WO2002075237A1 - Durchdringungshemmendes material - Google Patents

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WO2002075237A1
WO2002075237A1 PCT/EP2002/002549 EP0202549W WO02075237A1 WO 2002075237 A1 WO2002075237 A1 WO 2002075237A1 EP 0202549 W EP0202549 W EP 0202549W WO 02075237 A1 WO02075237 A1 WO 02075237A1
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thread
threads
fabric layer
penetration
titer
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PCT/EP2002/002549
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English (en)
French (fr)
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Christian Böttger
Achim Fels
Original Assignee
Teijin Twaron Gmbh
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    • Y10T442/3602—Three or more distinct layers
    • Y10T442/3667—Composite consisting of at least two woven fabrics bonded by an interposed adhesive layer [but not two woven fabrics bonded together by an impregnation which penetrates through the thickness of at least one of the woven fabric layers]

Definitions

  • the present invention relates to a penetration-resistant material.
  • EP-A 01 200979 describes a penetration-inhibiting material comprising at least one double layer of fabrics, which is characterized in that the double layer comprises a first and a second fabric layer, the first fabric layer comprising a first thread set comprising at least 65% of the fabric weight and having a thread density of 3 , 5 to 20 threads / cm and a thread titer of at least 210 dtex and a second thread set comprising a thread density of 0.5 to 16 threads / cm and a thread titer of at least 50 dtex, the second thread set being transverse to the first thread set and the The ratio of the thread density of the first thread set to the thread density of the second thread set is> 1, the second fabric layer comprising a first thread set comprising a thread density of 0.5 to 16 threads / cm and a thread titer of at least 50 dtex and a second thread comprising at least 65% of the fabric weight Thread set comprising a thread density of 3.5 to 20 threads / cm un d contains
  • EP-B 0 397 696 describes a composite material with resistance to impact, that is to say a penetration-resistant material.
  • the material consists of one or more layers, at least one of the layers mentioned containing a network of filaments in a matrix.
  • the filaments have an equivalent filament diameter. This means the diameter of a circle that has the same cross-sectional area as the average cross-sectional area of the filaments in the layer.
  • the filaments form a thread that can be shaped as a fabric.
  • EP-B 0 397 696 teaches that the penetration-inhibiting effect depends on the ratio of layer thickness D to equivalent filament diameter F. According to this teaching, the best penetration-resistant effect results expressed as v 5 o value when said ratio is close to 1.
  • EP-B 0397 696 the greater the value of this ratio, the worse the penetration-inhibiting effect of the material. With a D / F ratio of 12.8, the penetration-inhibiting effect has already decreased so much that EP-B 0 397 696 shuns even larger values of the ratio.
  • the object of the present invention is to provide a further penetration-inhibiting material.
  • a penetration-resistant material comprising at least one layer of thickness D, the layer comprising a first and a second fabric layer, the first and the second fabric layer being connected with a binder, the first fabric layer comprising at least 65% of the fabric weight forming a first thread set comprising a thread density of 3.5 to 20 threads / cm, a thread titer of at least 210 dtex and the thread-forming filaments with a filament diameter Fi and a second thread set comprising a thread density of 0.5 to 16 threads / cm and a thread titer contains of at least 50 dtex, the second thread set with the first thread set running at an angle of> 0 ° to 90 ° and the ratio of the thread density of the first thread set to the thread density of the second thread set being> 1, the second weave a first thread set comprising a thread density of 0.5 to 16 threads / cm and a thread titer of at least 50 dtex and a second thread set comprising at least 65% of the
  • filament diameter means the average diameter of the filaments over their length. If the filament cross-sections are not circular, Fi and F 2 each mean the diameter of circles which have the same cross-sectional area as the average cross-sectional area of the filaments over their length.
  • D / Fi and D / F 2 is 16 to 36.
  • D / Fi D / F 2 .
  • the ratio of the thread titer of the first thread set to the thread titer of the second thread set of the first fabric layer and the thread titer of the second thread set to the thread titer of the first thread set of the second fabric layer is> 1, particularly preferably> 4.2 and very particularly preferably> 5.9.
  • At least one of the second thread sets of the first fabric layer and the first thread sets of the second fabric layer comprises 0.5 to 8 threads / cm.
  • a polymer selected from the group of thermoplastics, elastomers or thermosets or a mixture of at least two of these groups is preferably used as the binder in the penetration-inhibiting material according to the invention, polyols such as polyethylene such as LDPE, polypropylene, polyamide, polyester or mixtures of these polymers or thermoplastic being used as thermoplastics Elastomers, as elastomers rubber, silicone and the like and as thermosets, epoxy, polyester, phenol and vinyl ester resins are particularly preferred. However, two or more of the abovementioned polymers and also their mixtures can also serve as binders in the penetration-inhibiting material according to the invention.
