ITMI20090863A1 - Indumento antiproiettile ed antilama, e struttura protettiva in materiale tessile multistrato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

"INDUMENTO ANTIPROIETTILE ED ANTILAMA, E STRUTTURA PROTETTIVA IN MATERIALE TESSILE MULTISTRATO"

La presente invenzione riguarda indumenti di sicurezza aventi una struttura protettiva in materiale tessile multistrato avente proprietà antiproiettile e che svolge altresì un'efficace protezione contro la penetrazione di oggetti di offesa acuminati, quali lame, coltelli o stiletti.

Gli indumenti, ad esempio giubbetti, antiproiettile sono generalmente costituiti da materiali che sono in grado di resistere alla penetrazione di proiettili di armi da fuoco di vario calibro grazie alla loro capacità di assorbire e disperdere l'energia cinetica derivante dall'impatto con il proiettile stesso, così da arrestarne la corsa .

Ad esempio, sono noti giubbetti antiproiettili in cui sono inserite piastre di materiali ad alta resistenza meccanica, quali metalli, in particolare acciaio od alluminio, oppure materiali ceramici, di varia forma e dimensione, generalmente ancorate ad un supporto tessile dimensionalmente stabile ed avente elevata resistenza allo strappo.

Allo scopo di ridurre il peso del giubbetto antiproiettile così da migliorare la vestibilità dell 'indumento e la libertà di movimento dell<1>utilizzatore, pur mantenendo un elevato grado di protezione, sono stati altresì sviluppati materiali protettivi costituiti da strutture tessili multistrato formate da fibre ad elevata resistenza meccanica, in particolare fibre poliaramidiche. La funzione delle fibre è quella di assorbire e disperdere la forza di penetrazione del proiettile attraverso la deformazione plastica delle fibre stesse, le quali trattengono il proiettile fino ad arrestarlo all'interno della struttura protettiva.

E' attualmente assai sentita l'esigenza di combinare in un unico indumento le proprietà antiproiettile con un'efficace protezione contro la penetrazione di oggetti di offesa acuminati, quali lame, coltelli o stiletti. Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate quest'ultima funzione verrà sinteticamente indicata con "protezione antilama" .

Sulla base dell'esperienza della Richiedente, tale combinazione di proprietà antiproiettile ed antilama non è facilmente ottenibile con le strutture protettive note nell'arte, in quanto le modalità di penetrazione e gli effetti traumatici sulla persona colpita da parte di un proiettile sono ben diversi da quelli di un oggetto di offesa quale una lama. Infatti, nel caso di un proiettile, la struttura protettiva deve essere in grado di dissipare efficacemente un'elevata quantità di energia cinetica e ciò accade grazie alla deforinazione plastica delle fibre, le quali, essendo ad alta tenacità, sono in grado di deformare il proiettile durante l'attraversamento della struttura così da ridurne la capacità penetrativa. Al contrario, una lama penetra attraverso la struttura protettiva scivolando tra le fibre ed esercitando su di esse un'azione di taglio. Pertanto, per ottenere proprietà antilama, occorre che la struttura ostacoli efficacemente anche questo meccanismo di penetrazione.

La Richiedente ha ora trovato che è possibile realizzare indumenti aventi proprietà antiproiettile ed antilama combinando una pluralità di strati di tessuto formati da filati di fibre ad alta tenacità aventi una struttura a trama ed ordito, detti strati essendo tra loro sovrapposti e disaccoppiati, in cui i filati di ordito di ciascuno strato sono disposti in modo incrociato rispetto ai filati di ordito di almeno uno strato adiacente così da formare un angolo da 30° a 60°, preferibilmente da 40° a 50°, più preferibilmente pari a 45°. Grazie alla presenza dei filati incrociati dello strato adiacente, vengono notevolmente ridotti gli spazi vuoti presenti tra trama ed ordito di ciascuno strato, attraverso i quali potrebbe insinuarsi un oggetto appuntito. Si ottiene in tal modo una migliorata protezione antilama la quale si accompagna ad elevata resistenza balistica .

Secondo un primo aspetto, la presente invenzione riguarda pertanto un indumento antiproiettile ed antilama che comprende almeno una struttura protettiva comprendente una pluralità di strati di tessuto costituiti da filati di fibre ad alta tenacità disposti a formare una struttura a trama ed ordito, detti strati essendo tra loro sovrapposti e disaccoppiati, in cui, in ciascuno strato, i filati di ordito hanno una direzione di deposizione che forma, con la direzione di deposizione dei filati di ordito di almeno uno strato adiacente, un angolo da 30° a 60°, preferibilmente da 40° a 50°, più preferibilmente pari a 45°.

