EP2473659B1 - Penetrationshemmende textile flächengebilde und die flächengebilde umfassende artikel - Google Patents

Penetrationshemmende textile flächengebilde und die flächengebilde umfassende artikel Download PDF

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EP2473659B1
EP2473659B1 EP20100747036 EP10747036A EP2473659B1 EP 2473659 B1 EP2473659 B1 EP 2473659B1 EP 20100747036 EP20100747036 EP 20100747036 EP 10747036 A EP10747036 A EP 10747036A EP 2473659 B1 EP2473659 B1 EP 2473659B1
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EP
European Patent Office
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penetration
filament yarn
fabric
textile fabric
performance
Prior art date
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EP20100747036
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Christian Böttger
Rüdiger Hartert
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Teijin Aramid GmbH
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Teijin Aramid GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/442—Cut or abrasion resistant yarns or threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • 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
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D10B2331/021—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T442/3065—Including strand which is of specific structural definition
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    • Y10T442/40—Knit fabric [i.e., knit strand or strip material]
    • Y10T442/425—Including strand which is of specific structural definition

Definitions

  • the invention relates to penetration-resistant textile fabrics and articles comprising the fabrics.
  • Penetration inhibitors i. Protection against attacks with shot, stab and explosive weapons-providing textile fabrics are known.
  • US 4,897,902 describes stretched and twisted multifilament yarns of polyethylene fibers having a weight average molecular weight of at least about 500,000, which are fabricated into fabrics. The fabrics are heat-shrunk or heat-set.
  • WO 2009/087123 A1 describes a staple fiber yarn comprising at least one twine, the twine comprising a blend of first and second staple fibers, wherein the first staple fibers are made of high tenacity filaments having a tenacity of at least 80 cN / tex and the second staple fibers are shrinking in the range of 5% to 50%.
  • US 2004/0023580 A1 describes a compacted tissue that is puncture resistant and has antiballistic properties.
  • the attack with firearms can be done with spherical or splinter-shaped ammunition, so that a penetration-inhibiting textile fabric should cause at least bullet and splinter protection.
  • a penetration-inhibiting textile fabric should cause at least bullet and splinter protection.
  • explosive weapons it depends on the splinter protection effect of the penetration-inhibiting textile fabric used. Therefore, there has long been a need for penetration-inhibiting textile fabrics with ball and splinter protection, which lately an increasing need for penetration-inhibiting textile fabrics has arisen, which have an improved splinter protection effect with the same ball protection.
  • the object of the present invention is to provide penetration-inhibiting textile fabrics which have an improved splinter protection effect with the same ball protection.
  • a penetration-inhibiting textile fabric (I) comprising at least one untwisted high performance filament yarn having a measured according to ASTM D-885 without rotation distribution breaking strength of at least 1100 MPa, which is characterized in that the high-performance filament yarn is a high-performance filament yarn increased in volume, that the textile fabric (I) comprising the volume-increased high-performance filament yarn has a relative compressibility measured according to DIN 53885 (October 1997), to determine the initial thickness with a measurement pressure of 0.5 N.
  • the relative compressibility being greater by a factor f, which has a value in the range from 1.2 to 5, than the relative compressibility of a textile comparative sheet, the production of which differs from the production of the penetration-inhibiting textile fabric (I) only in that the high-performance filament yarn of the comparative textile fabric is not increased in volume.
  • That the production of the o.g. textile comparison fabrics of the preparation of the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention only differs in that the high performance filament yarn of the textile comparison sheet is not increased in volume means in the present invention that in the preparation of the textile comparison sheet the same filament-forming starting material, ie. the same filament-forming polymer having the same molecular weight, by the same spinning method is spun into a high-performance filament yarn as in the preparation of the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention.
  • the high-performance filament yarn used for producing the penetration-inhibiting textile comparative sheet is not increased in volume and processed in the same manner as in the preparation of the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention to the comparative textile fabric.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention with the same ball protection is characterized by an improved splinter-protection effect.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention is surprisingly distinguished by an improved stab-protection effect, which is all the more surprising in view of the above-described marked deterioration of the mechanical properties of the high-performance filament yarn in its volume increase.
  • the penetration-inhibiting fabric (I) comprises a high performance filament yarn having a tenacity measured at least 1700 MPa (120 cN / tex) according to ASTM D-885, more preferably at least 2160 MPa (150 cN / tex).
  • the penetration-inhibiting fabric (I) comprises at least one high-performance untwisted filament yarn selected from the group consisting of aramid filament yarns, polybenzoxazole filament yarns, polybenzothiazole filament yarns or consists of a mixture of at least two of the aforementioned filament yarns.
  • the high-performance filament yarn is selected either from the group consisting of aramid filament yarns only or only of polybenzoxazole filament yarns or only of polybenzothiazole filament yarns.
  • the high-performance filament yarn can also consist of a mixture of aramid filament yarns with polybenzoxazole and / or polybenzothiazole filament yarns.
  • this means that the high-performance filament yarn can also consist of a mixture of polybenzoxazole and polybenzothiazole filament yarns.
  • aramid filament yarns mean filament yarns made from aramids, i. are prepared from aromatic polyamides wherein at least 85% of the amide (-CO-NH-) bonds are bonded directly to two aromatic rings.
  • An aromatic polyamide particularly preferred for the present invention is poly-para-phenylene terephthalamide, a homopolymer resulting from the mol: mol polymerization of para-phenylenediamine and terephthalic acid dichloride.
