ES2274622T3

ES2274622T3 - Articulos balisticos resistentes a la prenetacion.

Info

Publication number: ES2274622T3
Application number: ES99912719T
Authority: ES
Inventors: Minshon J. Chiou; Jianrong Ren; Nicolas A. Van Zijl
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: CA2319530A1; TW426799B; EP1064515A1; DE69933656D1; WO1999047880A1; CN1106567C; IL138015A; AU3103299A; JP2002506966A; DE69933656T3; CA2319530C; KR20010042018A; KR20060036492A; DE69933656T2; IL138015A0; JP2004340573A; AU753755B2; HK1035572A1; EP1064515B2; EP1522816A2

Abstract

Un artículo resistente a los cuchillos, a los punzones y frente a amenazas balísticas que consta de una estructura metálica flexible de anillos metálicos entrelazados o una combinación de anillos metálicos y placas, una pluralidad de capas de tejido resistentes a la penetración estrechamente trenzadas, trenzadas a un factor de impenetrabilidad del tejido de al menos 0, 75, y de una pluralidad de capas resistentes a las amenazas balísticas, en el que el artículo tiene una superficie externa y una pluralidad de capas de tejido resistente a la penetración estrechamente trenzadas colocadas más cerca de la superficie externa que la pluralidad de capas balísticas.

Description

Artículos balísticos resistentes a la penetración.

Resulta perfectamente conocido que las prendas flexibles hechas para la protección de amenazas balísticas no son necesariamente efectivas contra apuñalamientos por cuchillos o instrumentos de punta afilada. Lo contrario también es cierto - los artículos resistentes a la penetración no son necesariamente efectivos contra amenazas balísticas. Esta invención versa acerca de artículos que proporcionan protección contra amenazas de penetración de cuchillo y de punzones y también, contra amenazas balísticas.

La patente US nº 5.578.358, otorgada el 26 de noviembre de 1996, en atención a la solicitud de Foy et al., muestra una estructura resistente a la penetración hecha a partir de fibra de aramida entrelazada que tiene una densidad lineal particularmente baja.

La publicación internacional nº WO 93/00564, publicada el 7 de enero de 1993, muestra estructuras balísticas que utilizan capas de tejido entrelazado de fibra de paraaramida de alta tenacidad.

La patente US nº 5.472.769, otorgada el 5 de diciembre de 1995, como ejemplo de los intentos para proporcionar tanto resistencia a los pinchazos como a resistencia balística, describe una combinación de capas de fibra de aramida entrelazada y capas de deflexión de materiales como el hilo metálico.

La solicitud de patente europea nº 670.466, publicada el 6 de septiembre de 1995, describe un sistema resistente a la balística y a puñaladas en el que la resistencia a la puñalada del cuchillo se consigue mediante la introducción de cota de malla en una resina polimérica.

La publicación WO 91/06821, que forma la base para la reivindicación 1, muestra un material para la protección contra amenazas balísticas y ataques con cuchillos.

La publicación WO 97/24574 muestra una prenda para la protección contra disparos de bala y armas punzantes.

La presente invención propone un artículo resistente a la amenaza de penetración de cuchillos, punzones y balística, como se reivindica en la reivindicación 1.

Esta invención versa acerca de un artículo resistente a la penetración de cuchillos, punzones y balística que consta de una estructura metálica flexible, una pluralidad de capas de tejido resistente a la penetración estrechamente entrelazadas, y una pluralidad de capas balísticas en el que el artículo tiene una superficie interna y una superficie externa y la pluralidad de capas de tejido resistente a la penetración estrechamente entrelazadas están ubicadas más cercanas a la superficie externa que la pluralidad de capas balísticas, o sea, a la cara de impacto de la amenaza de penetración. Preferiblemente, la estructura metálica flexible puede estar ubicada en cualquier lugar en el artículo y la pluralidad de capas de tejido resistente a la penetración estrechamente entrelazadas es adyacente a la estructura metálica flexible cuando la estructura metálica flexible se encuentra en la superficie externa y la pluralidad de capas balísticas está más cerca de la superficie interna que la pluralidad de capas de tejido resistente a la penetración estrechamente entrelazadas.

