DE4423198A1 - Schutzkleidung, besonders antiballistische Damen-Schutzkleidung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schutzkleidung, besonders anti­ ballistische Schutzkleidung für Damen, bestehend aus Ab­ decklagen und/oder einer oder mehreren übereinander an­ geordneten und eventuell miteinander verbundenen Schutz­ lagen, wobei diese Schutzlagen aus textilen Flächengebilden aus antiballistisch wirksamen Fasern bestehen.

Geschoß- und splitterhemmende Schutzkleidung, besonders geschoß- und splitterhemmende Westen, gehören in neuerer Zeit in vielen Ländern zur Standardausrüstung von Militär, Polizei und sonstigen Sicherheitskräften. Da in diesen Bereichen vermehrt Frauen eingesetzt werden, ist es not­ wendig, daß diese Schutzkleidung den weiblichen Körper­ formen angepaßt wird. Die herkömmliche, auf das Tragen durch Männer ausgerichtete Schutzkleidung, ist für Frauen problematisch und lediglich mit einer erheblichen Einbuße an Tragekomfort möglich. Besonders bei einem Einsatz, der mit hohen körperlichen Belastungen verbunden ist, erweist sich dieser geringe Tragekomfort der für Männer ent­ wickelten Schutzwesten äußerst behindernd.

Die bisherigen Problemlösungen sind teilweise sehr kosten­ aufwendig und bieten außerdem häufig nicht den notwendigen Tragekomfort. So wurden in US-A 4 183 097 und GB-A 2 231 481 spezielle Zuschneidetechniken für anti­ ballistische Damen-Kleidung beschrieben. Neben erhöhten Kosten bei der Herstellung der Schutzkleidung und einer oftmals verringerten antiballistischen Wirkung haben diese Techniken den Nachteil, daß die hier genannten Schutzwesten den weiblichen Körperformen nicht ausreichend angepaßt sind.

Eine andere bislang ausgeführte Arbeitsweise ist das Aus­ schneiden des Brustteils aus antiballistischen Lagen und das Einnähen eines entsprechend vorgefertigten Brustteils. Neben dem extrem hohen Kostenaufwand bietet auch dieses Verfahren keine befriedigende Lösung, da die Nahtstellen teilweise auftragen und außerdem der antiballistische Effekt an Nahtstellen verschlechtert wird.

Weiter wurde ein spezieller Brustschutz, der unter einer Weste getragen werden kann, entwickelt und in US-A 5 020 157 beschrieben. Hier wird zwar ein zusätzlicher Schutz der Brust erreicht, der Tragekomfort bleibt aber weiterhin unbefriedigend, da dieser Brustschutz üblicher­ weise unter einer konventionellen Weste, das heißt, unter einer Weste, die keine auf die weiblichen Körperformen ab­ gestimmten antiballistischen Lagen enthält, getragen wird.

Schließlich wird in US-A 4 578 821 Schutzkleidung be­ schrieben, bei der auf ein Trägermaterial eine spezielle Brustausformung für Damen aufgesetzt werden kann. Als Trägermaterial kann beispielsweise eine konventionelle Weste Verwendung finden. Auch hier wird keine Lösung angeboten, die einen ausreichenden Tragekomfort bietet, weil die Schutzkleidung nicht insgesamt in ausreichender Weise den weiblichen Körperformen angepaßt ist.

Deshalb bestand die Aufgabe, Schutzkleidung, besonders antiballistische Schutzkleidung für Damen, zu entwickeln, die den Körperformen gut angepaßt ist und somit einen hohen Tragekomfort ohne Verlust an Schutzwirkung bietet und die darüberhinaus sehr kostengünstig hergestellt werden kann.

Überraschend wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe in besonders vorteilhafter Weise gelöst werden kann, wenn die für die Anpassung an die Körperformen nötigen Verformungen, wie beispielsweise die Ausformung des Büstenteiles in Damenschutzkleidung, mittels eines Mouldverfahrens vorge­ nommen werden. Neben der Möglichkeit, auf diese Weise Schutzkleidung, besonders antiballistische Schutzkleidung für Damen kostengünstig ohne Verlust an Schutzwirkung her­ stellen zu können, wird die Aufgabenstellung der Ver­ besserung des Tragekomforts durch die den Körperformen gut angepaßte Schutzkleidung, vor allem das den weiblichen Körperformen gut angepaßte Büstenteil, in besonders vor­ teilhafter Weise gelöst.