  • polybenzoxazole filament yarns and polybenzothiazole filament yarns mean filament yarns made from polybenzoxazoles or from polybenzothiazoles, ie from polymers having the structural units shown below, in which the aromatic groups bonded to the nitrogen are preferably carbocyclic, as in US Pat Structural units shown. However, said groups may also be heterocyclic. Further, the nitrogen-bonded aromatic groups are preferably six-membered rings as shown in the structural units. However, said groups may also be formed as fused or unfused polycyclic systems.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention has high-performance filament yarns with a single filament denier in the range from 0.4 dtex to 3.0 dtex, particularly preferably in the range from 0.7 dtex to 1.5 dtex and in particular in the range of 0.8 dtex to 1.2 dtex.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) comprises high-performance filament yarns having a yarn denier in the range from 100 dtex to 6000 dtex, more preferably in the range from 210 dtex to 3360 dtex and in particular in the range from 550 dtex to 1680 dtex ,
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention is preferably a woven fabric, a knitted fabric, a knitted fabric or a unidirectional or multiaxial fabric.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention can be a fabric double layer.
  • the construction of such tissue double layers is in WO 02/075238 described.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention is a fabric
  • the fabric preferably has a linen, twill or satin weave or its derivatives or combinations.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention can be prepared from the volume-enlarged high-performance filament yarn, e.g. with a bar rapier weaving machine, a band rapier weaving machine, a projectile weaving machine, an air-jet weaving machine or a water-jet weaving machine.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention is a knitted fabric
  • the knitted fabric is preferably designed such that the threads according to the invention run parallel to one another in at least one of the possible yarn directions and through a stitch-forming binding thread system with at least one thread, with preferably low weight and volume fraction of the knitted or knitted fabric to be fixed.
  • the at least two layers of parallel high-performance filament yarns of the type described above are preferably connected to one another by a stitch or stitch-forming binding thread system with at least one thread, preferably with a low weight and volume fraction relative to the multi-axial layer.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention comprises a high-performance filament yarn of the type described above, characterized in that the high-performance filament yarn is a volume-enlarged high-performance filament yarn.
  • the volume increase of the high-performance filament yarn can in principle be brought about by any method capable of increasing the volume of the high-performance filament yarn used according to the invention to such an extent that the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention, which comprises the volume-increased high-performance filament yarn has the relative compressibility measured according to DIN 53885 (October 1997) as described above, which is larger by a factor f, which has a value in the range of 1.2 to 5, than the relative compressibility of a comparative textile fabric whose production differs from that of US Pat Production of the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention only differs in that the high-performance filament yarn of the textile comparison sheet is not increased in volume.
  • the volume-expanded high performance filament yarn comprises high performance filaments - aramid filaments, polybenzoxazole filaments, polybenzothiazole filaments or a blend of at least two of the above-mentioned filaments - and shrunken filaments, e.g. Polyacrylonitrile filaments.
  • the high performance filaments and shrinkable filaments e.g.
  • Knitting texturing means that the high-performance filament yarn used is fed to a circular knitting machine, for example with a diameter of 1 to 50 inches, with a fineness of preferably 5 to 20 gauge and the resulting tube is passed twice for a time in the range of 10 to 60 minutes at a temperature of> 100 ° C in water vapor, for example in an autoclave, treated and separated again.
  • the knit-textured yarn thus treated has a wave-like structure thereafter even if the high-performance knit-textured filament yarn is a knit-textured aramid filament yarn. The latter is surprising to a person skilled in the art because it has hitherto been assumed that aramid filament yarns can not be textured.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) has a measured in the manner described above according to DIN 53885 (October 1997) relative compressibility, which is greater by a factor f, which has a value in the range of 1.2 to 5, than the relative compressibility of a comparative textile fabric whose manufacture differs from the production of the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention only in that the high-performance filament yarn of the comparative textile fabric is not increased in volume.
  • the penetration-inhibiting textile fabric (I) according to the invention surprisingly exhibits an improved splinter protection effect with the same ball protection and, in addition, an improved puncture protection effect. If f is less than 1.2, the aforementioned property combination is not observed. If f is greater than 5, there are structures whose low degree of orientation in the fiber longitudinal direction leads to a significant decrease in the energy dissipation required for ball protection.
  • the factor f has a value in the range from 1.4 to 4 and in a particularly preferred embodiment has a value in the range from 1.6 to 3.0.
  • the article (AI) according to the invention is a combined ball, splinter and stab protection vest.
  • Breaking strength and elongation at break are measured according to ASTM D-885, but without rotation.
  • the relative compressibility of the fabric is measured according to DIN 53885 (October 1997) with the difference that the initial thickness is determined with a measurement pressure of 0.5 N / cm 2 and the final thickness with a measurement pressure of 5.0 N / cm 2 .
  • the breaking strength of the poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn deteriorates to a value of 160 cN / tex (2240 MPa), i. by 20%, and the elongation at break to 2.66%, i. at 11 %.
  • the stricktexturABLE poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn is processed with a thread count of 8.5 per cm in warp and weft on a Stangengreiferwebmaschine to a screen fabric with a basis weight of 165 g / m 2.
  • the fabric consisting of the knit-textured poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn has a relative compressibility of 28.3%.
  • 16 layers of the fabric consisting of the knit-textured poly-para-phenylene-terephthalamide filament yarn are stacked in a raw state, ie without removal of the finish by, for example, a washing process and without application of a water-repellent finish.
  • the package is moisture conditioned at a temperature of 20 ° C for 20 hours at a relative humidity of 65% and has a basis weight of 2.6 kg / m 2 .
  • the moisture-conditioned package is bombarded with sliver bullets in accordance with STANAG 2920 (1.1 g sliver) and the v 50 (Sliver) value, ie the bullet velocity at which 50% of all shots are held, determined.
  • the value of v 50 (splinter) is 483 m / s (see Table 1).
  • the fabric consisting of the non-textured poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn has a relative compressibility of 12.5%.
  • Example 16 layers of unprocessed poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn unprocessed fabric are piled into a package and moisture conditioned as in Example 1.
  • the package has a basis weight of 2.6 kg / m 2 .
  • the moisture-conditioned packet is determined as in Example 1 v 50 (splitter).
  • the value of v 50 (splinter) is 453 m / s (see Table 1).
  • the breaking strength of the poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn deteriorates to 160 cN / tex (2240 MPa), ie, 20%, and the elongation at break to 2.66%, ie, 11%.
