is essential that the high-strength fibers of the spatially structured Tissue run at least partially perpendicular to the main extension plane of the same. However, the production of such a fabric from high-strength fibers is complex. moreover The fundamental problem remains that of broken or willfully cut fibers or metal wire injury or damage may continue to exist.
Davon ausgehend liegt Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine durchdringungsfeste Schutzschicht mit hohem Schnitt- und Stichschutz zu schaffen, die einfach herstellbar ist und sich flexibel verwenden läßt.Proceeding from this, the invention is based on the object of being penetration-resistant To create protective layer with high cut and stab protection that is easy to manufacture and can be used flexibly.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine durchdringungsfeste Schutzschicht, umfassend ein flexibles, flächenhaftes Trägersubstrat und eine Vielzahl von Flächenelementen, die über die Fläche des Trägersubstrats verteilt angeordnet und mit dem Trägersubstrat verbunden sind und die eine größere Schnittfestigkeit aufweisen als das Trägersubstrat, wobei die Flächenelemente derart versetzt zueinander angeordnet sind, daß in Fortsetzung von zwischen benachbarten Flächenelementen verlaufenden Grenzlinien wiederum Flächenelemente angeordnet sind, um die Fortsetzung der Grenzlinien über die Fläche des Trägersubstrats zu unterbrechen. This object is achieved by a penetration-resistant protective layer comprising a flexible, two-dimensional carrier substrate and a variety of surface elements that over the Surface of the carrier substrate are arranged distributed and connected to the carrier substrate and which have a greater cut resistance than the carrier substrate, the surface elements are staggered such that in continuation of between adjacent Area elements extending in turn are arranged around surface elements interrupt the continuation of the boundary lines over the area of the carrier substrate.
Durch die Verwendung von einer Vielzahl von Flächenelementen, die jeweils eine für den Einsatzzweck ausreichend bemessene Durchdringungsfestigkeit aufweisen, ergibt sich eine hohe Durchdringungsfestigkeit der Schutzschicht, die im wesentlichen unabhängig von der Festigkeit des flächenhaften Trägersubstrats ist. Die Schutzschicht ist überdies gegenüber räumlich strukturierten Fasergeweben einfacher herstellbar.By using a large number of surface elements, each one for the If the intended use has sufficient penetration resistance, a high penetration resistance of the protective layer, which is essentially independent of the Strength of the flat carrier substrate is. The protective layer is also opposite spatially structured fiber fabrics easier to manufacture.
Zudem bleibt die Schutzschicht insgesamt sehr flexibel, so daß diese auch bei komplizierten Formgebungen als Hülle oder Trennschicht eingesetzt werden kann, da die Flächenelemente zueinander etwas beweglich sind. Die Integrität der Schutzschicht bei einem Zerstörungsangriff wird durch den Versatz der Flächenelemente gewahrt. Selbst dann, wenn der Zerstörungsangriff zwischen zwei benachbarten Flächenelementen erfolgt, wird das eindringende Werkzeug durch die weiteren Flächenelemente abgefangen.In addition, the protective layer as a whole remains very flexible, so that it is also suitable for complicated ones Shapes can be used as a shell or separating layer, since the surface elements are somewhat mobile with each other. The integrity of the protective layer in the event of a destructive attack is maintained by the offset of the surface elements. Even if the destructive attack between two adjacent surface elements, the penetrating tool is through the other surface elements intercepted.
Je nach Einsatzzweck wird die Größe der Flächenelemente und der Abstand desselben derart bemessen, daß die maximal mögliche Eindringtiefe eines Schneide- oder Stichwerkzeuges gering bleibt. Bei einem Zerstörungsangriff mit einem Schneide- oder Stichwerkzeug kann damit ein linienförmiges Aufschlitzen der Schutzschicht zuverlässig vermieden werden. Trifft das Schneide- oder Stichwerkzeug bei einem ersten Auftreffen auf die Schutzschicht unmittelbar auf ein Flächenelement, so ist dieses Flächenelement selbst ausreichend fest, um den dabei auftretenden punktförmigen Belastungen zu widerstehen. Die bei Weiterführung einer Schnittbewegung auftretenden Kräfte sind in der Regel geringer und werden von den benachbarten Flächenelementen in gleicher Art und Weise abgefangen. Gelangt das Schneide- oder Stichwerkzeugen zwischen zwei benachbarte Flächenelemente, so wird dort unter Umständen, insbesondere im Falle eines erstmaligen Auftreffens, das Trägersubstrat durchtrennt. Dies wird hier bewußt in Kauf genommen. Die Länge des durchtrennten Abschnitts des Trägersubstrats bleibt jedoch außerordentlich kurz, da die Schnittlinie sofort wieder auf ein schnittfestes Flächenelement trifft. Ein weiteres Eindringen des Schneide- oder Stichwerkzeuges wird durch die in der Nachbarschaft liegenden Flächenelemente verhindert, so daß die Schädigung der Schutzschicht stark lokal begrenzt bleibt und für den Zusammenhalt der Schutzschicht ohne ernstliche Auswirkungen ist. Die Schutzschicht ist somit gewissermaßen selbstheilend.Depending on the application, the size of the surface elements and the distance between them will be such dimension that the maximum possible penetration depth of a cutting or engraving tool remains low. In the event of a destructive attack with a cutting or stitching tool, so that a linear slitting of the protective layer can be reliably avoided. Meets the cutting or stitching tool the first time it hits the protective layer directly on a surface element, this surface element itself is sufficiently firm to to withstand the punctiform loads that occur. The continuation of one Forces occurring in the cutting movement are generally lower and are reduced by the neighboring surface elements intercepted in the same way. If the cutting or stitch tools between two adjacent surface elements, so there is under Circumstances, especially in the case of a first-time impact, the carrier substrate severed. This is consciously accepted here. The length of the cut section of the carrier substrate remains extremely short, however, since the cut line immediately returns to cut-resistant surface element meets. Another penetration of the cutting or stitching tool is prevented by the surface elements lying in the neighborhood, so that the Damage to the protective layer remains strongly local and for the cohesion of the Protective layer with no serious impact. The protective layer is thus to a certain extent self-healing.
