ES2267664T3

ES2267664T3 - Chaleco hibrido.

Info

Publication number: ES2267664T3
Application number: ES01204893T
Authority: ES
Inventors: Jan Lodewijk Lindemulder
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2007-03-16
Anticipated expiration: 2021-12-17
Also published as: DE50110685D1; ATE335980T1; EP1219915A1

Abstract

Chaleco antibala con un factor de protección SK 1, es decir, amortiguador de los disparos contra munición con camisa de acero Geco de 9 mm a 410 m/s, y un peso por unidad de superficie entre 3, 7 y 4, 1 kg/m2, que contiene una pila de paquetitos flexibles con capas dispuestas unidireccionalmente, estando constituidas éstas princi- palmente por un primer tipo de fibra, a saber fibras de PBO, en el cual las fibras discurren fundamentalmente en paralelo en una capa unidireccional y forman con las fi- bras de la capa contigua un ángulo que sobrepasa 0º, ca- racterizado porque el chaleco está constituido en el lado de disparo por paquetitos de capas de un segundo tipo de fibra, constituyendo estos paquetitos de capas del segun- do tipo de fibra 40-80 por ciento en peso del chaleco y conteniendo principalmente fibras de aramida o HPPE.

Description

Chaleco híbrido.

La invención se refiere a un chaleco antibala con factor de protección SK 1 y un peso por unidad de superficie entre 3,7 y 4,1 kg/m^{2} y que contiene una pila de paquetitos flexibles, que están constituidos por capas unidireccionales, que se componen en su mayor parte de un primer tipo de fibra, a saber polibenzoxazol (PBO), en donde las fibras discurren fundamentalmente en paralelo en una capa unidireccional y forman con las fibras de la capa contigua un ángulo, que es mayor que 0 grados.

Un chaleco de esta clase es conocido por el documento WO 97 49546A, que constituye un fundamento para el preámbulo de la reivindicación 1.

Se conocen en el mercado chalecos antibala que están constituidos por capas de fibras de PBO unidireccionales y que se caracterizan por un factor de protección SK 1, es decir amortiguador de los disparos contra munición con camisa de acero Geco de 9 mm a 410 m/s. Para la consecución del factor de protección SK 1 es necesario un peso por unidad de superficie de aprox. 3,7 kg/m^{2}.

El inconveniente de un chaleco de este tipo reside en los altos costes de los paquetitos de capas unidireccionales de fibra PBO.

El objetivo de la invención es el desarrollo de un chaleco, que contiene como máximo 2,6 kg/m^{2} de capas unidireccionales de fibra PBO, en el cual se mantiene válidamente el factor de protección SK 1 y el peso por unidad de superficie aumenta en no más de 10%.

Este objetivo se consigue de tal modo que el chaleco está constituido en el lado de disparo por paquetitos de capas de un segundo tipo de fibra, en el cual estos paquetitos de capas del segundo tipo de fibra constituyen 40-80% en peso del chaleco y contienen principalmente fibras de aramida o HPPE. Para la preparación de las capas del segundo tipo de fibras se da preferencia a fibras de HPPE.

De este modo se consigue producir un chaleco que contiene, con un peso por unidad de superficie de 3,7 a 4,1 kg/m^{2} y un factor de protección SK 1, como máximo 2,46 kg/m^{2} de PBO UD.

El peso por unidad de superficie se define en esta memoria como el peso del chaleco por metro cuadrado.

Sorprendentemente, se ha encontrado que es necesario en el caso de la sustitución de PBO por aramida o HPPE en el lado de disparo del chaleco menos aramida o HPPE, que el que habría sido de esperar teniendo en cuenta el peso de un chaleco completo de aramida o HPPE con factor de protección SK 1.

Los paquetitos de capas del segundo tipo de fibra constituyen 40-80 por ciento en peso del chaleco. Para un porcentaje en peso inferior a 40%, la ventaja en precio se hace demasiado pequeña en el caso de un chaleco completo de PBO. Si el porcentaje en peso llega a ser mayor que 80%, entonces es necesario para la consecución del factor de protección SK 1 una cantidad tan grande de aramida o HPPE, que el peso por unidad de superficie del chaleco sobrepasa el valor de 4,1 kg/m^{2}.

Bajo fibras HPPE se entienden fibras estiradas de polietileno de peso molecular ultraelevado. Las fibras de polietileno de peso molecular ultraelevado se componen de polietileno con un peso molecular medio de al menos 500.000 kg/kmol. El peso molecular es preferiblemente mayor que 2.000.000 kg/kmol.

La abreviatura "protección SK 1" significa que el chaleco responde a las exigencias establecidas por la norma de la Clase de Protección 1 Alemana.

Por lo general, un chaleco está constituido por una pila de paquetitos de fibras fuertes. Estos paquetitos pueden estar constituidos por dos o más capas de fibras unidireccionales. En este caso, las fibras discurren en su mayor parte en paralelo y forman con las fibras de una capa contigua un ángulo que es mayor que 0 grados. Un paquetito debería estar constituido preferiblemente por dos o cuatro capas.

El chaleco comprende preferiblemente 50-70 por ciento en peso de capas de la segunda clase. De este modo se consigue que el peso se desvíe en menos de 5% del correspondiente a un chaleco que está constituido totalmente por capas de PBO.

Bajo "fibras" se entienden en este contexto objetos estirados, cuya longitud es considerablemente mayor que su anchura o su grosor. Las fibras contienen mono- y multifilamentos continuos como fibras cortas o fibras cortadas.

