TR201807080T4 - Sert zırh uygulamalarına yönelik kompozit balistik kumaş yapıları. - Google Patents

Abstract

Katı zırh uygulamalarında yararlı bir balistik dirençli kompozit materyal. Kompozit materyal bir termoplastik matris materyalinde en az bir yüksek sağlamlıkta fiberlerin konsolide ağını içerir. Reçine oda sıcaklığında yarı kristalize olan bir termoplastik poliüretan reçinedir. Yüksek sağlamlıkta fiberler en az yaklaşık 7 g/d'lik bir sağlamlığa sahiptir. Konsolidasyondan önce poliüretan reçine matris materyali bir sulu ortamdadır. Kuruyken, poliüretan matris materyali en az 500 psi'lik (3.45 MPa) bir çekme katsayısına (%100 uzamada), en az 500 psi'lik (3.45 MPa) bir çekme katsayısına (%300 uzamada) ve en az 2000 psi'lik (13.78 MPa) bir son çekme dayanımına sahiptir. Balistik dirençli kompozit materyal balistik özellikleri geliştirmiştir.

Description

TARIFNAME SERT ZIRH UYGULAMALARINA YÖNELIK KOMPOZIT BALISTIK KUMAS YAPILARI BULU UN ALT YAPISI Bulusun Sahasi Bu bulus balistik ve diger uygulamalara ve Onlarin formasyonuna yönelik yararli olan kompozit materyaller ile ilgilidir. l_lgili Teknigin Açiklamasi Termofiksaj reçinelerin bir fiber kompozit yapida balistik dirence yönelik kullanildigi bilinir. Bunlar tipik olarak sert veya kati zirh uygulamalarinda kullanilir.

Ancak, bu tür reçineler tipik olarak isleme ve atmaya yönelik çevresel sorunlar yaratan organik solventlerde uygulanir. Ayrica, bu tür reçinelerden olusan kompozitlerin kontrollü bir ortamda saklanmasi gerekir ve son ürünün olusumundan önce nispeten kisa raf ömrüne sahiptir.

Termoplastik reçinelerin stiren-izopren-stiren blok kopolimerleri ve poliüretanlari dahil olmak üzere bu tür kompozitlerde kullanildigi da bilinir. Bu materyaller islemesi daha kolay olan ve atma dahil olmak üzere daha az çevresel sorun olusturan sulu dispersiyonlardan uygulanabilir. Bu tür reçineler genellikle esnek zirh ürünlerinde kullanilir. Özellikle kati veya sert zirh uygulamalarina yönelik olarak, gerekligi sertligi tasiyan bir kompozit ürüne sahip olmasi gerekmektedir. Bir sulu ortamdan uygulanabilen ancak yine de Istenen sertlik düzeyine sahip olan kati bir zirh kompozit yapisinin saglanmasi talep edilir.

BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bu bulus ile uyumlu olarak, istem 1ie göre sert zirhta faydali bir balistik dirençli kompozit materyal saglanir.

Ayrica bu bulus ile uyumlu olarak, sert zirh malzemelerinin olusturulmasinda faydali olan önceden emprenye edilmis bir eleman saglanir, önceden emprenye edilen eleman, bir termoplastik matris materyalindeki yüksek dirençli Iiflerin bir aginin en az iki konsolide bitisik katmanini içerir, burada söz konusu termoplastik matris materyali ve yüksek dirençli lifler, istem 1'de tanimlandigi gibidir.

Ayrica bu bulus ile uyumlu olarak, sert zirh uygulamalarinda faydali olan bir balistik dirençli kompozit materyal saglanir, kompozit materyal, termoplastik bir matris materyali içindeki yüksek dirençli Iiflerin en az bir konsolide agini içerir, termoplastik matris materyali, oda sicakliginda yari kristal olan bir termoplastik poliüretan reçinesi içerir, yüksek dirençli lifler, yüksek dirençli polietilen lifler içerir, yüksek dirençli Iiflerin agi, tek yönlü bir sekilde yönlendirilmis dokunmamis bir kumas içerir, burada konsolidasyondan önce matris materyali, bir aköz ortamda söz konusu poliüretan reçinesini içerir, poliüretan matris materyali, kuru oldugunda, en az 1000 psi ( sahiptir, çekme katsayisi (%300 uzamada) en az 1000 psiidir (, en yüksek çekme direnci en az 4000 psi'dir ( ve Shore A sertligi, oda sicakliginda 60 dakika tekrar kristallestirildikten sonra ölçüldügünde en az 60'tir.

Matris materyali olarak önceden önerilen amorf poliüretanin aksine yari kristalize bir termoplastik poliüretan reçine kullanildiginda bir kompozit balistik kumasta gelismis balistik özelliklerin elde edildigi sasirtici bir sekilde bulunmustur. Elde edilen kompozit materyaller ve bunlardan yapilan maddeler özellikle kati tip balistik zirh uygulamalarinda yararlidir.

BULUSUN ETAYLI AÇIKLAMASI Mevcut bulusun amaçlari uyarinca, bir fiber, uzunluk ölçüsü genislik ve kalinligin enine ölçülerinden daha fazla olan bir uzayan gövdedir. Dolayisiyla, “fiber” ifadesi monofilament, multifilament, metal serit, serit, tel ve parçalanmis, kesilmis veya kesintili diger fiber formlari ve düzenli veya düzensiz enine kesitlere sahip benzeri maddeleri içerir. “Fiber” ifadesi önceden belirtilenlerden herhangi birinden çok sayida veya bunlarin bir kombinasyonunu içerir. Bir iplik birçok fiberden veya filamentten olusan kesintisiz bir ip telidir. Fiberler ayrilmis film veya bant formunda da olabilir.

Burada yararli olan fiberlerin enine kesitleri çok farklilik gösterebilir. Enine kesitte dairesel, düz veya oblong olabilir. Fiberlerin dogrusal veya uzunlamasina ekseninden uzayan bir veya daha fazla düzenli veya düzensiz Ioblara sahip düzensiz veya düzenli çok Ioblu enine kesitte de olabilir. Fiberlerin büyük ölçüde dairesel, düz veya oblong, en çok tercih edilen dairesel enine kesitte olmasi tercih Burada kullanildigi üzere, “yüksek saglamlikta fiberler“ ifadesi yaklasik 7 g/d”ye esit veya daha fazla saglamlikta fiberleri ifade eder. Tercihen, bu fiberler ASTM D2256 ile ölçüldügü üzere en az yaklasik 150 g/d'lik baslangiç çekme katsayisina ve en az yaklasik 8 J/g'lik kopma enerjisine sahiptir. Burada kullanildigi üzere, ile ölçüldügü üzere bir iplige ve ASTM D638 ile ölçüldügü üzere bir elastomere veya matris materyaline iliskin elastisite katsayisini ifade eder.

Tercihen, yüksek saglamlikta fiberler 10g/d'ye esit veya daha fazla, daha çok tercih edildigi üzere 16 g/d'ye esit veya daha fazla, hatta daha çok tercih edildigi üzere 22 g/d'ye esit veya daha fazla ve en çok tercih edildigi üzere 28 g/d'ye esit veya daha fazla saglamliklara sahiptir.

