本发明专利技术涉及一种用于构造防弹保护物的结构，该结构将高弹丸拦阻和创伤减少性能与高的柔性相结合。生产了一种防弹层压件，其包括由连接层分隔开的至少两对单向层，其中纤维彼此平行。在优选实施例中，该防弹结构包括多个单向防弹纱线子层压件。每个子层压件包括至少两个单向防弹层，该至少两个单向防弹层的纤维基本上平行，即以相同方向定向；具有平行纤维的两个防弹层彼此不直接接触，而是由包括例如也是粘合剂的膜的层分隔(并且保持在一起)。然后，子层压件被联接在一起，使得每个子层压件的单向纤维基本上垂直于相邻子层压件的单向纤维。纤维。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括由连接层分隔且其中的纤维彼此平行的至少两对单向层的防弹层压件
[0001]本专利技术涉及用于构造防弹保护物(ballistic protection)的结构，该结构将高的子弹拦阻和创伤减少性能与高的柔性相结合。
现有技术
[0002]本专利技术的范围是以组件形式的纤维或条带(以下称为纤维)所构成的防弹结构。
[0003]第一个防弹保护物是通过叠加具有传统结构(经纬型)的织物来生产，在传统结构中纬线穿过经线；尽管随着时间的推移已经实施了一些小的修改，但这种类型的织物总是具有两组纤维(通常彼此垂直)，该两组纤维也穿插一些织法，即存在于线本身之间的不同类型的交叉。
[0004]这些已知的纺织品结构具有一些缺点：
[0005]‑
负责吸收入射弹丸的能量的声波反射节点在纤维之间的交叉点处产生；这种反射导致纤维经受由入射波和反射波两者的力引起的应力作用，并且随之削弱了该结构；
[0006]‑
用于纬线的纱线通过一种工艺(例如“defiler”)被织入织物，该工艺对纱线施加扭转扭曲，这导致纤维与纱线方向不平行；这种未对齐降低了纱线的防弹性能。
[0007]通过生产单向织物已经实现了净改善；这些织物由彼此对齐且平行的、部分地或全部地浸渍有不同种类的基质的纱线的层组成。
[0008]单向(UD)织物的最终结构包括若干单向纤维层的重叠，其中每一层以通常大约90
°
的角度被叠加至前一层。在这种情况下，由于属于同一层的纱线之间没有交叉，因此通过使用基质/树脂来确保结构的凝聚力。
[0009]后一种结构具有的不容置疑的优点是纱线之间没有交叉，使得声波可以被吸收而不会反射。
[0010]同样，这些结构具有可变形的缺点，因为它们必须依赖于各层之间的通过使用基质产生的凝聚力，因为它们在纱线之间没有物理交叉。
[0011]由于这种可变形性，织物的外部表面必须被附加的元件(例如膜)保护，这些附加的元件也确保在使用期间的可接受的耐磨性。
[0012]通过使用多轴向织物已经实现了进一步的防弹改进，在多轴向织物中防弹纱线彼此成一定角度单向地排列在重叠层中，并且之后通过针织工艺缝合；在更高性能的变化形式中，彼此垂直布置的相邻线层通过存在的附加粘合剂层(膜类型)是稳定的。应该注意到，这一特征(即在0
°
层和90
°
层之间存在膜)已经带来了在创伤方面的显著减少。
[0013]如上所述，该结构的防弹性能通过以下两个主要参数来评估：第一个是所谓的V50，即50％的弹丸被织物拦阻的速度；第二个涉及与防弹结构在弹丸已经被拦阻后经历的变形(背部面变形BFD)相关联的创伤深度。后一个值通常参考标准(例如NiJ04)通过在弹道冲击试验期间测量压痕的深度来限定，压痕产生在放置有防弹包装物(ballistic package)的一块橡皮泥中。
[0014]为了抑制这种创伤，已经发现在彼此垂直布置的纤维层(包括在UD结构和多轴向结构中)之间引入粘合剂膜，大大减少创伤，而不会显著损失V50。
[0015]不考虑防弹结构，已知的是负责拦阻弹丸的部分主要是纤维；目前被最广泛使用的纤维是基于聚乙烯、聚丙烯、玻璃、碳、包括呈共聚物形式的芳族聚酰胺型纤维、PVA纤维、诸如大麻的天然纤维等的纤维。
[0016]近年来，以非常高的弹性模量和抗拉强度值为特征的纤维已经投放到市场上；例如基于UHMWPE(超高分子量聚乙烯)的那些纤维，其具有超过40cN/dtex的抗拉强度和多于135GPa的模量；典型地，这些纤维比最好的基于芳族聚酰胺的纤维高大约30％的抵抗性。
[0017]然而，树脂(尤其是膜类型)在机械性能方面没有经历同样的发展。
[0018]因此，试图将相同的纤维/基质纺织品构造形式用于高性能纤维和不具有高性能的基质不会导致期望的益处。
[0019]具体而言，纺织品结构能够通过在下面示出的、由Cunniff所开发的公式(1999年11月15
‑
19日，美国德克萨斯州圣安东尼奥的第18届国际弹道学研讨会论文集中的Cunniff，P.M.的“用于优化基于纺织品的防弹衣系统的尺寸参数(Dimensional Parameters for optimization of textile
‑
based body armor systems)”)吸收能量，该公式表明吸收的能量与单位质量的纤维所能够储存的最大弹性能量和该纤维典型的声波速度成正比。
