NO323965B1

NO323965B1 - Ballistisk panel for ballistisk vest og vest med sadant ballistisk panel.

Info

Publication number: NO323965B1
Application number: NO20035847A
Authority: NO
Inventors: Richard A Carlson
Original assignee: Safari Land Ltd Inc
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2007-07-23
Also published as: TW200420866A; ES2288207T3; AU2003271348B2; JP4243559B2; CA2454188C; US20050193480A1; DK1469275T3; DE60314227T2; SG110079A1; EP1469275A1; NO20035847L; US6961957B2; EP1469275B1; ATE364163T1; TWI243234B; CA2454188A1; AU2003271348A1; JP2004317113A; DE60314227D1

Description

Denne oppfinnelse gjelder beskyttende vester og særlig et "kroppspanser" vanligvis kjent som en ballistisk vest, som har en halvstiv rammestruktur festet til en ballistisk pakke.

I de senere år har såkalte ballistiske vester reddet livet til mange tjenestemenn som håndhever loven. Som et resultat har kontorer som håndhever loven gjort det obliga-torisk for deres personell å bære ballistiske eller skuddsikre vester når de er i tjeneste.

I de senere har det vært tilgjengelig ballistiske vester som et beskyttende panel, som har overliggende lag av et stoff fremstilt fra vevede fibre med høy strekkfasthet. Vevede stoffer fra en aramidfiber kjent som Kevlar, har f.eks. blitt benyttet med hell i ballistiske vester på grunn stoffmaterialets høye energiabsorberende egenskaper. Materialet er også forholdsvis lett og fleksibelt, noe som gir forbedret komfort sammenlignet med tidligere vester fremstilt av metall og som derfor var tyngre og stivere. Komforten ved en ballistisk vest er ytterst viktig, særlig for lovens håndhevere, på grunn av varmeoppbyg-ningen som skjer ved å bære en tung og lite fleksibel vest i de mange timer som en betjent er i tjeneste. Motstanden mot gjennomtrengning av prosjektiler er hovedfaktoren ved konstruksjon av en ballistisk vest og ytterligere beskyttende lag kan gi bedre beskyttelse mot prosjektiler som har høyere trussel nivå, men ekstra beskyttende lag vil også gi vesten uønsket tilleggsvekt og gjøre den mindre fleksibel.

I tillegg til lag av vevet Kevlar-stoff er det blitt laget ballistiske vester fra fibre og kompo-sitter med høy styrke for å senke vekten og forbedre vestens fleksibilitet. Ballistiske vester som utnytter lettere, mer fleksible materialer må imidlertid gi det nødvendige minste nivå av beskyttelse mot gjennomtrengning av forskjellige typer prosjektiler. Jo mer fleksible de ballistiske stoffer er, desto mer buling og deformasjon skjer det på baksiden når de treffes av et prosjektil. En vest må ikke være for fleksibel til ikke å kunne beskytte bæreren.

Ballistiske vester blir sertifisert på regulær måte ved å utsette dem for ballistisk utprøving for å måle deres evne til å beskytte mot forskjellige prosjektiler som avfyres fra forskjellige typer våpen ved forskjellige vinkler. En ballistisk test som vanligvis brukes innen industrien er National Institute of Justice (NU) Standard 0101.03 Threat Level HIA, som generelt sagt er en høyyelsesstandard som fordrer at en ballistisk (eller "skuddsikker") vest forhindrer gjennomtrengning av en spesifisert 9 mm kule avfyrt fra en Magnum 0.44 ved en hastighet på minst 426 m/s (1.400 fot/s). I tillegg til å forhindre sådan prosjektil-gjennomtrengning er også "baksidedeformasjonen" en nødvendig testfaktor i sertifiser-ingsprøven NU Standard 0101.03 Threat Level IMA. Baksidedeformasjonen måler det skadenivå som erfares med et prosjektil som ikke trenger igjennom panelet som utprøv-es. Ifølge denne prøve fordrer den største tillatte baksidesignatur (BFS - BackFace Signature) for myke kroppspansere oppdemning av en 9 mm kule avfyrt fra en Magnum 0.44 med en største tillatt BFS på 44 mm.

