ES2552507T3 - Método para aplicar múltiples revestimientos a un sustrato fibroso, y material compuesto fibroso - Google Patents

Abstract

Un método para formar un material compuesto fibroso, que comprende: a) proporcionar una pluralidad de sustratos fibrosos, en la que cada sustrato fibroso comprende una única fibra; b) aplicar un primer material polimérico sobre una superficie de cada sustrato fibroso; c) aplicar un segundo material polimérico sobre una superficie de un soporte; d) después, juntar los sustratos fibrosos y el soporte poniendo en contacto el primer material polimérico con el segundo material polimérico; e) separar el soporte de los sustratos fibrosos, de manera que al menos una porción del segundo material polimérico permanece sobre el primer material polimérico en los sustratos fibrosos; y f) después, tejer los sustratos fibrosos en forma de un tejido tejido.

Description

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DESCRIPCION

Metodo para aplicar multiples revestimientos a un sustrato fibroso, y material compuesto fibroso Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

La invencion se refiere a la aplicacion de multiples revestimientos polimericos sobre un sustrato fibroso. Mas particularmente, la invencion se refiere a la aplicacion de multiples revestimientos polimericos diferentes sobre sustratos fibrosos sin considerar incompatibilidades qmmicas o ffsicas de los materiales del revestimiento polimerico.

Descripcion de la tecnica relacionada

Los desarrollos en la tecnica de materiales compuestos basados en fibras, y particularmente en la tecnica de artfculos antibalfsticos, estan siendo impulsados por la necesidad de un mayor comportamiento, una mayor funcionalidad y menores costes. A medida que los materiales se hacen mas sofisticados y complejos, tambien lo hacen las tecnicas de procesamiento. Por ejemplo, en la industria de artfculos antibalfsticos, los materiales compuestos antibalfsticos estan formados de fibras de resistencia elevada, fibras las cuales se pueden encapsular o embeber en un material aglutinante polimerico (matriz polimerica) para formar tejidos tejidos o no tejidos que son ngidos o flexibles. Estos materiales compuestos presentan diversos grados de resistencia a la penetracion por impacto a gran velocidad de proyectiles tales como balas, granadas, metralla, y similares.

Se sabe que las propiedades de rigidez, impacto y propiedades balfsticas de los artfculos formados a partir de tales materiales compuestos antibalfsticos se ven afectadas por el modulo de traccion de los polfmeros aglutinantes que revisten a las fibras. Por ejemplo, la patente U.S. 4.623.574 describe que los materiales compuestos reforzados con fibras, construidos con matrices elastomericas que tienen modulos de traccion menores que alrededor de 6000 psi (41.300 kPa), tienen propiedades balfsticas superiores en comparacion con tanto compuestos construidos con polfmeros de mayor modulo como tambien en comparacion con la misma estructura de fibras sin uno o mas revestimientos de un material aglutinante polimerico. Sin embargo, los materiales aglutinantes polimericos de bajo modulo de traccion tambien producen materiales compuestos de menor rigidez. En ciertas aplicaciones, particularmente aquellas en las que un material compuesto debe funcionar tanto en modo antibalfstico como estructural, existe la necesidad de una combinacion superior de resistencia balfstica y rigidez. Adicionalmente, ademas de estas propiedades, puede ser deseable que los tejidos antibalfsticos muestren una buena resistencia medioambiental, particularmente resistencia a la disolucion, penetracion y/o transpiracion por lfquidos potencialmente perjudiciales, tales como agua marina y disolventes organicos. Desafortunadamente, muy pocos materiales aglutinantes convencionales son capaces de proporcionar todas las propiedades deseadas explicadas aqrn. Sin embargo, se ha encontrado que la combinacion de multiples capas de diferentes materiales polimericos puede combinar las propiedades beneficiosas de cada material individual en una unica estructura de tejido.

El documento US 2965532 se refiere a composiciones de plastico reforzado con vidrio y tambien a un metodo para proteger y preservar composiciones de plastico reforzado con vidrio.

En la tecnica, se usan dos tecnicas de revestimiento generales para revestir materiales aglutinantes polimericos sobre fibras o tejidos. En un metodo, una serie de fibras se reviste o impregna, y despues se conforma en una banda. En otro metodo, las fibras se conforman primero en una banda o tejido, y despues se revisten. Sin embargo, en algunas situaciones, ninguno de los dos metodos es aceptable para la aplicacion de multiples revestimientos de materiales diferentes, particularmente cuando los revestimientos comprenden materiales que son incompatibles. En consecuencia, existe la necesidad en la tecnica de mejorar la capacidad para aplicar discretamente materiales que sean ffsica o qmmicamente incompatibles sobre sustratos fibrosos, y para reducir el numero de etapas individuales necesarias para hacerlo.

La presente invencion proporciona una nueva tecnica para introducir multiples materiales en una banda fibrosa en un procedimiento en el que se transfiere un material polimerico desde un soporte a un sustrato fibroso que se ha prerrevestido con otro material polimerico. En una realizacion preferida, el procedimiento de la invencion es un tubrido de una tecnica espedfica de revestimiento con rodillo inverso alimentado desde bandeja y una tecnica particular de inmersion y escurrimiento. Los materiales compuestos fabricados separadamente a partir de cada una de estas tecnicas de revestimiento han logrado grados variables de exito. Una tecnica de revestimiento con rodillo inverso alimentado desde bandeja es deseable porque hay un control muy exacto de la cantidad de aglutinante de matriz de resina que se anade al producto. Sin embargo, la aplicacion de un material aglutinante lfquido sobre una banda fibrosa seca provoca que las fibras esparcidas se constrinan en haces de hilos discretos en grados variables, dependiendo de las caractensticas de los hilos. Una tecnica de inmersion y escurrimiento es deseable debido a que un material aglutinante lfquido se introduce en las fibras antes del esparcimiento de los hilos, potenciando de ese modo el esparcimiento de los haces de hilos. Sin embargo, las diferencias en la viscosidad, la velocidad de la lmea, la presion de los rodillos de presion, etc., puede provocar fluctuaciones sustanciales en la cantidad de lfquido recogido por la banda fibrosa. Adicionalmente, en la formacion de cintas unidireccionales (“UDT”), que son bien conocidas en la tecnica, la UDT tiene muy poca resistencia en la direccion transversal, incluso aunque es muy fuerte en la direccion de la maquina debido a la orientacion de las fibras. En consecuencia, la union de un papel de

liberacion (u otro soporte) da a la UDT alguna resistencia transversal hasta que se puede conformar en un tejido. Sin embargo, con la tecnica de revestimiento de inmersion y escurrimiento, la union de una UDT al soporte puede ser inconsistente y debil, y puede impedir el procesamiento futuro en un tejido. La combinacion tubrida propuesta de estos dos metodos supera los problemas asociados con las dos tecnicas individualmente.

5 De forma importante, el procedimiento de la invencion permite la aplicacion de diferentes materiales aglutinantes polimericos sobre un sustrato fibroso para aprovechar las propiedades beneficiosas de los diferentes materiales. Estos materiales se pueden aplicar a las fibras sin tener en cuenta incompatibilidades qmmicas o ffsicas, y esta tecnica permite combinaciones de materiales cuando la introduccion por etapas no sena de otro modo posible. El procedimiento tambien es adecuado para aplicar multiples capas del mismo material polimerico sobre un sustrato.

10 Sumario de la invencion

La invencion proporciona un metodo para formar un material compuesto fibroso, que comprende:

a) proporcionar una pluralidad de sustratos fibrosos, en la que cada sustrato fibroso comprende una unica fibra;

b) aplicar un primer material polimerico sobre una superficie de cada sustrato fibroso;

c) aplicar un segundo material polimerico sobre una superficie de un soporte;

15 d) despues, juntar los sustratos fibrosos y el soporte poniendo en contacto el primer material polimerico con el

segundo material polimerico;

e) separar el soporte de los sustratos fibrosos, de manera que al menos una porcion del segundo material polimerico permanece sobre el primer material polimerico en los sustratos fibrosos; y

f) despues, tejer los sustratos fibrosos en forma de un tejido tejido.

20 Breve descripcion del dibujo

La FIG. 1 es una representacion esquematica que ilustra un procedimiento para aplicar un revestimiento de multiples capas sobre un sustrato fibroso utilizando una tecnica tubrida de revestimiento.

Descripcion detallada de la invencion

La invencion presenta un metodo para aplicar multiples capas polimericas sobre sustratos fibrosos que forman 25 materiales compuestos fibrosos que tienen propiedades mejoradas. En el metodo de la invencion, se revisten independientemente con materiales polimericos dos sustratos separados, seguido del emparejamiento de los dos sustratos para poner en contacto los materiales polimericos respectivos, y despues eliminar uno de los sustratos. Mas espedficamente, uno de los sustratos es un material fibroso que comprende una o mas fibras, con lo que una primera capa polimerica que comprende el primer material polimerico se deposita directamente sobre una superficie 30 de las fibras, y despues se aplica una segunda capa polimerica que comprende el segundo material polimerico sobre la primera capa polimerica en las fibras.

Segun la invencion, el primer sustrato es un sustrato fibroso que comprende preferiblemente fibras de resistencia elevada y de modulo de traccion elevado, que son utiles para la formacion de materiales y artfculos que tienen una resistencia superior a la penetracion balfstica. Para los fines de la invencion, los materiales y artfculos que tienen 35 resistencia superior a la penetracion balfstica describen aquellos que muestran diferentes propiedades frente a proyectiles de alta velocidad. Tambien muestran excelentes propiedades de resistencia frente a la penetracion de fragmentos, tales como metralla. Sin embargo, los sustratos fibrosos de la invencion pueden comprender cualquier tipo de fibra.

El segundo sustrato es un soporte que se puede formar a partir de cualquier tipo de material que es capaz de 40 soportar una capa polimerica sobre una superficie del soporte, y capaz de transferir al menos una porcion de la capa polimerica desde dicho soporte al sustrato fibroso. En una realizacion de la invencion, el soporte puede ser un soporte integrado en el procedimiento, que es un componente de un aparato de procesamiento, tal como una cinta transportadora, o puede ser un sustrato independiente de un solo uso o de multiples usos. Por ejemplo, el soporte puede ser una cinta transportadora, o puede ser un sustrato independiente hecho de fibra de vidrio revestida con 45 politetrafluoroetileno (“PTFE”), fibra de vidrio revestida con silicona, tejido de aramida revestido con PTFE, tejido de aramida revestido con silicona, acero revestido con PTFE, acero revestido con silicona, tejido tratado con caucho, un forro de liberacion de papel revestido con silicona, un forro de liberacion de pelfcula polimerica revestida con silicona, una pelfcula de polietileno, una pelfcula de polipropileno, una pelfcula de poliester, una pelfcula de nailon, una pelfcula de polimetilpenteno, o una combinacion de los mismos. Otros materiales no especificados aqrn tambien 50 pueden formar soportes adecuados como se puede determinar por un experto en la tecnica. Segun se pueda considerar necesario, tambien se pueden emplear multiples soportes para llevar a cabo el procedimiento de la invencion. En tal caso, el tipo de material que comprende cada soporte se seleccionara independientemente de los demas, y se pueden usar multiples soportes para revestir un segundo material polimerico sobre un unico sustrato fibroso, si se desea.

