RU2701717C1 - Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал - Google Patents
Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2701717C1 RU2701717C1 RU2018146639A RU2018146639A RU2701717C1 RU 2701717 C1 RU2701717 C1 RU 2701717C1 RU 2018146639 A RU2018146639 A RU 2018146639A RU 2018146639 A RU2018146639 A RU 2018146639A RU 2701717 C1 RU2701717 C1 RU 2701717C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fabric
- ballistic
- solution
- bulletproof material
- tissue
- Prior art date
Links
Images
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
- F41H1/00—Personal protection gear
- F41H1/02—Armoured or projectile- or missile-resistant garments; Composite protection fabrics
Abstract
Изобретение относится к броневым конструкциям, в частности к слоистым пулестойким материалам из баллистической ткани, и может быть использовано при изготовлении средств индивидуальной защиты: бронежилетов, защитной одежды, бронешлемов и их элементов. Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала включает обработку нитей ткани путем погружения ткани в 1N раствор монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде, выдержку в нем с последующей отмывкой, шлихтование нитей ткани путем погружения ткани в 2-5% раствор поливинилового спирта в дистиллированной или обессоленной воде, выдержку в нем, сушку до испарения растворителя, обработку катализатором - 20-40% раствором серной кислоты, с последующей отмывкой от катализатора и сушкой до воздушно-сухого состояния. Пулестойкий материал изготавливают из слоев баллистической ткани, которая получена способом по изобретению. Технический результат - повышение баллистических свойств баллистической ткани и пулестойкого материала, изготовленного из нее. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к броневым конструкциям, в частности, к слоистым пулестойким материалам из баллистической ткани и способам их изготовления, а также способам обработки тканых изделий низкомолекулярными органическими веществами, и может быть использовано при изготовлении средств индивидуальной защиты: бронежилетов, защитной одежды, бронешлемов и их элементов.
Известно использование высокопрочных арамидных нитей для изготовления баллистических тканей в слоистых пулестойких материалах, собранных слоями в защитные тканевые пакеты (RU 2126856, D03D 15/00, 27.02.1999; RU 2175035, D03D 15/00, F41H 1/02, 20.10.2001, ЕА 002601, F41H 1/04, 27.06.2002, RU 2337304, F41H 5/04, F41H 1/02, 20.05.2008).
Защитные свойства таких пулестойких материалов определяются устойчивостью самих баллистических тканей к воздействию средств поражения (пули, осколки и т.п.), а также числом слоев баллистической ткани в тканевых пакетах. Однако для обеспечения высокого класса защиты от воздействия современных средств поражения требуется достаточно большое число слоев баллистической ткани в тканевом пакете. Это заметно ограничивает подвижность человека в бронежилете или защитной одежде, изготовленных с использованием многослойных тканевых пакетов, а также увеличивает массу изделия и усложняет технологию изготовления отдельных элементов и самого изделия.
Баллистическая арамидная ткань состоит из нитей, которые изготовлены из элементарных волокон, связанных между собой силами трения и водородных связей. При попадании поражающего элемента (пуля, осколок) в ткань каждое элементарное волокно воспринимает нагрузку самостоятельно, что приводит к неравномерному натяжению элементарных волокон и как следствие к их разрыву.
Вид водородных связей в баллистической арамидной ткани представлен на Фиг. 1.
Силы трения и водородных связей (обозначены пунктирной линией, имеющие низкую энергию связи - около 6 ккал/моль) не способны распределить нагрузку равномерно на все элементарные волокна в одной нити, а тем более между нитями основы и утка.
Известны арамидные волокна, которое для улучшения влагостойких защитных свойств покрыто фторуглеродным полимером, в состав которого входит фторированный мономер метакрилата (W 09201108, D06M 15/277, 1992.01.23).
Однако ткани и тканевые пакеты, изготовленные из указанных нитей и волокон, могут быть ограниченно использованы для изготовления слоистых баллистических материалов бронежилетов, защитной одежды и т.п., поскольку имеют малую гибкость и низкую баллистическую стойкость.