Im Unterschied zu Anti-Vandalismus-Schutzschichten, die Gewebe mit Drähten oder hochfesten Fasern verwenden, stellen Mikroschädigungen keine Verletzungsgefahr dar, wenn die geschädigte Schutzschicht in Körperkontakt mit einer Person gelangt.Unlike anti-vandalism protective layers, the fabric with wires or Using high-strength fibers, micro damage does not pose a risk of injury if the damaged protective layer comes into physical contact with a person.
Neben der bereits erläuterten Anwendungsmöglichkeit zum Schutz von Polsterungen kann die Schutzschicht auch zu weiteren Zwecken eingesetzt werden. Beispielsweise ist es möglich, diese in Falteverdecken von Fahrzeugen, in Planen oder in Schutzbekleidungsstücken zu verwenden. Im letzteren Fall kann durch die hohe Flexibilität der Schutzschicht ein hoher Tragekomfort erzielt werden.In addition to the already explained application for protecting upholstery, the Protective layer can also be used for other purposes. For example, it is possible these in folding covers of vehicles, in tarpaulins or in protective clothing use. In the latter case, due to the high flexibility of the protective layer, a high one Comfort can be achieved.
Die Herstellbarkeit der Schutzschicht läßt sich weiter vereinfachen, wenn alle Flächenelemente die gleiche Form aufweisen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Flächenelemente zunächst separat hergestellt und einzelnen oder gruppenweise mit dem Trägersubstrat verbunden werden.The producibility of the protective layer can be further simplified if all surface elements have the same shape. This is particularly advantageous if the surface elements initially manufactured separately and individually or in groups with the carrier substrate get connected.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Flächenelemente überlappungsfrei nebeneinander angeordnet. Hierdurch kann eine hohe Flexibilität der Schutzschicht realisiert werden, da jedem einzelnen Flächenelement ein eigener, wenn auch kleiner Bewegungsspielraum zur Verfügung steht.In an advantageous embodiment of the invention, the surface elements are free of overlaps arranged side by side. This enables a high degree of flexibility in the protective layer because each individual surface element has its own, albeit smaller Freedom of movement is available.
Grundsätzlich können die Flächenelemente in vielfältigen Umrißformen hergestellt werden, wobei sich die einzelnen Elemente in ihrer Form auch voneinander unterscheiden. Für einen hohen Schneide- und Stichschutz ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn die Flächenelemente mindestens 80 Prozent der Gesamtfläche des Trägersubstrats überdecken.In principle, the surface elements can be produced in a variety of outline shapes, the individual elements also differ from one another in their form. For one high cutting and stab protection, it is advantageous in this context if the Area elements cover at least 80 percent of the total area of the carrier substrate.
Für die Herstellung ist es mitunter günstig, die Flächenelemente zu einer Matte miteinander zu verbinden. In einem solchen Fall können eine Vielzahl von Flächenelementen in besonders einfacher Art und Weise gemeinsam gehandhabt werden. Auch können die Flächenelemente bereits miteinander verbunden hergestellt werden, indem die für die Beweglichkeit der Schutzschicht erforderlichen Zwischenräume zwischen den einzelnen Flächenelementen aus einem flächenhaften Substrat hoher Schnittfestigkeit ausgestanzt werden.For the production, it is sometimes favorable to combine the surface elements into a mat connect. In such a case, a large number of surface elements in particular be handled together in a simple manner. The surface elements can also already connected to each other by the for the mobility of the Protective layer required spaces between the individual surface elements are punched out of a flat substrate with high cut resistance.