Det er behov for å fremskaffe en ballistisk vest som har forholdsvis lav vekt, er tynn og komfortabel og som også er i stand til å tilfredsstille prosjektilspesifikasjoner for høy ytelse, slik som f.eks. NU. A fremskaffe en sådan vest til en forholdsvis lav pris for et sammenlignbart høyt ytelsesnivå er også et ønsket mål.

Det er også andre tilfeller hvor vester som veier mindre er mer ønskelig skjønt de ikke

nødvendigvis tilfredsstiller standarder på trusselnivå MIA. Her er utfordringen å fremstille en lettvektsvest som er i stand til å tilfredsstille sertifiseringsstandardene på NU trusselnivå II og HA. En ytterst lett vest med en arealvekt på mindre enn 4,9 kg/m<2> (1 pund pr. kv.fot) som tilfredsstiller standardene på nivå II og Ila, er ønskelig.

En sådan vestkonstruksjon som tilfredsstiller disse fordringer er beskrevet i søkerens US-patent nr. 5 619 748. Vesten beskrevet i patentet markedsføres av Safari Land Ltd., Inc. under handelsbetegnelsen Hyperlite og er en ballistisk vest som kan bæres skjult.

Videre beskriver publikasjonen WO 00/45118 en ballistisk vest som har et fremre panel for å beskytte bærerens bryst og mage og et bakre panel for å beskytte ryggen. Både det fremre og bakre panel har lag av ballistisk material anbragt inn i et dekklag.

Et problem knyttet til de for tiden tilgjengelige, skjulbare, myke ballistiske kroppspanser-vester er at når det avfyres mot vesten kan den ballistiske pakke tvinnes eller balle seg sammen, noe som eventuelt avdekker områder av bæreren for påfølgende salver. Et annet fortsatt problem ved eksisterende, skjulbare ballistiske vester er at når de bæres over lange tidsperioder blir bæreren overoppvarmet eller den ballistiske pakke kan sige ned og danne rynker nederst i det bærende stoff på grunn av det ballistiske materials fleksibilitet.

Følgelig eksisterer det behov for en forbedret konstruksjon av en skjulbar vest som tar for seg ulempene ved tidligere vestkonstruksjoner, særlig for å forbedre den ballistiske ytelse og komforten, samt senke vekten samtidig som stump skade reduseres. Foreliggende oppfinnelse fremskaffer et ballistisk panel for bruk i en ballistisk vest og som omfatter en mengde lag av ballistisk material, idet panelet har som særtrekk at en halvstiv skjelett-ramme er stivt festet til lagene av ballistisk material, og hvor idet skjelett-rammen omfatter en mengde skjelett-deler som avgrenser en mengde gjennomgående åpninger i skjelett-rammen.

Videre fremskaffer foreliggende oppfinnelse en ballistisk vest som omfatter et forsidepanel og et baksidepanel som kan festes sammen med forbindelsesinnretninger og som begge har et ballistisk panel som omfatter en mengde lag av ballistisk material, et for-material og dekklag, og hvor en halvstiv skjelett-ramme er stivt festet til lagene av ballistisk material, idet skjelett-rammen omfatter en mengde skjelett-deler som avgrenser en mengde gjennomgående åpninger i skjelett-rammen.

Fortrinnsvis syes rammestrukturen oppå eller inn mellom flere lag ballistisk stoff som inneholdes i en ballistisk pakke. Rammen understøtter de ballistiske stoffer og tjener til å fordele energi ved en ballistisk hendelse. Rammestrukturen er skåret til en diametrisk form med åpne områder spredt over hele rammestrukturen. Den nøyaktige størrelse, fasong og tykkelse av de åpne områder vil variere i avhengighet av størrelsen av det ballistiske panel eller andre faktorer som gjelder hvert ballistisk stoff eller type prosjektil som den ballistiske vest er konstruert for å stanse. Det ballistiske flerlagsmaterial som rammestrukturen er gjort fast til kan bestå av vevede eller ikke-vevede Kevlar-, Spectra-, Nylon- eller Zylon-fibre elller andre kjente, ballistiske materialer. Rammestrukturen er typisk plassert på vestens treffside med ikke mer enn 50 % av de ballistiske stofflag foran rammestrukturen. Siden rammen er halvstiv hindrer den den ballistiske pakke fra å sige ned og gjør det mulig for vesten å bli båret i en løs tilstand, for derved å minske varmeoppbyggingen og forbedre bærerens komfort.

