PL226927B1 - Materiał kompozytowy dokamizelki ochronnej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest materiał kompozytowy do kamizelki ochronnej przeznaczony do stosowania w kamizelkach nożo-, szpikulco- i igłoodpornych.

Znane i powszechnie stosowane są kamizelki ochronne o lekkiej konstrukcji, przy której podparcie dla kamizelki stanowi ciało użytkownika. W przypadku reakcji na uderzenie dopuszczalne ugięcie kamizelki realizowane jest w obszarze ciała użytkownika. Nowo projektowane kamizelki ochronne powinny spełniać następujące warunki: powinny skutecznie ochraniać przed uderzeniami, powinny mieć małą masę własną i ergonomiczną budowę. Podstawowymi cechami wpływającymi na ergonomię kamizelki jest jej elastyczność, dopasowanie do geometrii ciała oraz wytwarzany przez nią mikroklimat. Starania producentów skupiają się również na zmniejszeniu wagi płyt poprzez zastąpienie płyt stalowych na przykład lżejszymi płytami ceramicznymi. W celu zredukowania wpływu ugięcia płyty na ciało użytkownika do płyt przykleja się od strony ciała dystansującą warstwę amortyzującą.

Znana jest ze zgłoszenia polskiego wynalazku P.296309 kamizelka ochronna typu lekkiego, chroniąca użytkownika przed postrzałami i odłamkami oraz ciosami zadanymi za pomocą ostrych narzędzi składająca się z przedniej części i tylnej części złączonych na ramionach taśmami za pomocą klamer i sczepnymi taśmami na bokach. W pokrowcu przedniej części i pokrowcu tylnej części znajdują się rozcięcia, przez które wsunięte są wyprofilowane w kształcie kamizelki wielowarstwowe tkaninowe wkłady stanowiące jednakowe wymienne moduły, wykonane z tkaniny aramidowej. Przez rozcięcia wsunięte są ponadto wkłady ceramiczne lub wkłady wykonane ze stopów metali. Kamizelka posiada wzmacniające wkładki wykonane podobnie jak wielowarstwowe tkaninowe wkłady, a także stalową płytkę chroniącą przed szokiem postrzałowym.

Znana jest z polskiego opisu patentowego PL 181 287 tkanina ochronna do wyrobu odzieży ochronnej odpornej na narażenia, zabezpieczająca przed penetracją przedmiotów o spiczastych kształtach, złożona z połączonych ze sobą zamkniętych pierścieni, tworzących warstwę wewnętrzną, mająca przewleczone przez pierścienie podłużne elementy wypełniające o ograniczonej elastyczności.

Znana jest z polskiego opisu patentowego PL 184 414 kamizelka kuloodporna z wkładem balistycznym w której wkład balistyczny ma 12-40 warstw tkaninowych z włókien typu aramidowych lub polietylenowych oraz 1-5 warstw folii metalowej, przy czym warstwy folii metalowej stanowią ark usze albo warstwy łusek z folii metalowej, zachodzące częściowo na siebie, zarówno w szerokości, jak i w długości wkładu balistycznego.

Znana jest z polskiego opisu patentowego PL 204 748 kamizelka kuloodporna o zwiększonej odporności balistycznej zawierająca przód i tył o kształcie podkoszulka oraz trapezoidalną dopinaną osłonę krocza, z wkładami balistycznymi, której przód, osłona podbrzusza i tył składają się z dwuwarstwowego poszycia zewnętrznego, w którym umieszczone jest poszycie wewnętrzne z wielowarstwowym wkładem balistycznym w postaci układu polimerowych arkuszy oraz dodatkowych wkładów bali₂ stycznych o powierzchni co najmniej 0,07 m² usytuowanych w centralnych częściach przodu i tyłu, które to części połączone są układami elastycznych taśm, z bocznymi patkami, zawierającymi odcinki taśm samosczepnych.

