RU2488065C2 - Усовершенствованные материалы для баллистической защиты - Google Patents

Усовершенствованные материалы для баллистической защиты Download PDF

Info

Publication number
RU2488065C2
RU2488065C2 RU2010118508/02A RU2010118508A RU2488065C2 RU 2488065 C2 RU2488065 C2 RU 2488065C2 RU 2010118508/02 A RU2010118508/02 A RU 2010118508/02A RU 2010118508 A RU2010118508 A RU 2010118508A RU 2488065 C2 RU2488065 C2 RU 2488065C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layers
composite material
material according
layer
polyethylene
Prior art date
Application number
RU2010118508/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010118508A (ru
Inventor
Ян Адольф Дам БАККЕР
Бенджамин СЛАГЕР
Барт Клеменс КРАНЗ
Original Assignee
Новамер Б.В.
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
Application filed by Новамер Б.В. filed Critical Новамер Б.В.
Publication of RU2010118508A publication Critical patent/RU2010118508A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2488065C2 publication Critical patent/RU2488065C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B11/00—Layered products comprising a layer of bituminous or tarry substances
    • B32B11/02—Layered products comprising a layer of bituminous or tarry substances with fibres or particles being present as additives in the layer
    • 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
    • B32B5/02—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 structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/12—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 structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
    • 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
    • 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
    • B32B2262/0269—Aromatic polyamide fibres
    • 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
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
    • Y10T428/24074—Strand or strand-portions
    • 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
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel
    • 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
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • 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
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • 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
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к композиционным материалам и их применениию в изделиях баллистической защиты. Композиционный материал для баллистической защиты включает по меньшей мере один слой из лент и по меньшей мере один слой из комплексных нитей в одном направлении, причем слой из лент присутствует в форме UD-0, а содержание адгезива в материале составляет от 2% до 30%, предпочтительно от 5 до 12% по весу относительно общего веса материала, при этом некоторая или большая часть элементарных волокон, из которых выполнены комплексные нити, не связаны адгезивом. Технический результат заключается в улучшении поглощения энергии удара. 7 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к пакету, содержащему, по меньшей мере, один слой из комплексных нитей, применимому, в частности, для баллистической защиты. Сочетания, в которых слои комплексных нитей используются для обеспечения баллистической защиты, известны, например, из документа US 2005/153098. В данной публикации описаны уложенные в пакет слои, образованные элементами из нескольких слоев с перекрестным расположением комплексных нитей. Для защиты элементарных волокон от порчи при трении или во время использования на наружную сторону пакета наносят пленки из РЕТ (полиэтилентерефталат) и РС (поликарбонат).
Хотя уложенные в пакет слои из комплексных нитей известного уровня техники обнаруживают хорошие параметры баллистической защиты, себестоимость их производства часто очень высока, а процесс производства нужных нитей сложен и связан с большими затратами времени и средств.
Следовательно, существует потребность в альтернативных вариантах, которые проще и дешевле производить, и которые, при этом, обладают свойствами, делающими их пригодными для баллистической защиты.
Как ни удивительно, цель настоящего изобретения может быть достигнута при помощи пакета, включающего, по меньшей мере, один слой из комплексных нитей и, по меньшей мере, один слой из лент.