Bulusun ipliklerde ve kumaslarinda yararli yüksek dayaniklikta fiberler yüksek düzeyde yönlendirilmis yüksek moleküler agirlikta polyolefin fiberleri, özellikle yüksek katsayili (veya yüksek saglamlikta) polietilen fiberleri ve polipropilen fiberleri, aramit fiberleri, polibenzoksazol fiberleri (PBO) ve polibenzotiazol (PBT) gibi polibenzazol fiberleri, polivinil alkol fiberleri, poliakrilonitril fiberleri, sivi kristal kopolyester fiberleri, poliamid fiberleri, polyester fiberleri, fiberglaslari, grafit fiberleri, karbon fiberleri, bazalt veya diger mineral fiberleri, kati çubuk polimer fiberleri ve bunlarin karisimlarini ve harmanlarini içerir. Bu bulusta tercih edilen yüksek dayanim fiberleri polyolefin fiberleri (daha çok tercih edildigi üzere yüksek saglamlikta polietilen fiberleri), aramit fiberleri, polibenzazol fiberleri, grafiti fiberleri ve bunlarin karisimlarini ve harmanlarini içerir. En çok tercih edilen yüksek saglamlik polietilen fiberler ve/veya aramit fiberlerdir.

U.S. Pat. No. 4,457,985 genellikle bu tür yüksek moleküler agirlikta polietilen ve polipropilen fiberleri açiklar. Polietilen örneginde, uygun fiberlerin agirligi en az yaklasik 150,000, tercihen en az yaklasik bir milyon ve daha çok tercih edildigi üzere yaklasik iki milyon ve yaklasik bes milyon arasinda ortalama moleküler agirliga sahiptir. Bu tür yüksek moleküler agirlikli polietilen fiberler bir jel yapisi veya polietilen fiberler bir yuvarlama ve çekme prosesi ile üretilebilir (bakiniz U.S. karbon atomunda yaklasik 5 modifiye ünitesinden fazla olmayan az miktarda zinciri dallara ayirici veya konomomerler içerebilen ve bununla birlikte yüzde 50'den fazla olmayan agirlikta karistirilmis olarak alken-I-polimerler, özellikle düsük yogunluklu polietilen, polipropilen veya polibütilen, primer monomerler, okside polyolefinler, greft polyolefin kopolimerler gibi kopolimerler ve polioksimetilenler veya antioksidanlar, yaglayicilar, ultraviyole, perdeleme ajanlari, renklendiriciler ve yaygin bir sekilde kullanilan benzeri düsük moleküler agirlikli katki maddeleri gibi bir veya daha fazla polimerik katki maddesini de içerebilen büyük ölçüde dogrusal bir polietilen materyali ifade eder.

Yüksek saglamlikta polietilen fiberler (uzatilmis zincir veya yüksek moleküler agirlikta polietilen fiberler olarak da adlandirilir) tercih edilir ve örnegin SPECTRA® fiberleri ticari markasi ve iplikler Honeywell International Inc., Morristown, New Jersey, ABD. tarafindan saglanir.

Formasyon teknigine bagli olarak, bu fiberlere çekme orani ve sicakliklari ve diger kosullar, çesitli özellikler uygulanabilir. Polietilen fiberlerin saglamligi en azindan yaklasik 7 g/d, tercihen yaklasik 15 g/d, daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 20 g/d, yine daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 25 g/d ve en çok tercih edildigi üzere yaklasik 30 g/d'dir. Ayni sekilde fiberlerin baslangiç çekme katsayisi Instron çekme testi makinesi ile ölçüldügü üzere, tercihen yaklasik 300 g/d, daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 500 g/d, yine daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 1.000 g/d ve en çok tercih edildigi üzere yaklasik 1.200 g/d'dir. Baslangiç çekme katsayisina ve saglamligina iliskin en yüksek degerler genellikle gelistirilen solüsyonu ve jel egirme proseslerini kullanarak elde edilebilir. Filamentlerin çogu olusturulduklari polimerin erime noktasindan daha yüksek erime noktalarina sahiptir. Bu yüzden, örnegin yaklasik 150,000, yaklasik bir milyon ve yaklasik iki milyon moleküler agirliga sahip yüksek moleküler agirlikta polietilen genellikle kütle halinde yaklasik 138°C'de erime noktasina sahiptir. Bu materyallerden yapilan yüksek düzeyde yönlendirilmis polietilen filamentler yaklasik 7°C ila yaklasik 13°C daha yüksek erime noktalarina sahiptir. Dolayisiyla, erime noktasinda çok az bir artis kütle polimer ile karsilastirildiginda kristalin mükemmeliyetini ve filamentlerin daha yüksek kristalin oryantasyonunu yansitir.

Tercihen, kullanilan polietilen her bin karbon atomda yaklasik bir metil gruptan daha az, daha çok tercih edildigi üzere her bin karbon atomunda yaklasik 0.5 metil gruptan daha az ve diger bilesenlerin yaklasik yüzde 1 agirligindan daha az metil Ayni sekilde, moleküler agirligi yaklasik en az 200,000, tercihen en az bir milyon ve daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik iki milyon agirlik ortalamasina sahip olan yüksek düzeyde yönlendirilmis yüksek moleküler agirlikli polipropilen fiberler kullanilabilir. Bu tür uzatilmis zincir polipropileni yukarida refere edilen çesitli referanslarda açiklanan teknikler ve özellikle U.S. Pat. No. 4,413,110 teknigi ile iyi yönlendirilmis filamentlere uygun bir sekilde dönüstürülebilir.

Polipropilen, polietilenden çok daha az kristalin bir materyal oldugundan ve asili metil gruplar içerdiginden, polipropilen ile elde edilebilen saglamlik degerleri genellikle polietilenin ilgili degerlerinden çok daha azdir. Dolayisiyla, uygun bir saglamlik tercihen en az yaklasik 8 g/d, daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 11 g/d'dir. Polipropilenin baslangiç çekme katsayisi tercihen en az yaklasik 160 g/d, daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 200 g/d'dir.

Polipropilenin erime noktasi genellikle yönlendirme prosesi ile birkaç derece artirilir, bu sekilde polipropilen filamenti tercihen en az yaklasik 168°C, daha çok tercih edildigi üzere en az 170°C`Iik bir ana erime noktasina sahiptir. Yukarida açiklanan parametrelere iliskin özellikle tercih edilen araliklar son maddede avantajli bir sekilde gelismis performans saglayabilir. Yukarida açiklanan parametrelerin (katsayi ve saglamlik) tercih edilen araliklari ile baglanmis en az yaklasik 200,000 agirlik ortalamali moleküler agirliga sahip fiberler kullanma son üründe avantajli bir sekilde gelismis performans saglayabilir.

