RU2042915C1

RU2042915C1 - Ballistically-resistant cloth and bullet-proof woven jacket on its base

Info

Publication number: RU2042915C1
Application number: RU94010449A
Authority: RU
Inventors: В.М. Гиверц; В.С. Прозоров; А.Я. Балашов
Original assignee: Балашов Александр Яковлевич
Priority date: 1994-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: armour jackets. SUBSTANCE: ballistically resistant cloth based on high-molecular fibres with canvas or serge weave of base threads is additionally inserted with reinforced threads made of high-modular aramide fibres with linear density exceeding base threads by 2-4 times and reinforcing threads spaced at 5.0-50.0 mm, Reinforcing threads can be inserted both in direction of warp and weft and in direction of weft only. Base threads of high- modular aramide fibres can alternate with polyolefin or aliphatic polyamide fibres. Bullet-proof woven jacket is manufactured on the base of specified ballistically resistant cloth. Layers of cloth are arranged at angles from 0 to 90 deg relative to each other. EFFECT: increased resistance to bullets. 8 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к разработке технических тканей, предназначенных для защитной одежды специального назначения, а именно к баллистически стойким тканям. The invention relates to the development of technical fabrics intended for protective clothing for special purposes, namely to ballistic resistant fabrics.

Известны баллистически стойкие ткани на основе арамидных волокон Кевлар-29, 49 фирмы "Dupont" полотняного переплетения, используемые для изготовления средств индивидуальной защиты, в частности бронежилетов. Ballistic-resistant fabrics based on aramid fibers Kevlar-29, 49 of the company "Dupont" plain weave, known for the manufacture of personal protective equipment, in particular body armor, are known.

Известны также отечественные баллистически стойкие ткани на основе высокомодульных арамидных волокон СВМ и Армос, используемые в производстве бронежилетов [1, 2]
Однако эти ткани обладают недостаточно высокими эксплуатационными свойствами.Also known are domestic ballistic-resistant fabrics based on high-modulus aramid fibers CBM and Armos, used in the manufacture of body armor [1, 2]
However, these fabrics do not have sufficiently high performance properties.

Наиболее близкой по назначению и технической сущности к предлагаемой является ткань полотняного переплетения или саржевого переплетения из нитей СВМ линейной плотностью 29,4 текс с плотностью ткани на основе и утку 200 ± 10 нитей арт. 56319, вес 1 м² ткани 130 г [2]
Однако эта ткань обладает недостаточно эффективной баллистической стойкостью.The closest in purpose and technical essence to the proposed one is plain weave or twill weave from CBM threads with a linear density of 29.4 tex with a fabric density of warp and a weft of 200 ± 10 threads art. 56319, weight 1 m ² fabric 130 g [2]
However, this fabric has insufficiently effective ballistic resistance.

Технической задачей изобретения является повышение баллистической стойкости серийно выпускаемых тканей типа арт. 56319 без существенного увеличения ее веса. An object of the invention is to increase the ballistic resistance of commercially available art-type fabrics. 56319 without a substantial increase in her weight.

Для этого предлагается в баллистически стойкую ткань с полотняным или саржевым переплетением базовых нитей из высокомодульных арамидных волокон одинаковой линейной плотности по основе и утку дополнительно ввести армирующие нити также из высокомодульных арамидных волокон, но с более высокой линейной плотностью, превышающей базовые волокна в 2-4 раза, с шагом между армирующими нитями, равными 5-50 мм. To do this, it is proposed to add reinforcing threads also from high-modulus aramid fibers, but with a higher linear density 2-4 times higher than the base fibers, in a ballistic-resistant fabric with plain or twill weaving of warp yarns from high-modulus aramid fibers of the same linear density on the warp and weft , in increments between reinforcing threads, equal to 5-50 mm.

Базовые нити из высокомодульного арамидного волокна могут в соответствии с изобретением чередоваться с полиолефиновыми или с алифатическими полиамидными волокнами. High-modulus aramid fiber warp yarns may, in accordance with the invention, alternate with polyolefin or aliphatic polyamide fibers.