Descripción detallada

El artículo protector de esta invención se desarrolló específicamente para proporcionar una protección contra una "triple amenaza" de penetración por punzones, así como cuchillos, además de proteger de amenazas balísticas. Se está volviendo cada vez más importante que la policía y el personal de seguridad tengan protección simultánea tanto de las amenazas de penetración como de las amenazas balísticas en la misma prenda protectora. Los inventores presentes han investigado artículos resistentes a la penetración y a artículos balísticos y han realizado descubrimientos asombrosos con respecto a la combinación de esos artículos.

Aun cuando la protección de "triple amenaza" es una parte importante de esta invención, ha habido, además, un desarrollo de nuevas estructuras que mejoran la resistencia a la penetración de punzones y cuchillos incluso sin la incorporación de las anteriormente mencionadas capas balísticas.

Como regla general, los artículos flexibles resistentes a la penetración de punzones están hechos utilizando capas de tejido entrelazado de una fibra de material de una alta tenacidad y resistencia; y el grado de resistencia a la penetración del punzón está, entre otras cosas, en función de la densidad lineal de la fibra y de la impenetrabilidad del trenzado.

Cuanto menor sea la densidad lineal de la fibra y más estrecho sea el trenzado, mayor será la resistencia a la penetración del punzón. Por ejemplo, se sabe que los artículos que manifiestan excelencia en la resistencia a la penetración de un punzón están hechos a partir de fibra de aramida que tiene una densidad lineal de menos de 500 dtex trenzada con un factor de impenetrabilidad del tejido de al menos 0,75.

"Factor de impenetrabilidad del tejido" y "factor de cobertura" son nombres que se le dan a la densidad del trenzado de un tejido. El factor de cobertura es un valor calculado con respecto a la geometría del trenzado e indica el porcentaje del área de la superficie bruta de un tejido que está cubierto por fibra de tejido. La ecuación utilizada para calcular el factor de cobertura es la siguiente (de Lord y Mohamed, Weaving: Conversion of Yarns to Fabric [Trenzado: Conversión de fibra a tejido], publicado por Merrow (1982), páginas 141-143):

d_{w} = anchura de fibra alabeada en el tejido

d_{f} = anchura de fibra rellena en el tejido

p_{w} = densidad de fibras alabeadas (puntas por unidad de longitud)

p_{f} = densidad de fibras rellenas

C_{w} = \frac{d_{w}}{p_{w}}

\hskip1cm

C_{f} = \frac{d_{f}}{p_{f}}

Factor de cobertura del tejido = C_{tej} = \frac{área \ total \ oscurecida}{área \ limitada}

C_{tej} = \frac{(p_{w} - d_{w}) d_{f} + d_{w} p_{f}}{p_{w} p_{f}} = (C_{f} + C_{w} - C_{f} C_{w})

Dependiendo del tipo de trenzado de un tejido, el máximo factor de cobertura puede ser bastante bajo, incluso aunque las fibras del tejido estén situadas cerca las unas de las otras. Por esa razón, un indicador más útil de la impenetrabilidad del trenzado se conoce como "factor de impenetrabilidad del tejido". El factor de impenetrabilidad del tejido es una medida de la impenetrabilidad de un trenzado de tejido comparado con la máxima impenetrabilidad del trenzado como función del factor de cobertura.

Factor de impenetrabilidad del tejido = \frac{factor \ real \ de \ cobertura}{factor \ máximo \ de \ cobertura}

Por ejemplo, el máximo factor de cobertura posible con un tejido trenzado simple es de 0,75; y un tejido trenzado simple con un factor de cobertura real de 0,68 tendrá, por lo tanto, un factor de impenetrabilidad de tejido de 0,91. El trenzado preferido para poner en práctica esta invención es el trenzado simple.

