WO2016029280A1

WO2016029280A1 - Colete balístico e processo de fabricação de colete balístico

Info

Publication number: WO2016029280A1
Application number: PCT/BR2014/000298
Authority: WO
Inventors: André Nestor BERTIN
Original assignee: Bertin André Nestor
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2016-03-03
Also published as: BR112017003939A2

Abstract

A presente invenção refere-se um colete balístico e a seu processo de fabricação, sendo o colete (1) constituído de uma pluralidade de camadas de tecido de fibras aramida, onde cada camada é impregnada nos dois lados com resina de polietileno, e unidas por alguns pontos (2) distribuídos na borda do colete (1).

Description

COLETE BALÍSTICO E PROCESSO DE FABRICAÇÃO UE COLETE BALÍSTICO

A presente invenção refere-se a um colete balístico e a seu processo de fabricação, sendo o colete utilizado para proteção individual contra penetração de projéteis de armas de fogo.

Arte anterior

São conhecidos no estado da técnica coletes à prova de balas constituídos de uma pluralidade de camadas de tecidos balísticos de alta resistência unidas a outros materiais que são usados como apoio ou para melhorar a resistência à penetração de projéteis através do colete.

Dentre os tecidos técnicos mais conhecidos, que oferecem boa resistência ao impacto de projéteis de armas de fogo, podem-se citar a fibra de aramida e polietileno. Quanto aos materiais associados aos tecidos técnicos utilizados os mais comuns são placas de cerâmica, resina, fibra de vidro, dentre outros. A união entre as camadas é feita por costura o que aumenta a resistência do colete.

Apesar de aumentar a resistência balística, esse tipo de colete é muito pesado, sendo desconfortável utiliza-lo por longos períodos.

Além dessa desvantagem os coletes da arte anterior apresentam baixo desempenho no teste de tambor da norma NIJ STD 0101.06 (norma americana que estabelece os requisitos mínimos e testes para vestimentas balísticas) . Nesse teste o colete é submetido à rotação de um tambor, de forma semelhante a uma centrífuga de uma lava-roupa, e ao final do teste a vestimenta tem de ter resistindo sem se danificar. Como os coletes da arte anterior têm suas camadas sem proteção, somente unidas por costuras, ao ser submetido à rotação do tambor, o tecido se desfaz. Isso porque a costura permite um espaço (GAP) entre as fibras, o que torna o produto vulnerável e fácil das fibras se separarem nesses locais, assim o tecido ao ser submetido a algum esforço se desfaz nos locais onde não há costura.

Em vista das deficiências do estado da técnica, foi desenvolvido o colete da presente invenção, que alia de forma inédita proteção balística e durabilidade, inclusive ao ser submetido ao referido teste de tambor.

O presente colete é formado de tecido de fibra de aramida recoberto com resina de polietileno, onde a impregnação com referida resina garante uniformidade ao tecido, aumentando sua capacidade balística, absorvendo a energia cinética de um projétil, atribuindo-lhe ainda durabilidade. Dito colete não sofre os danos usuais aos coletes da arte anterior ao ser submetido ao teste de tambor (norma NIJ STD 0101.06), ele não desfia e suas fibras não embolam, pois a resina mantém as fibras unidas.

Além disso, as diversas camadas de tecido de fibra de aramida que formam o colete não são totalmente costuradas como os coletes usuais, elas têm somente alguns pontos de conexão, o que dá mais flexibilidade ao colete e conforto em sua utilização.

É apresentada a seguir uma figura esquemática de uma realização da invenção, cujas dimensões e proporções não são necessariamente as reais, pois a figura tem apenas a finalidade de apresentar didaticamente os diversos aspectos da invenção, cuja abrangência de proteção está determinada apenas pelo escopo das reivindicações anexas. Descrição resumida da figura

A figura 1 ilustra uma vista frontal do colete da presente invenção onde estão indicados os pontos de união das diversas camadas de tecido de fibras aramida.

