NL9120011A - Rol gevormde, ballistisch resistente stof en werkwijze voor het vervaardigen ervan. - Google Patents
Rol gevormde, ballistisch resistente stof en werkwijze voor het vervaardigen ervan. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9120011A NL9120011A NL9120011A NL9120011A NL9120011A NL 9120011 A NL9120011 A NL 9120011A NL 9120011 A NL9120011 A NL 9120011A NL 9120011 A NL9120011 A NL 9120011A NL 9120011 A NL9120011 A NL 9120011A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- poly
- layer
- roll
- filaments
- continuous
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
- B29C37/0067—Using separating agents during or after moulding; Applying separating agents on preforms or articles, e.g. to prevent sticking to each other
- B29C37/0075—Using separating agents during or after moulding; Applying separating agents on preforms or articles, e.g. to prevent sticking to each other using release sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
- B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
- B29C70/20—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres
- B29C70/202—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres arranged in parallel planes or structures of fibres crossing at substantial angles, e.g. cross-moulding compound [XMC]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
- B29C70/347—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation combined with compressing after the winding of lay-ups having a non-circular cross-section, e.g. flat spiral windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Rol gevormde, ballistisch resistente stof en werkwijze voor het vervaardigen ervan.
UITVINDINGSACHTERGROND 1· ,uitvindin.gg.gs.ble.d
Dit is een continuation-in-part van de samenhangende Amerikaanse aanvrage Serial No. 480 982, ingediend 16 februari 1990.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op werkwijze voor het behandelen van continue lengtes van met hars geïmpregneerde vellen, teneinde deze te kunnen brengen in de vorm van rollen, bijvoorbeeld zoals een rol stof, voor verdere verwerking of gebruik. In het bijzonder zijn sommige van de behandelde lengtes bruikbaar voor flexibele harde pantsertoepassingen, terwijl sommige andere van de behandelde lengtes bruikbaar zijn voor zachte pantsertoepassingen. De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op rollen, behandeld volgens de werkwijzen.
2. Stand der techniek
Ballistisch resistente artikelen zoals kogelvrije vesten, helmen, harde en zachte bepantseringen, constructie-onderdelen van helicopters en andere militaire uitrusting, voertuigpanelen, aktetassen, regenjassen en paraplu's, die vezels van hoge sterkte bevatten, zijn bekend. De vezels, die gebruikelijk worden toegepast bij dergelijke artikelen omvatten aramidevezels zoals poly(p-fenyleentereftaal-amide), grafietvezels, nylonvezels, keramische vezels, glasvezels en dergelijke. Voor veel toepassingen, zoals vesten of delen van vesten, worden de vezels gebruikt in een geweven of gebreid weefsel. Voor vele van de overige toepassingen worden de vezels ingekapseld of ingebed in een matrixmateriaal.
Ballistisch bestendige composietartikelen, bestaande uit netwerken van polyetheen- of polypropeenvezels van hoog molecuulgewicht, en matrices, bestaande uit alkeenpolymeren en -copolymeren, onverzadigde polyesterharsen, epoxyharsen, en andere harsen, die uithardbaar zijn beneden het smeltpunt van de vezel, worden beschreven door US-A-4.403.012 en US-A-4.457.985, hier geïncorporeerd middels referentie.
US-A 4.623.574, hier geïncorporeerd door referentie, onthult de vorming van prepreg-vellen, bestaande uit met elastomeer beklede vezels van hoge sterkte, die nagenoeg parallel en georiënteerd zijn volgens een gemeenschappelijke vezelrichting. Het octrooi leert, dat de prepreg-vellen samen-gelaagd kunnen worden, waarbij opeenvolgende vellen worden gedraaid ten opzichte van het eerste vel, teneinde eenvoudige composietmaterialen te vormen. Deze compoèietmateria1en zijn een gegeven grootte, bijvoorbeeld 12 x 12 inch (4,7 x 4,7 cm), en worden afzonderlijk gevormd voordat zij worden toegestuurd naar de klant, die vervolgens het materiaal snijdt en verwerkt tot een gewenste configuratie. Er zou minder materiaalverlies zijn en zodoende minder uitgaven, indien de composietmaterialen zouden kunnen worden geleverd aan de klant in ononderbroken rolvorm, dat wil zeggen zoals een rol stof, in plaats van in vierkanten of rechthoeken. Verder zou de continue lengte gemakkelijker te hanteren zijn, indien deze gevormd was - feitelijk zou het moeten kunnen worden gedrapeerd als een weefsel in plaats van stijf te zijn en moeilijk te snijden. Het vormen vindt kenmerkend plaats met compressie of warmte; dit tijd, nodig voor vormen onder warmte, bijvoorbeeld tussen verhitte rollen of platen, duurt wezenlijk te lang om in de praktijk serie-vormen van het materiaal na de formatie ervan mogelijk te maken.
De onderhavige uitvinding, die werd ontwikkeld in een poging om de tekortkomingen van de bekende techniek te boven te komen, voorziet in een gevormd composiet materiaal in continue rolvorm, alsmede werkwijzen voor het vervaardigen daarvan.
Korte beschrijving van de uitvinding
Deze uitvinding is een werkwijze voor het consolideren van een continue laag van ten minste twee met hars geïmpregneerde vellen, omvattende de stappen van: a) wikkelen van de continue laag en een scheidingslaag van een materiaal tot een rol, waarbij de laag opeenvolgende wikkelingen van de continue laag scheidt? en b) het blootstellen van de rol aan een voldoende hoeveelheid warmte en/of druk om er voor te zorgen, dat de hars geïmpregneerde vellen in aanzienlijke mate aan elkaar hechten, waarbij het materiaal scheidbaar is van de continue laag. De resulterende laag kan worden gebruikt in de gebieden van zowel zachte als harde bepantsering. In afhankelijkheid van de harsmatrix die gebruikt wordt, kan een geconsolideerde lengte van vellen al dan niet aan elkaar kleven over zo'n lengte. Die lengtes, die niet kleven aan andere lengtes, zijn goede kandidaten voor zachte pantsers, terwijl die, welke aan andere lengtes kleven en niet gemodificeerd worden door een filmoppervlak of anderzijds behandeld om niet te kleven, slechte kandidaten zijn voor zachte pantsers; een aantal van deze laatste lengtes kan evenwel worden opgestapeld, verhit, en geperst voor het vormen van een hard pantserlaminaat.
De onderhavige uitvinding omvat tevens een werkwijze voor het consolideren van een onafgebroken lengte, bestaande uit ten minste één hars geïmpregneerd vel en ten minste één vel film, omvattende de stappen van: a) het wikkelen van de onafgebroken lengte en een scheidingslaag van een materiaal tot een rol, waarbij de scheidingslaag opeenvolgende wikkelingen scheidt van de onafgebroken lengte van vellen? en b) het blootstellen van de rol aan een voldoende hoeveelheid warmte en druk, teneinde er voor te zorgen, dat het hars geïmpregneerde vel en het vel film in aanzienlijke mate aan elkaar hechten, waarbij de scheidingslaag materiaal afscheidbaar is van de onafgebroken lengte van vellen. De resulterende consoliderende lengte van vellen kan worden gebruikt bij zachte pantsertoepassingen, bijvoorbeeld als inzetstuk voor een vest. Het filmoppervlak aan één of beide zijden van de lengte kan zodanig worden gekozen, dat de mogelijkheid van slippen ten opzichte van een andere lengte kan worden gegeven. Bij deze uitvoering is het geïmpregneerde vel bij voorkeur een netwerk van geweven vezel.
Bij een andere uitvoering is de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het behandelen van een onafgebroken lengte, bestaande uit ten minste één ongehard thermohardend hars geïmpregneerd vel, welke lengte een dikte heeft en welke thermohardende hars een lengteafmeting heeft 2odanig, dat de lengte vel flexibel is, wanneer de thermo- hardende hars wordt uitgehard, omvattende de stappen van: a) wikkelen van de onafgebroken lengte en scheidingslaag van een materiaal tot een rol, waarbij de scheidingslaag opeenvolgende wikkelingen van de onafgebroken lengte van vel scheidt, waarbij de laag van materiaal kan worden afgescheiden van de onafgebroken lengte vel, nadat de thermohardende hars gehard is; en (b) het harden van de thermohardende hars. Met deze werkwijze kan het film-oppervlak van de voorgaande uitvoeringen voor zachte pantsertoepassingen komen te vervallen, en een 20 %'s gewichtsreduktie worden verkregen. De geharde thermohardende hars dient te zorgen voor de vereiste oppervlak-slip voor zachte pantsertoepassingen.
De onderhavige uitvinding omvat tevens de rollen materiaal, geproduceerd door de werkwijzen van de uitvinding.
KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENING
Fig. 1 geeft een gevormde rol 10 van de onderhavige uitvinding.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING
Met vel is bedoeld een gevormd artikel zoals een filmband of een netwerk van vezel of band, biaxiaal georiënteerd of op andere wijze, bij hoogste voorkeur een netwerk van vezel.
Met vezel wordt bedoeld een langwerpig lichaam, waarvan de lengteafmeting groter is dan de dwarsafmetingen van breedte en dikte. Dienovereenkomstig omvat de term vezel een monofilament, een multifilament, een band, strook, draad en andere vormen van fijngehakte of gesneden vezel e.d. met regelmatige of onregelmatige dwarsdoorsneden. Vezel en filament worden onderling verwisselbaar gebruikt in de verdere beschrijving.
Met netwerk is bedoeld banden of vezels, gerangschikt in configuraties van diverse soorten. Een aantal vezels kan bijvoorbeeld tezamen gegroepeerd zijn voor het vormen van een getwijnd of ongetwijnd garen. De vezels van garen kunnen zijn gevormd als een vilt, gebreid of geweven (vlak, mand, satijn en hanepootweefsels, enz.) tot een netwerk, vervaardigd tot een niet geweven textiel (willekeurige of geordende oriëntatie), gerangschikt in een parallelle reeks, gelaagd, of gevormd tot een weefsel door elk van een verscheidenheid van gebruikelijke technieken. Op overeenkomstige wijze kunnen de banden worden geweven tot een netwerk, vervaardigd tot een niet geweven textiel, gerangschikt in een parallelle reeks, of gevormd tot een weefsel door één van een verscheidenheid van gebruikelijke technieken.
Bij de voorkeursuitvoeringen van de uitvinding heeft het vel ongetwijnde monofilamentgarens, die in hoofdzaak parallel en unidirektionaal gericht zijn voor het vormen van een uniaxiale laag, waarin een matrixmateriaal in wezen de afzonderlijke filamenten bekleedt. Hoewel de onderhavige uitvinding zo'n enkelvoudige laag (of vel) omvat, worden bij voorkeur twee of meer van deze lagen gebruikt voor het vormen van de onafgebroken lengte, waarbij elke laag draait ten opzichte van aangrenzende lagen. Een voorbeeld is een vijflagenlengte met de tweede, derde, vierde en vijfde lagen gedraaid over +45°, -45°, 90° en 0° ten opzichte van de eerste laag. Een andere voorkeursuitvoering omvat twee lagen met een 0°/90° uitleg.