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Cada uno del sustrato fibroso y del soporte se reviste independientemente con materiales polimericos. Para los fines de la presente invencion, el termino “reviste”, como se usa aqm, no pretende limitar el metodo mediante el cual las capas polimericas se aplican sobre la superficie del sustrato fibroso. En consecuencia, los sustratos fibrosos de la invencion y el soporte se pueden revestir, impregnar con, embeber, o aplicar de otro modo con cada material polimerico. Los materiales polimericos se pueden aplicar directamente a la fibra o fibras del sustrato fibroso y/o al soporte usando cualquier metodo apropiado que se determine facilmente por un experto en la tecnica. Por ejemplo, los materiales polimericos se pueden aplicar a sus sustratos respectivos en forma de disolucion, revistiendo por pulverizacion, por extrusion o por laminacion una disolucion del material polimerico sobre superficies de fibras, en el que una porcion de la disolucion comprende el polfmero o polfmeros deseados y una porcion de la disolucion comprende un disolvente capaz de disolver o dispersar el polfmero o polfmeros, seguido del secado. Los materiales polimericos se pueden extruir sobre sus sustratos respectivos usando tecnicas conocidas convencionalmente, tales como a traves de una matriz de ranura, o a traves de otras tecnicas tales como sistemas grabado directo, de varilla de Meyer y cuchilla de aire, que son bien conocidos en la tecnica. Otro metodo es aplicar un polfmero puro de cada material de revestimiento a las fibras como un lfquido, un solido pegajoso o partfculas en suspension, o como un lecho fluidizado. Como alternativa, cada revestimiento se puede aplicar como una disolucion, emulsion o dispersion en un disolvente adecuado que no afecte adversamente a las propiedades de las fibras a la temperatura de aplicacion. Por ejemplo, el sustrato fibroso se puede transportar a traves de una disolucion del material aglutinante polimerico para revestir sustancialmente un sustrato con un primer material polimerico, y despues se puede secar para formar un sustrato fibroso revestido. El soporte se puede revestir de forma similar con un segundo material polimerico.

En otra tecnica de revestimiento, cada uno del sustrato o sustratos fibrosos y soporte se puede sumergir en un bano de una disolucion que contiene el primer material polimerico o el segundo material polimerico disuelto o disperso en un disolvente adecuado, y despues se puede secar mediante la evaporacion o volatilizacion del disolvente. Con respecto al sustrato fibroso, este metodo preferiblemente reviste al menos parcialmente cada fibra individual con el primer material polimerico, encapsulando preferiblemente cada una de las fibras individuales o cubriendo toda o sustancialmente toda el area superficial de las fibras con el material polimerico. El procedimiento de inmersion se puede repetir varias veces segun se requiera para colocar una cantidad deseada de material polimerico sobre el sustrato/soporte.

Con respecto particularmente a sustratos fibrosos, se pueden usar otras tecnicas para aplicar un revestimiento a las fibras, incluyendo el revestimiento del precursor de modulo elevado (fibra de gel) antes de que las fibras se sometan a una operacion de estiramiento a temperatura elevada, ya sea antes o despues de la eliminacion del disolvente de las fibras (si se usa una tecnica de formacion de fibras de hilado en gel). La fibra se puede estirar entonces a temperaturas elevadas para producir fibras revestidas. La fibra de gel se puede hacer pasar a traves de una disolucion del polfmero de revestimiento apropiado, en condiciones para lograr el revestimiento deseado. La cristalizacion del polfmero de peso molecular elevado en la fibra de gel puede haber tenido lugar o no antes de que se haga pasar a la fibra a la disolucion. Como alternativa, las fibras se pueden extruir en un lecho fluidizado de un polvo polimerico apropiado. Ademas, si se lleva a cabo una operacion de estiramiento u otro procedimiento de manipulacion, por ejemplo intercambio de disolventes, secado, o similar, el revestimiento se puede aplicar a un material precursor de las fibras finales.

En la Fig. 1 se proporciona una ilustracion esquematica de una tecnica de revestimiento preferida, y se describe en los ejemplos mas abajo. Esta tecnica de revestimiento es un hnbrido de las tecnicas convencionalmente conocidas de revestimiento con rodillo inverso alimentado desde bandeja y de revestimiento de inmersion y escurrimiento, que se describen con mas detalle en los ejemplos mas abajo. Despues de que el sustrato o sustratos fibrosos y el soporte se revisten cada uno con sus materiales polimericos respectivos, el sustrato/sustratos y el soporte se juntan y se unen poniendo en contacto el primer material polimerico con el segundo material polimerico. El sustrato fibroso y el soporte se pueden emparejar manualmente, mediante un conjunto transportador automatizado que junta a los dos sustratos via una secuencia de rodillos, o mediante cualquier otro medio adecuado como se determinana facilmente por un experto en la tecnica. Despues de que las dos capas polimericas humedas se juntan, el conjunto se hace pasar preferiblemente a traves de un horno para eliminar cualquier disolvente de los materiales de resina lfquidos, dando como resultado una cinta unidireccional anclada al soporte (por ejemplo papel de liberacion). Despues, el soporte se separa del sustrato fibroso de manera que al menos una porcion del segundo material polimerico permanece sobre el primer material polimerico en el sustrato fibroso.

El soporte se puede retirar del sustrato fibroso revestido en cualquier numero de veces diferentes, dependiendo de la integridad mecanica del sustrato fibroso revestido o de los requisitos del procesamiento aguas abajo. Por ejemplo, en caso de que la banda fibrosa revestida tenga suficiente integridad despues del revestimiento y del secado, el soporte se puede retirar a la salida del horno de secado por medio de un rodillo de presion. En este rodillo de presion, la banda fibrosa se separara del soporte y se enrollara en un nucleo. Esta separacion se puede provocar haciendo que la banda fibrosa siga un recorrido de banda despues del rodillo de presion, mientras que el portador es forzado a seguir un segundo recorrido de banda. El soporte, dependiendo de su realizacion, tambien se puede enrollar a un nucleo (en el caso de un papel de liberacion revestido con silicona), o puede volver a traves de la maquina de revestimiento para su reutilizacion (como en el caso de una cinta transportadora integrada). El soporte tambien se puede retirar manualmente o mediante cualquier otro medio adecuado, como se determinana facilmente por un experto en la tecnica. El soporte tambien se puede dejar sobre la banda fibrosa para ayudar a un

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procesamiento subsiguiente y despues se elimina posteriormente, tal como puede ser el caso con papel de liberacion revestido con silicona. En algunas situaciones, el soporte se puede dejar como un componente del tejido final, como en el caso de una pelfcula integrada.

Para ilustrar la retirada aguas abajo del soporte, se obtiene un conjunto de cinta unidireccional, que comprende un papel de liberacion revestido con silicona unido a una banda fibrosa unidireccional impregnada con dos resinas, usando la tecnica de revestimiento doble descrita en esta invencion. Despues, esta cinta unidireccional se seca en un horno de revestidor. La cinta unidireccional se procesa entonces adicionalmente en un tejido no tejido en forma de capas cruzadas, para la evaluacion subsiguiente. Este procesamiento implica cortar una serie de cuadrados de la cinta unidireccional, coger los cuadrados, orientarlos en forma de lado de fibra con lado de fibra, y girar uno de los cuadrados de manera que la direccion de sus fibras sea perpendicular a la direccion de las fibras del otro cuadrado. Esto es una configuracion convencional no tejida de 0°/90°, usada por Honeywell International Inc. para formar sus materiales bien conocidos SPECTRA SHIELD®. Estos pares de cuadrados en capas cruzadas se colocan entonces en una prensa en la que se hacen pasar juntos a una temperatura de 240°F (1l5,6°C) y a una presion de 100 PSI (689,5 kPa) durante 15 minutos. La prensa se enfna entonces hasta la temperatura ambiente, y se libera la presion. Los cuadrados de banda fibrosa estan unidos ahora entre sf. El papel de liberacion revestido con silicona se retira entonces de ambos lados de este material compuesto simplemente tirando del papel (por ejemplo manualmente) desde el tejido de tipo SPECTRA SHIELD® no tejido, de monocapa, resultante.

El metodo de la invencion es particularmente util para revestir sustratos fibrosos con un revestimiento de multiples capas, en el que se forma una primera capa polimerica y una segunda capa polimerica a partir de diferentes polfmeros que pueden incluso ser qmmica o ffsicamente incompatibles entre sf. Este metodo es tambien particularmente util cuando las mezclas del primer polfmero y del segundo polfmero son metaestables, de manera que el material mezclado tiene un tiempo util de empleo corto. Preferiblemente, el primer material polimerico y el segundo material polimerico se aplican al sustrato o sustratos fibrosos y al soporte, respectivamente, como lfquidos. Lo mas preferible, el primer material polimerico y el segundo material polimerico se ponen en contacto entre sf como lfquidos para facilitar su miscibilidad y adhesion a sus interfaces de contacto. En otras palabras, el segundo polfmero se pone preferiblemente en contacto con el primer polfmero como un lfquido, mientras que el primer polfmero esta humedo. Se prefiere la aplicacion en humedo debido a que facilita la adhesion de las capas polimericas, en la que las capas individuales estan unidas en las superficies donde estan en contacto entre sf, puesto que las moleculas polimericas de las capas polimericas se entremezclan en sus interfaces de contacto y se funden juntas al menos parcialmente. Aunque la humectacion no garantiza la adhesion, la humectacion o miscibilidad es necesaria para la adhesion. Se ha encontrado inesperadamente que la aplicacion de “humedo sobre humedo” de materiales polimericos distintos, tal como la fusion de un lfquido polimerico que contiene fluor y un lfquido polimerico que no contiene fluor, promueve su miscibilidad y facilita su adherencia entre sf.