В настоящем описании термин «комплексная нить», ниже также употребляемый упрощенно как «нить», означает линейные структуры, состоящие из двух или более элементарных волокон, в принципе, бесконечной длины. Такие комплексные нити известны специалистам в данной области. В принципе, не существует ограничений количества элементарных волокон, образующих комплексную нить. Обычно, комплексная нить включает от 10 до 500 элементарных волокон, часть от 50 до 300 элементарных волокон.
Обычно, комплексные нити для баллистической защиты представляют собой нити, изготовленные из волокон сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMWPE) или арамидных волокон (полипарафенилентерефталамид), однако, также могут быть использованы другие волокна с высокими технологическими показателями, упоминаемые ниже.
В контексте настоящего изобретения «слой из комплексных нитей» следует понимать как один слой из комплексных нитей (распределенных) в одном направлении.
Под термином «элемент с перекрестным расположением нитей» понимается, по меньшей мере, два слоя, в которых направление нитей отличается друг от друга на угол от 0 до 90°, то есть, нити этих слоев не параллельны друг другу.
Кроме того, термин «ламинат» означает сочетание, по меньшей мере, двух элементов с перекрестным расположением нитей гибким способом, например, соединение двух или более элементов с перекрестным расположением нитей посредством сшивания. В противоположность этому, термины «панель» или «пластина» означают сочетания двух или более элементов с перекрестным расположением нитей жестким способом, что может быть достигнуто, например, приложением к пакету элементов с перекрестным расположением нитей давления или нагревания.
Термин «лента» означает сильнотянутую разрезанную пленку, экструдированную монополимерную или экструдированную двухкомпонентную тянутую разрезанную пленку или соэкструдированую многослойную «одноволоконную» пленку, так называемую, SSE (твердофазно-экструдированную) сильнотянутую пленку, известную как, например, Tensylon, Pamaco и другие эквиваленты. Важно, что прочность пленки составляет от 50 сН/текс до 500 сН/текс, а отношение «толщина к ширине» лежит в диапазоне от 1:2 до 1:100000, предпочтительно, от 1:10 до 1:10000. Примеры пригодных пленок описаны в WO 2006/107197 и неопубликованных заявках настоящего Заявителя №№ РСТ ЕР 2007 008495, РСТ ЕР 2007 008500, РСТ ЕР 2007 008499 и РСТ ЕР 2007 008498.
Выражение «UD-0» (однонаправленный с углом 0°) означает один слой плоскопараллельно расположенных лент, например, расположенных в непосредственной близости друг от друга (плечо к плечу или бок о бок).
Слой «UD-брикет» состоит из двух слоев «UD-0» расположенных параллельно друг над другом со смещением, примерно, 50% ширины ленты.
Соответственно, элемент из перекрестно расположенных слоев UD-брикет представляет собой пакет, по меньшей мере, из двух слоев UD-брикет с ориентацией 0-90, где слои характеризуются направлениями, отличающимися друг от друга на угол от 0 до 90°, то есть, эти слои не параллельны друг другу.
Для изготовления лент предпочтительно используются полимеры, такие как РР, РЕ, HDPE, PET, PA, PPS, PBO, HDPP, UHMWPE, UHMWPP, HDPA, UHNMPA. Самыми распространенными полимерами для этих лент являются полиэтилен, полипропилен, РЕТ (полиэтилентерефталат), PEN (полиэтиленнафталат), полиамид, PPS (полифениленсульфид) и/или их смеси.
В контексте настоящего изобретения HDPE определяется как тянутый полиэтилен с молекулярным весом менее 1000000, предпочтительно, произведенный путем быстрого охлаждения расплава на вращающемся диске. UHMWPE может быть определен как полиэтилен с молекулярным весом более 1000000.
Настоящее изобретение состоит в обеспечении пакета слоев из комплексных нитей и лент в возможных сочетаниях.
Предпочтительно, пакет настоящего изобретения включает более двух индивидуальных слоев.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения пакет включает один индивидуальный слой из лент, затем, слой из комплексных нитей и, снова, слой из лент, то есть, перемежающиеся слои из лент и комплексных нитей.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления пакет настоящего изобретения включает небольшое число слоев из ленты одного типа, сопровождаемых небольшим числом слоев из комплексных нитей одного или более типа. В рамках настоящего изобретения термин «небольшое число слоев» следует понимать как 2-20 слоев, предпочтительно, 3-15 слоев, более предпочтительно, 5-10 слоев. Небольшое число слоев ленты может отличаться от небольшого числа слоев из комплексных нитей. Предпочтительно, число слоев из ленты и слоев из комплексных нитей одинаково.