De dwarsdoorsneden van filamenten voor toepassing bij deze uitvinding kunnen op grote schaal variëren. Zij kunnen zijn van cirkelvormige of langwerpige of onregelmatige of regelmatige veellobbige dwarsdoorsnede met één of meer regelmatige of onregelmatige lobben uitstekende van de lineaire of lengteas van het filament. Het heeft in het bijzonder de voorkeur, dat de filamenten van in wezen cirkelvormige, vlakke of langwerpige dwarsdoorsnede zijn, met de meeste voorkeur het eerste.
De equivalentdiameter van de filamenten en de diktes van de laag kunnen op grote schaal variëren. In het algemeen geldt, dat des te kleiner de equivalentdiameter en des te dunner de laag, des te groter de ballistische bescherming is, die gegeven wordt; en omgekeerd, hoe groter de equivalentdiameter van het filament is en hoe groter de dikte van de laag, des te lager is de verkregen ballistische bescherming. De verhouding van de dikte van de laag tot de equivalentdiameter van het filament en de equivalentdiameter van de filamenten zijn bij voorkeur zoals aangegeven in US-A-4.916.000, hier geïncorporeerd middels referentie.
Het soort filamenten, dat gebruikt wordt, kan op grote schaal variëren en kan zijn metaalfilamenten, halfmetaal-filamenten, anorganische filamenten en/of organische filamenten. Filamenten te gebruiken bij het in de praktijk brengen van deze uitvinding zijn die, welke een taaiheid hebben gelijk aan of groter dan ongeveer 7 g/d, een trek-modulus gelijk aan of groter dan ongeveer 150 g/d en een energie tot breuk gelijk aan of groter dan ongeveer 8 joule/gram (j/g). De voorkeur hebben filamenten met een taaiheid gelijk aan of groter dan ongeveer 10 g/d, een trekmodulus gelijk aan of groter dan ongeveer 200 g/d en een energie tot breuk gelijk aan of groter dan ongeveer 20 j/g. Meer de voorkeur bezittende filamenten zijn die, welke een taaiheid hebben gelijk aan of groter dan ongeveer 15 g/d, een trekmodulus gelijk aan of groter dan ongeveer 300 g/d en een energie tot breuk gelijk aan of groter dan ongeveer 20 j/g. Bijzonder de voorkeur bezittende filamenten zijn die met een taaiheid gelijk aan of groter dan ongeveer 16 g/d, een trekmodulus gelijk aan of groter dan ongeveer 400 g/d, en een energie tot breuk gelijk aan of groter dan ongeveer 27 j/g. Onder deze bijzonder de voorkeur bezittende uitvoeringen hebben die uitvoeringen de allerhoogste voorkeur, waarbij de taaiheid van de filamenten gelijk is aan of groter dan 22 g/d, de trekmodulus gelijk is aan of groter dan ongeveer 900 g/d, en de energie tot breuk gelijk is aan of groter dan ongeveer 27 g/d. In de praktijk van deze uitvinding hebben filamenten van keuze een taaiheid gelijk aan of groter dan ongeveer 35 g/d, de trekmodulus is gelijk aan of groter dan ongeveer 1500 g/d en de energie tot breuk is gelijk aan of groter dan ongeveer 50 j/g.
Voorbeelden van bruikbare organische filamenten zijn die, opgebouwd uit polyesters, polyalkenen, polyether-amiden, fluorpolymeren, polyethers, cellulosen, fenolische stoffen, polyesteraraiden, polyurethanen, epoxies, aminoplasten, siliconen, polysulfonen, polyetherketonen, polyetheretherketonen, polyesterimiden, polyfenyleen-sulfiden, polyetheracrylketonen, poly(amideimiden), en polyimiden. Voorbeelden van andere bruikbare organische filamenten zijn die, opgebouwd uit aramiden (aromatische polyamiden), zoals poly(m-xylyleenadipamiden), poly-(p-xylyleensebacamide), poly(2,2,2-trimethylhexamethyleen-tereftaalamide), poly(piperazinesebacamide), poly-(metafenyleenisoftaalamide) (Nomex) en poly(p-fenyleen-tereftaalamide) (Kevlar); alifatische en cycloalifatische polyamiden zoals het copolyamide van 30 % hexamethyleen-diammoniumisoftalaat en 70 % hexamethyleendiammonium-adipaat, het copolyamide van tot 30 % bis(-amidocyclohexyl)-methyleen, tereftaalzuur en caprolactam, polyhexa-methyleenadipamide (nylon 66), poly(butyrolactam) (nylon 4), poly(9-aminopelargoonzuur) (nylon 9), poly(enantholactam) (nylon 7), poly(capryllactam) (nylon 8), polycaprolactam (nylon 6), poly(p-fenyleentereftaalamide), polyhexa-methyleensebacamide (nylon 6,10), polyaminoundecanamide (nylon 11), polydodecanolactam (nylon 12), polyhexa-methyleenisoftaalamide, polyhexamethyleentereftaalamide, polycaproamide, poly(nonamethyleenazelamide (nylon 9,9), poly(decamethyleenazelamide) (nylon 10,9), poly-(decamethyleensebacamide) (nylon 10,10), poly[bis-(4-aminocyclohexyl)methaan-1,10-decanedicarboxamide] (Qiana) (trans), of combinaties daarvan; en alifatische, cycloalifatische en aromatische polyesters zoals poly-(l,4-cyclohexylideendimethyleentereftalaat) cis en trans, poly(etheen-l,5-naftalaat), poly(etheen-2,6-naftalaat), poly(1,4-cyclohexaandimethyleentereftalaat) (trans), poly(decamethyleentereftalaat), poly(etheentereftalaat), poly(etheenisoftalaat), poly(etheenoxybenzoaat), poly(parahydroxybenzoaat), poly(dimethylpropiolacton), poly(decamethyleenadipaat), poly(etheensuccinaat), poly(etheenazelaat), poly(decamethyleensabacaat), poly(a,α-dimethylpropiolacton), e.d.
Tevens illustratief voor bruikbare organische filamenten zijn die van vloeibare kristalpolymeren zoals lyotrope vloeistofkristalpolymeren, welke omvatten polypeptiden, zoals poly-Y-benzyl-L-glutamaat e.d.; aromatische polyamiden zoals poly(l,4-benzamide), poly(chloor-l,4-fenyleentereftaalamide), poly(1,4-fenyleenfumaaramide), poly(chloor-1,4-fenyleenfumaaramide), poly(4,4'-benzanilide trans,trans-muconamide), poly(1,4-fenyleen-mesaconamide), poly(1,4-fenyleen) (trans-1,4-cyclohexyleen-amide), poly(chloor-1,4-fenyleen) (trans-1,4-cyclohexyleen-amide), poly(l,4-fenyleen-l,4-dimethyl-trans-l,4-cyclohexyleenamide), poly(l,4-fenyleen-2,5-pyridineamide), poly(chloor-1,4-fenyleen-2,5-pyridineamide), poly(3,3'-dimethyl-4,4/-bifenyleen-2,5-pyridineamide), poly(1,4-fenyleen-4,4'-stilbeenamide), poly(chloor-1,4-fenyleen-4,4'-stilbeenamide), poly(1,4-fenyleen-4,4'-azobenzeenamide), poly(4,4'-azobenzeen-4,4'-azobenzeenamide), poly(1,4-fenyleen-4,4'-azoxybenzeenamide), poly(4,4'-azobenzeen-4,4'-azoxybenzeenamide), poly(l,4-cyclohexyleen-4,4'-azobenzeenamide), poly(4,4'-azobenzeentereftaalamide), poly(3,8-fenanthridinontereftaalamide), poly(4,4'-bifenyleentereftaalamide), poly(4,4'-bifenyleen-4,4'-bibenzoamide), poly(1,4-fenyleen-4,4'-bibenzoamide), poly(1,4-fenyleen-4,4'-terefenyleenamide), poly(l,4-fenyleen-2,6-naftaalamide), poly(1,5-naftaleentereftaalamide ), poly(3,3'-dimethyl-4,4-bifenyleentereftaalamide), poly(3,3'-dimethoxy-4,4'-bifenyleentereftaalamide), poly(3,3-dimethoxy-4,4'-bifenyleen-4,4'-bibenzoamide), e.d.; polyoxyamiden zoals die afgeleid van 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobifenyl en chloor-1,4-fenyleendiamine; polyhydrazides zoals polychloortereftaalhydrazide, 2,5-pyridinedicarbon-zuurhydrazide), poly(tereftaalhydrazide), poly(tereftaal-chloortereftaalhydrazide) e.d.; poly(amidehydraziden) zoals poly(terefthaloy1-1,4-aminobenzhydrazide) en die bereid van 4-aminobenzhydrazide, oxaaldihydrazide, tereftaaldihydrazide en para-aromatische dizuurchloriden; polyesters zoals de samenstellingen omvattende poly(oxy-trans-l,4-cyclohexyleenoxycarbonyl-trans-l,4-cyclohexyleencarbonyl-b-oxy-1,4-fenyleenoxytereftaloyl) en poly(oxy-cis-l,4-cyclohexyleenoxycarbonyl-trans-1,4-cyclohexyleencarbonyl-b-oxy-1,4-fenyleenoxytereftaloyl) in methyleenchloride-o-cresol, poly(oxy-trans-1,4-cyclohexyleenoxycarbonyl-trans-1,4-cyclohexyleencarbonyl-b-oxy-(2-methyl-l,4-fenyleen)oxy-tereftaloyl) in 1,1,2,2-tetrachloorethaan-o-chloorfenolfenol (60:25:15 vol/vol/vol), poly[oxy-trans-1,4-cyclohexyleen- oxycarbonyX~trans-X,4-cycXohexyXeencarbonyX-b-oxy(2-methyX-l,3-fenyXeen)oxy-tereftaXoyX] in o-chloorfenol e.d.; poXyazomethinen zoaXs die bereid van 4,4'-diaminobenza-nilide en tereftaaXdefide, methyX-X,4-fenyXeendiamine en tereftaaX-aXdehyde e.d.; poiyisocyaniden zoaXs poXy(fenyX-ethyX-isocyanide), poXy(n-octyiisocyanide) e.d.; poiyisocyanaten zoaXs poXy(n-aXkyXisocyanaten) zoaXs bijvoorbeeXd poXy-(n-butyXisocyanaat), poXy(n-hexyXisocyanaat) e.d.; Xyotrope kristaXpoXymeren met heterocycXische eenheden zoaXs poXy(l,4-fenyXeen-2,6-benzobisthiazooX) (PBT), poXy(l,4-fenyXeen-2,6-benzobisoxazooX) (PBO), poXy(X,4-fenyXeen-X,3,4-oxadiazooi), poiy(X,4-fenyieen-2,6-benzobisimidazooX), poXy[2,5(6)-benz imidazooX] (AB-PBI), poXy[2,6-(X,4-fenyXeen-4-fenyXchinoXine) poXy[1,1'-(4,41-bifenyXeen-6,6'-bis-(4-fenylchinoXine)] e.d.; poiyorganofosfazinen zoaXs poXyfosfazine, poXybisfenoxyfosfazine, poXy[bis(2,2,2f-trifXuoretheen)fosfazine] e.d.; metaaXpoXymeren, zoaXs die, afgeieid door condensatie van trans-bis(tri-n-butyX-fosfine)platinadichloride met een bisacetyieen of trans-bis(tri-n-butylfosfine)bis(1,4-butadinynyX)piatina en dergeiijke combinaties in aanwezigheid van cuprojodide en een amide; ceXXuiose en ceXXuXosederivaten zoaXs esters van ceXXuXose zoaXs bijvoorbeeXd triacetaatceXXuXose, acetaat-ceXXuXose, acetaatbutyraatceXXuXose, nitraatceXXuXose, en suXfaatceXXuXose, ethers van ceXXuXose zoaXs bijvoorbeeXd ethyXetherceXXuXose, hydroxymethyXetherceXXuXose, hydroxypropyXetherceXXuXose, carboxymethyXetherceX XuXose, ethyXhydroxyethyXetherceXXuXose, cyanoethyXethyXether-ceXXuXose, etheresters van ceXXuXose zoaXs bijvoorbeeXd acetoxyethyXetherceXXuXose en benzoyXoxypropyXether-ceXXuXose, en urethaanceXXuXose zoaXs bijvoorbeeXd fenyX-uréthaanceXXuXose; thermotrope vXoeistofkristaXpoXymeren zoaXs ceXXuXosen en derivaten ervan zoaXs bijvoorbeeXd hydroxypropyXceXXuXose, ethyXceXXuXose, propionoxypropyX-ceXXuXose; thermotrope copoXyesters zoaXs bijvoorbeeXd copoXymeren van 6-hydroxy-2-naftaXeencarbonzuur en p-hydroxybenzoëzuur, copoXymeren van 6-hydroxy-2-naftaXeen-carbonzuur, tereftaaXzuur en dihydroxybenzofenon, copolymeren van fenyleentereftaalzuur en hydrochinon, copolymeren van chloorhydrochinon, tereftaal2uur en p-acetoxycinnamonzuur, copolymeren van chloorhydrochinon, tereftaalzuur en etheendioxy-4,4'-dibenzoëzuur, copolymeren van hydrochinon, methylhydrochinon, p-hydroxy-benzoëzuur en isoftaalzuur, copolymeren van (1-fenylethyl)-hydrochinon, tereftaalzuur en hydrochinon, en copolymeren van poly(etheentereftalaat) en p-hydroxybenzoëzuur; en thermotrope polyamiden en thermotrope copoly(amide-esters).