Los artículos flexibles con resistencia a la penetración de cuchillos han sido hechos utilizando una estructura metálica flexible en combinación con un material absorbente de la energía del impacto o una capa secundaria de un material resistente al pinchazo. El material absorbente de la energía del impacto o la capa secundaria de un material resistente al pinchazo era necesario para reforzar el rendimiento de la estructura metálica flexible. El material absorbente de la energía del impacto podía ser un material blando con un grosor que se reduce drásticamente con la energía del impacto, como un material textil de fieltro punzado por aguja o materiales no textiles como las láminas de caucho o elastómero o espuma. El material secundario resistente al pinchazo puede ser cota de malla adicional o tejido flexible impregnado en resina de fibras de alta resistencia. El material utilizado en combinación con la estructura metálica, cuando consistía en tejidos, o bien era altamente compresible o bien estaba impregnado en resina.

Para ser efectivos contra una amenaza específica, los artículos balísticos flexibles están hechos de suficientes capas de gran tenacidad y material de fibra de gran resistencia. Las capas pueden incluir fibras de aramidas, poliamidas, poliolefinas, o de otras fibras que se usen normalmente para la protección balística. Los tejidos para la protección balística utilizan generalmente fibras de relativamente alta densidad lineal y, cuando se entrelazan, tienen poca relación con la impenetrabilidad del trenzado, salvo para evitar trenzados extremadamente estrechos para así evitar dañar las fibras, consecuencia de los rigores del trenzado.

Para hacer que una estructura protectora sea efectiva contra amenazas tanto de penetración por puñalada como balística, ha habido combinaciones de materiales, como se ha mencionado anteriormente y se ha descrito en la patente US nº 5.472.769. En este documento los inventores han descubierto una combinación de materiales diferente que da una mejora notable en la protección contra la triple amenaza de punzones, cuchillos y balística.

La combinación particular de esta invención, que utiliza materiales especiales resistentes a la penetración y al material balístico, exhibe una buena protección balística y una resistencia a la penetración de un punzón o cuchillo mucho mayor de lo que se esperaría de la suma de la resistencia a la penetración de los elementos individuales de la combinación. Los elementos individuales en la combinación de esta invención tienen una relación particular de elemento a elemento.

Se ha descubierto que la estructura metálica flexible, como se utiliza en la combinación de esta invención, no requiere de un material absorbente de la energía del impacto ni de una capa secundaria de material resistente al pinchazo hecha de espuma o que sea compresible o de tejido impregnado en resina. La estructura metálica flexible puede ser colocada en cualquier lugar en el artículo de esta invención. Típicamente, esta estructura tendrá anillos entrelazados o una combinación de anillos y de placas. La estructura metálica puede estar hecha de acero o de titanio o similar. La cota de malla debería ser ligera y flexible, y aun así resistente al pinchazo. No hay otros requerimientos especiales para la cota de malla, pero si la cota de malla está hecha de anillos metálicos, se prefiere que los anillos metálicos tengan un diámetro desde aproximadamente 1,0 mm hasta aproximadamente 20 mm. El diámetro del cable utilizado para fabricar los anillos puede variar entre 0,2 y 2,0 mm.

La pluralidad de capas de tejido estrechamente entrelazado está hecha de fibras de alta resistencia, de tal modo que las fibras tienen generalmente una densidad lineal de menos de 500 dtex y, preferiblemente, los filamentos individuales de esas fibras tienen una densidad lineal de 0,2 a 2,5 dtex y más preferiblemente de 0,7 a 1,7 dtex. Estas capas pueden estar hechas de aramidas, poliamidas, poliolefinas, u otras fibras utilizadas normalmente por la resistencia a la penetración. El material preferido para estas capas son fibras de paraaramida. La densidad lineal preferida para las fibras es de 100 a 500 dtex y esas fibras están preferiblemente entrelazadas con un factor de impenetrabilidad del tejido de 0,75 a 1,00 o, tal vez, mayor, y, más preferiblemente mayor de 0,95. Lo más preferido es que las capas de tejido estrechamente trenzado tengan una relación entre la densidad lineal de la fibra (dtex) y el factor de impenetrabilidad del tejido como a continuación:

Y > X 6,25 x 10^{-4} + 0,69, donde, Y = factor de impenetrabilidad del tejido y X = densidad lineal de la fibra, como se muestra en la patente US nº 5.578.358 mencionada anteriormente.

