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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf durchschusshemmende Kleidungsstücke, wie
weiche Körperschutzwesen,
und ein Verfahren zum Konstruieren derselben. Schutzeinrichtungen
und Textilstoffe dafür sind
offenbart zum Beispiel in
EP-A-0 967 071 ,
WO-A-00/42246 und
GB-A2 235 929 .
Die
GB-A-2 235 929 bildet
eine Grundlage für
die unabhängigen
Ansprüche.
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Hintergrund der Erfindung
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Im
Einsatz benötigen
Gesetzeshüter,
militärisches
Personal und Personen in ähnlich
gefährlichen
Berufen einen Schutz gegenüber
Flugkörpern,
wie Geschossen, Schrot, Granatsplittern, Messern und Bajonetten.
Historisch hat der dieser Anforderungen bewältigende Stand der Technik
einen Durchschlagschutz auf Kosten der Mobilität, Flexibilität und der
Fähigkeit,
Wärme und
Feuchtigkeit abzuleiten, bereitgestellt. Durch Verwenden von schweren
und steifen Materialien, wie Stahl und Kunststoff, haben schusssichere
Kleidungsstücke
einen adäquaten
Durchschlagschutz geliefert, aber mit einer beachtlichen Unannehmlichkeit
für den Benutzer
hinsichtlich Gewicht, Dicke, Steifigkeit und Atmungsfähigkeit.
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Verschiedene
Spezifikationen hinsichtlich der Schusssicherheit erfordern verschiedene
minimale Leistungsanforderungen, um zahlreiche Bedrohungsarten zu
vereiteln. Ein Beispiel einer Spezifikation hinsichtlich einer Schusssicherheit
ist der Standard 0101.03 des National Institute of Justice (NIJ) „Ballistic
Resistance of Police Body Armor".
Dieser Standard klassifiziert den Körperschutz durch den Grad der
Leistungsfähigkeit
hinsichtlich einer Schusssicherheit in sechs spezifische Arten.
Diese sechs Arten sind mit zunehmenden Sicherheitsgraden die Typen
I, II-A, II, III-A, III und IV. Die ersten vier dieser Schutzgrade,
die Typen I, II-A, II und III-A, schützen gegen Bedrohungen mit
Handfeuerwaffen und sind typischerweise weiche Panzerschutzwesten,
die auf einer gewöhnlichen
Grundlage getragen werden. Die Typen III und IV sind andererseits
typischerweise Hartpanzer, die gegenüber höchsten Bedrohungen schützen, einer
308 Winchester Vollmetallmantel Munition bzw. einer Panzersprengmunition.
Für jede
der sechs NIJ-Bedrohungsgrade muss der Panzer nicht nur einen spezifizierten
Projektiltyp und eine Anzahl von Schüssen abwehren, sondern muss
auch die Verformungstiefe in einer Tonhinterfütterung des Panzers auf 44
mm oder weniger begrenzen.
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Der
NIJ-Typ I liefert einen Schutz gegenüber zum Beispiel einem 28 Spezial
Rundkopf Bleigeschoss, das mit 25 g m/s (850 Fuß/Sekunde) auftrifft, eine
22er Hochgeschwindigkeits-Bleikugel für einen langen Gewehrlauf,
die mit 320 m/s (1050 Fuß/Sekunde)
auftrifft. Der NIJ-Typ II-A liefert einen Schutz zum Beispiel gegenüber einem
357 Magnum Mantel-Flachkopfgeschoss, das mit 381 m/s (1250 Fuß/Sekunde)
auftrifft, und 9 mm Vollmantelgeschoss, das mit 332 m/s (1090 Fuß/Sekunde)
auftrifft. Der NIJ-Typ II-Standard liefert einen Schutz zum Beispiel
gegenüber
einer 357er Magnum, die mit 425 m/s (1395 Fuß/Sekunde) auftrifft und einem 9
mm Vollmantelgeschoss, das mit 358 m/s (1175 Fuß/Sekunde) auftrifft.