Para los fines de la invencion, un polfmero lfquido incluye polfmeros que se combinan con un disolvente u otro lfquido capaz de disolver o dispersar un polfmero, asf como polfmeros fundidos y precursores de polfmeros reactivos lfquidos. Aunque se puede usar cualquier lfquido capaz de disolver o dispersar un polfmero, los grupos preferidos de disolventes incluyen agua, aceites de parafina, y disolventes aromaticos o disolventes de hidrocarburos, incluyendo los disolventes espedficos ilustrativos el aceite de parafina, xileno, tolueno, octano, ciclohexano, metiletilcetona (MEK) y acetona. Las tecnicas usadas para disolver o dispersar los polfmeros del revestimiento en los disolventes seran aquellas usadas convencionalmente para el revestimiento de materiales similares sobre una variedad de sustratos.

Cuando los materiales polimericos se aplican como lfquidos, los polfmeros humedos se pueden secar antes de separar el soporte de los sustratos fibrosos, o despues de separar el soporte de los sustratos fibrosos. El secado se produce muy probablemente despues de unir el sustrato fibroso y el soporte, pero antes de separar el soporte del sustrato fibroso. Sin embargo, los materiales polimericos se podnan secar parcialmente entre estas dos etapas, y se podna completar durante o despues de la etapa de separacion de los dos sustratos en tanto que la composicion polimerica permita la cohesion de las fibras. Separado del secado, los materiales polimericos se pueden curar antes, durante o despues de la fabricacion de los artfculos balfsticos. El curado polimerico puede tener lugar naturalmente en condiciones ambientales, o se puede forzar mediante temperaturas elevadas a tiempos prolongados, y tfpicamente se lleva a cabo en algun momento despues de separar el soporte del sustrato fibroso. El tiempo del curado puede depender del tipo de estructura de tejido que se este formando. Por ejemplo, cuando se forman tejidos no tejidos consolidando una pluralidad de capas de fibras paralelas, en capas cruzadas, el curado tendna lugar muy probablemente despues de separar el soporte del sustrato fibroso y despues de colocar en capas cruzadas las capas de las fibras componentes. Una estructura de cinta unidireccional (unicinta) que no se una directamente a otras unicintas antes de la consolidacion puede curar su revestimiento de multiples capas antes, durante o despues de separar el soporte del sustrato fibroso.

Como se usa aqrn, una “fibra” es un cuerpo alargado cuya dimension longitudinal es mucho mayor que las dimensiones transversales de anchura y grosor. Las secciones transversales de las fibras para uso en esta invencion pueden variar ampliamente. Pueden tener seccion transversal circular, plana u oblonga. En consecuencia, el termino fibra incluye filamentos, cintas, tiras, y similares, que tienen una seccion transversal regular o irregular. Tambien pueden ser de seccion transversal de multiples lobulos irregulares o regulares, que tienen uno o mas

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lobulos regulares o irregulares que se extienden desde el eje lineal o longitudinal de las fibras. Se prefiere que las fibras sean de un solo lobulo y tengan una seccion transversal sustancialmente circular.

Como se usa aqrn, una “fibra de modulo de traccion elevado y de resistencia elevada” es aquella que tiene una tenacidad preferida de al menos alrededor de 7 g/denier o mas, un modulo de traccion preferido de al menos alrededor de 150 g/denier o mas, y preferiblemente una energfa a la ruptura de al menos alrededor de 8 J/g o mas, cada uno medido mediante ASTM D2256. Como se usa aqrn, el termino “denier” se refiere a la unidad de densidad lineal, igual a la masa en gramos por 9000 metros de fibra o hilo. Como se usa aqrn, el termino “tenacidad” se refiere al esfuerzo a la traccion, expresado como fuerza (gramos) por unidad de densidad lineal (denier), de una probeta no sometida a esfuerzo. El “modulo inicial” de una fibra es la propiedad de un material representativo de su resistencia a la deformacion. La expresion “modulo de traccion” se refiere a la relacion del cambio en la tenacidad, expresado en gramos-fuerza por denier (g/d), al cambio en la deformacion, expresado como una fraccion de la longitud de la fibra original (in/in).

Los materiales de fibras de resistencia elevada y modulo a la traccion elevado particularmente adecuados para la formacion de materiales y artfculos antibalfsticos incluyen fibras de poliolefinas, incluyendo polietileno de alta densidad y baja densidad. Se prefieren particularmente fibras poliolefrnicas de cadena extendida, tales como fibras de polietileno muy orientadas, de peso molecular elevado, particularmente fibras de polietileno de peso molecular ultraelevado, y fibras de polipropileno, particularmente fibras de polipropileno de peso molecular ultraelevado. Tambien son adecuadas las fibras de aramida, tales como poli(fenilendiamina tereftalamida), particularmente fibras de para-aramida, fibras de poliamida, fibras de politereftalato de etileno, fibras de polinaftalato de etileno, fibras de polialcohol vimlico de cadena extendida, fibras de poliacrilonitrilo de cadena extendida, fibras de polibenzazol, tales como fibras de polibenzoxazol (PBO) y de polibenzotiazol (PBT), fibras de copoliesteres de cristales lfquidos, fibras de vidrio, fibras de grafito, y fibras de varillas ngidas tales como fibras M5®. Cada uno de estos tipos de fibras es conocido convencionalmente en la tecnica. Tambien son adecuados para producir fibras polimericas los copolfmeros, polfmeros de bloques, y mezclas de los materiales anteriores.

Los tipos de fibras preferidos para tejidos antibalfsticos incluyen fibras de polietileno, particularmente fibras de polietileno de cadena extendida, fibras de aramida, fibras de polibenzazol, fibras de copoliesteres de cristales ifquidos, fibras de polipropileno, particularmente fibras de polipropileno de cadena extendida muy orientadas, fibras de polialcohol vimlico, fibras de poliacrilonitrilo, y fibras de varillas ngidas, particularmente fibras M5®.

En el caso de polietileno, las fibras preferidas son polietilenos de cadena extendida que tienen pesos moleculares de al menos 500.000, preferiblemente al menos un millon, y mas preferiblemente entre dos millones y cinco millones. Tales fibras de polietileno de cadena extendida (ECPE) se pueden hacer crecer en procedimientos de hilatura en disolucion, tales como los descritos en las patentes U.S. 4.137.394 o 4.356.138 o se pueden hilar a partir de una disolucion para formar una estructura de gel, tal como se describe en las patentes U.S. 4.551.296 y 5.006.390. Un tipo de fibra preferido para uso en la invencion son fibras de polietileno vendidas con la marca SPECTRA® de Honeywell International Inc. Las fibras SPECTRA® son bien conocidas en la tecnica, y se describen, por ejemplo, en las patentes U.S. 4.623.547 y 4.748.064.

Tambien se prefieren fibras de aramida (poliamida aromatica) o para-aramida. Estan comercialmente disponibles, y se describen, por ejemplo, en la patente U.S. 3.671.542. Por ejemplo, los filamentos de poli(p-fenilentereftalamida) utiles estan comercialmente disponibles de Dupont Corporation con la marca KEVLAR®. Tambien son utiles en la practica de esta invencion las fibras de poli(m-fenilenisoftalamida), disponibles comercialmente de Dupont con la marca NOMEX® y las fibras disponibles comercialmente de Teijin con la marca TWARON®; las fibras de aramida disponibles comercialmente de Kolon Industries, Inc. de Corea con la marca HERACRON®; las fibras de p-aramida SVM™ y RUSAR™, que estan disponibles comercialmente de Kamensk Volokno JSC de Rusia, y las fibras de p- aramida ARMOS™, disponibles comercialmente de JSC Chim Volokno de Rusia.

Las fibras de polibenzazol adecuadas para la practica de esta invencion estan comercialmente disponibles y se describen por ejemplo en las patentes U.S. 5.286.833, 5.296.185, 5.356.584, 5.534.205 y 6.040.050. Las fibras de polibenzazol preferidas son fibras de la marca ZYLON® de Toyobo Co. Las fibras de copoliesteres de cristales kquidos adecuadas para la practica de esta invencion estan comercialmente disponibles y se describen, por ejemplo, en las patentes U.S. 3.975.487; 4.118.372 y 4.161.470.

Las fibras de polipropileno adecuadas incluyen fibras de polipropileno de cadena extendida (ECPP) muy orientadas, como se describe en la patente U.S. 4.413.110, que se incorpora aqrn como referencia. Las fibras de polialcohol vimlico (PV-OH) adecuadas se describen, por ejemplo, en las patentes U.S. 4.440.711 y 4.599.267. Las fibras de poliacrilonitrilo (PAN) adecuadas se describen, por ejemplo, en la patente U.S. 4.535.027. Cada uno de estos tipos de fibras es conocido convencionalmente y estan ampliamente disponibles en forma comercial.

Los otros tipos de fibras adecuadas para uso en la presente invencion incluyen fibras de varillas ngidas tales como fibras M5®, y combinaciones de los materiales anteriores, todos los cuales estan comercialmente disponibles. Por ejemplo, las capas fibrosas se pueden formar a partir de una combinacion de fibras SPECTRA® y fibras Kevlar®. Las fibras M5® se forman a partir de piridobisimidazol-2,6-diil-(2,5-dihidroxi-p-fenileno), y estan disponibles de Magellan Systems International de Richmond, Virginia, y se describen, por ejemplo, en las patentes U.S. 5.674.969,

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Las fibras pueden ser de cualquier denier adecuado, tal como, por ejemplo, 50 a alrededor de 3000 denier, mas preferiblemente de alrededor de 200 a 3000 denier, todavfa mas preferiblemente de alrededor de 650 a alrededor de 2000 denier, y todavfa mas preferiblemente de alrededor de 800 a alrededor de 1500 denier. La seleccion esta gobernada por consideraciones de eficacia balfstica y coste. Las fibras mas finas son mas costosas de fabricar y de tejer pero pueden producir una mayor eficacia balfstica por peso unitario.

Las fibras preferidas para los fines de la invencion son fibras de polietileno de cadena extendida de resistencia elevada y modulo de traccion elevado, o fibras de para-aramida de resistencia elevada y de modulo de traccion elevado. Como se senala anteriormente, una fibra de resistencia elevada y modulo de traccion elevado es aquella que tiene una tenacidad preferida de alrededor de 7 g/denier o mas, un modulo de traccion preferido de alrededor de 150 g/denier o mas, y una energfa a la ruptura preferida de alrededor de 8 J/g o mas, cada uno medido mediante ASTM D2256. En una realizacion preferida de la invencion, la tenacidad de las fibras debena ser alrededor de 15 g/denier o mas, preferiblemente alrededor de 20 g/denier o mas, mas preferiblemente alrededor de 25 g/denier o mas, y todavfa mas preferiblemente alrededor de 30 g/denier o mas. Las fibras de la invencion tambien tienen un modulo de traccion preferido de alrededor de 300 g/denier o mas, mas preferiblemente alrededor de 400 g/denier o mas, mas preferiblemente alrededor de 500 g/denier o mas, mas preferiblemente alrededor de 1.000 g/denier o mas, y todavfa mas preferiblemente alrededor de 1.500 g/denier o mas. Las fibras de la invencion tambien tienen una energfa a la ruptura preferida de alrededor de 15 J/g o mas, mas preferiblemente alrededor de 25 J/g o mas, mas preferiblemente alrededor de 30 J/g o mas, y todavfa mas preferiblemente tienen una energfa a la ruptura de alrededor de 40 J/g o mas.