Uzatilmis zincir polietilen fiberleri örneginde, jel ile egirilmis polietilen fiberlerin hazirlanmasi ve çekilmesi U.S. Patentleri Aramit fiberler örneginde, aromatik poliamidlerden olusturulan uygun fiberler örnegin U.S. Pat. No. 3,671,542 içinde açiklanir. Tercih edilen aramit fiberler en az yaklasik 20 g/d'lik bir saglamliga, en az yaklasik 400 g/d'lik bir baslangiç çekme katsayisina ve en az yaklasik 8 J/g'lik kopma enerjisine sahip olacaktir ve özellikle tercih edilen aramit fiberler en az yaklasik 20 g/d'lik bir saglamliga ve en az yaklasik 20 J/g'lik kopma enerjisine sahip olacaktir. En çok tercih edilen aramit fiberler en az yaklasik 23 g/d'lik bir saglamliga, en az yaklasik 500 g/d'lik bir katsayiya ve en az yaklasik 30 J/g'lik kopma enerjisine sahip olacaktir. Örnegin biraz yüksek katsayi ve saglamlik degerlerine sahip olan poli(p-fenilen tereftalamit) filamentler özellikle balistik dirençli kompozitler olusturmada yararlidir. Örnekler arasinda Teijin tarafindan saglanan 1000'Iik denyeye sahip Twaron® T2000 yer alir. Diger örnekler du Pont tarafindan saglanan sirasiyla 400, çekme katsayisi ve saglamlik degerleri olarak 500 g/d ve 22 g/d'ye sahip Kevlar® 29'dur. Bu bulusta baska üreticilerin aramit fiberleri de kullanilabilir. Koli(p-fenilen tereftalamit 3,4' oksidifenilen tereftalamit) gibi poli(p-fenilen tereftalamit) kopolimerler de kullanilabilir. Bu bulusun uygulamasinda ayrica du Pont tarafindan N0mex® ticari markasi altinda sunulan poli(m-fenilen izoftalamit) de yararlidir.

Yüksek çekme dayanimi katsayisina sahip yüksek moleküler agirlikli polivinil alkol (PV-OH) fiberler Kwon et al.'a ait U.S. Pat. No. 4,440,711'de açiklanir. Yüksek moleküler agirlikli PV-OH fiberleri en az yaklasik 200.000 agirlikli ortalama moleküler agirliga sahip olmalidir. Özellikle yararli PV-OH fiberleri en az yaklasik 300 g/d katsayisina, tercihen en az yaklasik 10 g/d saglamliga, daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 14 g/d ve en çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 17 g/d ve en az yaklasik 8 J/g'lik kopma enerjisine sahip olmalidir. Bu tür özelliklere sahip PV-OH fiberi, örnegin U.S. Pat. No. 4,599,267 içinde açiklanan proses ile üretilebilir.

Poliakrilonitril (PAN) örneginde, PAN fiberi en az yaklasik 400,000 agirlikli ortalama moleküler agirliga sahip olmalidir. Özellikle yararli PAN fiberi en az yaklasik 10 g/dllik bir katsayiya ve en az yaklasik 8 J/g'lik kopma enerjisine sahip olmalidir. En az yaklasik 400,000'lik bir moleküler agirliga, en az yaklasik 15 ila g/d`lik bir saglamliga ve en az yaklasik 8 J/g'lik kopma enerjisine sahip olan PAN fiberi en yararlidir; ve bu tür fiberler örnegin U.S. Pat. No. 4,535,027 içinde açiklanir.

Bu bulusun uygulamasina yönelik uygun sivi kristal kopolyester fiberler örnegin kopolyester fiberleri Kuraray America Inc. tarafindan saglanan Vectran® fiberleri adi altinda bulunur.

Bu bulusun uygulanmasina yönelik uygun polibenzazol fiberler örnegin U.S. Pat.

Polibenzazol fiberler Toyobo Co. tarafindan saglanan Zylon® fiberleri adi altinda Kati çubuk fiberleri örnegin U.S. Pat. No.

Magellan Systems International tarafindan saglanan M5® fiberleri adi altinda Tercihen, fiberler agindaki fiberler yüksek saglamlikta polyolefin fiberler grubundan (daha çok tercih edildigi üzere yüksek saglamlikta polietilen fiberler), aramit fiberler, PBO fiberleri, grafit fiberleri ve bunlarin harmanlarindan seçilir.

Bu bulusun kompozitinde kullanilan fiberler agi veya aglari dokunmus, örülmüs, dokunmamis, örgülü, kagit veya yüksek saglamlikta fiberlerden olusturulan diger kumas tipleri olabilir. Tercihen, kumastaki fiberlerin agirlikça en az %50'si, daha çok tercih edildigi üzere kumastaki fiberlerin agirlikça en az %75”i ve en çok tercih edildigi üzere kumastaki fiberlerin tamami veya büyük bir kismi yüksek saglamlikta fiberlerdir.

Bu bulusun çesitli fiber tabakalarinda yararli iplikler herhangi bir uygun denyede olabilir ve her tabakada ayni veya farkli denyede olabilir. Örnegin, iplikler yaklasik 50 ila yaklasik 3000`Iik bir denyeye sahip olabilir. Seçim balistik etkililik, diger istenen özellikler ve maliyete göre belirlenir. Dokuma kumaslarda, daha ince iplikleri üretmek ve dokumak daha maliyetlidir, fakat her ünite agirliginda daha fazla balistik etkililik olusturabilir. iplikler tercihen yaklasik 200 denye ila yaklasik 3000 denye arasindadir. Daha çok tercih edildigi üzere iplikler yaklasik 400 denye ila yaklasik 2000 denye arasindadir. En çok tercih edildigi üzere iplikler yaklasik 500 denye ila yaklasik 1600 denye arasindadir.

Bir dokuma kumas kullanildiginda, düz dokuma, sepet örgüsü, fitilli kumas, satensi, üç boyutlu dokuma kumaslar ve bunlarin birçok varyasyonunu içeren herhangi bir dokuma deseni olabilir. Bu tür kumaslar esit bir çözgü ve atki sayisina sahip olduklarindan düz ve sepet örgüsü kumaslar giderek daha çok tercih edilir. Kumas çözgü ve atki yönlerinde veya diger yönlerde farkli fiberler Dokuma kumaslarda, bu yapilar dört ana tipi trikot, rasel, ag ve yönlendirilen yapilar olan birbirine geçmeli ilmeklerden olusur. Ilmek yapisinin dogasi nedeniyle, ilk üç kategorideki örgüler bir fiberin dayanikliligindan tamamen yararlanmadigindan digerleri kadar uygun degildir. Ancak yönlendirilen örgülü yapilar, ince denye örgülü dikisler ile yerinde tutulan düz islemeli iplikler kullanir. iplikler, ipliklerdeki geçmeli etki nedeniyle dokuma kumaslarda bulunan kivrim etkisi olmadan tamamen düzdür. Bu biriktirilen iplikler tasarlanan gereksinimlere bagli olarak bir tek eksenli, çift eksenli veya çok eksenli yönde yönlendirilebilir.

Yük tasima ipliklerini biriktirmede kullanilan spesifik örgü ekipmaninin ipliklerin içinden geçmeyecegi sekilde olmasi tercih edilir.

