RU2696457C2 - Структура с воздухопроницаемой тканью для осуществления защиты от огнестрельного и холодного оружия - Google Patents

Структура с воздухопроницаемой тканью для осуществления защиты от огнестрельного и холодного оружия Download PDF

Info

Publication number
RU2696457C2
RU2696457C2 RU2017136419A RU2017136419A RU2696457C2 RU 2696457 C2 RU2696457 C2 RU 2696457C2 RU 2017136419 A RU2017136419 A RU 2017136419A RU 2017136419 A RU2017136419 A RU 2017136419A RU 2696457 C2 RU2696457 C2 RU 2696457C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resin
structure according
cte
polymer resin
preceding paragraphs
Prior art date
Application number
RU2017136419A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017136419A3 (ru
RU2017136419A (ru
Inventor
Читтерио ДЖОРДЖО
Читтерио ФИЛИППО
Original Assignee
Сочиета' Пер Ациони Фрателли Читтерио
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 Сочиета' Пер Ациони Фрателли Читтерио filed Critical Сочиета' Пер Ациони Фрателли Читтерио
Publication of RU2017136419A publication Critical patent/RU2017136419A/ru
Publication of RU2017136419A3 publication Critical patent/RU2017136419A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2696457C2 publication Critical patent/RU2696457C2/ru

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/04—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06N3/042—Acrylic polymers
    • 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
    • F41H5/0478—Fibre- or fabric-reinforced layers in combination with plastics layers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/263—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acids; Salts or esters thereof
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N2209/00—Properties of the materials
    • D06N2209/10—Properties of the materials having mechanical properties
    • D06N2209/103—Resistant to mechanical forces, e.g. shock, impact, puncture, flexion, shear, compression, tear
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N2209/00—Properties of the materials
    • D06N2209/12—Permeability or impermeability properties
    • D06N2209/121—Permeability to gases, adsorption
    • D06N2209/123—Breathable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Knitting Of Fabric (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Details Of Garments (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области баллистических текстильных материалов и касается структуры с воздухопроницаемой тканью для осуществления защиты от огнестрельного и холодного оружия. Гибкая, дышащая, непробиваемая ткань выполнена из антибаллистических нитей, частично или полностью пропитана одной или более полимерными смолами и имеет положительный коэффициент расширения и твердость более 75 по Шору D. Структура, получаемая с помощью процесса в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает дышащие свойства, что делает защиту, реализованную с использованием этой структуры, особенно комфортной. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к гибкой, дышащей, непробиваемой ткани, сделанной из антибаллистических нитей в сочетании с одной или более полимерными смолами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Защита от ножей, шильев и других режущих и колющих инструментов становится почти абсолютной потребностью, особенно для служб безопасности, так как все более часто эти службы сталкиваются с новыми типами преступлений, в которых используются такие инструменты, поскольку они являются легкодоступными и их легко скрыть.
Нельзя также не принимать во внимание необходимость в защите от таких угроз, как огнестрельное оружие или осколки, образующиеся в результате взрывов металлических предметов.
Механизм защиты от так называемого холодного оружия, то есть ножей и т.д., как было описано выше, полностью отличается от механизма защиты от пуль и осколков.
Для того, чтобы получить эффективную защиту от обеих угроз, используемые средства защиты обычно объединяют по меньшей мере два отдельных типа защиты, которые получаются преимущественно с помощью текстильных структур.
Имеется ряд известных решений в конкретной области защиты от проникновения холодного оружия.
Американский патент № 6737368 описывает структуру, состоящую, по меньшей мере, из трех отдельных элементов для одновременной защиты от режущего оружия, колющего оружия и пуль, в которых по меньшей мере один элемент пропитывается термопластичными или термореактивными смолами.
Американский патент № 6133169 описывает структуру для защиты от режущего и колющего оружия, состоящую из металлической гибкой структуры и множества тканей, получаемых различным образом.
Патент № 7340779 описывает текстильную структуру, способную защищать только от колющего оружия.
Патент № 8067317 описывает структуру, способную защищать от режущего оружия и от пуль, но не от колющего оружия.
Патент № 8450222 описывает текстильную структуру, покрытую по меньшей мере с одной стороны пленкой сополимера акриловой кислоты и этилена, имеющей определенные характеристики твердости и прочности при растяжении.
Патент EP 1102958 B1 описывает структуру, реализуемую с помощью двух слоев тканей, объединенных с пленкой поликарбоната, нацеленную на защиту только от холодного оружия.