  • the knit-textured poly-para-phenylene-terephthalamide filament yarn is made into a fabric as in Example 1.
  • the fabric consisting of the knit-textured poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn has a relative compressibility of 28.3%.
  • Twenty-six layers of the fabric consisting of the knit-textured poly-para-phenylene-terephthalamide filament yarn are stacked in a raw state, ie without removal of the finish by, for example, a washing process and without application of a water-repellent finish.
  • the package is moisture conditioned at a temperature of 20 ° C for 20 hours at a relative humidity of 65% and has a basis weight of 4.25 kg / m 2 .
  • the moisture-conditioned package is bombarded with 9mm DM 41 rounds and the v 50 (ball) value determined.
  • the value of v 50 (sphere) is 473 ⁇ 10 m / s. (see Table 1).
  • the fabric consisting of the non-textured poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn has a relative compressibility of 12.5%.
  • Example 2 Twenty-six layers of the nontextured poly-para-phenylene terephthalamide filament yarn are piled into a package and moisture conditioned as in Example 2. At the moisture-conditioned package is like in Example 2 of the v 50 (sphere) value determined. The value of v 50 (sphere) is 478 ⁇ 6 m / s (see Table 1).
  • Table 1 shows that the knitted-textured yarn according to the invention with equal ball protection (compare Example 2 with Comparative Example 2) has splinter protection which is 6.6% higher in comparison to non-textured yarn (compare Example 1 with Comparative Example 1) ).
  • Example 2 Twenty-five layers of a knit-textured poly-para-phenylene-terephthalamide filament yarn fabric as prepared in Example 1 are piled up in a raw package.
  • the package is moisture conditioned as in Example 1 and has a basis weight of 4.1 kg / m 2 .
  • the package is subjected to a puncture resistance test using a P1B knife in accordance with the "Home Office Scientific Development Branch (HOSDB) Body Armor Standards for UK police (2007), Part 3: Knife and Spike Resistance", which is described in the standard on page 6, chapter 5.3, Fig. 2 and on page 21 is described.
  • the package to be tested is placed on an elastic foam of 66 mm thickness. The foam simulates the human body.
  • the foam lies on a metal plate.
  • the package to be tested on the foam is bribed with the above-identified P1B knife, which has a certain kinetic energy. Then the penetration depth of the knife into the foam is measured. The depth of penetration into the foam simulates the depth at which the blade would penetrate into the body of the attacked during a knife attack with a certain energy of the knife.
  • Example 2 Twenty-five layers of a non-knit-textured poly-para-phenylene-terephthalamide filament yarn fabric as prepared in Comparative Example 1 are piled up into a package in the raw state.
  • the package is moisture conditioned as in Example 1 and has a basis weight of 4.1 kg / m 2 .
  • the package is subjected to a puncture resistance test using a P1B knife as in Example 3, in accordance with the Body Office Standard Standards for UK police (2007), Part 3: Knife and Spike Resistance (HOSDB). The results are shown in Table 2.
  • Table 2 shows that when the package of Example 3 of the knitted textured filament yarn fabric layers of the present invention were kneaded at a kinetic energy of the knife of 10.2 joules, the penetration depth of the knife into the foam was only 7 mm, while at the same kinetic energy of the knife the bribing of the package of Comparative Example 3 from fabric layers of non-textured filament yarn results in a penetration of 32 mm into the foam.
  • Table 2 also shows that when the package of Example 3 of the knitted textured filament yarn fabric layers of the invention were knitted at a kinetic energy of 36 joules, the penetration of the knife into the foam was only 16 mm, while at the same kinetic energy of the knife Corrugation of the package of Comparative Example 3 from fabric plies of non-textured filament yarn results in complete penetration of the foam so that the knife strikes the metal plate on which the foam rests.

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Description

  • Die Erfindung betrifft penetrationshemmende textile Flächengebilde und die Flächengebilde umfassende Artikel.
  • Penetrationshemmende, d.h. Schutz vor Angriffen mit Schuss-, Stich- und Sprengwaffen bietende textile Flächengebilde sind bekannt.
  • US 4,897,902 beschreibt gestreckte und gedrehte Multifilamentgarne aus Polyethylenfasern mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von wenigstens ca. 500.000, die zu Geweben verarbeitet werden. Die Gewebe werden einer Hitzeschrumpf- oder Hitzefixierbehandlung unterzogen. WO 2009/087123 A1 beschreibt ein Stapelfasergarn, das mindestens einen Zwirn umfasst, wobei der Zwirn eine Mischung aus ersten und zweiten Stapelfasern umfasst, wobei die ersten Stapelfasern aus hochfesten Filamenten mit einer Reißfestigkeit von mindestens 80 cN/tex hergestellt sind, und die zweiten Stapelfasern einen Schrumpf im Bereich von 5 % bis 50 % aufweisen. US 2004/0023580 A1 beschreibt ein einer Verdichtungsbehandlung unterzogenes Gewebe, das stichresistent ist und antiballistische Eigenschaften aufweist.
  • Der Angriff mit Schusswaffen kann mit kugelförmiger oder mit splitterförmiger Munition erfolgen, sodass ein penetrationshemmendes textiles Flächengebilde mindestens Kugel- und Splitterschutz bewirken sollte. Bei einem Angriff mit Sprengwaffen kommt es auf die Splitterschutzwirkung des eingesetzten penetrationshemmenden textilen Flächengebildes an. Deshalb bestand schon seit längerem ein Bedürfnis nach penetrationshemmenden textilen Flächengebilden mit Kugel- und Splitterschutz, wobei in letzter Zeit ein steigendes Bedürfnis nach penetrationshemmenden textilen Flächengebilden entstanden ist, die bei gleichem Kugelschutz eine verbesserte Splitterschutzwirkung aufweisen.
  • Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, penetrationshemmende textile Flächengebilde zur Verfügung zu stellen, welche bei gleichem Kugelschutz eine verbesserte Splitterschutzwirkung aufweisen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) umfassend-mindestens ein ungedrehtes Hochleistungsfilamentgarn mit einer gemäß ASTM D-885 ohne Drehungserteilung gemessenen Bruchfestigkeit von mindestens 1100 MPa, das sich dadurch auszeichnet, dass das Hochleistungsfilamentgarn ein in dem Maße volumenvergrößertes Hochleistungsfilamentgarn ist, dass das textile Flächengebilde (I), welches das volumenvergrößerte Hochleistungsfilamentgarn umfasst, eine nach DIN 53885 (Oktober 1997) gemessene relative Kompressibilität aufweist, zu deren Bestimmung die Anfangsdicke mit einem Messdruck von 0,5 N/cm2 und die Enddicke mit einem Messdruck von 5 N/cm2 gemessen wurde, wobei die relative Kompressibilität um einen Faktor f, der einen Wert im Bereich von 1,2 bis 5 aufweist, größer ist als die relative Kompressibilität eines textilen Vergleichsflächengebildes, dessen Herstellung sich von der Herstellung des penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I) nur dadurch unterscheidet, dass das Hochleistungsfilamentgarn des textilen Vergleichsflächengebildes nicht volumenvergrößert ist.
  • Dass sich die Herstellung des o.g. textilen Vergleichsflächengebilde von der Herstellung des erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I) nur dadurch unterscheidet, dass das Hochleistungsfilamentgarn des textilen Vergleichsflächengebildes nicht volumenvergrößert ist, bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass bei der Herstellung des textilen Vergleichsflächengebildes das gleiche filamentbildende Ausgangsmaterial, also z.B. das gleiche filamentbildende Polymer mit dem gleichen Molekulargewicht, mit dem gleichen Spinnverfahren zu einem Hochleistungsfilamentgarn versponnen wird wie bei der Herstellung des erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I). Jedoch wird das Hochleistungsfilamentgarn, das zur Herstellung des penetrationshemmenden textilen Vergleichsflächengebildes eingesetzt wird, nicht volumenvergrößert und in gleicher Weise wie bei der Herstellung des erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I) zum textilen Vergleichsflächengebilde verarbeitet.
  • Überraschenderweise zeichnet sich das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) bei gleichem Kugelschutz durch eine verbesserte Splitterschutzwirkung aus.
  • Dies ist umso überraschender, als die erfindungsgemäß unverzichtbare Volumenvergrößerung des im erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebilde (I) eingesetzten Hochleistungsfilamentgarns einhergeht mit einer deutlichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Garns in Gestalt einer Abnahme der Bruchfestigkeit des Garns, z.B. um 20 %, und der Bruchdehnung des Garns, z.B. um 11 %. Angesichts solch drastisch verschlechterter Garneigenschaften musste der Fachmann erwarten, dass der Kugel- und Splitterschutz eines textilen Flächengebildes, welches ein solches Garn umfasst, ebenfalls drastisch abnimmt. Er wäre bereits überrascht, wenn der Kugel- und Splitterschutz eines textilen Flächengebildes, welches ein solches Garn umfasst, nur wenig abnimmt. Daher muss es den Fachmann erst recht überraschen, wenn der Kugel- und Splitterschutz eines textilen Flächengebildes, welches ein solches Garn umfasst, nicht nur nicht abnimmt, sondern gleich hoch bleibt, was den Kugelschutz betrifft, und sogar signifikant ansteigt, was den Splitterschutz betrifft.
  • Ferner zeichnet sich das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) überraschenderweise durch eine verbesserte Stichschutzwirkung aus, die angesichts der vorstehend beschriebenen deutlichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Hochleistungsfilamentgarns bei dessen Volumenvergrößerung umso überraschender ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) ein Hochleistungsfilamentgarn mit einer gemäß ASTM D-885 ohne Drehungserteilung gemessenen Festigkeit von mindestens 1700 MPa (120 cN/tex), besonders bevorzugt von mindestens 2160 MPa (150 cN/tex).
  • Das penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) umfasst mindestens ein ungedrehtes Hochleistungsfilamentgarn, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aramid-Filamentgarnen, Polybenzoxazol-Filamentgarnen, Polybenzothiazol-Filamentgarnen oder aus einer Mischung von mindestens zwei der ebengenannten Filamentgarne besteht. Dies bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass das Hochleistungsfilamentgarn entweder aus der Gruppe ausgewählt ist, die nur aus Aramid-Filamentgarnen oder nur aus Polybenzoxazol-Filamentgarnen oder nur aus Polybenzothiazol-Filamentgarnen besteht. Ferner bedeutet dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass das Hochleistungsfilamentgarn auch aus einer Mischung von Aramid-Filamentgarnen mit Polybenzoxazol- und/oder Polybenzothiazol- Filamentgarnen bestehen kann. Des Weiteren bedeutet dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass das Hochleistungsfilamentgarn auch aus einer Mischung von Polybenzoxazol- und Polybenzthiazol-Filamentgarnen bestehen kann.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeuten Aramid-Filamentgarne Filamentgarne, die aus Aramiden, d.h. aus aromatischen Polyamiden hergestellt sind, worin mindestens 85 % der Amid (-CO-NH-) Bindungen direkt an zwei aromatische Ringe gebunden sind. Ein für die vorliegende Erfindung besonders bevorzugtes aromatisches Polyamid ist Poly-para-phenylenterephthalamid, ein Homopolymer, das aus der mol:mol Polymerisation von para-Phenylendiamin und Terephthalsäuredichlorid resultiert. Ferner sind für die vorliegende Erfindung aromatische Copolymere geeignet, in denen para-Phenylendiamin und/oder Terephthalsäuredichlorid teilweise oder vollständig durch andere aromatische Diamine und/oder Dicarbonsäurechloride substituiert sind.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeuten Polybenzoxazol-Filamentgarne und Polybenzothiazol-Filamentgarne Filamentgarne, die aus Polybenzoxazolen bzw. aus Polybenzothiazolen hergestellt sind, d.h. aus Polymeren mit den im folgenden dargestellten Struktureinheiten, worin die an den Stickstoff gebundenen aromatischen Gruppen vorzugsweise carbocyclisch sind, wie in den Struktureinheiten dargestellt. Jedoch können besagte Gruppen auch heterocyclisch sein. Ferner sind die an den Stickstoff gebundenen aromatischen Gruppen vorzugsweise sechsgliedrige Ringe, wie in den Struktureinheiten dargestellt. Jedoch können besagte Gruppen auch als kondensierte (fused) oder nicht-kondensierte (unfused) polycyclische Systeme ausgebildet sein.