Eveneens illustratief als bruikbare organische filamenten zijn die, opgebouwd uit verlengde ketenpolymeren gevormd door polymerisatie van α,β-onverzadigde monomeren met de formule:
RiR2-c=ch2 waarin: R^ en R2 hetzelfde of verschillend zijn, en waterstof, hydroxy, halogeen, alkylcarbonyl, carboxy, alkoxycarbonyl, heterocyclische verbindingen of alkyl of aryl, al dan niet gesubstitueerd met één of meer substituënten, gekozen uit de groep, bestaande uit alkoxy, cyaan, hydroxy, alkyl en aryl voorstellen. Illustratief voor zulke polymeren van α,β-onverzadigde monomeren zijn polymeren, omvattende polystyreen, polyetheen, polypropeen, poly(l-octadeceen), polyisobuteen, poly(l-penteen), poly(2-methylstyreen), poly(4-methylstyreen), poly(l-hexeen), poly(4-methoxy-styreen), poly(5-methyl-l-hexeen), poly(4-methylpenteen), poly(l-buteen), polyvinylchloride, polybuteen, poly-acrylonitril, poly(methylpenteen-l), poly(vinylalcohol), poly(vinylacetaat), poly(vinylbutyral), poly(vinylchloride), poly(vinylideenchloride), vinylchloride-vinylacetaat-chloridecopolymeer, poly(vinylideenfluoride), poly(methyl-acrylaat), poly(methylmethacrylaat), poly(methacrylonitril), poly(acrylamide), poly(vinylfluoride), poly(vinylformal), poly(3-methyl-l-buteen), poly(4-methyl-l-buteen), poly-(4-methyl-l-penteen), poly(l-hexaan), poly(5-methyl-l-hexeen), poly(l-octadeceen), poly(vinylcyclopentaan), poly(vinylcyclohexaan), poly(a-vinylnaftaleen), poly-(vinylmethylether), poly(vinylethylether), poly(vinyl-propylether), poly(vinylcarbazool), poly(vinylpyrrolidon), poly(2-chloorstyreen), poly(4-chloorstyreen), poly(vinyl-formaat), poly(vinylbutylether), poly(vinyloctylether), poly(vinylmethylketon), poly(methylisopropenylketon), poly(4-fenylstyreen) e.d.
Illustratief van bruikbare organische films voor toepassing in de onderhavige uitvinding zijn die, opgebouwd uit de polymeren, boven beschreven als bruikbaar voor filamenten.
Voorbeelden van bruikbare anorganische filamenten voor toepassing bij de onderhavige uitvinding zijn glasvezels zoals vezels, gevormd van kwarts, magnesia-aluminosilicaat, niet-alkalisch aluminoboorsilicaat, sodaboorsilicaat, soda-silicaat, sodakalk-aluminosilicaat, loodsilicaat, niet-alkalisch loodboroaluminiumoxyde, niet-alkalisch bariumboro-aluminiumoxyde, niet-alkalisch zinkboroaluminiumoxyde, niet-alkalisch ijzeraluminosilicaat, cadmiumboraat, aluminiumoxydevezels, die "saffil" vezel inhouden in eta-, delta- en theta-fase vorm, asbest, boor, silicooncarbide, grafiet en koolstof zoals die, afgeleid van carbonisering van polyetheen, polyvinylalcohol, saran, polyamide (Nomex) type, nylon, polybenzimidazool, polyoxyadiazool, polyfenyleen, PPR, petroleum en koolteren (isotroop), mesofase teer, cellulose en polyacrylonitril, keramische vezels, metaalvezels, zoals bijvoorbeeld staal, aluminium-metaallegeringen, e.d.
In de voorkeursuitvoeringen van de uitvinding wordt de ononderbroken lengte vel vervaardigd van een geïmpregneerd filament netwerk, dat een filament van polyetheen van hoog molecuulgewicht kan omvatten, een filament van polypropeen van hoog molecuulgewicht, een aramidefilament, een polyvinylalcoholfilament van hoog molecuulgewicht, een polyacrylontrilfilament van hoog molecuulgewicht of mengsels daarvan. US-A-4.457.985, hier geïncorporeerd door referentie, bespreekt op algemene wijze zulke polyetheen- en polypropeenfilamenten van hoog molecuulgewicht. In het geval van etheen zijn geschikte filamenten die met een molecuulgewicht van ten minste 150.000, bij voorkeur ten minste één miljoen en met nog meer voorkeur tussen twee miljoen en vijf miljoen. Zulke verlengde ketenpolyetheen-(ECPE)- filamenten kan men laten aangroeien in oplossing zoals beschreven in US-A-4.137.394 of US-A-4.356.138, of kan een filament zijn, gesponnen van een oplossing voor het vormen van een gelstruktuur zoals beschreven in het Duitse Offenlegungsschrift 3.004.699 en UK-A-20512667, en in het bijzonder beschreven in υ3-Ά-4.551.296. Zoals hier gebruikt, is met de term polyetheen bedoeld een overheersend lineair polyetheen materiaal, dat kleine hoeveelheden kan bevatten van ketenvertakking of comonomeren, niet meer dan 5 modificerende eenheden per 100 hoofdketenkoolstofatomen, en dat tevens kan bevatten toegemengd daaraan niet meer dan ongeveer 50 gev. % van één of meer polymere additieven zoals alkeen-l-polyraeren, in het bijzonder polyetheen van lage dichtheid, polypropeen of polybuteen, copolymeren, die monoalkenen bevatten als primair monomeer, geoxydeerde polyalkenen, entpolyalkeencopolymeren en polyoxymethylenen, of additieven met laag molecuulgewicht zoals antioxydantia, smeermiddelen, ultravioletfiltermiddelen, kleurstoffen e.d., die algemeen geïncorporeerd zijn door referentie. In afhankelijkheid van de formeringstechniek, de trekverhouding en temperaturen, en andere condities, kan een verscheidenheid van eigenschappen worden gegeven aan deze filamenten. De taaiheid van filamenten dient ten minste ongeveer 8 g/d te zijn, bij voorkeur ten minste ongeveer 15 g/d, met nog meer voorkeur ten minste ongeveer 25 g/d en met de hoogste voorkeur ten minste ongeveer 35 g/d. Verder is de trekmodulus van de filamenten, zoals gemeten door Instron trekproefmachine, ten minste ongeveer 160 g/d, bij voorkeur ten minste ongeveer 500 g/d, met nog meer voorkeur ten minste ongeveer 1000 g/d en met de hoogste voorkeur ten minste ongeveer 1500 g/d. De energie tot breuk van de filamenten is ten minste ongeveer 8 j/g, bij voorkeur ten minste ongeveer 25 j/g, met nog meer voorkeur ten minste ongeveer 40 j/g en bij hoogste voorkeur ten minste ongeveer 50 j/g. Deze hoogste waarden van taaiheid, trekmodulus en energie tot breuk zijn algemeen slechts verkrijgbaar door oplossingsgroei of gelfilamentprocessen te gebruiken.
Ook kan in hoge mate georiënteerd polypropeen met een molecuulgewicht van ten minste 200.000, bij voorkeur ten minste één miljoen, en bij voorkeur ten minste twee miljoen, worden gebruikt. Zo'n polypropeen met hoog molecuulgewicht kan worden gevormd tot redelijk goed georiënteerde filamenten door technieken, beschreven in de diverse referenties, hierboven aangegeven, en in het bijzonder door de techniek van de Amerikaanse octrooischriften 4.663.101 en 4.784.820 en de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial No.