  • the binder can consist of the same polymer or polymer mixture in all layers of the penetration-inhibiting material according to the invention. However, it is also possible for the binder to consist of different polymers or polymer mixtures of the aforementioned type in different layers of the penetration-inhibiting material according to the invention.
  • the first thread set of the first fabric layer and the second thread set of the second fabric layer consist of yarns of high strength and preferably high modulus, which are selected from one of the groups of aramids, polyethylenes or poly-p-phenylenebenzobisoxazoles, where Among the aramids, p-aramides are particularly preferred, in particular polyparaphenylene terephthalamide.
  • the second thread set of the first fabric layer and the first thread set of the second fabric layer can consist of any thread material with generally less strength than the first thread set of the first fabric layer and the second thread set of the second fabric layer, such as cotton, viscose, flax , Hemp, polyacrylic or the like.
  • the second set of threads of the first fabric layer and the first set of threads of the second fabric layer are preferably selected from yarns from one of the groups of polyesters, polyethylenes, polypropylenes or aramids.
  • the yarns of the same level preferably have a high strength and a high modulus.
  • the first thread set of the first fabric layer and the second thread set of the second fabric layer consist of aramid threads and the second thread set of the first fabric layer and the first thread set of the second fabric layer consist of polyester threads.
  • the thread titer of the first thread set of the first fabric layer and of the second thread set of the second fabric layer is 210 to 6720 dtex, preferably 420 to 3360 dtex, 420 to 1680 dtex and in particular 550 to 1100 dtex.
  • a thread titer of 840 dtex has proven itself very well.
  • the thread titer of the second thread set of the first fabric layer and of the first thread set of the second fabric layer is 50 to 280 dtex, particularly preferably 80 to 210 dtex.
  • a thread titer for the second thread set of the first fabric layer and the first thread set of the second fabric layer of 140 dtex has proven to be favorable.
  • the first thread set of the first fabric layer and the first thread set of the second fabric layer are warp threads and the second thread set of the first fabric layer and the second thread set of the second fabric layer are weft threads.
  • At least one of the outer sides of the material is provided with a protective layer, which e.g. consists of a thermoplastic, thermoset or elastomer or a mixture of the polymers just mentioned.
  • the layer is applied to protect the outside (s) of the material from excessive abrasion and to improve the ballistic effect.
  • the penetration-inhibiting material according to the invention consists of at least one layer of the type described above.
  • the number of layers required for a certain ballistic protective effect can be readily determined by the person skilled in the art, for example by bombardment tests and determining the v 50 value of the material.
  • the penetration-inhibiting material according to the invention can be produced, for example, by first selecting one of the first and second fabric layers already described and one of the binders mentioned, the binder preferably being used in the form of a film. Then, in accordance with the special purpose of the penetration-resistant material, the first and second fabric layers and the binder film are layered on top of one another in a certain sequence.
  • layers for softballistics are formed and pressed in the sequence binder film / first fabric layer / binder film / second fabric layer / binder film.
  • layers for hard ballistics for example, layers are formed in the sequence of binder film / first fabric layer / binder film / second fabric layer, after which, in accordance with the intended ballistic protective effect, a certain number of the layers mentioned are overlaid and pressed into sheets.
  • several layers of the above-mentioned type can be pressed at the same time, if it is ensured by suitable means, for example by means of release papers, that these layers can be separated again after pressing.
  • the binder films pointing outwards during the formation of the layers generally form a protective layer for the underlying fabric layer after the pressing.
  • a static press is suitable for pressing.
  • the pressing in the static press is preferably carried out at a temperature in the range from 80 to 220 ° C., a pressure from 5 to 100 bar and for a period of 15 to 150 seconds per shift. The heating of the press is then switched off.
  • the total thickness is first measured and the value determined is divided by the number of layers, which determines the thickness D of a layer in the penetration-resistant material according to the invention. Finally, the ratio D / F is determined using the equivalent filament diameter F defined at the beginning.
  • the invention is described in more detail by the following examples.
  • a penetration-resistant material a) (see row a of Table 1) is produced as described below:
  • the first fabric layer used is a fabric made from polyparaphenylene terephthalamide warp threads (Twaron ® from Teijin Twaron) with the values for thread titer, thread density and filament diameter F given in row a) of Table 1 and from polyester weft threads (trade name TREVIRA ® from Hoechst) with a thread titer of 140 dtex and a thread density of 2 threads / cm.
  • Twaron ® polyparaphenylene terephthalamide warp threads
  • Twaron ® polyester weft threads
  • the second fabric layer used is a fabric made from polyparaphenylene terephthalamide weft threads (Twaron ® from Teijin Twaron) with the values for thread titer, thread density and filament diameter F given in row a) of Table 1 and from polyester warp threads (trade name TREVIRA ® from Hoechst) with a thread titer of 140 dtex and a thread density of 4 threads / cm.
