MXPA01007259A - Material resistente a la penetracion que comprende tela con alta relacion de densidad lineal de dos grupos de hebras - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un material resistente a la penetración que comprende a menos una capa doble de tela compuesta de dos capas de tela tejida que están apiladas de manera cruzada a unángulo, caracterizado porque la tela estácompuesta de un primer grupo de hilos que comprenden e 3.5 a 20 hilos/cm y que tienen una densidad lineal de al menos 420 dtex, y un segundo grupo de hilos que comprenden de 0.5 a 8 hilos/cm y que tienen una densidad lineal de al menos 50 dtex, con el segundo grupo de hilos estando transversal al primer grupo de hilos, y en el cual la relación de la densidad lineal del primer grupo de hilos a la densidad lineal del segundo grupo de hilos es de>4.2, más preferiblemente de>T5;en una modalidad preferida el primer grupo de hilos es de hilos urdidos hechos de hebra de p-aramida y el segundo grupo de hilos es de hilos tramados de hebra de poliéster, y la relación del número de hilos/cm del primer grupo al del segundo grupo es de>l.

Description

MATERIAL RESISTENTE A LA PENETRACIÓN QUE COMPRENDE TELA CON ALTA RELACIÓN DE DENSIDAD LINEAL DE DOS GRUPOS DE HEBRAS MEMORIA DESCRIPTIVA La invención pertenece a material resistente a la penetración que comprende una tela con altas relaciones de densidad lineal de dos grupos de hebras, y a artículos elaborados de la misma. Los artículos resistentes a la penetración tales como chalecos a prueba de balas, cascos, paneles de vehículos, y cubiertas, preparados a partir de fibras de alta resistencia son conocidos en la técnica. Para muchas aplicaciones, en particular para chalecos balísticos, se utiliza la fibra en una tela entrelazada o tejida. Esas telas pueden estar recubiertas o impregnadas en una matriz para obtener materiales balísticos duros, o se pueden utilizar libres de matriz para obtener materiales balísticos blandos. Las telas entrelazadas a prueba de bala son conocidas, ínter alia, de EP 310,199. Las telas que se describen en la misma están compuestas de hilados de filamentos de polímero de peso molecular ultra alto que tiene alta resistencia y alto módulo, con los hilos de urdido siendo de un material polimérico diferente que el de los hilos de trama. En la patente rusa 2,096,542 se describe una tela balística para chalecos a prueba de bala que tienen hilos urdidos y tramados de poli para- fenilenetereftalamida (PPTA) en los cuales la relación de densidad lineal de urdido a trama es más pequeña de 4.17. Típicamente, se describen los hilos urdidos tienen una densidad lineal de 143 a 588 dtex y los hilos tramados tienen una densidad lineal de 588 a 930, los hilos tramados tienen densidad lineal igual o más alta que los hilos urdidos. Se alega en particular que las telas balísticas que tienen relaciones de densidad lineal de urdido a tramado entre 1.59 y 4.17 tienen propiedades de deflexión mejoradas. Ahora se ha descubierto que los materiales resistentes a la penetración que comprenden al menos una doble capa de tela compuesta de dos capas de tela entrelazadas que están apiladas de manera cruzada en un ángulo, caracterizadas porque la tela está compuesta de un primer grupo de hilos que comprenden de 3.5 a 20 hilos/cm y que tienen un título de al menos 420 dtex, y un segundo grupo de hilos que comprenden 0.5 a 8 hilos/cm y que tienen un título de al menos 50 dtex, cuyo segundo grupo de hilos está transversal al primer grupo de hilos, y en el cual la relación de la densidad lineal del primer grupo de hilos a la densidad lineal del segundo grupo de hilos es de >4.2 y la relación del número de hilos/cm del primer grupo a la del segundo grupo es de > 1 , tienen propiedades balísticas mejoradas. Preferiblemente, el material resistente a la penetración tiene una relación de la densidad lineal del primer grupo de hilos a la densidad lineal del segundo grupo de hilos de > 7.5. El número de hilos en el primer grupo de hilos es de 3.5 a 20 hilos/cm. Más preferiblemente, el número es de 4 a 15 hilos/cm, y más preferiblemente de 5 a 12 hilos/cm. El número de hilos en el segundo grupo de hilos es de 0.5 a 8 hilos/cm. Más preferiblemente, el número es de 1 a 6 hilos/cm, y más preferiblemente de 2 a 4 hilos/cm. Por razones de fabricación eficiente se prefiere que el primer grupo de hilos sea de hilos urdidos y el segundo grupo de hilos sea de hilos tramados. El segundo grupo de hilos está transversal al primer grupo de hilos. Aunque normalmente esos grupos están casi perpendiculares uno a otro, esto no es necesario. El segundo grupo de hilos se puede proveer bajo un ángulo diferente al de 90° del primer grupo de hilos. El material resistente a la penetración también consiste de un segundo grupo de hilos (preferiblemente hilos tramados), la composición de hilado de la cual, no es decisiva para la presente invención. Sin embargo, preferiblemente esos hilos tienen alta resistencia y alto módulo. Esto es particularmente el caso cuando esos hilos