Las varias capas balísticas pueden estar entrelazadas o no, y, si no están entrelazadas, pueden ser unidireccionales, unitrenzadas, o similar. Las capas pueden estar hechas de aramida, poliamida, poliolefina, o de otros polímeros utilizados normalmente para la protección balística. La construcción preferida de estas capas balísticas es fibra de paraaramida entrelazada con una densidad lineal de 50 a 3000 dtex. Si está trenzada, se prefiere el trenzado sencillo, aunque se pueden utilizar otros tipos de trenzado, como el trenzado de tipo esterilla, el trenzado liso, y la sarga. La paraaramida preferida es la poli(tereftalamida de p-fenileno).

Las fibras utilizadas en cualquiera de las capas de tejido de esta invención deberían exhibir una tenacidad superior a 20 gramos por dtex, y que puede llegar a 50 gramos por dtex o más; una elongación de rotura de al menos el 2,2% y que puede llegar al 6% o más; y un coeficiente de al menos 270 gramos por dtex y que puede llegar a 2000 gramos por dtex o más.

Se lleva a cabo una combinación de los tres elementos de esta invención colocando los tres juntos, en una relación cara a cara, con otros materiales de la capa en medio o no, como se desee. Los otros materiales de la capa que se pueden colocar entre los tres elementos incluyen, por ejemplo, materiales resistentes al agua, materiales antitraumatismo, y similares. Como se ha mencionado, se puede obtener una mejor resistencia a la penetración de punzón y de cuchillo utilizando solo dos de los elementos en conformidad con esta invención. Además, se entiende que la superficie externa, o la cara del impacto, del artículo de esta invención no necesita ser la superficie externa absoluta o la superficie expuesta del artículo. Es suficiente si la superficie externa es la superficie externa del artículo de esta invención. Lo mismo es cierto para la superficie interna. La "superficie interna" pretende denotar la superficie interna del artículo de esta invención.

Se ha descubierto que una combinación de elementos, en conformidad con la presente invención, produce resistencias a la penetración de punzones para romper hielo y cuchillos que son muy superiores a la suma de esas resistencias de penetración que exhibirían los elementos individualmente.

La sustancia de esta invención reside en el descubrimiento de que una combinación de distintos materiales, cuando están configurados de una manera, dan resultados pobres y, cuando se configuran de otra manera, dan unos resultados inesperadamente buenos. La alta resistencia a la penetración de cuchillo de esta invención la proporciona una estructura metálica flexible sin la necesidad de capas asistentes compresibles o impregnadas en resina, porque la estructura metálica se encuentra en el artículo de esta invención en combinación con los otros elementos. La estructura metálica flexible puede colocarse en cualquier lugar del artículo. La alta resistencia a la penetración de punzón de esta invención es debida a las capas de tejido entrelazado estrechamente, y para que exista esa alta resistencia a la penetración del punzón, las capas de tejido entrelazado estrechamente deben estar situadas más cerca del impacto de la amenaza del punzón que las capas balísticas - la cara del impacto. La alta resistencia a la penetración balística de esta invención la proporcionan las capas balísticas, que pueden estar colocadas en cualquier sitio del artículo, salvo que no pueden estar colocadas en la cara del impacto.

Dadas las anteriores limitaciones sobre la colocación del elemento, se entiende que solo hay tres disposiciones diferentes para el ejemplo de realización de tres elementos de esta invención. A saber, desde la superficie externa, o la cara del impacto, hacia adentro: (1) estructura metálica, capas entrelazadas estrechamente, capas balísticas; (2) capas entrelazadas estrechamente, capas balísticas, estructura metálica; y (3) capas entrelazadas estrechamente, estructura metálica, capas balísticas.

Métodos de prueba

Densidad lineal. La densidad lineal de una fibra se determina pesando una longitud conocida de la fibra. El "dtex" se define como el peso, en gramos, por 10.000 metros de la fibra.