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Der
NIJ-Typ III-A Panzerungsstandard erfordert den höchsten Schutzgrad für Bedrohungen
mit Handfeuerwaffen. Er liefert einen Schutz zum Beispiel gegenüber einer
44er Magnum Blei Semi-Wadcutter Geschosse mit Gaschecks, die mit
einer Geschwindigkeit von 427 m/s (1400 Fuß/Sekunde) oder weniger auftreffen
und 9 mm Vollmantelgeschosse, die mit einer Geschwindigkeit von
427 m/s (1400 Fuß/Sekunde)
oder weniger auftreffen. Ein den Typ III-A Standard befriedigender
Panzer liefert auch einen Schutz gegenüber geringerer Bedrohungsgrade
vom Typ I, Typ II-A und Typ II.
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Die
Typen III und IV sind für
leistungsstarke Kugel- bzw. Panzersprengprojektile und werden typischerweise
während
taktischer Operationen verwendet, bei welchen ein höherer Schutz
erforderlich ist. Der Typ III Panzer schützt gegenüber 7,62 mm Vollmantelgeschossen
(US Militärbezeichnung
M80), die mit einer Geschwindigkeit von 838 m/s (2750 Fuß/Sekunde)
oder weniger auftreffen, während
er gleichzeitig einen Schutz gegenüber Bedrohungen geringerer
NIJ Panzerungsgrade bereitstellt. Der Panzerungstyp IV schützt gegenüber 30 bis
60 Panzerexplosionsladungen, die mit einer Geschwindigkeit von 869
m/s (2850 Fuß/Sekunde)
auftreffen.
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Einige
durchschusshemmende Kleidungsstücke
des Standes der Technik verwenden in Verbindung mit gewebtem Material
verstärkte
Kunststoffplatten, die dick, unhandlich und schwer zu verbergen
sind. Zusätzlich
zur Behinderung der Mobilität
erzeugt diese Konstruktion eine Sicherheitsgefahr Angreifer das
durchschusshemmende Kleidungsstück
sehen können
und stattdessen auf den Kopf zielen. Ein Beispiel dieser Arten von
Kleidungsstücken
sind Westen, die hergestellt werden von Safari Land unter dem Produktnamen
Hyper-LiteTM, welche Platten aus verstärktem Kunststoffhybrid,
Spectra ShieldTM, beinhalten. Die Spectra
ShieldTM Platten sind weniger flexibel als
Gewebematerial und führen
zu einer Weste, die steif, dick und unkomfortabel zu tragen ist.
Ferner belüftet
der undurchlässige
Kunststoff nicht und leitet Wärme
oder Feuchtigkeit nicht ab, was einen zusätzlichen Komfortnachteil für den Benutzer
verursacht.
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Weitere
durchschusshemmende Kleidungsstücke
des Standes der Technik vermeiden den steifen verstärkten Kunststoff
und verwenden stattdessen ausschließlich Textilgewebeplatten.
Zum Beispiel offenbart
US Patent
Nr. 5,479,659 ein durchschusshemmendes Kleidungsstück aus Textilgewebe,
das eine Weste erzeugt, die flexibler, verdeckbar und tragbarer
ist als die Westen, die verstärkten
Kunststoff verwenden. Obwohl diese Art einer Textilgewebeweste im
Vergleich zu kunststoffverstärkten
Westen leicht ist, belastet die Weste nach wie vor den Benutzer
mit einem beachtlichen Gewicht pro Einheitsfläche (bezeichnet als Flächengewicht)
in der Größenordnung
von 4,88 kg/m
2 (1,0 lbs/ft
2)
für eine
aus Aramidfasern gestaltete Weste, welche die Anforderungen des
NIJ Grades III-A erfüllt.
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Um
das Flächengewicht
weiter zu verringern, die Leistungsfähigkeit aber beizubehalten,
verwenden Hersteller gestapelte Textilfasern aus hochleistungsfähiger p-Phenylenbenzobisoxazol
(PBO) Faser, zum Beispiel Zylon® von
Toyobo, Inc. Gegenwärtig
wird die leichteste weiche Körperpanzerung
hergestellt durch Second Chance Body Armor, Inc. unter dem Produktnamen
UltimaTM. Unter Erfüllung der NIJ-Standards sind
die Flächengewichte
UltimaTM 2,39 kg/m2 (0,49
lbs/ft2) für NIJ 0101.03 Typ II-A, 3,93
kg/m2 (0,60 lbs/ft2)
für NIJ 0101.03
Typ II und 3,76 kg/m2 (0,77 lbs/ft2) für
JIJ 0101.09 Typ III-A. Obwohl das Flächengewicht im Vergleich zu
anderem Stand der Technik verringert wurde, ist die Second Chance
UltimaTM noch nicht optimal.
