RU2225583C2 - Защитный гибридный композит - Google Patents

Защитный гибридный композит Download PDF

Info

Publication number
RU2225583C2
RU2225583C2 RU2001111843/02A RU2001111843A RU2225583C2 RU 2225583 C2 RU2225583 C2 RU 2225583C2 RU 2001111843/02 A RU2001111843/02 A RU 2001111843/02A RU 2001111843 A RU2001111843 A RU 2001111843A RU 2225583 C2 RU2225583 C2 RU 2225583C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composite
fibers
layer
polybenzoxazole
protective
Prior art date
Application number
RU2001111843/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001111843A (ru
Inventor
Миншон Дж. ЧИОУ (US)
Миншон Дж. Чиоу
Original Assignee
Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22586302&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2225583(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани filed Critical Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани
Publication of RU2001111843A publication Critical patent/RU2001111843A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2225583C2 publication Critical patent/RU2225583C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D31/00—Materials specially adapted for outerwear
    • A41D31/04—Materials specially adapted for outerwear characterised by special function or use
    • A41D31/24—Resistant to mechanical stress, e.g. pierce-proof
    • A41D31/245—Resistant to mechanical stress, e.g. pierce-proof using layered materials
    • 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
    • F41H5/0485—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers all the layers being only fibre- or fabric-reinforced layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/20—All layers being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0253—Polyolefin fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261—Polyamide fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2571/00—Protective equipment
    • B32B2571/02—Protective equipment defensive, e.g. armour plates, anti-ballistic clothing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/911—Penetration resistant layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2615—Coating or impregnation is resistant to penetration by solid implements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2615—Coating or impregnation is resistant to penetration by solid implements
    • Y10T442/2623—Ballistic resistant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/348—Mechanically needled or hydroentangled
    • Y10T442/3488—Four or more layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/3504—Woven fabric layers comprise chemically different strand material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Manufacturing Of Multi-Layer Textile Fabrics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к получению защитных композиционных материалов, которые можно использовать, например, при изготовлении защитной одежды. Предложен композит, включающий защитную композитную структуру, содержащую, по меньшей мере, один слой тканой ткани из полибензоксазольных или полибензотиазольных волокон. Дополнительно он содержит, по меньшей мере, один слой в виде сетки из волокон из другого полимерного материала. Поверхностная плотность композита составляет менее 6,83 кг/м2, а стойкость к проникновению более 45 Дж. Техническим результатом изобретения является повышение защитных свойств от прокалывания ножом при обеспечении эластичности материала и при сохранении высокого уровня защиты от баллистической опасности. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Данное изобретение относится к защитным композитам в области стойкости к прокалыванию ножом, которые обеспечивают, с одной стороны, большую защиту для данной массы, и, с другой стороны, эквивалентную защиту при меньшей массе по сравнению с другими защитными композитами, применяемыми в настоящее время. Композит данного изобретения является эластичным, а также обеспечивает хорошую защиту от баллистической опасности.
Международная публикация WO 93/20400 от 14 октября 1993 г. рассматривает использование полибензоксазольных и полибензотиазольных волокон в пуленепробиваемых изделиях.
Настоящее изобретение обеспечивает защитную композитную структуру, по меньшей мере, с одним слоем тканой ткани, содержащей полибензоксазольные (ПВО) или полибензотиазольные (ПБТ) волокна, и, по меньшей мере, одним слоем сетки волокон из другого полимерного материала. Другим полимерным материалом могут быть среди других полиамид и полиолефин.
На чертеже представлен увеличенный вид в перспективе композита данного изобретения.
В композитах для защиты от прокалывания ножом непрерывно изыскиваются улучшения, хотя часто в виде дополнительного качества после пуленепробиваемой защиты.
Обычно защита от прокалывания ножом требуется в предметах одежды, носимых охранниками, полицейскими офицерами и т.п., и пуленепробиваемая защита также является желаемым качеством в таких предметах одежды. Такие предметы одежды должны быть как можно более эластичными для обеспечения достаточного комфорта, чтобы предмет одежды было легко носить.
Объектом настоящего изобретения является гибридный композит, включающий защитную композитную структуру, содержащую, по меньшей мере, один слой тканой ткани из полибензоксазольных или полибензотиазольных волокон, отличающийся тем, что он дополнительно содержит, по меньшей мере, один слой в виде сетки из волокон из другого полимерного материала, при этом поверхностная плотность композита менее 6,83 кг/м2, а стойкость к проникновению более 45 Дж.
Гибридный композит данного изобретения показывает повышенную эластичность, потому что она требует меньшего количества материала для получения уровня защиты от прокалывания, которое эквивалентно такому же количеству только одного материала для достижения равной степени защиты.
Альтернативно гибридный композит данного изобретения может быть собран с обеспечением повышенной защиты от прокалывания с использованием общего количества материала, которое является эквивалентным количеству, требуемому при использовании только одного материала в композите.
Соответственно вариантом является композит для защиты от проникновения при прокалывании ножом, включающий композитную структуру, содержащую со стороны прокалывания ножом секцию, включающую, по меньшей мере, один слой тканой ткани из полибензоксазольных или полибензотиазольных волокон, отличающийся тем, что на внутренней стороне он дополнительно содержит секцию, включающую, по меньшей мере, один слой в виде сетки из волокон другого полимерного материала, при этом поверхностная плотность композита менее 6,83 кг/м2, а стойкость к проникновению более 45 Дж.
Полибензоксазол и полибензотиазол являются обычно такими, как описано в вышеуказанной WO 93/20400, приведенной здесь в качестве ссылки.
Полибензоксазол и полибензотиазол предпочтительно получаются из мономерных звеньев следующих структур:
Figure 00000002