se seleccionan de poliéster, polietileno, polipropileno, poliamida, y hebra de aramida. Más preferiblemente, el segundo grupo de hilos está hecho de hebra de poliéster. El primer grupo de hilos (preferiblemente hilos urdidos) es de alta resistencia y alto módulo, y más preferiblemente se selecciona hebra de aramida, más particularmente p-aramida. La más preferida es poli para-fenilenetereftalamida (PPTA). En una modalidad preferida los hilos urdidos y tramados se seleccionan para estar hechos de polímeros diferentes, por ejemplo, se prefiere una tela que tiene hilos urdidos de hebra de p-aramida y hilos tramados de hebra de poliéster. En tanto que se satisfaga la relación de densidad lineal requerida, la densidad lineal del primer grupo de hilos se selecciona para ser de al menos 420 dtex, preferiblemente entre 420 y 3360 dtex, más preferiblemente entre 420 y 1680 dtex, y más preferiblemente entre 840 y 1100 dtex. La densidad lineal del segundo grupo de hilos se selecciona para ser de al menos 50 dtex, más preferiblemente entre 50 y 280 dtex y más preferiblemente entre 80 y 140 dtex. El término " hilos" significa cualquier tipo de hilo tal como hebras cortas, hebras cortas torcidas, hebra de filamento torcida, hebra enredada no torcida, y preferiblemente hebra de filamento no torcida. En una modalidad preferida los hilos de cada una de las dos capas de tela de la capa doble se unen juntas, por ejemplo, mediante unión por puntada, o preferiblemente con un material adhesivo. El material adhesivo puede ser material adhesivo provisto en los hilos o en la tela, por ejemplo, como un acabado. El material adhesivo también puede ser una capa de adhesivo provista entre las dos capas de tela de la doble capa. Los materiales adhesivos incluyen materiales termoplásticos, elastoméricos, y de termofijación. También es posible utilizar para al menos parte del segundo grupo de hilos un material que se funde bajo presión y/o calentamiento, logrando por lo tanto la unión de los hilos del primer grupo de hilos a aquellos del segundo grupo de hilos, y opcionalmente uniendo también las dos capas de telas juntas. Los materiales termoplásticos incluyen poliolefinas tales como polietileno y polipropileno, poliamida, poliéster, o mezclas de esos materiales. Los materiales elastoméricos ¡ncluyen Kraton, silicón, y similares. Los materiales de termofijación incluyen resinas epoxi, resinas de poliéster, resinas fenólicas, resinas de éter vinílico, y similares. En otra modalidad preferida, al menos uno de los lados exteriores del material resistente a la penetración está provisto con una capa protectora. La capa protectora puede ser un material termoplástico o elastomérico, o una mezcla de esos materiales. La capa protectora se aplica para proteger la tela de daño por abrasión excesiva. El material resistente a la penetración comprende al menos una capa doble que consiste de dos capas de tela tejida que está apilada de manera cruzada a un ángulo y opcionalmente unida junta. El término tejido incluye todos los tipos de ligamentos o texturas, tales como ligamento liso, ligamento de satín, ligamento de cesta, ligamento de sarga, y similares. Las telas preferidas son de ligamento liso. El material resistente a la penetración puede contener tan poco como una doble capa que consiste de dos capas de tela tejida, pero normalmente se aplican más capas dobles. Los números adecuados de capas dobles son de 5 a 100, y más preferiblemente se utilizan de 6 a 35 capas dobles. En al menos una de las capas dobles las capas de dos telas están aseguradas juntas a un ángulo. Los ángulos preferidos son de 30 a 90°. Un ángulo de aproximadamente 90° es más preferido. Para armadura suave se obtiene normalmente el mejor rendimiento cuando las capas de tela en todas las capas doble están aseguradas a un ángulo, preferiblemente un ángulo de 90°. El primer grupo de hilos de la primera capa de tela de una capa doble puede estar paralelo a, o a un ángulo a, el primer grupo de hilos de la primera capa de tela de la capa doble adyacente. Las capas dobles están aseguradas juntas utilizando una capa de adhesivo o mediante puntada. Dicha capa de adhesivo puede estar hecha de materiales mencionados anteriormente para materiales adhesivos y tiene un grosor entre 4 y 36 µ, preferiblemente entre 8 y 20 µ. Los métodos de fabricación de las capas dobles son bien conocidos en la técnica. Normalmente la tela se hace enrollando la hebra urdida sobre una viga, seguido por tejido sobre un telar. La capa sencilla puede opcionalmente impregnarse o laminarse, y someterse a un procedimiento de calandrado. Al menos dos capas de telas se pueden unir juntas, preferiblemente a un ángulo una de otra, mediante puntada, calentamiento, o aplicando presión. La invención se refiere también a artículos como chalecos a prueba de bala y placas de armadura elaboradas de la tela tejida mencionada anteriormente de acuerdo con los métodos conocidos para el experto en la técnica. La invención se ilustra de manera adicional con los siguientes ejemplos.