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
    Figure imgb0005
    Figure imgb0006
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) Hochleistungsfilamentgarne mit einem Einzelfilament-Titer im Bereich von 0,4 dtex bis 3,0 dtex, besonders bevorzugt im Bereich von 0,7 dtex bis 1,5 dtex und insbesondere im Bereich von 0,8 dtex bis 1,2 dtex auf.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße penetratrionshemmende textile Flächengebilde (I) Hochleistungsfilamentgarne mit einem Garn-Titer im Bereich von 100 dtex bis 6000 dtex, besonders bevorzugt im Bereich von 210 dtex bis 3360 dtex und insbesondere im Bereich von 550 dtex bis 1680 dtex auf.
  • Das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) ist vorzugsweise ein Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick oder ein unidirektionales oder multiaxiales Gelege.
  • Ferner kann das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) eine Gewebe-Doppellage sein. Der Aufbau solcher Gewebe-Doppellagen ist in WO 02/075238 beschrieben.
  • Wenn das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) ein Gewebe ist, weist das Gewebe vorzugsweise eine Leinwand-, Köper- oder Atlas-Bindung oder deren Ableitungen oder Kombinationen auf. Das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) kann aus dem volumenvergrößerten Hochleistungsfilamentgarn z.B. mit einer Stangengreiferwebmaschine, einer Bandgreiferwebmaschine, einer Projektilwebmaschine, einer Luftwebmaschine oder einer Wasserdüsenwebmaschine hergestellt werden.
  • Wenn das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) ein Gewirk oder ein Gestrick ist, ist das Gewirk bzw. das Gestrick vorzugsweise derart gestaltet, dass die erfindungsgemäßen Fäden in mindestens einer der möglichen Fadenrichtungen parallel zueinander verlaufen und durch ein maschenbildendes Bindefadensystem mit mindestens einem Faden, mit vorzugsweise geringem Gewichts- und Volumenanteil am Gewirk bzw. Gestrick, fixiert werden.
  • Wenn das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) ein multiaxiales Gelege ist, besteht das multiaxiale Gelege vorzugsweise aus zwei bis sechs, besonders bevorzugt aus zwei Lagen parallel liegender Hochleistungsfilamentgarne der vorstehend beschriebenen Art, wobei die Hochleistungsfilamentgarne einer Lage in bezug auf die Hochleistungsfilamentgarne der benachbarten Lage einen Winkel α aufweisen, und α vorzugsweise im Bereich von 0° bis 90° und besonders bevorzugt im Bereich von 20° bis 70° liegt, wobei ein Wert von α = 45° ganz besonders bevorzugt ist. Ferner sind die mindestens zwei Lagen parallel liegender Hochleistungsfilamentgarne der vorstehend beschriebenen Art vorzugsweise durch ein maschen- oder nahtbildendes Bindefadensystem mit mindestens einem Faden, mit vorzugsweise geringem Gewichts- und Volumenanteil bezogen auf das multiaxiale Gelege, miteinander verbunden.
  • Das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) umfasst ein Hochleistungsfilamentgarn der vorstehend beschriebenen Art, dass sich dadurch auszeichnet, dass das Hochleistungsfilamentgarn ein volumenvergrößertes Hochleistungsfilamentgarn ist. Dabei kann die Volumenvergrößerung des Hochleistungsfilamentgarns im Prinzip durch jedes Verfahren herbeigeführt werden, dass in der Lage ist, das Volumen des erfindungsgemäß eingesetzten Hochleistungsfilamentgarns in dem Maße zu erhöhen, dass das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I), welches das volumenvergrößerte Hochleistungsfilamentgarn umfasst, eine in der vorstehend beschriebenen Weise nach DIN 53885 (Oktober 1997) gemessene relative Kompressibilität aufweist, die um einen Faktor f, der einen Wert im Bereich von 1,2 bis 5 aufweist, größer ist als die relative Kompressibilität eines textilen Vergleichsflächengebildes, dessen Herstellung sich von der Herstellung des erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I) nur dadurch unterscheidet, dass das Hochleistungsfilamentgarn des textilen Vergleichsflächengebildes nicht volumenvergrößert ist.
  • Ein Verfahren zur Volumenvergrößerung ist z.B. das Schrumpfen. Folglich umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I) das volumenvergrößerte Hochleistungsfilamentgarn Hochleistungsfilamente - Aramid-Filamente, Polybenzoxazol-Filamente, Polybenzthiazol-Filamente oder eine Mischung aus mindestens zwei der eben genannten Filamente - und geschrumpfte Filamente, wie z.B. Polyacrylnitril-Filamente. Zur Herstellung eines solchen Garns werden die Hochleistungsfilamente und schrumpffähige Filamente, wie z.B. verstreckte Polyacrylnitril-Filamente, gemischt, zu einem gemischten Filamentgarn verarbeitet, und am gemischten Filamentgarn das Schrumpfen ausgelöst, wodurch die Hochleistungsfilamentgarne zwar selbst nicht schrumpfen aber durch das Schrumpfen der schrumpffähigen Filamente eine Vergrößerung des Volumens erfahren, sodass das gewünschte volumenvergrößerte Hochleistungsfilamentgarn resultiert.