Figure 00000003

Figure 00000004

Figure 00000005

Figure 00000006

Figure 00000007

Хотя показанные ароматические группы, соединенные с атомами азота, могут быть гетероциклическими, они предпочтительно являются карбоциклическими, и хотя они могут быть конденсированными или неконденсированными полициклическими системами, они являются предпочтительно одинарными шестизвенными кольцами. Хотя группа, показанная в главной цепи бис-азолов, является предпочтительной парафениленовой группой, эта группа может быть замещена любой двухвалентной органической группой, которая не препятствует получению полимера, или отсутствовать совсем. Например, эта группа может быть алифатической, имеющей до 12 углеродных атомов, толилен, бифенилен,бис-фениленэфир и т.п.
Полибензоксазол и полибензотиазол, используемые для получения волокон данного изобретения, должны иметь не менее 25 и предпочтительно не менее 100 мономерных звеньев. Получение полимеров и прядение таких полимеров рассматривается в вышеуказанной Международной публикации WO 93/20400.
Другим полимерным материалом может быть обычно любой материал, который дает волокна, имеющие разрывную прочность не менее 10 г/дтекс и начальный модуль упругости не менее 160 г/дтекс. Предпочтительным материалом для другого полимерного материала является полиамид, полиолефин, поливиниловый спирт, полиакрилонитрил и т.п. Предпочтительным полиамидом является арамид, особенно, параарамид. Другие полиамиды включают алифатические полиамиды, такие как найлон 66, алифатические-ароматические полиамиды, ароматические-гетероциклические полиамиды и т.п. Предпочтительными полиолефинами являются полиэтилен или полипропилен, особенно линейный с так называемой удлиненной цепью полиэтилен или пропилен. Другие полиолефины включают полибутилен, полиметил-1-пентен и т.п.
Полибензоксазольные и полибензотиазольные волокна ткутся в любую обычно используемую тканевую конфигурацию, такую как гладкое переплетение, саржевое ломаное переплетение, переплетение "рогожка", атласное переплетение и т.п. Гладкое переплетение является предпочтительным.
Считают, что волокна и нити любой линейной плотности будут эффективными для увеличения стойкости к прокалыванию в настоящем изобретении. Предпочтительная линейная плотность для отдельных филаментов должна быть 0,3-17 дтекс, и 0,5-3,5 дтекс является наиболее предпочтительным. Нити в интервале 100-3300 дтекс являются предпочтительными, причем с 220-1700 дтекс являются наиболее предпочтительными. Нити с линейной плотностью более 3300 дтекс являются обычно более трудными для получения и эффективного использования, а нити с линейной плотностью менее 100 дтекс являются трудными для ткачества без повреждения нити.
Когда другим полимером является полиамид, арамид является предпочтительным. Под "арамидом" понимается полиамид, в котором не менее 85% амидных (-CO-NH-) связей присоединяется непосредственно к двум ароматическим кольцам. Соответствующие арамидные волокна описываются в Man-Made Fibers-Science and Technology, Vol. 2, Section titled Fiber-Forming Aromatic Polyamides, page 297, W. Black et al., Interscience Publishers, 1968. Арамидные волокна также рассматриваются в патентах США 4172938, 3869429, 3819587, 3673143, 3354127 и 3094511.
С арамидом могут использоваться добавки, и было установлено, что до 10 мас.% другого полимерного материала может быть смешано с арамидом, или могут быть использованы его сополимеры, имеющие до 10% другого диамина вместо диамина арамида, или до 10% другого хлорида дикарбоновой кислоты вместо хлорида дикарбоновой кислоты или арамида.
Предпочтительным арамидом является параарамид, и поли(парафенилентерефталамид) (ППФТ) является предпочтительным параарамидом. Под ППФТ подразумевается гомополимер, получающийся в результате полимеризации моль-на-моль парафенилендиамина и терефталоилхлорида, а также сополимеры, получающиеся в результате введения небольших количеств других диаминов с парафенилендиамином и небольших количеств других дихлоридов кислоты с терефталоилхлоридом. Как общее правило, другие диамины и другие хлориды дикарбоновых кислот могут быть использованы в количествах до примерно 10 мол.% парафенилендиамина или терефталоилхлорида, или возможно немного больше, при условии только, что другие диамины и хлориды дикарбоновых кислот не имеют реакционноспособных групп, которые препятствуют реакции полимеризации. ППФТ также означает сополимеры, получающиеся в результате введения других ароматических диаминов и других ароматических хлоридов дикарбоновых кислот, таких как, например, 2,6-нафталоилхлорид или хлор- и дихлортерефталоилхлорид или 3,4'-диаминдифенилэфир.