Известен слоистый пулестойкий материал, включающий слои из баллистической ткани - арамида. Наборы нитей слоев пулестойкого материала обработаны составом фторуглеродного полимера: смесью фторакрилатных полимеров (RU 2308661 С2, F41H 5/04, 2005.09.20).
Недостатком материала является ограниченность его использования для создания современных средств индивидуальной защиты, которые требуют сочетания высокой гибкости защитного материала, его износостойкости и высокого уровня баллистической стойкости.
Известен способ получения пулестойкого материала из слоев баллистической ткани и пулестойкий материал, основанные на использовании фторуглеродного полимера из группы: перфторполиэфирная кислота, перфторлауриновая кислота (RU 2430327 С2, F41H 1/02, C09D 127/12, 2011.09.27).
Недостатком материала является ограниченность его использования для создания современных средств индивидуальной защиты, которые требуют сочетания высокой гибкости защитного материала и высокого уровня баллистической стойкости. Материал, обработанный перфторпроизводными углеводородов, приобретает водоотталкивающие свойства, но не связывает между собой элементарные нити, а также нити основы и утка, что не позволяет перераспределить энергию поражающего элемента на весь объем одного слоя материала.
Одним из близких по назначению и технической сущности (прототипом) является способ получения пулестойкого материала из слоев баллистической ткани и пулестойкий материал, основанный на замене водородных связей между элементарными волокнами и нитями основы и утка (RU 2629744 С2, F41H 1/02, C09D 127/12, 2016.06.15). Фиг. 2 поясняет, что происходит при замене водородных связей в баллистической арамидной ткани между элементарными волокнами и нитями основы и утка.
Недостатком материала является ограниченность его использования для создания современных средств индивидуальной защиты в связи недостаточным уровнем баллистической стойкости, что обусловлено малочисленностью замены водородных связей на ковалентные связи через связи нитей с макромалекулами поливинилового спирта. В силу своих пространственных размеров макромалекулы поливинилового спирта не могут связать все доступные атомы водорода при атомах азота в арамидном волокне.
Задачей изобретения является создание баллистической ткани и пулестойкого материала с повышенными баллистическими свойствами.
Техническим результатом изобретения является повышение баллистических свойств баллистической ткани и пулестойкого материала, изготовленного из нее.
Технический результат достигается тем, что способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала включает обработку нитей ткани путем погружения ткани в стандартный 1N раствор монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде, выдержку в нем, промывку, шлихтование путем погружения в 2-5% раствор поливинилового спирта в дистиллированной или обессоленной воде, выдержку в нем, сушку до испарения растворителя, обработку катализатором - 20-40% раствором серной кислоты, с последующей отмывкой от катализатора и сушкой до воздушно-сухого состояния.
Изобретение характеризуется также следующими уточняющими признаками, которые относятся к частным случаям осуществления способа получения баллистической ткани:
- стандартный 1N раствор монохлоруксусной кислоты готовят растворением 9,45 г монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде в мерной колбе на 100 мл;
- время выдержки ткани в растворе монохлоруксусной кислоты составляет около 1 часа;
- ткань отмывается от раствора монохлоруксусной кислоты до значения рН, близкого к нейтральному, по лакмусовой бумажке;
- раствор поливинилового спирта готовят путем введения поливинилового спирта в нагретую до температуры 90-100°С дистиллированную или обессоленную воду;
- время выдержки ткани в водном растворе поливинилового спирта составляет около 2 часов;
- время обработки ткани катализатором составляет около 1 часа;
- ткань отмывается от катализатора до значения рН, близкого к нейтральному;
- сушку после обработки катализатором осуществляют при температуре 40-50°С.
