DE2817079A1

DE2817079A1 - Verfahren zur herstellung eines kugel- und explosionsfesten textilkoerpers

Info

Publication number: DE2817079A1
Application number: DE19782817079
Authority: DE
Inventors: Tura Concepcion Vallcorba
Original assignee: VALLCORBA TURA
Current assignee: VALLCORBA TURA
Priority date: 1977-07-29
Filing date: 1978-04-19
Publication date: 1979-02-15
Also published as: PT67179A; ES461189A1; FR2398607A1; PT67179B; ZA782395B

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A."Weιckmann, Dipl-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

HCH 8 MÜNCHEN 86, DEN ^ Q_ £.^

POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

CONCEPCION VALLCORBA TURA

C/San Pedro, 22

San Feliu de Codinas (Barcelona)

Spanien

Verfahren zur Herstellung eines kugel- und explosionsfesten

Texti!körpers.

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S17078

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kugel- und explosionsfesten Textilkörpers, bei dem als widerstandsfähiges Material eine Textilfaser Verwendung findet, die ez'st vor kurzem auf den Markt gelangte und von aromatischen Polyamiden der Gruppe der Aratnide hergeleitet ist, wobei die Molekul_arzusammensetzung aus steifen Ringen und miteinander verbundenen Brücken besteht im Gegensatz zu den kettenförmigen elastischen Molekülen der bisher bekannten synthetischen Fdaei^u

Die kurz als Aratnide bezeichneten Fasern, die sich unter dem Warenzeichen "KEVLAR" auf dem Markt befinden, besitzen im Vergleich zu den bisher bekannten Fasern wie Polyester und Polyamiden eine dreifache Widerstandsfähigkeit, wobei diese je Gewichtseinheit 5 bis 15 mal grosser ist als die von Stahl,und ihr Elastizitätsmodul ist 5 bis 15 mal grosser als der der bisher bekannten Kunstfasern. Weiterhin ist beachtenswert, dass die Hitzefestigkeit der Aramide bis 25OS C ausgezeichnet ist.

Ausgehend von diesen physikalischen und chemischen Eigenschaften der Aramide wurde das erfindungsgemässe Verfah ren entwickelt. Man verwendet einen F_aden von 1000 deniers bei einer Textur von 12-13 Garnen und 12-13 Schüssen je cm mit einer einfachen Taffet-Bindung. Das Gewicht pro Quadratmeter beträgt 300-310 g, und die Zugfestigkeit in Längs- und Querrichtung beläuft sich bei einer Breite von 5 cm auf 96O-98O kg.

Das resultierende Gewebe wird einer Thermofixierung unterworfen, um eine vollständige Verankerung zu erreichen, obwohl die Aramide einen minimalen Dehnungskoeffizienten aufweisen und im Vergleich mit den anderen bekannten syn-

thetischen Fasern selbst bei hohen Temperaturen eine ausgezeichnete Masstabilität besitzt.

Schliesslich wird auf das Gewebe aus Aramid mittels heisser Kalanderwalzen eine Polyurethaneοlie aufgebracht.

Die überlagerung des thermefixierten Gewebes aus Aramid mit einer Polyurethanfolie verleiht der Struktur die Eigenschaft, dass der Einschlag eines Geschosses in eine Expansi onswelle verwandelt wird, d.h. es findet eine Deszentrierun; des Einschlages·und eine Streuung der Energie statt.

Demnach verteilt sich die Energie des Einschlages eines Geschosses, das den Folienkörper nicht durchbohrt, so dass die durch den Geschosseinschlag bedingten traumatischen Folgen von der durch den Körper geschützten Person ferngehalten werden.

Der Widerstand gegen Einschläge und Durchbohrungen der Struktur hängt von der Anzahl der Schichten des Gefüges ab, aber auch die Herstellungskosten des Gefüges hängen direkt. von der Anzahl der Gewebeschichten ab. Ausserdem ist die Folie des Aramidgewebes flach und erlaubt ausschliesslich die Herstellung einer beschränkten Anzahl von Formen, die durch Macharbeit und Konfektion erreicht werden können.

Ausserdem entbehrt das Aratnidgewebe der notwendigen Steifheit, so dass das Anwendungsgebiet auf die Fälle beschränkt ist, in denen der mit der Folie versehene Gegenstand für sich die Unterlage bildet.

Die erfindungsgemässe Kombination der Aramidgewebe mit Gewebefolien aus Mineralfasern erlaubt die Herstellung einer Struktur, die die Eigenschaft des Aramidgewebes in Bezug auf Widerstand gegen Durchbohrung und Einschläge von Geschossen beibehält, dagegen aber in der Herstellung weit-

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aus billiger resultiert und geeignete Formen für konkiete
Funktionen annehmen und beibehalten kann.

Die Glasmineralfaser Aieist folgende Eigenschaften auf:

-Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften

-Unausdehnb arke i t

-Keine Feuchtigkeitsaufnahme

-Keine Verrottungserscheinungen

-Unbrennbarkeit

-Transpar enz

-Hohe elektrische Eigenschaften

Man verwendet Glasfaser von 3·5ΟΟ bis 5000 deniers bei
einer Textur von 3 bis 5 Fäden und Schüssen mit Taffet-Bindung. Auf das Gewebe werden 2o 6ew,% Polyesterharz aufgebracht.