Когда другим полимером является полиолефин, полиэтилен или полипропилен являются предпочтительными. Под полиэтиленом понимается преимущественно линейный полиэтиленовый материал, предпочтительно, молекулярной массы более 1 млн, который может содержать незначительные количества разветвления цепи или сомономеров, не превышающие 5 модифицирующих звеньев на 100 углеродных атомов главной цепи, и который также может содержать смешанными с ним не более примерно 50 мас.% одной или более полимерных добавок, таких как алкен-1-полимеры, в частности полиэтилен низкой плотности, пропилен и т.п., или низкомолекулярные добавки, такие как антиоксиданты, смазки, ультрафиолетэкранирующие агенты, красители и т.п., которые обычно вводятся. Такой полиэтилен общеизвестен как полиэтилен с удлиненной цепью (ПЭУЦ). Аналогично полипропиленом является преимущественно линейный полипропиленовый материал молекулярной массы, предпочтительно, более 1 млн. Высокомолекулярные линейные полиолефиновые волокна являются коммерчески доступными. Получение полиолефиновых волокон рассматривается в патенте США 4457985.
В композите данного изобретения другой полимер присутствует как сетка из волокон. Сетка может быть тканой, вязаной или нетканой структурой, и под нетканой понимается однонаправленная (при содержании в матричной смоле), войлочная и т.п. Под тканой понимается любое обычно используемое тканевое переплетение, такое как гладкое переплетение, саржевое ломаное переплетение, переплетение "рогожка", атласное переплетение и т.п.
Композитом данного изобретения является комбинация полибензоксазольных или полибензотиазольных слоев и слоев сетки волокон из другого полимера. Обычно для обеспечения желаемой защиты от прокалывания требуется более одного слоя каждого из таких материалов. Каждый слой полибензоксазола и полибензотиазола обычно имеет плотность поверхности 75-450 г/м2, и обычно используется 1-15 слоев. Поверхностная плотность слоев сетки из волокн значительно зависит от формы сетки и от вида и линейной плотности волокон. Обычно, однако, полибензоксазольные и полибензотиазольные волокна составляют от 10 до 90 и предпочтительно 15-50 мас.% композита. Слои, которые образуют секции композита, могут быть соединены, например, сшивкой вместе, или они могут быть сложены вместе и выдержаны, например, в тканевой оболочке. Слои, которые составляют каждую секцию, обычно помещаются вместе, и композит может поэтому выглядеть как структура, имеющая две различных секции слоев. Композит может быть, однако, сконструирован путем смешения различных слоев любым путем, так что секции не различаются. Полибензоксазольный или полибензотиазольный тканевые слой может комбинироваться со слоем сетки волокон с получением слоев различных материалов в любой последовательности. Например, композит может быть получен при чередовании полибензоксазольных или полибензотиазольных слоев с слоями сетки волокон.
Было установлено, что предпочтительное размещение секций в композите для наилучшей стойкости к прокалыванию ножом имеют слои полибензоксазольной или полибензотиазольной секции все вместе и выходящие к прокалыванию ножом, тогда как слои секции сетки волокон расположены на внутренней стороне композита вдали от прокалывания ножом.
На чертеже показан защитный композит 10 данного изобретения с секцией 11 слоев 12 тканого полибензоксазола или полибензотиазола и секцией 13 слоев 14 сетки волокон из другого полимерного материала. Хотя слои 12 и 14 могут быть смешаны в любой последовательности, так что секции 11 и 13 не являются различными, предпочтительно, чтобы слои и секции были размещены по существу, как показано, с секцией 11, выходящей к прокалыванию ножом, и секцией 13, расположенной с другой стороны от прокалывания ножом.
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