  • the antiballistic protective effect of the package a) is characterized by determining the v 50 value in accordance with the technical guideline "Protective vests of the German police" with a caliber of 9 x 19 of the DM41 projectile type from DAG. The results are summarized in row a) of Table 1.
  • materials b) and c) were produced in the same way as material a), with the difference that polyparaphenylene terephthalamide weft threads with the values of thread titer, thread density and filament diameter given in rows b) and c) of Table 1, respectively were used.
  • Table 1 shows that materials with good v 50 values are obtained even though D / F is well above 12.8. It can also be seen that with a practically constant basis weight of the materials a) -c) the v 50 values even increase with increasing D / F ratio.
  • Example 2 hard ballistics
  • a penetration-resistant material d) (see Table 2) is produced as described below:
  • the first fabric layer used is a fabric made of polyparaphenylene terephthalamide warp threads (Twaron ® from Teijin Twaron) with the values for thread titer, thread density and filament diameter F given in Table 2 and of polyester weft threads (trade name TREVIRA ® from Hoechst) with a thread titer of 140 dtex and a thread density of 2 threads / cm. puts.
  • Twaron ® polyparaphenylene terephthalamide warp threads
  • thread density and filament diameter F given in Table 2
  • polyester weft threads trade name TREVIRA ® from Hoechst
  • the second fabric layer used is a fabric made from polyparaphenylene terephthalamide weft threads (Twaron ® from Teijin Twaron) with the values for thread titer, thread density and filament diameter F given in Table 2 and from polyester warp threads (trade name TREVIRA ® from Hoechst) used with a thread titer of 140 dtex and a thread density of 4 threads / cm.
  • a binder film available under the name LDPE No. 251-50 from Caplast Kunststoffver kau GmbH serves as a binder, which is applied as a one-sided coating to each fabric layer.
  • the antiballistic protective effect of the plate d) is characterized by determining the v 50 value in accordance with EN 1063 class B3, paw .357, magnum full sheath cone pointed (Geco), bullet type VMKS from Dynamit Nobel. The results are summarized in Table 2.
  • Table 2 shows that a material with good v 5 is obtained o-value, although D / F is far above 12.8.

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Abstract

Ein durchdringungshemmendes Material wird vorgestellt. Es umfasst mindestens eine Schicht der Dicke D, wobei die Schicht eine erste und eine zweite Gewebelage umfasst, wobei die erste und die zweite Gewebelage mit einem Bindemittel verbunden sind, wobei die erste Gewebelage einen mindestens 65% des Gewebegewichtes bildenden ersten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 3,5 bis 20 Fäden/cm, einen Fadentiter von wenigstens 210 dtex und die Fäden bildenden Filamenten mit einem Filamentdurchmesser F1 und einen zweiten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 0,5 bis 16 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 50 dtex enthält, wobei der zweite Fadensatz zum ersten Fadensatz in einem Winkel von ⊃ 0° bis 90° verläuft und das Verhältnis der Fadendichte des ersten Fadensatzes zur Fadendichte des zweiten Fadensatzes ⊃ 1 ist, wobei die zweite Gewebelage einen ersten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 0,5 bis 16 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 50 dtex und einen zweiten wenigstens 65% des Gewebegewichtes umfassenden Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 3,5 bis 20 Fäden/cm, einen Fadentiter von wenigstens 210 dtex und die Fäden bildenden Filamenten mit einem Filamentdurchmesser F2 enthält, wobei der zweite Fadensatz zum ersten Fadensatz in einem Winkel von ⊃ 0° bis 90° verläuft und das Verhältnis der Fadendichte des zweiten Fadensatzes zur Fadendichte des ersten Fadensatzes ⊃ 1 ist und wobei der erste und zweite Fadensatz der ersten Gewebelage parallel zum ersten bzw. zweiten Fadensatz der zweiten Gewebelage verläuft, und wobei das Verhältnis von D/F1 und D/F2 14,5 bis 40 beträgt.

Description

Durchdringungshemmendes Material
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein durchdringungshemmendes Material.