Ved en ballistisk hendelse treffer et prosjektil de ballistiske materialer og energi overfør-es til rammestrukturen via fibrene i de ballistiske stoffer. Når en kule kommer i kontakt med overflaten utvider den seg og snor seg og blir infiltrert i fibrene, og fibrene strukket over rammestrukturen i den ballistiske vest utsettes for stramming. Ettersom stoffet bunter seg omkring kulen, belastes rammestrukturen. Rammestrukturen, som er fleksibel, gir motstand mot mengden ballistisk materialvandring og snoing inn mot midten av sammenstøtet. Rammestrukturen minsker derved mengden av sammenpresning av baksideskaden forårsaket ved at prosjektilets hastighet senkes. Ved å understøtte det ballistiske stoff minsker rammestrukturen sjansen for at panelet skal bunte seg eller for-flytte seg etter en ballistisk hendelse.

En ballistisk vest av mykkroppspansertype omfatter fortrinnsvis flere overliggende, første fleksible lag ordnet i en stabel på vestens treffside og flere overliggende, andre fleksible lag ordnet i en stabel på vestens kroppsside. Fortrinnsvis omfatter hvert første fleksible lag et tynt, fleksibelt, vevet stofflag av polymerfibre med høy strekkfasthet. De enkelte vevede stofflag danner et første panel med et mykt, fleksibelt vevet stoff for vesten. Fortrinnsvis omfatter hvert andre fleksible lag et tynt, fleksibelt, uperforert, fiberforsterket plastsjikt som har en rekke plastfibre lagt inn i en harpiksholdig termoplastmatrise som danner hvert filmsjikt. De andre lag ligger over hverandre og som en kombinasjon, betegnes de det andre panel i vesten. De første og andre paneler er begge plassert på forsiden og baksiden av vesten. Skjønt dette utgjør en foretrukket ballistisk pakke forutsees en hvilken som helst type og et hvilket som helst antall ballistiske pakker som tilfredsstiller ethvert trusselnivå for bruk i foreliggende oppfinnelse. Vesten i henhold til foreliggende oppfinnelse er fortrinnsvis konstruert for å kunne skjules, men det skal forstås at den oppfinneriske idé er likeså anvendelig på ballistiske vester som bæres på utsiden av bærerens klær eller uniform. Den ballistiske pakke i henhold til foreliggende oppfinnelse er likeså anvendelig på andre typer beskyttelsesplagg forskjellig fra vester.

Den ballistiske vest i henhold til foreliggende oppfinnelse har nylonkroklåser med avrund-ede ender for å feste forsidepanelet til ryggpanelet, og som er fastgjort til strekkbare neoprenstropper eller konvensjonell elastikk. Vester og andre plagg i henhold til foreliggende oppfinnelse kan også utnytte spenner, glidelåser og andre festesystemer.

Nærmere bestemt har en ballistisk vest i henhold til foreliggende oppfinnelse et ramme-system fremstilt fra plast-, kompositt- eller annet halvstivt material med lav densitet, som er fastgjort til den ballistiske pakke for å forbedre vestens sikkerhet og ytelse. Rammesystemet er gjort direkte fast til det ballistiske stoffmaterial i en ballistisk pakke i vesten. Rammesystemet fordeler energi over overflaten av den ballistiske pakke og reduserer således skaden på bæreren og forbedrer også pakkens ballistiske ytelse. Rammesystemet muliggjør produksjon av billige og lette ballistiske vester. Rammesystemet gir motstand mot mengden av den ballistiske pakkes vandring og materialets snoing inn mot midten av et treffområde. Rammesystemet minsker derved mengden av sammenpresning eller skade på baksiden forårsaket av å stanse et prosjektil. Følgelig blir sår eller lesjoner som forårsakes av skadelige stumpe krefter redusert, hvilket derved forbedrer vestens sikkerhet. Siden rammesystemet reduserer mengden av materialvandring, kan mengden av ballistisk material reduseres, hvilket derved gir et effektivt ballistisk system som er lettere og tynnere, noe som forbedrer bærerens komfort og senker vestens samlede produksjonspris. Rammestrukturen øker V-50-ytelsen for dagens ballistiske panelkonfigurasjoner.