Die Flächenelemente können ausschließlich über dünne, flexible Stege miteinander verbunden sein, wodurch bei verbundenen Flächenelementen eine besonders hohe Flexibilität der Schutzschicht gewährleistet bleibt.The surface elements can only be connected to one another via thin, flexible webs be, whereby a particularly high flexibility of the connected surface elements Protective layer remains guaranteed.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Flächenelemente als einfache Kreisscheiben ausgebildet, die sich jeweils sehr einfach herstellen lassen. Als Grenzlinien zwischen benachbarten Kreisscheiben sind im Sinne dieser Anmeldung die an die Punkte kleinsten Abstandes angelegten Tangenten zu verstehen.In an advantageous embodiment of the invention, the surface elements are simple Circular discs designed, which are very easy to manufacture. As boundary lines In the sense of this application, between adjacent circular disks are the points to understand the smallest distance of tangents.
Zur Verminderung der Zwischenräume zwischen den Flächenelementen sind in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Flächenelemente jeweils als Sechsecke ausgebildet, die wabenförmig zueinander angeordnet sind.To reduce the gaps between the surface elements are in another advantageous embodiment of the invention, the surface elements each as hexagons trained, which are arranged honeycomb to each other.
Da mitunter eine gewisse Eindringtiefe eines Schneide- oder Stichwerkzeuges in die Schutzschicht zugelassen werden kann, läßt sich in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Flexibilität der Schutzschicht dadurch weiter erhöhen, daß die Flächenelemente jeweils ein zentrales Loch aufweisen. Diese Löcher unterstützen gegebenenfalls das Biegeverhalten der Schutzschicht auch im Bereich der Flächenelemente selbst. Überdies ergibt sich eine Einsparung des Materials der Flächenelemente, durch die dann, wenn dieses schwerer ist, als dasjenige des Trägersubstrats oder eines gegebenenfalls verwendeten Füllmaterials, eine Verminderung des Flächengewichtes der Schutzschicht erzielt wird. Insbesondere bei Flächenelementen aus Metall macht sich dies deutlich bemerkbar.Because sometimes a certain depth of penetration of a cutting or stitching tool into the Protective layer can be approved, can be in a further embodiment of the invention further increase the flexibility of the protective layer in that the surface elements each one have a central hole. These holes support the bending behavior of the Protective layer also in the area of the surface elements themselves Saving of the material of the surface elements, by which if this is heavier than that of the carrier substrate or an optionally used filling material, a Reduction in the basis weight of the protective layer is achieved. Especially at This makes surface elements made of metal clearly noticeable.
Eine hohe Flächendeckung bei nebeneinander angeordneten Flächenelementen ergibt sich auch dann, wenn entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Flächenelemente kreuzförmig ausgebildet sind und alle Kanten eines Flächenelementes zwischen jeweils zwei benachbarten Ecken des Kreuzes gleich lang sind.There is also a high area coverage with surface elements arranged side by side when, according to a further advantageous embodiment of the invention, the Surface elements are cross-shaped and all edges of a surface element between two adjacent corners of the cross are the same length.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Flächenelemente einander schuppenartig überlappend angeordnet. Dabei ist weiterhin jedes Flächenelement mit dem Trägersubstrat verbunden. Eine Verbindung der Flächenelemente untereinander im Bereich ihrer Überlappung ist dabei nicht unbedingt notwendig. Diese Ausführungsvariante besitzt den Vorteil, daß ungeschützte Bereiche an dem Trägersubstrat vollkommen vermieden werden, somit selbst die oben erläuterten Mikroverletzungen der Schutzschicht ausgeschlossen werden können.In a further advantageous embodiment, the surface elements are mutually arranged overlapping like a scale. Each surface element is still with the Carrier substrate connected. A connection of the surface elements with each other in the area their overlap is not absolutely necessary. This variant has the Advantage that unprotected areas on the carrier substrate are completely avoided, thus even the micro-injuries of the protective layer explained above can be excluded can.
Zur Verminderung des Flächengewichts der Schutzschicht werden die Flächenelemente bevorzugt aus Kunststoff hergestellt, wobei hier vor allem Hartkunststoffe wie Epoxidharz, PC, POMH, PMMA, PHA, PPS und PEEK zum Einsatz kommen, denen bei Bedarf Siliziumcarbid oder Aluminiumoxid als Füllstoffe beigefügt werden. The surface elements are used to reduce the weight per unit area of the protective layer preferably made of plastic, with hard plastics such as epoxy resin, PC, POMH, PMMA, PHA, PPS and PEEK are used, to which silicon carbide is required or aluminum oxide as fillers.