EJEMPLO 1 La construcción 1 se preparó de acuerdo con esta invención. La construcción contuvo 21 capas dobles de una tela de aproximadamente 100 g/m2 hecha de Keviar® 1100 dtex (ex DuPont) en urdido (8.6 hilos/cm) y poliéster 140 dtex (Trevira ® 710, ex Hoechst) en dirección de trama (2 hilos/cm). La relación de urdido/drama es 7.9. Las capas se laminaron juntas con 2 pliegos de una película de polietileno (LDPE, ex EKB) que tiene un grosor de 10 µ. El peso total de la construcción I fue de 4300 g/m2. La construcción II se preparó de acuerdo con esta invención y contuvo 20 capas dobles de la misma tela como la utilizada para la construcción I, y 1 lámina de película de polietileno (LDPE, ex EKB) que tiene un grosor de 10 µ sobre ambos lados exteriores de la capa doble y entre cada una de las dos capas de tela de la capa doble. El peso total de la construcción II fue de 4400 g/m2. Los valores de V o se determinaron con balas 9x19 Para Tipo DM 11 A1 B2, en la cual V50 es la velocidad a la cual 50% de las balas se detienen y 50% de las balas dan penetración completa. Se descubrió que el V5o de la construcción I es de 471 m/s y el V50 de la construcción II es de 481 m/s.

EJEMPLO 2 La construcción lll se hizo de manera análoga a la construcción I con 19 pliegos de Twaron® 930 dtex (CY 709 Microfilament, ex Akzo Nobel) en vez de Keviar (10.4 hilos de urdido/cm, 2 hilos de trama/cm, relación de urdido/trama 6.6). El peso total de la construcción lll fue de 4330 g/m2, el V50 (determinado con balas 9x19 Para Tipo DM 11 A1 B2) fue de aproximadamente 490 m/s.