Армирующие нити могут быть введены как в направлении основы и утка, так и в направлении только утка. Reinforcing threads can be introduced both in the direction of warp and weft, and in the direction of only weft.

Введение армирующих нитей большого диаметра с определенным экспериментально установленным шагом в структуру баллистически стойкой ткани создает дополнительный усиливающий каркас для базового тканого волокна и повышает изгибоустойчивость и работу разрушения ткани. The introduction of large diameter reinforcing threads with a certain experimentally established step into the structure of ballistic-resistant fabric creates an additional reinforcing frame for the base woven fiber and increases the flexural stability and work of tissue destruction.

Создание на пути летящей пули или осколков преграды с изменяющейся баллистической стойкостью по ее поверхности при их ударе о поверхность ткани вызывает отклонение их траектории и увеличение рассеивания их кинетической энергии в большей мере, чем при взаимодействии пули и осколков со стандартными тканями типа арт. 56319. обр, 8601. The creation of an obstruction on the way of a flying bullet or fragments of a barrier with varying ballistic resistance on its surface when they hit the surface of the fabric causes a deviation of their trajectory and an increase in the dissipation of their kinetic energy to a greater extent than when the bullet and the fragments interact with standard fabrics such as art. 56319. arr. 8601.

Повышение баллистической стойкости ткани за счет введения с шагом 5-50 мм армирующих волокон в 2-4 раза большего диаметра, чем диаметр волокон основного фона ткани позволило частично заменить базовые нити из высокомодульных арамидных волокон на нити из более дешевых алифатических полиамидных волокон или из полиолефиновых волокон при сохранении на необходимом уровне баллистической стойкости ткани в целом. An increase in the ballistic resistance of the fabric due to the introduction of reinforcing fibers with a pitch of 5-50 mm in a 2-4 times larger diameter than the diameter of the fibers of the main fabric background made it possible to partially replace warp threads of high-modulus aramid fibers with threads of cheaper aliphatic polyamide fibers or polyolefin fibers while maintaining the required level of ballistic resistance of the tissue as a whole.

Известен пулезащитный тканый пакет, который содержит тканые слои на основе арамидных волокон Кевлар. Для повышения баллистической стойкости такого материала на тканые слои наносят 7-13 мас. термопластичного связующего [3]
Однако такой пакет не является достаточно гибким, гигиеничным и удобным при использовании в бронежилетах.Known bulletproof woven bag that contains woven layers based on Kevlar aramid fibers. To increase the ballistic resistance of such a material, 7-13 wt. thermoplastic binder [3]
However, this package is not flexible enough, hygienic and convenient when used in body armor.

Известен также пулезащитный тканый пакет, состоящий из последовательно расположенных слоев ткани из высокомодульного волокна типа СВМ, ткани из высокомодульного волокна, пропитанного полимерным связующим и слоев войлока, расположенных между ними [4]
Недостатком его является сложность в изготовлении, плохая воздухопроницаемость и жесткость конструкции, что создает дискомфорт при ношении бронежилета из тканого материла.Also known is a bulletproof woven bag consisting of successively arranged layers of fabric made of high modulus fiber such as CBM, fabric made of high modulus fiber impregnated with a polymer binder and layers of felt located between them [4]
Its disadvantage is the difficulty in manufacturing, poor breathability and structural rigidity, which creates discomfort when wearing body armor from woven material.

Другой технической задачей изобретения является создание пулезащитного тканого пакета на основе предлагаемой ткани с высокой баллистической стойкостью к пуле пистолета Макарова калибром 9 мм, воздухопроницаемостью и гибкостью. Another technical objective of the invention is the creation of a bulletproof woven bag based on the proposed fabric with high ballistic resistance to the bullet of a Makarov pistol with a caliber of 9 mm, breathability and flexibility.

Для этого предлагается пулезащитный тканый пакет, состоящий из последовательно расположенных слоев ткани из высокомодульных арамидных волокон, причем ткани дополнительно армированы по основе и утку нитью из высокомодульных арамидных волокон с линейной плотностью, превышающей базовые в 2-4 раза, с шагом между армирующими нитями, составляющими 5-50 мм. For this purpose, a bulletproof woven bag is proposed, consisting of sequentially arranged layers of fabric from high-modulus aramid fibers, the fabrics being additionally reinforced on the warp and weft with a thread of high-modulus aramid fibers with a linear density 2-4 times higher than the base ones, with a pitch between the reinforcing threads constituting 5-50 mm.