Другие возможные решения, известные специалистам в данной области техники, включают в себя один или несколько из следующих типов тканей: ткани высокой плотности; дополнительно уплотненные ткани высокой плотности; ткани, покрытые абразивными частицами; комбинации стальной сетки с ламинированными и неламинированными тканями.
Для того, чтобы получить защиту от пуль, смолы, используемые для армирования структуры, выбираются из тех смол, которые имеют высокое относительное удлинение при разрыве, низкое сопротивление разрыву и низкую твердость, так что, например, патент EP1595105 (заявляющий приоритет итальянской патентной заявки № IT2003MI00295, поданной 19 февраля 2003 г.), принадлежащий F. Citterio, описывает структуру, пропитанную вязкоупругой смолой, которая остается жидкой даже после того, как растворитель испарится, и следовательно, является даже более мягкой, чем при значении 00 по Шору D.
Современные противопулевые структуры делаются из баллистических нитей, расположенных параллельно без переплетения, причем упомянутые структуры называются однонаправленными или полуоднонаправленными. Следовательно, благодаря отсутствию переплетения и используемым мягким смолам такая структура является абсолютно неподходящей для защиты от холодного оружия.
Каждое из вышеописанных решений имеет очевидные недостатки, например, они либо являются абсолютно воздухонепроницаемыми, и следовательно не дышащими, либо они не защищают одновременно от этих трех угроз - режущего оружия, колющего оружия и пуль - и из них приходится делать гибрид, что делает их тяжелыми.
ЗАДАЧИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Главной задача настоящего изобретения соостоит в том, чтобы предложить элемент баллистической защиты и защиты от холодного оружия, который имел бы меньше недостатков, чем предшествующий уровень техники.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Этот результат был получен в соответствии с настоящим изобретением посредством структуры, включающей в себя по меньшей мере текстильный элемент, волокна которого имеют отрицательный осевой коэффициент теплового расширения (CTE), пропитываемый по меньшей мере одной полимерной смолой, имеющей положительный коэффициент теплового расширения (CTE), твердость более 75 по Шору D и такую когезионную прочность, что после сушки полимерная смола становится рыхлой. В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полимерная смола имеет твердость более чем 80 по Шору D. Предпочтительно по меньшей мере одна смола включает в себя по меньшей мере одну смолу, выбираемую из: природных или синтетических смол, таких как канифоль, эпоксифенольные, полиамидные, акриловые, полиуретановые смолы, PVC (ПВХ), PVA (ПВА). По меньшей мере одна смола предпочтительно имеет неопределяемую когезионную прочность, такую, что после сушки она может быть легко превращена в порошок даже пальцами. Данная по меньшей мере одна полимерная смола предпочтительно включает в себя сополимер бутилакрилат-метилметакрилат. В одном предпочтительном варианте осуществления эта по меньшей мере одна полимерная смола включает в себя 5-хлор-2-метил-2H-изотиазол-3-он или 2-метил-2H-изотиазол-3-он или их смесь. Предпочтительно, данная по меньшей мере одна смола содержит акриловую смолу Acrilem 7105.
Структура настоящего изобретения обеспечивает гибкую и воздухопроницаемую защиту от пуль, режущего и колющего оружия, в которой присутствие отверстий и полимерного покрытия, состоящего из микрочастиц, обеспечивает воздухопроницаемость и защиту от режущего и колющего оружия без ущерба для эффективной защиты от пуль и без необходимости в создании гибридов из разных защит.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения значение CTE волокон текстильного элемента находится внутри диапазона от -20×10-6/°C до 0/°C, предпочтительно в диапазоне от -20×10-6 до -0,1×10-6 на градус Цельсия, в то время как значение CTE по меньшей мере одной смолы составляет более 10×10-6/°C. В структуре в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения полимерный слой после обработки представляет собой структуру с разрывами, которые позволяют проходить воздуху. Такие разрывы могут быть микропорами, имеющими размеры в диапазоне 10-300 мкм.
В одном дополнительном варианте осуществления по меньшей мере одна смола содержит по меньшей мере первую и вторую смолу, смешанные друг с другом, причем вторая смола имеет твердость меньше чем 75 по Шору D, удлинение более 300%, и доля второй смолы в смеси не превышает 10 мас.% по общей массе смолы. В одном дополнительном варианте осуществления частицы, имеющие размер от 2 до 200 нм, диспергируются по меньшей мере в одной смоле. Эти частицы могут быть керамическими или нет, также могут иметь форму наночастиц, и могут состоять, например, из одного или более из следующих материалов: TiO2, Al2O3, SiC, Si3N4 и углерода.