EP-A 01 200979 beschreibt ein durchdringungshemmendes Material umfassend mindestens eine Doppelschicht von Geweben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Doppelschicht eine erste und eine zweite Gewebelage umfasst, wobei die erste Gewebelage einen mindestens 65 % des Gewebegewichtes bildenden ersten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 3,5 bis 20 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 210 dtex und einen zweiten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 0,5 bis 16 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 50 dtex enthält, wobei der zweite Fadensatz zum ersten Fadensatz transversal verläuft und das Verhältnis der Fadendichte des ersten Fadensatzes zur Fadendichte des zweiten Fadensatzes > 1 ist, wobei die zweite Gewebelage einen ersten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 0,5 bis 16 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 50 dtex und einen zweiten wenigstens 65 % des Gewebegewichtes umfassenden Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 3,5 bis 20 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 210 dtex enthält, wobei der zweite Fadensatz zum ersten Fadensatz transversal verläuft und das Verhältnis der Fadendichte des zweiten Fadensatzes zur Fadendichte des ersten Fadensatzes > 1 ist und wobei der erste und zweite Fadensatz der ersten Gewebelage parallel zum ersten bzw. zweiten Fadensatz der zweiten Gewebelage verläuft. EP-B 0 397 696 beschreibt einen Verbundwerkstoff mit Widerstandsfähigkeit gegen Einschlag, also ein durchdringungshemmendes Material. Das Material besteht aus einer oder mehreren Schichten, wobei mindestens eine der erwähnten Schichten ein Netzwerk aus Filamenten in einer Matrix enthält. Die Filamente besitzen einen äquivalenten Filamentdurchmesser. Damit ist der Durchmesser eines Kreises gemeint, der die gleiche Querschnittsfläche hat wie die durchschnittliche Querschnittsfläche der Filamente in der Schicht. Die Filamente bilden einen Faden, der als Gewebe geformt sein kann. EP-B 0 397 696 lehrt, dass es für die durchdringungshemmende Wirkung auf das Verhältnis von Schichtdicke D zu äquivalentem Filamentdurchmesser F ankommt. Gemäß dieser Lehre resultiert die beste durchdringungshemmende Wirkung ausgedrückt als v5o-Wert, wenn besagtes Verhältnis nahe 1 liegt. Je größere Werte dieses Verhältnis annimmt, desto schlechter wird gemäß EP-B 0397 696 die durchdringungshemmende Wirkung des Materials. Bei einem D/F-Verhältnis von 12,8 hat die durchdringungshemmende Wirkung bereits so stark abgenommen, dass EP-B 0 397 696 noch größere Werte des Verhältnisses scheut.
Angesichts des bestehenden Bedarfs an weiteren Materialien mit guten durchdrin- gungshemmenden Eigenschaften stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein weiteres durchdringungshemmendes Material zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein durchdringungshemmendes Material umfassend mindestens eine Schicht der Dicke D, wobei die Schicht eine erste und eine zweite Gewebelage umfasst, wobei die erste und die zweite Gewebelage mit einem Bindemittel verbunden sind, wobei die erste Gewebelage einen mindestens 65 % des Gewebegewichtes bildenden ersten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 3,5 bis 20 Fäden/cm, einen Fadentiter von wenigstens 210 dtex und die Fäden bildenden Filamenten mit einem Filamentdurchmesser Fi und einen zweiten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 0,5 bis 16 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 50 dtex enthält, wobei der zweite Fadensatz zum ersten Fadensatz in einem Winkel von > 0° bis 90° verläuft und das Verhältnis der Fadendichte des ersten Fadensatzes zur Fadendichte des zweiten Fadensatzes > 1 ist, wobei die zweite Ge- webelage einen ersten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 0,5 bis 16 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 50 dtex und einen zweiten wenigstens 65 % des Gewebegewichtes umfassenden Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 3,5 bis 20 Fäden/cm, einen Fadentiter von wenigstens 210 dtex und die Fäden bildenden Filamenten mit einem Filamentdurchmesser F2 enthält, wobei der zweite Fadensatz zum ersten Fadensatz in einem Winkel von > 0° bis 90° verläuft und das Verhältnis der Fadendichte des zweiten Fadensatzes zur Fadendichte des ersten Fadensatzes > 1 ist und wobei der erste und zweite Fadensatz der ersten Gewebelage parallel zum ersten bzw. zweiten Fadensatz der zweiten Gewebelage verläuft, und wobei das Verhältnis von D/F-i und D/F2 14,5 bis 40 beträgt.
Dabei bedeutet der Begriff Filamentdurchmesser den durchschnittlichen Durchmesser der Filamente über ihre Länge. Falls die Filamentquerschnitte nicht kreisförmig sind, bedeuten Fi und F2 jeweils die Durchmesser von Kreisen, welche die gleiche Querschnittsfläche haben wie die durchschnittliche Querschnittsfläche der Filamente über ihre Länge.