Disse og andre trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil bli mer fullstendig forstått ut fra den etterfølgende detaljerte beskrivelse gitt med henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 er en skisse av forsiden av en ballistisk vest i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 er en skisse av ryggen på den ballistiske vest vist i fig. 1,

fig. 3 viser en skisse av et snitt gjennom en del av forsidepanelet i den ballistiske vest

i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 4 er en detalj fra fig. 1, som viser tilgangen til det ballistiske panel eller pakke,

fig. 5 er en frontskisse av den ballistiske pakke eller panelet som inneholder en

halvstiv ramme,

fig. 6A - 6D er frontskisser av alternative konfigurasjoner av rammeutførelsen.

I fig. 1 og 2 er det vist en ballistisk vest 10 i henhold til foreliggende oppfinnelse. Den

ballistiske vest 10 er en skjulbar vest av den type med myk kroppsarmering som vanligvis bæres av lovens håndhevere. Den ballistiske vest har et forsidepanel 12 og et baksidepanel 14. Forsidepanelet 12 beskytter bærerens bryst og mave mens baksidepanelet 14 beskytter bærerens rygg. Både forside- og baksidepanelet beskytter bærerens sider, slik det vil bli forklart mer detaljer nedenfor.

Forsidepanelet 12 kan ha et trapesformet midtpanel 16 og et krok-kompatibelt stoff plassert langs toppen 18 og sidene 20 av forsidepanelet 12. Toppen 18 og sidene 20 gir store arealer for kroklåser 22 for å sikre forsidepanelet og baksidepanelet sammen omkring bæreren. Toppen 18 og sidene 20 gjør det mulig å plassere låser 22 på ethvert sted for å gi den enkelte bærer optimal passform. Stropper 24 av neoprenkompositt plassert på toppen og sidene av den ballistiske vest er fastgjort til låsene 22 for å sikre forside- og baksidepanelet sammen. Som det best kan sees av fig. 2 kan stroppene 24 for å forbinde toppen av forside- og baksidepanelene med hverandre, typisk være sydd fast til baksidepanelet og/eller, slik som med stroppene 24 plassert på sidene av den ballistiske vest, kan de være ført inn i en lomme 26 som inneholder en seksjon kroklåser 28 sydd fast i lommen for forbindelse med neoprenstroppene 24. Lommearrangementet for stroppene 24 kan være plassert på toppen, på sidene eller begge steder på vesten. Som antydet med retningspilene 30 sørger neoprenstroppene 24 for justering av stroppene i flere retninger. I tillegg kan stroppene være utformet med en konturoverflate for å gi stroppene ytterligere komfort. Stroppen 24 er en laminert neopren- og nylon-kompositt som gir større tilpasningsdyktighet og bevegelsesfrihet. Neoprenkompositten er kommersielt produsert av Rubatex, Santa Fe Springs, California, U.S.A. Alternativt kan nylon brukes i stroppene.

Som vist i fig. 3 har forsidepanelet såvel som baksidepanelet et fdrmaterial 40 som ligger inntil bærerens kropp 43 og strekker seg omkring kanten av panelet til utsiden av den ballistiske vest. Materialet kan være perforert eller av solid konstruksjon og er et fuktabsorberende material som leder fuktighet bort kroppen og over til utsiden av vesten for fordampning. Kroppsfuktighet overføres for å gi en avkjølende virkning ved fordampning. Det foretrukne fuktabsorberende material er et antimikrobe-material kommersielt tilgjengelig fra Rentex Inc., Montreal, Canada, under handelsbetegnelsen Microsafe. Det ballistiske panel 42 som omfatter de enkelte lag ballistisk material 44 plassert inne i et dekklag 46, inneholdes i fdrmaterialet 40. Dekklaget 46 omfatter et topplag 48 og et bunnlag 50 som er tråklet sammen med en intern søm 52. De gap som i fig. 3 er vist mellom fdrmaterialet 40 og topp- og bunnlagene 48 og 50, samt mellom lagene 48 og 50 og det ballistiske material 44, er vist slik bare for at disse komponenter skal bli lette å illustrere. Det skal forstås at i den faktiske vest finnes ingen gap, slik at ballistisk

beskyttelse strekker seg fra den ene kant til den annen av forside- og baksidepanelene.