En la práctica, el dtex medido de una muestra de fibra, las condiciones de prueba y la identificación de la muestra se introducen en un ordenador antes del comienzo de la prueba; el ordenador registra la curva de carga-elongación de la fibra en el punto de rotura y luego calcula las propiedades.

Propiedades de tensión. Las fibras probadas para comprobar las propiedades de tensión son, primero, acondicionadas y, luego, enrolladas en un multiplicador de torsión de 1.1. El multiplicador de torsión (MT) de una fibra se define como:

MT = (giros/cm) (dtex)^{1/2}/30,3

Las fibras que van a ser probadas están acondicionadas a 25ºC, y a un 55% de humedad relativa durante 14 horas como mínimo y las pruebas de tensión se llevan a cabo en esas condiciones. La tenacidad (tenacidad de rotura), la elongación hasta la rotura, y el coeficiente se determinan rompiendo las fibras de prueba en una máquina de ensayos Instron (Instron Engineering Corp., Canton, Massachussets, EE. UU.).

La tenacidad, la elongación, y un coeficiente inicial, como se define en ASTM D2101-1985, se determinan utilizando fibras con una longitud de medida normalizada de 25,4 cm y una tasa de alargamiento del 50% de alargamiento/minuto. El coeficiente se calcula a partir de la pendiente de la curva tensión-alargamiento en 1% de alargamiento y es igual a la tensión en gramos en 1% de alargamiento (absoluto) multiplicado por 100, dividido por la densidad lineal de la fibra de prueba.

Resistencia. Utilizando la curva tensión-alargamiento de la prueba de tensión, la resistencia se determina como el área (A) bajo la curva tensión/alargamiento hasta el punto de rotura de la fibra. Normalmente se determina empleando un planímetro, para proporcionar el área en centímetros cuadrados. El dtex (D) es como se ha descrito anteriormente bajo "Densidad lineal". La resistencia (To) se calcula como

To = A x (FSL/CFS) (CHS/CS) (1/D) (1/GL)

donde

FSL = carga a escala real en gramos

CFS = escala real de la gráfica en centímetros

CHS = velocidad de la cruceta en cm/min

CS = velocidad de la gráfica en cm/min

GL = longitud de medida normalizada de la muestra de prueba en centímetros

Los datos digitalizados de tensión/alargamiento pueden, por supuesto, ser introducidos en un ordenador para calcular la resistencia directamente. El resultado es To en dN/tex. Multiplicando por 1,111 lo convierte en g/denier. Cuando las unidades de longitud son las mismas en todo, la anterior ecuación calcula To en unidades determinadas únicamente por aquellas escogidas para fuerza (FSL) y D.

Resistencia a la penetración. La resistencia a la penetración de un punzón se determina con una pluralidad de capas de tejidos utilizando un punzón de 18 centímetros (7 pulgadas) de longitud y de 0,64 centímetros (0,25 pulgadas) de diámetro de fuste y que tiene una dureza Rockwell de C-42. Las pruebas se llevaron a cabo en conformidad con la prueba HPW TP-0400.03 (28 de noviembre de 1994) de H. P. White Lab., Inc. Las muestras de prueba, colocadas sobre un soporte con un 10% de gelatina, son impactadas con el punzón, de 7,35 kilogramos (16,2 libras) de peso y que se dejaba caer desde diversas alturas hasta que se logró penetrar la muestra que se probaba. La resistencia a la penetración del cuchillo se determina utilizando el mismo procedimiento, como se ha expuesto anteriormente, salvo que se reemplaza el punzón por un cuchillo para deshuesar (fabricado por Russell Harrington Cutlery, Inc., Southbridge, Massachussets, EE. UU.) con una hoja de un solo filo de 15 cm (6 pulgadas) y de aproximadamente
2 cm (0,8 pulgadas) de anchura, que se estrecha en dirección hacia la punta y que tiene una dureza Rockwell de C-55. Los resultados se entregan como energía de penetración (julios) multiplicando kilogramo-metros, de la energía a la altura de penetración, por 9,81.