Dokuma olmayan tipte tercih edilen kumasa bir örnek tek yönde yönlendirilen kumastir. Bilindigi üzere, bu tür bir düzenlemede tek yönde yönlendirilen fiberler ortak bir fiber yön boyunca birbirine büyük ölçüde paralel hizalanir. Tek yönde yönlendirilen kumas ürüne biraz enine yönlü stabilite saglayan az miktarda bir materyal içerebilir; bu tür materyal tamami yüksek saglamlikta materyaller olmayan fiberler, iplikler veya yapiskan iplikler veya reçineler, yapiskanlar, filmler ve tek yönde yönlendirilen kumasin uzunlugu boyunca aralikli olabilen fakat buna bir açida uzanabilen formda olabilir. Bu tür materyaller, bulundugunda dokuma olmayan kumasin toplam agirliginin agirlikça yaklasik %10'unu, daha çok tercih edildigi üzere yaklasik %5'ini olusturabilir.

Bu tür tek yönlü dokuma olmayan kumaslar, bir tabakadaki fiberler bir yönde ve bitisik tabakadaki fiberler birinci tabakadaki fiberlerin yönüne göre bir açida uzanacak sekilde tipik olarak çoklu tabakalarda kullanilir. Örnegin, ardisik katlar Tek yönlü dokuma olmayan kumaslar çesitli yöntemler ile yapilabilir. Tercihen, yüksek saglamlikta filamentlerden olusan iplik yumaklari bir bobinden saglanir ve kilavuzlardan yönlendirilir ve bir hizalama taragina geçirilir. Hizalama taragi filamentleri es düzlemli ve büyük ölçüde tek yönlü bir sekilde hizalar. Sonra fiberler, bir kaplama aparatinda bulunabilen bir veya daha fazla ayirici bara yönlendirilebilir veya kaplama aparatindan önce veya sonra bulunabilir.

Burada kullanilabilen bir diger dokuma olmayan kumas tipi igne ile delinen keçeler gibi bir keçe formunda olan kumaslardir. Bir keçe rastgele yönlendirilen fiberlerin dokuma olmayan bir agidir, tercihen en azindan bunlardan biri kesintili fiberdir, uzunluga sahiptir. Bu keçeler hallaçlama veya sivi akitma, eriyik üfleme ve egirerek açma gibi teknikte bilinen birçok yöntem ile olusturulabilir. Fiberler agi, igne ile delme, dikis ile tutturma, hidro-engelii hava engeli, egirerek tutturma, egirme ipi veya benzeri ile mekanik olarak, bir yapistirici ile kimyasal olarak veya bir fiber ile noktadan tutturma veya düsük erime noktasina sahip bir harmanlanmis fiber ile termal olarak konsolide edilir.

Kagit kumaslarda, bunlar örnegin yüksek saglamlikta fiberler içeren bir siviyi yumusatarak olusturulabilir.

Tercihen, yüksek saglamlikta fiberler agindan olusan birçok katman kullanilir. Bir örnekte, iki katmanli bir kompozit olusturulur. Bir diger örnekte, dört katmanli bir kompozit olusturulur. Teknikte bilindigi üzere, bu tür kompozit veya prepreg çoklu katmanlar balistik dirençli ürünü olusturmak üzere kullanilabilir.

Bulusun yüksek saglamlikta fiber aglari, asagida daha detayli açiklandigi üzere bulusun matris reçinesi bilesimi ile kaplanir. Burada kullanildigi üzere, “kaplama” ifadesi genis bir kapsamda bir fiber agi açiklamak üzere kullanilir, burada tek tek fiberler, fiberleri çevreleyen matris bilesiminin kesintisiz tabakasina veya fiberlerin yüzeylerindeki matris bilesiminin kesintili bir tabakasina sahiptir. Önceki örnekte, fiberlerin matris bilesime tamamen yerlestirildigi söylenebilir. Kaplama ve emprenye etme ifadeleri burada degistirilerek kullanilir.

Fiberler agi istenen herhangi bir teknik ile kaplanabilir. Örnegin, matris reçinesi püskürtme, damlatma, silindir kaplama, sicak eriyik kaplama veya benzeri ile uygulanabilir. Fiberler aginin matris reçinesi ile kaplanmasi tercih edilmesine ragmen, alternatif olarak veya bununla birlikte tek tek fiberler veya iplikler matris reçinesi ile kaplanabilir.

Bulus uyarinca, yüksek saglamlikta fiberler agi ile kullanilan matris reçinesi poliüretan reçine sulu bir ortamdayken, oda sicakliginda yari kristalize olan bir termoplastik poliüretan reçinedir. Reçine bilesimi bir sulu ortamdadir ve poliüretan reçinenin sulu bir dispersiyonu, emülsiyonu veya solüsyonu formunda olabilir. Bu tür reçinelerin, amorf termoplastik poliüretan reçineler ile karsilastirildiginda gelismis balistik özelliklere sahip balistik ürünler ile sonuçlandigi bulunmustur. Bu bulusta kullanilan reçineler kristalize reçinelerdir, amorf reçinelerin aksine daha kesin yari kristalize reçinelerdir.

Bu tür yari kristalize termoplastik poliüretan reçineler önceden önerilmis amorf poliüretan reçinelerin tersine bir yapiya sahiptir. Bir amorf termoplastik poliüretan reçine yaklasik sifir kristallige sahip bir reçinedir. Yari kristalize reçine poliüretan reçineler en az yaklasik %10, daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik %20, yine daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik %30 ve en çok tercih edildigi üzere en az yaklasik %40'Iik kristalliklere sahiptir. Bu kristallikler poliüretan reçinenin kurutulmus örneklerinin veya poliüretan reçinenin ince katlanmis filmlerinin ölçümlerine dayanir.

Termoplastik reçinelerin kristalligi tercihen x isini kirinimi (XRD) analizi kullanilarak belirlenir. Diferansiyel taramali kalorimetre (DSC) gibi diger analitik teknikleri de kullanilabilir. DSC ile kristallik ölçümleri XRD ile belirlenenden biraz daha düsüktür. Kompozit ürünün kristalligi, kompozitin diger bilesenlerinin kristalliginin etkisi, vb. nedeniyle film formundaki poliüretan reçinenin kristalliginden daha yüksek veya düsük olabilir.

Burada kullanilan termoplastik poliüretan reçineler belirli özellikler ile karakterize edilir. Bu özellikler çekme katsayisini (%100 uzamada), çekme katsayisini (%300 uzamada) ve son uzama çekme dayanimini içerir. Bu tür reçinelerin ek avantajli özellikleri kopma uzamasina ve Shore A sertligine sahip olmasidir. Çekme katsayisini bakimindan (%100 uzamada), bulusta yararli poliüretan reçineler en az yaklasik 500 psi (, tercihen en az yaklasik 1000 psi en çok tercih ediligi üzere en az yaklasik 1200 psi'ye ( sahiptir.

Ayrica çekme katsayisini bakimindan (%300 uzamada), burada kullanilan poliüretanlar en az yaklasik 500 psi (, tercihen en az yaklasik 1000 psi en çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 1200 psi'ye ( sahiptir.

