EP0769128A1 - Schutzkleidung, besonders antiballistische damen-schutzkleidung - Google Patents

Schutzkleidung, besonders antiballistische damen-schutzkleidung

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EP0769128A1
EP0769128A1 EP95922494A EP95922494A EP0769128A1 EP 0769128 A1 EP0769128 A1 EP 0769128A1 EP 95922494 A EP95922494 A EP 95922494A EP 95922494 A EP95922494 A EP 95922494A EP 0769128 A1 EP0769128 A1 EP 0769128A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective
layers
clothing
protective clothing
antiballistic
Prior art date
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EP95922494A
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EP0769128B1 (de
EP0769128B2 (de
Inventor
Achim Fels
Jörg Wintersieg
Michael Mohr
Dieter Holzhauer
Franz Palzer
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Teijin Aramid GmbH
Original Assignee
Akzo Nobel Faser AG
Triumph International AG
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Publication date
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Application filed by Akzo Nobel Faser AG, Triumph International AG filed Critical Akzo Nobel Faser AG
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    • F41H1/00—Personal protection gear
    • F41H1/02—Armoured or projectile- or missile-resistant garments; Composite protection fabrics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
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    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
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    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3854—Woven fabric with a preformed polymeric film or sheet
    • Y10T442/387—Vinyl polymer or copolymer sheet or film [e.g., polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, etc.]

Definitions

  • the invention relates to protective clothing, in particular antiballistic protective clothing for women, consisting of cover layers and / or one or more protective layers arranged one above the other and possibly connected to one another, these protective layers consisting of textile fabrics made of antiballistically active fibers.
  • protective clothing is described in US Pat. No. 4,578,821, in which a special breast shape for women can be placed on a carrier material.
  • a conventional vest can be used as the carrier material, for example.
  • no solution is offered that offers sufficient comfort because the Protective clothing is not overall adequately adapted to the female body shape.
  • the task was to develop protective clothing, especially antiballistic protective clothing for women, which is well adapted to the body shapes and thus offers a high level of comfort without loss of protective effect and which, moreover, can be produced very inexpensively.
  • this object can be achieved in a particularly advantageous manner if the deformations necessary for adaptation to the body shapes, such as, for example, the shaping of the bust part in protective clothing for women, are carried out by means of a molding process.
  • the task of improving the wearing comfort is achieved by protective clothing which is well adapted to the body shape, especially that which is well adapted to the female body shape Bust part, solved in a particularly advantageous manner.
  • Aramid fibers which are also known as aromatic polyamide fibers, are often used in the protective layers for antiballistic protective clothing, in particular for bullet and splinter-resistant vests. Such fibers are commercially available, for example, under the brand name TwaronS ) .
  • Aramid fibers are polyamide fibers which are at least partially composed of aromatic compounds. When the polyamides are formed, for example by polycondensation of an aromatic amine with an aromatic acid or its chlorides, both the acid component and the ink component can be wholly or partly composed aromatic compounds exist.
  • aramid fibers are fibers whose main part is composed of aromatic compounds which form amides.
  • polyolefin fibers especially polyethylene fibers produced by the gel spinning process, are also used for antiballistic protective clothing. These are also suitable for producing the antiballistic protective clothing according to the invention. The same applies to other antiballistically active fibers, such as so-called antiballistic nylon.
  • Antiballistically effective materials are to be understood as those which resist the penetration of projectiles, fragments etc. and slow down their speed when they hit these materials.
  • Fabrics made from aramid fibers are often used to form the antiballistically effective protective layers. These fibers are preferably processed into fabrics as filament yarns, but the use of spun yarns is also possible. Filament yarns, however, achieve higher strength and a better antiballistic effect.
  • Protective layers in antiballistically effective clothing are understood to mean the layers which contain antiballistically effective materials in the abovementioned sense. These protective layers in antiballistic clothing are very often woven from aramid fibers.
  • Antiballistic protective clothing is therefore clothing that effectively protects the body against the penetration of projectiles, fragments, fragments of explosive devices, etc.
  • filament yarns are used for the production of fabrics, these are used in titers of 400-3400 dtex.