В настоящее изобретение также входят сочетания описанных выше вариантов его осуществления.
Слой из ленты может присутствовать в форме UD-0 или как UD-брикет. И слой (слои) из комплексных нитей, и слой (слои) из лент могут присутствовать как двухслойный и/или многослойный элемент с перекрестным расположением нитей.
Слои из комплексных нитей могут состоять из семейства пара-арамидных комплексных нитей, известных и продаваемых под такими торговыми марками, как, например, Twaron, Kevlar, Heracron, Pycap или Artec, высокопрочных полиэтиленовых комплексных нитей, таких как Dyneema, Spectra или различные китайские комплексные нити из UHMWPE, высокопрочных комплексных нитей из стекла марок Е, R и S. Кроме того, применимы другие комплексные нити с высокими технологическими показателями, такие как углеродные комплексные нити, комплексные нити из высокопрочного базальта; комплексные нити из полибензоксазола (PBZO), комплексные нити из полибензотиазола (PBZT), комплексные нити из HDPA, комплексные нити из UHMWPA, комплексные нити из UHMWPP, комплексные нити из HDPP, комплексные нити из HDPE и т.д.; по существу, может быть использована любая высокопрочная комплексная нить с прочностью более 60 сН/текс, применяемая в промышленности для производства изделий баллистической защиты и «охраны жизни» или в сфере композиционных материалов.
Однако, является предпочтительным, чтобы элементарные волокна имели небольшой диаметр, предпочтительно, от 3 мкм до 50 мкм, даже более предпочтительно, от 5 до 30 мкм. Кроме того, в одном или более слое из комплексных нитей одно или более сочетание этих комплексных нитей может быть использовано совместно.
Одним из свойств пакета, соответствующего настоящему изобретению, является относительно малая адгезия между и/или с различными слоями, вызванная небольшим содержанием адгезива или смолы в этих слоях. Предпочтительным является содержание адгезива от 2% до 30%, более предпочтительно, от 5 до 12% по весу относительно общего веса пакета, что оставляет - даже под высоким давлением и при нагревании, например, при давлении пять МПа или больше и температуре 100°С или выше в процессе производства элемента с перекрестным расположением нитей, ламината или панели - некоторые или, лучше, большую часть элементарных волокон «несвязанными» с пакетом.
Предпочтительными адгезивами или смолами являются, например, решетчатые структуры Kraton, PU, Acrylics, но также и дисперсии EAA, EMA, EVA, OBC (олефиновый блоксополимер) (Infuse® DOW) и т.д. или различные адгезивы с хлоропреном на основе растворителей/на основе воды и подобные им. Другие пригодные адгезивы могут быть подобраны из группы, в которую входят полиэтилен, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, полипропилен, полиамид, полибутадиентерефталат и полиэтилентерефталат, полиэтиленнафталат, поливиниловый спирт, полифенилиденсульфид, сополимеры этих полимеров и их смеси. Кроме того, могут быть использованы сополимер этилена и алкилакрилата (ЕАА), сополимер этилена и винилацетата (EVA), сополимер этилена и бутилакрилата (ЕВА), сополимер этилена и метилакрилата (ЕМА), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилены высокой плотности (HDPE), полиэтилены низкой плотности (LPDE). Также возможно использовать полиизобутилен (PIB) или полиуретан (PU) и их смеси. Материал адгезива или смолы может включать один из перечисленных материалов или смеси этих материалов.
Объемное соотношение слоев из комплексных нитей и слоев из ленты должно составлять от 1:99% до 99:1%, предпочтительно, от 30:70 до 70:30, наиболее предпочтительно, от 33:67% до 67:33%, что определяется заданными параметрами баллистической защиты и допустимым максимальным весом и, конечно, стоимостью единицы продукции.
Другими предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения являются следующие пакеты, которые, в итоге, становятся элементами с перекрестным расположением слоев, ламинатами или панелями.
Пакет, включающий, по меньшей мере, один слой из лент HDPE и, по меньшей мере, один слой из арамидных комплексных нитей.
Пакет, включающий, по меньшей мере, один слой из лент HDPE и, по меньшей мере, один слой из комплексных нитей из UHMWPE.