[0020][0021]在实践中，有必要通过开发纤维吸收弹性能量的能力(这反过来取决于抗拉强度和断裂伸长率)来尝试吸收最大能量，并且同样尝试尽可能快地将能量从弹丸冲击区传输出去(与声波在该纤维中的速度有关)；正是由于这个原因，在当今的纺织品结构中，每个单向纤维层相对于前一层被旋转90度；以这种方式能量被尽可能快地从弹丸的冲击点移走。
[0022]为了提高结构的防弹响应，因此有必要使纤维具有高抗拉强度、高伸长率、低密度和高弹性模量。
[0023]正如上文提到的，UD织物和多轴向织物需要应用树脂，该树脂保证结构的稳定性和在防弹事件期间保持纤维在原位的最大可能能力。
[0024]在层是由纤维和树脂构成的情况下，Cunniff的公式仍然有效，但是必须考虑到的事实是，对于相同的质量，一些织物已经被树脂代替，这实际上降低了纤维的抗拉强度、其弹性模量，并且随之降低了能量吸收声波的速度。
[0025]这已经用实验方法被证实。
[0026]众所周知，树脂通过将纤维保持在它们一起作用的位置来增加分层表面积；如果纤维和树脂的属性之间的差异太大，该两种材料则以完全不一致的方式工作，因此降低了该结构的防弹拦阻能力。在这种情况下，树脂阻止纱线纤维正常工作。
[0027]本领域技术人员可能倾向于减少树脂的量以补救这个问题，但是这产生了两个问题：
[0028]‑
树脂的量必须被减少到使得该结构没有充分的凝聚力；
[0029]‑
目前所生产的膜在多于100cm的深度不能少于6g/m2，然而织物的深度通常是
160cm。
[0030]除了以上之外，在经线和多轴向纬线UD型织物中，已经发现单个单向层越轻，V50值越高，并且如果纤维在两个相对于彼此旋转的相邻层中的相对运动受到限制，则创伤就更小。
[0031]专利技术目的
[0032]本专利技术的主要目的是提供一种防弹保护元件，其减少了已知技术中的缺点。
[0033]专利技术概述
[0034]根据本专利技术，这一结果已经通过制造用于防弹保护物的防弹层压件而实现，该层压件包括至少一个第一单向纺织品子层压件和至少一个第二单向纺织品子层压件，该第一纺织品子层压件和第二纺织品子层压件各自包括第一纺织品层和第二纺织品层，该第一纺织品层具有基本上在α方向上排列的第一多个防弹纤维，该第二纺织品层包括基本上在α方向上排列的第二多个防弹纤维，每个子层压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于防弹保护物的防弹层压件，所述层压件包括至少第一单向纺织品子层压件和至少第二单向纺织品子层压件，所述第一纺织品子层压件和所述第二纺织品子层压件中的每一个包括第一纺织品层和第二纺织品层，所述第一纺织品层具有在方向α上排列的第一多个防弹纤维，所述第二纺织品层包括基本上按照所述方向α排列的第二多个防弹纤维，每个子层压件的所述第一纺织品层和所述第二纺织品层被连接层分隔，所述第一子层压件和所述第二子层压件彼此直接接触，并且被布置成使得所述第一子层压件的纤维的方向和所述第二子层压件的纤维的方向形成90
°
+/
‑
10
°
的相对角度。2.根据权利要求1所述的防弹层压件，其中所述纺织品层由树脂基质预浸渍，所述树脂基质包含以下材料中的一种或更多种：丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丁烯、聚氨酯、基于嵌段共聚物的树脂。3.根据前述权利要求中的一项所述的防弹层压件，其中所述连接层包括以下材料中的一种或更多种：呈膜或其他结构的形式，诸如网、毡状物或编织/非编织织物的聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯。4.根据前述权利要求中的一项所述的防弹层压件，其中所述防弹纤维包括以下材料中的一种或更多种：芳族聚酰胺、聚酰胺、高分子量聚乙烯UHMWPE、共聚芳族聚酰胺、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、液晶、玻璃、碳。5.根据前述权利要求中的一项所述的防弹层压件，所述防弹层压件包括直径在0.02毫米和3毫米之间的多个通孔，所述通孔穿过所述第一子层压件和所述第二子层压件并且具有每平方厘米在0.5和10之间的密度。6.根据前述权利要求中的一项所述的防弹层压件，其中所述第一子层压件和所述第二子层压件通过压制动作彼此连结。7.根据权利要求6所述的防弹层压件，其中所述通孔在所述压制动作之后制造。8.根据权利要求5
‑
7中任一项所述的防弹层压件，其中所述第一子层压件和所述第二子层压件通过缝合连结在一起，并且所述通孔中的至少一部分在所述缝合期间形成。9.根据权利要求8所述的防弹层压件，其中接缝通过针制成，所述针...
【专利技术属性】
技术研发人员：菲利波，
申请(专利权)人：弗拉泰利西特里奥股份公司，
类型：发明
国别省市：
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