  • the filament titer is preferably less than 1.7 dtex.
  • the yarns can be processed into fabrics on all machines commonly used in weaving technology. Fabric production in plain weave is preferred, but other weaves, such as a Panama weave, are also possible.
  • the thread numbers to be used depend on the titer of the yarn and the desired fabric density. The following information for thread counts for the production of fabrics in plain weave from aramid fibers for antiballistic protective layers are to be regarded as examples:
  • the invention is not intended to be restricted to the use of fabrics for the protective layers.
  • fabrics for the protective layers In the same way, other flat structures such as foils, laid scrims, nonwovens or knitted fabrics can also be used.
  • textile fabric is used here to produce fiber materials. These are to be understood as meaning fabrics, knitwear, nonwovens, scrims, etc. Fabrics are preferred for the production of the protective clothing according to the invention.
  • This equipment can possibly be omitted in bulletproof vests for police use, because the packages of antiballistic layers are usually welded between PVC foils and are thus sealed watertight.
  • a bust part is formed in the flat structures provided for the antiballistic protective layers, particularly in fabrics made of aramid fibers, by means of a molding process. Mold processes and the corresponding machines are known in the bodice industry. A molding process that is particularly suitable for the production of protective layers for antiballistically effective protective clothing is first filed with the German Patent Office at the same time Patent application P 44 23 194.6 described. The process described there provides for aramid surface fabrics at temperatures of 180-300 ° C. at a machine pressure of 4-8 bar (400-800 kPa).
  • thermoplastic materials are particularly suitable for molding.
  • Aramid fibers which are preferably used for antiballistic protective clothing, do not count among the thermoplastic, since they have no defined melting and softening points and decompose before melting. It was therefore surprising that it was possible to use a molding process to deform the flat structures from these fibers and in this way to create a possibility for the protective clothing to be produced from such materials in a particularly favorable manner, particularly to the body shapes to be able to adapt to female body shapes. With the method described in the patent application P.
  • the antiballistic protective layers show no loss of antiballistic effectiveness after the shaping of a bust part at the locations deformed by means of a molding process, as the bombardment tests shown below show.
  • the material to be tested was bombarded in several layers one above the other.
  • the number of layers was chosen to suit the conditions, such as they are present in the protective vest.
  • the bombardment was carried out with 9 mm para-ammunition from a distance of 10 m at a bombardment angle of 90 °.
  • the antiballistic effect was checked on the one hand by detecting a possible bullet, on the other hand by checking the change in a plasticine mass attached behind the material to be bombarded.
  • the depth of indentation of the projectile in the plasticine mass was determined, whereby an approximate measure for the energy effect of a projectile on the human body in the case of a shot should be established.
  • the police departments allow up to 44 mm as a depth of penetration into the plasticine mass.
  • the antiballistic protective layers deformed by molding are preferably used for bulletproof vests for women. For this purpose, between 20 and 30 of these layers are placed one on top of the other in such a way that the formed bust parts lie exactly one above the other. Such a vest often consists of 28 protective layers. After the formations have been introduced, these are consolidated with one another by means of a cross-stitched seam, each of the two crossed seams being approximately 10 cm in length. This cross stitching is below of the molded bust part attached. A sewing thread, for example made of aramid fiber, is used for quilting. The antiballistic package formed in this way is then welded into a prefabricated cover made of PVC film with a bust part also molded by Moulden to produce a bulletproof vest.
  • the PVC envelope is shaped in such a way that the bust part is shaped according to the shape of the antiballistic protective layers in a double-layer PVC film which is already welded at one edge and is still open at three edges by means of molding.
  • the antiballistic package is introduced into this casing, which then has a bust part on both the front and the back, and the edges which are still open are welded in a watertight manner.
  • the package, which is welded in PVC film is then introduced, for example, into a colored or printed cotton or cotton-polyester fabric which is adapted to the shape of the antiballistic package.
  • the package is not fully sewn into the outer fabric, but rather an opening and removal option is created by means of a zip or Velcro fastener.
  • the antiballistic protective layers are contained in the clothing in the form of the so-called antiballistic package.