Termoplastik poliüretanlar ayrica son çekme dayanimi bakimindan en az yaklasik 2000 psi (, daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 5000 psi ( ve en çok tercih edildigi üzere en az yaklasik 5500 psi'ye ( sahiptir.

Bu tür kristal poliüretan reçinelerin diger istenen özellikleri en az %500, tercihen en az yaklasik %600, daha çok tercih edildigi üzere en az yaklasik %650 ve en çok tercih edildigi üzere en az yaklasik %700 kopma uzamasini içerir.

Poliüretan reçineler, kuru oldugunda Shore A sertlik ölçegi ile ölçüldügü üzere nispeten yüksek sertlige sahiptir. Poliüretan reçineler. oda sicakliginda 60 dakika tekrar kristalize edildikten sonra ölçüldügünde tercihen en az yaklasik 60'lik bir Shore A sertligine sahiptir. Daha çok tercih edildigi üzere, poliüretanin Shore A sertligi, oda sicakliginda 60 dakika tekrar kristalize edildikten sonra ölçüldügünde en az yaklasik 80 düzeyindedir.

Bu tür sertligi ölçmek üzere, filmi dekristalize etmek üzere poliüretan reçinenin bir filmi 80 °C`de 60 dakika boyunca isitilir ve sonra film 60 dakika boyunca oda sicakligina sogutulur.

Burada kullanilan poliüretan bilesimler birçok kati içerigi ne sahip olabilir. Örnegin, kati içerik kalan agirligi su olmak üzere agirlikça yaklasik yüzde 20 ila yaklasik 80, daha çok tercih edildigi üzere agirlikça yaklasik yüzde 30 ila yaklasik 70 ve daha çok tercih edildigi üzere agirlikça yaklasik yüzde 40 ila yaklasik 60 arasinda olabilir. Dolgu maddeleri, viskozite modifiye ediciler ve benzeri gibi katki maddeleri reçine bilesimine eklenebilir.

Reçine matris materyalinin kompozit tabakalarda fibere orani son kullanima bagli olarak büyük ölçüde farklilik gösterebilir. Tercihen reçine matrisi materyali kompozitin toplam agirligina göre agirlikça yaklasik yüzde 1 ila yaklasik 98, daha çok tercih edildigi üzere agirlikça yaklasik yüzde 5 ila yaklasik 95 ve yine daha çok tercih edildigi üzere agirlikça yaklasik yüzde 5 ila yaklasik 40 ve en çok tercih edildigi üzere agirlikça yaklasik yüzde 10 ila yaklasik yüzde 25'ini olusturur (fiberler ve reçine matrisi).

Kaplamadan sonra, kaplanan fibröz tabaka, sonra kaplanan fiber ag tabakasi veya tabakalarin matris bilesimindeki suyu buharlastirmak üzere yeterince isiya maruz kalan kurutmaya yönelik bir firindan geçirilebilir. Kaplanan fibröz ag sonrasi bir ag tasiyiciya yerlestirilebilir, bu bir kagit veya film substrati olabilir veya kumas matris reçinesi ile kaplamadan önce ilk olarak bir tasiyiciya yerlestirilebilir. Kumas tabakasini veya tabakalarini içeren substrat ve reçine matrisi sonradan bir kesintisiz ruloya bilinen bir sekilde sarilabilir.

Kumas tabakasinin veya tabakalarinin reçine matrisi ile kaplanmasindan sonra, tabakalar tercihen bir prepreg olusturmak üzere bilinen bir sekilde konsolide edilir. üniter tabakada birlestirilmesi ifade edilir. Konsolidasyon kurutma, sogutma, isitma, basinç veya bunun bir kombinasyonu yoluyla gerçeklesebilir.

Tercihen bulusun kompozit materyali, çapraz katlanmis iki tabakali yapi gibi bir çift tabaka olarak degerlendirilebilen fiberlerin konsolide aginin en az iki tabakasina sahiptir. Çok sayida bu tür tabaka balistik dirençli kompozit materyali olusturabilir. Bir diger düzenlemede, alternatif olarak çapraz katlanan dört tabaka gibi dört tabaka konsolide fiber agi kullanilir. Konsolide fiber aglarinin toplam sayisi, üretilecek madde tipine, istenen performansa ve istenen agirliga bagli olarak büyük ölçüde farklilik gösterebilir. Örnegin, tabaka sayisi yaklasik 2 ila yaklasik 500 tabaka, daha çok tercih ediligi üzere yaklasik 4 ila yaklasik 200 tabaka arasinda ve en çok tercih edildigi üzere yaklasik 10 ila yaklasik 60 tabaka arasinda degisebilir. Tabakalar herhangi bir uygun kalinlikta olabilir. Örnegin, çok sayida fibröz tabakalarin bir bölümünün her tabakasi yaklasik 1 mil ile yaklasik 40 mil (25 ila 1016 um), daha çok tercih edildigi üzere yaklasik 1 ila yaklasik 30 mil 508 pm) arasinda bir kalinliga sahip olabilir.

Tercihen, farkli fiber tiplerinin fiber aglarinin yani sira iki veya daha fazla fiberin bir harmaninin fiber aglarini içermesi mümkün olmasina ragmen, ürünün fiber tabakalari ayni kimyasal tipte fiberlerden olusturulur. Örnegin, çapraz katlanmis yapidaki bir tabakanin fiberleri örnegin yüksek saglamlikta polietilen fiberler gibi bir tip fiberden olusturulabilir ve bitisik tabakadaki fiberler aramit fiber gibi farkli kimyasal tipte bir fiberden olusturulabilir.

Ayrica kompozit balistik kumas yapilarinin yüzeylerine yapistirilmis herhangi bir plastik filme sahip olmamalari tercih edilir. Ayrica, balistik dirençli kompozit materyalin temel olarak yukarida açiklandigi gibi büyük ölçüde kristalize termoplastik poliüretan reçinede yüksek saglamlikta fiberlerin konsolide agindan olusmasi veya en azindan birinden olusmasi tercih edilir.

U.S. Patent 5,690,526'nin sulu formda bir termoplastik poliüretandan olusturulan bir kompozit yapiyi ortaya koydugu belirtilir; poliüretan üreticisi tarafindan bir amorf materyal olarak açiklanir. Ayrica, WO 00/29468iin önceden belirtilen U.S.

Patent 5,690,526'dan daha amorf oldugu söylenen ve bundan üretilen ürünlerin arka yüz deformasyonunu iyilestirdigi söylenen bir poliüretanin kullanimini açiklar. Önceden belirtilen U.S. Patent 5,690,526'da açiklanan poliüretan reçine yaklasik içinde açiklanan spesifik reçine üreticisi tarafindan 530 psi'lik ( çekme dayanimina sahip olarak açiklanir. U.S. Patent 5,690,526 içinde açiklanan reçineye iliskin çekme katsayisi ve son çekme dayanimi degerlerinin mevcut bulusta kullanilan reçinelerin degerlerinden önemli ölçüde daha düsüktür. Ayrica, Dispercoll U-42'nin oda sicakliginda 60 dakika boyunca tekrar kristalize edildikten SOnra ölçüldügünde, üreticisi tarafindan yaklasik 39'Iuk Shore A sertligine sahip oldugu açiklanir. Bu ayrica burada kullanilan reçinelerin sertlik degerlerinden önemli ölçüde düsüktür. Ayrica önceden belirtilen U.S. Patent 5,690,526 içinde açiklanan reçinelerin kopma uzamasinin yaklasik %650 ila yaklasik 1000 oldugu belirtilir.