Folgt man der Lehre von EP-B 0 397 696, wird bei einem D/F-Verhältnis > 12,8 die durchdringungshemmende Wirkung des Materials unattraktiv schlecht. Angesichts der Lehre von EP-B 0 397 696 würde ein vor die vorstehend genannte Aufgabe gestellter Fachmann erwarten, das die bereits wenig oberhalb von D/F = 12,8 schlechten V5o-Werte bei einer weiteren Erhöhung des D/F-Verhältnisses noch schlechter werden.. Keinesfalls würde daher der Fachmann erwarten, dass bei Werten des D/F- Verhältnisses deutlich oberhalb von 12,8 überhaupt attraktive Vso-Werte resultieren. Und völlig außerhalb des Vorstellungsvermögens des Fachmann würde es liegen, wenn im Bereich des D/F-Verhältnisses deutlich oberhalb von 12,8 die v5o- Werte mit steigendem Wert des D/F-Verhältnisses sogar noch ansteigen. Jedoch genau dieses Verhalten des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials wurde gefunden, wie die Beispiele der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Dicke der Schicht wird gemäß DIN EN ISO 5084 bei einer Belastung von 0,1 N/cm2 gemessen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials beträgt D/Fi und D/F216 bis 36.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials ist D/Fi = D/F2.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials ist das Verhältnis des Fadentiters des ersten Fadensatzes zum Fadentiter des zweiten Fadensatzes der ersten Gewebelage und des Fadentiters des zweiten Fadensatzes zum Fadentiter des ersten Fadensatzes der zweiten Gewebelage > 1 , besonders bevorzugt > 4,2 und ganz besonders bevorzugt > 5.9.
Ferner umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials wenigstens einer der zweiten Fadensätze der ersten Gewebelage und der ersten Fadensätze der zweiten Gewebelage 0,5 bis 8 Fäden/cm.
Als Bindemittel dient im erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Material vorzugsweise ein aus der Gruppe der Thermoplaste, Elastomere oder Duroplaste oder einer Mischung wenigstens zweier dieser Gruppen ausgewähltes Polymer, wobei als Thermoplaste Polyolefine wie z.B. Polyethylen wie etwa LDPE, Polypropylen, Polyamid, Polyester oder Mischungen dieser Polymere oder thermoplastische Elastomere, als Elastomere Gummi, Silikon und dergleichen und als Duroplaste Epoxy-, Polyester-, Phenol- und Vinylester-Harze besonders bevorzugt sind. Jedoch können im erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Material auch zwei oder mehrere der vorstehend genannten Polymere wie auch deren Mischungen als Bindemittel dienen. Das Bindemittel kann in allen Schichten des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials aus dem gleichen Polymer bzw. Polymergemisch bestehen. Es ist aber auch möglich, dass das Bindemittel in verschiedenen Schichten des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials aus verschiedenen Polymeren bzw. Polymergemischen der vorstehend genannten Art besteht.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials besteht der erste Fadensatz der ersten Gewebelage und der zweite Fadensatz der zweiten Gewebelage aus Garnen hoher Festigkeit und vorzugsweise hohen Moduls, die aus einer der Gruppen der Aramide, Polyethylene oder Poly-p-phenylenbenzobisoxazole ausgewählt sind, wobei unter den Aramiden die p-Aramide besonders bevorzugt sind, insbesondere Polyparaphenylen- terephthalamid.
Im Prinzip kann der zweite Fadensatz der ersten Gewebelage und der erste Fadensatz der zweiten Gewebelage aus jedem beliebigen Fadenmaterial mit in der Regel geringerer Festigkeit als der erste Fadensatz der ersten Gewebelage und der zweite Fadensatz der zweiten Gewebelage bestehen, wie beispielsweise aus Baumwolle, Viskose, Flachs, Hanf, Polyacryl oder ähnliche. Bevorzugt sind der zweite Fadensatz der ersten Gewebelage und der erste Fadensatz der zweiten Gewebelage aus Garnen aus einer der Gruppen der Polyester, Polyethylene, Polypropylene oder Aramide ausgewählt. Vorzugsweise weisen die ebengenanten Garne eine hohe Festigkeit und einen hohen Modul auf.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials besteht der erste Fadensatz der ersten Gewebelage und der zweite Fadensatz der zweiten Gewebelage aus Aramidfäden und der zweite Fadensatz der ersten Gewebelage und der erste Fadensatz der zweiten Gewebelage aus Polyesterfäden. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials beträgt der Fadentiter des ersten Fadensatzes der ersten Gewebelage und des zweiten Fadensatzes der zweiten Gewebelage 210 bis 6720 dtex, bevorzugt 420 bis 3360 dtex, 420 bis 1680 dtex und insbesondere 550 bis 1100 dtex. Ein Fadentiter von 840 dtex hat sich hierfür bestens bewährt.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials beträgt der Fadentiter des zweiten Fadensatzes der ersten Gewebelage und des ersten Fadensatzes der zweiten Gewebelage 50 bis 280 dtex, besonders bevorzugt 80 bis 210 dtex. Ein Fadentiter für den zweiten Fadensatz der ersten Gewebelage und den ersten Fadensatz der zweiten Gewebelage von 140 dtex hat sich als günstig herausgestellt.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials sind der erste Fadensatz der ersten Gewebelage und der erste Fadensatz der zweiten Gewebelage Kettfäden und der zweite Fadensatz der ersten Gewebelage und der zweite Fadensatz der zweiten Gewebelage Schußfäden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials ist mindestens eine der Außenseiten des Materials mit einer Schutzschicht versehen, die z.B. aus einem Thermoplast, Duroplast oder Elastomer oder aus einer Mischung der eben genannten Polymere besteht. Die Schicht wird aufgebracht, um die Außenseite(n) des Materials vor übermäßigem Abrieb zu schützen und die ballistische Wirkung zu verbessern.