  • This package is covered on both sides by cover layers, which can be of different types.
  • cover layers are understood to mean layers of textile or non-textile fabrics which are arranged under or above the package of protective layers.
  • Cover layers are also PVC films, for example, which are used to weld in the antiballistic protective layers Find.
  • the invention is not intended to be limited to the use of PVC films, other materials suitable for this purpose can also be used in the same way.
  • the bust part is shaped by means of a molding process at temperatures of 60-100 ° C., preferably 70-90 ° C.
  • the machine pressure is 2 - 5 bar (200 - 500 kPa), preferably 3 - 4 bar (300 - 400 kPa).
  • splinter protection vests for women, which are used in particular in the military field, for example 14 layers are placed one on top of the other in such a way that the molded bust parts lie exactly one above the other. The layers are sewn together at the edges.
  • the antiballistic package formed in this way is then sewn or welded into a prefabricated envelope, for example made of polyester fabric coated on both sides with neoprene, with a bust part likewise molded by means of Moulden.
  • the coated polyester fabric is deformed in such a way that the bust part is shaped according to the shape of the antiballistic layers in a double-layer coated polyester fabric which has already been sewn or welded at one edge and is still open at three edges.
  • the bust part is shaped by means of a molding process at temperatures of 180-220 ° C, preferably at 190-210 ° C.
  • the set machine pressure here is 5-7 bar (500-700 kPa), preferably 5.5-6.5 bar (550-650 kPa).
  • the antiballistic package is introduced into this envelope, which then has a bust part on both the front and the back, and the edges that are still open are sewn or welded.
  • the package, which is welded or sewn into the cover made of coated polyester fabric or another coated textile fabric, is then introduced, for example, into a colored or printed cotton or cotton-polyester fabric which is adapted to the shape of the antiballistic package.
  • the protective clothing according to the invention offers a high level of wearing comfort for female security forces due to a bust part formed in the protective and covering layers by means of molding and does not restrict the freedom of movement. With the protective clothing according to the invention, considerable progress is made in the production of protective clothing, particularly in the production of protective vests for female security personnel, without any loss of protective effectiveness.
  • a fabric was made in plain weave from a filament yarn made of aramid fibers with a titer of 930 dtex. The thread counts were 10.7 / cm in the warp and 10.5 / cm in the weft. The fabric obtained had a weight of 202 g / m 2 and a thickness of 0.30 mm. The cutouts for protective vests were cut out of this fabric.
  • a bust part was individually formed on these blanks using the molding process described in patent application P 44 23 194.6, which was filed with the German Patent Office at the same time. A total of 28 layers of these blanks were combined into a package and placed in a PVC envelope which had previously also been formed into a bust part by deep drawing, welded in.
  • the antiballistic package thus produced was subjected to a bombardment test in accordance with the conditions specified above, the bombardment also taking place at the shaped points. With a total of four hits, no bullet was found at the points changed by Moulden. The values for the penetration depth in plasticine were between 26 and 37 mm. The requirements of the German police for use as protective clothing were therefore fully met.
  • a fabric was made in plain weave from a filament yarn made of aramid fibers with a titer of 1,100 dtex. The thread counts were 8.7 / cm in the warp and 8.3 / cm in the weft. The fabric obtained had a weight of 189 g / m 2 and a thickness of 0.30 mm. Cuts for protective vests were made from this fabric. A bust part was individually formed on these cuts using the molding method described in patent application P 44 23 194.6, which was filed with the German Patent Office at the same time. A total of 14 layers of these blanks were put together to form a package and sewn together along the edges for the bombardment test.
  • the antiballistic package produced in this way was subjected to splinter bombardment in accordance with the conditions of STANAG 2920.
  • the shot was fired with 1.1 g splitters.
  • a V50 value of 467 m / sec was registered at the points deformed by molding when the dry package was fired at. This value means that there is a 50% probability of penetration at this speed.
  • the V50 value was 466 m / sec.
  • the V50 value was 437 m / sec at the shaped points and 436 m / sec at the non-deformed points. This example, like the previous one, shows that the shaping of the protective layers by means of molding does not have a negative influence on the antiballistic effect of the protective clothing.