Линейная плотность
Линейная плотность нити определяется путем взвешивания нити определенной длины. "Дтекс" определяется как вес в граммах 10000 метров нити.
В действующей практике определенный дтекс образца нити, условия испытания и идентификация образца подаются в компьютер перед началом испытания; компьютер записывает кривую нагрузка-удлинение нити, когда она разрывается, и затем рассчитывает свойства.
Прочностные свойства
Нити, испытываемые на разрыв, сначала кондиционируются, а затем скручиваются с коэффициентом скрутки 1,1. Коэффициент скрутки (КС) нити определяется как:
КС = (витки/см)(дтекс)172/30,3
Испытываемые нити кондиционируются при 25oС и относительной влажности 55% в течение минимум 14 ч, и в таких условиях проводятся испытания на разрыв. Прочность (разрывная прочность), удлинение при разрыве и модуль упругости определяются при испытаниях нитей на разрывной установке Инстрон (Instron Engineering Corp., Кантон, Массачусетс).
Прочность, удлинение и начальный модуль упругости, как определено в ASTM D2101-1985, определяются с использованием калиброванных длин нити 25,4 см и скорости растяжения 50% деформации/мин. Модуль упругости рассчитывается по наклону кривой напряжение-деформация при 1% деформации и равняется напряжению в граммах при 1% деформации (абсолютной), умноженному на 100, деленному на линейную плотность испытываемой нити.
Сопротивление проникновению
Сопротивление проникновению ножа определяется на испытываемом образце с использованием обвалочного ножа (изготовленного фирмой Russel Harrington Cutlery, Inc. , Саутбридж, Массачусетс, США) с одним концевым лезвием 15 см (6 дюймов) длиной и примерно 2 см (0,8 дюйма) шириной, уменьшающейся к концу, имеющим твердость по Роквеллу С-55. Испытания проводятся в соответствии с HPW-тестом ТР-0400.03 (28 ноября 1994 г) от Н.Р. White Lab., Inc. Испытываемые образцы, помещенные на 10% желатиновую подложку, ударяют ножом, имеющим массу 4,55 кг (10 фунтов) и падающим с различной высоты до проникновения в образец более чем на 6 мм в условиях испытания. Результаты записываются как энергия проникновения (Дж) при умножении кг•м от энергии при высоте проникновения на 9,81.
ПРИМЕРЫ
Получение слоев
Несколько различных нитей были сотканы или переработаны в слои ткани или волокон и затем переработаны в композитные структуры для проведения на них испытаний на стойкость к прокалыванию.
1. Ткань гладкого переплетения из 1560 денье (1733 дтекс) полибензоксазольной нити получается при 21•21 концов/дюйм (8,3•8,3 концов/см) с поверхностной плотностью 0,47 фунт/кв.фут (2,3 кг/м2). Эта нить поставляется фирмой Toyobo Co., Ltd. под торговой маркой Zylon.
2. Ткань гладкого переплетения из поли(парафенилентерефталамидной нити) 400 денье (444 дтекс) получается при 31•31 концов/дюйм (12,2х12,2 концов/ см) с поверхностной плотностью 0,92 фунт/кв.фут (4,49 кг/м2). Эта нить поставляется фирмой E. I. du Pont de Nemours and Company под торговой маркой Kevlar.
3. Ткань гладкого переплетения из полиэтиленовой нити 650 денье (722 дтекс) получают при 35•35 концов/дюйм (13,8•13,8 концов/см) с поверхностной плотностью 0,50 фунт/кв.фут (2,44 кг/м2). Эта нить поставляется фирмой Allied Signal, Inc. под торговой маркой Spectra 900.
4. Слои однонаправленного волокна из полиэтилена с вытянутой цепью (ОНПЭВЦ), переплетенные в ориентации 0/90o, прослоенные полиэтиленовой пленкой, используются с поверхностной плотностью 0,51 фунт/кв.фут (2,49 кг/м2). Эти слои поставляются полностью изготовленными фирмой Allied Signal, Inc. под торговой маркой Spectra Shield Plus.
Пример 1
Собирают комбинации слоев полибензоксазола (ПВО) со слоями из других полимеров и испытывают на стойкость к прокалыванию; результаты сравнивают со структурами равной поверхностной плотности, выполненными из одного полибензоксазола или отдельных других полимеров.
Результаты приводятся в таблице.
Видно, что композитные структуры обеспечивают намного более высокие результаты по энергии проникновения, чем ожидалось бы от простой суммы отдельных секционных элементов комбинации. Также видно, что стойкость к проникновению является заметно более высокой, когда полибензоксазольная секция располагается сверху (обращена к пробиванию ножом).