Die Verbindung der Flächenelemente mit dem Trägersubstrat erfolgt bevorzugt durch Kleben, wobei die Flächenelemente auf das Trägersubstrat aufgeklebt sind, so daß diese über das Trägersubstrat vorstehen. Die damit zwischen den Flächenelementen verbleibenden Freiräume ermöglichen eine hohe Biegbarkeit der Schutzschicht.The surface elements are preferably connected to the carrier substrate by gluing, wherein the surface elements are glued to the carrier substrate, so that this over the Protrude carrier substrate. The free spaces remaining between the surface elements enable the protective layer to be highly flexible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Flächenelemente in das Trägersubstrat eingebettet, wobei jeweils eine flächenhafte Seite der Flächenelemente trägersubstratfrei ist. Diese Seite schließt glattflächig mit dem Trägersubstrat ab. Damit kann insbesondere dann, wenn die Schutzschicht von außen unmittelbar zugänglich ist, einem Abhebeln der einzelnen Flächenelemente vorgebeugt werden. Die Haftung der Flächenelemente an dem Trägersubstrat wird entweder unmittelbar durch eine Verbindung der entsprechenden Materialien erzielt, oder aber durch einen geeigneten Haftkleber.In a further advantageous embodiment of the invention, the surface elements are in the Carrier substrate embedded, each with a flat side of the surface elements is free of carrier substrates. This side is flush with the carrier substrate. So that can especially when the protective layer is directly accessible from the outside Prying off of the individual surface elements can be prevented. The liability of the surface elements on the carrier substrate is either directly by connecting the corresponding Materials achieved, or with a suitable pressure sensitive adhesive.
Weiterhin ist es auch möglich, die Flächenelemente vollständig in das Trägersubstrat einzubetten, wodurch die Flächenelemente durch das Trägersubstrat gegen Umgebung- und Witterungseinflüsse geschützt sind.Furthermore, it is also possible to completely cover the surface elements in the carrier substrate embed, whereby the surface elements through the carrier substrate against environmental and Weather influences are protected.
Die eingangs genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer durchdringungsfesten Schutzschicht, bestehend aus einem flexiblen Trägersubstrat und einer Vielzahl von Flächenelementen, die über die Fläche des Trägersubstrats verteilt angeordnet sind und eine größere Schnittfestigkeit aufweisen als das Trägersubstrat, wobei die Flächenelemente derart versetzt zueinander angeordnet sind, daß in Fortsetzung von Grenzlinien zwischen benachbarten Flächenelementen wiederum Flächenelemente angeordnet sind, um die Fortsetzung der Grenzlinien über die Fläche des Trägersubstrats zu unterbrechen, bei dem die Flächenelemente auf das Trägersubstrat aufgeklebt werden. Diese Vorgehensweise erlaubt eine hohe Freiheit bei der Auswahl des verwendeten Materials für die Flächenelemente. Diese können beispielsweise aus einem Hartkunststoff, aus Metall, aus Keramik oder auch aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen. Zur Vereinfachung der Handhabung können dabei auch Matten aus miteinander verbundenen Flächenelementen zum Einsatz kommen.The above-mentioned object is further achieved by a method for producing a penetration-resistant protective layer, consisting of a flexible carrier substrate and a A large number of surface elements which are arranged distributed over the surface of the carrier substrate and have a greater cut resistance than the carrier substrate, the surface elements are staggered so that continuation of boundary lines between adjacent surface elements are in turn arranged to the Continuing to interrupt the boundary lines across the area of the carrier substrate at which the Surface elements are glued to the carrier substrate. This procedure allows one high freedom in the selection of the material used for the surface elements. This can, for example, from a hard plastic, from metal, from ceramic or from one Fiber composite material exist. You can also simplify handling Mats made of interconnected surface elements are used.
In einer weiteren Variante des Herstellungsverfahrens bestehen die Flächenelemente aus einem Hartkunststoff. In diesem Fall ist es möglich, die Flächenelemente aus Harz in einem Druckverfahren auf das Trägersubstrat aufzudrucken. Die aufgedruckten Flächenelemente werden anschließend ausgehärtet. Diese Vorgehensweise erlaubt eine hohe Gestaltungsfreiheit für die Form der Flächenelemente, wobei diese nicht notwendigerweise alle gleichartig ausgebildet sein müssen. Vielmehr sind auch Raster oder Gruppen von Flächenelementen unterschiedlicher Form möglich. Jedoch werden längere geradlinige Grenzlinien zwischen den Flächenelementen, insbesondere solche geradlinigen Grenzlinien, die sich entlang von mehr als zwei benachbarten Flächenelementen erstrecken, vermieden.In a further variant of the manufacturing process, the surface elements consist of a Hard plastic. In this case it is possible to combine the surface elements made of resin in one Printing process to be printed on the carrier substrate. The printed surface elements are then cured. This procedure allows a high degree of design freedom for the shape of the surface elements, although these are not necessarily all of the same type must be trained. Rather, there are also grids or groups of surface elements different shape possible. However, longer straight lines between the Surface elements, in particular those straight-line boundary lines that extend along more than extend two adjacent surface elements avoided.