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In
allem sollte das durchschusshemmende Kleidungsstück komfortabel zu tragen sein
und sollte eine Durchschusssicherheit liefern, die die für seine
Verwendung anwendbaren Standards erfüllt. Für das Bereitstellen von Komfort
sollte das durchschusshemmende Kleidungsstück flexibel sein, sollte dünn und verdeckbar sein,
sollte eine adäquate
Belüftung
liefern, die dem Benutzer ermöglicht,
Wärme und
Feuchtigkeit abzuleiten, und äußerst wichtig,
sollte leicht sein, um die Gesamtbelastung auf den Benutzer zu minimieren.
Ein Schwerpunkt auf den Komfort überträgt sich
direkt auf einen verbesserten Schutz, da komfortable Kleidungsstücke häufiger als
lästige
Kleidungsstücke
getragen werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist eine verbesserte Textilstoffpanzerung
zur Verwendung in durchschusshemmenden Kleidungsstücken in Übereinstimmung
mit Anspruch 1. Die Textilstoffpanzerung ist aus hochleistungsfähigen Textilfasern
konstruiert, die in Übereinstimmung
mit Anspruch 14 in einer quasi-isotropischen Ausrichtung angeordnet
sind. Diese quasi-isotropische Ausrichtung ist effektiver hinsichtlich
einer Verteilung der Auftreffenergie bei minimalem Flächengewicht
im Vergleich zu Verfahren des Standes der Technik, die einfach Textillagen
stapeln.
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Die
erste bevorzugte Ausführungsform
verwendet p-Phenylenbenzobisoxazol (PBO)-Fasern, wie dies im Handel
erhältlich
sind als gesponnenes Zylon®-AS, 500-Denier. Die PBO-Faser
sorgt für
eine größere Schneidfestigkeit
gegenüber
jeder anderen hochleistungsfähigen
Faser.
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Die
zweite bevorzugte Ausführungsform
verwendet Aramidfasern, zum Beispiel KevlarTM,
KM2TM oder TwaronTM.
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Eine
dritte bevorzugte Ausführungsform
verwendet Polyethylenfasern mit ultra hohem Molekulargewicht, zum
Beispiel SpectraTM oder DyneemaTM.
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Abwechselnde
Lagen der hochleistungsfähigen
Textilfaser werden in einer quasi-isotropen Ausrichtung positioniert.
Diese Ausrichtung erzeugt ein Kleidungsstück, das weniger als jede vorherige
weiche Textilstoffpanzerung wiegt, aber nach wie vor eine äquivalente
Durchschusssicherheit in Übereinstimmung
mit den Spezifikationen hinsichtlich Geschwindigkeit und stumpfe
Einwirkung des NIJ-Standards 0101.03 sorgt. Die vorliegende Erfindung
liefert eine Durchschusssicherheit, die äquivalent ist zu den Kleidungsstücken des
Standes der Technik des NIJ-Grades III-A, bei einer signifikanten Reduktion
des Flächengewichts,
das heißt,
einer Reduktion des Flächengewichts
von mehr als 10% auf weniger als 3,37 kg/m2 (0,69
lbs/ft2), wenn die PBO-Faser verwendet wird,
im Vergleich zu den 3,76 kg/m2 (0,77 lbs/ft2) von Second Chance UltimaTM.
Zusammen mit einer Reduktion des Flächengewichts liefert die verbesserte
Textilpanzerung dem Benutzer ein leichteres, flexibleres, kompakteres
und bezüglich
Wasserdampfs atmungsfähigeres
Kleidungsstück.
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Um
die quasi-isotrope Ausrichtung zu erhalten, ist die Hochleistungsfaser
zu einem Textilstoff mit gleichseitiger Leinwandbindung gewebt,
zum Beispiel in etwa 10 × 10
Fäden/cm
(25 × 25
Fäden/Inch)
und etwa 0,112 kg/m2 (3,3 oz/yd2).