В качестве базовых синтетических нитей баллистически стойкой ткани могут быть либо только нити из высокомодульных арамидных волокон СВМ, либо они чередуются с нитями из высокопрочных полиолефиновых или алифатических полиамидных волокон. As the base synthetic yarns of ballistic resistant fabric can be either only threads from high-modulus aramid fibers of CBM, or they alternate with threads from high-strength polyolefin or aliphatic polyamide fibers.

Армирующие же нити содержатся либо в основе и утке, либо только в утке. Тканые слои получены полотняным или саржевым переплетением нитей и в пулезащитном тканом пакете могут быть расположены относительно друг друга под углом 0-90^о.Reinforcing threads are contained either in the warp and weft, or only in the weft. The woven layers are obtained by linen or twill weaving of threads and in a bulletproof woven bag can be located relative to each other at an angle of 0-90 ^about .

Наличие в структуре тканых слоев более толстых армирующих нитей, чем нити базовые формирующие полотно ткани, дает возможность образовать фиксированные микрозазоры между слоями, что фактически дозированно увеличивает толщину конструкции и, соответственно, путь торможения пули при прохождении такого тканого пакета. The presence in the structure of the woven layers of thicker reinforcing threads than the base fabric forming the fabric makes it possible to form fixed micro-gaps between the layers, which in fact increases the thickness of the structure and, accordingly, the path of braking of the bullet during the passage of such a woven bag.

Армирующие нити большего диаметра, увеличивая микрорельеф ткани, также увеличивают коэффициент трения между ткаными слоями, содержащими их, при деформировании тканей при ударе пули или осколков снаряда. Reinforcing strands of a larger diameter, increasing the microrelief of the fabric, also increase the coefficient of friction between the woven layers containing them when the fabric deforms upon impact of a bullet or shell fragments.

Кроме того, создание на пути летящей пули или осколков многослойной тканой конструкции с высокой изгибоустойчивостью, изменяющейся баллистической стойкостью как по поверхности ткани, так и по глубине ее конструкции вызывает отклонение их траектории с дополнительным рассеиванием кинетической энергии, что приводит к повышению работы разрушения тканых пакетов на ее основе. In addition, the creation of a flying bullet or fragments of a multilayer woven structure with high flexural stability, varying ballistic resistance both on the surface of the fabric and in the depth of its structure causes their path to deviate with additional dispersion of kinetic energy, which leads to an increase in the destruction of tissue packets by its basis.

Для подтверждения технического результата изобретения были изготовлены экспериментальные ткани полотняного и саржевого переплетений нитей по типу ткани арт. 56319, где базовые нити основы и утка выполнены из волокон СВМ или чередующимися с полиолефиновыми или алифатическими полиамидными волокнами линейной плотности 29,4 текс, а армирующие нити выполнены из волокон СВМ с линейной плотностью 58,8 и 100 текс и введены в ткань с шагом 5-50 мм по основе и (или) утку. To confirm the technical result of the invention, experimental linen and twill weave fabrics were made according to the type of fabric art. 56319, where warp and weft warp threads are made of CBM fibers or alternating with polyolefin or aliphatic polyamide fibers with a linear density of 29.4 tex and reinforcing threads are made of CBM fibers with a linear density of 58.8 and 100 tex and inserted into the fabric in steps of 5 -50 mm on the base and (or) weft.

Баллистическая стойкость пулезащитного тканого пакета на основе предлагаемой ткани оценивалась по стандартной методике, принятой в НИИ спецтехники МВД РФ и отвечающей требованиям специальных огнестрельных испытаний средств индивидуальной бронезащиты их деталей и частей бронематериалов. The ballistic resistance of the bulletproof woven bag based on the proposed fabric was evaluated according to the standard methodology adopted at the Research Institute of Special Equipment of the Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation and meeting the requirements of special fire tests of individual armor protection equipment for their parts and parts of armored materials.