Secondo un ulteriore aspetto, la presente invenzione riguarda una struttura protettiva comprende una pluralità di strati di tessuto costituiti da filati di fibre ad alta tenacità disposti a formare una struttura a trama ed ordito, detti strati essendo tra loro sovrapposti e disaccoppiati, in cui, in ciascuno strato, i filati di ordito hanno una direzione di deposizione che forma, con la direzione di deposizione dei filati di ordito di almeno uno strato adiacente, un angolo da 30° a 60°, preferibilmente da 40° a 50°, più preferibilmente pari a 45°.

Secondo una forma preferita di realizzazione, in ciascuno strato di tessuto i filati di ordito sono incrociati rispetto ai filati di ordito di un secondo strato di tessuto adiacente a detto strato, mentre sono paralleli rispetto ai filati di ordito di un terzo strato di tessuto adiacente al secondo strato.

Preferibilmente, le fibre ad alta tenacità sono fibre sintetiche aventi un valore di tenacità di almeno 15 g/dtex, preferibilmente compreso tra 20 g/dtex e 40 g/dtex

Preferibilmente, le fibre ad alta tenacità hanno un titolo di almeno 200 dtex, preferibilmente compreso tra 400 dtex e 1700 dtex.

Preferibilmente, le fibre ad alta tenacità sono fibre poliaramidiche , in particolare fibre paraaramidiche, ad esempio i prodotti commerciali Kevlar® e Twaron® . In alternativa possono essere altresì impiegate fibre sintetiche scelte tra: poliparaienilenbenzossitiazolo (PBO), poliparafenilenbenzossitiazolo (PBT), polietilene ad alto modulo (PBI).

Gli strati di tessuto sovrapposti sono disaccoppiati, vale a dire che le superiici a contatto tra uno strato e quello successivo non sono tra loro legate, eccetto che per eventuali punti di collegamento realizzati ad esempio tramite cuciture allo scopo di mantenere insieme la struttura evitando disallineamenti tra gli strati che potrebbero rendere diiiicoltoso l'inserimento della struttura protettiva all'interno dell'indumento antiproiettile ed antilama.

In una forma preferita di realizzazione, gli strati di tessuto sono trattati, preferibilmente su una sola faccia, con un materiale polimerico flessibile, preferibilmente un materiale polimerico flessibile termoplastico, il quale può essere scelto ad esempio tra: poliuretani, poliacrilati , poliolefine, copolimeri etilenici (ad esempio copolimeri etilene/vinilacetato), e simili.

Il materiale polimerico può essere eventualmente arricchito con almeno una carica inorganica, scelta ad esempio tra: silicati (ad esempio silicati di ferro), carburi (ad esempio carburo di silicio), ossidi (ad esempio silice od allumina) , materiali ceramici, e simili. Tali cariche hanno generalmente una granulometria fine, con diametro medio non superiore a 0,5 mm, preferibilmente non superiore a 0,1 mm .

Preferibilmente, nel caso in cui gli strati di tessuto siano trattati su una sola faccia, questi vengono disposti in modo da presentare la faccia trattata rivolta verso l'esterno dell'indumento antiproiettile ed antilama, cioè da parte opposta rispetto alla porzione dell 'indumento destinata a venire a contatto con il corpo dell'utilizzatore.

Preferibilmente, gli strati di tessuto costituenti la struttura protettiva secondo la presente invenzione hanno una struttura a trama ed ordito con armatura a tela. Il tessuto ha in genere un peso specifico compreso tra 100 e 800 g/m<2>.

Gli strati di tessuto sovrapposti sono preferibilmente presenti in un numero da 10 a 40, preferibilmente da 24 a 30.

La presente invenzione verrà ora ulteriormente illustrata con alcuni esempi di realizzazione, i quali vengono forniti a solo scopo illustrativo ma non limitativo dell'invenzione, con riferimento alle seguenti figure fornite in allegato, in cui:

- la Figura 1 è una rappresentazione schematica prospettica in esploso della struttura protettiva in accordo con la presente invenzione;

- la Figura 2 è una vista schematica dall'alto della struttura protettiva illustrata in Figura 1, con sfalsamento degli strati sovrapposti; e

- la Figura 3 mostra una forma di realizzazione di un indumento (in particolare un giubbetto) antiproiettile ed antilama secondo la presente invenzione, in configurazione aperta su un piano ed in parziale sezione, con la faccia esterna rivolta verso l'osservatore.

Con riferimento alle Figure 1 e 2, con 1 è stata complessivamente indicata una struttura protettiva in accordo con la presente invenzione.