  • Ein bevorzugtes Verfahren zur Volumenvergrößerung ist das Texturieren des eingesetzten Hochleistungsfilamentgarns z.B. durch Falschdraht- oder Stricktexturieren, wobei das Stricktexturieren besonders bevorzugt ist. Dabei bedeutet Stricktexturieren, dass das eingesetzte Hochleistungsfilamentgarn einer Rundstrickmaschine, beispielsweise mit einem Durchmesser von 1 bis 50 Zoll, mit einer Feinheit von vorzugsweise 5 bis 20 Gauge zugeführt und der entstehende Schlauch zwei mal für eine Zeit im Bereich von 10 bis 60 Minuten bei einer Temperatur von >100°C im Wasserdampf, beispielsweise in einem Autoklaven, behandelt und wieder aufgetrennt wird. Das so behandelte stricktexturierte Garn weist danach eine wellenförmige Struktur auf, und zwar auch dann, wenn das stricktexturierte Hochleistungsfilamentgarn ein stricktexturiertes Aramid-Filamentgarn ist. Letzteres ist für den Fachmann überraschend, weil bislang angenommen wurde, dass sich Aramid-Filamentgarne nicht texturieren lassen.
  • Erfindungsgemäß weist das penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) eine in der vorstehend beschriebenen Weise nach DIN 53885 (Oktober 1997) gemessene relative Kompressibilität auf, die um einen Faktor f, der einen Wert im Bereich von 1,2 bis 5 aufweist, größer ist als die relative Kompressibilität eines textilen Vergleichsflächengebildes, dessen Herstellung sich von der Herstellung des erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I) nur dadurch unterscheidet, dass das Hochleistungsfilamentgarn des textilen Vergleichsflächengebildes nicht volumenvergrößert ist. Im genannten Wertebereich des Faktors f weist das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) überraschenderweise bei gleichem Kugelschutz eine verbesserte Splitterschutzwirkung und zusätzlich eine verbesserte Stichschutzwirkung auf. Ist f kleiner als 1,2, wird die eben genannte Eigenschaftskombination nicht beobachtet. Ist f größer als 5, liegen Strukturen vor, deren geringer Orientierungsgrad in Faserlängsrichtung zu einer deutlichen Abnahme der für den Kugelschutz erforderlichen Energieableitung führt.
  • Die eben genannte überraschende Eigenschaftskombination von verbesserter Splitterschutzwirkung bei gleicher Kugelschutzwirkung und zusätzlich einer verbesserten Stichschutzwirkung ist besonders deutlich ausgeprägt, wenn der Faktor f im Bereich von 1,4 bis 4 und besonders bevorzugt im Bereich von 1,6 bis 3,0 liegt. Daher weist in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I) der Faktor f einen Wert im Bereich von 1,4 bis 4 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform einen Wert im Bereich von 1,6 bis 3,0 auf.
  • Die vorstehend beschriebene überraschende Eigenschaftskombination von verbesserter Splitterschutzwirkung bei gleicher Kugelschutzwirkung und zusätzlich einer verbesserten Stichschutzwirkung, die dem erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebilde (I) eigen ist, überträgt sich entsprechend auf Artikel, welche das erfindungsgemäße penetrationshemmende textile Flächengebilde (I) umfassen. Daher ist ein Artikel (AI) umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) ebenfalls Teil der vorliegenden Erfindung, wobei der die Erfindung kennende Fachmann die Anzahl der für eine bestimmte Ausführungsform des Artikels (AI) benötigten erfindungsgemäßen penetrationshemmenden textilen Flächengebilde (I) ohne weiteres ermitteln kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Artikel (AI)
    1. i) ein Helm, eine Fahrzeugpanzerung, eine Keramik-Verbundplatte oder ein anderer Schutzaufbau, der mittels Harzmatrizes verstärkt ist, oder
    2. ii) eine Splitterschutzmatte, eine Kugelschutzweste, eine Splitterschutzweste, eine Stichschutzweste oder eine Kombination aus mindestens zwei der genannten Artikel, wie z.B. eine kombinierte Kugel- und Splitterschutzweste.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Artikel (AI) eine kombinierte Kugel-, Splitter- und Stichschutzweste.
  • Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert. Darin werden die folgenden Messverfahren verwendet:
  • Die Bruchfestigkeit und die Bruchdehnung werden nach ASTM D-885, jedoch ohne Drehungserteilung, gemessen.
  • Die relative Kompressibilität des Gewebes wird nach DIN 53885 (Oktober 1997) gemessen mit dem Unterschied, dass die Anfangsdicke mit einem Messdruck von 0,5 N/cm2 und die Enddicke mit einem Messdruck von 5,0 N/cm2 bestimmt wird.
    • Beispiel 1
  • Ein Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn (Twaron® Type 2040, 930dtex f1000 t0 (t0 bedeutet Twist=0, also ein ungedrehtes Garn), erhältlich von Teijin Aramid GmbH) mit einer Bruchfestigkeit von 200 cN/tex, d.h. von 2880 MPa, und einer Bruchdehnung von 3,0 % wird wie im Folgenden beschrieben stricktexturiert: Das Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn wird einer Rundstrickmaschine mit einem Durchmesser von 3,5 Zoll und mit einer Feinheit von 13 Gauge zugeführt und der entstehende Schlauch zwei mal 30 Minuten lang bei 120°C im Wasserdampf behandelt und wieder aufgetrennt. Das so behandelte stricktexturierte Garn weist eine wellenförmige Struktur auf.
  • Als Folge der Stricktexturierung verschlechtert sich die Bruchfestigkeit des Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarns auf einen Wert von 160 cN/tex (2240 MPa), d.h. um 20 %, und die Bruchdehnung auf 2,66 %, d.h. um 11 %.
  • Das stricktexturierte Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn wird mit einer Fadendichte von 8,5 per cm in Kette und Schuss auf einer Stangengreiferwebmaschine zu einem Leinwand-Gewebe mit einem Flächengewicht von 165 g/m2 verarbeitet.
  • Das aus dem stricktexturierten Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn bestehende Gewebe hat eine relative Kompressibilität von 28,3 %.