Пулестойкий материал изготавливают из слоев баллистической ткани, которая получена путем обработки нитей ткани путем погружения ткани в стандартный 1N раствор монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде, с последующей выдержкой в нем, промывкой, шлихтованием путем погружения в 2-5% раствор поливинилового спирта в дистиллированной или обессоленной воде, выдержкой в нем, сушкой до испарения растворителя, обработкой катализатором -20-40% раствором серной кислоты, отмывкой от катализатора и сушкой до воздушно-сухого состояния.
Изобретение характеризуется также следующими уточняющими признаками, которые относятся к частным случаям изготовления пулестойкого материала из слоев баллистической ткани:
- стандартный 1N раствор монохлоруксусной кислоты готовят растворением 9,45 г монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде в мерной колбе на 100 мл;
- время выдержки ткани в растворе монохлоруксусной кислоты составляет около 1 часа;
- ткань отмывается от раствора монохлоруксусной кислоты до значения рН, близкого к нейтральному, по лакмусовой бумажке;
- раствор поливинилового спирта готовят путем введения поливинилового спирта в нагретую до температуры 90-100°С дистиллированную или обессоленную воду;
- время выдержки ткани в водном растворе поливинилового спирта составляет около 2 часов;
- время обработки ткани катализатором составляет около 1 часа;
- ткань отмывается от катализатора до значения рН, близкого к нейтральному;
- сушку после обработки катализатором осуществляют при температуре 40-50°С.
Если на Фиг. 1 был представлен вид водородных связей в баллистической арамидной ткани до обработки ткани способом по изобретению, то Фиг. 3, 4 поясняют, что происходит с баллистической тканью в процессе реакций при обработке ее способом по изобретению.
Обработка ткани стандартным 1N раствором монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде при реакции нуклеофильного замещения приводит к образованию нитей с замещенными атомами водорода при атоме азота на молекулы уксусной кислоты. Это позволяет активировать все доступные атомы азота на поверхности элементарных нитей арамидного волокна (Фиг. 3).
Пропитка ткани низкомолекулярным органическим соединением - 2-5% раствором поливинилового спирта в дистиллированной или обессоленной воде позволяет заполнить пространство между элементарными волокнами, а также между нитями основы и утка.
При последующей обработке пропитанной и высушенной ткани катализатором - 20-40% раствором серной кислоты в результате реакции этерификации (между кислотным остатком уксусной кислоты и гидроксилом поливинилового спирта) возникают ковалентные связи не только между элементарными волокнами, но и между нитями основы и утка, что придает ткани «псевдомонолитность», способную равномерно распределять силу нагрузки от воздействия поражающего элемента, не только на нити основы и утка, но и на элементарные волокна. Помимо ковалентных связей, возникающих в процессе химической реакции, между высокомолекулярным органическим соединением (элементарными нитями) и поливиниловым спиртом, также сохраняются и водородные связи. Возникающие ковалентные связи позволяют распределять энергию поражающего элемента в объеме тканого полотна (Фиг. 4).
Заявленная совокупность признаков способа получения баллистической ткани и пулестойкого материала из нее позволяет существенно увеличить баллистическую стойкость ткани, а, следовательно, и изделий из нее.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.
Для проведения испытаний баллистических тканей, обработанных согласно изобретению, использовалась ткань на основе высокопрочных арамидных нитей «РУСАР» линейной плотности 29,4 такс, выполненной с саржевым переплетением арамидных нитей (артикул 56319 А).
Баллистическую ткань погружали в 1N раствор монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде. 1N раствор готовили растворением 9,45 г монохлоруксусной кислоты по ТУ 6-00-5763450-113-90 в дистиллированной воде в мерной колбе на 100 мл. Баллистическую ткань выдерживали в указанном растворе в течение примерно 1 часа с последующей отмывкой от излишков реагента.