Znana jest z polskiego opisu patentowego PL 207 566 antyelektrostatyczna trudno-palna kamizelka przeciwuderzeniowa o kształcie podkoszulka, w postaci dwuwarstwowego poszycia z wkładem ochronnym, posiadająca poszerzoną dolną część przodu i dopinaną osłonę krocza oraz tył wyposażony w boczne klapy z taśmą samosczepną, której przód, tył oraz osłonę krocza stanowią poszycia z trudno palnej tkaniny o właściwościach antyelektrostatycznych, zawierające zestawy usytuowanych obok siebie czworobocznych segmentów większych w częściach środkowych przodu oraz tyłu i mniejszych po bokach, przy czym wewnętrzne strony poszyć są płaskie, natomiast zewnętrzne strony tworzą tunele, w których usytuowane są pakiety zabezpieczające, stanowiące zamknięte w pokrowcach układy wielowarstwowe złożone z pianki poliuretanowej o budowie kanalikowej i grubości 5-10 mm, płyty polimerowej oraz pianki polietylenowej o budowie komórkowej i grubości 5-20 mm.

Znany jest z opisu polskiego wzoru użytkowego Ru.067911 osobisty zestaw kuloodporny zawierający kamizelkę o kształcie podkoszulka utworzoną z połączonych na ramionach i bokach oddzielnych poszyć przodu i tyłu z wkładami balistycznymi w postaci arkuszy polimerowych, wyposażoną w kieszenie z dodatkowymi wkładami balistycznymi na przodzie i plecach, osłonę podbrzusza i kieszenie funkcyjne oraz ochraniacze balistyczne i przeciwuderzeniowe stawów łokciowych i kolanowych w postaci owalnych poszyć z wkładem balistycznym połączonych trwale z owalnymi nakładkami

PL 226 927 B1 z półelastycznego tworzywa z centralnym wybrzuszeniem i karbami wzmacniającymi oraz paskiem mocującym, składający się z wyposażonej w osłonę podbrzusza z kieszenią z dodatkowym wkładem balistycznym kamizelki kuloodpornej połączonej z dwudzielnym kołnierzem z dwuczęściowymi naramiennikami i kieszonkami przodu i tyłu z dodatkowymi wkładami balistycznymi oraz trzyczęściowymi ochraniaczami kończyn górnych i współpracującej z asekuracyjnym układem szelkowym, jak również samodzielnym ochraniaczem bioder i kończyn dolnych. W poszyciu i wkładzie balistycznym tyłu znajduje się otwór, przez który wyprowadzony jest pasek ewakuacyjny asekuracyjnego układu szelkowego zamaskowany tylną kieszenią z dodatkowym wkładem balistycznym, natomiast ochraniacze kończyn górnych oraz bioder i kończyn dolnych mają części górne i dolne w postaci poszyć z wkładami balistycznymi i układem pasów i pasków mocujących, pomiędzy którymi usytuowane są balistyczne i przeciwuderzeniowe ochraniacze stawów łokciowych i kolanowych. Na poziomie stawów biodrowych znajdują się kieszenie z dodatkowymi wkładami balistycznymi, a asekuracyjny układ szelkowy stanowi dwuczęściowy pas o zamkniętym obwodzie tworzący dolne pętle obejmujące uda i górne pętle obejmujące ramiona, a dwa pasma przechodzą przez krzyżującą ramkę połączoną z paskiem ewakuacyjnym zakończonym uchwytem w postaci pętli.

Znany jest ze zgłoszenia polskiego wynalazku P.400154 kompozyt wielowarstwowy kuloodporny, stanowiący pakiet warstwowy, nasyconych i trwale spojonych utwardzoną kompozycją spajającą warstw tkaniny wielokierunkowej szklanej oraz warstw tkaniny wielokierunkowej aramidowej, a każdą z dwóch przeciwległych warstw okładzinowych zewnętrznych kompozytu wielowarstwowego kuloodpornego stanowi, co najmniej jedna warstwa tkaniny wielokierunkowej szklanej, pokrytej na powierzchniach zewnętrznych powłoką utwardzonej kompozycji spajającej.