Diese Behandlung erhöht die Widerstandseigenschaften des Gewebes um ein vierfaches. Das Polyesterharz wird durch eine Kondensationsreaktion mit einer Polysäure oder einem nie geeättigten Polyalkohol erhalten. Es handelt sich um eine
mehr oder weniger viskose Flüssigkeit. Man erhält sie durch Lösung des Produktes der Kondensationsreaktion:Polyester
(nicht gesättigtes Linearpolymer) in einem Vinylmonomer,
im allgemeinen Styrol, oder in einem Allylmonomer (z.B.
Diallylphtalat).

Diese Lösung besitzt die Eigenschaft, ein dreidimensiona les Raster zu bilden, und die Rasterung der Ketten des nnge sättigten Polyesters und des Monomers (Polymerisierung) fin det in Anwesenheit eines Katalysators statt. Die Reaktion
erfolgt ohne Gasabscheidung und soll erst im Moment der Ver Wendung; des Harzes erfolgen«
Getnäss dem Verfahren nach der Erfindung werden also sepa

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rat die Textilfolien aus Araniiden und die Textilfolien aus Glasniinera.lfasern hergestellt, und nach der jeweiligen Endbearbeitung werden durch üb er einanderlag erung mehrerer Schichten Verbtmdf olian gebildet, wobei die beiden Aussensehichten stets aus Araraidgewebe bestehen, während je nach Verwendungszweck und Beanspruchung zwischen die Glasfasergewebe eine oder mehrere Schichten Gewebe aus Aramiden eingeführt werden.

Die derart gebildete Vei'buailfolie vird in die Fern: einer Presse eingeführt , wobei gleichzeitig thermoverformbares Harz eingespritzt wird, das die Bildung eines unverformbarei Körpers aus einem Stück verursacht.

Ein Verbundfolienkörper bestehend aus

— 1 bis 2 Aramidfolien als Aussenschicht

IS j —10 bis l8 Glasfaserfolien als Zwischenschichten

— 1 bis 2 Aramidfolien als Aussenschicht weist folgende Vorteile auf:

1. Die Herstellungskosten liegen um ein sechs- bis siebenfaches niedriger als bei einem Körper aus 100?6 Aramid.

I 2. Die Widerstandskraft gegen Geschosseinschläge bei denselben Bedingungen (Waffe, Geschoss, Entfernung und Einschusswinkel) entspricht genau dem eines Gewebes aus 100% Aramid.
3. Absolute Steifigkeit

Dagegen ist das Gewicht um ein vier- bis fünffaches grosser als das eines reinen Aramidgewebes.

Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens ist es möglich. eine Vielzahl von Gegenständen herzustellen, die durch die bisherigen Konfektionsmethoden der Aramidgewebe nicht er-

30 hältlich waren.

EAD QRsGiNAL

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Beispielsweise wird die herstellung von Helmen, Panzerschilden, Fahrzeugteilen, Einrxchtungsgenständen etc. ermöglicht, die ohne Schwierigkeiten dem Bestiramungszweck entsprechend geformt werden können.

Auch wird die herstellung von Teilen von Kleidungsstücke! ermöglicht, die teilweise aus einem einfachen Aramidgewebe bestehen und an den Stellen, die normalerweise als besonders gefährdet zu betrachten sind, mit der erfindungsgemässen Verbundfolie verstärkt werden.

Als Ausführungsbeispiel soll die Herstellung eines schüssfesten Helmes beschrieben werden. Hierzu werden auf 2 Aramidfolien 8 Glaisrf aserf olien aufgebracht und auf diese wiederum zwei weitere Folien aus Araraidgewebe.

Die Struktur wird unter Zusetzung von Harzen in einer Form gepresst.

Nach Beendigung des Pressvorganges und des Zuschnittes wird der Helm aussen angestrichen und innen mit Polstern unc Befestigungsriemen versehen.

Dieser Helm, der von der Form her den jeweiligen Ansprüchen angepasst werden kann, weist gegenüber dem bekannten Stahlhelm folgende Vorteile auf:
-30% Gewichtsverminderung

- keine Verbeulung

- keine Erwärmung durch Einwirkung der Sonne

- koYo höhere Widerstandskraft

- erhöhte Bequemlichkeit

Demgegenüber sind keine Nachteile bekannt.

Die genannten Harze zur Endbehandlung der Aramid- und Glasfasern können ersetzt werden durch:

Epoxyharze, Phenolharze, Melamin, Silikonharze,' modifiziert Harze;

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In der Praxis können alle thermostabilen und/oder thermr aushärtbare Harze verwendet werden, die mit Glasfasern verträglich sind, wobei Polyesterharze bevorzugt werden, und zwar aufgrund der Widerstandsfähigkeit, des Elastizitätsmoduls und der niedrigen Herstellungskosten«.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.4 Verfahren zur Herstellung eine.s kugel- und explosions-

ν. /

festen Textilkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass separat ein Gewebe aus Fasern von aromatischen Polyamiden der Gruppe der Aramide und ein Gewebe aus Glasfasern hergestellt werden, dass durch Ubereinanderlagerung mehrerer Schichten Verbundfolien gebildet werden, wobei die Aussenschichtpn ans Ärami dgewehe bestehen, riaps di.e Verbundfolie unter gleichzeitiger Einspritzung eines thermoverformbaren Harzes in einer Form gepresst wird.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe aus Aramidfasern thermofixiert wird und auf dieses mittels heisser Kalanderwalzen eine Polyurethanes folie aufgebracht wird, während auf das Gewebe aus Glasmineralfaser Polyesterharz aufgebracht wird, und zwar 20 Gew.%.

IN

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SPECTED