Баллистическую ткань погружали в раствор поливинилового спирта VC-13 в в дистиллированной или обессоленной воде. Раствор готовили следующим образом: поливиниловый спирт вводили в воду нагретую до температуры 90-100°С, и перемешивали с использованием магнитной мешалки до образования раствора. Концентрация поливинилового спирта в воде составляла 2-5%. Баллистическую ткань выдерживали в указанном растворе в течение примерно 2 часов, сушили до испарения растворителя при температуре 40-50°С в течение 6-12 часов. Затем производили обработку баллистической ткани катализатором - 20-40% раствором серной кислоты марки ХЧ ГОСТ 4204-77 в течение примерно 1 часа с последующей отмывкой ткани от катализатора до значений рН, близких к нейтральному, и сушкой при температуре 40-50°С в течение 3-6 часов.
Затем из обработанной указанным образом баллистической ткани изготавливали пулестойкий материал по изобретению в виде баллистических пакетов из 3 слоев ткани с размерами 300×300 мм, скрепленных между собой прошивкой по периферии, который подвергали баллистическим испытаниям в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55623-2013. Для подтверждения эффективности технического решения по изобретению баллистическим испытаниям подвергались баллистические пакеты из 3 слоев ткани артикул 56319 А, не подвергавшиеся обработке по изобретению (прототип), с размерами 300×300 мм, скрепленные между собой прошивкой по периферии.
Баллистические испытания проводили путем обстрела пакетов с дистанции 0,75 м из баллистического ствола имитаторами осколков - стальными шариками по ГОСТ 3722 диаметром 6,35 мм, массой 1,03 … 1,05 г, с использованием капсюлированных гильз обр. 43 г. (по 20 счетных выстрелов в каждой группе). При проведении испытаний измеряли скорость осколков баллистическим регистратором РБ-1000 с использованием соленоидной блокировки участка траектории. Затем расчетным путем определяли скорость V50%, при которой вероятность непробития пакета составляло 50%.
Режимы обработки баллистических тканей и результаты испытаний пулестойких материалов прототипа и обработанных по изобретению приведены в таблице.
Результаты испытаний преграды по изобретению показали, что пулестойкий материал из ткани по изобретению превосходит прототип по баллистической стойкости на 9%. Средства индивидуальной бронезащиты (бронежилеты, защитная одежда и др.), изготовленные из ткани по изобретению, имеют более высокую баллистическую стойкость без увеличения массы.
Claims (2)
1. Способ получения баллистической ткани на основе высокопрочных арамидных нитей с линейной плотностью 29,4 текс, выполненной саржевым переплетением, для изготовления пулестойкого материала, включающий обработку нитей ткани путем погружения ткани в 1N раствор монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде, выдержку в нем с последующей отмывкой, шлихтование нитей ткани путем погружения ткани в 2-5% раствор поливинилового спирта в дистиллированной или обессоленной воде, выдержку в нем, сушку до испарения растворителя, обработку катализатором - 20-40% раствором серной кислоты, с последующей отмывкой от катализатора и сушкой до воздушно-сухого состояния.