Estas propiedades de resistencia elevada combinadas son obtenibles empleando procedimientos bien conocidos. Las patentes U.S. 4.413.110, 4.440.711, 4.535.027, 4.457.985, 4.623.547 4.650.710 y 4.748.064 generalmente explica la formacion de fibras de polietileno de cadena extendida de resistencia elevada preferidas empleadas en la presente invencion. Tales metodos, incluyendo los procedimientos de fibras que se hacen crecer en disolucion o fibras en gel, son bien conocidos en la tecnica. Los metodos para formar cada uno de los otros tipos de fibras preferidos, incluyendo fibras de para-aramida, tambien son convencionalmente conocidos en la tecnica, y las fibras estan comercialmente disponibles.

Como se cita aqrn, un sustrato fibroso se considera una fibra individual en la mayona de las realizaciones, pero alternativamente se puede considerar un tejido cuando se une una pluralidad de fibras como una estructura monolftica antes de la aplicacion del primer material polimerico, tal como con un tejido tejido que comprende una pluralidad de fibras tejidas. El metodo de la invencion tambien se puede llevar a cabo cuando el sustrato fibroso comprende una pluralidad de fibras que estan dispuestas como una banda de fibras u otra disposicion de multiples fibras que no se considera tecnicamente un tejido en el momento del revestimiento. Esta realizacion se describe aqrn como el revestimiento de un primer material polimerico sobre una pluralidad de sustratos fibrosos. De este modo, la etapa de unir el sustrato fibroso y el soporte comprende fusionar el soporte con la pluralidad de sustratos fibrosos. Cuando esta presente una pluralidad de fibras, cada fibra se puede revestir secuencial o consecutivamente con el primer material polimerico, y despues se puede revestir secuencial o consecutivamente con el segundo material polimerico. En una realizacion preferida de la invencion, el primer material polimerico se aplica sobre un tejido tejido o sobre una pluralidad de fibras individuales que estan dispuestas en una banda de fibras para formar una banda revestida. Las fibras de una banda de fibras revestida se dividiran despues en una pluralidad de capas de fibras no tejidas para la formacion de un tejido no tejido, o se tejeran en un tejido. Como alternativa, se puede aplicar un primer material polimerico sobre al menos un conjunto no tejido de fibras que no es parte de una banda de fibras. Se debena entender que los tejidos no tejidos se forman fusionando una pluralidad de fibras con uno o mas materiales aglutinantes polimericos. En consecuencia, el sustrato fibroso tfpicamente no sera un tejido no tejido, sino mas bien una disposicion de fibras que sirve como un precursor para un tejido no tejido. Sin embargo, como es el caso con los sustratos de tejidos tejidos, los tejidos no tejidos se pueden revestir usando este metodo para aplicar materiales polimericos protectores adicionales sobre una o mas superficies del tejido.

Uno o ambos del primer material polimerico y/o segundo material polimerico pueden funcionar como un material aglutinante que une juntas una pluralidad de fibras por medio de sus caractensticas adhesivas o despues de ser sometido a condiciones bien conocidas de calor y/o presion. Este tipo de material aglutinante polimerico tambien se denomina en la tecnica como material de matriz polimerico. Como se senala anteriormente, el metodo de la invencion es particularmente util para revestir sustratos fibrosos con un revestimiento de multiples capas, en el que una primera capa polimerica y una segunda capa polimerica se forman a partir de diferentes polfmeros que incluso pueden ser qmmica o ffsicamente incompatibles entre sf. Se ha encontrado que el procedimiento de la invencion es particularmente util cuando uno del primer o segundo material polimerico comprende un polfmero que contiene fluor y el otro material polimerico comprende un polfmero que no contiene fluor que se usa convencionalmente como un material de matriz polimerico en la tecnica de materiales compuestos antibalfsticos.

Como se usa aqrn, un material polimerico “que contiene fluor” describe un material formado de al menos un polfmero que incluye atomos de fluor. Tal incluye fluoropolfmeros y/o materiales que contienen fluorocarbonos, es decir, resinas fluorocarbonadas. Una “resina fluorocarbonada” se refiere generalmente a polfmeros que incluyen grupos

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fluorocarbonados. Los materiales que contienen fluor, particularmente fluoropoKmeros y materiales de resina de fluorocarbono, son conocidos normalmente por su excelente resistencia qmmica y propiedades de barrera frente a la humedad. Particularmente, en otras tecnicas son deseables los polfmeros que contienen fluor debido a su resistencia a la disolucion, penetracion y/o transpiracion por agua marina, y resistencia a la disolucion, penetracion y/o transpiracion por uno o mas disolventes organicos, tales como gasolina de motores diesel, gasolina no de motores diesel, lubricante de pistolas, petroleo y disolventes organicos derivados del petroleo. En la tecnica de materiales antibalfsticos, los revestimientos que contienen fluor contribuyen ventajosamente a la retencion de las propiedades de resistencia balfstica de un tejido despues de la exposicion prolongada a lfquidos potencialmente daninos.

De forma importante, cuando los polfmeros que contienen fluor se aplican sobre fibras de resistencia elevada y antibalfsticas junto con otro material de matriz polimerico convencional que se usa convencionalmente en la tecnica de tejidos antibalfsticos, el comportamiento balfstico de un material compuesto antibalfstico formado de ellos se retiene sustancialmente despues de que el material compuesto se sumerge en agua, por ejemplo agua marina, o gasolina. Mas espedficamente, se ha encontrado que los tejidos que incluyen fibras revestidas con una capa de un polfmero que contiene fluor y una capa aplicada separadamente de un polfmero matriz que no contiene fluor convencional tienen un % de retencion V50 significativamente mejorado despues de la inmersion en agua marina o en gasolina, es decir, una retencion mayor del 90% como se ilustra en los Ejemplos de la invencion, en comparacion con tejidos formados con solamente materiales polimericos que no contienen fluor. Tales materiales tambien tienen una tendencia significativamente reducida a absorber agua marina o gasolina en comparacion con tejidos formados sin una capa polimerica que contiene fluor, puesto que el polfmero que contiene fluor sirve como una barrera entre filamentos individuales, fibras y/o tejidos y el agua marina o la gasolina.

El fluoropolfmero y los materiales de resina fluorocarbonada utiles aqrn incluyen homopolfmeros fluoropolimericos, copolfmeros fluoropolimericos, o sus mezclas, como son bien conocidos en la tecnica y se describen en, por ejemplo, las patentes U.S. numeros 4.510.301, 4.544.721 y 5.139.878. Los ejemplos de fluoropolfmeros utiles incluyen, pero no se limitan a, homopolfmeros y copolfmeros de clorotrifluoroetileno, copolfmeros de etileno- clorotrifluoroetileno, copolfmeros de etileno-tetrafluoroetileno, copolfmeros de etileno-propileno fluorados, perfluoroalcoxietileno, policlorotrifluoroetileno, politetrafluoroetileno, polifluoruro de vinilo, polifluoruro de vinilideno, y copolfmeros y mezclas de los mismos.

Como se usa aqrn, copolfmeros incluye polfmeros que tienen dos o mas componentes monomericos. Los fluoropolfmeros preferidos incluyen homopolfmeros y copolfmeros de policlorotrifluoroetileno. Se prefieren particularmente materiales PCTFE homopolfmeros de policlorotrifluoroetileno (PCTFE) vendidos con la marca ACLONtm y que estan comercialmente disponibles de Honeywell International Inc. de Morristown, Nueva Jersey. Los fluoropolfmeros o resinas fluorocarbonadas mas preferidas incluyen polfmeros modificados con fluorocarbonos, particularmente fluoro-oligomeros y fluoropolfmeros formados injertando cadenas laterales fluorocarbonadas sobre polieteres convencionales (es decir, polieteres modificados con fluorocarbono), poliesteres (es decir, poliesteres modificados con fluorocarbono), polianiones (es decir, polianiones modificados con fluorocarbono) tales como poliacido acnlico (es decir, poliacido acnlico modificado con fluorocarbono) o poliacrilatos (es decir, poliacrilatos modificados con fluorocarbono), y poliuretanos (es decir, poliuretanos modificados con fluorocarbono). Estas cadenas laterales fluorocarbonadas o compuestos perfluorados se producen generalmente mediante un proceso de telomerizacion, y se denominan como fluorocarbonos de Ca. Por ejemplo, un fluoropolfmero o resina fluorocarbonada puede derivar de la telomerizacion de un fluorocompuesto insaturado, que forma un fluorotelomero, en el que dicho fluorotelomero se modifica adicionalmente para permitir la reaccion con un polieter, poliester, polianion, poliacido acnlico, poliacrilato o poliuretano, y en el que el fluorotelomero se injerta entonces sobre un polieter, poliester, polianion, poliacido acnlico, poliacrilato o poliuretano. Los ejemplos representativos buenos de estos polfmeros que contienen fluorocarbono son productos fluoropolimericos NUVA®, comercialmente disponible de Clariant International, Ltd. de Suiza. Tambien son muy preferidos otras resinas fluorocarbonadas, fluoro- oligomeros y fluoropolfmeros que tienen cadenas laterales a base de perfluoroacidos y a base de perfluoroalcoholes. Tambien son adecuados los fluoropolfmeros y resinas fluorocarbonadas que tienen cadenas laterales fluorocarbonadas de longitudes mas cortas, tales como Ca, C4 o C2, tales como los fluorocompuestos POLYFOX™, comercialmente disponible de Omnova Solutions, Inc. de Fairlawn, Ohio.