Yukarida belirtilen uygulamalarin önerdigi amorf poliüretanin aksine büyük ölçüde kristalize olan bir termoplastik poliüretan kullanilarak gelismis balistik özelliklerin elde edildigi sürpriz bir sekilde bulunmustur.

Birlikte askida bekleyen, ortak atanmis 26 Agustos 2005 tarihinde dosyalanan U.S. patent uygulamasi Seri No. 11/213,253 reçine matrisi olarak bir termoplastik poliüretan sivi almaya ve kullanmaya dirençli esnek balistik dirençli kompozitleri açiklar, fakat mevcut bulusta kullanilan büyük ölçüde kristalize poliüretan reçineler bu tür uygulamada açiklanmaz.

PCT yayinlanan basvuru WO 2000/29468 içinde bir amorf poliüretanin kullanildigi poliüretan kompozitleri açiklar.

Bu bulusun kompozit kumaslari araç panelleri, gögüs plakalari (seramik kaplamali veya kaplamasiz), askeri ve zorunlu kullanilan kasklar, polis ve el kalkanlari, hareketli balistik duvarlar ve bölmeler, çantalar, zirh levhasi astarlari ve benzeri gibi çok çesitli balistik dirençli uygulamalarda kullanilabilir. Kompozit kumaslar özellikle araç koruma plakalarinda (kara, deniz ve/veya hava araçlarinda) yararlidir.

Asagidaki sinirlayici olmayan örnekler bulusun daha komple bir anlayisini saglamak üzere sunulur. Bulusun ilkelerini göstermek üzere ortaya konan spesifik teknikler, kosullar, materyaller, oranlar ve bildirilen veriler örnek niteligindedir ve bulusun kapsamini sinirlayici olarak degerlendirilmemelidir. ÖRNEKLER Örnek 1 (Karsilastirmali) Dört katli dokuma olmayan bir kompozit tek yönde yönlendirilen 1300 denyeli yüksek saglamlikta polietilen ipliklerden (Honeywell International lnc. tarafindan saglanan Spectra® 1000) olusturulmustur. Tek yönlü bantlar, tek yönlü bir ag olusturmak üzere fiberleri bir askidan ve hizalama istasyonundan geçirerek hazirlanmistir. Sonra fiber agi bir tasiyici aga yerlestirilmis ve fiberler bir stiren- izopren-stiren blok kopolimer matris reçine (Henkel Corp. tarafindan saglanan Prinlin® B7137HV) ile kaplanmistir.

Kaplanan fiber agi sonra bilesimdeki suyu buharlastirmak üzere bir firindan geçirilmis ve tasiyici ag ondan siyrilmis bir sekilde bir ruloya sarilmistir. Elde edilen yapi kompozitin toplam agirligina bagli olarak matris reçinenin yaklasik yüzde 16'sini Içermistir. Tek yönlü fiber prepreglerin dört kesintisiz rulosu bu sekilde hazirlanmis ve dört tek yönlü bant O°/90°/O°/90° konsolide rulo olusturmak paneller kompozit bir yapi olusturmak üzere kullanilmistir.

Bu 4 katli ürünün toplam 68 tabakasi bir uygun hidrolik pres kalibina yerlestirilmis ve bir kaliplama basincinda 20 dakika boyunca kalipta tutulmustur. Olusturulan lamine büyük ölçüde düz bir konfigürasyona sahipti. Kaliplamadan sonra, lamine oda sicakligina sogumak üzere birakilmistir.

Panel bir M8O topu (7.62 x 51 mm) kullanilarak balistik özellikleri bakimindan test edilmistir. Paneller her ayak karede (17.2 kg/mz) 3.5 pound'luk bir agirliga sahipti ve 5 inç (12.7 cm) kalinliginda Plastilina #1 kilde test edilmistir. Test MIL-STD 662 E uyarinca yapilmistir. Sonuçlar asagida Tablo 1'de gösterilir. Örnek 2 (karsilastirmali) Bu örnekte, balistik özellikler Örnek 1'de oldugu gibi ayni tip fiberlerde yapilmistir, fakat fiberler U.S. patent uygulamasi Seri No. 11/213,253'te önceden belirtilen Örnek 1'de açiklandigi gibi bir reçine ile kaplanmistir. Matris reçinesi üreticisi tarafindan 23 oC'de 1.05 g/cc'lik nispi bir yogunluga ve 23 °C`de 40 cps'lik bir viskoziteye sahip, suda bir poliüretan reçinelerin kopolimer karisimi olan (%40-60 reçine) olarak açiklanan bir termoplastik poliüretan reçineydi. Kuruyken, matris reçinesi kompozitin agirlikça yaklasik yüzde 16'sini içermistir.

Bu materyalden paneller, Örnek 1'deki ayni tipte mermiler kullanilarak balistik performanslari bakimindan da test edilmistir. Sonuçlar asagidaki Tablo 1'de de Örnek 1 matris reçinenin bir sulu dispersiyonda bir yari kristalize termoplastik poliüretan reçine (Bayer tarafindan saglanan Dispercoll® U 53) oldugu sekilde tekrar edilmistir. Kuruyken, poliüretan reçine asagidaki özelliklere sahiptir: 1230 bir çekme katsayisi (%300 uzamada), 5610 psi'lik ( bir son çekme dayanimi ve %710'Iuk bir kopma uzamasi. Ayrica, kuruyken poliüretan matris materyali, oda sicakliginda 60 dakika boyunca tekrar kristalize edildikten sonra ölçüldügünde, yaklasik 92'lik Shore A sertligine sahiptir. 8qu dispersiyondaki reçine içerigi agirlikça %40'ti.

Kuruyken, matris reçinesi elde edilen kompozitin agirlikça yaklasik yüzde 16'sini da içermistir.

Havada kurutulan U53 reçinesinin bir örneginin kristalligi hem XRD hem de DSC analizi ile belirlenmistir.

XRD analizi bakimindan, reçinenin XRD modelleri Cu Kor radyasyonu kullanilarak parafokus geometrisi ile Philips PW3710 difraktometre kullanilarak belirlenmistir.

Difraksiyon modeli 5 kristalize pik ve 1 amorf pik kullanilarak SHADOW programi ile 10° ila 30° arasinda pik olarak ayarlanmistir. Yüzde kristalligi toplam net taramaya bölünen kristalize pikler alani toplami kullanilarak hesaplanmistir.

Yüzde kristalligi (kristallik indeksi) %44 olarak bulunmustur.