2. Пулестойкий материал из слоев баллистической ткани на основе высокопрочных арамидных нитей с линейной плотностью 29,4 текс, выполненной саржевым переплетением, которая получена путем обработки нитей ткани путем погружения ткани в 1N раствор монохлоруксусной кислоты в дистиллированной воде, выдержки в нем с последующей отмывкой, шлихтования нитей ткани ее погружением в 2-5% раствор поливинилового спирта в дистиллированной или обессоленной воде, последующей выдержкой в нем, сушкой до испарения растворителя, обработкой катализатором - 20-40% раствором серной кислоты, отмывкой от катализатора и сушкой до воздушно-сухого состояния.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146639A RU2701717C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146639A RU2701717C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2701717C1 true RU2701717C1 (ru) | 2019-09-30 |
Family
ID=68170895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018146639A RU2701717C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2701717C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725198C1 (ru) * | 2020-02-03 | 2020-06-30 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" (ЗАО "НПО СМ") | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
RU2812754C1 (ru) * | 2023-02-09 | 2024-02-01 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" (АО "НПО Спецматериалов") | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA200800177A1 (ru) * | 2005-06-30 | 2008-06-30 | ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. | Изделие баллистической защиты |
US20090094719A1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Fral Private Limited | Fibre treatment resin and method of preparing such resin |
RU2008111143A (ru) * | 2005-08-26 | 2009-10-10 | Хонейвелл Интернэшнл Инк. (Us) | Гибкие баллистические композиционные материалы, стойкие к поглощению жидкостей, способ их изготовления и изделия, изготовленные из них |
RU2629744C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-08-31 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
-
2018
- 2018-12-25 RU RU2018146639A patent/RU2701717C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA200800177A1 (ru) * | 2005-06-30 | 2008-06-30 | ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. | Изделие баллистической защиты |
RU2008111143A (ru) * | 2005-08-26 | 2009-10-10 | Хонейвелл Интернэшнл Инк. (Us) | Гибкие баллистические композиционные материалы, стойкие к поглощению жидкостей, способ их изготовления и изделия, изготовленные из них |
US20090094719A1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Fral Private Limited | Fibre treatment resin and method of preparing such resin |
RU2629744C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-08-31 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725198C1 (ru) * | 2020-02-03 | 2020-06-30 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" (ЗАО "НПО СМ") | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
RU2812754C1 (ru) * | 2023-02-09 | 2024-02-01 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" (АО "НПО Спецматериалов") | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Robust, electro-conductive, self-healing superamphiphobic fabric prepared by one-step vapour-phase polymerisation of poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) in the presence of fluorinated decyl polyhedral oligomeric silsesquioxane and fluorinated alkyl silane | |
US7968152B2 (en) | Methods of making penetration resistant composites | |
JP4249030B2 (ja) | 防刺性防弾性材料およびその製法 | |
Majumdar et al. | Improving the impact resistance of p-aramid fabrics by sequential impregnation with shear thickening fluid | |
RU2701717C1 (ru) | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал | |
US5275625A (en) | Surface treated aramid fibers and a process for making them | |
RU2629744C1 (ru) | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал | |
JP2010525960A (ja) | 弾道複合体のマイクロ波加工 | |
US9909240B2 (en) | UHMWPE fiber and method to produce | |
RU2725198C1 (ru) | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал | |
Laha et al. | Role of fabric geometry in ballistic performance of flexible armour panels | |
WO1995004854A2 (de) | Verfahren zur plasmabehandlung von antiballistisch wirksamen materialien | |
RU2430327C2 (ru) | Способ получения пулестойкого материала из слоев баллистической ткани и пулестойкий материал | |
JP2017115265A (ja) | 難燃抗菌性布帛およびその製造方法および繊維製品 | |
KR101385003B1 (ko) | 무기입자가 부착된 방검원단 및 그 제조방법 | |
RU2812754C1 (ru) | Способ получения баллистической ткани для изготовления пулестойкого материала и пулестойкий материал | |
RU2420704C1 (ru) | Наногибридный защитный композит | |
Ahmed et al. | Green and durable treatment for multifunctional cellulose-containing woven fabrics via TiO2-NP and HMTAP processed in semi-pilot machine | |
CN108301106A (zh) | 一种防弹防割面料的制备方法 | |
JP2004263360A (ja) | 疎水仕上げされたアラミド織物を製造するための方法およびその使用 | |
RU2689739C1 (ru) | Способ изготовления защитной ткани, отражающей ультрафиолетовое излучение | |
KR20180027871A (ko) | 방호복용 고강도 원단 및 이의 제조 방법 | |
KR20180008535A (ko) | 발수성 피니쉬를 갖는 텍스타일 직물 및 이의 제조방법 | |
RU2411313C2 (ru) | Волокно из ароматического полиамида, способ его изготовления и материал для защитной одежды | |
Asaulyuk et al. | Study of the effect of crosslinking agents on the physical properties of polymer films based on starch |