Schließlich können in einem weiteren Verfahren die Flächenelemente an das Trägersubstrat angespritzt werden.Finally, in a further method, the surface elements can be attached to the carrier substrate be injected.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention is illustrated below with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in more detail. The drawing shows in:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer durchdringungsfesten Schutzschicht in einer Schnittdarstellung, die hier beispielhaft zwischen einem Polster und einem Bezugstoff angeordnet ist, Fig. 1 shows a first embodiment of a penetration-resistant protective layer in a sectional view, which is arranged here for example between a pad and a cover material,
Fig. 2 eine Ansicht auf einen Ausschnitt der Schutzschicht zur Veranschaulichung einer ersten Form von Flächenelementen, Fig. 2 is a view of a section of the protective layer for illustrating a first form of panel elements,
Fig. 3 eine Ansicht auf einen Ausschnitt einer weiteren Schutzschicht zur Veranschaulichung des Anordnungsmusters von sechseckigen Flächenelementen, Fig. 3 is a view of a detail of a further protective layer for illustrating the arrangement pattern of hexagonal flat elements,
Fig. 4 eine Ansicht auf einen Ausschnitt einer weiteren Schutzschicht zur Veranschaulichung des Anordnungsmusters von kreuzförmigen Flächenelementen, Fig. 4 is a view of a detail of a further protective layer for illustrating the arrangement pattern of the cross-shaped surface elements,
Fig. 5 eine Ansicht auf einen Ausschnitt einer weiteren Schutzschicht zur Veranschaulichung des Anordnungsmusters von einander schuppenartig überlappenden Flächenelementen, Fig. 5 is a view of a detail of a further protective layer for illustrating the arrangement pattern of each scale-like overlapping surface elements,
Fig. 6 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer durchdringungsfesten Schutzschicht, Fig. 6 shows a section through a second embodiment of a penetration-resistant protective layer,
Fig. 7 einen Schnitt in durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer durchdringungsfesten Schutzschicht, und in Fig. 8 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel einer durchdringungsfesten Schutzschicht. Fig. 7 is a section through a third embodiment of a penetration-resistant protective layer, and in Fig. 8 a section through a fourth embodiment of a penetration-resistant protective layer.
Das erste Ausfbhrungsbeispiel in Fig. 1 zeigt eine durchdringungsfeste Schutzschicht 1 zusammen mit einem Schaumstoff-Polster 2 eines Fahrzeugsitzes. Hierbei dient die Schutzschicht 1 dazu, das Polster 2 gegen Schnitt- und Stichbeschädigungen zu schützen. Um ein Verrutschen der Schutzschicht 1 zu dem Polster 2 zu vermeiden, ist diese fest mit dem Polster 2 verbunden. Dazu sind die beiden Elemente miteinander verklebt. Die so gebildete Einheit ist von einem äußeren Bezug 3 umgeben, mit dem die Schutzschicht 1 abgedeckt wird.The first exemplary embodiment in FIG. 1 shows a penetration-resistant protective layer 1 together with a foam pad 2 of a vehicle seat. Here, the protective layer 1 serves to protect the pad 2 against cut and stab damage. In order to prevent the protective layer 1 from slipping to the cushion 2 , it is firmly connected to the cushion 2 . For this, the two elements are glued together. The unit thus formed is surrounded by an outer cover 3 with which the protective layer 1 is covered.
Die durchdringungsfeste Schutzschicht 1 weist ein flächenhaftes Trägersubstrat 4 auf, das als flexible Kunststoff-Folie ausgebildet ist, jedoch auch ein flexibles Textilgewebe sein kann. Dieses Trägersubstrat 4 ist mit einer Vielzahl von Flächenelementen 5 bestückt, die jeweils eine hohe Schnittfestigkeit aufweisen. Die Flächenelemente 5 sind als Plättchen ausgebildet und bestehen aus einem hochfesten Kunststoffmaterial wie beispielsweise Epoxidharz, dem als Füllstoff Aluminiumoxid oder Siliziumcarbid zugesetzt ist. Sie können auch aus Metall, Keramik oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt werden. Ihre Dicke ist derart gewählt, daß sie den größten zu erwartenden punktförmigen Belastungen einen ausreichenden Widerstand gegen ein Durchtrennen bieten.The penetration-resistant protective layer 1 has a flat carrier substrate 4 , which is designed as a flexible plastic film, but can also be a flexible textile fabric. This carrier substrate 4 is equipped with a large number of surface elements 5 , each of which has a high cut resistance. The surface elements 5 are designed as platelets and consist of a high-strength plastic material such as epoxy resin, to which aluminum oxide or silicon carbide is added as a filler. They can also be made from metal, ceramic, or a fiber composite. Their thickness is chosen in such a way that they offer sufficient resistance to severing the largest point loads to be expected.