Znany jest ze zgłoszenia polskiego wzoru użytkowego W.115468 kuloodporny materiał konstrukcyjny składający się z ułożonych na sobie warstw ukierunkowanej szklanej tkaniny, zlaminowanych ze sobą syntetyczną żywicą. Ukierunkowane włókna poszczególnych warstw szklanej tkaniny skierowane są w jednym kierunku lub też mogą być ułożone pod różnymi kątami.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 215 873 wkład balistyczny dodatkowy do kamizelek kuloodpornych, służący jako dodatkowy element zwiększający w swoim obrębie odporność kamizelki, zwłaszcza w okolicy serca i płuc jej użytkownika, do poziomu odporności na działanie pocisków przeciwpancernych wystrzeliwanych z broni strzeleckiej. Wkład balistyczny dodatkowy zbudowany jest z segmentowej warstwy ceramicznej, składającej się z płytek ceramicznych, naklejonych na wielowarstwowe podłoże, wykonane z kompozytu aramidowego. Wkład balistyczny dodatkowy posiada również warstwę przeciwodpryskową oraz piankową warstwę amortyzująco-dopasowującą, przy czym warstwa przeciwodpryskową przylega do zewnętrznej górnej i bocznej powierzchni segmentowej warstwy ceramicznej oraz zachodzi na część powierzchni bocznej wielowarstwowego podłoża kompozytowego, wykonanego z kompozytu aramidowego. Piankowa warstwa amortyzująco-dopasowująca jest dookolnie naklejona na zewnętrzną powierzchnię układu warstwowego utworzonego z warstwy przeciwodpryskowej, segmentowej warstwy ceramicznej oraz wielowarstwowego podłoża wykonanego z kompozytu aramidowego. Warstwowy układ materiałowy utworzony przez piankową warstwę amortyzująco-dopasowującą, warstwę przeciwodpryskową, segmentową warstwę ceramiczną oraz wielowarstwowe podłoże kompozytowe, wykonane z kompozytu aramidowego, usytuowany jest w pokrowcu wodoodpornym. Podstawowymi warstwami ochronnymi wkładu balistycznego dodatkowego, zatrzymującymi i/lub niszczącymi pocisk uderzający we wkład balistyczny i rozpraszającymi jego energię kinetyczną, są: segmentowa warstwa ceramiczna oraz wielowarstwowe podłoże kompozytowe, wykonane z kompozytu aramidowego.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 203 069 zespolony materiał opancerzający obejmujący warstwę czołową zwróconą do strony zagrożenia, umieszczoną na pierwszej warstwie nośnej, składającą się z kilku sąsiadujących, przylegających do siebie kształtowo segmentów warstwy czołowej, warstwę tylną odwróconą od strony zagrożenia i umieszczoną między warstwą czołową i warstwą tylną warstwę podtrzymującą. Warstwa podtrzymująca składa się z kilku segmentów warstwy podtrzymującej, przy czym segmenty warstwy podtrzymującej mają powierzchnię równoległą do warstwy czołowej, która jest równa lub mniejsza niż powierzchnia segmentów warstwy czołowej, zaś segmenty warstwy podtrzymującej są umieszczone poniżej segmentów warstwy czołowej, przy czym są one ściśle usytuowane nad sobą pod względem swych ograniczeń krawędziowych, natomiast pierwsza warstwa nośna składa się z materiału wzmocnionego włóknem, warstwa tylna jest warstwą z włóknistego tworzywa wielowarstwowego, segmenty warstwy czołowej stanowią kafle ceramiczne albo płytki stalowe, zaś segmenty warstwy podtrzymującej składają się z lekkiego, sztywnego materiału.

PL 226 927 B1

Opis WO96/29561 ujawnia wielowarstwowy pancerny materiał ochronny, utworzony do wyboru z jedno- albo wieloczęściowej, ceramicznej albo metalowej warstwy czołowej i z przyłączonej do niej twardej warstwy podtrzymującej. Jako warstwę podtrzymującą stosuje się w tym rozwiązaniu drewno prasowane z żywicą syntetyczną. Ponadto, do warstwy z drewna prasowanego z żywicą syntetyczną może być przyporządkowana kolejna warstwa po stronie odwróconej od opancerzenia czołowego, która utworzona jest zwłaszcza ze stalowej blachy pancernej, materiału duralowego, stopu tytanowego, TWS (tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym) albo laminatu aramidowego.