Für antiballistische Schutzkleidung, besonders für kugel- und splitterhemmende Westen, finden in den Schutzlagen häufig aromatische Polyamidfasern, die auch unter der Be­ zeichnung Aramidfasern bekannt sind, Einsatz. Solche Fasern sind beispielsweise unter dem Markennamen Twaron® im Handel.

Außer aromatischen Polyamidfasern finden für antiballisti­ sche Schutzkleidung auch Polyolefinfasern, besonders nach dem Gelspinnverfahren hergestellte Polyethylenfasern, Verwendung. Auch diese sind zur Herstellung der erfindungs­ gemäßen antiballistischen Schutzkleidung geeignet. Gleiches gilt für andere antiballistisch wirksame Fasern, wie bei­ spielsweise sogenanntes antiballistisches Nylon.

Zur Bildung der antiballistisch wirksamen Schutzlagen werden häufig Gewebe aus aromatischen Polyamidfasern ein­ gesetzt. Diese Fasern werden bevorzugt als Filamentgarne zu Geweben verarbeitet, der Einsatz von Spinnfasergarnen ist aber ebenfalls möglich. Mit Filamentgarnen wird jedoch eine höhere Festigkeit und eine bessere antiballistische Wirkung erzielt.

Die Filamentgarne kommen in Titern von 400-3400 dtex zum Einsatz. Der Filamenttiter liegt bevorzugt unter 1,7 dtex.

Die Garne können auf allen in der Webereitechnik üblichen Maschinen zu Geweben verarbeitet werden. Bevorzugt wird eine Gewebeherstellung in Leinwandbindung, aber auch andere Bindungen, wie beispielsweise eine Panamabindung, sind möglich. Die einzusetzenden Fadenzahlen richten sich nach dem Titer des Garnes und nach der gewünschten Gewebedichte. Die nachstehenden Angaben für Fadenzahlen zur Herstellung von Geweben in Leinwandbindung aus aromatischen Polyamid­ fasern für antiballistische Lagen sind als Beispiele zu betrachten:

Die Erfindung soll jedoch nicht auf den Einsatz von Geweben für die Schutzlagen beschränkt bleiben. In gleicher Weise können auch andere Flächengebilde wie Folien, Fadengelege, Vliesstoffe oder Maschenwaren Verwendung finden. Gewebe werden bevorzugt. Geeignet sind aber auch mit einem Binder verfestigte Fadengelege.

Für den Einsatz von Schutzwesten im militärischen und Polizei-Bereich wird eine gute antiballistische Wirksamkeit auch in nassem Zustand gefordert. Üblicherweise läßt diese Wirksamkeit etwas nach, wenn sich beispielsweise Wasser zwischen den einzelnen Gewebe-Lagen aus aromatischen Poly­ amidfasern anlagert. Um auch in nassem Zustand bzw. nach einer Wasseranlagerung eine gute antiballistische Wirksam­ keit zu gewährleisten, ist es üblich, Gewebe aus aroma­ tischen Polyamidfasern vor ihrer Weiterverarbeitung zu kugel- oder splitterhemmenden Westen einer wasser­ abweisenden Ausrüstung, häufig auch als Hydrophobierung bezeichnet, zu unterziehen. Hierzu finden bevorzugt Aus­ rüstungsmittel auf Basis von Fluorcarbon-Polymeren Einsatz.

Die Verfahren hierfür sind in der Textilveredlungsindustrie bekannt.

Bei Kugelschutzwesten für den Polizeieinsatz kann diese Ausrüstung eventuell entfallen, weil üblicherweise die Pakete aus antiballistischen Lagen zwischen PVC-Folien ein­ geschweißt und damit wasserdicht abgeschlossen werden.

In den für die antiballistischen Schutzlagen vorgesehenen Flächengebilden, besonders in Geweben aus aromatischen Polyamidfasern, wird mittels eines Mouldverfahrens ein Büstenteil ausgeformt. Mouldverfahren und die ent­ sprechenden Maschinen sind in der Miederindustrie bekannt. Ein für antiballistisch wirksame Schutzlagen aus aromatischen Polyamiden besonders geeignetes Moulding-Verfahren wird in der zeitgleich hinterlegten Patent­ anmeldung P . . . . . . . beschrieben.