Descrição da invenção

A presente invenção trata de um colete balístico (1) formado a partir de uma pluralidade de camadas de tecido de fibras aramida impregnadas com resina de polietileno nos dois lados do dito tecido, que são então costuradas em pelo menos dois pontos (2) distribuídos na borda do colete (1) .

O colete (1) é dotado de uma porção frontal e outra posterior que podem ser unidas por qualquer meio adequado, tal como velcro, cinta, etc.

A impregnação do dito tecido de aramida, em linhas gerais, consiste de um banho de uma resina de polietileno nos dois lados do referido tecido. O banho de material é preferivelmente realizado por espalmagem com uma régua sobre rodo em que o material é aplicado nos dois lados do tecido, sendo posteriormente aplicada temperatura e resfriamento para cura. Após a cura da resina o tecido é cortado no formato do colete (1) , após o que as diversas camadas de tecido cortado são unidas por costura não contínua, ficando sua porção central sem pontos de união entre as diversas camadas, formando o colete (1).

O presente colete (1) caracteriza-se ainda pela forma em que as diversas camadas de tecido de fibras de aramida são costuradas, a costura não sendo contínua, sendo costurados somente alguns pontos (2) que, neste exemplo particular ilustrado na figura 1, são pontos (2) próximos a vértices ou locais de mudança de direção do recorte dos tecidos . ^

Após a costura das diversas camadas de tecido de fibras de aramida é feito um revestimento com uma capa de vinil .

O tecido de fibras de aramida utilizado é fabricado utilizando fibra de aramida de alta tenacidade, preferencialmente de tenacidade maior que 20 gpd (gramas por denier) . Um exemplo de tecido adequado tem trama de 18±0,5 polegadas e urdume de 18±0,5 polegadas, com fio de titulo 1500 denier. O tecido assim constituído oferece boa resistência a impacto de projéteis de arma de fogo, possibilitando ainda utilizar um número reduzido de camadas, proporcionando um colete (1) de peso reduzido.

A combinação de resina de polietileno com tecido técnico de tenacidade especifica e relativamente baixa, possibilita utilizar um número reduzido de camadas produzindo uma resistência balística elevada, conforme demonstram os testes apresentados mais adiante.

Uma resina de polietileno adequada é particularmente, sem excluir outras, uma resina polar de polietileno, a base de água, que apresenta viscosidade 100 ± 10 seg. copo Ford 06, teor de sólidos 30 ± 2 % e densidade 0,98 ± 0,03 g/cm³.

A presente invenção refere-se ainda a um processo de fabricação do colete (1) que é realizado de acordo com as seguintes etapas:

a) Fabricação do tecido de fibras de aramida com trama 18±0,5 polegadas e urdume 18±0,5 polegadas, com fio de titulo 1500 denier e construção lxl.

b) Impregnação do tecido distribuindo cerca de 70 a 90 g/m² de resina em cada lado do tecido;

c) Cura com aplicação de temperatura de cerca de 100 a 130°C;

d) Corte das diversas camadas no formato do colete (1); e) União das camadas por costura;

f) Revestimento das camadas costuradas com vinil.

Em uma primeira etapa o tecido de fibras de aramida é fabricado com trama 18±0,5 polegadas e urdume 18±0,5 polegadas, com fio de titulo 1500 denier e construção lxl, produzindo um tecido com tenacidade maior que 20 gpd (gramas por denier) .

Em seguida e antes de fazer a impregnação com resina faz-se um verificação visual de suas condições de limpeza, inspecionando se ele está isento de sujeiras, imperfeições, partículas ou corpos estranhos. Uma vez certificada a situação de limpeza faz-se a impregnação com resina, por exemplo, por espalmagem com auxílio de uma régua, distribuindo a resina sobre cada lado do tecido.. A calibração do termopar é de cerca de 200 a 760°C e do termómetro a cerca de 0 a 300°C.