Текстильный элемент предпочтительно содержит волокна одной из следующих групп: арамидные, сополиарамидные, полиуретановые, полибензооксазольные, полиэтиленовые, углеродные или стеклянные волокна.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ производства, который способствует адгезии матрица/волокно; этот способ в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя следующие стадии:
- нанесение смолы на текстильный элемент в соответствии с одним из множества способов, известных в данной области техники; причем характеристики ткани и смолы соответствуют описанным выше;
- сушка данного текстильного элемента с нанесенной на него смолой;
- прессование при температуре TP, которая зависит от характеристик используемой ткани и смолы. Эта температура выбирается так, чтобы удовлетворялось следующее соотношение:
|CTEf * (Tp-Ta)|+|CTEr * (Ts-Ta)| > 300x 10-6
где
CTEf - осевой коэффициент расширения волокна текстильного элемента;
Tp - температура прессования;
Ta - температура окружающей среды;
CTEr - коэффициент расширения смолы.
Как было указано выше, значение CTE ткани является отрицательным, в то время как значение CTE смолы является положительным.
Температура Tp предпочтительно находится в диапазоне от 20 до 200°C, давление находится в диапазоне от 5 до 200 бар, и время прессования составляет более 5 с.
Настоящее изобретение позволяет получить элемент баллистической защиты, который является особенно эффективным как против пистолетных и винтовочных пуль, так и против холодного оружия, и который в то же самое время обладает дышащими характеристиками.
Неожиданно было найдено, что использование чрезвычайно твердых полимерных смол, имеющих значение твердости больше чем 75 по Шору D (или даже больше чем 80 по Шору D), чья хрупкость даже не позволяет оценить значения когезии с положительным коэффициентом расширения в комбинации с уточно/основовязаными полотнами, полученными из нитей, имеющих отрицательный осевой коэффициент расширения, позволяет получить все заданные характеристики, в частности: воздухопроницаемость и большую гибкость в случае, если эти смолы после пропитки и возможного удаления растворителя подвергаются термическому циклу с возможным применением давления.
Конкретная хрупкость этих смол вместе с разностью коэффициентов расширения смолы и нити, во время стадии охлаждения ткани, подвергающейся термическому циклу, обеспечивает образование микротрещин, и следовательно разрывов, которые увеличивают гибкость за счет создания калиброванных проходов для воздуха без снижения эффективности против холодного оружия и пуль. Это происходит потому, что твердость смолы эффективно противостоит проникновению холодного оружия, а ее микроразрывы позволяют нитям ткани удлиняться и динамически поглощать энергию удара пули.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Эти и другие преимущества, задачи и характеристики настоящего изобретения будут лучше поняты специалистом в данной области техники из следующего описания со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, имеющие чисто иллюстративный характер и не предназначенные для ограничения настоящего изобретения.
Баллистические нити с отрицательным осевым коэффициентом расширения использовались для производства тканей, стойких к воздействию холодного оружия и пуль, которые являются дышащими и гибкими. Отрицательный коэффициент расширения означает, что длина нити уменьшается с увеличением температуры.
Такие нити, полезные для предмета настоящего изобретения, включают в себя арамидные, сополиарамидные, полиуретановые, полибензооксазольные, полиэтиленовые, углеродные или стеклянные нити. Сопротивление разрыву таких нитей должно быть больше чем 10 г/децитекс, модуль должен быть больше чем 300 ГПа, а удлинение при разрыве должно быть больше чем 1%.
Отрицательный осевой коэффициент расширения таких нитей, полезных для предмета настоящего изобретения, должен быть меньше нуля и больше чем -20×10-6/°C, предпочтительно в диапазоне от -20×10-6 до -0,1×10-6 на градус Цельсия.
Такие нити ткутся для того, чтобы получить устойчивую структуру. Такие структуры характеризуются «переплетением». Известно множество переплетений, которые включают в себя гладкие переплетения, двухсторонние переплетения, саржевые переплетения, атласные переплетения и т.д.
Переплетения, которые являются особенно полезными для предмета настоящего изобретения, представлены тканями, имеющими структуру гладкого переплетения, где каждая уточная нить пересекает каждую нить основы.
Текстильная структура также может быть составлена из нитей, полученных из различных полимеров, объединяемых вместе и имеющих различный размер (индекс). В любом случае, по меньшей мере 30% таких нитей должны иметь отрицательный осевой коэффициент расширения.
Индекс нитей находится в диапазоне 100-4500 децитекс, предпочтительно 200-3360 децитекс.
Вес таких тканей перед пропиткой находится в диапазоне от 80 г/м2 до 1000 г/м2, предпочтительно от 120 до 500 г/м2.