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Description

Schutzkleidung, besonders antiballistische Damen-Schutzkleidung
* * *
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft Schutzkleidung, besonders antiballi¬ stische Schutzkleidung für Damen, bestehend aus Abdecklagen und/oder einer oder mehreren übereinander angeordneten und eventuell miteinander verbundenen Schutzlagen, wobei diese Schutzlagen aus textilen Flächengebilden aus antiballi¬ stisch 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 Be¬ reichen vermehrt Frauen eingesetzt werden, ist es notwen¬ dig, daß diese Schutzkleidung den weiblichen Körperformen angepaßt wird. Die herkömmliche, auf das Tragen durch Män¬ ner ausgerichtete Schutzkleidung, ist für Frauen problema¬ tisch und lediglich mit einer erheblichen Einbuße an Trage¬ komfort möglich. Besonders bei einem Einsatz, der mit hohen körperlichen Belastungen verbunden ist, erweist sich dieser geringe Tragekomfort der für Männer entwickelten Schutz¬ westen 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 Ef¬ fekt 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, daß 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 beschrie¬ ben, bei der auf ein Trägermaterial eine spezielle Brust¬ ausformung für Damen aufgesetzt werden kann. Als Trägerma¬ terial kann beispielsweise eine konventionelle Weste Ver¬ wendung 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 an¬ tiballistische 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 be¬ sonders vorteilhafter Weise gelöst werden kann, wenn die für die Anpassung an die Körperformen nötigen Verformungen, wie beispielsweise die Ausformung des Büstenteiles in Da¬ menschutzkleidung, mittels eines Mouldverfahrens vorgenom¬ men werden. Neben der Möglichkeit, auf diese Weise Schutz¬ kleidung, besonders antiballistische Schutzkleidung für Damen kostengünstig ohne Verlust an Schutzwirkung herstel¬ len zu können, wird die Aufgabenstellung der Verbesserung des Tragekomforts durch die den Körperformen gut angepaßte Schutzkleidung, vor allem das den weiblichen Körperformen gut angepaßte Büstenteil, in besonders vorteilhafter Weise gelöst.
Thermische Verformungen von antiballistischen Paketen sind bereits beschrieben worden. So erwähnt DE-A 3 426 458 diese Möglichkeit für ein Laminat, das aus Aramidfaser-Geweben gebildet wird und einen hohen Anteil polymerer Bindemittel wie beispielsweise Polyethylen, Polyvinylharze u.a. ent¬ hält. Die hier vorgeschlagenen Temperaturen sind auf die verwendeten Harze abgestimmt. Obgleich die Möglichkeit, die Verformung der mit Harzen verfestigten Laminate so zu ge¬ stalten, daß eine Anpassung an die Körperformen erzielt wird, Erwähnung findet, wird andrerseits in derselben Druckschrift aber vorgeschlagen, zur Herstellung biaxial gewölbter Laminatpakete Einschnitte vorzunehmen, womit eine Arbeitsweise analog der herkömmlichen Abnähertechnik emp¬ fohlen wird.
Eine ähnliche Technik, die ebenfalls mit Laminaten und mit niedrigen, auf die verwendeten Harze abgestimmten Tempera¬ turen arbeitet, ist auch aus der Herstellung von antiballi¬ stischen Helmen bekannt. Als Beispiel hierfür sei AT-B 372 524 genannt.
Die bis jetzt beschriebenen Verfahren arbeiten mit Lamina¬ ten. Die niedrigen, auf die verwendeten Harze abgestimmten Temperaturen bei den bisherigen Verfahren zur Herstellung antiballistischer Schutzkleidung lassen nur eine Verformung von textilen Flächengebilden aus beispielsweise Aramidfa- sern im Laminat-Verbund zu. Im Interesse eines guten Trage¬ komforts ist es aber anzustreben, nicht laminierte Gewebe in antiballistischer Schutzkleidung einzusetzen, wobei, wenn diese Schutzkleidung für Damen vorgesehen ist, eine dauerhafte Verformung dieser textilen Flächengebilde, zum Beispiel in Form von Einzelgeweben oder von Gewebepaketen ohne Mitverwendung eines Harzes, erfolgen muß.