Wie bereits erwähnt, besteht das erfindungsgemäße durchdringungshemmende Material aus mindestens einer Schicht der vorstehend bezeichneten Art. Die Zahl der Schichten, die für eine bestimmte ballistische Schutzwirkung benötigt wird, kann der Fachmann ohne weiteres ermitteln, etwa durch Beschussversuche und Bestimmung des v50-Wertes des Materials. Die Herstellung des erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Materials kann z.B. dadurch erfolgen, dass zuerst eine der bereits beschriebenen ersten und zweiten Gewebelagen und eines der genannten Bindemittel ausgewählt werden, wobei das Bindemittel vorzugsweise in Form eines Films eingesetzt wird. Dann werden entsprechend dem speziellen Einsatzzweck des durchdringungshemmenden Materials die erste und zweite Gewebelage und der Bindemittelfilm in einer bestimmten Abfolge übereinandergeschichtet. Beispielsweise werden für die Softballistik Schichten in der Abfolge Bindemittelfilm / erste Gewebelage / Bindemittelfilm / zweite Gewebelage / Bindemittelfilm gebildet und verpresst. Für die Hartballistik werden z.B. Schichten in der Abfolge Bindemittelfilm / erste Gewebelage / Bindemittelfilm / zweite Gewebelage gebildet , wonach entsprechend der beabsichtigten ballistischen Schutzwirkung eine bestimmte Zahl der genannten Schichten übereinandergelegt und zu Platten verpresst werden. Auch bei der Herstellung der Schichten für die Softballistik können mehrere übereinandergelegte Schichten der oben genannten Art gleichzeitig verpresst werden, wenn durch geeignete Mittel wie beispielsweise durch Trennpapiere sicher gestellt ist, dass diese Schichten nach erfolgtem Verpressen wieder vereinzelt werden können. Die bei der Bildung der Schichten nach außen weisenden Bindemittelfilme bilden in der Regel nach dem Verpressen gleichzeitig eine Schutzschicht für die darunter liegende Gewebelage. Zum Verpressen eignet sich beispielsweise eine statische Presse. Das Verpressen in der statischen Presse geschieht vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 220 °C, einem Druck von 5 bis 100 bar und während einer Zeit von 15 bis 150 Sekunden pro Schicht. Danach wird die Heizung der Presse ausgeschaltet.
Zur Bestimmung der Schichtdicke bei einem Material, bei dem mehrere Schichten miteinander verpresst wurden (Hartballistik), wird zunächst die Gesamtdicke gemessen und der ermittelte Wert durch die Zahl der Schichten dividiert, wodurch die Dicke D einer Schicht im erfindungsgemäßen durchdringungshemmenden Material bestimmt ist. Schließlich wird mit dem bereits eingangs definierten äquivalenten Filamentdurchmesser F das Verhältnis D/F ermittelt. Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher beschrieben.
Beispiel 1: Softballistik
Ein durchdringungshemmendes Material a) (s. Zeile a von Tabelle 1) wird wie im folgenden beschrieben hergestellt:
Als erste Gewebelage wird ein Gewebe eingesetzt, das aus Polyparaphenylen- terephthalamid-Kettfäden (Twaron® der Firma Teijin Twaron) mit den in Zeile a) von Tabelle 1 angegebenen Werten für Fadentiter, Fadendichte und Filamentdurchmesser F und aus Polyester-Schussfäden (Handelsbezeichnung TREVIRA ® der Firma Hoechst) mit einem Fadentiter von 140 dtex und einer Fadendichte von 2 Fäden/cm eingesetzt.
Als zweite Gewebelage wird ein Gewebe eingesetzt, das aus Polyparaphenylen- terephthalamid-Schussfäden (Twaron® der Firma Teijin Twaron) mit den in Zeile a) von Tabelle 1 angegebenen Werten für Fadentiter, Fadendichte und Filamentdurchmesser F und aus Polyester-Kettfäden (Handelsbezeichnung TREVIRA ® der Firma Hoechst ) mit einem Fadentiter von 140 dtex und einer Fadendichte von 4 Fäden/cm eingesetzt.
Als Bindemittel dient ein unter der Bezeichnung LDPE Flachfolie, transparent, 10 μm von der Firma EKB Kunststoffe erhältlicher LDPE-Film.