Zum Moulden eignen sich besonders Flächengebilde aus thermoplastischen Materialien. Aromatische Polyamidfasern, die bevorzugt Einsatz für antiballistische Schutzkleidung finden, zählen aber nicht zu den Thermoplasten, da sie keinen definierten Schmelz- und Erweichungspunkt aufweisen und sich vor dem Schmelzen zersetzen. Es war deshalb über­ raschend, daß es gelang, mittels eines Mouldverfahrens eine Verformung von Flächengebilden aus diesen Fasern vorzunehmen und auf diese Weise eine Möglichkeit zu schaffen, die aus solchen Materialien herzustellende Schutzkleidung in besonders günstiger Weise an die Körper­ formen, besonders an die weiblichen Körperformen, anpassen zu können. Mit dem in der zeitgleich hinterlegten Patent­ anmeldung P . . . . . . . beschriebenen Verfahren gelingt es, Flächengebilde aus aromatischen Polyamidfasern so mittels eines Mouldingverfahrens zu verformen, daß eine permanente neue Form erreicht und so beispielsweise das Büstenteil der antiballistischen Lagen für Damen-Schutzbekleidung irreversibel ausgeformt werden kann.

Die antiballistischen Schutzlagen aus aromatischen Poly­ amiden zeigen nach dem Ausformen eines Büstenteils an den mittels eines Mouldingverfahrens verformten Stellen keinen Verlust an antiballistischer Wirksamkeit, wie die nach­ stehend aufgeführten Beschußversuche zeigen.

Bei diesen Beschußversuchen wurde das zu prüfende Material in mehreren Lagen übereinander liegend beschossen. Die Zahl der Lagen wurde so gewählt, daß sie den Verhältnissen, wie sie in der Schutzweste vorliegen, entspricht. Das Beschießen wurde mit 9 mm Para-Munition aus 10 m Entfernung in einem Beschußwinkel von 90° durchgeführt. Die Prüfung des antiballistischen Effektes erfolgte einmal durch Fest­ stellen eines eventuellen Durchschusses, zum anderen durch Prüfung der Veränderung einer hinter dem zu beschießenden Material angebrachten Plastilinmasse. Hierzu wurde die Ein­ drucktiefe des Geschosses in der Plastilinmasse ermittelt, womit ein ungefähres Maß für die Energiewirkung eines Geschosses auf den menschlichen Körper im Falle eines Beschusses ermittelt werden sollte. Als Eindringtiefe in die Plastilin-Masse werden von den Behörden, je nach Spezifikation, bis zu 44 mm zugelassen.

Die Beschußversuche wurden an Geweben aus aromatischen Polyamidfasern, an denen zuvor mittels des in der zeit­ gleich hinterlegten Patentanmeldung P . . . . . . . beschriebenen Moulding-Verfahrens ein Büstenteil ausgeformt worden war, vorgenommen. Das Beschießen erfolgte an den ausgeformten Stellen. Bei allen durchgeführten Versuchen wurde an den mittels Mouldens umgeformten Stellen kein Durchschuß festgestellt. Die Eindringtiefe in Plastilin lag zwischen 26 und 42 mm und damit unterhalb der zulässigen Höchstgrenze.

Die mittels Mouldens verformten antiballistischen Schutz­ lagen finden bevorzugt für Kugelschutzwesten für Damen Ver­ wendung. Hierzu werden zwischen 20 und 30 dieser Lagen so übereinander gelegt, daß die ausgeformten Büstenteile genau übereinander liegen. Häufig besteht eine solche Weste aus 28 Schutzlagen. Diese werden durch eine Kreuzsteppnaht mit­ einander verfestigt, wobei jede der beiden über Kreuz ver­ laufenden Nähte ca. 10 cm Länge aufweist. Diese Kreuzstepp­ naht wird unterhalb des ausgeformten Büstenteils an­ gebracht. Zum Versteppen findet ein Nähfaden, zum Beispiel aus aromatischer Polyamidfaser, Verwendung. Das so ge­ bildete antiballistische Paket wird dann zur Herstellung einer Kugelschutzweste in eine vorgefertigte Hülle aus PVC-Folie mit ebenfalls durch Moulden ausgeformtem Büsten­ teil eingeschweißt. Das Verformen der PVC-Hülle erfolgt so, daß in einer doppellagigen, an einem Rand bereits ver­ schweißten und an drei Rändern noch offenen PVC-Folie mittels Mouldens das Büstenteil entsprechend der Form der antiballistischen Schutzlagen ausgeformt wird. In diese Hülle, die dann sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite ein Büstenteil aufweist, wird das anti­ ballistische Paket eingebracht und die noch offenen Ränder werden wasserdicht verschweißt. Anschließend wird das in PVC-Folie eingeschweißte Paket beispielsweise in ein ge­ färbtes oder bedrucktes Baumwolle- oder Baumwolle-Polyestergewebe, das den Ausformungen des antiballistischen Paketes angepaßt ist, eingebracht. Im Interesse einer leichten Entnahmemöglichkeit des antiballistischen Paketes, zum Beispiel bei einer notwendigen Reinigung, wird das Paket nicht in den Oberstoff voll eingenäht, sondern es wird eine Öffnungsmöglichkeit mittels eines Reiß- oder Klettverschlusses geschaffen.