Für antiballistische Schutzkleidung, besonders für kugel- und splitterhemmende Westen, finden in den Schutzlagen häu¬ fig Aramidfasern, die auch unter der Bezeichnung aromati¬ sche Polyamidfasern bekannt sind, Einsatz. Solche Fasern sind beispielsweise unter dem Markennamen TwaronS) im Han¬ del. Aramidfasern sind Polyamidfasern, die mindestens teil¬ weise aus aromatischen Verbindungen aufgebaut sind. Bei der Bildung der Polyamide, die beispielsweise durch Polykonden- sation eines aromatischen Amins mit einer aromatischen Säu¬ re bzw. deren Chloride entstehen, kann sowohl die Säurekom¬ ponente als auch die A inkomponente ganz oder teilweise aus aromatischen Verbindungen bestehen. Unter Aramidfasern sind im Sinne der Erfindung Fasern zu verstehen, deren Hauptan¬ teil aus aromatischen, Amide bildenden Verbindungen aufge¬ baut ist.
Außer Aramidfasern finden für antiballistische Schutzklei¬ dung auch Polyolefinfasern, besonders nach dem Gelspinnver¬ fahren hergestellte Polyethylenfasern, Verwendung. Auch diese sind zur Herstellung der erfindungsgemäßen antiballi¬ stischen Schutzkleidung geeignet. Gleiches gilt für andere antiballistisch wirksame Fasern, wie beispielsweise soge¬ nanntes antiballistisches Nylon.
Unter antiballistisch wirksamen Materialien sind solche zu verstehen, die dem Eindringen von Geschossen, Splittern etc. Widerstand entgegen setzen und deren Geschwindigkeit beim Auftreffen auf diese Materialien abbremsen.
Zur Bildung der antiballistisch wirksamen Schutzlagen wer¬ den häufig Gewebe aus Aramidfasern eingesetzt. Diese Fasern werden bevorzugt als Filamentgarne zu Geweben verarbeitet, der Einsatz von Spinnfasergarnen ist aber ebenfalls mög¬ lich. Mit Filamentgarnen wird jedoch eine höhere Festigkeit und eine bessere antiballistische Wirkung erzielt.
Unter Schutzlagen werden in antiballistisch wirksamer Klei¬ dung die Lagen verstanden, die antiballistisch wirksame Materialien im obengenannten Sinne enthalten. Sehr häufig handelt es sich bei diesen Schutzlagen in antiballistischer Kleidung um Gewebe aus Aramidfasern.
Unter antiballistischer Schutzkleidung ist somit Kleidung zu verstehen, die einen wirksamen Schutz des Körpers gegen das Eindringen von Geschossen, Splittern, Fragmenten von Sprengkörpern etc. ermöglicht.
Werden zur Herstellung von Geweben Filamentgarne einge¬ setzt, so kommen diese 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 mög¬ lich. 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 Aramidfasern für antiballi¬ stische Schutzlagen sind als Beipiele zu betrachten:
Garntiter Fadenzahlen pro 10 cm Gewebegewicht dtex in Kette u. Schuß ,.g/m2
420 80 - 110 65 - 100
840 90 - 110 175 - 185
120 - 130 210 - 220
930 105 - 115 200 - 220
1 100 85 - 120 190 - 280
1 260 75 - 100 190 - 250
100 - 110 250 - 280
1 680 65 - 80 220 - 260
3 360 40 - 50 300 - 460
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. Für aus Fasermaterialien hergestellte Flächengebilde findet hier der Ausdruck textile Flächengebilde Verwendung. Unter die¬ sen sind Gewebe, Maschenwaren, Vliesstoffe, Fadengelege etc. zu verstehen. Gewebe werden für die Herstellung der erfindungsgemäßen Schutzkleidung bevorzugt.