Após a aplicação da resina (coating) faz-se o corte do tecido no formato de colete desejado, por exemplo, em uma máquina de CNC (controle numérico computadorizado) . Seguindo a essa etapa é feita a costura das camadas de tecido recortado unindo-as em alguns pontos distribuídos na borda do recorte; a seguir reveste-se com vinil o conjunto de camadas costuradas. O colete (1) é então identificado com etiqueta.

A fim de verificar a resistência ao impacto foram realizados alguns testes na empresa H.P. White Laboratory, Inc. (Estados Unidos da América), que foram conduzidos de acordo com as normas NIJ-STD-0101.04, nível IIIA, usando munição 9 mm, 124 grain, FMJ e .44 mag, 240 grain, SJHP.

As amostras, contendo 24 camadas de tecido de fibras de aramida, foram fixadas em uma faixa a 5, 0 m (16,4 pés) do cano da arma de teste para produzir um grau de impacto de zero e trinta graus de inclinação. Medidores de velocidade foram posicionados a 1,98 a 3,51 m (6,5 e 11,5 pés) onde, contadores de intervalos de tempo (cronógrafos) , foram usados para computar a velocidade do projétil a 2,44 m (8,0 pés) do cano da arma.

A tabela 1 abaixo apresenta um resumo dos registros.

acima, pode-se concluir que as amostras submetidas ao teste satisfazem os requisitos das normas NIJ-STD-0101.04, nível HIA.

Conforme pode ser visto no resultado dos testes, o presente colete (1) apresenta total resistência à penetração de projéteis do calibre .44 Magnum e 9 mm, pela combinação de tenacidade de seu tecido técnico utilizado, impregnados com resina polimérica.

0 homem da técnica prontamente perceberá, a partir da descrição e dos desenhos representados, várias maneiras de realizar a inovação sem fugir do escopo das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Colete balístico formado a partir, de uma pluralidade de camadas de tecido de fibras aramida caracterizado pelo fato de que cada camada de tecido de fibras aramida é impregnada nos dois lados com resina de polietileno, sendo as ditas camadas costuradas em pelo menos dois pontos (2) distribuídos na borda do colete (1), ficando sua porção central sem pontos de união entre as diversas camadas do dito tecido.

'2. Colete balístico de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que os pontos de costura (2) são próximos a vértices ou locais de mudança de direção do recorte dos ditos tecidos.

3. Colete balístico de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 ou 2 caracterizado pelo fato de que o colete (1) é revestido com uma capa de vinil.

4. Colete balístico de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3 caracterizado pelo fato de que o tecido de fibras de aramida é de alta tenacidade, com mais de 20 gpd.

5. Colete balístico de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4 caracterizado pelo fato de que a resina de polietileno é polar, a base de água, que apresenta viscosidade 100 ± 10 seg. copo Ford 06, teor de sólidos 30 ± 2 % e densidade 0,98 ± 0,03 g/cm³.

6. Processo de fabricação de colete balístico de acordo com as reivindicação 1 caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas:

a) Fabricação de um tecido de fibras de aramida com trama 18±0,5 polegadas e urdume 18±0,5 polegadas, com fio de titulo 1500 denier e construção lxl.

b) Impregnação do tecido, com distribuição de cerca de 70 a 90 g/m² de resina em cada lado do tecido; c) Cura com aplicação de temperatura de cerca de 100 a 130°C;

d) Corte de diversas camadas do dito tecido no formato do colete (1) ;

e) União das diversas camadas;

f) Revestimento com vinil.

7. Processo de fabricação de colete balístico de acordo com as reivindicação 6 caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de inspeção das condições de limpeza do tecido antes da etapa de impregnação do tecido com resina .

8. Processo de fabricação de colete balístico de acordo com as reivindicação 6 caracterizado pelo fato do termopar ser calibrado a cerca de 200 a 760°C e o termómetro a cerca de 0 a 300°C.