Пакет, включающий, по меньшей мере, один слой из лент UHMWPE и, по меньшей мере, один слой из арамидных комплексных нитей.
Пакет, включающий, по меньшей мере, один слой из лент HDPE и, по меньшей мере, один слой из арамидных комплексных нитей и, по меньшей мере, один слой из комплексных нитей из UHMWPE.
Пакет, включающий, по меньшей мере, один слой из лент UHMWPE и, по меньшей мере, один слой из арамидных комплексных нитей и, по меньшей мере, один слой из комплексных нитей из UHMWPE.
Пакет, включающий, по меньшей мере, один слой из лент HDPE и, по меньшей мере, один слой из базальтовых комплексных нитей.
Пакет, включающий, по меньшей мере, один слой из лент UHMWPE и, по меньшей мере, один слой из базальтовых комплексных нитей.
Пакеты настоящего изобретения, а также получаемые в результате панели или ламинаты характеризуются усовершенствованными относительно материалов известного уровня техники технологическими показателями и/или сниженными затратами, поскольку ленты, в частности, полученные быстрым охлаждением из расплава на вращающемся диске, но также и другие, могут быть произведены с меньшими затратами, чем комплексные нити.
Пакеты, соответствующие настоящему изобретению, а также получаемые в результате ламинаты и панели, могут быть применены для баллистической защиты, а также в композиционных материалах, обособленно или в сочетании с другими материалами. Ламинаты могут быть использованы для мягких изделий баллистической защиты, таких как бронежилеты и т.д.
Панели могут быть использованы для жестких изделий баллистической защиты, таких как панели в легковых или грузовых машинах, вставки и т.д. Эти панели также могут быть использованы позади жесткой поверхности, по которой наносится удар, изготовленной, например, из металлов, сплавов металлов, стекловидных базальтовых волокон, стекловолокна и керамики, например, оксида алюминия, карбида бора.
Кроме того, два или более жестких слоя, по которым наносится удар (например, из керамики или стали), могут быть скомбинированы с двумя или более панелями, например, в виде слоистой конструкции, в которой жесткие слои, по которым наносится удар, перемежаются панелями.
Благодаря низкому содержанию адгезива в пакете, соответствующем настоящему изобретению, который, по своей природе, обладает относительно большой удельной поверхностью из-за множества элементарных волокон очень маленького диаметра, в сочетании с относительно небольшой удельной поверхностью лент, улучшается поглощение энергии удара за счет расслоения. Комплексные нити и ленты отделяются друг от друга при поражении, например, пулей, что обеспечивает поглощение и рассеяние энергии.
Возможным вариантом является соединение слоев друг с другом путем оплавления поверхности материала внутри пакета при наименьшей температуре плавления с целью соединения слоев в пакет.
Комплексные нити с высокими технологическими показателями, такие как UHMWPE и пара-арамид, как правило, более дорогие, чем, например, ленты из сильнотянутой разрезанной пленки, поэтому в некоторых «дешевых» вариантах применения их соотношение будет изменяться в сторону большей доли слоев из лент, позволяя уменьшить общую цену пакета и получаемых в результате панели или ламината.
Механические показатели лент из HDPE, характеризующихся прочностью на растяжение 1700 МПа (как показано в приводимом далее примере) ниже, чем механические показатели таких комплексных нитей, как Aramid (2800 МПа). Однако, может быть осуществлена аналогичная или почти такая же баллистическая защита, как и при использовании материалов известного уровня техники, на 100% состоящих из комплексных нитей.
Пример
Панель с весовым соотношение слоев UD-брикет из HDPE и элементов с перекрестным расположением нитей из арамидных комплексных нитей (распределенных) 50/50 может выдерживать, приблизительно, такую же энергию удара от попадания пули, как и панель такого же веса, полностью состоящая из арамидных комплексных нитей, благодаря эффекту относительного смещения и благоприятного рассеяния энергии панелью.
Пакет был создан следующим образом:
Пакет:
Адгезив 4 мкм
UD-брикет из HDPE (слой 80 г, 35 мкм HDPE 0°, адгезив 8 мкм, 35 мкм HDPE 0°)
Адгезив 4 мкм
Арамид 90-0 (слой 80 г, 38 г арамид 90°, адгезив 4 мкм, 38 г арамид 0°)
Адгезив 4 мкм
UD-брикет из HDPE (слой 80 г, 35 мкм HDPE 90°, фольга 8 мкм, 35 мкм HDPE 90°)
Адгезив 4 мкм
Арамид 0-90 (слой 80 г, 38 г арамид 0°, адгезив 4 мкм, 38 г арамид 90°).