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 Aramidfasern anla¬ gert. Um auch in nassem Zustand bzw. nach einer Wasseranla¬ gerung eine gute antiballistische Wirksamkeit zu gewähr¬ leisten, ist es in vielen Fällen üblich, Gewebe aus Aramid¬ fasern vor ihrer Weiterverarbeitung zu kugel- oder split¬ terhemmenden Westen einer wasserabweisenden Ausrüstung, häufig auch als Hydrophobierung bezeichnet, zu unterziehen. Hierzu finden bevorzugt Ausrüstungsmittel 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 Pa¬ kete 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 Aramidfasern, wird mittels eines Mouldverfahrens ein Büstenteil ausge¬ formt. Mouldverfahren und die entsprechenden Maschinen sind in der Miederindustrie bekannt. Ein für die Herstellung von Schutzlagen für antiballistisch wirksame Schutzkleidung besonders geeignetes Moulding-Verfahren wird in der zeit¬ gleich beim Deutschen Patentamt ersthinterlegten Patentanmeldung P 44 23 194.6 beschrieben. Das dort be¬ schriebene Verfahren sieht für Flächengebilde aus Aramiden Temperaturen von 180 - 300 °C bei einem Maschinendruck von 4 - 8 bar (400 - 800 kPa) vor.
Zum Moulden eignen sich laut bisherigem Stand der Technik besonders Flächengebilde aus thermoplastischen Materialien. Aramidfasern, die bevorzugt Einsatz für antiballistische Schutzkleidung finden, zählen aber nicht zu den Thermopla¬ sten, da sie keinen definierten Schmelz- und Erweichungs¬ punkt aufweisen und sich vor dem Schmelzen zersetzen. Es war deshalb überraschend, daß es gelang, mittels eines Mouldverfahrens eine Verformung von Flächengebilden aus diesen Fasern vorzunehmen und auf diese Weise eine Möglich¬ keit zu schaffen, die aus solchen Materialien herzustellen¬ de Schutzkleidung in besonders günstiger Weise an die Kör¬ performen, besonders an die weiblichen Körperformen, anpas¬ sen zu können. Mit dem in der zeitgleich beim Deutschen Patentamt ersthinterlegten Patentanmeldung P. 44 23 194.6 beschriebenen Verfahren gelingt es, Flächengebilde aus Ara¬ midfasern so mittels eines Mouldingverfahrens zu verformen, daß eine permanente neue Form erreicht und so beispielswei¬ se das Büstenteil der antiballistischen Lagen für Damen- Schutzkleidung irreversibel ausgeformt werden kann.
Die antiballistischen Schutzlagen zeigen nach dem Ausformen eines Büstenteils an den mittels eines Mouldingverfahrens verformten Stellen keinen Verlust an antiballistischer Wirksamkeit, wie die nachstehend aufgeführten Beschußversu- che 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 Beschies- sen wurde mit 9 mm Para-Munition aus 10 m Entfernung in einem Beschußwinkel von 90° durchgeführt. Die Prüfung des antiballistischen Effektes erfolgte einmal durch Feststel¬ len eines eventuellen Durchschusses, zum anderen durch Prü¬ fung der Veränderung einer hinter dem zu beschießenden Ma¬ terial angebrachten Plastilinmasse. Hierzu wurde die Ein¬ drucktiefe des Geschosses in der Plastilinmasse ermittelt, womit ein ungefähres Maß für die Energiewirkung eines Ge¬ schosses auf den menschlichen Körper im Falle eines Be¬ schüsses festgestellt werden sollte. Als Eindringtiefe in die Plastilin-Masse werden von den Polizei-Dienststellen, je nach Spezifikation, bis zu 44 mm zugelassen.