PVC-Folien zum Einschweißen der antiballistischen Lagen sind als Beispiel für ein geeignetes Material zu verstehen. In gleicher Weise können auch andere hierfür einsetzbare Materialien mit ähnlichen Eigenschaften Verwendung finden. Wird mit PVC-Folien gearbeitet, so erfolgt das Ausformen des Büstenteils mittels eines Mouldingverfahrens bei Temperaturen von 60-100°C, bevorzugt bei 70-90°C. Der Maschinendruck beträgt hierbei 2-5 bar (200-500 kPa), be­ vorzugt 3-4 bar (300-400 kPa).

Zur Herstellung von Splitterschutzwesten für Damen, die besonders im militärischen Bereich Verwendung finden, werden beispielsweise 14 Lagen so übereinander gelegt, daß die ausgeformten Büstenteile genau übereinander liegen. Die Lagen werden an den Rändern miteinander vernäht. Das so gebildete antiballistische Paket wird dann in eine vor­ gefertigte Hülle, zum Beispiel aus mit Neopren be­ schichtetem Polyestergewebe, mit ebenfalls mittels Mouldens ausgeformtem Büstenteil eingenäht oder eingeschweißt. Das Verformen des beschichteten Polyestergewebes erfolgt so, daß in einem doppellagigen, an einem Rand bereits vernähten oder verschweißten und an drei Rändern noch offenen be­ schichteten Polyestergewebe mittels Mouldens das Büstenteil entsprechend der Form der antiballistischen Lagen aus­ geformt wird. Als Hüllmaterial können neben beschichteten Polyestergeweben auch andere beschichtete textile Flächen­ gebilde Einsatz finden. Bei Verwendung von beschichteten Polyestergeweben erfolgt die Ausformung des Büstenteils mittels eines Mouldingverfahrens bei Temperaturen von 180-220°C, bevorzugt bei 190-210°C. Der eingestellte Maschinendruck beträgt hierbei 5-7 bar (500-700 kPa), bevorzugt 5,5-6,5 bar (550-650kPa). In diese Hülle, die dann sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite ein Büstenteil aufweist, wird das antiballistische Paket ein­ gebracht und die noch offenen Ränder werden vernäht oder verschweißt. Anschließend wird das in die Hülle aus beschichtetem Polyestergewebe oder einem anderen beschichteten textilen Flächengebilde eingeschweißte oder eingenähte Paket beispielsweise in ein gefärbtes oder bedrucktes Baumwolle- oder Baumwoll-Polyestergewebe, das den Ausformungen des antiballistischen Paketes angepaßt ist, eingebracht.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Aus einem Filamentgarn aus aromatischen Polyamidfasern mit einem Titer von 930 dtex wurde in Leinwandbindung ein Gewebe hergestellt. Die Fadenzahlen betrugen in der Kette 10,7/cm und im Schuß 10,5/cm. Das erhaltene Gewebe hatte ein Gewicht von 202 g/m² und eine Dicke von 0,30 mm. Aus diesem Gewebe wurden Zuschnitte für Schutzwesten aus­ geschnitten. An diesen Zuschnitten wurde einzeln ein Büstenteil unter Einsatz des in der zeitgleich hinterlegten Patentanmeldung P . . . . . . . beschriebenen Moulding­ verfahrens ausgeformt. Insgesamt 28 Lagen dieser Zuschnitte wurden zu einem Paket zusammengelegt und in eine PVC-Hülle, an der zuvor ebenfalls mittels Mouldens ein Büstenteil aus­ geformt worden war, eingeschweißt. Das Moulden der PVC-Hülle erfolgte bei einer Temperatur von 80°C und einem Maschinendruck von 3,5 bar (350 kPa). Das so hergestellte antiballistische Paket wurde einem Beschußversuch nach den oben angegebenen Bedingungen unterzogen, wobei der Beschuß auch an den ausgeformten Stellen erfolgte. Bei insgesamt vier Treffern wurde in keinem Fall ein Durchschuß an den durch Moulden veränderten Stellen festgestellt. Die Werte für die Eindringtiefe in Plastilin lagen zwischen 26 und 37 mm. Somit wurden die Forderungen der deutschen Polizei für die Verwendung als Schutzkleidung voll erfüllt.