Claims (20)

1. Композиционный материал для баллистической защиты, включающий по меньшей мере один слой из лент и по меньшей мере один слой из комплексных нитей в одном направлении, причем слой из лент присутствует в форме UD-0, а содержание адгезива в материале составляет от 2 вес.% до 30 вес.%, предпочтительно от 5 вес.% до 12 вес.%, относительно общего веса материала, при этом некоторая или большая часть элементарных волокон, из которых выполнены комплексные нити, не связаны адгезивом.
2. Композиционный материал по п.1, который включает один индивидуальный слой из лент, затем слой из комплексных нитей и снова слой из лент.
3. Композиционный материал по п.1, который включает 2-20 слоев из лент одного типа, сопровождаемых 2-20 слоями из комплексных нитей одного или более типа.
4. Композиционный материал по п.2 или 3, который включает одинаковое число слоев из лент и слоев из комплексных нитей.
5. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором прочность ленты составляет от 50 сН/текс до 500 сН/текс, а отношение толщины к ширине ленты находится в диапазоне от 1:2 до 1:100000, предпочтительно от 1:10 до 1:10000.
6. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором полимеры для лент выбраны из группы, включающей полиэтилен, полиэтилен высокой плотности (HDPE), сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE), полипропилен, полипропилен высокой плотности (HDPP), сверхвысокомолекулярный полипропилен (UHMWPP), полиэтилентерефталат (PET), полиэтиленнарефталат (PEN), полиамид, полиамид высокой плотности (HDPA), сверхвысокомолекулярный полиамид (UHMWPA), полифениленсульфид (PPS), полифениленбензобис-оксазол (РВО) и/или их смеси.
7. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором слои из комплексных нитей состоят из арамидных комплексных нитей, предпочтительно пара-арамидных комплексных нитей, выбранных из группы, состоящей из Twaron, Kevlar, Heracron, Pycap или Artec, высокопрочных полиэтиленовых комплексных нитей, таких как Dyneema, Spectra, или различных китайских комплексных нитей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMWPE), высокопрочных комплексных нитей из стекла марок Е, R и S, углеродных комплексных нитей, комплексных нитей из высокопрочного базальта, комплексных нитей из полибензоксазола (PBZO), комплексных нитей из полибензотиазола (PBZT), комплексных нитей из полиамида высокой плотности (HDPA), комплексных нитей из сверхвысокомолекулярного полипропилена (UHMWPA), комплексных нитей из полипропилена высокой плотности (UHMWPP), комплексных нитей из полипропилена высокой плотности (HDPP), комплексных нитей из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и их комбинаций.
8. Композиционный материал по любому из пунктов, в котором комплексные нити обладают прочностью более 60 сН/текс.
9. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором слой из лент присутствует в форме UD-брикет.
10. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором слой или слои из комплексных нитей и слой или слои из лент присутствуют как двухслойный и/или многослойный элемент с перекрестным расположением.
11. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором диаметр отдельных элементарных волокон комплексных нитей составляет от 3 мкм до 50 мкм, предпочтительно от 5 мкм до 30 мкм.
12. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором адгезивы выбраны из группы, включающей решетчатые структуры Kraton, полиуретан (PU), Acrylics, дисперсии алкилакрилата (ЕАА), метилакрилата (ЕМА), винилацетата (EVA), олефинового блоксополимера (ОВС) (Infuse® DOW) или различные адгезивы с хлоропреном на основе растворителей/на основе воды и подобные им, полиэтилен, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, полипропилен, полиамид, полибутадиентерефталат и полиэтилентерефталат, полиэтиленнафталат, поливиниловый спирт, полифенилиденсульфид, сополимер этилена и алкилакрилата (ЕАА), сополимер этилена и винилацетата (EVA), сополимер этилена и бутилакрилата (ЕВА), сополимер этилена и метилакрилата (ЕМА), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилены высокой плотности (HDPE), полиэтилены низкой плотности (LPDE), полиизобутилен (PIB), полиуретан (PU), сополимеры этих полимеров и/или их смеси.
13. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором объемное соотношение слоев из комплексных нитей и слоев из лент составляет от 1:99% до 99:1%, предпочтительно от 30:70% до 70:30%, наиболее предпочтительно от 33:67% до 67:33%.
14. Композиционный материал по любому из пп.1-3, в котором слои соединены друг с другом путем оплавления поверхности материала внутри композиционного материала при наименьшей температуре плавления с целью соединения слоев в композиционном материале.
15. Элемент для баллистической защиты, выполненный с перекрестными слоями, включающий материал по любому из пп.1-14.
16. Ламинат, включающий материал по любому из пп.1-14.
17. Панель, включающая материал по любому из пп.1-14.
18. Применение ламината по п.16 в мягких изделиях баллистической защиты, таких как бронежилеты.
19. Применение панели по п.17 для жестких изделий баллистической защиты, в которых используется негнущаяся пластина или панель.
20. Применение панели по п.17 для изделий из композиционных материалов.
RU2010118508/02A 2007-10-09 2008-10-07 Усовершенствованные материалы для баллистической защиты RU2488065C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07019742A EP2047975A1 (en) 2007-10-09 2007-10-09 Advanced antiballistic materials
EP07019742.1 2007-10-09
PCT/EP2008/063368 WO2009047239A1 (en) 2007-10-09 2008-10-07 Advanced antiballistic materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010118508A RU2010118508A (ru) 2011-11-20
RU2488065C2 true RU2488065C2 (ru) 2013-07-20