Die Beschußversuche wurden an Geweben aus Aramidfasern, an denen zuvor mittels des in der zeitgleich beim Deutschen Patentamt ersthinterlegten Patentanmeldung P 44 23 194.6 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 nach dem Einbringen der Aus¬ formungen durch eine KreuzSteppnaht miteinander verfestigt, wobei jede der beiden über Kreuz verlaufenden Nähte ca. 10 cm Länge aufweist. Diese KreuzSteppnaht wird unterhalb des ausgeformten Büstenteils angebracht. Zum Versteppen findet ein Nähfaden, zum Beispiel aus Aramidfaser, Verwen¬ dung. Das so gebildete antiballistische Paket wird dann zur Herstellung einer Kugelschutzweste in eine vorgefertigte Hülle aus PVC-Folie mit ebenfalls durch Moulden ausgeform¬ tem Büstenteil eingeschweißt. Das Verformen der PVC-Hülle erfolgt so, daß in einer dopellagigen, an einem Rand be¬ reits verschweißten 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 antiballi¬ stische Paket eingebracht und die noch offenen Ränder wer¬ den wasserdicht verschweißt. Anschließend wird das in PVC- Folie eingeschweißte Paket beispielsweise in ein gefärbtes oder bedrucktes Baumwolle- oder Baumwolle-Polyestergewebe, das den Ausformungen des antiballistischen Paketes angepaßt wird, eingebracht. Im Interesse einer leichten Entnahmemög¬ lichkeit des antiballistischen Paketes, zum Beispiel bei einer notwendigen Reinigung, wird das Paket nicht in den Oberstoff voll eingenäht, sondern es wird eine Öffnungs¬ und Entnahmemöglichkeit mittels eines Reiß- oder Klettver¬ schlusses geschaffen.
Die antiballistischen Schutzlagen sind in der Kleidung in Form des sogenannten antiballistischen Paketes enthalten. Dieses Paket ist durch Abdecklagen, die verschiedener Art sein können, auf beiden Seiten abgedeckt. Unter Abdecklagen sind im Sinne der Erfindung Lagen von textilen oder nicht- textilen Flächengebilden, die unter oder über dem Paket der Schutzlagen angeordnet sind, zu verstehen.
Abdecklagen sind beispielsweise auch PVC-Folien, die zum Einschweißen der antiballistischen Schutzlagen Verwendung finden. Die Erfindung soll aber nicht auf die Verwendung von PVC-Folien beschränkt bleiben, auch andere hierfür ge¬ eignete Materailien können in gleicher Weise eingesetzt werden. Wird mit PVC-Folien gearbeitet, so erfolgt das Aus¬ formen 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), bevorzugt 3 - 4 bar (300 - 400 kPa) .
Zur Herstellung von Splitterschutzwesten für Damen, die besonders im militärischen Bereich Verwendung finden, wer¬ den 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 vorge¬ fertigte Hülle, zum Beispiel aus mit Neopren beidseitig beschichtetem Polyestergewebe, mit ebenfalls mittels Moul¬ dens ausgeformtem Büstenteil eingenäht oder eingeschweißt. Das Verformen des beschichteten Polyestergewebes erfolgt so, daß in einem doppellagigen, an einem Rand bereits ver¬ nähten oder verschweißten und an drei Rändern noch offenen beschichteten Polyestergewebe mittels Mouldens das Büsten¬ teil 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 (550-650 kPa) . 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 be¬ schichtetem Polyestergewebe oder einem anderen beschichte¬ ten textilen Flächengebilde eingeschweißte oder eingenähte Paket beispielsweise in ein gefärbtes oder bedrucktes Baum¬ wolle- oder Baumwoll-Polyestergewebe, das den Ausformungen des antiballistischen Paketes angepaßt wird, eingebracht.
Die erfindungsgemäße Schutzkleidung bietet für weibliche Sicherheitskräfte durch ein in den Schutz- und -Abdecklagen mittels Mouldens ausgeformten Büstenteiles einen hohen Tra¬ gekomfort und wirkt nicht einengend auf die Bewegungsfrei¬ heit. Mit der erfindungsgemäßen Schutzkleidung wird also ein erheblicher Fortschritt bei der Herstellung von Schutz¬ kleidung, besonders bei der Herstellung von Schutzwesten für weibliche Sicherheitskräfte, ohne Einbußen an Schutz¬ wirksamkeit erzielt.