La struttura protettiva (1) comprende una pluralità di strati sovrapposti di tessuto (indicati complessivamente con 2) tra loro disaccoppiati. Tali strati di tessuto (2) sono realizzati con fibre ad alta tenacità come descritto sopra, preferibilmente con fibre poliaramidiche , ad esempio i prodotti commerciali Kevlar® e Twaron®, ed hanno in genere una struttura a trama ed ordito con armatura a tela. In Fig. 1 viene rappresentata la struttura a trama ed ordito del tessuto in modo da evidenziare il diverso orientamento dei filati di ordito (e conseguentemente dei filati di trama) tra strati di tessuto adiacenti.

L'incrocio tra i filati di strati adiacenti viene ancor meglio evidenziato in Fig. 2, dove gli strati sono disposti sul piano e sfalsati in modo da mettere in evidenza l'angolo a formato tra i filati di ordito di strati adiacenti. Nella forma realizzativa di Fig. 2, gli strati (2') aventi direzione di taglio parallela alla direzione di sviluppo dei filati di ordito si alternano a strati (2") aventi direzione di taglio che forma, con la direzione di sviluppo dei filati di ordito, un'angolo a. In Fig. 2 l'angolo a è pari a 45°.

Con riferimento alla Figura 3, questa rappresenta una possibile realizzazione di un giubbetto antiproiettile ed antilama (3) che include una struttura protettiva (1) secondo la presente invenzione .

Occorre specificare che la struttura protettiva 1 può essere inserita in qualsiasi tipo di indumento, allo scopo di proteggere una specifica parte del corpo. Tuttavia, per semplicità, nel corso della presente descrizione si farà esclusivo riferimento a giubbetti antiproiettile ed antilama.

In particolare, con riferimento alla Figura 3, il giubbetto (3) comprende una porzione anteriore (4), che costituisce la struttura frontale del giubbetto (3), ed una porzione posteriore (5), che costituisce la struttura posteriore del giubbetto (3), entrambe dette porzioni (4, 5) essendo sagomate in modo tale da consentire il passaggio delle braccia e del collo dell 'utilizzatore una volta che il giubbetto (3) viene indossato. Le porzioni anteriore (4) e posteriore (5) sono tra loro collegate, in corrispondenza delle spalle dell'utilizzatore, tramite una coppia di strisce di tessuto (6<1>, 6 "). Dette strisce (6<1>, 6") sono preferibilmente dotate, in corrispondenza della porzione anteriore (4), di opportuni mezzi di collegamento regolabili, ad esempio tramite un sistema di chiusura cosiddetto "ad uncino ed asola", noto commercialmente con il marchio Velcro® .

Il giubbetto (3) comprende inoltre mezzi di chiusura laterale, che comprendono ad esempio coppie di strisce di tessuto (7', 7") dotate anch'esse di mezzi di collegamento regolabili tipo Velcro®. In tal modo, quando il giubbetto (3) viene indossato, 1'utilizzatore porterà le strisce di tessuto (7', 7") in posizione frontale così da farle aderire alla superficie esterna della porzione anteriore (4), dove sono applicati mezzi di collegamento regolabili (8) complementari a quello presenti sulle strisce (7<1>, 7"). In tal modo la posizione di chiusura potrà essere agevolmente regolata in funzione della corporatura dell'utilizzatore grazie alla presenza del Velcro®.

La struttura esterna del giubbetto (3) è in genere formata da tessuto ad alta resistenza allo strappo, in cui sono presenti opportune tasche (per semplicità non rappresentate in figura) in cui viene inserita la struttura protettiva (1) secondo la presente invenzione, opportunamente sagomata in modo da garantire la massima protezione per 1<1>utilizzatore. La presenza della struttura protettiva (1) è rappresentata in Figura 3 tramite una parziale sezione del tessuto esterno.

ESEMPIO,

Per verificare le caratteristiche antiproiettile ed antilama della struttura secondo la presente invenzione, è stata realizzata una struttura protettiva costituita da 24 strati di tessuto con armatura a tela costituito da fibre poliaramidiche Twaron® (titolo: 930 dtex, tenacità: 235 cN/tex = 26,6 g/dtex), avente peso specifico pari a 252 g/m<2>, densità di fili di ordito pari a 11,50 per cm, densità dei fili di trama pari a 13,5 per cm. Il tessuto è stato spalmato, su una sola faccia, con una composizione polimerica a base di copolimero etilenevinilacetato (ÈVA) contenente il 27% in peso di carburo di silicio. Nelle prove effettuate, tutti gli strati presentavano la superficie spalmata rivolta verso la direzione di ingresso del proiettile o della lama.