Mehrere Lagen des Textilstoffes werden kombiniert, um das durchschusshemmende
Füllstoffmaterial
für eine
Weste zu erzeugen. Die Anzahl von Textilstofflagen wird bestimmt
durch die durchschusshemmende Anforderung, zum Beispiel den geforderten
NIJ- Grad. Die einzelnen
Textilstofflagen werden so abgewechselt, dass die Ketten- und Schussrichtung
einer Textilstofflage in einem im Wesentlichen anderen Winkel zu
der Ketten- und Schussrichtung der zweiten Lage ausgerichtet ist.
Ein im Wesentlichen anderer Winkel liegt im Bereich von 20 bis 70°, wobei in
diesem Bereich Beispiele geeigneter Ausrichtungswinkel umfassen
45°, 22,5°, 30°, 60° und 67,5°. Das Positionieren
jeder Lage im Hinblick auf angrenzende Lagen erzeugt die quasi-isotrope Ausrichtung.
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Als
eine Alternative zum Positionieren von Textilstofflagen in Ausrichtungswinkeln,
kann der Textilstoff selbst mit seinen Fasern in einem anderen Winkel
als 0/90° ausgerichtet
sein, um die quasi-isotrope Ausrichtung zu erzeugen. Diese Ausrichtung
kann herbeigeführt
werden unter Verwendung neuartiger Webverfahren oder anderen Verfahren
als einem Wegvorgang.
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Der
gewebte Textilstoff wird geschnitten, so dass die Größe und die
Form für
jede Westenkomponente passen, wodurch ein maßgeschneiderter Sitz geschaffen
wird. Textilschneider schneiden alle Rohmaterialien für den durchschusshemmenden
Füllstoff,
Decklagen und Träger.
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Die
mehreren Lagen aus orientiertem, geschnittenen Textilstoff werden
dann vorzugsweise mit einem Nähvorgang
durchgesteppt, zum Beispiel eine 25 bis 51 mm (1 bis 2 Inch) Diamantmusternaht
unter Verwendung eines hochleistungsfähigen Fadens, wie KevlarTM. Die Naht überdeckt die Fläche des
gesamten durchschusshemmenden Füllstoffmaterials
der Weste. Obwohl vorgezogen, wird ein Nähen nicht für die vorliegende Erfindung
benötigt,
um die vorgesehene Leistungsfähigkeit
zu erhalten.
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Der
durchschusshemmende Füllstoff
wird dann zum Schutz gegenüber
der Umwelt und ultravioletter Strahlung in einer Hülle angeordnet.
Der Füllstoff
und die Hülle
werden dann in einem Träger
der Textilweste angeordnet, der so ausgebildet ist, dass dieser
unterhalb einer Uniform oder eines Hemdes zum verdeckten Schutz
ge tragen werden kann. Der CoolMaxTM von
Dupont ist ein Beispiel eines geeigneten Westen-Trägerstoffes,
der auf der Innenseite des Trägers
getragen werden kann, während
ein Poly-Baumwoll-Mischstoff typischerweise für die Außenfläche des Trägers verwendet wird. Der Träger wird
mit verstellbaren Schulter- und Seitenriemen zusammengenäht. Vorzugsweise
ist das Gewebe aus Nylon und sind die Befestiger alle ein Haken-
und Schlingensystem.
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Die
Erfindung arbeitet in der folgenden Weise. Der durchschusshemmende
Füllstoff
liefert den durchschusshemmenden Schutz. Wenn ein Geschoss oder
ein anderes Projektil auf die Weste einschlägt, wird die kinetische Energie
von dem Projektil in den durchschusshemmenden Füllstoff übertragen. Die quasi-isotrope Ausrichtung
der Faserlagen liefert eine weitreichende Verteilung der Energie
und verringert ein Schlagtrauma weitestgehend. Die Fasern in dem
Textilstoff werden gezogen und die Steppung oder Naht der Textillagen
reduziert das Schlagtrauma weiter, wie dies durch die Verformungstiefe
in einer Ton-Hinterfütterung
definiert ist.