Som vist i fig. 1 og 2 strekker fdrmaterialet 40 seg omkring den ytre overflate av vesten og er sydd fast til utsiden av forside- og baksidepanelene 18 og 20 for å danne en søm 54 som lar den ballistiske pakke strekke seg hele veien til kanten av forside- og baksidepanelene. Som et resultat gir den ballistiske pakke mer beskyttende overflater og således er det skapt en mer beskyttende kroppsarmering.

Som vist i fig. 4 har forsidepanelet 12 en åpning 56 for tilgang til det ballistiske panel 58. Åpningen er plassert på utsiden av forsidepanelet for å gi en glatt overflate mot kroppen. En glidelås 60 eller annen egnet lukkemekanisme strekker seg over bredden av åpningen. Glidelåsen gir lett adgang til å fjerne den ballistiske pakke eller panel.

Som vist i fig. 2 har den ballistiske vest porter 63 for visuell inspeksjon plassert på det ytre av plagget. I fig. 2 er portene for visuell inspeksjon plassert på den ytre overflate av ryggpaneiet. Inspeksjonsportene gjør det mulig for bæreren å se etter om den ballistiske pakke eller panel er på plass, uten å åpne plagget, hvilket således forbedrer sikkerhets-nivået. Portene for visuell informasjon er to maskevinduer eller annet egnet vindus-material som det ballistiske panel kan betraktes igjennom.

Som vist i fig. 1 er påholdende flak 74 og 76 sydd fast til den nedre kant av henholdsvis det fremre og bakre panel. Flakene er fortrinnsvis konstruert av strekkbart stoff eller masker som stikkes ned i bærerens bukser for å holde vesten nede under bevegelse. Når stoffet er fremstilt fra et strekkbart material forbedrer flakene bevegelsesfriheten samtidig som de holder vesten på plass når man sitter eller står.

Som vist i fig. 3, 5 og 6A - D har den ballistiske vest i henhold til foreliggende oppfinnelse en ramme 62 fastgjort til lagene av ballistisk material 44. Rammen er fremstilt fra et plast-, kompositt- eller annet halvstivt material med lav egenvekt, som er fastgjort til de ballistiske stofflag 44 ved hjelp av Kevlar-sting 64. Med oppfinnelsen forutsees det også andre måter å feste rammen til det ballistiske material på, slik som ved liming eller laminering av rammen til materialene. Rammen fordeler energi over overflaten av det balistiske panel for derved å redusere skadene på bæreren samtidig som den ballistiske ytelse forbedres. Skjønt fig. 3 og 5 viser at rammen er festet til overflaten av de ballistiske materialer, skal det forstås at rammen kan posisjoneres innenfor flere lag ballistisk stoff. Dersom rammen er fremstilt fra et halvstivt material, bærer rammen det ballistiske stoff og tjener til å fordele energi ved en ballistisk hendelse. Nærmere bestemt kan rammen skjæres ut fra et stykke fleksibelt, polyetylen-plastark eller en annen fleksibel plast eller kompositt. Rammen kan være mellom ca. 0,25 og 2,3 mm (0,01 og 0,09 tommer) tykk og skjæres til en geometrisk form med en mengde åpninger 66 spredt over overflaten av rammen. Den nøyaktige størrelse, fasong og tykkelse av åpningene kan variere ut fra størrelsen av det ballistiske panel eller andre faktorer som gjelder det spesifikke ballistiske stoff eller den type trusselnivå som armeringen må tilfredsstille. Fig. 6A - D gir eksempler på forskjellige rammekonstruksjoner. Det ballistiske material kan bestå av vevede eller ikke-vevede Kevlar-, Spectra-, Nylon- eller Zylon-fibre eller hvilke som helst andre kommersielt tilgjengelige ballistiske materialer. Rammen vil f.eks. bli benyttet på myke kroppsballistiske paneler som veier mindre enn 7,8 kg/m<2> (1,59 pund pr. kv.fot) og nærmere bestemt paneler som veier mindre enn 2,45 kg/m<2> (0,5 pund pr. kv.fot). Rammen 62 befinner seg på treffsiden av den ballistiske vest og når den plasseres mellom lag, posisjoneres den slik at ikke mer enn 50 % av de ballistiske stofflag vil befinne seg oppå rammen.