Нить может быть предварительно обработана перед переплетением, или ткань может быть подвергнута перед пропиткой обработке, которая полярным образом активирует поверхность; это применяется в частности к тканям на основе волокон из ультравысокомолекулярного полиэтилена, например с молекулярной массой больше чем 1000000. Нити могут скручиваться с количеством оборотов от 10 об/м до 200 об/м. Используемые нити также могут иметь прерывистую форму.
Перед тем, как быть пропитанной полимерной смолой, ткань может быть обработана другими смолами (например, кремнийорганическими материалами или фторопластами) для того, чтобы модифицировать адгезию полимера (полимеров), являющегося предметом настоящего изобретения, к волокнам нитей, которые составляют эту ткань.
Нанесение смолы (или смол) на ткань в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения выполняется с помощью технологий, известных специалистам в данной области техники, например, с помощью шабера, распыления, погружения; если смола находится в растворителе, растворитель после этого полностью испаряется. Если смола находится в форме порошка, стадия сушки не нужна. Ткань также может быть пропитана частично или пропитана только на одной поверхности.
Предпочтительно после стадии пропитки ткань подвергается стадии прессования с давлением от 1 до 200 бар и температурой, которая выбирается так, чтобы удовлетворялось следующее соотношение
| CTEf x (Tp-Ta) |+| CTEr x (Tp-Ta) | > 300×10-6
где CTEf - (отрицательный) осевой коэффициент расширения волокна текстильного элемента;
Tp - температура прессования;
Ta - температура окружающей среды, с которой балансируются нить или смола;
CTEr - коэффициент расширения смолы.
Полимер или полимеры, которые пропитывают ткани, должны иметь положительный коэффициент расширения, больше чем 10×10-6 /C°. Эти полимеры включают в себя, например, природные или синтетические смолы, такие как канифоль, эпоксидные смолы, фенольные смолы, полиамидные смолы, акриловые смолы, полиуретановые смолы, PVC, PVA. Твердость таких смол не должна быть ниже, чем 75 по Шору D, а удлинение должно быть меньше чем 5%.
В одном предпочтительном варианте осуществления используемая смола может представлять собой раствор термопластичного акрилового полимера типа 7105 (ACRILEM 7105) производства компании Icap Sira, для которого невозможно реализовать структуру, которая могла бы быть уплотнена самостоятельно, из-за хрупкости этой смолы. Ее способность к когезии равна нулю, так что после сушки этот продукт может быть легко превращен в порошок просто пальцами. Смола ACRILEM 7105 содержит сополимер бутилакрилат-метилметакрилат; более конкретно она включает в себя следующие компоненты, смешанные вместе: 5-хлор-2-метил-2H-изотиазол-3-он [EC № 247-500-7] и 2-метил-2H-изотиазол-3-он [EC № 220-239-6].
Другой полимер (B) может быть добавлен к этому полимеру (A) в количестве 10 мас.% по массе смолы A в качестве модификатора адгезии полимера к волокнам нитей.
Полимеры на основе высокоэластичного полиуретана, полибутилена, полиизобутилена, акриловой, метакриловой смол, поливинилбутираля и т.п., являются особенно полезными для целей настоящего изобретения.
Соблюдая вышеупомянутые правила, полимерные смолы A или А+B могут включать в себя керамические или некерамические частицы, также в форме наночастиц, имеющие размеры в диапазоне 2-200 нм, например, частицы на основе TiO2, Al2O3, SiС, Si3N4 и углерода. Эти частицы могут увеличивать величину сцепления ножа или пули, улучшая таким образом характеристики продукта.
Количество такой наносимой смолы (смол) находится в диапазоне от 10 г/м2 до 200 г/м2 сухого продукта на ткани. В частности, в пересчете на проценты количество сухой смолы на ткани находится в диапазоне от 10% до 80%, и предпочтительно в диапазоне от 20% до 60%.
Образование зазоров благодаря жесткости смолы и разности абсолютного коэффициента расширения между смолами и нитью ткани позволяет получить зазоры как в форме маленьких отверстий, так и растрескавшихся областей. Чем больше разность между коэффициентом расширения нити и коэффициентом расширения смолы, тем больше такие зазоры и выше температура формования.
Зазоры, полученные с помощью этого процесса, варьируются по размеру от 30 до 300 мкм. В частности, акриловая полимерная смола 7105 показывает абсолютную устойчивость к экстремальной влажности среды, как это можно понять из описанных ниже тестов: ряд тканей под названием Style 640, сделанных из нитей Aramide Kevlar® производства компании DuPont®, имеющих вес 165 г/м2 и полученных из волокон с толщиной 670 децитекс, были пропитаны смолой 7105 в количестве приблизительно 70 г/м2. После сушки и формования при 125°C ряд образцов был подвергнут искусственному кондиционированию при температуре 60°C и относительной влажности 90%.