Ausführungsbeispiele
Beispiel 1
Aus einem Filamentgarn aus Aramidfasern 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 wur¬ den Zuschnitte für Schutzwesten ausgeschnitten. An diesen Zuschnitten wurde einzeln ein Büstenteil unter Einsatz des in der zeitgleich beim Deutschen Patentamt ersthinterlegten Patentanmeldung P 44 23 194.6 beschriebenen Mouldingverfah¬ rens ausgeformt. Insgesamt 28 Lagen dieser Zuschnitte wur¬ den zu einem Paket zusammengelegt und in eine PVC-Hülle, an der zuvor ebenfalls mittels Tiefziehens ein Büstenteil aus¬ geformt worden war, eingeschweißt. Das so hergestellte an¬ tiballistische Paket wurde einem Beschußversuch nach den oben angegebenen Bedingungen unterzogen, wobei der Beschüß 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:
Zahl der Lagen Durchschuß Eindringtiefe mm
30 nein 30.
28 nein 31
26 nein 36
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 Aramidfasern 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 Zu¬ schnitte für Schutzwesten angefertigt. An diesen Zuschnit¬ ten wurde einzeln ein Büstenteil unter Einsatz des in der zeitgleich beim Deutschen Patentamt ersthinterlegten Pa¬ tentanmeldung P 44 23 194.6 beschriebenen Moulding-Verfah- rens ausgeformt. Insgesamt 14 Lagen dieser Zuschnitte wur¬ den zu einem Paket zusammengelegt und für den Beschußver¬ such längs der Ränder miteinander vernäht. Das so herge¬ stellte antiballistische Paket wurde einem Splitterbeschuß nach den Bedingungen von STANAG 2920 ausgesetzt. Der Be¬ schüß erfolgte mit 1,1 g-Splittern. Hierbei wurde beim Be¬ schüß des trockenen Paketes an den mittels Mouldens ver¬ formten Stellen ein V50-Wert von 467 m/sec registriert. Dieser Wert bedeutet, daß bei der genannten Geschwindigkeit eine Penetrationswahrscheinlichkeit von 50 % besteht. An den nicht verformten Stellen lag der V50-Wert bei 466 m/sec. Auch beim Beschüß in nassem Zustand wurden an ausgeformten und nicht verformten Stellen nahezu die glei¬ chen 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 vor¬ hergehende, daß das Verformen der Schutzlagen mittels Mouldens keinen negativen Einfluß auf den antiballistischen Effekt der Schutzkleidung ausübt.

Claims

Patentansprüche:
Schutzkleidung, besonders antiballistische Schutz¬ kleidung für Damen, bestehend aus Abdecklagen und/oder einer oder mehreren übereinander angeordneten und even¬ tuell miteinander verbundenen Schutzlagen, wobei diese Schutzlagen aus textilen Flächengebilden aus antiballi¬ stisch wirksamen Fasern bestehen, dadurςh gekennzeich¬ net, daß die Schutzlagen und/oder die Abdecklagen mit¬ tels eines Mouldverfahrens erzeugte Verformungen für die Anpassung an die Körperformen, besonders eine mit¬ tels eines Mouldverfahrens erzeugte Ausformung des Bü¬ stenteils, enthalten.
Schutzkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzlagen aus textilen Flächengebilden aus Aramidfasern bestehen.
Schutzkleidung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzlagen aus Geweben aus Aramidfasern bestehen. 4. Schutzkleidung für Damen nach Anspruch 1, besonders antiballistische Schutzkleidung für Damen, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß diese in den Schutzlagen und/oder den Abdecklagen eine mittels eines Mouldverfahrens erzeugte Ausformung des Büstenteils, enthält.
5. Kugelhemmende Schutzkleidung für Damen, besonders Ku¬ gelschutzweste, 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 Mould¬ verfahrens erzeugte Ausformung eines Büstenteils enthalten.
6. Splitterhemmende Schutzkleidung für Damen, besonders Splitterschutzweste, nach Anspruch 1, mit antiballi¬ stisch wirksamen Schutzlagen, die in eine Hülle aus einem beschichteten textilen Flächengebilde eingenäht oder eingeschweißt sind, wobei diese Hülle die -Abdeck¬ lagen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schutzlagen als auch die Hülle eine mittels eines Mouldverfahrens erzeugte Ausformung eines Büstenteils enthalten.
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