Für eine möglichst weitestgehende Abdeckung der Gesamtfläche des Trägersubstrats 4 sind die Flächenelemente 5 derart konturiert, daß diese mit lediglich geringen Abständen in einer Ebene nebeneinander liegen. Dabei kann die Umrißform der einzelnen Flächenelemente 5 untereinander variieren. Durch die geringfügige Beabstandung der Flächenelemente 5 läßt sich die Schutzschicht 1 einfach verformen und damit an unterschiedliche Konturen anpassen. Die Flexibilität hängt dabei u. a. von der Größe der einzelnen Flächenelemente 5 ab, die hier in der Größenordnung von 5 bis 1000 mm2 liegt. Zwischen den nebeneinander liegenden Flächenelementen 5 ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Trägersubstrat 4 für Zerstörungsangriffe zugänglich. Würde man lediglich rechteckige oder quadratische Flächenelemente 5 schachbrettartig anordnen, so wäre es unschwer möglich, das Trägersubstrat 4 entlang der durchgehenden Grenzlinien aufzuschlitzen und damit das darunterliegende Polster 2 zu beschädigen. Um dies zu verhindern, sind die Flächenelemente 5 derart versetzt zueinander angeordnet, daß in Fortsetzung von Grenzlinien, die zwischen benachbarten Flächenelementen verlaufen, wiederum Flächenelemente 5 liegen. Damit werden sich über die gesamte Fläche der Schutzschicht 1 erstreckende, längere geradlinige Grenzlinien zwischen den Flächenelementen 5 vermieden. Die Fortsetzung der Grenzlinien wird über die Fläche des Trägersubstrats 4 vielfach unterbrochen, so daß im Falle einer Beschädigung des Trägersubstrats 4 zwischen zwei Flächenelementen 5 ein lediglich geringfügiger Einschnitt entsteht, die Schnittstelle jedoch aufgrund der weiteren Flächenelemente 5 nicht ausgeweitet werden kann. Das Anordnungsmuster der Flächenelemente 5, die sich bei einem Eindringen eines Schneid- oder Schnittwerkzeuges auch in ihrer Haupterstreckungsebene gegeneinander abstützen, verhindert ein weiteres Vordringen des Schneide- oder Stichwerkzeuges, das somit aufgefangen wird. Durch die versetzte Anordnung wird insbesondere ein längsgerichtetes Aufschlitzen verhindert.In order to cover the entire surface of the carrier substrate 4 as far as possible, the surface elements 5 are contoured in such a way that they lie next to one another with only small distances. The outline shape of the individual surface elements 5 can vary with each other. Due to the slight spacing of the surface elements 5 , the protective layer 1 can be easily deformed and thus adapted to different contours. The flexibility depends, among other things, on the size of the individual surface elements 5 , which here is in the order of 5 to 1000 mm 2 . In the first exemplary embodiment, the carrier substrate 4 is accessible for destructive attacks between the surface elements 5 lying next to one another. If only rectangular or square surface elements 5 were to be arranged in a checkerboard fashion, it would not be difficult to slit the carrier substrate 4 along the continuous boundary lines and thus damage the cushion 2 underneath. In order to prevent this, the surface elements 5 are arranged offset to one another in such a way that surface elements 5 are in turn continued from boundary lines which run between adjacent surface elements. In this way, longer, straight lines between the surface elements 5 , which extend over the entire surface of the protective layer 1 , are avoided. The continuation of the boundary lines is interrupted many times over the surface of the carrier substrate 4 , so that if the carrier substrate 4 is damaged, only a slight incision occurs between two surface elements 5 , but the interface cannot be expanded due to the further surface elements 5 . The arrangement pattern of the surface elements 5 , which are also supported against one another in their main plane of extension when a cutting or cutting tool penetrates, prevents further advancement of the cutting or stitching tool, which is thus collected. The offset arrangement in particular prevents longitudinal slitting.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen Beispiele für Anordnungsmuster von gleichgeformten Flächenelementen 5, die regelmäßig über die Fläche des Trägersubstrats 4 verteilt angeordnet sind. Die Flächenelemente 5 sind dabei vergrößert dargestellt. Figs. 2 to 5 show examples of arrangement patterns of the same shaped surface elements 5, which are distributed regularly over the surface of the supporting substrate 4. The surface elements 5 are shown enlarged.
In dem Beispiel nach Fig. 2 sind die Flächenelemente 5 als Kreisscheiben ausgebildet, deren Durchmesser beispielsweise 4 mm beträgt. Diese Kreisscheiben sind in einer Vielzahl von Reihen nebeneinander angeordnet, wobei die Mittelpunkte der Kreisscheiben benachbarter Reihen zueinander versetzt sind. Hierdurch sind die Grenzlinien zwischen benachbarten Kreisscheiben, die als die Tangenten an die Punkte mit kleinstem Abstand zu der jeweiligen Nachbarscheibe zu verstehen sind, in ihrer Fortsetzung durch eine weitere Kreisscheiben aus der näheren Umgebung unterbrochen. Die geradlinigen Abschnitte, entlang derer ein Schneid- oder Stichwerkzeug unmittelbar in das Trägersubstrat 4 eindringen kann, sind damit sehr kurz.In the example according to FIG. 2, the surface elements 5 are designed as circular disks, the diameter of which is, for example, 4 mm. These circular disks are arranged side by side in a plurality of rows, the center points of the circular disks of adjacent rows being offset from one another. As a result, the boundary lines between adjacent circular disks, which are to be understood as the tangents to the points at the smallest distance from the respective neighboring disk, are interrupted in their continuation by a further circular disks from the surrounding area. The straight-line sections along which a cutting or piercing tool can penetrate directly into the carrier substrate 4 are therefore very short.