Достаточное количество таких тканей было взято с интервалами в 250 час. Те же самые ткани, повторно кондиционированные при 20°C и влажности 60%, были подвергнуты воздействию ножа в соответствии с американским правилом 01 0115NIJ, используя нож P1B и шило. Все эти тесты были выполнены с новым ножом для каждого воздействия с энергией 50 Джоулей и с новыми шильями для каждого воздействия с энергией 50 Джоулей.
Типология образцов
Образцы были произведены в соответствии со стандартом OPR87/C/2014.
Обезжиренная ткань Style 640 пропитывалась смолой в количестве 65 г/м2 и формовалась.
Из нее формировались пакеты в 30 слоев с весом приблизительно 6,4 кг/м2.
Процесс старения
Старение в температурной камере с влажностью 90% и температурой 60°C выполнялось в течение 250, 500, 750, 1000 час.
В конце каждого периода старения образцы сушились и кондиционировались при температуре 20°C и влажности 60% в течение 24 час.
Процедура теста
Тест в соответствии с HOSDB, нож P1B.
Каждый пакет был подвергнут двум сериям из 3 ударов:
- первая с энергией 50 Дж
- вторая с энергией 36 Дж
Расстояние между местами ударов: 60 мм
Нож заменялся после каждых 3 ударов.
Результаты
Пакет Размер отверстия после удара в 50 Дж, мм Размер отверстия после удара в 36 Дж, мм
0 час 11 9 7 1 0 0
0 час 3 3 3 0 0 0
250 час 6 6 4 0 0 0
250 час 11 6 4 0 0 0
500 час 12 6 5 0 0 0
500 час 10 6 5 0 0 0
750 час 4 5 5 0 0 0
750 час 8 4 3 1 0 0
1000 час 3 9 8 0 0 0
1000 час 4 8 6 0 0,5 0,5
Для завершенности исследования пакеты, состаренные в течение 0 час, 750 час и 1000 час, были протестированы с помощью 9 мм револьвера Remington.
Были получены следующие результаты:
V50 9 мм Remington 30 слоев с пеной м/с
Пакет A B
0 час 408 410
750 час 378
1000 час 376 376
Для шила=0.
Следовательно, необходимо отметить, что стабильность смолы является оптимальной даже после 1000 час кондиционирования.
Другой ряд составных ламинированных тканей, полученных в соответствии с настоящим изобретением, был сравнен с другим рядом тканей без смолы для того, чтобы проверить их износостойкость. Используемая система соответствует стандартам UNI EN ISO 12947-1:2000, UNI 12947-3:2000 (Martindale) проверки того, может ли хрупкость смолы ухудшить механические свойства. После 20000 циклов ткань в ее неизменном состоянии потеряла 15,8 мг своего веса, ламинированная ткань потеряла 15,4 мг своего веса, что является немного более лучшим результатом относительно ткани в ее неизменном состоянии.
Другой ряд тканей с добавленной смолой и ламинированных тканей был затем подвергнут тестам на воздухопроницаемость в соответствии со стандартом UNI EN ISO 9237:1997; прикладываемый вакуум составлял 200 Па. Результат показал среднюю проницаемость, равную 1,55 мм/с, которая подтверждает, что заданные цели были достигнуты также и в терминах воздухопроницаемости.
В другом предпочтительном варианте осуществления 5% высокоэластичного полимера типа Kraton 3301 (смола типа B) было добавлено к смоле 7105.
Используя тот же самый технологический процесс, предложенный настоящим изобретением, был произведен пакет из 32 слоев размером 40 см x 40 см. Эти слои тканей из арамидного волокна DuPont® K29 типа Kevlar® с весом 190 г/м2 были покрыты 80 г/м2 смолы А+B для того, чтобы проверить их одновременную стойкость к воздействию режущего, колющего и огнестрельного оружия в соответствии с регламентами NIJ 01 004 Уровня IIIA и NIJ 01 0115 Уровня 50 Дж. Требования этих регламентов были легко удовлетворены, и воздухопроницаемость составила 2,05 мм/с.
Следует понимать, что в рамках настоящего изобретения термин «полимер» относится к полимерному материалу, а также к природным или синтетическим смолам и их смесям. Также следует понимать, что термин «волокно» относится к удлиненным телам, продольный размер которых является намного более длинным, чем поперечный размер.