069 684, ingediend 6 juli 1987 (zie gepubliceerde aanvrage WO 89 00213). Aangezien polypropeen een veel minder kristallijn materiaal is dan polyetheen en aanhangende methylgroepen bevat, zijn de taaiheidswaarden, verkrijgbaar met polypropeen, algemeen merkbaar lager dan de corresponderende waarden voor polyetheen. Dienovereenkomstig bedraagt een geschikte taaiheid ten minste ongeveer 8 g/d, bij voorkeur ten minste ongeveer 12 g/d, en met nog meer voorkeur ten minste ongeveer 15 g/d. De trekmodulus van polypropeen is ten minste ongeveer 160 g/d, bij voorkeur ten minste ongeveer 250 g/d, en met nog meer voorkeur ten minste ongeveer 300 g/d. De energie tot breuk van het polypropeen is ten minste ongeveer 8 j/g, bij voorkeur ten minste ongeveer 40 j/g en met de hoogste voorkeur ten minste ongeveer 60 j/g.
Polyvinylalcoholfilamenten met hoog molecuulgewicht, die een hoge trekmodulus hebben, zijn beschreven in US-A-4.440.711, hier geïncorporeerd door referentie. Voorkeurs-polyvinylalcoholfilamenten dienen een taaiheid te hebben van ten minste ongeveer 7 g/d, een modulus van ten minste ongeveer 150 g/d en een energie tot breuk van ten minste ongeveer 8 j/g, en in het bijzonder bevoorkeurde PV-OH filamenten zullen een taaiheid hebben van ten minste ongeveer 15 g/d, een modulus van ten minste ongeveer 300 g/d, en een energie tot breuk van ten minste ongeveer 25 j/g. De het meest geprefereerde PV-OH filamenten zullen een taaiheid hebben van ten minste ongeveer 20 g/d, een modulus van ten minste ongeveer 500 g/d en een energiebreuk van ten minste ongeveer 30 j/g. Geschikte PV-OH filamenten met een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van ten minste ongeveer 200.000, kunnen bijvoorbeeld worden geproduceerd door het proces, beschreven in US-A-4.599.267.
In het geval van polyacrylonitril (PAN), zijn PAN filamenten voor toepassing bij de onderhavige uitvinding van een molecuulgewicht van ten minste ongeveer 400.000. Bijzonder bruikbare PAN filamenten dienen een taaiheid te hebben van ten minste ongeveer 7 g/d en een energie tot breuk van ten minste ongeveer 8 j/g. PAN filamenten met een molecuulgewicht van ten minste ongeveer 400.000, een taaiheid van ten minste ongeveer 15 tot ongeveer 20 g/d en een energie tot breuk van ten minste ongeveer 25 tot ongeveer 30 j/g, zijn het meest bruikbaar voor het produceren van ballistisch resistente artikelen. Zulke filamenten worden bijvoorbeeld beschreven in US-A-4.535.027.
In het geval van aramidefilamenten zijn geschikte aramidefilamenten in principe gevormd van aromatisch polyamide, beschreven in US-A-3.671.542, hierbij geïncorporeerd door referentie. Het aramidefilament zal een taaiheid hebben van ten minste ongeveer 15 g/d, een modulus van ten minste ongeveer 400 g/d en een energie tot breuk van ten minste ongeveer 8 j/g. Voorkeursaramidefilament zal een taaiheid hebben van ten minste ongeveer 20 j/d, een trekmodulus van ten minste ongeveer 500 g/d en een energie tot breuk van ten minste ongeveer 20 j/g, en in het bijzonder de voorkeur hebbende aramidefilamenten zullen een taaiheid hebben van ten minste ongeveer 20 g/d, een modulus van ten minste ongeveer 1000 g/d en een energie tot breuk van ten minste ongeveer 20 j/g. De het meest geprefereerde aramidefilamenten zullen een taaiheid hebben van ten minste ongeveer 22 g/d, een modulus van ten minste ongeveer 900 g/d en een energie tot breuk van ten minste 27 j/g. Zo zijn bijvoorbeeld poly(p-fenyleentereftaalamide)filamenten, commercieel geproduceerd door Dupont Corporation onder de handelsnaam Kevlar® 29, 49, 129 en 149 en met matig hoge moduli en taaiheidswaarden bijzonder bruikbaar voor het vormen van ballistisch resistente composieten. Eveneens bruikbaar bij de toepassing van deze uitvinding zijn poly-(metafenyleenisoftaalamide)filamenten, commercieel geproduceerd door Dupont onder de handelsnaam Nomex.
In het geval van vloeistofkristalcopolyesters worden geschikte filamenten bijvoorbeeld beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.975.487, 4.118.372, en 4.161.470, hierbij geïncorporeerd door referentie. Taaiheden van ongeveer 15 tot 30 g/d, met meer voorkeur ongeveer 20 tot 25 g/d, een modulus van ongeveer 50 tot 1500 g/d, bij voorkeur ongeveer 1000 tot 1200 g/d en een energie tot breuk van ten minste ongeveer 10 j/g zijn bijzonder wenselijk.
Het matrixmateriaal, gebruikt in de praktijk van deze uitvinding bevat één of meer thermohardende harsen of één of meer thermoplastische harsen, of een mengsel van dergelijke harsen. De rek van het hars/harssysteem moet groter zijn dan die van het versterkende filament en bij voorkeur liggen in het gebied van van ongeveer 3 tot ongeveer 500 % (ASTM D-638). Harsen kunnen worden gemengd om hogere rekwaarden te verkrijgen, bijvoorbeeld een epoxyhars (EPON 828, Shell Chemical) met een rek van ongeveer 0,5 % kan worden gemengd met een andere epoxyhars (EPON 736, Shell Chemical) met een rek van ongeveer 40 % voor het verkrijgen van een epoxyharssysteem met een rek van ongeveer 14 %. Geschikte versterkingsfilamenten voor dit systeem omvatten bij wijze van voorbeeld glas, aramide, polyetheen, polypropeen, polyvinylalcohol, polyacrylonitril of mengsels daarvan.
Zoals hier gebruikt, zijn "thermoplastisch harsen" harsen, die eindeloze keren kunnen worden verhit en verweekt, gekoeld en gehard, zonder een basisverandering te ondergaan, en "thermohardende harsen" zijn harsen, die geen thermische cyclus verdragen en die niet opnieuw kunnen worden verweekt en verwerkt na vormen, extruderen of gieten, en die nieuwe, irreversibele eigenschappen verkrijgen, wanneer eenmaal gebracht op een temperatuur, die kritisch is voor elke hars.
Thermohardende harsen, bruikbaar in de praktijk van deze uitvinding, kunnen op grote schaal variëren. Voorbeelden van bruikbare thermohardende harsen zijn alkyden, zoals die, afgeleid van verestering van polybasische zuren, zoals bijvoorbeeld ftaalzuuranhydride, fumaarzuuranhydride, maleïnezuuranhydride, isoftaalzuuranhydride, isoftaalzuur, tereftaalzuur, trimesitinezuur, hemimellitinezuur, barsteen-zuuranhydride, vetzuren, afgeleid van minerale of plantaardige oliën, e.d., en polyhydrische alcoholen, zoals bijvoorbeeld glycerol, etheenglycol, propeenglycol, pinacol, 1,4-butaandiol, 1,3-propaandiol, sorbitol, pentaerythritol, 1,2-cyclohexaandiol, e.d. Andere bruikbare thermohardende harsen zijn acrylen zoals verknoopbare polyacrylen, polyacrylaten, epoxydiacrylaten, urethaandiacrylaten e.d.
Nog andere bruikbare harsen zijn aminoharsen afgeleid van de reactie tussen formaldehyde en verschillende aminoverbindingen zoals melamine, ureum, aniline, etheen-ureum, sulfonamide, dicyanodiamide e.d. Andere bruikbare thermohardende harsen omvatten urethanen, afgeleid van reactie van polyisocyanaten of diïsocyanaten zoals 2,6-tolueendiïsocyanaat, 2,4-tolueendiïsocyanaat, 4,4-difenyl-methaandiïsocyanaat, 4,4/-dicyclohexylmethaandiïsocyanaat e.d., en polyolen zoals glycerine, etheenglycol, dietheenglycol, trimethylolpropaan, 1,2,6-hexaantriol, sorbitol, pentaerythritol e.d.
Voorbeelden van nog andere thermohardende harsen, bruikbaar in de praktijk van deze uitvinding zijn onverzadigde polyesters, afgeleid van reactie van dibasische zuren zoals maleïnezuuranhydride, fumaarzuur, adipinezuur, azelaïnezuur e.d., met dihydrische alcoholen zoals etheenglycol en propeenglycol, 1,3-buteenglycol, 2,3-buteen-glycol, dietheenglycol, dipropeenglycolen e.d.; en siliconen zoals dimethyldichloorsilaan e.d.
Nog een andere klasse van bruikbare thermohardende harsen zijn epoxies, gebaseerd op verzadigde of onverzadigde alifatische, cycloalifatische, aromatische en heterocyclische epoxyden. Bruikbare epoxyden omvatten glycidylethers, afgeleid van epichloorhydrin-adducten en polyolen, in het bijzonder polyhydrische fenolen. Een ander bruikbaar epoxyde is de diglycidylether van bisfenol A. Additionele voorbeelden van bruikbare polyepoxyden zijn resorcinoldiglycidylether, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl-methyl-9,10-epoxystearaat, 1,2-bis(2,3-epoxy-2-methyl-propoxy)ethaan, diglycidylether van 2,2-(p-hydroxyfenyl)~ propaan, butadieendioxyde, dicyclopentadieendioxyde, pentaerythritoltetrakis(3,4-epoxycyclohexaancarboxylaat), vinylcyclohexeendioxyde, divinylbenzeendioxyde, 1,5- pentadiol-bis(3,4-epoxycyclohexaancarboxylaat), etheen-glycol-bis(3,4-epoxycyclohexaancarboxylaat), 2,2-diethyl-1,3-propaandiol-bis(3,4-epoxycyclohexaancarboxylaat), l,6-hexaandiol-bis(3,4-epoxycyclohexaancarboxylaat), 2-buteen-1,4-diol-bis(3,4-epoxy-6-methylcyclohexaan-carboxylaat), 1,1,l-trimethylolpropaan-tris(3,4-epoxy-cyclohexaancarboxylaat), 1,2,3-propaantriol-tris(3,4-epoxycyclohexaancarboxylaat), dipropeenglycol-bis-(2-ethylhexyl-4,5-epoxycyclohexaan-l,2-dicarboxylaat), dietheenglycol-bis(3,4-epoxy-6-methylcyclohexaan-carboxylaat), trietheenglycol-bis(3,4-epoxycyclo-hexaancarboxylaat), 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4~ epoxycyclohexaancarboxylaat, 3,4-epoxy-l-methylcyclo-hexylmethyl-3,4-epoxy-l-methylcyclohexaancarboxylaat, bis(3,4-epoxycyclohexylmethyl)pimelaat, bis(3,4-epoxy-6-methyleencyclohexylïnethyl )ïnaleaat, bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl)succinaat, bis(3,4-epoxycyclo-hexylmethyl)oxalaat, bis(3,4-epoxy-6-methylcyclo-hexylmethyl)sebacaat, bis(3,4-epoxy-6-methylcyclo-hexylroethyl)adipaat, bis(3,4-epoxycyclohexylmethyl)-tereftalaat, 2,2'-sulfonyldiethanol-bis(3,4-epoxycyclo-hexaancarboxylaat), N,N'-etheen-bis(4,5-epoxycyclohexaan-1,2-dicarboximide), di(3,4-epoxycyclohexylmethyl)-1,3-tolyleendlcarbamaat, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexaan-carboxaldehydeacetaal, 3,9-bis(3,4-epoxycyclohexyl)-spirobi-(methadioxaan), e.d.