Un material polimerico que contiene fluor tambien puede comprender una combinacion de un fluoropolfmero o un material que contiene fluorocarbono con otro polfmero, incluyendo mezclas con materiales aglutinantes polimericos convencionales descritos aqrn. En una realizacion preferida, un material polimerico que comprende un polfmero que contiene fluor es una mezcla de un polfmero que contiene fluor y un polfmero acnlico. Los polfmeros acnlicos preferidos incluyen no exclusivamente esteres de acido acnlico, particularmente esteres de acido acnlico derivados de monomeros tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-propilo, acrilato de 2-propilo, acrilato de n-butilo, acrilato de 2-butilo, y acrilato de terc-butilo, acrilato de hexilo, acrilato de octilo y acrilato de 2-etilhexilo. Los polfmeros acnlicos preferidos tambien incluyen particularmente esteres de acido metacnlico derivados de monomeros tales como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de 2-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de 2-butilo, metacrilato de terc-butilo, metacrilato de hexilo, metacrilato de octilo y metacrilato de 2-etilhexilo. Tambien se prefieren los copolfmeros y terpolfmeros obtenidos de cualquiera de estos monomeros constituyentes, junto con aquellos que tambien incorporan acrilamida, n-metilolacrilamida, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, acido acnlico y anhidrido maleico. Tambien son adecuados los polfmeros acnlicos modificados que

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se modifican con monomeros no acfflicos. Por ejemplo, copoffmeros acfflicos y terpoffmeros acfflicos que incorporan monomeros vimlicos adecuados tales como: (a) olefinas, incluyendo etileno, propileno e isobutileno; (b) estireno, N- vinilpirrolidona y vinilpiridina; (c) eteres vimlicos, incluyendo vinilmetileter, viniletileter y vinil-n-butileter; (d) esteres vimlicos de acidos carbox^licos alifaticos, incluyendo acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, laurato de vinilo y decanoatos de vinilo; y (e) haluros de vinilo, incluyendo cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, dicloruro de etileno y cloruro de propenilo. Los monomeros vimlicos que igualmente son adecuados son diesteres de acido maleico y diesteres de acido fumarico, en particular de alcanoles monohidroxilados que tienen 2 a 10 atomos de carbono, preferiblemente 3 a 8 atomos de carbono, incluyendo maleato de dibutilo, maleato de dihexilo, maleato de dioctilo, fumarato de dibutilo, fumarato de dihexilo y fumarato de dioctilo.

Se prefieren poffmeros y copoffmeros acfflicos debido a su estabilidad hidrofftica inherente, que es debida a la cadena principal de carbono lineal de estos poffmeros. Los poffmeros acnlicos tambien son preferidos debido al amplio intervalo de propiedades ffsicas disponibles en materiales comercialmente producidos. El intervalo de propiedades ffsicas disponibles en resinas acfflicas concuerda, y quiza excede, el intervalo de propiedades ffsicas que se piensa que es deseable en materiales aglutinantes polimericos en resinas de matriz de materiales compuestos antibaffsticos.

Como se cita aqrn, los materiales de matriz polimericos convencionales, es decir, materiales aglutinantes polimericos, incluyen una amplia variedad de materiales. Tales incluyen tanto materiales elastomericos de modulo bajo como materiales ffgidos de modulo elevado. Los materiales elastomericos de modulo bajo preferidos son aquellos que tienen un modulo de traccion inicial menor que alrededor de 6.000 psi (41,3 MPa), y los materiales ffgidos de modulo elevado preferidos son aquellos que tienen un modulo de traccion inicial de al menos alrededor de 100.000 psi (689,5 MPa), cada uno medido a 37°C mediante ASTM D638. Como se usa aqrn en toda la memoria, la expresion modulo de traccion significa el modulo de elasticidad segun se mide mediante ASTM 2256 para una fibra, y mediante ASTM D638 para un material aglutinante polimerico.

Un material aglutinante polimerico elastomerico puede comprender una variedad de materiales. Un material aglutinante elastomerico preferido comprende un material elastomerico de bajo modulo. Para los fines de esta invencion, un material elastomerico de bajo modulo tiene un modulo de traccion medido a alrededor de 6.000 psi (41,4 MPa) o menos segun los procedimientos de ensayo de ASTM D638. Preferiblemente, el modulo de traccion del elastomero es alrededor de 4.000 psi (27,6 MPa) o menos, mas preferiblemente alrededor de 2400 psi (16,5 MPa) o menos, mas preferiblemente 1200 psi (8,23 MPa) o menos, y todavfa mas preferiblemente es alrededor de 500 psi (3,45 MPa) o menos. La temperatura de transicion vffrea (Tg) del elastomero es preferiblemente alrededor de 0°C o menos, mas preferiblemente alrededor de -40°C o menos, y todavfa mas preferiblemente alrededor de - 50°C o menos. El elastomero tambien tiene un alargamiento preferido en la ruptura de al menos alrededor de 50%, mas preferiblemente al menos alrededor de 100%, y todavfa mas preferiblemente tiene un alargamiento en la ruptura de al menos alrededor de 300%.

Como material aglutinante polimerico que no contiene fluor, se puede utilizar una amplia variedad de materiales y formulaciones que tienen un bajo modulo. Los ejemplos representativos incluyen polibutadieno, poliisopreno, caucho natural, copoffmeros de etileno-propileno, terpoffmeros de etileno-propileno-dieno, poffmeros de polisulfuro, elastomeros de poliuretano, polietileno clorosulfonado, policloropreno, policloruro de vinilo plastificado, elastomeros de butadieno-acrilonitrilo, poli(isobutileno-co-isopreno), poliacrilatos, poliesteres, polieteres, elastomeros de silicona, copoffmeros de etileno, y sus combinaciones, y otros poffmeros y copoffmeros de bajo modulo. Tambien se prefieren mezclas de materiales elastomericos diferentes, o mezclas de materiales elastomericos con uno o mas termoplasticos.

Son particularmente utiles los copoffmeros de bloques de dienos conjugados y monomeros vinilaromaticos. El butadieno y el isopreno son elastomeros de dienos conjugados preferidos. El estireno, el viniltolueno y el t- butilestireno son monomeros aromaticos conjugados preferidos. Los copoffmeros de bloques que incorporan poliisopreno se pueden hidrogenar para producir elastomeros termoplasticos que tienen segmentos elastomericos de hidrocarburos saturados. Los poffmeros pueden ser copoffmeros de tribloques del tipo A-B-A, copoffmeros de multiples bloques del tipo (AB)n (n = 2-10), o copoffmeros de configuracion radial del tipo R-(BA)x (x = 3-150); en los que A es un bloque de un monomero polivinilaromatico, y B es un bloque de un elastomero de dieno conjugado. Muchos de estos poffmeros se producen comercialmente por Kraton Polymers de Houston, TX, y se describen en el boleffn “Kraton Thermoplastic Rubber”, SC-68-81. Los materiales aglutinantes polimericos de bajo modulo mas preferidos comprenden copoffmeros de bloques estirenicos, particularmente copoffmeros de bloques de poliestireno- poliisopreno-poliestireno, vendidos con la marca KRATON® comercialmente producida por Kraton Polymers, y resinas acfflicas HYCAR® T122, comercialmente disponibles de Noveon, Inc. de Cleveland, Ohio.

Los poffmeros ffgidos de modulo elevado preferidos, utiles como el primer material polimerico o el segundo material polimerico, incluyen materiales tales como un poffmero de ester vimlico o un copoffmero de bloques de estireno- butadieno, y tambien mezclas de poffmeros tales como ester vimlico y ftalato de dialilo, o fenol-formaldehffdo y polivinilbutiral. Un material de modulo elevado particularmente preferido es un poffmero termoendurecible, preferiblemente soluble en disolventes saturados carbono-carbono, tales como metiletilcetona, y que posee un modulo de traccion elevado cuando se cura a al menos alrededor de 1 x 105 psi (689,5 MPa) segun se mide

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mediante ASTM D638. Los materiales ngidos particularmente preferidos son aquellos descritos en la patente U.S. 6.642.159.

En una realizacion preferida de la invencion, tanto el primer material polimerico como el segundo material polimerico, o ambos, comprenden un poffmero de poliuretano, un poffmero de polieter, un poffmero de poliester, una resina de policarbonato, un poffmero de poliacetal, un poffmero de poliamida, un poffmero de polibutileno, un copoffmero de etileno-acetato de vinilo, un copoffmero de etileno-alcohol vimlico, un ionomero, un copoffmero de estireno-isopreno, un copoffmero de estireno-butadieno, un copoffmero de estireno-etileno/butileno, un copoffmero de estireno- etileno/propileno, un poffmero de polimetilpenteno, un copoffmero hidrogenado de estireno-etileno/butileno, un copoffmero de estireno-etileno/butileno funcionalizado con anhffdrido maleico, un copoffmero de estireno- etileno/butileno funcionalizado con acido carboxffico, un poffmero de acrilonitrilo, un copoffmero de acrilonitrilo- butadieno-estireno, un poffmero de polipropileno, un copoffmero de polipropileno, una resina epoxfdica, una resina de novolaca, una resina fenolica, una resina de ester vimlico, una resina de silicona, un poffmero de caucho de nitrilo, un poffmero de caucho natural, un poffmero de acetato-butirato de celulosa, un poffmero de polivinilbutiral, un poffmero acrffico, un copoffmero acrffico, o un copoffmero acrffico que incorpora monomeros no acrfficos.

Se sabe que las capas de poffmeros que contienen fluor pueden ser diffciles de adherir a capas de poffmeros que no contienen fluor. En general, las superficies solidas que contienen fluor son diffciles de humedecer o de adherir con un ffquido que no contiene fluor. Esto puede ser un problema cuando se intenta revestir fibras que ya estan revestidas con un acabado que contiene fluor con una resina de matriz ffquida convencional. En otras tecnicas, se sabe como usar capas de ligadura adhesivas intermedias especiales para unir las capas diferentes, pero tales capas de ligadura adhesivas son indeseables para uso en materiales compuestos antibaffsticos, puesto que pueden afectar perjudicialmente a las propiedades de los materiales compuestos. Sin embargo, se ha encontrado que los metodos unicos de esta invencion se pueden usar para facilitar la union de materiales de matriz polimericos distintos sobre fibras sin usar una capa de ligadura adhesiva. Particularmente, se ha encontrado que los ffquidos que contienen fluor humedos y los ffquidos que no contienen fluor humedos son miscibles y se humedeceran entre sf cuando se ponen juntos por la tecnica de la invencion. En consecuencia, tales materiales distintos humedos se pueden aplicar sobre una superficie de fibras, o se pueden adherir eficazmente entre sf y a la superficie de un sustrato fibroso.

Aunque este procedimiento es particularmente muy adecuado para unir capas de materiales polimericos distintos y diferentes, igualmente es tan adecuado para unir capas que son materiales polimericos similares, compatibles o identicos. Por ejemplo, tanto el primer material polimerico como el segundo material polimerico pueden comprender un aglutinante polimerico que contiene fluor, o ambos pueden comprender poffmeros que no contienen fluor. El procedimiento de la invencion tambien se puede repetir para aplicar capas polimericas adicionales de cualquier material polimerico sobre el segundo material polimerico. Las capas polimericas adicionales se pueden unir mediante aplicacion directa sobre el segundo material polimerico (o la ultima capa polimerica de un mayor numero), o transfiriendo otro material polimerico sobre el segundo material polimerico desde un soporte.