Rammen styrer stumpe skader og reduserer den mengde ballistisk material som fordres for å konstruere en effektiv ballistisk vest, hvilket kan redusere prisen, vekten og tykkels-en og derved frembringe lettere og tynnere ballistiske vester som også forbedrer bærerens komfort. Prøver har vist at rammen kan holde et prosjektil på overflaten av den ballistiske pakke.

Ved en ballistisk hendelse treffer prosjektilet de ballistiske materialer og energi overføres til rammen via fibrene i det ballistiske stoff. Når en kule kommer i kontakt med overflaten utvider den seg og blir infiltrert i fibrene, mens stramming legges på fibrene strukket mellom de enkelte elementer, f.eks. 68A og 68B. Ettersom det ballistiske material bunter seg omkring prosjektilet, blir rammen belastet. Den fleksible ramme gir motstand overfor mengden av materialvandring og snoing inn mot midten av sammenstøtsarealet. Denne situasjon reduserer derfor mengden av sammenpressing eller skade på baksiden forårsaket av å senke prosjektilets hastighet. I tillegg til å understøtte det ballistiske material senker rammen mulighetene for at det ballistiske material vil bunte seg eller bevege seg etter en ballistisk hendelse.

Prøver av typen VO og V50 ble utført for ballistiske pakker inneholdende en ramme som her beskrevet, med resultater godt innenfor NIJ-standardene. De ballistiske pakker veide 1,9, 2,4 og 2,9 kg/m<2> (0,39, 0,49 og 0,59 pund pr. kv.fot), og rammene var enten 0,152 eller 0,076 mm (0,006 eller 0,003 tommer) tykke. Magnum 357 og 9 mm prosjektiler ble benyttet.

Claims

1. Ballistisk panel (42, 58) for bruk i en ballistisk vest (10) og som omfatter en mengde lag av ballistisk material (44), karakterisert ved at en halvstiv skjelett-ramme (62) er stivt festet til lagene av ballistisk material (44), idet skjelett-rammen (62) omfatter en mengde skjelett-deler som avgrenser en mengde gjennomgående åpninger (66) i skjelett-rammen.

2. Panel som angitt i krav 1, og hvor skjelett-rammen (62) er sydd fast til det ballistiske material (44).

3. Panel som angitt i krav 1, og hvor skjelett-rammen (62) er limt fast til det ballistiske material (44).

4. Panel som angitt i krav 1, og hvor skjelett-rammen (62) er fremstilt fra plast.

5. Panel som angitt i krav 4, og hvor skjelett-rammen (62) er fremstilt fra polyetylen.

6. Panel som angitt i krav 1, og hvor skjelett-rammen (62) er festet til en toppoverflate av det ballistiske material (44).

7. Panel som angitt i krav 1, og hvor skjelett-rammen (62) er innlemmet i lagene av ballistisk material (44).

8. Panel som angitt i krav 7, og hvor mindre enn 50 % av lagene av ballistisk material (44) befinner seg oppå skjelett-rammen (62).

9. Panel som angitt i krav 1, og hvor skjelett-rammen (62) er konfigurert for å absor-bere energi fra et prosjektil som kommer inn i lagene av ballistisk material (44).

10. Ballistisk vest (10) som omfatter et forsidepanel (12) og et baksidepanel (14) som kan festes sammen med forbindelsesinnretninger (22, 24) og som begge har et ballistisk panel (42, 58) som omfatter en mengde lag av ballistisk material (44), et fårmaterial (40) og dekklag (46), karakterisert ved at en halvstiv skjelett-ramme (62) er stivt festet til lagene av ballistisk material (44), idet skjelett-rammen (62) omfatter en mengde skjelett-deler som avgrenser en mengde gjennomgående åpninger (66) i skjelett-rammen.