  • 16 Lagen des aus dem stricktexturierten Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn bestehenden Gewebes werden im Rohzustand, d.h. ohne Entfernung der Avivage durch z.B. einen Waschprozess und ohne Aufbringen einer wasserabweisenden Ausrüstung, zu einem Paket aufgeschichtet. Das Paket wird bei einer Temperatur von 20 °C 20 h lang bei einer relativen Feuchte von 65 % feuchtekonditioniert und hat ein Flächengewicht von 2,6 kg/m2. Das feuchtekonditionierte Paket wird mit Splitterdarstellungsgeschossen gemäß STANAG 2920 (1,1 g Splitter) beschossen und der v50(Splitter)-Wert, d.h. die Geschossgeschwindigkeit, bei der 50 % aller Schüsse gehalten werden, bestimmt. Der Wert von v50(Splitter) beträgt 483 m/s (siehe Tabelle 1).
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn (Twaron® Type 2040, 930 dtex f1000 t0 (t0 bedeutet Twist=0, also ein ungedrehtes Garn), erhältlich von Teijin Aramid GmbH) mit einer Bruchfestigkeit von 200 cN/tex, d.h. von 2880 MPa, und einer Bruchdehnung von 3 % wird wie in Beispiel 1 aber im nichttexturierten Zustand zu einem Gewebe verarbeitet. Dies bedeutet, dass das Garn vor seiner Verarbeitung zum Gewebe nicht stricktexturiert und auch ansonsten keiner volumenvergrößernden Behandlung unterworfen wird.
  • Das aus dem nichttexturierten Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn bestehende Gewebe hat eine relative Kompressibilität von 12,5 %.
  • 16 Lagen des aus dem nichttexturierten Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn bestehenden Gewebes im Rohzustand werden zu einem Paket aufgeschichtet und wie in Beispiel 1 feuchtekonditioniert. Das Paket hat ein Flächengewicht von 2,6 kg/m2. Am feuchtekonditionierten Paket wird wie in Beispiel 1 v50(Splitter) bestimmt. Der Wert von v50(Splitter) beträgt 453 m/s (siehe Tabelle 1).
    • Beispiel 2
  • Ein Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn (Twaron® Type 2040, 930 dtex f1000 t0 (t0 bedeutet Twist=0, also ein ungedrehtes Garn), erhältlich von Teijin Aramid GmbH) mit einer Bruchfestigkeit von 200 cN/tex, d.h. von 2880 MPa, und einer Bruchdehnung von 3 % wird wie in Beispiel 1 stricktexturiert.
  • Als Folge der Stricktexturierung verschlechtert sich die Bruchfestigkeit des Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarns auf einen Wert von 160 cN/tex (2240 MPa), d.h. um 20 %, und die Bruchdehnung auf 2,66 %, d.h. um 11 %.
  • Das stricktexturierte Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn wird wie in Beispiel 1 zu einem Gewebe verarbeitet.
  • Das aus dem stricktexturierten Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn bestehende Gewebe hat eine relative Kompressibilität von 28,3 %.
  • 26 Lagen des aus dem stricktexturierten Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn bestehenden Gewebes werden im Rohzustand, d.h. ohne Entfernung der Avivage durch z.B. einen Waschprozeß und ohne Aufbringen einer wasserabweisenden Ausrüstung zu einem Paket aufgeschichtet. Das Paket wird bei einer Temperatur von 20 °C 20 h lang bei einer relativen Feuchte von 65 % feuchtekonditioniert und hat ein Flächengewicht von 4,25 kg/m2. Das feuchtekonditionierte Paket wird mit Kugeln vom Typ 9mm DM 41 beschossen und der v50(Kugel)-Wert bestimmt. Der Wert von v50(Kugel) beträgt 473 ± 10 m/s. (siehe Tabelle 1).
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn (Twaron® Type 2040, 930 dtex f1000 t0 (t0 bedeutet Twist=0, also ein ungedrehtes Garn), erhältlich von Teijin Aramid GmbH) mit einer Bruchfestigkeit von 200 cN/tex, d.h. von 2880 MPa, und einer Bruchdehnung von 3 % wird wie in Beispiel 2 aber im nichttexturierten Zustand zu einem Gewebe verarbeitet. Dies bedeutet, dass das Garn vor seiner Verarbeitung zum Gewebe nicht stricktexturiert und auch ansonsten keiner volumenvergrößernden Behandlung unterworfen wird.
  • Das aus dem nichttexturierten Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn bestehende Gewebe hat eine relative Kompressibilität von 12,5 %.
  • 26 Lagen des aus dem nichttexturierten Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn bestehenden Gewebes werden zu einem Paket aufgeschichtet und wie in Beispiel 2 feuchtekonditioniert. Am feuchtekonditionierten Paket wird wie in Beispiel 2 der v50(Kugel)-Wert bestimmt. Der Wert von v50(Kugel) beträgt 478 ± 6 m/s (siehe Tabelle 1). Tabelle 1:
    Garn Relative Kompressibiltät des Gewebes v50(Splitter) [m/s]
    Beispiel 1 stricktexturiert 28,3 % 483
    f = 2,26
    Vergleichsbeispiel 1 nicht texturiert 12,5 % 453
    Garn Relative Kompressibiltät des Gewebes v50(Kugel) [m/s]
    Beispiel 2 stricktexturiert 28,3 % 473 ± 10
    f = 2,26
    Vergleichsbeispiel 2 nicht texturiert 12,5 % 478 ± 6
  • Tabelle 1 zeigt, dass das erfindungsgemäße Gewebe aus stricktexturiertem Garn bei gleich gutem Kugelschutz (vergleiche Beispiel 2 mit Vergleichsbeispiel 2) einen Splitterschutz aufweist, der im Vergleich zum Gewebe aus nicht texturiertem Garn um 6,6 % höher ist (vergleiche Beispiel 1 mit Vergleichsbeispiel 1).