Bruikbare thermohardende harsen omvatten tevens fenolharsen, geproduceerd door reactie van fenolen en aldehyden. Bruikbare fenolen omvatten fenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, p-tertbutylfenol, p-tertoctylfenol, p-nonylfenol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylènol, 3,1-xylenol, 3,4-xylenol, resorcinol, bisfenol-A e.d. Bruikbare aldehyden omvatten formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, glyoxal, furural e.d.
Andere bruikbare thermohardende harsen zijn aromatische vinylesters zoals het condensatieprodukt van epoxydeharsen en onverzadigde zuren, gewoonlijk verdund in een verbinding met dubbele binding onverzadiging zoals vinylaromatisch monomeer zoals bijvoorbeeld styreen en vinyltolueen, en diallylftalaat. Voorbeelden van bruikbare vinylesters zijn diglycidyladipaat, diglycidylisoftalaat, di(2,3-epoxybutyl)-adipaat, di(2,3-epoxybutyl)oxalaat, di(2,3-epoxyhexyl)-succinaat, di(3,4-epoxybutyl)maleaat, di(2,3-epoxyoctyl)-pimelaat, di(2,3-epoxybutyl)ftalaat, di(2,3-epoxyoctyl)-tetrahydroftalaat, di(4,5-epoxydodecyl)maleaat, di(2,3-epoxybutyl)tereftalaat, di(2,3-epoxypentyl)thiodipropionate, di (5,6-epoxytetradecyl)difenyldicarboxylaat, di(3,4-epoxy-heptyl)sulfonyldibutyraat, tri(2,3-epoxybutyl)-1,2,4-butaan-tricarboxylaat, di(5,6-epoxypentadecyl)maleaat, di(2,3-epoxybutyl)azelaat, di(3,4-epoxybutyl)citraat, di(5,6-epoxyoctyl)cyclohexaan-1,3-dicarboxylaat, di(4,5-epoxy-octadecyl)malonaat, bisfenol-A-fumaarzuurpolyester e.d.
Voorkeurs-thermohardende harsen voor toepassing in de praktijk van deze uitvinding zijn vinylesters, onverzadigde polyesters, epoxies en fenolharsen. In het bijzonder de voorkeur bezittende thermohardende harsen zijn vinylesters, epoxies en fenolharsen, waarbij vinylesters de thermohardende hars van keuze is.
Thermoplastische harsen voor toepassing in de praktijk van deze uitvinding kunnen eveneens op brede schaal variëren. Voorbeelden van bruikbare thermoplastische harsen zijn polylactonen zoals poly(pivalolacton), poly(e-capro-lacton) e.d,; polurethanen, afgeleid van reactie van diïso-cyanaten zoals 1,5-naftaleendiïsocyanaat, p-fenyleen-diïsocyanaat, m-fenyleendiïsocyanaat, 2,4-tolueendixso-cyanaat, 4,4/-difenylmethaandiïsocyanaat, 3,3'-dimethyl-4, 4'-difenylmethaandiïsocyanaat, 3,3'-dimethyl-4,4'-bi fenyldi ïsocyanaat, 4,4·-difeny1isopropy1ideendi ïso-cyanaat, 3,3'-dimethyl-4,4'-difenyldiïsocyanaat, 3,3'-dimethyl-4,4'-difenylmethaandiïsocyanaat, 3,3'-dimethoxy-4,4'-bifenyldiïsocyanaat, dianisidinediïsocyanaat, toli-dinediïsocyanaat, hexamethyleendiïsocyanaat, 4,4'-diïso-cyanano-difenylmethaan e.d. en lineaire lange-keten diolen zoals poly(tetramethyleenadipaat), poly(etheenadipaat), poly(l,4-buteenadipaat), poly(l,5-penteenadipaat), poly(l,3-buteenadipaat), poly(etheensuccinaat), poly(2,3-buteensuccinaat), polyetherdiolen e.d., polycarbonaten zoals poly[methaan-bis(4-fenyl)carbonaat], poly[1,1-ether-bis(4-fenyl)carbonaat], poly[di£enyl-methaan-bis(4-fenyl)carbonaat], poly[1,l-cyclohexaan-bis(4-fenyl)-carbonaat] e.d.; polysulfönen, polyetheretherketonen, polyamiden zoals poly(4-aminoboterzuur), poly(hexamethy-leenadipamide), poly(6-aminohexaanzuur), poly(m-xylyleen-adipamide), poly(p-xylyleensebacamide), poly(2,2,2-trimethylhexamethyleentereftaalamide), poly(metafenyleen-isoftaalamide) (Nomex), poly(p-fenyleentereftaalamide) (Kevlar), e.d., polyesters zoals poly(etheenazelaat, poly(etheen-1,5-naftalaat, poly(1,4-cyclohexaandimethy-leentereftalaat), poly(etheenoxybenzoaat (A-Tell), poly(parahydroxybenzoaat) (Ekonol), poly(l,4~cyclohexyli-deendimethyleentereftalaat) (Kodel) (as), poly(1,4-cyclohexylideendimethyleentereftalaat) (Kodel) (trans), polyetheentereftalaat, polybuteentereftalaat e.d.; poly(aryleenoxyden) zoals poly(2,6-dimethyl-l,4-fenyleenoxyde), poly(2,6-difenyl-l,4-fenyleenoxyde) e.d.; poly(aryleensulfiden) zoals poly(fenyleensulfide) e.d.; polyetherimiden; thermoplastische elastomeren zoals polyurethaanelastomeren, fluorelastomeren, butadieen/-acrylonitrilelastomeren, silicoonelastomeren, polybutadieen, polyisobuteen, etheenpropeencopolymeren, etheen-propeendieenterpolymeren, polychloropreen, polysulfide-elastomeren, blokcopolymeren, vervaardigd van segmenten van glasachtige of kristallijne blokken zoals polystyreen, poly(vinyltolueen), poly(t-butylstyreen), polyester e.d. en de elastomere blokken zoals polybutadieen, polyisopreen, etheenpropeencopolymeren, etheenbuteencopolymeren, polyetherester e.d. zoals bijvoorbeeld de copolymeren in polystyreen-polybutadieen-polystyreenblokcopolymeer, vervaardigd door Shell Chemical Company onder de handelsnaam Kraton; vinylpolymeren en hun copolymeren zoals vinylacetaat, polyvinylalcohol, polyvinylchloride, polyvinylbutyral, polyvinylideenchloride, etheen-vinylacetaatcopolymeren e.d.; polyacrylen, polyacrylaten en hun copolymeren zoals polyethylacrylaat, poly(n-butyl-acrylaat), polymethylmethacrylaat, polyethylmethacrylaat, poly(n-butylmethacrylaat), poly(n-propylmethacrylaat), polyacrylamide, polyacrylonitril, polyacrylzuur, etheen-acrylzuurcopolymeren, methylmethacrylaatstyreencopolymeren, etheenethylacrylaatcopolymeren, methacrylaatbutadieen-styreencopolymeren e.d.; polyalkenen zoals polypropeen van lage dichtheid, polypropeen, gechloreerd polyetheen van lage dichtheid, poly(4-*methyl-l-penteen) e.d.; ionomeren? en polyepichloorhydrinen.
In de voorkeursuitvoeringen van de uitvinding is het thermoplastische materiaal gekozen uit de groep, bestaande uit polyurethanen, polyvinyls, polyacrylen, polyalkenen, en polyisopreen-polyetheen-buteen-polystyreen of polystyreen-polyisopreen-polystyreenblokcopolymeer-thermoplastische elastomeren, met de meeste voorkeur de laatste.
De verhouding van matrix tot filament in composietartikel is niet kritisch en kan op ruime schaal variëren. In het algemeen kan het matrixmateriaal ongeveer 10 tot ongeveer 90 vol. % vormen, bij voorkeur ongeveer 10 tot 80 %, en met de meeste voorkeur ongeveer 10 tot 30 %.
De ononderbroken lengtes/lagen van vellen kunnen worden vervaardigd onder gebruikmaking van een aantal procedures. Bij de voorkeursuitvoering worden de filamenten voorbekleed met het gewenste matrixmateriaal, voordat zij worden gerangschikt tot een netwerk. De bekleding kan worden aangebracht aan de filamenten in een verscheidenheid van wijzen en elke methode, bekend aan de vakman voor het bekleden van filamenten, kan worden toegepast. De netwerken, daaruit geproduceerd, worden gevormd tot "eenvoudige composieten", die alleen of met de facultatieve filmlaag het uitgangsprodukt kan zijn voor het vervaardigen van complexe composietartikelen. Het "eenvoudige composieten" is bedoeld een composiet, opgemaakt van één of meer lagen, waarbij elk van de lagen filamenten bevatten zoals boven beschreven met een matrixmateriaal, dat kleine hoeveelheden kan inhouden van andere materialen zoals vulstoffen, smeermiddelen of dergelijke.
Garenbundels van van ongeveer 30 tot ongeveer 2000 afzonderlijke filamenten van minder dan ongeveer 12 denier, en bij meer voorkeur van ongeveer 100 afzonderlijke filamenten van minder dan ongeveer 7 denier, worden toegevoerd vanaf een klos, en worden geleid door geleidingen en een verspreidingsstaaf in een richtkam juist voorafgaand aan het bekleden- De richtkam oriënteert de filamenten coplanair en op een nagenoeg parallelle en éénrichtings-wijze. De filamenten worden vervolgens tussengestapeld tussen losneembare papieren, waarvan één bekleed is met een natte matrixhars. Dit systeem wordt dan geleid onder een reeks drukrollen om de impregnatie van de filamenten te voltooien. Het bovenste losneembare papier wordt afgetrokken en opgerold op een opneemspoel terwijl het geïmpregneerde netwerk van filamenten verder gaat door een verhitte tunneloven voor het verwijderen van oplosmiddel dat vervolgens wordt opgenomen.
In de de hoogste voorkeur bezittende uitvoering van deze uitvinding worden twee van dergelijke geïmpregneerde netwerken vervolgens continu kruisgewijs gelaagd, bij voorkeur door één van de netwerken te snijden tot lengtes, die kunnen worden geplaatst successievelijk over de breedte van het andere netwerk in een 0°/90° oriëntatie. Dit vormt een continue laag. Deze continue laag, facultatief met film zoals in het onderste besproken, wordt vervolgens met een scheidingslaag van materiaal gewikkeld tot een rol voor behandeling.