Family

ID=38922714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010118508/02A RU2488065C2 (ru) 2007-10-09 2008-10-07 Усовершенствованные материалы для баллистической защиты

Country Status (20)

Country Link
US (1) US7964261B2 (ru)
EP (2) EP2047975A1 (ru)
JP (1) JP5453278B2 (ru)
KR (1) KR101490139B1 (ru)
AT (1) ATE509762T1 (ru)
AU (1) AU2008309652B2 (ru)
BR (1) BRPI0818357A8 (ru)
CA (1) CA2702117A1 (ru)
CY (1) CY1113529T1 (ru)
DK (1) DK2197664T3 (ru)
ES (1) ES2364944T3 (ru)
IL (1) IL204916A0 (ru)
MX (1) MX2010003895A (ru)
NZ (1) NZ584508A (ru)
PL (1) PL2197664T3 (ru)
PT (1) PT2197664E (ru)
RU (1) RU2488065C2 (ru)
SI (1) SI2197664T1 (ru)
WO (1) WO2009047239A1 (ru)
ZA (1) ZA201002441B (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7976932B1 (en) * 2007-04-13 2011-07-12 BAE Systems Tensylon H.P.M, Inc. Ballistic-resistant panel including high modulus ultra high molecular weight polyethylene tape
US7964267B1 (en) * 2007-04-13 2011-06-21 Bae Systems Tensylon H.P.M., Inc. Ballistic-resistant panel including high modulus ultra high molecular weight polyethylene tape
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
KR101887712B1 (ko) 2010-07-29 2018-08-10 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 방탄 제품
US10443160B2 (en) 2013-03-15 2019-10-15 Honeywell International Inc. Breathable light weight unidirectional laminates
US9243355B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Honeywell International Inc. Ballistic resistant thermoplastic sheet, process of making and its applications
US9243354B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Honeywell International Inc. Stab and ballistic resistant articles
CN103194017B (zh) * 2013-04-28 2015-01-21 泰亚鞋业股份有限公司 抗皱eva发泡鞋材及其制造方法
CN103194018B (zh) * 2013-04-28 2015-01-21 泰亚鞋业股份有限公司 抗收缩eva发泡鞋材及其制造方法
US10690452B2 (en) 2013-08-12 2020-06-23 F.Lli Citterio Spa Ballistic protection with multi-layered structure including a plurality of rigid elements
CN105980809B (zh) * 2014-02-10 2019-06-11 帝人芳纶有限公司 包含带材的防弹制品
KR101718424B1 (ko) * 2015-04-03 2017-05-11 한국섬유개발연구원 고밀도 폴리에틸렌과 고강력 폴리에틸렌의 복합 용융 방사를 통한 고강도 직조 필름 제조 방법
CN111234359A (zh) * 2020-02-11 2020-06-05 河北润新包装制品有限公司 一种耐裂塑料编织袋
CN113103707A (zh) * 2021-04-27 2021-07-13 南充旭阳塑料制造有限公司 一种pet玄武岩纤维复合板材及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5677029A (en) * 1990-11-19 1997-10-14 Alliedsignal Inc. Ballistic resistant fabric articles