EJEMPLO COMPARATIVO 3 La construcción IV se hizo de 22 pliegos de tela Twaron® estilo CT 709 (ex Akzo Nobel). Los hilos de urdido y trama se hicieron de Twaron® 930 dtex Microfilament (ex Akzo Nobel) (10.5 hilos/cm en dirección de urdido y trama; relación de urdido/trama 1). El peso total de la construcción IV fue de aproximadamente 4400 g/m2, el V50 ( determinado con balas 9x19 Para tipo DM 11 A1B2) fue de aproximadamente 460-465 m/s.

EJEMPLO 4 La construcción V se hizo de 50 capas dobles de una tela hecha de Twaron® 930 dtex (9.5 hilos/cm en dirección de urdido y 2 hilos/cm de Trevira 710 140 dtx en dirección de trama; relación de urdido/trama 6.6).

Las capas se laminaron juntas con una matriz de copolímero de LDPE (contenido de resina 35%) a una temperatura de 115°C y a una presión de 2.5 Mpa. El peso total fue de 6500 g/m2, el V50 (determinado con balas 357 Magnum FJ CB SC) fue de 484 m/s.

EJEMPLO COMPARATIVO 5 La construcción VI se hizo de 44 capas de tela Twaron® CT 709 (930 dtex, 200 g/m2, hilado liso). El material se recubrió con resina fenólica de PVB modificada (contenido de resina 23%) y se laminó a una temperatura de 160°C y una presión de 1.0 Mpa. El peso total fue de 10800 g/m2, el V550 (determinado con balas 357 Magnum FJ CB SC) fue de 487 m/s. Utilizando el sistema de resina, el contenido de resina, y las condiciones de laminación, mencionados anteriormente, el peso no se pudo reducir sin reducir el V5Q.

Claims (11)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un material resistente a la penetración que comprende al menos una capa doble de tela compuesta de dos capas de tela tejida que están apiladas de manera cruzada a un ángulo, caracterizado porque la tela está compuesta de un primer grupo de hilos que comprenden de 3.5 a 20 hilos/cm y que tienen una densidad lineal de al menos 420 dtex, y un segundo grupo de hilos que comprenden de 0.5 a 8 hilos/cm y que tienen una densidad lineal de al menos 50 dtex, con el segundo grupo de hilos estando transversal al primer grupo de hilos, y en el cual la relación de la densidad lineal del primer grupo de hilos a la densidad lineal del segundo grupo de hilos es de >4.2, y la relación del número de hilos/cm del primer grupo al del segundo grupo es de >1.

2.- El material resistente a la penetración de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los hilos de las capas de la capa doble están unidos juntos, preferiblemente con un material adhesivo.

3.- El material resistente a la penetración de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado además porque la relación de la densidad lineal del primer grupo de hilos a la densidad lineal del segundo grupo de hilos es de >7.5.

4.- El material resistente a la penetración de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado además porque el primer grupo de hilos consiste de hilos de aramida.

5.- El material resistente a la penetración de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado además porque el segundo grupo de hilos se selecciona de poliéster, polietileno, polipropileno, e hilo de aramida.

6.- El material resistente a la penetración de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 -5, caracterizado además porque el primer grupo de hilos consiste de hilos de aramida y el segundo grupo de hilos consiste de hilos de poliéster.

7.- El material resistente a la penetración de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado además porque la densidad lineal del primer grupo de hilos es de 420 a 3360, preferiblemente de 420 a 1680 dtex, y más preferiblemente de 840 a 1100 dtex.

8.- El material resistente a la penetración de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado además porque la densidad lineal del segundo grupo de hilos es de 50 a 280 dtex y preferiblemente de 80-140 dtex.

9.- El material resistente a la penetración de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado además porque el primer grupo de hilos es de hilos urdidos y el segundo grupo de hilos es de hilos tramados.

10.- El material resistente a la penetración de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado además porque al menos uno de los lados exteriores del material está provisto con una capa protectora.

11.- Un artículo elaborado del material resistente a la penetración de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-10.