На практике, в любом случае, детали реализации могут равным образом варьироваться как в отношении отдельных конструктивных элементов, как было описано и проиллюстрировано, так и в отношении природы указанных материалов, без отступлений от идеи предлагаемого решения и, следовательно, без выхода за пределы защиты, обеспечиваемой настоящим патентом.

Claims (28)

1. Структура для осуществления защиты от огнестрельного и холодного оружия, содержащая по меньшей мере один текстильный элемент, включающий в себя волокна, имеющие отрицательный осевой коэффициент теплового расширения (CTE), пропитываемый по меньшей мере одной полимерной смолой, имеющей положительный коэффициент теплового расширения (CTE), твердость более 75 по Шору D и такую когезионную прочность, что после сушки полимерная смола становится рыхлой.
2. Структура по п. 1, в которой по меньшей мере одна полимерная смола имеет твердость более 80 по Шору D.
3. Структура по п. 1 или 2, в которой по меньшей мере одна полимерная смола содержит по меньшей мере одну смолу, выбираемую из: природных или синтетических смол типа канифоли, эпокси, фенольных, полиамидных, акриловых, полиуретановых смол, PVC, PVA.
4. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере одна полимерная смола включает в себя сополимер бутилакрилат-метилметакрилат.
5. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере одна полимерная смола включает в себя 5-хлор-2-метил-2H-изотиазол-3-он.
6. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере одна смола включает в себя 2-метил-2H-изотиазол-3-он.
7. Структура по п. 6, зависящему от п. 5, в которой компоненты 5-хлор-2-метил-2H-изотиазол-3-он и 2-метил-2H-изотиазол-3-он смешиваются вместе.
8. Структура по п. 7, в которой по меньшей мере одна полимерная смола включает в себя акриловую смолу Acrilem 7105.
9. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой значение осевого CTE волокон текстильного элемента составляет от -20×10-6/°C до 0/°C.
10. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой значение CTE по меньшей мере одной полимерной смолы составляет больше чем 10×10-6/°C.
11. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой полимерный слой после сушки имеет структуру с зазорами, которые пропускают воздух.
12. Структура по п. 11, отличающаяся тем, что зазоры включают в себя микропоры, имеющие размер от 10 до 300 мкм.
13. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере одна полимерная смола содержит по меньшей мере первую смолу и вторую смолу, смешанные друг с другом, причем вторая смола имеет твердость меньше чем 75 по Шору D, удлинение более 300%, и в которой массовая доля второй смолы в смеси не превышает 10 мас.% по общей массе смолы.
14. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой частицы, имеющие размер от 2 до 200 нм, диспергированы по меньшей мере в одной полимерной смоле.
15. Структура по п. 14, в которой частицы состоят из одного или более из следующих материалов: TiO2, Al2O3, SiC, Si3N4 и углерода.
16. Структура по любому из предшествующих пунктов, в которой текстильный элемент содержит волокна одной или более из следующих групп: арамидные, сополиарамидные, полиуретановые, полибензооксазольные, полиэтиленовые, углеродные или стеклянные волокна.
17. Способ производства структуры по любому из предшествующих пунктов, содержащий следующие стадии:
- нанесение по меньшей мере одной полимерной смолы в жидкой форме на по меньшей мере один текстильный элемент;
- сушка полимерной смолы;
- прессование структуры,
в котором стадия прессования выполняется при такой температуре Tp, чтобы удовлетворялось следующее условие:
|CTEf * (Tp-Ta)|+|CTEr * (Tp-Ta)| > 300x 10-6,
где
CTEf представляет собой (отрицательный) CTE волокон текстильного элемента;
Ta представляет собой температуру окружающей среды;
CTEr представляет собой (положительный) CTE полимерной смолы.
18. Способ производства по п. 17, в котором температура Tp составляет от 20 до 200°C, давление составляет от 5 до 200 бар и время прессования составляет более 5 с.
19. Баллистическое защитное изделие, содержащее структуру по одному из пп. 1-16.