Wie Fig. 2 weiter entnommen werden kann, weist jede der Kreisscheiben ein zentrisches Loch 6 auf, durch das theoretisch ebenfalls ein Schneid- oder Stichwerkzeug unmittelbar an das Trägersubstrat 4 gelangen kann. Jedoch ist der Lochdurchmesser verhältnismäßig klein, so daß hier das für die geradlinigen Abschnitte zwischen den Kreisscheiben ausgeführte gleichfalls gilt. Durch die zentrischen Löcher 6 läßt sich die Masse von Material der Flächenelemente 5 je Flächeneinheit der Schutzschicht 1 vermindern. Insbesondere bei der Verwendung von Flächenelementen 5 aus Kunststoff ergibt sich hierdurch ein zusätzlicher Gewinn an Flexibilität.As can further be seen from FIG. 2, each of the circular disks has a central hole 6 , through which, theoretically, a cutting or piercing tool can also reach the carrier substrate 4 directly. However, the hole diameter is relatively small, so that the same applies to the straight sections between the circular disks. The mass of material of the surface elements 5 per unit area of the protective layer 1 can be reduced by the central holes 6 . In particular when using surface elements 5 made of plastic, this results in an additional gain in flexibility.
Anstelle der Kreisscheiben können auch sechseckige Flächenelemente 5 verwendet werden, mit denen sich bei einer wabenförmigen Anordnung, wie in dem Beispiel nach Fig. 3 dargestellt, ein hoher Flächendeckungsgrad realisieren läßt. Damit bleiben bei hoher Flexibilität der Schutzschicht 1 lediglich geringe unmittelbare Angriffsmöglichkeiten für das Trägersubstrat 4 bestehen. Wie bei dem Beispiel nach Fig. 2, so können auch die in Fig. 3 vollflächig dargestellten Sechseckelemente jeweils ein zentrisches Loch 6 beliebiger Form aufweisen, das jedoch vorzugsweise rund oder sechseckig ausgebildet wird.Instead of the circular disks, hexagonal surface elements 5 can also be used, with which a high degree of surface coverage can be achieved in a honeycomb arrangement, as shown in the example according to FIG. 3. Thus, with high flexibility of the protective layer 1, only slight, direct possibilities of attack for the carrier substrate 4 remain. As in the example according to FIG. 2, the hexagonal elements shown in full area in FIG. 3 can each have a central hole 6 of any shape, which, however, is preferably round or hexagonal.
In dem weiteren Beispiel nach Fig. 4 sind die Flächenelemente 5 kreuzförmig ausgebildet. Dabei sind alle Kanten zwischen jeweils zwei benachbarten Ecken des Kreuzes gleich lang. Wie im Falle der Sechseckelemente in Fig. 3, so ergibt sich auch hier ein hoher Flächendeckungsgrad. In dem Beispiel nach Fig. 4 bleibt die Fortsetzung der geradlinigen Grenzlinien auf wenige, nämlich auf zwei nebeneinanderliegende Flächenelementpaare beschränkt und damit sehr kurz.In the further example according to FIG. 4, the surface elements 5 are cross-shaped. All edges between two adjacent corners of the cross are of equal length. As in the case of the hexagon elements in FIG. 3, this also results in a high degree of area coverage. In the example according to FIG. 4, the continuation of the straight-line boundary lines remains limited to a few, namely to two adjacent surface element pairs, and is therefore very short.
Schließlich sind bei dem weiteren Beispiel nach Fig. 5 die Flächenelemente 5 nicht lediglich nebeneinanderliegend angeordnet, sondern überdecken einander teilweise, wobei jedoch jedes einzelne Flächenelement 5 mit dem Trägersubstrat 4 verbunden ist. Die Flächenelemente 5 liegen im Bereich ihrer Überlappung wie Schuppen lose übereinander, so daß eine hohe Flexibilität der Schutzschicht 1 gewährleistet bleibt. Falls nötig, können die Flächenelemente 5 jedoch auch im Überlappungsbereich miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verklebt werden.Finally, in the further example according to FIG. 5, the surface elements 5 are not only arranged side by side, but partially overlap one another, but each individual surface element 5 is connected to the carrier substrate 4 . The surface elements 5 lie loosely one above the other in the area of their overlap like scales, so that a high flexibility of the protective layer 1 remains guaranteed. If necessary, however, the surface elements 5 can also be connected to one another in the overlap region, for example glued to one another.