La designación "fibras fuertes" alude en este desarrollo reciente por regla general a fibras con una fuerza de al menos 6 dN/tex, un módulo de al menos 130 dN/tex y una energía de rotura de al menos 8 J/g. Se da preferencia a fibras fuertes, fibras con una fuerza de al menos 10 dN/tex, un módulo de al menos 200 dN/tex y una energía de rotura de al menos 20 J/g. Se da mayor preferencia a fibras con una fuerza de al menos 16 dN/tex, un módulo de al menos 400 dN/tex y una energía de rotura de al menos 27 J/g. Sin embargo, las más preferidas son fibras con una fuerza de al menos 28 dN/tex, un módulo de al menos 1200 dN/tex y una energía de rotura de al menos 40 J/g. Como fibras fuertes son apropiadas tanto fibras de aramida como fibras de HPPE. Se prefieren fibras de HPPE.

Ejemplos

La norma de clase de protección 1 (octubre 2000) se compone de 6 ensayos: munición de 9 mm, camisa de acero Geco para 410 \pm 10 m/s, plastilina Weible:

\bullet: disparo a 90º (perpendicular) a temperatura ambiente

\bullet: disparo a 90º a una temperatura de 70ºC

\bullet: disparo a 90º a una temperatura de -20ºC

\bullet: disparo a temperatura ambiente (inferior a 25ºC)

\bullet: disparo a quemarropa (100 N), ángulo de 90º a temperatura ambiente

\bullet: Disparo sobre material compuesto, que se ha sumergido durante 30 minutos en agua, ángulo 90º.

Munición de 9 mm parabellum, con camisa de acero Geco.

Todos los chalecos se someten al ensayo de la norma SK 1. Los paquetitos citados en primer lugar en los Ejemplos y los Experimentos Comparativos se encuentran en el lado de disparo del chaleco. Los resultados del ensayo SK 1 se presentan en la Tabla 1. Un "+" significa que se ha alcanzado la norma de la clase de protección 1.

Materiales

Como fibra PBO se empleó Zylon® de Toyobo.

Como fibra HPPE se empleó Dyneema® SK 76.

a): Zylon UD SB, un paquetito de PBO unidireccional de dos capas (0/90), provisto en ambos lados con una película de PE; peso por unidad de superficie 97 g/m^{2}.

b): Dyneema UD SB21, un paquetito de fibras HPPE uni-direccionales (Dyneema SK76) de cuatro capas (0/90/90/0), provisto en ambos lados con una película de PE; peso por unidad de superficie 145 g/m^{2}.

Ejemplo 1

15 paquetitos de Dyneema UD SB21 (2,18 kg/m^{2}) + 16 paquetitos de Zylon UD (1,55 kg/m^{2}) = 3,73 kg/m^{2}. Este valor corresponde a 58 por ciento en peso de HPPE y 42 por ciento en peso de PBO con un peso por unidad de superficie que coincide prácticamente con 100% de PBO.

Experimento Comparativo A

: Dyneema UD SB21, 34 paquetitos = 4,93 kg/m^{2}

Experimento Comparativo B

: Zylon UD SB, 38 paquetitos = 3,7 kg/m^{2}

Experimento Comparativo C

: 16 paquetitos de Zylon UD + 16 paquetitos de Dyneema UD SB21 (1,57 + 2,2 = 3,89 kg/m^{2})

Experimento Comparativo D

: 16 paquetitos de Zylon UD + 15 paquetitos de Dyneema UD SB21 1,57 + 2,17 = 3,75 kg/m^{2})

Experimento Comparativo E

: 16 paquetitos de Zylon UD + 16 paquetitos de Dyneema UD SB21 (1,57 + 2,3 = 3,9 kg/m^{2})

\newpage

Experimento Comparativo F

: 18 paquetitos de Zylon UD + 16 paquetitos de Dyneema UD SB21 (1,75 + 2,32 = 4,07 kg/m^{2})

Experimento Comparativo G

: 20 paquetitos de Zylon UD + 16 paquetitos de Dyneema UD SB21 (1,96 + 2,32 = 4,3 kg/m^{2})

TABLA 1

Ejemplo/Experimento Comparativo	SK 1
1	+
A	+
B	+
C	-
D	-
E	-
F	-
G	+

Como muestran los Ejemplos y Experimentos Comparativos, el factor de protección SK 1 pudo alcanzarse para un chaleco de menos de 4,1 kg/m^{2} y menos de 70 por ciento en peso de fibras PBO en la composición del Ejemplo 1.

Claims

1. Chaleco antibala con un factor de protección SK 1, es decir, amortiguador de los disparos contra munición con camisa de acero Geco de 9 mm a 410 m/s, y un peso por unidad de superficie entre 3,7 y 4,1 kg/m^{2}, que contiene una pila de paquetitos flexibles con capas dispuestas unidireccionalmente, estando constituidas éstas principalmente por un primer tipo de fibra, a saber fibras de PBO, en el cual las fibras discurren fundamentalmente en paralelo en una capa unidireccional y forman con las fibras de la capa contigua un ángulo que sobrepasa 0º, caracterizado porque el chaleco está constituido en el lado de disparo por paquetitos de capas de un segundo tipo de fibra, constituyendo estos paquetitos de capas del segundo tipo de fibra 40-80 por ciento en peso del chaleco y conteniendo principalmente fibras de aramida o HPPE.

2. Chaleco antibala según la reivindicación 1, en el cual los paquetitos de capas del segundo tipo de fibra constituyen 50-70 por ciento en peso del chaleco.

3. Chaleco antibala según la reivindicación 1 ó 2, en el cual las capas del segundo tipo de fibra contienen principalmente fibras de HPPE.