Znana jest z amerykańskiego zgłoszenia wynalazku US2004118271 kamizelka utworzona z jednej lub kilku warstw materiału pochłaniającego energię, który ma utworzone komory wypełnione substancją ciekłą. Kamizelka pochłania energię w taki sposób, iż ciśnienie wywierane prostopadle do powierzchni takiej warstwy jest rozpraszane na kierunki równoległe od powierzchni ciała użytkownika.

Znana jest z amerykańskiego zgłoszenia wynalazku US2012174748 kamizelka ochronna utworzona z wielu warstw o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie tkanin aramidowych lub podobnych oraz umieszczonych pomiędzy przednią i tylną warstwą wielu warstw wykonanych z tkaniny impregnowanej żywicą epoksydową lub podobną. Poszczególne warstwy elementów pancerza są formowane i ściśnięte zapewniając sztywną zewnętrzną powłokę, która może być płaska lub ukształtowana tak, aby była odpowiednia dla określonych zastosowań. Do wewnętrznej powierzchni kamizelki może być zamocowany sprężysty element zawierający jedną lub więcej warstw elastycznych materiałów o strukturze plastra miodu o komórkach otwartych, hermetycznie zamkniętych albo perforowanych.

Celem według wynalazku jest materiał nadający się do wytwarzania osłon różnych części ciała o wysokim komforcie użytkowania.

Istotą według wynalazku jest materiał kompozytowy do kamizelki ochronnej, który charakteryzuje się tym, iż zbudowany jest z warstwy przeciwprzebiciowej utworzonej z przyległych do siebie bokami, odpornych na przebicie płytek zespolonych obustronnie z tkaniną poliadmidową oraz sklejonej z nią warstwy amortyzującej utworzonej z elastomeru chloroprenowego o mikroporowatej strukturze o zamkniętych porach umiejscowionego na podkładzie z tkaniny poliamidowej, przy czym tkanina poliamidowa z płytkami i elastomerem chloroprenowym sklejona jest klejem chloroprenowym.

Płytki mają trójkątny, prostokątny lub trapezowy kształt i wykonane są z metalu, ceramiki lub masy na bazie żywicy epoksydowej i włókien szklanych i/lub aramidowych.

Zastosowanie w rozwiązaniu według wynalazku, jako warstwy amortyzacyjnej elastomeru chloroprenowego o mikroporowatej strukturze, oprócz pożądanego poziomu tłumienia i rozpraszania energii uderzenia, skutecznie zapobiega wchłanianiu wilgoci, co eliminuje w kamizelce z materiału według wynalazku rozwój mikroorganizmów takich jak grzyby czy bakterie oraz korzystnie wpływa na izolację termiczną zapobiegając nadmiernemu nagrzewaniu się i chłodzeniu użytkownika, poprzez odprowadzenie ciepła na zewnątrz kamizelki. Kolejną zaletą materiału kompozytowego według wynalazku jest, iż nadaje kamizelce lekką, odporną na trwałe odkształcenia i starzenie atmosferyczne konstrukcję. Zaletą jest także, iż materiał według wynalazku jest trudnopalny i izolacyjny elektrycznie, co zapobiega porażeniom elektrycznym użytkownika. Połączenie w rozwiązaniu według wynalazku warstwy przeciwprzebiciowej w postaci przyległych do siebie bokami, niezespolonych wzajemnie płytek z elastyczną warstwą amortyzującą oraz warstwą nośną za pomocą kleju chloroprenowego zapewnia natomiast wysoką elastyczność materiału kompozytowego we wszystkich kierunkach i w szerokim zakresie temperaturowym, przez co rozwiązanie pozwala na wykonywanie elastycznych osłon różnych części ciała.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w rozwarstwieniu materiał kompozytowy w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 2 w rozwarstwieniu materiał kompozytowy w przykładzie wykonania drugim, fig. 3 w rozwarstwieniu materiał kompozytowy w przykładzie wykonania trzecim, a fig. 4 materiał kompozytowy w przekroju poprzecznym.