Bij een andere uitvoering worden één of meer ongeharde thermohardende, harsgeïmpregneerde netwerken van filamenten overeenkomstig gevormd tot een onafgebroken lengte voor wikkelen met een scheidingslaag van materiaal tot een rol, om de hars te harden. Bij deze uitvoering moet de onafgebroken lengte van een dikte zijn en moet de hars een rek hebben zodanig, dat de onafgebroken lengte flexibel is, wanneer de hars wordt gehard.
In nog een andere uitvoering worden twee of meer harsgeïmpregneerde netwerken van filamenten overeenkomstig gevormd tot een onafgebroken lengte, waaraan ten minste één vel film, zoals in het onderstaande besproken, wordt toegevoegd om met een scheidingslaag van materiaal te wikkelen tot een rol voor behandeling.
Film kan facultatief worden gebruikt als één of meer lagen van de onafgebroken lengte, bij voorkeur als een buitenlaag. De film of films, worden toegevoegd na toevoeging van het matrixmateriaal en vorming van een onafgebroken lengte of laag, al naar het geval kan zijn. De filmdikte bedraagt minimaal ongeveer 0,1 mil, en kan zo groot zijn als gewenst, zo lang de lengte van vellen nog voldoende flexibel is om rolvorming toe te laten. De voorkeursfilmdikte beloopt van ongeveer 0,1 tot 1,0 mil, met ongeveer 0,35 tot 0,50 mil als voorkeur.
Films kunnen worden gebruikt op het oppervlak van de lengte (of laag) om verschillende redenen, bijvoorbeeld om de wrijvingseigenschappen te veranderen, om de vlamvertraging te verhogen, om de chemische resistentie te verhogen, om de resistentie tegen stralingsdegradatie te verhogen, en/of om diffusie te voorkomen van materiaal in de matrix. De film kan al dan niet aanhechten aan de onafgebroken lengte of laag in afhankelijkheid van de keuze van film, hars en filament. Warmte en/of druk kunnen zorgen voor de gewenste aanhechting, of het kan nodig zijn om een kleefmiddel te gebruiken, dat warmte of drukgevoelig is, tussen de film en de lengte of laag, teneinde te zorgen voor de gewenste aanhechting. Voorbeelden van kleefmiddelen omvatten thermoplastische polystyreen-polyisopreen-polystyreenblokcopolymeerelastomeren, thermoplastische en thermohardende polyurethanen, thermoplastische en thermohardende polysulfiden, en kenmerkende "hot melt"-kleefmiddelen zoals polyvinylchloride e.d. Mengsels van kleefmiddelen kunnen eveneens worden gebruikt.
Films, die te gebruiken zijn bij de onderhavige uitvinding omvatten thermoplastische polyalkenische films, thermoplastische elastomere films, verknoopte thermoplastische films, verknoopte elastomere films, polyesterfilms, polyamidefilms, fluorkoolstoffilms, urethaanfilms, polyvinylideenchloridefilms, polyvinyl-chloridefilms, en multilaagfilms. Homopolymeren of copolymeren van deze films kunnen worden gebruikt, en de films kunnen ongeoriënteerd zijn, uniaxiaal georiënteerd of biaxiaal georiënteerd. De films kunnen pigmenten of weekmiddelen bevatten.
Bruikbare thermoplastische polyalkenische films omvatten die van lage dichtheidspolyetheen, hoge dichtheidspolyetheen, lineair lage dichtheidspolyetheen, polybuteen, en copolymeren van etheen en propeen, die kristallijn 21jn. Polyestersfilms, die te gebruiken 2ijn, omvatten die van polyetheentereftalaat en polybuteentereftalaat.
De scheidingslaag van materiaal, die gewikkeld wordt tot een rol, met de onafgebroken laag als een tussengevoegde laag, dient als een 2odanige met een minimum aan moeite scheidbaar te zijn van de onafgebroken lengte van vel/laag na de warmte/drukbehandeling. De keuze van materiaal voor het tussengevoegde blad kan variëren in afhankelijkheid van de andere funkties, die gewenst zijn voor het materiaal. Het tussenvoegmateriaal kan worden gebruikt om de noodzakelijke druk te leveren, indien de treksterkte ervan voldoende hoog is, indien stijf gewikkeld met de onafgebroken lengte van vel/laag, wanneer de rol materiaal gevormd wordt? aanvaardbare materialen voor deze toepassing zijn bij wijze van voorbeeld waspapier (bijv. siliconen), zoals kraftpapier, nylon (bijv. nylon 6) film, of polyester (bijv. Mylar) film. Druk kan eveneens worden aangebracht door een tussenvoegmateriaal, gemaakt van een kunststoffilm-wikkeling, die krimpt, wanneer de rol wordt blootgesteld aan warmte; geschikte materialen voor deze toepassing zijn bij wijze van voorbeeld polyester, polyetheen, polyvinylchloride en ethylvinylacetaat.
De temperaturen en/of drukken, waaraan de onafgebroken lengtes van vel/lagen van de onderhavige uitvinding worden blootgesteld om de thermohardende hars te harden of om te zorgen voor aanhechting van de netwerken aan elkaar en facultatief aan ten minste één vel film, variëren in afhankelijkheid van het speciale systeem dat gebruikt wordt. Voor lengte-keten polyetheenfilamenten bijvoorbeeld lopen de temperaturen van ongeveer 20‘c tot ongeveer 150°c, bij voorkeur van ongeveer 80eC tot ongeveer 145°C, met nog meer voorkeur van ongeveer 100“c tot ongeveer 135°c, in afhankelijkheid van het gekozen type matrixmateriaal. De drukken kunnen lopen van van ongeveer 10 psi (69 kPa) tot ongeveer 10.000 psi (69.000 kPa). Drukken van ongeveer 100 psi (690 kPa) tot ongeveer 10.000 psi (69.000 kPa), indien gecombineerd met temperaturen in het gebied van van ongeveer 150°C tot ongeveer 155°C gedurende een tijd van tussen 1 tot 5 min., kunnen maken, dat de film, indien aanwezig, doorschijnend wordt of transparant. Voor polypropeen-filamenten dient de bovenste begrenzing van het temperatuurtraject te zijn van ongeveer 10 tot ongeveer 20'C hoger dan voor ECPE filament. Voor aramidefilamenten, in het bijzonder Kevlar filamenten, dient het temperatuurtraject te zijn van ongeveer 149 tot 205°C (ongeveer 300 tot 400eF).
Druk kan worden opgelegd aan de rol op een verscheidenheid van wijzen. Krimpwikkelen met kunststoffilra-wikkel als tussenvoegblad en stijf wikkelen met een tussenvoegblad met voldoende treksterkte zijn boven vermeld. Autoclavische behandeling is een andere wijze om druk aan te brengen, in dit geval gelijktijdig met de aanbrenging van warmte. Het uitwendige van de rol kan worden gewikkeld met een in warmte krimpbaar materiaal, of de gehele rol kan worden geplaatst in een bij warmte krimpbare zak en dan worden blootgesteld aan temperaturen, waarbij het materiaal/zak zal krimpwikkelen en zodoende druk aan de rol aanleggen.
Veel van de rollen, gevormd met onafgebroken lengtes van vel/lagen, waarbij gebruik gemaakt wordt van elastomere harssystemen, thermohardende harssystemen, of harssystemen, waarin een thermoplastische hars gecombineerd is met een elastomere of thermohardende hars, kunnen worden behandeld roet druk alleen voor het verkrijgen van de voordelen van deze uitvinding. Verder kunnen veel van de rollen, gevormd met onafgebroken lengtes van vel/lagen, waarbij gebruik gemaakt wordt van thermoplastische harssystemen, worden behandeld met warmte alleen voor het verkrijgen van de voordelen van deze uitvinding. Het heeft evenwel de voorkeur om zowel warmte als druk te gebruiken bij het behandelen van de rol.
Het aantal vellen/lagen dat de onafgebroken lengte vormt, is onbeperkt, zolang de lengte voldoende flexibel is om de rolvorming mogelijk te maken, gevolgd door vormen/harden en ontrollen, zonder nadelige invloed op de bruikbaarheid. De flexibiliteit van de behandelde lengtes van de voorkeursuitvoeringen van de onderhavige uitvinding kan worden gedemonsteerd door een 30 cm vierkant monster van het artikel vast te klemmen horizontaal langs één zijrand en de hoeveelheid val van het artikel te meten (de hoeveelheid val wordt gemeten door de afstand tussen het niveau van de vastgeklemde zijrand en de tegenover gelegen rand). Het heeft de hoogste voorkeur dat de hoeveelheid val ten minste ongeveer 10 cm bedraagt, bij voorkeur ten minste 15 cm.
De gevormde rol 10 van de onderhavige uitvinding is getoond in fig. 1, waarin de onafgebroken lengte/laag is aangegeven met het cijfer 11, en waarin het tussenvoegblad is aangeduid met het verwijzingscijfer 12.
Onderzoeken van ballistische composieten maken veelvuldig gebruik van een 22 kaliber, niet vervormend staalfragment van gespecificeerd gewicht, hardheid en afmetingen (Mil-Spec. MIL-P-46593A(0RD)). Het beschermings-vermogen van een struktuur wordt normaliter uitgedrukt door de inslagsnelheid op te geven, waarbij 50 % van de projectielen worden gestopt, en wordt aangeduid als de
Vcr, waarde.
50
Gewoonlijk heeft een composietpantser de geometrische vorm van een schild of plaat. Het specifieke gewicht van de schilden en platen kan worden uitgedrukt in termen van de oppervlaktedichtheid (ADT). Deze oppervlaktedichtheid komt overeen roet het gewicht per eenheidsoppervlak van de struktuur. In het geval van met filament versterkte composieten waarvan de ballistische resistentie in hoofdzaak afhangt van het filament, is een andere nuttige gewichts-karakteristiek de filamentoppervlaktedichtheid van composieten. Deze term correspondeert met het gewicht van de filamentversterking met eenheidsoppervlak van de composiet (AD).
De volgende voorbeelden zijn gegeven om een meer compleet begrip van de uitvinding te verschaffen.
VOORBEELD.1
Een 0°/90° ononderbroken kruislaag van ongeveer 54 inch (ongeveer 137 cm) breed wordt gevormd zoals in het voorgaande beschreven met twee harsgeïmpregneerde netwerken. De netwerken bevatten unidirectionale verlengde-keten polyetheenfilamenten van hoge sterkte, geïmpregneerd met een Kraton D1107 thermoplastische elastomeer-matrix (een polystyreen-polyisopreen-polystyreen-blokcopolymeer met 14 gew. % styreen en een produkt van Shell Chemical). Dit filament, commercieel verkrijgbaar van Allied-Signal Corporation als SPECTRA R 1000, heeft een gerapporteerde taaiheid van 35 g/d, een gerapporteerde modulus van 2000 g/d, en een gerapporteerde rek van ongeveer 2,7 %. Het deniergetal bedraagt 650 en het deniergetal van een afzonderlijk filament is 5,4, of 120 filamenten per gareneinde. De filamentgrootte is ongeveer 27 micron. Het matrixmateriaal vormt ongeveer 20 vol. % en het filament ongeveer 80 vol. % van de ononderbroken laag.