RU2017136419A 2015-04-21 2016-02-29 Структура с воздухопроницаемой тканью для осуществления защиты от огнестрельного и холодного оружия RU2696457C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2015A000574A ITMI20150574A1 (it) 2015-04-21 2015-04-21 Struttura con tessuto traspirante per la realizzazione di protezioni balistiche e antitaglio
ITMI2015A000574 2015-04-21
PCT/EP2016/054252 WO2016169681A1 (en) 2015-04-21 2016-02-29 Structure with breathable fabric for the production of ballistic and stab-resistant protections

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017136419A RU2017136419A (ru) 2019-05-21
RU2017136419A3 RU2017136419A3 (ru) 2019-06-13
RU2696457C2 true RU2696457C2 (ru) 2019-08-01

Family

ID=53836653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017136419A RU2696457C2 (ru) 2015-04-21 2016-02-29 Структура с воздухопроницаемой тканью для осуществления защиты от огнестрельного и холодного оружия

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10101130B2 (ru)
EP (1) EP3286371B1 (ru)
KR (1) KR102462851B1 (ru)
CN (1) CN107683356B (ru)
BR (1) BR112017022770B1 (ru)
CA (1) CA2983061C (ru)
ES (1) ES2734392T3 (ru)
IT (1) ITMI20150574A1 (ru)
RU (1) RU2696457C2 (ru)
WO (1) WO2016169681A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10738396B2 (en) * 2017-04-17 2020-08-11 Sachin JHUNJHUNWALA Proliferated thread count of a woven textile by simultaneous insertion within a single insertion event of a loom apparatus multiple adjacent parallel yarns drawn from a multi yarn package
US20190323152A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Vijayaragavan Ranganathan Ultra soft fabric and process of manufacturing same
WO2019220195A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 Jhunjhunwala Sachin A twill fabric comprising cotton warp and polyester weft
EP3964824B1 (en) * 2020-09-02 2024-02-14 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Expansion coefficient determination with deformation measurement and simulation
CN112793249B (zh) * 2020-12-22 2024-03-15 上海仪耐新材料科技有限公司 一种防弹插板及其制备方法
KR102503550B1 (ko) * 2021-08-31 2023-02-24 이상옥 방검원단 및 그 제조방법
CN118441463B (zh) * 2024-07-08 2024-08-30 山东南山智尚科技股份有限公司 一种超高分子量聚乙烯复合纤维材料的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133169A (en) * 1998-03-20 2000-10-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Penetration-resistant ballistic article
WO2004074761A1 (en) * 2003-02-19 2004-09-02 F.Lli Citterio S.P.A. Anti-penetration flexible composite material
WO2008116303A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Barrday Inc. Coated multi-threat materials and methods for fabricating the same
WO2012063271A2 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Petroceramics S.P.A. Antiballistic element
WO2014145681A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Battelle Memorial Institute Armor system with multi-hit capacity and method of manufacture

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613535A (en) * 1985-02-28 1986-09-23 Allied Corporation Complex composite article having improved impact resistance
GB9123643D0 (en) * 1991-11-07 1992-07-22 Triplex Aircraft And Special P Windows
CZ294622B6 (cs) 1998-08-04 2005-02-16 Aramid Products Gmbh Materiál odolný proti probodnutí
US6737368B2 (en) 2001-12-19 2004-05-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Multiple threat penetration resistant articles
ATE335982T1 (de) * 2002-02-08 2006-09-15 Teijin Twaron Gmbh Stichgeschütztes und antiballistisches material und verfahren zu dessen herstellung
US7340779B2 (en) 2003-07-01 2008-03-11 E.I. Du Pont De Nemours And Company Flexible spike/ballistic penetration-resistant articles
US20050130521A1 (en) * 2003-12-10 2005-06-16 Wyner Daniel M. Protective laminates
US8006604B2 (en) * 2004-04-20 2011-08-30 Safe Direction, Llc Ballistic resistant gun case and method of usage
US8267001B2 (en) * 2006-12-04 2012-09-18 Battelle Memorial Institute Composite armor and method for making composite armor
US8256019B2 (en) * 2007-08-01 2012-09-04 Honeywell International Inc. Composite ballistic fabric structures for hard armor applications
DE102008043718B9 (de) * 2008-11-13 2012-05-31 Schott Ag Hochtransparentes wuchteinwirkungsfestes Scheibenlaminat umfassend wenigstens eine Scheibe einer Lithium-Alumino-Silicat-Glaskeramik und dessen Verwendung
EP2529177A2 (en) * 2010-01-29 2012-12-05 Battelle Memorial Institute Composite armor and method for making composite armor
KR101511454B1 (ko) * 2010-08-18 2015-04-10 하이어 디멘션 머티리얼즈, 인크. 표면 성질이 향상된 기재와 보호 판을 보유하는 보호 물질