El tipo mas apropiado de poffmero que forma cada uno del primer material polimerico y del segundo material polimerico variara dependiendo del tipo de arffculo a formar a partir de los tejidos de la invencion. A fin de lograr un compromiso en ambas propiedades, un material polimerico puede comprender una mezcla de materiales tanto de bajo modulo como de modulo elevado para uso como una primera capa polimerica, una segunda capa polimerica, o como cualquier capa polimerica adicional. Cada capa polimerica tambien puede incluir cargas, tales como negro de humo o sffice, se puede extender con aceites, o se puede vulcanizar con azufre, peroxido, oxido metalico o sistemas de curado por radiacion, si es apropiado, como es bien conocido en la tecnica.

Cuando se reviste una pluralidad de fibras individuales, despues de que se aplican los multiples revestimientos sobre el sustrato o sustratos fibrosos, la fibra o fibras revestidas de multiples capas resultantes se disponen entonces en la configuracion de tejido deseada. Una pluralidad de las fibras revestidas de multiples capas se puede conformar en tejidos no tejidos (no forman parte de la invencion) usando tecnicas que son bien conocidas en la tecnica, y opcionalmente despues se pueden consolidar. Por ejemplo, se pueden formar tejidos no tejidos que comprenden una pluralidad de capas fibrosas solapantes no tejidas, que se consolidan en un elemento monofftico de una sola capa. En esta realizacion, cada capa comprende una disposicion de fibras no solapantes que se alinean en un conjunto sustancialmente paralelo unidireccional. Este tipo de disposicion de las fibras es conocido en la tecnica como “unicinta” o una “cinta unidireccional”, y tambien se denomina aqrn como una “capa individual”. Como se usa aqrn, un “conjunto” describe una disposicion ordenada de fibras o hilos, y un “conjunto paralelo” describe una disposicion paralela ordenada de fibras o hilos. Una “capa” de fibra describe una disposicion plana de fibras o hilos tejidos o no tejidos, incluyendo una o mas capas. Como se usa aqrn, una estructura de “una capa individual” se refiere a una estructura monofftica compuesta de una o mas capas de fibras individuales que se han consolidado en una unica estructura unitaria. Por “consolidar” se quiere decir que el revestimiento aglutinante polimerico de multiples capas junto con cada capa de fibras se combinan en unica capa unitaria. La consolidacion se puede producir via secado, enfriamiento, calentamiento, presion, o una combinacion de los mismos. La expresion “material compuesto” se refiere a combinaciones de fibras con el material aglutinante polimerico de multiples capas. Tal es conocido convencionalmente en la tecnica.

Una estructura de tejido no tejido preferida incluye una pluralidad de capas de fibras solapantes apiladas (pluralidad de unicintas), en las que las fibras paralelas de cada capa individual (unicinta) se colocan ortogonalmente (0°/90°) a

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las fibras paralelas de cada capa individual adyacente con relacion a la direccion longitudinal de las fibras de cada capa individual. El apilamiento de capas de fibras no tejidas solapantes se consolida con calor y presion, o adhiriendo los revestimientos de resina polimerica de capas de fibras individuales, para formar un elemento monolttico de una sola capa que tambien se denomina en la tecnica como red consolidada de una sola capa, en la que una “red consolidada” describe una combinacion consolidada (fusionada) de capas de fibras con un material aglutinante polimerico. Las expresiones “material aglutinante polimerico” y “material de matriz polimerico” se usan aqm de forma intercambiable, y describen un material que une a las fibras despues de la aplicacion de condiciones bien conocidas de calor y/o presion, o a traves de la adhesion del polfmero. Estas expresiones son convencionalmente conocidas en la tecnica, y se refieren tanto al primer material polimerico como al segundo material polimerico descritos aqm.

Como se sabe convencionalmente en la tecnica, una resistencia balfstica excelente se logra cuando capas de fibras individuales se colocan en capas cruzadas de manera que la direccion de alineamiento de las fibras de una capa esta rotada en un angulo con respecto a la direccion de alineamiento de las fibras de otra capa. Lo mas preferible, las capas de fibras estan colocadas ortogonalmente de forma cruzada a angulos de 0° y 90°, pero las capas adyacentes se pueden alinear en virtualmente cualquier angulo entre alrededor de 0° y alrededor de 90° con respecto a la direccion longitudinal de las fibras de otra capa. Por ejemplo, una estructura no tejida de cinco capas puede tener las capas orientadas a 0°/45°/90°/45°/0°, o a otros angulos. Tales alineamientos unidireccionales rotados se describen, por ejemplo, en las patentes U.S. 4.457.985; 4.748.064; 4.916.000; 4.403.012; 4.623.573; y 4.737.402.

Lo mas tfpicamente, los tejidos no tejidos incluyen de 1 a alrededor de 6 capas, pero pueden incluir tantas como alrededor de 10 a alrededor de 20 capas segun se desee para diversas aplicaciones. Cada capa se forma preferiblemente a partir de fibras revestidas con multiples materiales polimericos usando los metodos descritos aqm. Un mayor numero de capas se traduce en una mayor resistencia balfstica, pero tambien en un mayor peso.

En consecuencia, el numero de capas de fibras que forman un tejido o un artfculo de la invencion vana dependiendo del uso final del tejido o artfculo. Por ejemplo, en chalecos antibalas para aplicaciones militares, a fin de formar un material compuesto que logra una densidad de area deseada de 1,0 libras por pie al cuadrado (4,9 kg/m2), se necesita un total de 22 capas individuales, en el que las capas pueden ser tejidos tejidos, tricotados, afieltrados o no tejidos (con fibras orientadas paralelas u otras disposiciones) formados de fibras de alta resistencia descritas aqm. En otra realizacion, los chalecos antibalas para uso en hacer cumplir la ley pueden tener un numero de capas basandose en el nivel de amenaza del National Institute of Justice (NlJ). Por ejemplo, para un chaleco de nivel de amenaza IIIA de NIJ, tambien puede haber un total de 22 capas. Para un nivel de amenaza mas bajo de NIJ, se puede emplear un menor numero de capas.

Adicionalmente, las capas de fibras de la invencion pueden comprender como alternativa hilos en lugar de fibras, en las que un “hilo” es una hebra que consiste en multiples fibras o filamentos. Como alternativa, se pueden formar capas de fibras no tejidas que comprenden otras disposiciones de las fibras, tales como estructuras afieltradas que se forman usando tecnicas conocidas convencionalmente, que comprenden fibras en orientacion aleatoria en lugar de conjuntos paralelos. Los artfculos de la invencion pueden comprender tambien combinaciones de tejidos tejidos, tejidos no tejidos formados de capas de fibras unidireccionales, y tejidos de fieltro no tejidos. Los tejidos no tejidos consolidados se pueden construir usando metodos bien conocidos, tal como mediante los metodos descritos en la patente U.S. 6.642.159.

Como es bien conocido en la tecnica, la consolidacion se lleva a cabo colocando las capas de fibras individuales unas sobre otras en condiciones de calor y presion suficientes para hacer que las capas se combinen en un tejido unitario. La consolidacion se puede llevar a cabo a temperaturas que oscilan desde alrededor de 50°C hasta alrededor de 175°C, preferiblemente desde alrededor de 105°C hasta alrededor de 175°C, y a presiones que oscilan desde alrededor de 5 psig (0,034 MPa) hasta alrededor de 2500 psig (17 MPa), durante alrededor de 0,01 segundos hasta alrededor de 24 horas, preferiblemente de alrededor de 0,2 segundos hasta alrededor de 2 horas. Cuando se calienta, es posible que los revestimientos aglutinantes polimericos se peguen o fluyan sin fundir completamente. Sin embargo, generalmente, si se provoca que los materiales aglutinantes polimericos se fundan, se requiere relativamente poca presion para formar el material compuesto, mientras que si los materiales aglutinantes se calientan solo hasta un punto de pegajosidad, tfpicamente se requiere mas presion. La consolidacion tambien se puede lograr mediante una laminacion en humedo de la primera banda fibrosa a la segunda banda fibrosa sin necesitar calor y/o presion. Como se conoce convencionalmente en la tecnica, la consolidacion se puede llevar a cabo en un conjunto de calandria, un laminador de lecho plano, una prensa, o en un autoclave.

Como alternativa, la consolidacion se puede lograr moldeando con calor y presion en un aparato de moldeo adecuado. Generalmente, el moldeo se lleva a cabo a una presion de alrededor de 50 psi (344,7 kPa) a alrededor de 5000 psi (34470 kPa), mas preferiblemente alrededor de 100 psi (689,5 kPa) a alrededor de 1500 psi (10340 kPa), todavfa mas preferiblemente de alrededor de 150 psi (1034 kPa) a alrededor de 1000 psi (6895 kPa). El moldeo se puede llevar a cabo como alternativa a mayores presiones de alrededor de 500 psi (3447 kPa) a alrededor de 5000 psi, mas preferiblemente de alrededor de 750 psi (5171 kPa) a alrededor de 5000 psi, y mas preferiblemente de alrededor de 1000 psi a alrededor de 5000 psi. La etapa de moldeo puede durar alrededor de 4 segundos a alrededor de 45 minutos. Las temperaturas de moldeo preferidas oscilan desde alrededor de 200°F (~93°C) hasta

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alrededor de 350°F (~1770C), mas preferiblemente a una temperatura de alrededor de 200°F a alrededor de 300°F (~149°C), y todav^a mas preferiblemente a una temperatura de alrededor de 200°F a alrededor de 280°F (~121°C). La presion bajo la cual se moldean los tejidos de la invencion tiene un efecto directo sobre la rigidez o flexibilidad del producto moldeado resultante. Particularmente, cuanto mayor es la presion a la que se moldean los tejidos, mayor es la rigidez, y viceversa. Ademas de la presion de moldeo, la cantidad, grosor y composicion de las capas de tejidos y los tipos de revestimientos aglutinantes polimericos tambien afectan directamente a la rigidez de los artfculos formados a partir de los tejidos de la invencion.

Mientras que cada una de las tecnicas de moldeo y consolidacion descritas aqm son similares, cada procedimiento es diferente. Particularmente, el moldeo es un procedimiento por lotes, y la consolidacion es un procedimiento continuo. Ademas, el moldeo implica tfpicamente el uso de un molde, tal como un molde con forma o un molde de matriz coincidente cuando se forma un panel plano, y no necesariamente da como resultado un producto plano. Normalmente, la consolidacion se realiza en un laminador de lecho plano, en un montaje de rodillo de presion de calandria, o como una laminacion en humedo para producir tejidos de chalecos blandos. El moldeo se reserva tfpicamente para la fabricacion de chalecos duros, por ejemplo planchas ngidas. En el contexto de la presente invencion, se prefieren tecnicas de consolidacion y la formacion de un chaleco blando.