Образцы размером 200 х 200 мм, собранные в пакет из 25 слоев с закрепленными в углах образцов краями, прикладывались к поверхности мастичного блока. Samples of 200 x 200 mm in size, collected in a package of 25 layers with edges fixed in the corners of the samples, were applied to the surface of the mastic block.

Испытания проводили выстрелами из пистолета ПМ по нормали с дистанции двух метров штатными патронами. The tests were carried out with shots from a PM pistol along the normal from a distance of two meters with standard cartridges.

В процессе испытаний оценивали количество пробитых слоев, характер разрушения слоев, глубину внедрения тыльных слоев образца в мастичный блок (отдулина). During the tests, the number of punched layers, the nature of the destruction of the layers, the depth of introduction of the back layers of the sample into the mastic block (otdulin) were evaluated.

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Данные таблицы показывают, что образцы 4а-д, 5, 6а-е, 7в-г пулезащитного тканого пакета в соответствии с формулой изобретения обладают наиболее высокими пулезащитными свойствами. The data in the table show that samples 4a-d, 5, 6a-e, 7c-d of the bulletproof woven bag in accordance with the claims have the highest bulletproof properties.

По стандартам баллистически стойкая ткань считается эффективной, если количество пробитых слоев тканого пакета, собранного из нее, не превышает 50% в рассмотренных случаях количество пробитых слоев не превышает 24% (образец 5). By standards, ballistic-resistant fabric is considered effective if the number of punched layers of the woven bag collected from it does not exceed 50%; in the cases considered, the number of punched layers does not exceed 24% (sample 5).

Предельно допустимая величина отдулины не должна превышать 22 мм принята за 1,2 в образце 2. В рассмотренном случае материал по изобретению обеспечивает величину отдулины не более 12-14 мм (образцы 4а, 6а, в, д). Эти показатели защитных свойств в 1,3-1,6 раза лучше, чем у стандартных образцов 1, 2, 3 материала, а также образцов 4д, 6в, 7а, б, изготовленных за пределами значений отличительных признаков. Увеличение шага введения армирующей нити свыше 50 мм в ткани, а также увеличение содержания в тканях из базовых арамидных нитей синтетических алифатических полиамидных или полиолефиновых нитей свыше 25% по массе снижает баллистическую стойкость таких тканей. The maximum permissible value of the bulge should not exceed 22 mm taken as 1.2 in sample 2. In the considered case, the material according to the invention provides a bulge value of not more than 12-14 mm (samples 4a, 6a, c, d). These indicators of protective properties are 1.3-1.6 times better than that of standard samples 1, 2, 3 of the material, as well as samples 4e, 6c, 7a, b, made outside the values of the distinguishing features. An increase in the step of introducing a reinforcing filament of more than 50 mm into the tissue, as well as an increase in the content of synthetic aliphatic polyamide or polyolefin filaments of more than 25% by weight in the tissues of the base aramid filaments, reduces the ballistic resistance of such fabrics.

Claims

1. Ballistic resistant fabric with plain or twill weaving of warp yarns of high-strength synthetic fibers on the basis of the weft, characterized in that it further comprises a reinforcing thread of high-modulus aramid fibers with a linear density exceeding the warp threads by 2 to 4 times, in increments between the reinforcing threads of 5 to 50 mm.

2. The fabric according to claim 1, characterized in that the warp threads are made of high modulus aramid fibers.

3. The fabric according to claim 1, characterized in that the warp threads are made of alternating high-modulus aramid fibers and polyolefin fibers.

4. The fabric according to claim 1, characterized in that the warp threads are made of alternating high-modulus aramid and aliphatic polyamide fibers.

5. The fabric according to claim 1, characterized in that it contains a reinforcing thread and warp,
6. The fabric according to claim 1, characterized in that it contains a reinforcing thread for weft.

7. Bulletproof woven bag consisting of sequentially arranged layers of fabric made of high-strength synthetic fibers, characterized in that the fabric is made in accordance with PP.1 to 6, and the layers of fabric are located relative to each other at an angle of 0 90 ^o .