De ononderbroken kruislaag/lengte wordt gewikkeld met een laag kraftpapier tot een rol, waarbij het kraftpapier opeenvolgende wikkelingen van de laag scheidt. Deze rol wordt geplaatst in een oven bij ongeveer 71eC (ongeveer 160°F), onder geen druk gedurende 4 uur. De rol wordt daarna in staat gesteld af te koelen tot kamertemperatuur (ongeveer 25°C).
Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn en dat het materiaal zal draperen als een textiel en gemakkelijk te hanteren is.
VOORBEELD 2
Een continue kruislaag wordt gevormd zoals in voorbeeld 1. Een 0,5 mil lineaire polyetheenfilm van lage dichtheid (zoals geproduceerd door Raven Industries) wordt gelamineerd aan beide zijden van de laag, en de resulterende lengte wordt gewikkeld met een laag kraftpapier tot een rol, waarbij het kraftpapier opeenvolgende wikkelingen van de laag scheidt. Deze rol wordt geplaatst in een oven, onder geen druk, zodat het midden van de rol een temperatuur bereikt van ongeveer 110*C (ongeveer 230*F), zoals gemeten met een thermokoppel, gedurende ongeveer 1 uur. De rol wordt dan in staat gesteld om te koelen tot kamertemperatuur (ongeveer 25eC).
Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn, en dat het materiaal zal draperen als een textiel en gemakkelijk kan worden gehanteerd.
VOORBEELD 3
Voorbeeld 2 wordt herhaald uitgezonderd, dat de rol autoclavisch wordt behandeld bij een temperatuur van ongeveer 121°C (250eF) gedurende 1 uur bij een druk van ongeveer 120 lbs/in2.
Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn en dat het materiaal zal draperen als een textielweefsel en gemakkelijk te hanteren is. VOORBEELD 4
Voorbeeld 2 wordt herhaald uitgezonderd, dat de film die gelamineerd is aan beide zijden van de laag, een 0,35 mil film is, verkrijgbaar van Raven Industries als een mengsel van Dowlex 2045-A, een lineair lage-dichtheidspolyetheen, en Attane 4001, een etheen-octeencopolymeer.
Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn en dat het materiaal zal draperen als een weefsel en gemakkelijk te hanteren is.
VOORBEELD 5
Voorbeeld 4 wordt herhaald, uitgezonderd dat de rol autoclavisch wordt behandeld bij een temperatuur van ongeveer 121 °C (250°F) gedurende 1 uur bij een druk van ongeveer 120 lbs/in2.
Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn en dat het materiaal zal draperen als een weefsel en gemakkelijk te hanteren is.
VOORBEELD 6 Eën 0e/90° ononderbroken kruislaag wordt gevormd zoals in voorbeeld 1 uitgezonderd, dat de matrix, die gebruikt wordt, een thermohardende hars is, Derakane 8084 [een waterige dispersie van vinylester/styreenmonomeer (50/50 gew./gew.) vervaardigd en verkocht door Dow Chemical, rek ongeveer 10 tot 12 %], en wordt aangebracht met bekledings-rollers voor het verkrijgen van ongeveer 20 vol. % matrix en ongeveer 80 vol. % filament in de ononderbroken laag.
De ononderbroken kruislaag/lengte wordt gewikkeld met een laag kraftpapier tot een rol, waarbij het kraftpapier opeenvolgende wikkelingen van de laag scheidt. Deze rol wordt geplaatst in een oven bij ongeveer 150°C (220°F), zonder druk, totdat de hars uithardt, ongeveer 20 min. De rol wordt dan in staat gesteld om te koelen tot kamertemperatuur (ongeveer 25eC) voorafgaand aan het testen.
Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn en dat het materiaal zal draperen als een weefsel en gemakkelijk te hanteren is.
VOORBEELD 7
Een 0°/90° ononderbroken kruislaag wordt gevormd zoals in voorbeeld 1, uitgezonderd, dat de gebruikte matrix een mengsel is van een thermohardende hars Derakane 8084 (10 gew. %) en een thermoplastische hars - Dispercoll E585 (10 gew. %), een waterdispersie van een thermoplastisch polyurethaan, vervaardigd en verkocht door Mobay Corp. De matrix wordt aangebracht met bekledingsrollen voor het verkrijgen van ongeveer 20 % matrix en ongeveer 80 % filament in de kruislaag.
De ononderbroken kruislaag/lengte wordt gewikkeld met een laag kraftpapier tot een rol, waarbij het kraftpapier opeenvolgende wikkelingen van de laag scheidt. Deze rol wordt geplaatst in een oven bij ongeveer 105eC (220eF), zonder druk, totdat de hars hardt, ongeveer 20 min. De rol wordt dan in staat gesteld om te koelen tot kamertemperatuur (ongeveer 25eC) voorafgaand aan testen.
Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn en dat het materiaal zal draperen als een weefsel en gemakkelijk te hanteren is.
VOORBEELD 8
Een 0’/90* ononderbroken laag wordt gevormd en gewikkeld tot een rol zoals in voorbeeld 1. Een heldere, in warmte krimpbare polyesterband met een breedte van 5,1 cm (2 inch) en commercieel verkrijgbaar als Dunstone High Shrink Tape van Dunstone Corp. van Charlotte, North Carolina, wordt gewikkeld rond de rol in een licht overlappende spiraal om de rol volledig in te wikkelen. De ingewikkelde rol wordt geplaatst in een oven bij ongeveer 71‘c (ongeveer 160*F) gedurende 4 uur. Het band krimpt met de hitte waardoor druk aangelegd wordt aan de rol. De rol wordt dan in staat gesteld af te koelen tot kamertemperatuur (ongeveer 250C) voorafgaand aan het testen. Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn en dat het materiaal zal draperen als een weefsel en gemakkelijk te hanteren is.
VOORBEELD 9
De procedure van voorbeeld 8 wordt herhaald uitgezonderd, dat de ingewikkelde rol wordt geplaatst in een oven, zodat het midden van de rol een temperatuur bereikt van ongeveer 110eC (ongeveer 230°F), zoals gemeten met een thermokoppel, gedurende ongeveer 1 uur. Het band krimpt met de warmte, waardoor druk wordt aangelegd aan de rol. De rol wordt dan in staat gesteld om te koelen tot kamertemperatuur (ongeveer 25°C).
Er wordt verwacht, dat de ballistische prestatie van het materiaal goed zal zijn en dat het materiaal zal draperen als een weefsel en gemakkelijk te hanteren.
Claims (15)
1. Werkwijze voor het behandelen van een ononderbroken lengte, omvattende ten minste één ongehard, thermohardend, harsgeïmpregneerd vel, welke lengte een dikte heeft en welke thermohardende hars een rek heeft zodanig, dat genoemde lengte vel flexibel is, wanneer genoemde thermohardende hars wordt gehard, omvattende de stappen van: a) het wikkelen van genoemde ononderbroken lengte en een scheidingslaag van een materiaal tot een rol, waarbij genoemde laag opeenvolgende wikkelingen van genoemde ononderbroken lengte laag scheidt, waarbij genoemd materiaal scheidbaar is van genoemde ononderbroken lengte vel nadat genoemde thermohardende hars is gehard, en b) het harden van de thermohardende hars,
2. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de thermohardende hars gekozen is uit de groep, bestaande uit vinylesters, fenolharsen, epoxyharsen, acrylharsen, urethanen, onverzadigde polyesters en alkyden.
3. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat het vel een netwerk van filamenten is.
4. Werkwijze volgens conclusie 3,met het kenmerk, dat de filamenten een taaiheid hebben gelijk aan of groter dan ongeveer 7 g/d, een trekmodulus gelijk aan of groter dan ongeveer 120 g/d en een energie-tot-breukwaarde gelijk aan of groter dan ongeveer 8 j/g.
5. Werkwijze volgens conclusie 4,met het kenmerk, dat de filamenten een taaiheid hebben gelijk aan of groter dan ongeveer 22 g/d, een trekmodulus gelijk aan of groter dan ongeveer 900 g/d en een energie-tot-breukwaarde gelijk aan of groter dan ongeveer 27 j/g.
6. Werkwijze volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat de filamenten polyethéenfilamenten zijn.
7. Werkwijze volgens conclusie 5, met het ken-merk, dat de filamenten poly(p-fenyleentereftaalamide)-filamenten zijn.
8. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat genoemde hardingsstap omvat het blootstellen van de rol aan een temperatuur van ongeveer 20 tot 150°C, voldoende lang om de hars te harden zonder de ononderbroken lengte te verslechteren, en een druk aan te leggen van ongeveer 10 psi (69 kPa) tot ongeveer 10.000 psi (69.000 kPa) aan de rol.
9. Werkwijze volgens conclusie 8,met het kenmerk, dat de scheidingslaag van materiaal een kunststof-film is, gekozen uit de groep, bestaande uit polyester, polyetheen, polyvinylchloride en ethylvinylacetaat, waarbij de druk wordt aangelegd, wanneer de kunststoffilm krimpt ten gevolge van blootstelling aan de temperatuur.
10. Werkwijze volgens conclusie 8,met het kenmerk, dat deze verder omvat de stap van het omwikkelen van de rol met een kunststofomwikkeling, gekozen uit de groep, bestaande uit polyester, polyetheen, polyvinylchloride en ethylvinylacetaat voorafgaand aan de hardingsstap, waarbij de druk wordt aangelegd, wanneer de kunststofomwikkeling krimpt bij blootstelling aan de temperatuur.
11. Ononderbroken lengte rol van vel, gemaakt volgens conclusie 1.
12. Werkwijze voor het consolideren van een ononderbroken laag van ten minste twee harsgeïmpregneerde vellen, omvattende de stappen van: a) wikkelen van genoemde ononderbroken laag en een scheidingslaag van een materiaal tot een rol, waarbij genoemde scheidingslaag opeenvolgende wikkelingen van genoemde ononderbroken laag scheidt; en b) het blootstellen van genoemde rol aan een voldoende hoeveelheid warmte om er voor te zorgen, dat de hars-geïmpregneerde vellen in aanzienlijke mate aan elkaar hechten, waarbij genoemd materiaal afscheidbaar is van genoemde ononderbroken laag.
