ES3057722T3

ES3057722T3 - Multi-threat protection composite

Info

Publication number: ES3057722T3
Application number: ES20732000T
Authority: ES
Inventors: Yunzhang Wang
Original assignee: Milliken and Co
Current assignee: Milliken and Co
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2026-03-04
Anticipated expiration: 2040-01-15
Also published as: EP3911512B1; EP3911512A1; WO2020154148A1; AU2020212532B2; US20200223181A1; CA3125030C; BR112021012870A2; US11718068B2; AU2020212532A1; PL3911512T3; CA3125030A1

Abstract

Un compuesto de protección multiamenaza que contiene al menos una capa textil con una superficie superior e inferior y una composición de adhesivo sensible a la presión no bloqueante (NonB-PSA) en al menos la superficie superior de cada capa. El recubrimiento NonB-PSA contiene un adhesivo sensible a la presión y varias primeras partículas inorgánicas, donde la relación en peso entre las primeras partículas inorgánicas y el adhesivo sensible a la presión es superior a aproximadamente 1, y donde el recubrimiento NonB-PSA se encuentra en una cantidad de al menos 10 g/m2 en cada superficie donde se encuentra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Protección contra múltiples amenazas

[0003] Campo de la invención

[0004] La presente solicitud está dirigida a un compuesto de protección contra múltiples amenazas y artículos que contienen el compuesto de protección contra múltiples amenazas.

[0005] Antecedentes

[0006] Los funcionarios de policía, personal militar, funcionarios penitenciarios, personal de seguridad, e incluso particulares tienen una necesidad creciente de protección contra amenazas que incluyen pinchos, cuchillos, metralla, y balas que proporcionen buena protección al tiempo que sean ligeros, flexibles, y menos caros. Es un objetivo principal proporcionar una estructura ligera y flexible que resista la penetración de muchas amenazas.

[0007] El documento de Patente US-B-8,236,711 describe un compuesto flexible resistente al pincho y cuchillo que comprende una pila de al menos 10 agrupaciones de capas consolidadas, teniendo cada una, una rigidez normalizada < 5 g/g/m<2>(medido según la Norma ASTM D6828-02) y que comprende (i) una o dos capas textiles resistentes a los pinchos, comprendiendo cada una, una pluralidad de hilos o fibras entrelazadas que tienen una tenacidad de ≥ 8 g/denier y un tamaño de fibra de < 10 denier/filamento, (ii) al menos una capa adhesiva, y (iii) una o dos capas textiles resistentes a los cuchillos que comprenden elementos de fibra estirados de manera monoaxial, en donde los elementos de fibra tienen una relación de aspecto de > 1 y tienen un tamaño de > 100 denier/filamento, y en donde los elementos de fibra están unidos entre sí o a la capa resistente a los pinchos.

[0008] Breve compendio de la invención

[0009] La presente invención proporciona un compuesto, que es un compuesto de protección contra múltiples amenazas que comprende:

[0010] (i) al menos tres capas textiles tejidas cada una

[0011] - que tiene una superficie superior e inferior

[0012] - que tiene una densidad de tejido de 5,9-27,6 hilos de urdimbre/cm (15-70 hilos de urdimbre/pulgada) y 5,9-27,6 hilos de trama/cm (15-70 hilos de trama/pulgada), y

[0013] - comprendiendo una pluralidad de hilos o fibras entrelazados que tienen una tenacidad de ≥ 5 g/denier, y

[0014] (ii) recubrir en una cantidad de ≥ 10 g/m2 en al menos la superficie superior de cada capa textil, una composición adhesiva sensible a la presión (NonB-PSA) no bloqueante (calificación de 1 según la Norma ASTM D751-06) que comprende

[0015] (a) una pluralidad de primeras partículas inorgánicas, y

[0016] (b) un adhesivo sensible a la presión,

[0017] en donde la relación en peso de (a)/(b) es > 1.

[0018] La presente invención también proporciona un artículo de ropa que comprende el compuesto de la invención. Las realizaciones preferidas de la invención son como se definen en las reivindicaciones dependientes adjuntas y/o en la siguiente descripción detallada.

[0019] Breve descripción de los dibujos

[0020] La Figura 1 es una vista en sección de una realización de un compuesto de protección contra múltiples amenazas.