23 Schichten (Abfolge in jeder Schicht: Bindemittelfilm / erste Gewebelage / Bindemittelfilm / zweite Gewebelage / Bindemittelfilm) werden, jeweils getrennt durch Trennpapier übereinandergelegt und in einer Presse bei einer Temperatur von 120 °C, einem Druck von 25 bar 25 Minuten lang verpresst. Danach wird die Heizung der Presse ausgeschaltet. Anschließend werden die Schichten voneinander getrennt, das Trennpapier entfernt und die 23 Schichten wieder übereinandergelegt und zu einem Paket zusammengefasst. Die Dicke jeder Schicht des resultierenden Pakets (in Tabelle 1 mit a) bezeichnet) wird gemäß DIN EN ISO 5084 bei einer Belastung von 0,1 N/cm2 gemessen. Schließlich wird mit dem bereits eingangs definierten Filamentdurchmesser F das Verhältnis D/F ermittelt (s. Zeile a) von Tabelle 1 ). Zudem ist in Tabelle 1 das Flächengewicht des Pakets angegeben.
Die antiballistische Schutzwirkung des Pakets a) wird durch Bestimmung des v50- Wertes gemäß der technischen Richtlinie "Schutzwesten der deutschen Polizei" mit einem Kaliber von 9 x 19 des Geschosstyps DM41 der Firma DAG charakterisiert. Die Ergebnisse sind in Zeile a) von Tabelle 1 zusammengefasst.
Ferner wurden die Materialien b) und c) auf die gleiche Weise wie Material a) hergestellt, jedoch mit dem Unterschied, dass Polyparaphenylenterephthalamid- Schussfäden mit den in den Zeilen b) bzw. c) von Tabelle 1 angegebenen Werten von Fadentiter, Fadendichte und Filamentdurchmesser eingesetzt wurden.
Tabelle 1 :
Figure imgf000011_0001
Tabelle 1 zeigt, dass Materialien mit guten v50-Werte erhalten werden, obwohl D/F weit oberhalb von 12,8 liegt. Ferner erkennt man, dass bei praktisch konstantem Flächengewicht der Materialien a)-c) die v50-Werte mit steigendem D/F-Verhältnis sogar noch ansteigen. Beispiel 2: Hartballistik
Ein durchdringungshemmendes Material d) (s. Tabelle 2) wird wie im folgenden beschrieben hergestellt:
Als erste Gewebelage wird ein Gewebe eingesetzt, das aus Polyparaphenylen- terephthalamid-Kettfäden (Twaron® der Firma Teijin Twaron) mit den in Tabelle 2 angegebenen Werten für Fadentiter, Fadendichte und Filamentdurchmesser F und aus Polyester-Schussfäden (Handelsbezeichnung TREVIRA ® der Firma Hoechst ) mit einem Fadentiter von 140 dtex und einer Fadendichte von 2 Fäden/cm einge- . setzt.
Als zweite Gewebelage wird ein Gewebe eingesetzt, das aus Polyparaphenylen- terephthalamid-Schussfäden (Twaron® der Firma Teijin Twaron) mit den in Tabelle 2 angegebenen Werten für Fadentiter, Fadendichte und Filamentdurchmesser F und aus Polyester-Kettfäden (Handelsbezeichnung TREVIRA ® der Firma Hoechst ) mit einem Fadentiter von 140 dtex und einer Fadendichte von 4 Fäden/cm eingesetzt.
Als Bindemittel dient ein unter der Bezeichnung LDPE Nr. 251-50 von der Firma Caplast Kunststoffverarbeitungs GmbH erhältlicher Bindemittelfilm, welches als einseitige Beschichtung auf jede Gewebelage aufgebracht wird.
28 Schichten (Abfolge in jeder Schicht: Bindemittelbeschichtung/ erste Gewebelage / Bindemittelbeschichtung / zweite Gewebelage) werden übereinandergelegt und in einer statischen Presse bei einer Temperatur von 120 °C, einem Druck von 30 bar und während einer Zeit von 40 Minuten verpresst. Danach wird die Heizung der Presse abgeschaltet. Die Dicke der resultierenden Platte d) wird gemäß DIN EN ISO 5084 bei einer Belastung von 0,1 N/cm2 gemessen und der Messwert durch die Zahl der Schichten dividiert, wodurch die Dicke D einer Schicht der Platte d) erhalten wird (s. Tabelle 2). Schließlich wird mit dem bereits eingangs definierten Filamentdurchmesser F das Verhältnis D/F ermittelt (s. Tabelle 2). Zudem ist in Tabelle 2 das Flächengewicht, der Platte d) angegeben.
Die antiballistische Schutzwirkung der Platte d) wird durch Bestimmung des v50- Wertes gemäß EN 1063 Klasse B3 , Klaiber .357, Magnum Vollmantel Kegel Spitz (Geco), Geschosstyp VMKS von Dynamit Nobel charakterisiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Tabelle 2:
Figure imgf000013_0001
Tabelle 2 zeigt, dass ein Material mit gutem v5o-Wert erhalten wird, obwohl D/F weit oberhalb von 12,8 liegt.