DE102010050566A1 (de) * 2010-11-05 2013-06-06 Ec Technik Gmbh Laufboden für ein gepanzertes Fahrzeug, gepanzertes Fahrzeug mit einem derartigen Laufboden und Verfahren
US20150323292A1 (en) * 2011-01-19 2015-11-12 Angel Armor, Llc Flexible ballistic resistant apparatus with internal adhesive tacking
US20130180393A1 (en) * 2011-02-01 2013-07-18 Sgl Carbon Se Defensive, ceramic based, applique armor, device for providing anti-projectile armoring protection and process for producing ceramic based projectile armor with hollow geometry
WO2013002865A1 (en) * 2011-04-08 2013-01-03 Schott Corporation Multilayer armor
US9131790B2 (en) * 2013-08-15 2015-09-15 Aavn, Inc. Proliferated thread count of a woven textile by simultaneous insertion within a single pick insertion event of a loom apparatus multiple adjacent parallel yarns drawn from a multi-pick yarn package
EP2914923A1 (en) * 2012-10-30 2015-09-09 DSM IP Assets B.V. Transparent antiballistic article and method for its preparation
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
US10443159B2 (en) * 2013-08-15 2019-10-15 Arun Agarwal Proliferated thread count of a woven textile by simultaneous insertion within a single pick insertion event of a loom apparatus multiple adjacent parallel yarns drawn from a multi-pick yarn package
US20150135937A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 E I Du Pont De Nemours And Company Method to produce ballistic and stab resistant structures for garments and structures produced by the method
CN103979970B (zh) * 2014-04-09 2015-09-23 宁波东联密封件有限公司 一种高韧性无压烧结碳化硼防弹材料及其制备方法
JP6059702B2 (ja) * 2014-10-28 2017-01-11 公立大学法人大阪府立大学 含臭素環状アセタール化合物の製造方法
JP2017043861A (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 株式会社カネカ 防護パッド

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133169A (en) * 1998-03-20 2000-10-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Penetration-resistant ballistic article
WO2004074761A1 (en) * 2003-02-19 2004-09-02 F.Lli Citterio S.P.A. Anti-penetration flexible composite material
WO2008116303A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Barrday Inc. Coated multi-threat materials and methods for fabricating the same
WO2012063271A2 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Petroceramics S.P.A. Antiballistic element
WO2014145681A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Battelle Memorial Institute Armor system with multi-hit capacity and method of manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
CN107683356B (zh) 2020-05-15
BR112017022770B1 (pt) 2021-06-15
ITMI20150574A1 (it) 2016-10-21
RU2017136419A3 (ru) 2019-06-13
WO2016169681A1 (en) 2016-10-27
US10101130B2 (en) 2018-10-16
CA2983061C (en) 2023-03-28
EP3286371A1 (en) 2018-02-28
KR20180004743A (ko) 2018-01-12
ES2734392T3 (es) 2019-12-05
KR102462851B1 (ko) 2022-11-02
EP3286371B1 (en) 2019-05-08
US20180087878A1 (en) 2018-03-29
CN107683356A (zh) 2018-02-09
RU2017136419A (ru) 2019-05-21
CA2983061A1 (en) 2016-10-27
BR112017022770A2 (pt) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2696457C2 (ru) Структура с воздухопроницаемой тканью для осуществления защиты от огнестрельного и холодного оружия
JP6502252B2 (ja) 混成繊維一方向性テープおよび複合積層体
RU2668488C2 (ru) Пуленепробиваемый материал (варианты), объединяющий тканые или нетканые композиты
US7601416B2 (en) Fragment and stab resistant flexible material with reduced trauma effect
JP5415254B2 (ja) セラミック対向弾道パネル構造物
ES2529338T3 (es) Material compuesto fibroso antibalas y método para su producción
JP2018087404A (ja) 防弾用の高性能積層テープおよびその関連製品
JP5291188B2 (ja) 抗弾道効果製品
MX2007000256A (es) Ensamble flexible resistente a la balistica.
US20060040576A1 (en) Anti-penetration flexible composite material
KR101156127B1 (ko) 하이브리드 시이트 및 이를 포함하는 보호구
JP2005523179A (ja) 防弾布積層体
WO2002101319A1 (en) Laminated ballistic structure comprising alternating unidirectional and thermoplastic layers
NO330388B1 (no) Penetreringsresistent materiale og artikler fremstilt av samme
JP2008546565A (ja) 突き刺し、アイスピックおよび防護具用途向け複合材料
KR20150003471A (ko) 방탄용 복합재료 및 이를 이용하여 제조된 방탄헬멧
KR101595729B1 (ko) 방탄소재 및 그의 제조방법
Risteski et al. Applying of different fabrics for design of the protective military clothes
WO2024166051A1 (en) Method for preparing a compos ite material for ballistic protection in the form of a flexible sheet and related compos ite material obtainable with said method
KR20130135477A (ko) 방탄소재
KR20190102931A (ko) 방탄 또는 방검용 복합재
KR20100052765A (ko) 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품
WO2016169691A1 (en) Structure with breathable fabric for the production of ballistic and stab-resistant protections