Rendimiento balístico. Las pruebas balísticas de los paneles de múltiples capas se realizan para determinar el límite balístico (V50) en conformidad con el protocolo MIL-STD-662e, salvo en la selección de proyectiles, como se explica a continuación: un panel que va a ser probado se coloca en un soporte de pruebas para sujetar el panel firmemente y perpendicular a la trayectoria de los proyectiles de prueba. Los proyectiles son balas de munición de guerra para pistola de 9 mm que pesan 8,04 gramos (124 granos) y están impulsados desde el cañón de pruebas capaz de disparar los proyectiles a distintas velocidades. El primer disparo para cada panel es para una velocidad de proyectil estimada para que sea el límite balístico probable (V50). Cuando el primer disparo consigue una penetración completa del panel, el siguiente disparo es con una velocidad del proyectil de aproximadamente 15,2 metros (50 pies) por segundo menos, para así obtener una penetración parcial del panel. Por otra parte, cuando el primer disparo no consigue ninguna penetración ni una penetración parcial, el siguiente disparo es con una velocidad de aproximadamente 15,2 metros (50 pies) por segundo superior, para así conseguir una penetración completa. Después de obtener una penetración parcial y una completa, se utilizan incrementos o decrementos de velocidad subsiguientes de 15,2 metros (50 pies) por segundo hasta que se ha disparado un número de veces suficiente para determinar el límite balístico (V50) para ese
panel.

El límite balístico (V50) se calcula encontrando la media aritmética de un número igual a al menos tres de las más altas velocidades de impactos de penetración parcial y de las más bajas velocidades de impactos de penetración completa, siempre que no haya una diferencia de más de 38,1 metros (125 pies) por segundo entre la velocidad individual de impacto más alta y la más baja.

Ejemplos de control 1-4

Se llevaron a cabo pruebas para estos ejemplos de control utilizando diversas capas estrechamente entrelazadas y balísticas de fibras de aramidas de control. La fibra era fibra de poli(tereftalamida de p-fenileno), vendida por E. I. du Pont de Nemours and Company, bajo el nombre comercial de Kevlar®.

El elemento resistente a la penetración entrelazado estrechamente se hizo utilizando diez (10) capas de tejido trenzado a partir de fibra de aramida de 220 dtex con una tenacidad de 24,3 gramos por dtex, un coeficiente de 630 gramos por dtex, y una elongación en el punto de rotura del 3,5%, en un trenzado sencillo en 27,5 x 27,5 extremos por centímetro y un factor de impenetrabilidad del tejido de 0,995. El elemento tenía una densidad de área de
1,27 kg/m^{2} (identificado como "A" más abajo).

El elemento balístico se hizo utilizando dieciocho (18) capas de tejido entrelazado de fibra de aramida 930 dtex con una tenacidad de 24,0 gramos por dtex, un módulo de 675 gramos por dtex, y una elongación en el punto de rotura del 3,4%, en un trenzado sencillo de 12,2 x 12,2 extremos por centímetro y un factor de impenetrabilidad del tejido de 0,925. Este elemento tenía una densidad de área de 4,00 kg/m^{2} (identificado como "B" más adelante).

El objeto de estos ejemplos de control era proporcionar una base de datos para la resistencia a la penetración de un punzón y la de un cuchillo sin el uso de una estructura metálica flexible.

Las capas se comprobaron individualmente y en combinación para la resistencia a la penetración del punzón y del cuchillo y, en dos casos, el límite balístico. La combinación se llevó a cabo colocando los elementos juntos cara a cara. Los resultados de las pruebas se muestran en la tabla donde la "cara externa" representa la cara del impacto para las pruebas.

1

La energía de penetración es el resultado de la prueba en julios, de la Prueba de Resistencia a la Penetración descrita en los Métodos de Prueba. Obsérvese que el elemento balístico por sí mismo ("B") exhibió poca resistencia a la penetración del punzón y relativamente poca resistencia a la penetración del cuchillo. El elemento "A" por sí solo exhibió una resistencia respetable al punzón y muy poca resistencia al cuchillo. Cuando se combinaron A y B para la prueba con B como la cara de impacto, las resistencias al punzón y al cuchillo fueron bajas.