RU2217531C2 (ru) * 1999-01-18 2003-11-27 Тварон Продактс Гмбх Устойчивый к проникновению материал, содержащий ткань с высоким соотношением линейных плотностей двух систем нитей, и изделие из него
RU2243484C1 (ru) * 2001-03-15 2004-12-27 Тейджин Тварон Гмбх Стойкий к пробиванию материал
WO2006136323A1 (en) * 2005-06-23 2006-12-28 Teijin Aramid Gmbh Bullet proof laminate and trauma pack
RU2295107C2 (ru) * 2001-05-03 2007-03-10 Баррдэй, Инк. Квазиоднонаправленная ткань для баллистического применения

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1605190A (en) * 1968-08-23 1983-03-23 Phillips Petroleum Co Armour plate
US4681792A (en) * 1985-12-09 1987-07-21 Allied Corporation Multi-layered flexible fiber-containing articles
US6003424A (en) * 1990-03-08 1999-12-21 Alliedsignal Inc. Armor systems
JP3586700B2 (ja) * 1995-03-24 2004-11-10 株式会社高分子加工研究所 超高分子量ポリオレフィンフィルムより高強度ヤーンの製法
IT1282143B1 (it) * 1996-04-29 1998-03-12 Citterio Flli Spa Tessuto multiassiale multistrato, atto a essere utilizzato per impieghi balistici e procedimento per realizzare il suddetto tessuto
JP2001074395A (ja) * 1999-09-03 2001-03-23 Sumitomo Bakelite Co Ltd 車両用防護板
US7288307B2 (en) 2004-01-12 2007-10-30 Honeywell International Inc. Hybrid laminated fiber sheets
IL224437A (en) * 2004-08-16 2014-05-28 Yuval Fuchs Durable ballistic penetration item containing multiple polyethylene and ballistic fiber layers
MX2007012482A (es) 2005-04-08 2008-03-14 Novameer Bv Metodo para fabricar un laminado de cintas polimericas como tambien un laminado y el uso del mismo.
EP1912788A4 (en) * 2005-07-29 2011-12-28 Composix Co LAMINATED BALLISTIC STRUCTURE
US7629277B2 (en) * 2005-11-23 2009-12-08 Honeywell International Inc. Frag shield
US20080124513A1 (en) * 2006-09-11 2008-05-29 Eleazer Howell B Moldable fabric with unidirectional tape yarns
EP1908586A1 (en) 2006-10-05 2008-04-09 Novameer B.V. Process for producing laminates of unidirectionally arranged polymeric tapes
EP1908581A1 (en) 2006-10-05 2008-04-09 Novameer B.V. Process for producing fabrics comprising unidirectionally arranged polymeric tapes
EP1908580A1 (en) 2006-10-05 2008-04-09 Novameer B.V. Process for producing flexible panels comprising laminates of unidirectionally arranged polymeric tapes
EP1908574A1 (en) 2006-10-05 2008-04-09 Novameer B.V. Method for producing self-reinforced polymeric three-dimensional products