Prove antiproiettile.

Le prove di resistenza ai proiettili sono state eseguite su provini della struttura protettiva di cui sopra secondo la norma NIJ Standard 0101.06 (Luglio 2008) .

Sono stati sparati sei proiettili di calibro 9 mm "Full Metal Jacket" (FMJ) RN, Remington modello 23686 di peso pari a 124 grani (gr), polvere Hodgon Titegroup, in cinque punti diversi del provino, con un angolo d'impatto di 90°. I risultati sono riportati in Tabella 1, da cui si ottiene un valore di V50 pari a 473 m/sec, con uno scarto tra i risultati pari a 34 m/sec.

Prove antilama .

Le prove antilama sono state eseguite secondo la norma NIJ Standard 0115.00, utilizzando come oggetto acuminato una lama PSDB/Pl/B oppure uno stiletto HOSDB

Un provino della struttura protettiva come descritta sopra è stato posizionato su un supporto orizzontale per essere colpito con l'oggetto acuminato, vincolato ad un apposito supporto mobile atto a movimentare verticalmente l'oggetto stesso in modo da impattare sul provino in direzione perpendicolare con una determinata forza. Tale forza è stata calcolata sulla base del peso del supporto equipaggiato con l'oggetto acuminato e della distanza tra supporto mobile e provino. I risultati sono riportati in Tabella 2. In tutte le prove, l'oggetto acuminato è stato arrestato dal provino, senza fuoriuscire dalla superficie inferiore del provino stesso (penetrazione zero) .

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Indumento antiproiettile ed antilama che comprende almeno una struttura protettiva comprendente una pluralità di strati di tessuto costituiti da filati di fibre ad alta tenacità disposti a formare una struttura a trama ed ordito, detti strati essendo tra loro sovrapposti e disaccoppiati, in cui, in ciascuno strato, i filati di ordito hanno una direzione di deposizione che forma, con la direzione di deposizione dei filati di ordito di almeno uno strato adiacente, un angolo da 30° a 60°, preferibilmente da 40° a 50°, più preferibilmente pari a 45°.
2. 2 . Indumento antiproiettile ed antilama secondo la rivendicazione 1, in cui, in ciascuno strato di tessuto, i filati di ordito sono incrociati rispetto ai filati di ordito di un secondo strato di tessuto adiacente a detto strato, mentre sono paralleli rispetto ai filati di ordito di un terzo strato di tessuto adiacente al secondo strato.
3. 3. Indumento antiproiettile ed antilama secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui le fibre ad alta tenacità sono fibre sintetiche aventi un valore di tenacità di almeno 15 g/dtex, preferibilmente compreso tra 20 g/dtex e 40 g/dtex.
4. 4 . Indumento antiproiettile ed antilama secondo la rivendicazione 3, in cui le fibre ad alta tenacità sono fibre poliaramidiche , in particolare fibre paraaramidiche .
5. 5. Indumento antiproiettile ed antilama secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le fibre ad alta tenacità hanno un titolo di almeno 200 dtex, preferibilmente compreso tra 400 dtex e 1700 dtex.
6. 6. Indumento antiproiettile ed antilama secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli strati di tessuto sono trattati, preferibilmente su una sola faccia, con un materiale polimerico flessibile, preferibilmente un materiale polimerico flessibile termoplastico.
7. 7. Indumento antiproiettile ed antilama secondo la rivendicazione 6, in cui il materiale polimerico flessibile è arricchito con almeno una carica inorganica avente una granulometria fine, con diametro medio non superiore a 0,5 mm, preferibilmente non superiore a 0,1 mm.
8. 8. Indumento antiproiettile ed antilama secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli strati di tessuto hanno una struttura a trama ed ordito con armatura a tela.
9. 9. Indumento antiproiettile ed antilama secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli strati di tessuto hanno un peso specifico compreso tra 100 e 800 g/m<2>.
10. 10. Indumento antiproiettile ed antilama secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli strati di tessuto sono presenti in un numero da 10 a 40, preferibilmente da 24 a 30.
11. 11. Struttura protettiva comprendente una pluralità di strati di tessuto costituiti da filati di fibre ad alta tenacità disposti a formare una struttura a trama ed ordito, detti strati essendo tra loro sovrapposti e disaccoppiati, in cui, in ciascuno strato, i filati di ordito hanno una direzione di deposizione che forma, con la direzione di deposizione dei filati di ordito di almeno uno strato adiacente, un angolo da 30° a 60°, preferibilmente da 40° a 50°, più preferibilmente pari a 45°.
12. 12 . Struttura protettiva secondo la rivendicazione 11, definita secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 10.