En cualquiera de los procedimientos, las temperaturas, presiones y tiempos adecuados generalmente dependen del tipo de materiales de revestimiento aglutinantes polimericos, del contenido de aglutinante polimerico (de los revestimientos combinados), del procedimiento usado y del tipo de fibra. Los tejidos formados aqm se pueden calandrar opcionalmente en calor y presion para hacer lisas o pulir sus superficies. Los metodos de calandrado son bien conocidos en la tecnica.

Los tejidos tejidos e pueden formar a partir de los sustratos fibrosos revestidos despues de separar el soporte del sustrato fibroso usando tecnicas que son bien conocidas en la tecnica usando cualquier ligamento de tejido, tal como ligamento tafetan, ligamento de cesto, ligamento de raso, ligamento diagonal, y similar. El ligamento tafetan es el mas habitual, en el que las fibras se tejen juntas en una orientacion ortogonal 0°/90°. En otra realizacion, se puede ensamblar una estructura hubrida en la que uno o ambos tejidos tejidos y no tejidos se combinan y se interconectan, tal como mediante consolidacion.

Para producir un artfculo tejido que tiene suficientes propiedades de resistencia balfstica, la proporcion de fibras que forman el tejido comprende preferiblemente de alrededor de 50% a alrededor de 98% en peso de las fibras mas el peso de los revestimientos polimericos combinados, mas preferiblemente de alrededor de 70% a alrededor de 95%, y todavfa mas preferiblemente de alrededor de 78% a alrededor de 90% en peso de las fibras mas los revestimientos polimericos combinados. De este modo, el peso total de los revestimientos polimericos combinados comprende preferiblemente de alrededor de 2% a alrededor de 50% en peso del tejido, mas preferiblemente de alrededor de 5% a alrededor de 30%, y todavfa mas preferiblemente de alrededor de 10% a alrededor de 22% en peso del tejido, en el que es muy preferido alrededor de 16%.

El grosor de los tejidos individuales corresponded al grosor de las fibras individuales junto con el grosor de los revestimientos polimericos combinados. Un tejido tejido preferido tendra un grosor preferido de alrededor de 25 |im a alrededor de 500 |im por capa, mas preferiblemente de alrededor de 50 |im a alrededor de 385 |im, y todavfa mas preferiblemente de alrededor de 75 |im a alrededor de 255 |im por capa. Un tejido no tejido preferido, es decir, una red consolidada de una sola capa no tejida, tendra un grosor preferido de alrededor de 12 |im a alrededor de 500 |im, mas preferiblemente de alrededor de 50 |im a alrededor de 385 |im, y todavfa mas preferiblemente de alrededor de 75 |im a alrededor de 255 |im, en el que una red consolidada de una sola capa incluye tfpicamente dos capas consolidadas (es decir, dos unicintas). Aunque se prefieren tales grosores, se ha de entender que se pueden producir otros grosores para satisfacer una necesidad particular, y todavfa se cae dentro del alcance de la presente invencion.

Los tejid°s antibalfsticos preferidos formados aqm tendran una densidad de area preferida de alrededor de 50 gramos/m (gsm) (0,01 lb/ft (psf)) a alrededor de 1000 gsm (0,2 psf). Las densidades de area mas preferibles para los tejidos de esta invencion oscilaran desde alrededor de 70 gsm (0,014 psf) a alrededor de 500 gsm (0,1 psf). Una densidad de area preferida para los tejidos de esta invencion oscilara de alrededor de 100 gsm (0,02 psf) a alrededor de 250 gsm (0,05 psf). Los artfculos de la invencion, que consisten en capas individuales multiples de tejido apiladas unas sobre otras, tendran ademas una densidad de area preferida de alrededor de 1000 gsm (0,2 psf) a alrededor de 40.000 gsm (8,0 psf), mas preferiblemente de alrededor de 2000 gsm (0,40 psf) a alrededor de 30.000 gsm (6,0 psf), mas preferiblemente de alrededor de 3000 gsm (0,60 psf) a alrededor de 20.000 gsm (4,0 psf), y todavfa mas preferiblemente de alrededor de 3750 gsm (0,75 psf) a alrededor de 10.000 gsm (2,0 psf).

Los materiales compuestos de la invencion se pueden usar en diversas aplicaciones para formar una variedad de artfculos antibalfsticos diferentes usando tecnicas bien conocidas. Se conocen y se describen diversas construcciones antibalfsticas y tecnicas de formacion adecuadas, por ejemplo en las patentes U.S. 4.403.012, 4.457.985, 4.613.535, 4.623.574, 4.650.710, 4.737.402, 4.748.064, 5.552.208, 5.587.230, 6.642.159, 6.841.492, 6.846.758. Los materiales compuestos son particularmente utiles para la formacion de artfculos de armadura blanda, flexible, incluyendo prendas de vestir tales como chalecos, pantalones, sombreros, u otros artfculos de ropa, y cubiertas o mantas, usados por personal militar para derrotar un numero de amenazas balfsticas, tales como balas

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de 9 mm completamente encamisadas de metal (FMJ) y una variedad de fragmentos generados debido a la explosion de granadas de mano, granadas de artillena, Dispositivos Explosivos Improvisados (IED) y otros dispositivos encontrados en misiones militares y de mantenimiento de la paz. Como se usa aqm, armadura “blanda” o “flexible” es una armadura que no retiene su forma cuando se somete a una cantidad significativa de esfuerzo, y es incapaz de mantenerse por sf sola sin colapsarse. Los materiales compuestos tambien son utiles para la formacion de artfculos de armadura ngida, dura. Por armadura “dura” se quiere decir un artfculo, tales como cascos, paneles para vetuculos militares, o blindajes protectores, que tiene suficiente resistencia mecanica de manera que mantiene rigidez estructural cuando se somete a una cantidad significativa de esfuerzo, y es capaz de mantenerse por sf sola sin colapsar. Los materiales compuestos de tejidos se pueden cortar en una pluralidad de laminas discretas, y se pueden apilar para la formacion en un artfculo, o se pueden conformar en un precursor que se usa subsiguientemente para formar un artfculo. Tales tecnicas son bien conocidas en la tecnica.

Las prendas de vestir a partir de los materiales compuestos de la mediante metodos convencionalmente conocidos en la tecnica. Preferiblemente, una prenda de vestir se puede formar uniendo los materiales compuestos de tejidos antibalas de la invencion con un artfculo de ropa. Por ejemplo, un chaleco puede comprender un chaleco de tejido generico que se une con los materiales compuestos antibalas de la invencion, con lo que los materiales compuestos de la invencion se insertan en bolsillos situados estrategicamente. Esto permite la maximizacion de la proteccion balfstica, a la vez que minimiza el peso del chaleco. Como se usa aqm, las expresiones “que se une” o “unido” pretenden incluir la union, tal como por costura o adhesion y similar, asf como el acoplamiento no fijo o la yuxtaposicion con otro tejido, de manera que los materiales compuestos antibalas pueden ser facilmente retirables de manera opcional del chaleco u otro artfculo de ropa. Los artfculos usados para formar estructuras flexibles como laminas flexibles, chalecos u otras prendas de vestir se forman preferiblemente usando un material aglutinante de bajo modulo de traccion para la capa polimerica que no contiene fluor. Los artfculos duros como cascos y armaduras se forman preferiblemente usando un material aglutinante de modulo de traccion elevado para la capa polimerica que no contiene fluor.

Las propiedades antibalfsticas se determinan usando procedimientos de ensayo estandar, y son bien conocidos en la tecnica. Particularmente, el poder protector o resistencia a la penetracion de un material compuesto antibalas se expresa normalmente citando la velocidad de impacto a la que el 50% de los proyectiles penetra en el material compuesto mientras que el 50% son detenidos por el blindaje, tambien conocida como el valor V50. Como se usa aqm, la “resistencia a la penetracion” de un artfculo es la resistencia a la penetracion por una amenaza designada, tal como objetos ffsicos que incluyen balas, fragmentos, metralla y similares, y objetos no ffsicos, tales como una onda explosiva de una explosion. Para materiales compuestos de igual densidad de area, que es el peso del material compuesto dividido entre su area, cuanto mayor es V50, mejor es la resistencia baffstica del material compuesto. Las propiedades de resistencia baffstica de los arffculos de la invencion variaran dependiendo de muchos factores, particularmente del tipo de fibras usadas para fabricar los tejidos, el porcentaje en peso de las fibras en el material compuesto, la idoneidad de las propiedades ffsicas de los materiales de matriz, el numero de capas de tejido que forman el material compuesto, y la densidad de area total del material compuesto. Sin embargo, el uso de uno o mas revestimientos polimericos que sean resistente a la disolucion o penetracion por agua marina, y resistente a la disolucion o penetracion por uno o mas disolventes organicos, no afecta negativamente a las propiedades baffsticas de los arffculos de la invencion.

Aunque la presente invencion se ha descrito principalmente con referencia a la formacion de productos finales antibaffsticos que utilizan fibras de resistencia elevada y modulo de traccion elevado, y materiales de matriz polimericos particulares, se debeffa entender que el metodo de la invencion es universalmente aceptable para otras industrias de materiales compuestos. Se puede utilizar la produccion de materiales fibrosos para otras industrias que requieran la aplicacion de multiples revestimientos polimericos sobre sustratos fibrosos o de tejidos, sin tener en cuenta los materiales particulares que caracterizan al sustrato o sustratos fibrosos, el soporte o los materiales del revestimiento polimerico.

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invencion:

EJEMPLO 1

Se revistio un soporte de papel de liberacion revestido con silicona con un material aglutinante polimerico que fue una dispersion de resina a base de agua de un copoffmero de bloques sintetico de estireno-isopreno-estireno (SIS) (PRINLIN™ B7137AL, comercialmente disponible de Henkel Technologies de Dusseldorf, Alemania) usando un metodo de revestimiento de rodillo inverso alimentado desde bandeja. El material aglutinante polimerico se aplico en todo su poder como se suministra por el fabricante.

De forma separada, una banda fibrosa que comprende hilos de aramida (hilos tipo 2000 de 1000 denier Twaron®, comercialmente disponible de Teijin Twaron BV de Pafses Bajos) se revistio con una dilucion de dispersion de resina que tiene una menor concentracion de PRINLIN™ B7137AL (dilucion al 900% con agua desionizada, dando como resultado una dispersion al 10% del material) en un impregnador de hilos que usa una tecnica de inmersion y escurrimiento).