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5677029A (en) * 1990-11-19 1997-10-14 Alliedsignal Inc. Ballistic resistant fabric articles
RU2217531C2 (ru) * 1999-01-18 2003-11-27 Тварон Продактс Гмбх Устойчивый к проникновению материал, содержащий ткань с высоким соотношением линейных плотностей двух систем нитей, и изделие из него
RU2243484C1 (ru) * 2001-03-15 2004-12-27 Тейджин Тварон Гмбх Стойкий к пробиванию материал
RU2295107C2 (ru) * 2001-05-03 2007-03-10 Баррдэй, Инк. Квазиоднонаправленная ткань для баллистического применения
WO2006136323A1 (en) * 2005-06-23 2006-12-28 Teijin Aramid Gmbh Bullet proof laminate and trauma pack

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010118508A (ru) 2011-11-20
AU2008309652A1 (en) 2009-04-16
BRPI0818357A8 (pt) 2017-04-18
CY1113529T1 (el) 2016-06-22
AU2008309652B2 (en) 2014-01-16
US20100247847A1 (en) 2010-09-30
EP2047975A1 (en) 2009-04-15
EP2197664A1 (en) 2010-06-23
ZA201002441B (en) 2010-12-29
PT2197664E (pt) 2011-07-18
JP2010540302A (ja) 2010-12-24
NZ584508A (en) 2011-07-29
KR101490139B1 (ko) 2015-02-05
JP5453278B2 (ja) 2014-03-26
KR20100075484A (ko) 2010-07-02
ES2364944T3 (es) 2011-09-19
EP2197664B1 (en) 2011-05-18
SI2197664T1 (sl) 2011-08-31
ATE509762T1 (de) 2011-06-15
PL2197664T3 (pl) 2011-09-30
IL204916A0 (en) 2010-11-30
CA2702117A1 (en) 2009-04-16
MX2010003895A (es) 2010-05-13
US7964261B2 (en) 2011-06-21
BRPI0818357A2 (pt) 2015-04-07
DK2197664T3 (da) 2011-07-25
WO2009047239A1 (en) 2009-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2488065C2 (ru) Усовершенствованные материалы для баллистической защиты
US7288307B2 (en) Hybrid laminated fiber sheets
EP1896255B1 (en) Ballistic-resistant article
KR101694552B1 (ko) 제 1 층 및 제 2 층의 스택, 패널 및 상기 스택 또는 패널을 포함하는 내탄도성 제품
AU2014304477B2 (en) Ballistic resistant sheets, articles comprising such sheets and methods of making the same
US20080139071A1 (en) Restrained breast plates, vehicle armored plates and helmets
KR102046682B1 (ko) 강성 복합 탄도 장갑을 위한 원단
JP2009534233A (ja) 多層材料シートおよびその調製方法
AU2005301309A1 (en) Method of forming adhesives mixtures and ballistic composites utilizing the same
JP2010540302A5 (ru)
US10655940B2 (en) Ballistic resistant sheet and use of such a sheet
WO2009141276A1 (en) Smart laminates
US20230058501A1 (en) Ballistic-resistant composite with maleic anhydride-grafted polypropylene
KR20240029739A (ko) 압축 성형된 탄도-저항성 물품

Legal Events

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

Effective date: 20161008