[0021] Descripción detallada de la invención

[0023] La invención se refiere a un compuesto flexible resistente a los pinchos y cuchillos (y opcionalmente balística). Tal y como se utiliza en la presente memoria, el término "resistente al pincho" se utiliza generalmente para referirse a un material que proporciona protección contra la penetración del material por armas u objetos de punta afilada, tal como un pico de hielo. Por lo tanto, un material "resistente a los pinchos" puede impedir la penetración del material por dicho objeto o puede disminuir el grado de penetración de dicho objeto en comparación con materiales similares, no resistentes a los pinchos. Tal y como se utiliza en la presente memoria, el término "resistente a cuchillo" se utiliza generalmente para referirse a un material que proporciona protección contra la penetración del material por hojas con bordes tales como cuchillos y otras armas u objetos similares a cuchillos. Por lo tanto, un material "resistente al cuchillo" puede impedir la penetración del material por dicho objeto o puede disminuir el grado de penetración de dicho objeto en comparación con materiales similares no resistentes al cuchillo.

[0025] Preferiblemente, un material "resistente a pinchos" logra una clasificación de aprobado cuando se prueba contra amenazas de clase de pinchos de nivel 1, según el National Institute of Justice (NIJ) Standard 0115.00 (2000), titulada "Stab Resistance of Personal Body Armor". El término "resistente a pinchos" también puede referirse a materiales (por ejemplo, un compuesto según la invención) que logran una clasificación de aprobado cuando se prueban contra amenazas de nivel superior (por ejemplo, nivel 2 o nivel 3). Preferiblemente, un material "resistente a cuchillos" logra una clasificación de aprobado cuando se prueba contra amenazas de clase de hoja de borde de nivel 1 según el National Institute of Justice (NIJ) Standard 0115.00 (2000), titulada "Stab Resistance of Personal Body Armor". El término "resistente al cuchillo" también puede referirse a materiales (por ejemplo, un compuesto según la invención) que logran una clasificación de aprobado cuando se prueban contra amenazas de nivel superior (por ejemplo, nivel 2 o nivel 3).

[0027] En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, la invención también puede referirse a un compuesto flexible resistente a pincho, cuchillo, metralla y balas. Tal y como se utiliza en la presente memoria, el término "resistente a las balas" se refiere generalmente a un material que es resistente a la penetración por proyectiles balísticos. Por lo tanto, un material "resistente a las balas" puede impedir la penetración del material por un proyectil balístico o puede disminuir el grado de penetración de dichos proyectiles balísticos en comparación con materiales similares no resistentes a las balas. Preferiblemente, un material "resistente a las balas" proporciona una protección equivalente a la armadura corporal de Tipo I cuando dicho material se prueba según el National Institute of Justice (NIJ) Standard 0101.06 (2006) titulado "Ballistic Resistance of Personal Body Armor". El término "resistente a las balas" también se refiere a un material que logra una clasificación de aprobado cuando se prueba contra amenazas balísticas de Nivel 1 o superior (por ejemplo, Nivel IIA, Nivel II, Nivel IIIA, o Nivel III o superior) según NIJ Standard 0101.06.

[0029] El compuesto de protección contra múltiples amenazas proporciona alguna protección para al menos una de las amenazas de cuchillo, pinchos, metrallas y balísticas. En una realización, el compuesto de protección contra múltiples amenazas proporciona cierta protección contra amenazas de cuchillo. En otra realización, el compuesto de protección contra múltiples amenazas proporciona cierta protección contra amenazas de pinchos. Preferiblemente, el compuesto de protección contra múltiples amenazas proporciona alguna protección para al menos dos de las amenazas de cuchillo, pinchos y balística. En una realización preferida, el compuesto de protección contra múltiples amenazas proporciona alguna protección para todas las amenazas de cuchillo, pinchos y balística.

[0031] Con referencia ahora a la Figura 1, se muestra una realización del compuesto de protección contra múltiples amenazas 10. El compuesto de protección contra múltiples amenazas mostrado en la figura contiene cinco capas textiles recubiertas 100, en donde cada capa tiene una superficie superior 100a e inferior 100b. Obsérvese que los componentes de la Figura 1 no están dibujados a escala, los recubrimientos 110 y 200 están ampliados con respecto al textil 150 en comparación con el uso final típico de la vida real para mostrar más fácilmente los recubrimientos.

[0033] El número de capas textiles recubiertas 100 está determinado por el uso final del compuesto y qué nivel de amenaza está diseñado para resistir el compuesto. El número mínimo de capas textiles recubiertas es 3. En una realización, el compuesto 10 puede contener 3, 4 o más capas textiles recubiertas 100. En realizaciones preferidas, el compuesto 10 contiene al menos 5, al menos 15, o al menos 22 capas textiles recubiertas 100. En otra realización, el compuesto contiene 5-40 capas textiles recubiertas 100.