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En un metodo de revestimiento de rodillo inverso alimentado desde bandeja, se colocaron un rodillo medidor de alta precision y un rodillo de aplicacion de alta precision en paralelo a una distancia fija predeterminada entre sf Cada rodillo tuvo aproximadamente las mismas dimensiones ffsicas. Los rodillos se mantuvieron a la misma elevacion, y sus partes inferiores se sumergieron en un bano de resina lfquida del material aglutinante polimerico contenido en una bandeja. El rodillo dosificador se mantuvo estacionario, mientras que el rodillo aplicador se hizo girar en una direccion que elevana algo del lfquido en el bano de la resina hacia el espacio entre los rodillos. Solo se lleva la cantidad de lfquido que cabra a traves de este espacio hasta la superficie superior del rodillo aplicador, y cualquier exceso caera nuevamente al bano de resina.

Concurrentemente, el soporte se transporto hacia la superficie superior del rodillo aplicador, siendo su direccion de recorrido opuesta a la direccion de la superficie superior del rodillo aplicador que gira. Cuando el soporte estuvo directamente por encima del rodillo aplicador, se comprimio sobre la superficie superior del rodillo aplicador por medio de un rodillo posterior. Todo el lfquido que se transporto por la superficie superior del rodillo aplicador se transfirio entonces al soporte. Esta tecnica se uso para aplicar una cantidad precisamente medida de resina lfquida a la superficie del papel de liberacion revestido con silicona.

La tecnica de inmersion y escurrimiento se llevo a cabo para revestir la banda fibrosa con la dispersion de resina diluida usando las siguientes etapas:

1. Se desenrollaron carretes de fibras Twaron® desde una fileta.

2. Las fibras se enviaron a traves de una serie de peines, que hizo que las fibras se separaran uniformemente y paralelas entre sf. En este punto, las fibras individuales se colocaron proximamente y paralelas entre sf en una banda fibrosa, es decir, en un conjunto sustancialmente paralela.

3. La banda fibrosa se hizo pasar entonces sobre una serie de rodillos locos giratorios que se redirigieron hacia el conjunto sustancialmente paralelo hacia abajo y a traves del bano de la resina lfquida. En este bano, cada una de las fibras se sumergio completamente en el lfquido durante un tiempo suficiente para hacer que el lfquido penetrase en cada una y humedeciese los filamentos individuales.

4. Al final de este bano de resina lfquida, la banda fibrosa humedecida se extendio sobre una serie de barras extensoras estacionarias (que no giran). Las barras extensoras extienden las fibras individuales hasta que se juntan o se solapan con sus vecinas.

5. Una vez que la banda fibrosa humedecida se hace pasar sobre la ultima barra extensora, se redirige nuevamente, esta vez hacia arriba y fuera del lfquido. Esta banda fibrosa humedecida se envuelve entonces alrededor de un rodillo loco giratorio grande. La banda fibrosa se transporta con un exceso del lfquido.

6. A fin de eliminar este lfquido en exceso de la banda fibrosa, se coloca otro rodillo loco libremente giratorio para cabalgar sobre la superficie del rodillo loco giratorio grande. Estos dos rodillos locos fueron paralelos entre sf, y el rodillo loco giratorio libremente se monto de tal manera que se apoyo sobre el rodillo loco giratorio grande en una direccion radial, formando de ese modo una ranura de presion. La banda fibrosa humedecida se transporto a traves de esta ranura de presion, y la fuerza aplicada por el rodillo loco que gira libremente actuo para eliminar por escurrimiento el exceso de lfquido, que volvio nuevamente al bano de resina lfquida.

El aglutinante de matriz de resina lfquida se transporta por efecto mecha o se absorbe a traves de la banda fibrosa seca via accion capilar. La banda fibrosa humedecida (impregnada) se moldeo entonces sobre el papel de liberacion revestido con silicona. Un metodo preferido para llevar a cabo el procedimiento de la invencion se describe mas abajo y se ilustra en la Fig. 1. El conjunto se hizo pasar entonces a traves de un horno para eliminar el disolvente de los materiales de resina lfquida, dando como resultado una cinta unidireccional anclada al papel de liberacion. Se produjo una UDT adicional repitiendo las etapas anteriores del procedimiento. Las dos UDTs se colocaron entonces en capas cruzadas y se consolidaron para formar un tejido no tejido. En conjunto, un rodillo de UDT obtenido usando esta tecnica tubrida de revestimiento fue de muy buena calidad. La extension de las fibras fue buena, la cantidad de resina anadida a la banda fibrosa fue muy consistente, y la UDT se anclo al papel de liberacion revestido con silicona suficientemente bien para permitir el procesamiento posterior.

Este metodo hfbrido es superior al revestimiento estandar con rodillo inverso alimentado desde bandeja, o el revestimiento de inmersion y escurrimiento solo. El revestimiento de rodillo inverso alimentado desde bandeja solo es indeseable debido a que las fibras se extienden cuando estan secas y, cuando la banda fibrosa seca se empareja con el sustrato revestido humedo, los filamentos extendidos resisten a la humedad y se vuelven a formar en haces de fibras discretas. Esto degrada la extension y uniformidad de la banda fibrosa. El revestimiento de inmersion y escurrimiento solo es indeseable debido a que las diferencias en la viscosidad, velocidad de la lmea, presion de los rodillos de presion, etc., pueden provocar fluctuaciones sustanciales en la cantidad de lfquido absorbido por la banda fibrosa. La cantidad de resina anadida a la banda fibrosa no es controlable como lo es con la tecnica del revestimiento de rodillo inverso alimentado desde bandeja. Ademas, puesto que la banda fibrosa esta revestida y no el papel revestido con silicona, la union de la UDT al papel de liberacion revestido con silicona puede ser

inconsistente y debil, lo que impide el procesamiento posterior. Una combinacion de estas dos tecnicas supera estas desventajas.

Ejemplos comparativos 1 y 2

Para comparacion, se llevaron a cabo dos Ejemplos Comparativos repitiendo las tecnicas del Ejemplo 1 pero 5 variando los materiales de revestimiento aplicados por cada tecnica del procedimiento hforido como se resume en la Tabla 1:

TABLA 1

EJEMPLO

Revestimiento de rodillo Inmersion y escurrimiento

Ejemplo de la Invencion n° 1

PRINLIN™ B7137AL Dilucion al 10% de PRINLIN™ B7137AL

Ejemplo Comparativo n° 1

PRINLIN™ B7137AL Ninguno

Ejemplo Comparativo n° 2

Ninguno PRINLIN™ B7137AL

En el Ejemplo Comparativo n° 1, se observa que aunque el contenido de la resina en la UDT fue muy consistente, la calidad de la extension de las fibras fue pobre. En el Ejemplo Comparativo n° 2, la extension de la fibra es muy 10 buena, pero el contenido de resina en la UDT vario a lo largo del experimento. En el Ejemplo de la Invencion n° 1, la UDT tuvo muy buena calidad, siendo la extension de las fibras buena, el contenido de resina anadido a la banda fibrosa fue muy consistente, y la UDT se anclo al papel de liberacion revestido con silicona suficientemente bien para permitir el procesamiento posterior. Los resultados se resumen en la Tabla 2 a continuacion:

TABLA 2

EJEMPLO

Revestidor de rodillo Inmersion y escurrimiento Extension Contenido de resina Adhesion

Ejemplo de la Invencion n° 1

PRINLIN™ B7137AL PRINLIN™ B7137AL al 10% Buena Bueno Buena

Ejemplo Comparativo n° 1

PRINLIN™ B7137AL Ninguno Mala Bueno Buena

Ejemplo Comparativo n° 2

Ninguno PRINLIN™ B7137AL Buena Variable Variable

15 Es evidente a partir de estos resultados que el uso concurrente de dos tecnicas distintas de revestimiento logro un resultado que no fue posible con ninguna otra de las tecnicas de revestimiento solas.

Aunque la presente invencion se ha mostrado particularmente y se ha descrito con referencia a las realizaciones preferidas, se apreciara facilmente por los expertos en la tecnica que se pueden realizar diversos cambios y modificaciones sin separarse del alcance de la invencion segun las reivindicaciones. Se pretende que las 20 reivindicaciones sean interpretadas para cubrir la realizacion descrita, aquellas alternativas que se han explicado anteriormente, y todos los equivalentes a ellas.

Claims (8)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un metodo para formar un material compuesto fibroso, que comprende:

   a) proporcionar una pluralidad de sustratos fibrosos, en la que cada sustrato fibroso comprende una unica fibra;

   b) aplicar un primer material polimerico sobre una superficie de cada sustrato fibroso;

   c) aplicar un segundo material polimerico sobre una superficie de un soporte;

   d) despues, juntar los sustratos fibrosos y el soporte poniendo en contacto el primer material polimerico con el segundo material polimerico;

   e) separar el soporte de los sustratos fibrosos, de manera que al menos una porcion del segundo material polimerico permanece sobre el primer material polimerico en los sustratos fibrosos; y

   f) despues, tejer los sustratos fibrosos en forma de un tejido tejido.
2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en el que cada sustrato fibroso tiene una tenacidad de al menos alrededor de 7 g/denier o mas y un modulo de traccion de al menos alrededor de 150 g/denier o mas.
3. 3. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicho sustrato fibroso comprende una o mas fibras de poliolefinas, fibras de aramida, fibras de polibenzazol, fibras de alcohol polivimlico, fibras de poliamida, fibras de tereftalato de polietileno, fibras de naftalato de polietileno, fibras de poliacrilonitrilo, fibras de copoliesteres de cristales lfquidos, fibras de varillas ngidas que comprenden piridobisimidazol-2,6-diil-(2,5-dihidroxi-p-fenileno), o una combinacion de las mismas.
4. 4. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicho soporte comprende una fibra de vidrio revestida con politetrafluoroetileno, fibra de vidrio revestida con silicona, tejido de aramida revestido con politetrafluoroetileno, tejido de aramida revestido con silicona, acero revestido con politetrafluoroetileno, acero revestido con silicona, tejido tratado con caucho, un forro de liberacion de papel revestido con silicona, un forro de liberacion de pelfcula polimerica revestida con silicona, una pelfcula de polietileno, una pelfcula de polipropileno, una pelfcula de poliester, una pelfcula de nailon, una pelfcula de polimetilpenteno, o una combinacion de los mismos.
5. 5. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicho soporte comprende una cinta transportadora.
6. 6. El metodo de la reivindicacion 1, en el que uno de entre el primer material polimerico o el segundo material polimerico es un polfmero que contiene fluor y el otro material polimerico es un polimerico que no contiene fluor.
7. 7. El metodo de la reivindicacion 1 que comprende ademas repetir los pasos del b) al d) al menos una vez para aplicar al menos un material polimerico adicional sobre cada sustrato fibroso.
8. 8. El metodo de la reivindicacion 1 que comprende ademas formar un artfculo de resistencia balfstica a partir de dicho tejido tejido.