    • Beispiel 3
  • 25 Lagen eines wie in Beispiel 1 hergestellten Gewebes aus stricktexturiertem Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn werden im Rohzustand zu einem Paket aufgeschichtet. Das Paket wird wie in Beispiel 1 feuchtekonditioniert und hat ein Flächengewicht von 4,1 kg/m2. Das Paket wird gemäß den "Home Office Scientific Development Branch (HOSDB) Body Armour Standards for UK Police (2007), Part 3: Knife and Spike Resistance" einem Stichschutzversuch mit einem P1B-Messer unterworfen, das im ebengenannten Standard auf Seite 6, Kapitel 5.3, Fig. 2 und auf Seite 21 beschrieben ist. Dabei wird das zu testende Paket auf einen elastischen Schaum von 66 mm Dicke aufgelegt. Der Schaum simuliert den menschlichen Körper. Der Schaum liegt auf einer Metallplatte. Das auf dem Schaum liegende zu testende Paket wird mit dem vorstehend bezeichneten P1B-Messer, das eine bestimmte kinetische Energie hat, bestochen. Sodann wird die Eindringtiefe des Messers in den Schaum gemessen. Die Eindringtiefe in den Schaum simuliert die Tiefe, mit der bei einem Messerangriff mit einer bestimmten Energie des Messers das Messer in den Körper des Angegriffenen eindringen würde.
  • Danach wird die kinetische Energie des Messers erhöht und die bei der erhöhten kinetischen Energie aufgetretene Eindringtiefe des Messers in den Schaum bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • 25 Lagen eines wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Gewebes aus nicht stricktexturiertem Poly-para-phenylenterephthalamid-Filamentgarn werden im Rohzustand zu einem Paket aufgeschichtet. Das Paket wird wie in Beispiel 1 feuchtekonditioniert und hat ein Flächengewicht von 4,1 kg/m2. Das Paket wird gemäß den "Home Office Scientific Development Branch (HOSDB) Body Armour Standardards for UK Police (2007), Part 3: Knife and Spike Resistance" einem Stichschutzversuch mit einem P1B-Messer wie im Beispiel 3 unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2:
    Kinetische Energie des P1B-Messers Paket von Beispiel 3 Paket von Vergleichsbeispiel 3
    [Joule]
    10,2 Eindringtiefe = 7 mm Eindringtiefe = 32 mm
    36,0 Eindringtiefe = 16 mm vollständige Durchdringung
  • Tabelle 2 zeigt, dass bei Bestechung des Pakets von Beispiel 3 aus den erfindungsgemäßen Gewebelagen aus stricktexturiertem Filamentgarn bei einer kinetischen Energie des Messers von 10,2 Joule die Eindringtiefe des Messers in den Schaum nur 7 mm beträgt, während bei der gleichen kinetischen Energie des Messers die Bestechung des Pakets von Vergleichsbeispiel 3 aus Gewebelagen aus nicht stricktexturiertem Filamentgarn zu einer Eindringtiefe von 32 mm in den Schaum führt.
  • Tabelle 2 zeigt ferner, dass bei Bestechung des Pakets von Beispiel 3 aus den erfindungsgemäßen Gewebelagen aus stricktexturiertem Filamentgarn bei einer kinetischen Energie des Messers von 36 Joule die Eindringtiefe des Messers in den Schaum nur 16 mm beträgt, während bei der gleichen kinetischen Energie des Messers die Bestechung des Pakets von Vergleichsbeispiel 3 aus Gewebelagen aus nicht stricktexturiertem Filamentgarn zu einer vollständigen Durchdringung des Schaums führt, sodass das Messer auf der Metallplatte, auf welcher der Schaum aufliegt, aufprallt.

Claims (8)

  1. Penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) umfassend mindestens ein ungedrehtes Hochleistungsfilamentgarn, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aramid-Filamentgarnen, Polybenzoxazol-Filamentgarnen, Polybenzothiazol-Filamentgamen oder aus einer Mischung von mindestens zwei der ebengenannten Filamentgarne besteht, mit einer gemäß ASTM D-885 ohne Drehungserteilung gemessenen Bruchfestigkeit von mindestens 1100 MPa, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochleistungsfilamentgarn ein in dem Maße volumenvergrößertes Hochleistungsfilamentgarn ist, dass das textile Flächengebilde (I), welches das volumenvergrößerte Hochleistungsfilamentgarn umfasst, eine nach DIN 53885 gemessene relative Kompressibilität aufweist, zu deren Bestimmung die Anfangsdicke mit einem Messdruck von 0,5 N/cm2 und die Enddicke mit einem Messdruck von 5 N/cm2 gemessen wurde, wobei die relative Kompressibilität um einen Faktor f, der einen Wert im Bereich von 1,2 bis 5 aufweist, größer ist als die relative Kompressibilität eines textilen Vergleichsflächengebildes, dessen Herstellung sich von der Herstellung des penetrationshemmenden textilen Flächengebildes (I) nur dadurch unterscheidet, dass das Hochleistungsfilamentgarn des textilen Vergleichsflächengebildes nicht volumenvergrößert ist.
  2. Penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde ein Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick, ein unidirektionales oder ein multiaxiales Gelege ist.
  3. Penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das volumenvergrößerte Hochleistungsfilamentgarn Hochleistungsfilamente und geschrumpfte Filamente umfasst.
  4. Penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das volumenvergrößerte Hochleistungsfilamentgarn ein texturiertes Hochleistungsfilamentgarn ist.
  5. Penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das texturierte Hochleistungsfilamentgarn ein stricktexturiertes Hochleistungsfilamentgarn ist.
  6. Penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor f einen Wert im Bereich von 1,4 bis 4 aufweist.
  7. Artikel (AI) umfassend mindestens ein penetrationshemmendes textiles Flächengebilde (I) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Artikel (AI) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel
    i) ein Helm, eine Fahrzeugpanzerung oder eine Keramik-Verbundplatte oder
    ii) eine Splitterschutzmatte, eine Kugelschutzweste, eine Splitterschutzweste, eine Stichschutzweste oder eine Kombination aus mindestens zwei der genannten Artikel ist.
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