DSC analizi bakimindan, U53 kurutulmus reçine örnekleri (5 mg) bir kesik/kivrimsiz yöntem ve PE A1 kaplari kullanilarak hazirlanmistir ve bir Seiko RDC 220 DSC kullanilarak bir akan nitrojen atmosfer içinde analiz edilmistir. Örnekler 20 °C/dakikada oda sicakligindan 195 °C`ye isitilmistir, 10 C/dakikada - 140 °C'ye sogutulmustur ve sonra 10 °Cldakikada 200 °C`ye tekrar isitilmistir.

Kristallik %36 ila 39 arasinda olacak sekilde belirlenmistir.

Bu materyalden paneller Örnek 1'deki ayni tipte mermiler kullanilarak balistik performanslari bakimindan da test edilmistir. Sonuçlar asagidaki Tablo 1'de de Örnek Panel Agirligi, psf M80 Ball, V50, fps SEAT, (kg/m2) (mps) Jmzlkg * = karsilastirmali örnek Matris reçinesinin bir yari kristalize poliüretan materyal oldugu kompozitlerin, önceden kullanilan poliüretan matris reçinesinden olusturulan kompozitler ile karsilastirildiginda bir M80 top mermisine (deforme olabilen yüksek enerjili bir tüfek mermisi) karsi büyük ölçüde gelismis balistik özelliklere sahip oldugu ve ayrica önceden kullanilan stiren-izopren-stiren matris reçinesinden olusturulan kompozitler ile karsilastirildiginda bir M80 mermisine karsi büyük ölçüde gelismis balistik özelliklere sahip oldugu görülebilir. Kristalize, yüksek katsayili yüksek sertlikte reçine en yüksek balistik direnci saglar. Önceden belirtilen U.S. Patent 5,690,526 içinde Örnek 4`ün, söz konusu patentte 220 psi'lik bir çekme katsayisina (%100 uzama) ve 410 psi'lik bir çekme katsayisina (%300 uzama) sahip olarak açiklanan Dispercoll U 42 reçinesi kullanilarak benzer bir balistik veri sagladigi belirtilir. Örnek 4'te test edilen üç panelin ortalama alan yogunlugu 3.88 psf'dir (yukaridaki Örnek 3'te 3.5 psf olan deger ile karsilastirildiginda). Bu patentin Örnek 4'ünde bildirilen veriler (ayni mermi tipi kullanilarak) 2837 ft/saniyelik V50 degerine sahipti. Bu, yukarida Örnek Siteki 204'Iük SEAT ile karsilastirildiginda 190'Iik bir SEAT degerine esit gelir.

SEAT, C x (V50/1000)2/alan yogunlugu olarak hesaplanir, burada V50 fps olarak, alan yogunlugu psf olarak ve C 0.61 x tam merminin kütlesine esit bir sabit degerdir. M80 topunda, C 91.5'e esittir. Bu tür patentin Örnek 5'i ayni zamanda daha yüksek alan yogunluk paneli (ortalama 4.87 psf) saglar. Dolayisiyla, mevcut bulus uyarinca yari kristalize poliüretan reçinelerin kullanilmasinin amorf poliüretan reçineler ile karsilastirildiginda gelismis balistik performans sagladigi görülebilir. açiklamanin aksine, üreticisi tarafindan bir amorf reçine olarak açiklanir. U42 poliüretan reçinesinin kristalligi havada kurutulan reçinenin bir örneginden de belirlenmistir. Örnek 3'te kullanilan difraktometreyi kullanan XRD analizinin, U42 reçinelerinin hiçbir kristalize pik olmadan, amorf (temel olarak %0 kristallik) oldugunu belirlemistir. DSC analizi U42 poliüretan reçinesinin amorf oldugunu dogrulamistir. Bu yüzden, yayinlanan uygulamada belirtilenin aksine U42 reçinesinin bir amorf reçinesidir. Örnek 4 (karsilastirmali) Örnek 1 tekrar edilmistir ve her ayak karede (17.6 kg/mz) 3.6 pound`luk bir agirliga sahip paneller AK-47 mermisi (7.62 x 39 mm) karsisinda balistik performans bakimindan test edilmistir. Sonuçlar asagidaki Tablo 2'te gösterilir. Örnek 5 (karsilastirmali) Örnek 2 tekrar edilmistir ve her ayak karede (17.6 kg/mz) 3.6 pound'luk bir agirliga sahip paneller AK-47 mermisi (7.62 x 39 mm) karsisinda balistik performans bakimindan test edilmistir. Sonuçlar asagidaki Tablo 2'te gösterilir. Örnek 3 tekrar edilmistir ve her ayak karede (17.6 kg/m2) 3.6 pound'luk bir agirliga sahip paneller AK-47 mermisi (7.62 x 39 mm) karsisinda balistik performans bakimindan test edilmistir. Sonuçlar asagidaki Tablo 2'te gösterilir. Örnek Panel Agirligi, psf (kg/m2) AK 47 mermisi, V50, fps (mps) * = karsilastirmali örnek Matris reçinesinin bir yari kristalize poliüretan materyal oldugu kompozitlerin, önceden kullanilan poliüretan matris reçinesinden olusturulan kompozitler ile karsilastirildiginda ve önceden kullanilan stiren-izopren-stiren matris reçinesinden olusturulan kompozitler ile karsilastirildiginda bir AK 47 mermisine (deforme olabilen bir kaplamada hafif çelik zirhi penetratörü olan bir yüksek enerjili mermidir) karsi büyük ölçüde gelismis balistik özelliklere sahip oldugu görülebilir. Örnek 7 (karsilastirmali) Örnek 1 tekrar edilmistir ve her ayak karede (19.6 kg/mz) 4.0 pound'luk bir agirliga sahip paneller Rus Dragnov mermisi (7.62 x 54R mm) karsisinda balistik performans bakimindan test edilmistir. Sonuçlar asagidaki Tablo 3'te gösterilir. Örnek 8 (karsilastirmali) Örnek 2 tekrar edilmistir ve her ayak karede (19.6 kg/mz) 4.0 pound'luk bir agirliga sahip paneller Rus Dragnov mermisi (7.62 x 54R mm) karsisinda balistik performans bakimindan test edilmistir. Sonuçlar asagidaki Tablo 3'te gösterilir. Örnek 3 tekrar edilmistir ve her ayak karede (19.6 kg/m2) 4.0 pound'luk bir agirliga sahip paneller Rus Dragnov (7.62 x 54R mm) karsisinda balistik performans bakimindan test edilmistir. Sonuçlar asagidaki Tablo 3'te gösterilir. Örnek Panel Agirligi, psf Rus Dragnov mermisi, V50, fps * = karsilastirmali örnek Matris reçinesinin bir yari kristalize poliüretan materyal oldugu kompozitlerin, önceden kullanilan poliüretan matris reçinesinden olusturulan kompozitler ile karsilastirildiginda ve önceden kullanilan stiren-izopren-stiren matris reçinesinden olusturulan kompozitler ile karsilastirildiginda yüksek enerjili Rus Dragnov mermisine (deforme olabilen bir dis kaplamada hafif çelik penetratörü olan) karsi büyük ölçüde gelismis balistik özelliklere sahip oldugu görülebilir.