Weitere Beschußversuche, jeweils an den durch Moulden aus­ geformten Stellen, erfolgten an Paketen mit verschiedenen Zahlen antiballistischer Lagen. Hierbei wurden folgende Ergebnisse ermittelt:

Diese Ergebnisse zeigen, daß selbst bei der Verringerung der Zahl der antiballistischen Lagen in einer Weste die an Kugelschutzwesten gestellten Forderungen auch von den aus­ geformten Stellen noch voll erfüllt werden.

Beispiel 2

Aus einem Filamentgarn aus aromatischen Polyamidfasern mit einem Titer von 1 100 dtex wurde in Leinwandbindung ein Gewebe hergestellt. Die Fadenzahlen betrugen in der Kette 8,7/cm und im Schuß 8,3/cm. Das erhaltene Gewebe hatte ein Gewicht von 189 g/m² und eine Dicke von 0,30 mm. Aus diesem Gewebe wurden Zuschnitte für Schutzwesten angefertigt. An diesen Zuschnitten wurde einzeln ein Büstenteil unter Einsatz des in der zeitgleich hinterlegten Patentanmeldung P . . . beschriebenen Moulding-Verfahrens ausgeformt.

Insgesamt 14 Lagen dieser Zuschnitte wurden zu einem Paket zusammengelegt und für den Beschußversuch längs der Ränder miteinander vernäht. Das so hergestellte antiballistische Paket wurde einem Splitterbeschuß nach den Bedingungen von STANAG 2920 ausgesetzt. Der Beschuß erfolgte mit 1,1 g-Splittern. Hierbei wurde beim Beschuß des trockenen Paketes an den mittels Mouldens verformten Stellen ein V50-Wert von 467 m/sec registriert. Dieser Wert bedeutet, daß bei der genannten Geschwindigkeit eine Penetrations­ wahrscheinlichkeit von 50% besteht. An den nicht ver­ formten Stellen lag der V50-Wert bei 466 m/sec. Auch beim Beschuß in nassem Zustand wurden an ausgeformten und nicht verformten Stellen nahezu die gleichen Werte erzielt. An den ausgeformten Stellen lag der V50-Wert bei 437 m/sec und an den nicht verformten Stellen bei 436 m/sec. Dieses Beispiel zeigt, ebenso wie das vorhergehende, daß das Ver­ formen der Schutzlagen mittels Mouldens keinen negativen Einfluß auf den antiballistischen Effekt der Schutzkleidung ausübt.

Claims (6)

1. Schutzkleidung, besonders antiballistische Schutz­ kleidung für Damen, bestehend aus Abdecklagen und/oder einer oder mehreren übereinander angeordneten und eventuell miteinander verbundenen Schutzlagen, wobei diese Schutzlagen aus textilen Flächengebilden aus antiballistisch wirksamen Fasern bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzlagen und/oder die Ab­ decklagen mittels eines Mouldverfahrens erzeugte Verformungen für die Anpassung an die Körperformen, besonders eine mittels eines Mouldverfahrens erzeugte Ausformung des Büstenteils, enthalten.

2. Schutzkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzlagen aus textilen Flächengebilden aus aromatischen Polyamidfasern bestehen.

3. Schutzkleidung nach mindestens einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzlagen aus Geweben aus aromatischen Polyamidfasern bestehen.

4. Schutzkleidung für Damen nach Anspruch 1, besonders antiballistische Schutzkleidung für Damen, dadurch gekennzeichnet, daß diese in den Schutzlagen und/oder den Abdecklagen eine mittels eines Mouldverfahrens erzeugte Ausformung des Büstenteils, enthält.

5. Kugelhemmende Schutzkleidung für Damen, besonders Kugelschutzweste, nach Anspruch 1, mit antiballistisch wirksamen Schutzlagen, die in eine Hülle aus PVC-Folie eingeschweißt sind, wobei diese Hülle die Abdecklagen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schutz­ lagen als auch die Hülle eine mittels eines Moulding­ verfahrens erzeugte Ausformung eines Büstenteils enthalten.

6. Splitterhemmende Schutzkleidung für Damen, besonders Splitterschutzweste, nach Anspruch 1, mit anti­ ballistisch wirksamen Schutzlagen, die in eine Hülle aus einem beschichteten textilen Flächengebilde ein­ genäht oder eingeschweißt sind, wobei diese Hülle die Abdecklagen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schutzlagen als auch die Hülle eine mittels eines Mouldverfahrens erzeugte Ausformung eines Büstenteils enthalten.