Cuando se combinaron A y B para la prueba con A como la cara de impacto, la resistencia al punzón fue muy alta.

Ejemplos 5-9

Se llevaron a cabo pruebas para los siguientes ejemplos utilizando los mismos elementos, A y B, al igual que se utilizaron en los Ejemplos de Control 1-4; y las estructuras metálicas flexibles se utilizaron como se describe a continuación:

C1 - 1 capa de lámina de cota de malla que tenía cuatro anillos soldados de 0,8 mm de diámetro de acero inoxidable pasando por cada anillo y un peso base de 3,19 kg/m^{2}.

C2 - 1 capa de lámina de cota de malla que tenía cuatro anillos soldados de 0,9 mm de diámetro de acero inoxidable pasando por cada anillo y un peso base de 4,11 kg/m^{2}.

Se probaron diversas combinaciones de los elementos para su resistencia a la penetración de un punzón y a la de un cuchillo y, en dos casos, el límite balístico. Los resultados de las pruebas se muestran en la tabla donde "cara externa" representa la cara de impacto para la prueba.

2

Se observa que, en comparación con los Ejemplos de Control, la adición de estructuras metálicas flexibles mejora enormemente la resistencia a la penetración del cuchillo. Sin embargo, el factor más significativo, y el más indicativo de un ejemplo de realización de esta invención, es el incremento en la resistencia a la penetración del cuchillo que se obtiene cuando el elemento estrechamente entrelazado (A) se encuentra más cerca de la cara de impacto que el elemento balístico (B). Compare los Ejemplos 5 y 6, los Ejemplos 7 y 6, y los Ejemplos 8 y 9.

Ejemplos 10 y 11

Se llevaron a cabo pruebas para los siguientes ejemplos utilizando los mismos elementos, A y B, como se utilizaron anteriormente en este documento, y la estructura metálica flexible era:

C3 - 1 capa de placas de aluminio de aproximadamente 2 cm x 2,5 cm x 0,1 cm sujetas entre sí mediante anillos que pasaban a través de cada esquina de cada placa y un peso base de 4,13 kg/m^{2}.

Se probaron diversas combinaciones de los elementos para su resistencia a la penetración de un punzón y de un cuchillo. Los resultados de las pruebas se muestran en la tabla, donde "cara externa" representa la cara de impacto de las pruebas.

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3

Se observa que, aunque C3 proporciona una mejora en la resistencia a la penetración de un punzón y a la de cuchillo en ambas configuraciones comprobadas en comparación con la misma configuración utilizando C1 y C2 en los ejemplos previos, como más se incrementa la resistencia a la penetración por cuchillo es utilizando la configuración donde el elemento entrelazado estrechamente (A) se encuentra más cerca de la cara de impacto que el elemento balístico (B).

Ejemplos de control 12 y 13 y Ejemplo 14

Se llevaron a cabo pruebas con el objetivo de mejorar la protección contra punzones y cuchillos omitiendo del artículo el elemento balístico.

La estructura metálica flexible fue el elemento de cota de malla C1 del Ejemplo 5 y las capas de tejido resistentes a la penetración estrechamente entrelazadas se designaron como "A1", y era lo mismo que el elemento A, como anteriormente, pero estaba compuesto por treinta (30) capas de tejido en vez de diez (10) y tenía una densidad superficial de 3,81 kg/m^{2}.

También, como componente en el Ejemplo de Control, se utilizó una estructura de tejido de aramida realizada utilizando fibra de aramida entrelazada de fibra aramida de 930 dtex con una tenacidad de 24,0 gramos por dtex, un coeficiente de 675 gramos por dtex, y una elongación en el punto de rotura del 3,4%, con un trenzado sencillo de
12,2 x 12,2 extremos por centímetro y un factor de impenetrabilidad del tejido de 0,925. Se utilizaron treinta (30) capas y los componentes tenían una densidad superficial de 6,81 kg/m^{2} (identificado como A2).