Materiał kompozytowy w pierwszym przykładzie wykonania według wynalazku utworzony jest z warstwy przeciwprzebiciowej oraz sklejonej z nią klejem chloroprenowym warstwy amortyzującej. Warstwa przeciwprzebiciowa utworzona jest z ułożonych w płytę trójkątnych, ściśle przylegających do siebie bokami płytek 2, która to następnie płyta obustronnie zespolona jest poprzez sklejenie klejem chloroprenowym z tkaniną poliamidową 1. Płytki 2 wzajemnie ze sobą nie są zespolone. Warstwa amortyzująca utworzona jest z umiejscowionej na podkładzie z tkaniny poliamidowej 1 warstwy elastomeru chloroprenowego 3. Tkanina poliamidowa 1 warstwy amortyzującej jest warstwą zewnętrzną materiału kompozytowego. Warstwa elastomeru chloroprenowego 3 z tkaniną poliamidową 1 sklejona

PL 226 927 B1 jest klejem chloroprenowym. W warstwie amortyzującej stosuje się elastomer chloroprenowy 3 o strukturze mikroporowatej z zamkniętymi porami. Zadaniem warstwy elastomeru chloroprenowego 3 o strukturze mikroporowatej jest amortyzacja i rozproszenie siły uderzenia ostrza. Grubość warstwy elastomeru chloroprenowego 3 dobierana jest w zależności od wymaganego poziomu tłumienia energii i kształtuje się w zakresie 4-8 mm, korzystnie wynosi 6 mm. Zastosowanie w rozwiązaniu według wynalazku ściśle przylegających do siebie a nie zespolonych ze sobą płytek 2 wpływa na wysoki poziom elastyczności materiału kompozytowego. W zależności od grubości płytek 2 osiąga się wymagany poziom odporności na siłę uderzenia. Grubość płytek 2 kształtuje się w zakresie 1-5 mm, korzystnie wynosi 1,5-2 mm. Płytki 2 są z metalu jak stal czy aluminium. Płytki 2 mogą być wykonane także z ceramiki lub masy na bazie żywicy epoksydowej i włókien szklanych i/lub aramidowych.

Materiał kompozytowy w drugim przykładzie wykonania według wynalazku utworzony jest podobnie jak w przykładzie wykonania pierwszym z tą różnicą, że ułożone w płytę, ściśle przylegające do siebie bokami płytki 2 mają kształt prostokąta.

Materiał kompozytowy w trzecim przykładzie wykonania według wynalazku utworzony jest podobnie jak w przykładzie wykonania pierwszym z tą różnicą, że ułożone w płytę, ściśle przylegające do siebie bokami płytki 2 mają kształt trapezu.

Claims (1)

1. Materiał kompozytowy do kamizelki ochronnej utworzony z warstwy przeciwprzebiciowej oraz zespolonej z nią warstwy amortyzującej, przy czym warstwa przeciwprzebiciowa zbudowana jest z przyległych do siebie bokami płytek wykonanych z materiału odpornego na przebicie, znamienny tym, że warstwa przeciwprzebiciowa zespolona jest obustronnie z tkaniną poliadmidową (1) a zespolona z nią warstwa amortyzująca utworzona jest z elastomeru chloroprenowego (3) o mikroporowatej strukturze o zamkniętych porach umiejscowionego na podkładzie z tkaniny poliamidowej (1), przy czym płytki (2) i elastomer chloroprenowy (3) z tkaniną poliamidową (1) zespolone są ze sobą poprzez sklejenie klejem chloroprenowym.

   Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że płytki (2) mają trójkątny kształt.

   Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że płytki (2) mają prostokątny kształt.

   Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że płytki (2) mają trapezowy kształt.

   Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że płytki (2) są z metalu.

   Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że płytki (2) są z ceramiki.

   Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że płytki (2) wykonane są z masy na bazie żywicy epoksydowej i włókien szklanych i/lub aramidowych.