Poliüretan reçine olarak Bayer tarafindan saglanan Dispercoll® U 54 kullanilarak Örnek 3 tekrar edilmistir. Bu reçine bir kristalize poliüretan olarak karakterize edilir ve asagidaki özelliklere sahiptir: 1140 psiflik ( bir çekme katsayisi (%100 uzamada), 1150 psi'lik (, 5610 psi'lik ( bir son çekme dayanimi ve %820'Iik bir kopma uzamasi.

Ayrica, kuruyken poliüretan matris materyali, oda sicakliginda 60 dakika boyunca tekrar kristalize edildikten sonra ölçüldügünde. yaklasik 95`lik Shore A sertligine sahiptir. Poliüretan, balansin su oldugu agirlikça yaklasik %50 bir kati madde içerigine sahip olan bir sulu dispersiyon formdaydi. Paneller balistik performansi bakimindan test edildiginde, benzer sonuçlar elde edilmistir.

Poliüretan reçine olarak Bayer tarafindan saglanan Dispercoll® U 56 kullanilarak Örnek 3 tekrar edilmistir. Bu reçine üreticisi tarafindan bir kristalize poliüretan olarak karakterize edilir ve asagidaki özelliklere sahiptir: 1140 psi'lik ( bir çekme katsayisi (%100 uzamada), 1140 psi'lik ( bir çekme katsayisi bir kopma uzamasi. Ayrica, kuruyken poliüretan matris materyali, oda sicakliginda 60 dakika boyunca tekrar kristalize edildikten sonra ölçüldügünde, yaklasik 95'lik Shore A sertligine sahiptir. Poliüretan, balansin su oldugu agirlikça yaklasik %50 bir kati madde içerigine sahip olan bir sulu dispersiyon formdaydi. Paneller balistik performansi bakimindan test edildiginde, benzer sonuçlar elde edilmistir.

Mevcut bulus böylece, sert zirh uygulamalarinda özellikle faydali olan balistik dirençli kompozit materyaller saglar. Bir sulu dispersiyondan kaplanan bir yari kristalize poliüretan matris reçinesinin bulunmasi birçok mermi tipine karsi gelismis balistik özellikler saglar. Burada kullanilan termoplastik poliüretan reçineler gerekli sertligi saglar, böylece çesitli mermi tehditlerine karsi Istenen korumayi saglamak üzere sert zirhta etkili bir sekilde kullanilabilirler. Bulusun kompozitlerinin, içinde yerlesik olarak çelik penetratörler içerenler dahil olmak Üzere mermilere karsi mükemmel durdurma gücüne sahip ürünler sagladigi görülebilir.

Bulusu bu sekilde detayli bir sekilde açikladiktan sonra, bu detaylara sikica bagli kalinmasi gerekmedigi fakat teknikte uzman kisilere, ekteki istemler ile belirlendigi gibi tamami bulusun kapsaminda yer alan degisiklikler ve modifikasyonlar önerilebilecegi anlasilmalidir.

Claims (13)

ISTEMLER

1. Sert zirh uygulamalarinda faydali olan bir balistik dirençli kompozit materyal olup, söz konusu kompozit materyal, termoplastik matris materyali içindeki yüksek dirençli Iiflerin en az bir konsolide agini içerir, söz konusu yüksek dirençli lifler, en az dirence sahiptir, özelligi söz konusu termoplastik matris materyalinin, en az %30 kristallige sahip olmak üzere, oda sicakliginda yari kristal olan bir termoplastik poliüretan reçinesi içermesi ile karakterize edilmesidir, burada söz konusu termoplastik poliüretan reçinesi matris materyali, kuru oldugunda, en az 500 psi (, en az 500 psi (, en az %500 kopma aninda bir uzamaya ve en az 2000 psi ( bir nihai çekme direncine sahiptir ve burada konsolidasyondan önce, söz konusu matris materyali, aköz bir ortamda söz konusu poliüretan reçinesiyi içerir.

2. istem 1'e göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi söz konusu kompozitin, söz konusu yüksek dirençli liflerin söz konusu birçok konsolide agini içermesidir.

3. Istem 1 veya istem 2'ye göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi söz konusu termoplastik poliüretan reçinesi matris materyalinin, kuru oldugunda, nihai çekme direncine sahip olmasidir.

4. Herhangi bir önceki isteme göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi söz konusu termoplastik poliüretan reçinesi matris materyalinin, kuru oldugunda, en az %600 kopma aninda uzamaya sahip olmasidir.

5. Istem 4'e göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi söz konusu termoplastik poliüretan reçinesi matris materyalinin, kuru oldugunda en az %650 kopma aninda uzamaya sahip olmasidir.

6. Istem 4'e göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi söz konusu termoplastik poliüretan reçinesi matris materyalinin, kuru oldugunda en az %700 kopma aninda uzamaya sahip olmasidir.

7. Herhangi bir önceki isteme göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi söz konusu termoplastik poliüretan reçinesi matris materyalinin, kuru oldugunda, 60 dakika oda sicakliginda tekrar kristallestirildikten sonra ölçüldügünde en az 60 Shore A sertligine sahip olmasidir.

8. Herhangi bir önceki isteme göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi konsolidasyondan önce, söz konusu matris materyalinin, söz konusu termoplastik poliüretan reçinesinin bir aköz dagilimini içermesidir.

9. Herhangi bir önceki isteme göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi söz konusu Iiflerin, söz konusu termoplastik matris materyalinde tamamen gömülü olmasidir.

10. Istem 1'e göre balistik dirençli kompozit materyal olup, özelligi söz konusu yüksek dirençli Iiflerin, yüksek dirençli polietilen Iifleri içermesidir, yüksek dirençli içerir ve burada söz konusu poliüretan matrisi materyali, kuru oldugunda, en az çekme direncine ve 60 dakika oda sicakliginda tekrar kristallestirildikten sonra ölçüldügünde en az 60 Shore A sertligine sahiptir.

11. Istemler 1 ila 10'dan herhangi birinde tanimlanan bir balistik dirençli kompozit materyal içeren bir ürün olup, özelligi söz konusu ürünün, araç panolari, zirhlar, asker ve polis kasklari, polis kalkanlari, hareket edebilir balistik duvarlar ve bölmeler, evrak çantalari ve parçacik astarlarindan seçilmesidir.

12. Istemler 1 ila 10'dan herhangi birinde tanimlanan bir balistik dirençli kompozit materyal içeren bir ürün olup, özelligi bir araç koruma plakasi olmasidir.

13. Sert zirh ürünlerinin olusturulmasinda faydali olan önceden emprenye edilmis bir eleman olup, özelligi önceden emprenye edilen söz konusu elemanin, bir termoplastik matris materyalindeki yüksek dirençli liflerin bir aginin en az iki konsolide bitisik katmanini içermesidir, burada söz konusu termoplastik matris materyal ve söz konusu yüksek dirençli lifler, istem 1'de tanimlandigi gibidir.