Se comprobaron diversas combinaciones de A1, A2 y C1 para la resistencia a la penetración de punzón y de cuchillo. Los resultados de las pruebas se muestran en la tabla a continuación.

4

Se observa que, mientras que A1 proporciona una resistencia a la penetración por punzón, la combinación de C1 y capas de un tejido de aramida que no esté tan estrechamente trenzado proporciona muy poca resistencia a la penetración por punzón. La combinación de C1 y A1, como un artículo de esta invención, exhibe notablemente una buena resistencia a la penetración tanto de punzones como de cuchillos.

Claims

1. Un artículo resistente a los cuchillos, a los punzones y frente a amenazas balísticas que consta de una estructura metálica flexible de anillos metálicos entrelazados o una combinación de anillos metálicos y placas, una pluralidad de capas de tejido resistentes a la penetración estrechamente trenzadas, trenzadas a un factor de impenetrabilidad del tejido de al menos 0,75, y de una pluralidad de capas resistentes a las amenazas balísticas, en el que el artículo tiene una superficie externa y una pluralidad de capas de tejido resistente a la penetración estrechamente trenzadas colocadas más cerca de la superficie externa que la pluralidad de capas balísticas.

2. El artículo resistente a la penetración de cuchillos, punzones y amenazas balísticas de la Reivindicación 1, en el que el articulo tiene una superficie externa y una superficie interna y la estructura metálica flexible se encuentra colocada en cualquier punto en el artículo, la pluralidad de capas de tejido resistente a la penetración estrechamente trenzadas se encuentra en la superficie externa o adyacente a la estructura metálica flexible cuando la estructura metálica flexible está en la superficie externa, y la pluralidad de capas balísticas están más cerca de la superficie interna que la pluralidad de capas de tejido resistente a la penetración estrechamente trenzadas.

3. El artículo de las Reivindicaciones 1 o 2, en el que la superficie externa es la cara de impacto de las amenazas por penetración.

4. El artículo de las Reivindicaciones 1, 2 o 3, en el que las capas resistentes a la penetración estrechamente trenzadas constan de tejido entrelazado de fibra de aramida que tiene una densidad lineal menor de 500 dtex.

5. El artículo de cualesquiera de las Reivindicaciones 1 a 4, en el que las capas resistentes a la penetración estrechamente trenzadas constan de un tejido entrelazado de fibra de aramida que tiene una densidad lineal menor de 500 dtex y que se caracteriza porque tiene la fibra entrelazada con un factor de impenetrabilidad del tejido de al menos 0,95.

6. El artículo de la Reivindicación 4, en el que la fibra de aramida es fibra de para-aramida.

7. El artículo de la Reivindicación 4 o la 6, en el que la fibra de las capas resistentes a la penetración tiene una densidad lineal de 100 a 500 dtex y filamentos con una densidad lineal de 0,7 a 1,7 dtex.

8. El artículo de las Reivindicaciones 1 o la 2, en el que las capas resistentes a las amenazas balísticas están hechas de fibras que exhiben una elongación en el punto de rotura superior al 2,2%, un coeficiente superior a 270 gramos por dtex, y una tenacidad superior a 20 gramos por dtex.

9. El artículo de la Reivindicación 8, en el que las fibras de las capas resistentes a las amenazas balísticas son fibras que tienen una densidad lineal de 50 a 3000 dtex.

10. El artículo de la Reivindicación 9, en el que las fibras de las capas resistentes a las amenazas balísticas están entrelazadas.

11. El artículo de la Reivindicación 9, en el que las fibras de las capas resistentes a las amenazas balísticas no están entrelazadas.

12. El artículo de la Reivindicación 9, en el que las fibras de las capas resistentes a las amenazas balísticas son de para-aramida.

13. El artículo de la Reivindicación 9, en el que las fibras de las capas resistentes a las amenazas balísticas son de polietileno.