Claims (8)

1. Композит, включающий защитную композитную структуру, содержащую по меньшей мере, один слой тканой ткани из полибензоксазольных или полибензотиазольных волокон, отличающийся тем, что он дополнительно содержит, по меньшей мере, один слой в виде сетки из волокон из другого полимерного материала, при этом поверхностная плотность композита менее 6,83 кг/м2, а стойкость к проникновению более 45 Дж.
2. Композит по п.1, отличающийся тем, что сетка содержит полиамидные волокна.
3. Композит по п.2, отличающийся тем, что в качестве полиамидных волокон сетка содержит пара-арамидные волокна.
4. Композит по п.1, отличающийся тем, что сетка содержит полиолефиновые волокна.
5. Композит по п.4, отличающийся тем, что в качестве полиолефиновых волокон сетка содержит полиэтиленовые волокна.
6. Композит по п.3, отличающийся тем, что тканая ткань составляет от 10 до 90 мас.% композита.
7. Композит по п.5, отличающийся тем, что тканая ткань составляет от 10 до 90 мас.% композита.
8. Композит для защиты от проникновения при прокалывании ножом, включающий композитную структуру, содержащую со стороны прокалывания ножом секцию, включающую, по меньшей мере, один слой тканой ткани из полибензоксазольных или полибензотиазольных волокон, отличающийся тем, что на внутренней стороне он дополнительно содержит секцию, включающую, по меньшей мере, один слой в виде сетки из волокон другого полимерного материала, при этом поверхностная плотность композита менее 6,83 кг/м2, а стойкость к проникновению более 45 Дж.
RU2001111843/02A 1998-09-29 1999-08-10 Защитный гибридный композит RU2225583C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/162,591 1998-09-29
US09/162,591 US6147018A (en) 1998-09-29 1998-09-29 Hybrid protective composite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001111843A RU2001111843A (ru) 2003-05-20
RU2225583C2 true RU2225583C2 (ru) 2004-03-10

Family

ID=22586302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001111843/02A RU2225583C2 (ru) 1998-09-29 1999-08-10 Защитный гибридный композит