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Demgemäß ist die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine durchschusshemmende Textilpanzerung mit
vorher unerreichbarem minimalem Flächengewicht, Masse und Dicke,
die noch globale ballistische Standards erfüllt, zum Beispiel die NIJ-Spezifikationen zur
Geschwindigkeit und zum Schlagtrauma, Standard 0101.03 Typ III-A
und weniger.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine durchschusshemmende
Textilpanzerung zu schaffen, die flexibel ist und dem Benutzer ermöglicht,
sich frei zu bewegen und alle Funktionen durchzuführen, die
er ohne die Panzerung durchführen
könnte.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine durchschusshemmende
Textilpanzerung zu schaffen, die gut belüftet, atmungsaktiv ist und
eine Verteilung von Wärme
und Feuchtigkeit ermöglicht,
wodurch es in heißen
Klimabereichen für
den Benutzer kühl
und bequem bleibt.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine durchschusshemmende
Textilpanzerung von minimaler Dicke zu schaffen, derart, dass ihre
Verwendung unter anderen Kleidungsstücken unauffällig ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gewebte
textile durchschusshemmende Panzerung zu schaffen, unter Verwendung
einer allgemein erhältlichen
Hochleistungsfaser (z.B., Zylon®, KevlarTM, TwaronTM, SpectraTM, DyneemaTM oder
KM2TM), die in einer quasi-isotropen Ausrichtung
angeordnet sind.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrzweck-Schutzkleidung unter
Verwendung einer durchstich- und/oder schnitthemmenden Textilpanzerung
zu schaffen.
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Es
ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen durchschusshemmendes
Kleidungsstück zu
schaffen, das durch den gesamten Füllstoff durch genäht werden
kann, was den Zusammenbau des Kleidungsstücks leichter macht als die
arbeitsintensivere Konstruktion von Füllstoffen des Standes der Technik,
in welcher zwei oder mehr separate Füllstoffpakete zusammengesteppt
werden. Zudem kann die vorliegende Erfindung mit jedem Nähverfahren
verwendet werden.
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Diese
und weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung werden in größerem Detail
in der detaillierten Beschreibung der Erfindung, den angehängten Zeichnungen
und den beigefügten
Ansprüchen
beschrieben. Zusätzliche
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung
ausgeführt,
werden aus der Beschreibung deutlich oder können bei der praktischen Umsetzung
der Erfindung erfahren werden.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Diagramm des durchschusshemmenden Kleidungsstückes;
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1A ist
ein schematisches Diagramm eines Querschnitts des in 1 gezeigten
durchschusshemmenden Kleidungsstückes
entlang einer Linie 1A-1A;
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2 ist
ein schematisches Diagramm des durchschusshemmenden Füllstoffes;
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3 ist
ein schematisches Diagramm einer Schnittansicht des durchschusshemmenden
Füllstoffes;
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3A ist
ein schematisches Diagramm einer Draufsicht einer Textillage des
durchschusshemmenden Füllstoffes;
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3B ist
ein schematisches Diagramm einer Draufsicht einer Textillage des
durchschusshemmenden Füllstoffes;
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3C ist
ein schematisches Diagramm von Textillagen des durchschusshemmenden
Füllstoffes,
die in einer quasi-isotropen Ausrichtung als eine Weste zusammengebaut
sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die 1 und 1A sind
schematische Diagramme der primären
Komponenten des durchschusshemmenden Kleidungsstückes, einschließlich eines äußeren Westenträgers 11,
einer Schutzhülle 12 für den durchschusshemmenden
Füllstoff,
einen durchschusshemmenden Füllstoff 13 und
eine Fasernaht 14. Beim Untersuchen der Konstruktion von
innen nach außen
wird der durchschusshemmende Füllstoff 13 durch
die Fasernaht 14 zusammengehalten und wird in der Schutzhülle 12 aufgenommen,
welche wiederum in dem äußeren Westenträger 11 aufgenommen
wird.
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Der äußere Westenträger 11 wird
mit den einstellbaren Schulterriemen 15 und Seitenriemen 16 zusammengenäht. In der
bevorzugten Ausführungsform
ist das Gewebe des Westenträgers
Nylon und sind alle Befestiger Haken und Schlingen.
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Die
durchschusshemmende Füllstoffhülle 12 ist
vorzugsweise aus einem leichten wasserfesten Material, um den durchschusshemmenden
Füllstoff 13 gegenüber einer
umweltbedingten Beschädigung
zu schützen
(z. B. Schweiß,
Körperöle, petrochemische
Flecken und ultraviolettes Licht).
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2 zeigt
den durchschusshemmenden Füllstoff 13 in
die Form einer Weste geschnitten und durch die Fasernaht 14 in
einem Diamantmuster zusammengehalten, vorzugsweise etwa 25 × 51 mm
(1'' × 2'')
breite Diamantformen mit 90° Ecken.