13. Werkwijze voor het consolideren van een ononderbroken laag van ten minste twee harsgeïmpregneerde vellen, met het kenmerk, dat deze omvat de stappen van: a) wikkelen van genoemde ononderbroken laag en een scheidingslaag van een materiaal tot een rol, waarbij genoemde scheidingslaag opeenvolgende wikkelingen van genoemde ononderbroken laag scheidt; en b) het blootstellen van genoemde rol aan een voldoende hoeveelheid druk om er voor te zorgen, dat de harsgeïmpregneerde vellen aanzienlijk aan elkaar hechten, waarbij genoemd materiaal afscheidbaar is van genoemde ononderbroken laag.
14. Geconsolideerde rol, vervaardigd volgens de werkwijze van conclusie 13.
15. Werkwijze voor het consolideren van een ononderbroken lengte, die ten minste één harsgeïmpregneerd vel en ten minste één vel film bevat, gekenmerkt door de stappen van: a) wikkelen van genoemde ononderbroken lengte en een scheidingslaag van een materiaal tot een rol, waarbij genoemde scheidingslaag opeenvolgende wikkelingen van genoemde ononderbroken lengte van vellen scheidt; en b) blootstellen van genoemde rol aan een voldoende hoeveelheid warmte en druk om er voor te zorgen, dat het harsgeïmpregneerde vel en het vel film aanzienlijk aan elkaar hechten, waarbij genoemde scheidingslaag van materiaal afscheidbaar is van genoemde ononderbroken lengte.
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US48098290A | 1990-02-16 | 1990-02-16 | |
| US48098290 | 1990-02-16 | ||
| US56987990A | 1990-08-20 | 1990-08-20 | |
| US56987990 | 1990-08-20 | ||
| US9100463 | 1991-01-23 | ||
| PCT/US1991/000463 WO1991012136A1 (en) | 1990-02-16 | 1991-01-23 | Role of molded, ballistic resistant cloth and method of making same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9120011A true NL9120011A (nl) | 1992-12-01 |
Family
ID=27046786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9120011A NL9120011A (nl) | 1990-02-16 | 1991-01-23 | Rol gevormde, ballistisch resistente stof en werkwijze voor het vervaardigen ervan. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05503475A (nl) |
| CA (1) | CA2075211A1 (nl) |
| NL (1) | NL9120011A (nl) |
| WO (1) | WO1991012136A1 (nl) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1007230A3 (nl) * | 1993-06-23 | 1995-04-25 | Dsm Nv | Composietbaan van onderling parallelle vezels in een matrix. |
| EP0645415B1 (en) * | 1993-09-17 | 1998-05-20 | AlliedSignal Inc. | High strength composite |
| US5552208A (en) * | 1993-10-29 | 1996-09-03 | Alliedsignal Inc. | High strength composite |
| US6893704B1 (en) | 1995-06-20 | 2005-05-17 | Dsm Ip Assets B.V. | Ballistic-resistant moulded article and a process for the manufacture of the moulded article |
| NL1000598C2 (nl) | 1995-06-20 | 1996-12-23 | Dsm Nv | Antiballistisch vormdeel en een werkwijze voor de vervaardiging van het vormdeel. |
| BR9712433A (pt) * | 1996-10-25 | 1999-10-26 | Du Pont | Tecido de proteção balìstica. |
| AU6197100A (en) * | 1999-04-08 | 2000-11-10 | Allied-Signal Inc. | A laminate article and a process for manufacturing it |
| US6642159B1 (en) | 2000-08-16 | 2003-11-04 | Honeywell International Inc. | Impact resistant rigid composite and method for manufacture |
| US6846758B2 (en) | 2002-04-19 | 2005-01-25 | Honeywell International Inc. | Ballistic fabric laminates |
| US6841492B2 (en) | 2002-06-07 | 2005-01-11 | Honeywell International Inc. | Bi-directional and multi-axial fabrics and fabric composites |
| ITMI20030295A1 (it) * | 2003-02-19 | 2004-08-20 | Citterio Flli Spa | Materiale composito flessibile resistente alla penetrazione |
| ES2400036T3 (es) * | 2003-05-08 | 2013-04-05 | Teijin Aramid Gmbh | Paquete flexible resistente a la penetración y uso del mismo |
| DE602004018686D1 (de) | 2004-01-01 | 2009-02-05 | Dsm Ip Assets Bv | Ballistischer schutz |
| BRPI0512868A (pt) | 2004-07-02 | 2008-04-08 | Dsm Ip Assets Bv | conjunto resistente balìstico, artigo resistente balìstico e método de produzir um conjunto |
| BRPI0612889B1 (pt) | 2005-06-30 | 2018-10-23 | Dsm Ip Assets Bv | folha pré-formada, conjunto de pelo menos duas folhas pré-formadas e artigo flexível resistente a impacto balístico compreendendo o conjunto |
| TR201813053T4 (tr) | 2006-04-26 | 2018-09-21 | Dsm Ip Assets Bv | Çok katmanlı materyal levhası. |
| EP2014445A1 (en) | 2007-07-09 | 2009-01-14 | Teijin Aramid B.V. | Polyethylene film with high tensile strength and high tensile energy to break |
| GB0720387D0 (en) | 2007-10-18 | 2007-11-28 | Airbus Uk Ltd | Panel with impact protection membrane |
| KR101756608B1 (ko) | 2007-11-01 | 2017-07-10 | 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. | 재료 쉬트 및 이의 제조 방법 |
| EP2113376A1 (en) | 2008-04-28 | 2009-11-04 | Teijin Aramid B.V. | Ballistic-resistant articles comprising tapes |
| BRPI0914237A2 (pt) | 2008-06-23 | 2015-11-03 | Dsm Ip Assets Bv | rede de carga |
| JP5339553B2 (ja) | 2008-07-10 | 2013-11-13 | テイジン・アラミド・ビー．ブイ． | 高分子量ポリエチレン繊維の製造方法 |
| MX2011000662A (es) | 2008-07-17 | 2011-04-05 | Teijin Aramid Bv | Articulos balisticos resistentes que comprenden cuerpos alargados. |
| JP2012514674A (ja) | 2009-01-09 | 2012-06-28 | テイジン・アラミド・ビー．ブイ． | ポリエチレンフィルムおよびその製造法 |
| WO2010079172A1 (en) | 2009-01-09 | 2010-07-15 | Teijin Aramid B.V. | Polyethylene film with high tensile strength and high tensile energy to break |
| CN105258569B (zh) | 2009-12-17 | 2019-04-12 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 用于制造多层材料片的方法、多层材料片及其用途 |
| CN102762949B (zh) | 2009-12-23 | 2016-09-28 | 帝人芳纶有限公司 | 防弹制品 |
| EP2598827B1 (en) | 2010-07-29 | 2016-09-21 | DSM IP Assets B.V. | Ballistic resistant article |
| US20130291712A1 (en) | 2010-09-08 | 2013-11-07 | Dsm Ip Assets B.V. | Multi-ballistic-impact resistant article |
| JP6171204B2 (ja) | 2010-12-14 | 2017-08-02 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． | レドーム用材料およびその製造方法 |
| WO2012140017A1 (en) | 2011-04-12 | 2012-10-18 | Dsm Ip Assets B.V. | Barrier system |
| JP2015501413A (ja) | 2011-11-07 | 2015-01-15 | テイジン・アラミド・ビー．ブイ． | ポリエチレンテープを含む防弾性物品 |
| EP2629044A1 (en) | 2012-02-20 | 2013-08-21 | Teijin Aramid B.V. | Ballistic resistant article, semi-finished product for and method of making a shell for a ballistic resistant article |
| EP2650111A1 (en) | 2012-04-13 | 2013-10-16 | Teijin Aramid B.V. | Process for making a curved product |
| JP2016503639A (ja) | 2012-10-11 | 2016-02-04 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． | ワイヤレス電力伝送システム |
| CN111565920A (zh) | 2017-08-28 | 2020-08-21 | 伟博工业公司 | 热塑性复合母片和带以及方法 |
| CN111786102A (zh) | 2019-04-03 | 2020-10-16 | 莱尔德电子材料(深圳)有限公司 | 低介电、低损耗天线罩 |
| BR112023025258A2 (pt) | 2021-06-04 | 2024-02-20 | Avient Protective Mat B V | Artigo moldado por compressão resistente à balística |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2517698A (en) * | 1945-03-05 | 1950-08-08 | Marco Chemicals Inc | Method of polymerizing fiber reinforced resinous materials |
| US3087300A (en) * | 1959-01-28 | 1963-04-30 | Elgin Nat Watch Co | Self-winding watch and like device |
| US3767500A (en) * | 1971-12-28 | 1973-10-23 | Tme Corp | Method of laminating long strips of various materials |
| US4125423A (en) * | 1976-05-17 | 1978-11-14 | Goldsworthy Engineering, Inc. | Reinforced plastic tapered rod products and the method and apparatus for producing same |
| US4235574A (en) * | 1979-01-17 | 1980-11-25 | Eastman Kodak Company | Spinneret orifice cross-section |
-
1991
- 1991-01-23 CA CA 2075211 patent/CA2075211A1/en not_active Abandoned
- 1991-01-23 WO PCT/US1991/000463 patent/WO1991012136A1/en active Application Filing
- 1991-01-23 NL NL9120011A patent/NL9120011A/nl not_active Application Discontinuation
- 1991-01-23 JP JP50443291A patent/JPH05503475A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2075211A1 (en) | 1991-08-17 |
| WO1991012136A1 (en) | 1991-08-22 |
| JPH05503475A (ja) | 1993-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL9120011A (nl) | Rol gevormde, ballistisch resistente stof en werkwijze voor het vervaardigen ervan. | |
| US5330820A (en) | Ballistic resistant composition article having improved matrix system | |
| US5190802A (en) | Ballistic resistant laminate | |
| US8592023B2 (en) | Ballistic resistant sheet and ballistic resistant article | |
| EP0658589B1 (en) | High strength composite | |
| US5354605A (en) | Soft armor composite | |
| EP1989502B1 (en) | Restrained breast plates, vehicle armored plates and helmets | |
| KR20090094852A (ko) | 내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품 | |
| KR101979238B1 (ko) | 고성능 라미네이티드 테이프 및 탄도 적용 관련 제품 | |
| EA019783B1 (ru) | Пакет из первого и второго слоёв, панель и пуленепробиваемое изделие, состоящее из пакета или панели | |
| US5690526A (en) | High strength, ballistic resistant composites | |
| EP0354285B1 (en) | Method for making uniaxially oriented sheets | |
| FI111613B (fi) | Komposiittimateriaaleja ja menetelmiä ja sideaineita niiden valmistamiseksi | |
| CA2030137C (en) | Ballistic resistant composite article having improved matrix system | |
| CN113543967A (zh) | 基于具有不连续膜裂口的片材的防弹制品 | |
| CA1301416C (en) | Oriented sheets | |
| NL9300328A (nl) | Laminaat opgebouwd uit composietlagen met verschillende thermische uitzetting. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BC | A request for examination has been filed | ||
| BV | The patent application has lapsed |