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6147018A (ru)
EP (1) EP1128951B2 (ru)
JP (1) JP2002525225A (ru)
KR (1) KR100580985B1 (ru)
CN (1) CN1123442C (ru)
AU (1) AU745095B2 (ru)
BR (1) BR9914400B1 (ru)
CA (1) CA2339586C (ru)
DE (1) DE69921174T3 (ru)
HK (1) HK1040217A1 (ru)
IL (1) IL142149A (ru)
RU (1) RU2225583C2 (ru)
WO (1) WO2000018573A1 (ru)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6641893B1 (en) * 1997-03-14 2003-11-04 Massachusetts Institute Of Technology Functionally-graded materials and the engineering of tribological resistance at surfaces
US6510124B1 (en) * 1997-10-14 2003-01-21 David B. Wood CD card
FR2822650B1 (fr) * 2001-03-29 2003-09-26 Textinov Bruno Regis Textile presentant de proprietes, notamment anti-feu, de resistance a l'ebrasion de resistance aux coupures et aux dechirures
US7010811B1 (en) * 2001-08-30 2006-03-14 Pti Materials Llc Lightweight soft body-armor product
AUPR752201A0 (en) * 2001-09-07 2001-09-27 Schefenacker Vision Systems Australia Pty Ltd Powered telescoping trailer tow mirror
WO2003041951A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-22 Warwick Mills, Inc. Laminate system for a durable controlled modulus flexible membrane
US6737368B2 (en) 2001-12-19 2004-05-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Multiple threat penetration resistant articles
US7288307B2 (en) * 2004-01-12 2007-10-30 Honeywell International Inc. Hybrid laminated fiber sheets
US20070071960A1 (en) * 2005-09-27 2007-03-29 Eleazer Howell B Moldable fabric with variable constituents
US7598185B2 (en) 2005-12-15 2009-10-06 Polystrand, Inc. Composite ballistic panels and method of use
CA2671555C (en) * 2007-01-09 2014-06-17 Clopay Plastic Products Company, Inc. Sheet-like building and construction materials with high wet slip resistance and high water penetration resistance, and methods of making same
EP2156135B1 (en) * 2007-05-25 2012-01-11 Polystrand, Inc. Composite ballistic panels and method of use
BRPI0911852A2 (pt) * 2008-04-29 2015-10-06 Dsm Ip Assests Bv pilha de primeira e segunda camada, um painel e artigo resistente a balística que compreende a pilha ou o painel
TWI487820B (zh) * 2008-05-26 2015-06-11 Teijin Aramid Gmbh 阻礙穿刺之物品
TWI487821B (zh) * 2008-05-26 2015-06-11 Teijin Aramid Gmbh 反彈道物品
US8001999B2 (en) * 2008-09-05 2011-08-23 Olive Tree Financial Group, L.L.C. Energy weapon protection fabric
US20110185463A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Safariland, Llc Soft Body Armor Including Reinforcing Strips
EP2994306B1 (en) 2013-05-06 2018-01-10 Milliken & Company Fiber reinforced structural element
CN105531561A (zh) * 2013-08-12 2016-04-27 F·利奇泰里奥股份公司 具有包括多个刚性元件的多层结构的弹道防护件
AU2015308350B2 (en) 2014-08-29 2020-03-05 Tes Pharma S.R.L. Inhibitors of alpha-amino-beta-carboxymuconic acid semialdehyde decarboxylase
US20160202024A1 (en) * 2014-12-03 2016-07-14 Tex Tech Industries, Inc. Denier gradient core matrix ballistic material
US10081159B2 (en) 2014-12-05 2018-09-25 Honeywell International Inc. Materials gradient within armor for balancing the ballistic performance
RU2707781C1 (ru) * 2018-12-18 2019-11-29 Акционерное Общество "Научно-производственное предприятие "Термостойкий текстиль" (АО НПП "Термотекс") Гибридный композиционный материал для оболочечных конструкций высокого давления
SE545918C2 (en) * 2022-02-17 2024-03-12 Husqvarna Ab Multi-layer chainsaw protection garment