Claims

Durchdringungshemmendes Material Patentansprüche:
1. Durchdringungshemmendes Material umfassend mindestens eine Schicht der Dicke D, wobei die Schicht eine erste und eine zweite Gewebelage umfasst, wobei die erste und die zweite Gewebelage mit einem Bindemittel verbunden sind, wobei die erste Gewebelage einen mindestens 65 % des Gewebegewichtes bildenden ersten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 3,5 bis 20 Fäden/cm, einen Fadentiter von wenigstens 210 dtex und die Fäden bildenden Filamenten mit einem Filamentdurchmesser Fi und einen zweiten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 0,5 bis 16 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 50 dtex enthält, wobei der zweite Fadensatz zum ersten Fadensatz in einem Winkel von > 0° bis 90° verläuft und das Verhältnis der Fadendichte des ersten Fadensatzes zur Fadendichte des zweiten Fadensatzes > 1 ist, wobei die zweite Gewebelage einen ersten Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 0,5 bis 16 Fäden/cm und einen Fadentiter von wenigstens 50 dtex und einen zweiten wenigstens 65 % des Gewebegewichtes umfassenden Fadensatz umfassend eine Fadendichte von 3,5 bis 20 Fäden/cm, einen Fadentiter von wenigstens 210 dtex und die Fäden bildenden Filamenten mit einem Filamentdurchmesser F2 enthält, wobei der zweite Fadensatz zum ersten Fadensatz in einem Winkel von > 0° bis 90° verläuft und das Verhältnis der Fadendichte des zweiten Fadensatzes zur Fadendichte des ersten Fadensatzes > 1 ist und wobei der erste und zweite Fadensatz der ersten Gewebelage parallel zum ersten bzw. zweiten Fadensatz der zweiten Gewebelage verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von D/Fi und D/F2 14,5 bis 40 beträgt.
2. Durchdringungshemmendes Material nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass D/Fi und D/F2 16 bis 36 beträgt.
3. Durchdringungshemmendes Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass D/Fi = D/F2 ist.
4. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Fadentiters des ersten Fadensatzes zum Fadentiter des zweiten Fadensatzes der ersten Gewebelage und des Fadentiters des zweiten Fadensatzes zum Fadentiter des ersten Fadensatzes der zweiten Gewebelage > 1 ist.
5. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Fadentiters des ersten Fadensatzes zum Fadentiter des zweiten Fadensatzes der ersten Gewebelage und des Fadentiters des zweiten Fadensatzes zum Fadentiter des ersten Fadensatzes der zweiten Gewebelage > 4,2 ist.
6. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Fadentiters des ersten Fadensatzes zum Fadentiter des zweiten Fadensatzes der ersten Gewebelage und des Fadentiters des zweiten Fadensatzes zum Fadentiter des ersten Fadensatzes der zweiten Gewebelage > 5,9 ist.
7. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der zweiten Fadensätze der ersten Gewebelage und der ersten Fadensätze der zweiten Gewebelage 0,5 bis 8 Fäden/cm umfasst.
8. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel aus einer der Gruppen der Thermoplaste, Elastomere oder Duroplaste oder aus einer Mischung wenigstens zweier dieser Gruppen ausgewählt ist.
9. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fadensatz der ersten Gewebelage und der zweite Fadensatz der zweiten Gewebelage aus Garnen hoher Festigkeit bestehen, die aus einer der Gruppen der Aramide, Polyethylene oder Poly-p-phenylenbenzobisoxazole ausgewählt sind.
10. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fadensatz der ersten Gewebelage und der erste Fadensatz der zweiten Gewebelage aus Garnen aus einer der Gruppen der Polyester, Polyethylene, Polypropylene oder Aramide ausgewählt sind.
11. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fadensatz der ersten Gewebelage und der zweite Fadensatz der zweiten Gewebelage aus Aramidfäden und der zweite Fadensatz der ersten Gewebelage und der erste Fadensatz der zweiten Gewebelage aus Polyesterfäden besteht.
12. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fadentiter des ersten Fadensatzes der ersten Gewebelage und des zweiten Fadensatzes der zweiten Gewebelage 210 bis 6720 dtex beträgt.
13. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadentiter des zweiten Fadensatzes der ersten Gewebelage und des ersten Fadensatzes der zweiten Gewebelage 50 bis 280 dtex beträgt.
4. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fadensatz der ersten Gewebelage und der erste Fadensatz der zweiten Gewebelage Kettfäden und der zweite Fadensatz der ersten Gewebelage und der zweite Fadensatz der zweiten Gewebelage Schußfäden sind.
15. Durchdringungshemmendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Außenseiten des Materials mit einer Schutzschicht versehen ist.
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