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Die 3, 3A, 3B und 3C zeigen
die quasi-isotrope mehrfache Lagenkonstruktion des ballistischen
Füllstoffs 13. 3 ist
ein schematisches Diagramm einer Schnittansicht des durchschusshemmenden
Füllstoffes,
die die abwechselnden Lagen 35 und 36 zeigt, wie
sie durch die Naht 14 zusammengehalten werden. 3A zeigt
eine 0/90° Lage 35,
mit Kett- und Schussrichtung der Textillage bei 0° und 90°. 3B zeigt
eine –45/+45° Lage 36 mit
der Kett- und Schussrichtung der Textillage bei –45° und +45°. Sowohl die 0/90! Lage 35 als
auch die –45/+45° Lage 36 sind
aus Hochleistungsfasern konstruiert, die einen Webstoff mit gleichzeitiger
Leinwandbindung verwebt sind.
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3C zeigt
ein Beispiel, wie die Textillagen in einer quasi-isotropen Ausrichtung
in einer Weste zusammengebaut sind. Jede Textillage ist mit 45° in Bezug
zu einer angrenzenden Lage ausgerichtet. Wie in 3C gezeigt
ist, ist die erste Lage 38 mit den Kettfäden in der
0° Position
ausgerichtet und hat die zweite Lage 39 die Kettfäden in der
45° Position.
Obwohl nicht dargestellt, würde
eine dritte Lage die Kettfäden
wieder in der 0° Position
haben und würde
sich dieses Muster über
mehrere Lagen wiederholen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
hat das resultierende Textilgewebe etwa 10 × 10 Fäden/cm (25 × 25 Fäden/Inch) und etwa 0,112 kg/m2 (3,3 oz/yd2). Ein
schwerer Textilstoff als 0,112 kg/m2 (3,3
oz/yd2) kann verwendet werden, aber die
Leistungsfähigkeit
neigt dazu, sich mit zunehmendem Gewicht des Textilstoffes zu verringern.
Ein leichterer Textilstoff als 0,112 kg/m2 (3,3
oz/yd2) kann verwendet werden, aber benötigt zusätzliche
Kosten für
weitere Lagen und erzeugt Schwierigkeiten bei der Handhabung der
erhöhten
Anzahl von Lagen, um eine Beschädigung
des Gewebes zu vermeiden.
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Wie
in den 3 und 3C gezeigt ist, werden einzelne
Textillagen gestapelt, so dass die Kett- und Schussrichtung der
0/90° Lage 35 in
einem Winkel von 45° zu
der Kett- und Schussrichtung der –45/+45° Lage 36 ausgerichtet
ist. Die wechselnden Kett- und Schussrichtungen erzeugen die quasi-isotrope
Ausrichtung der Textillagen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
beträgt
der Ausrichtungswinkel 45°.
Andere geeignete Winkel können
jedoch 22,5°,
30°, 60° und 67,5° umfassen,
sind aber nicht darauf beschränkt.
Zudem könnten
inkrementale Ausrichtungswinkel verwendet werden, um die Reaktion
der verwendeten speziellen Hochleistungsfaser zu optimieren.
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In 3 ist
die Anzahl der abwechselnden Lagen nur zu Darstellungszwecken gezeigt.
Die genaue Zahl der Textillagen wird bestimmt durch anwendbare ballistische
Spezifikation, zum Beispiel den geforderten NIJ-Typ. Unter Verwendung
einer PBO-Faser, wie Zylon®, erfordert die vorliegende
Erfindung eine minimale Anzahl von Lagen und deshalb ein minimales
Flächengewicht,
um den anwendbaren globalen Schutzstandard, zum Beispiel die NIJ-Standards,
zu erfüllen.
Zum Beispiel benötigt
die vorliegende Erfindung, um einen Typ II-A-Schutz zu schaffen,
etwa 19 Lagen in quasi-isotroper Ausrichtung, mit einem Flächengewicht
von etwa 2,15 kg/m2 (0,44 lbs/ft2). Um einen Typ II-Schutz zu schaffen, benötigt die
vorliegende Erfindung etwa 23 Lagen in quasi-isotroper Ausrichtung
mit einem Flächengewicht von
etwa 2,59 kg/m2 (0,53 lbs/ft2).