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2198628A (en) * 1986-12-19 1988-06-22 Secr Defence Textile armour
GB2198824A (en) * 1986-12-19 1988-06-22 Secr Defence Flexible armour
US5085945A (en) * 1988-11-07 1992-02-04 Aluminum Company Of America Production of metal matrix composites reinforced with polymer fibers
GB8925020D0 (en) * 1989-11-06 1989-12-28 Personnel Armoured Designs Lim Protective material
US5677029A (en) * 1990-11-19 1997-10-14 Alliedsignal Inc. Ballistic resistant fabric articles
US5233821A (en) * 1991-02-25 1993-08-10 The Dow Chemical Company Protective garment containing polybenzazole
AU1797992A (en) * 1991-02-26 1992-09-15 Custom Papers Group, Inc. Penetration resistant articles and method of manufacture thereof
US5187003A (en) * 1991-11-26 1993-02-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hybrid ballistic fabric
US6268301B1 (en) * 1992-03-25 2001-07-31 Toyobo Co., Ltd. Ballistic-resistant article and process for making the same
US5619748A (en) * 1993-04-07 1997-04-15 Safariland Ltd., Inc. Ballistic vest
DE4342148A1 (de) * 1993-12-10 1995-06-14 Cerasiv Gmbh Ring-/Läufersystem für Spinn- und Zwirnmaschinen
JPH07292137A (ja) * 1994-04-22 1995-11-07 Toyobo Co Ltd 合成樹脂強化複合繊維布帛及び不織布
US5789327A (en) * 1995-08-28 1998-08-04 Rousseau; Wm. Richard Armor panel
JP3698219B2 (ja) * 1995-09-07 2005-09-21 東洋紡績株式会社 防護衣料
EP0862722B1 (en) * 1995-11-20 2002-01-30 E.I. Du Pont De Nemours And Company Penetration-resistant composition
US5788907A (en) * 1996-03-15 1998-08-04 Clark-Schwebel, Inc. Fabrics having improved ballistic performance and processes for making the same
US5622771A (en) * 1996-06-24 1997-04-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Penetration-resistant aramid article
US5926842A (en) * 1996-10-02 1999-07-27 Safariland Ltd., Inc. Ballistic vest
US5918309A (en) * 1997-10-14 1999-07-06 Second Chance Body Armor, Inc. Blunt force resistant structure for a protective garment

Also Published As

Publication number Publication date
CN1123442C (zh) 2003-10-08
WO2000018573A1 (en) 2000-04-06
EP1128951B2 (en) 2007-06-27
IL142149A0 (en) 2002-03-10
BR9914400B1 (pt) 2008-11-18
DE69921174T2 (de) 2006-03-02
CN1320071A (zh) 2001-10-31
KR20010079939A (ko) 2001-08-22
AU745095B2 (en) 2002-03-14
EP1128951B1 (en) 2004-10-13
AU5394599A (en) 2000-04-17
BR9914400A (pt) 2001-06-26
CA2339586A1 (en) 2000-04-06
DE69921174D1 (de) 2004-11-18
JP2002525225A (ja) 2002-08-13
US6147018A (en) 2000-11-14
KR100580985B1 (ko) 2006-05-17
DE69921174T3 (de) 2008-01-24
IL142149A (en) 2004-01-04
EP1128951A1 (en) 2001-09-05
HK1040217A1 (zh) 2002-05-31
CA2339586C (en) 2009-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2225583C2 (ru) Защитный гибридный композит
JP4576379B2 (ja) 柔軟な耐スパイク性／耐弾道貫通性物品
RU2452799C2 (ru) Ароматическое полиамидное волокно на основе гетероциклсодержащего ароматического полиамида, способ его изготовления, ткань, образованная волокном, и армированный волокном композитный материал
KR101337052B1 (ko) 변형 반응성 점성 액체 중합체가 있는 다축 직물
JP4851673B2 (ja) ナイフの突刺しに対する抵抗性をもった複合体
JP4511932B2 (ja) 耐貫通性生命保護物品
KR101474048B1 (ko) 경질-막대 섬유와 다이아미노다이페닐 설폰으로부터 유도되는 섬유의 블렌드로부터 제조된 방적 스테이플 얀 및 그로부터 제조된 천과 의복 및 그의 제조 방법
KR100899761B1 (ko) 고성능 섬유를 함유한 물품의 재활용 방법
JP3794924B2 (ja) 混成防護性複合体
US6829881B1 (en) Cut-resistant articles of aramid microfilaments

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090811