Die vorstehend beschriebenen Flächenelemente 5 lassen sich, wie in Fig. 1 zu erkennen ist, einzelnen auf dem Trägersubstrat 4 befestigen, indem diese aufgeklebt werden. Dabei stehen die einzelnen Flächenelemente 5 über die Oberfläche des Trägersubstrats 4 vor.As can be seen in FIG. 1, the surface elements 5 described above can be individually attached to the carrier substrate 4 by gluing them on. The individual surface elements 5 protrude above the surface of the carrier substrate 4 .
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind die Flächenelemente 5 hingegen teilweise in das Trägersubstrat 4 eingebettet. Dabei bleibt stets eine Seite der Flächenelemente 5 frei von Material des Trägersubstrats 4. Die freien Seiten schließen mit der Oberfläche des Trägersubstrats 4 ab, so daß sich nach außen ein glattflächiges Erscheinungsbild ergibt.In the second exemplary embodiment according to FIG. 6, however, the surface elements 5 are partially embedded in the carrier substrate 4 . One side of the surface elements 5 always remains free of the material of the carrier substrate 4 . The free sides end with the surface of the carrier substrate 4 , so that there is a smooth surface appearance on the outside.
Das dritte Ausführungsbeispiel in Fig. 7 zeigt Flächenelemente 5, die jeweils vollständig in das Trägersubstrat 4 eingebettet, das heißt von diesem umschlossen sind.The third exemplary embodiment in FIG. 7 shows surface elements 5 , which are each completely embedded in the carrier substrate 4 , that is to say are enclosed by the latter.
Anstelle von einer Vielzahl von separaten Flächenelementen 5 ist es auch möglich, die Flächenelemente 5 in Gruppen miteinander zu verbinden, so daß dann die gesamte Gruppe auf das Trägersubstrat 4 appliziert oder in dieses eingebettet werden kann. Um dabei weiterhin eine große Flexibilität der Schutzschicht 1 aufrechtzuerhalten, sind die Flächenelemente 5 lediglich über dünne, flexible Stege 7 miteinander verbunden, wie dies anhand des vierten Ausführungsbeispiels in Fig. 8 gezeigt ist.Instead of a large number of separate surface elements 5 , it is also possible to connect the surface elements 5 to one another in groups, so that the entire group can then be applied to the carrier substrate 4 or embedded therein. In order to continue to maintain great flexibility of the protective layer 1 , the surface elements 5 are only connected to one another via thin, flexible webs 7 , as shown in FIG. 8 using the fourth exemplary embodiment.
Zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Schutzschicht 1 werden zunächst die Flächenelemente 5 aus einem hochfesten Material hergestellt und anschließend einfach auf ein vorbereitetes Trägersubstrat 4 mittels eines Klebstoffes aufgeklebt. Insbesondere bei größeren Flächen ist es dabei vorteilhaft, miteinander verbundene Flächenelemente 5 zu verwenden. Dazu werden Matten aus dem hochfesten Material hergestellt, die bereits aus dem Urformprozeß eine den verbundenen Flächenelementen 5 entsprechende Strukturierung aufweisen oder aus denen die für die Flexibilität erforderlichen Zwischenräume zwischen den einzelnen Flächenelementen 5 herausgestanzt wurden.To produce the protective layer 1 described above, the surface elements 5 are first produced from a high-strength material and then simply glued onto a prepared carrier substrate 4 by means of an adhesive. In the case of larger surfaces in particular, it is advantageous to use surface elements 5 which are connected to one another. For this purpose, mats are produced from the high-strength material, which already have a structure corresponding to the connected surface elements 5 from the primary molding process or from which the spaces between the individual surface elements 5 required for flexibility have been punched out.
In einem alternativen Herstellungsverfahren werden die Flächenelemente 5 in einer Drucktechnik auf das Trägersubstrat aufgebracht, indem dieses mit Harz bedruckt wird. Dazu werden Schablonen verwendet, die dem Muster der Flächenelemente 5 entsprechen. Nach dem Aushärten des Harzes steht dann die Schutzschicht 1 zur Verfügung. Anstelle eines Druckverfahrens können die Flächenelemente 5 auch an das Trägersubstrat 4 angespritzt werden.In an alternative production method, the surface elements 5 are applied to the carrier substrate in a printing technique by printing on this with resin. For this purpose, templates are used which correspond to the pattern of the surface elements 5 . After the resin has hardened, the protective layer 1 is then available. Instead of a printing process, the surface elements 5 can also be injection molded onto the carrier substrate 4 .
In allen Fällen ergibt sich eine Schutzschicht 1 mit einer hohen Durchdringungsfestigkeit bei gleichzeitig hoher Flexibilität und geringem Flächengewicht.In all cases there is a protective layer 1 with a high penetration resistance combined with high flexibility and a low basis weight.
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