Schließlich benötigt die
vorliegende Erfindung, um einen Typ III-A-Schutz zu schaffen, etwa
30 Lagen in einer quasi-isotropen Ausrichtung, mit einem Flächengewicht
von etwa 3,37 kg/m2 (0,69 lbs/ft2). Zudem könnte die vorliegende Erfindung
in Abhängigkeit
von der Qualität
der Faser, dem Gewebe und der Naht jeden Schutzgrad mit bis zu etwa
drei Lagen weniger erreichen, was die Flächengewichtsbereiche für jeden
Grad wie folgt ergibt: etwa 1,81 bis 2,15 kg/m2 (0,37
bis 0,44 lbs/ft2) für Typ II-A, etwa 2,25 bis 2,59
kg/m2 (0,46 bis 0,53 lbs/ft2)
für Typ
II und etwa 3,03 bis 3,37 kg/m2 (0,62 bis
0,69 lbs/ft2) für Typ III-A. So liefert die
vorliegende Erfindung deutliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik beim
Minimieren des Flächengewichts
und der Dicke der Textilpanzerung.
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Ein
jüngerer
Test durch ein zertifiziertes NIJ-Labor zeigt ein spezifisches Beispiel
für die
höhere
Leistungsfähigkeit
der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik. Das
Labor testete sowohl die vorliegende Erfindung als auch ein Design
des Standes der Technik in Übereinstimmung
mit JIJ 0101.03 für den
Grad III-A. Die Tabelle 1 unten fasst die Ergebnisse wie folgt zusammen: Tabelle 1:
Panzerung Design | Flächen-Gewicht (lbs/ft2) kg/m2 | 9 mm Vollmantelgeschoss | 44 Magnum |
Mittelwert RSS*
(mm) | Mittelwert
V50** (ft/s) m/s | Mittelwert RSS*
(mm) | Mittelwert
V50** (ft/s) m/s |
Vorliegende
Erfindung | (0,69)
3,37 | 26 | (1808)
551 | 34 | (1756)
535 |
8.
Generation
Second Chance Ultima | (0,77)
3,75 | 26 | (1758)
536 | 36 | (1635)
498 |
|
*Mittelwert
RSS (Rückseitensignatur)
= Mittel von vier 1. Schuss-Tonverformungsmessungen |
**Mittelwert
V50 = Mittelwert von zwei V50 Geschwindigkeitstests |
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Wenn
die Textillagen gestapelt und in Kleidungszuschnitte geschnitten
sind, werden die Lagen zusammengenäht, um den ballistischen Füllstoff
zusammenzustellen. 2 zeigt den vollständig konstruierten durchschusshemmenden
Füllstoff 13,
wobei mehrere Lagen Textilstoff zusammengenäht sind. Das Nähen kann
mit einer beliebigen geeigneten Hochleistungsfaser erfolgen, wie
beispielsweise p-Phenylenbenzobisoxazol,
Aramid und Polyethylen mit ultra hohem Molekulargewicht. In der
bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die Naht 14 mit einem Hochleistungsfaden KevlarTM in einem etwa 25 × 51 mm (1'' bis
2'') Diamantmuster,
wobei die Ecken der Diamanten 90°-Winkel
haben. Wie in 2 gezeigt ist, überdeckt
die Naht 14 die gesamte Fläche des durchschusshemmenden
Füllstoffes 13.
Vorzugsweise sind die Textillagen über die gesamte Oberfläche der
Panzerung unter Verwendung eines Fadens KevlarTM,
Größe FF, mit
3,2 bis 3,6 Stichen pro cm (8 bis 9 Stichen pro Inch) zusammengenäht. Andere
Nähtechniken,
wie solche, die eine höhere
Flexibilität
verleihen, können
jedoch verwendet werden, um die Tragbarkeit des Kleidungsstückes zu
verbessern.
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Die
vorstehende Offenbarung der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wurde zu Zwecken der Darstellung und
Beschreibung präsentiert.
Es ist nicht beabsichtigt, dass dies erschöpfend ist, oder die Erfindung
auf die offenbarten präzisen
Formen zu beschränken.
Viele Variationen und Modifikationen der hier beschriebenen Ausführungsformen
werden für
den Fachmann im Lichte der obigen Offenbarung deutlich. Der Schutzbereich
der Erfindung wird nur die hier angehängten Ansprüche definiert und durch eine Äquivalente.