[0035] Se desea que las capas textiles recubiertas individuales 100 y especialmente una agrupación de las capas textiles 10 en un paquete proporcionen la máxima flexibilidad y protección contra amenazas. Aunque cada capa del material de la técnica anterior laminado o recubierto de resina/película es relativamente rígida, la capa textil 150 con la composición NonB-PSA 200 es mucho más flexible y solo ligeramente más rígida que una capa textil no tratada. La resistencia a múltiples amenazas se puede lograr mientras se mantiene un alto grado de comodidad. La flexibilidad puede cuantificarse mediante el Ensayo de Flexibilidad Estática usado normalmente para capas individuales y el Ensayo de Flexibilidad Dinámica usado típicamente para compuestos multicapa como se especifica en el documento de Patente US-A-2012/0141720.

[0037] En una realización preferida, la capa textil recubierta 100 comprende al menos tres capas textiles 150 con una composición de NonB-PSA 200 en al menos un lado de la capa 150. En otra realización, el compuesto 10 comprende al menos tres capas textiles recubiertas 100 con una composición de NonB-PSA 200 en al menos un lado de una capa textil 150.

[0039] Al menos tres capas textiles recubiertas 100 dentro del compuesto 10 contienen una composición de NonB -PSA 200 sobre al menos una superficie (la superficie superior 100a o la superficie inferior 100b). En una realización preferida, la composición NonB-PSA 200 está localizada en al menos una de las superficies 100a, 100b de al menos el 90% de las capas textiles 150, más preferiblemente todas las capas textiles 150. En una realización preferida, la composición NonB-PSA 200 está localizada tanto en la superficie superior como en la inferior de al menos algunas de las capas textiles 150, más preferiblemente todas las capas textiles 150. En la Figura 1, la composición NonB-PSA 200 está localizada en las primeras superficies 100a de cada capa textil 150.

[0041] La composición 200 (NonB-PSA) comprende un adhesivo sensible a la presión (PSA) y una pluralidad de primeras partículas inorgánicas. El término "adhesivo sensible a la presión" se usa comúnmente para designar una categoría distinta de cintas adhesivas y adhesivos, que en forma seca (esencialmente libre de disolvente/agua), son agresiva y permanentemente pegajosos a temperatura ambiente y que se adhieren fácilmente a una variedad de superficies diferentes tras el simple contacto sin la necesidad de más de la presión de los dedos o de la mano. Estos productos no requieren activación por agua, disolvente o calor para ejercer una fuerza de retención del adhesivo hacia materiales tales como papel, plástico, vidrio, madera, cemento y metal. Tienen suficiente fuerza de retención cohesiva y naturaleza elástica de manera que, a pesar de su pegajosidad agresiva, pueden manipularse con los dedos y retirarse de las superficies lisas sin dejar residuos. Generalmente, los PSAs son una clase de polímeros viscoelásticos, pero no todos los polímeros viscoelásticos son PSAs. En una realización, el adhesivo sensible a la presión se selecciona del grupo que consiste en caucho natural, caucho de estireno-butadieno, caucho recuperado, caucho de butilo, caucho de butadieno-acrilonitrilo, elastómeros termoplásticos, poliacrilatos, polivinilalquiléteres y silicona. En una realización preferida, el adhesivo sensible a la presión es un polímero acrílico debido a sus propiedades físicas deseables. En una realización, el adhesivo sensible a la presión tiene una T<g>de menos de -20°C. En otra realización, el adhesivo sensible a la presión tiene una T<g>de menos de -40°C.

[0043] El adhesivo sensible a la presión es un componente importante en la composición NonB-PSA de la presente invención. Como se ha mencionado anteriormente, una característica especial de los adhesivos sensibles a la presión es que no se solidifican para formar un material sólido. Normalmente permanecen permanentemente pegajosos y pueden humedecer superficies al contacto y formar enlaces cuando se aplica presión (normalmente presión ligera). Como resultado, la composición de recubrimiento de NonB-PSA muestra una excelente adhesión al sustrato recubierto. Por otra parte, la naturaleza pegajosa permanente del PSA puede provocar problemas en las aplicaciones de blindaje corporal previstas. En un blindaje corporal, las capas de tejido se usan generalmente como una pila multicapa. La pegajosidad permanente del PSA hará que la pila multicapa, por lo demás flexible, de tejido recubierto se convierta en un "taco" más rígido, lo que es altamente indeseable. La incorporación de una alta concentración de partículas en la composición NonB-PSA resuelve este problema. Cuando se incorpora una concentración suficientemente alta de partículas en el PSA, las partículas actúan como un agente antibloqueo. Además, las partículas también actúan como un agente de refuerzo, mejorando las propiedades mecánicas del PSA. La composición de recubrimiento nonB-PSA de la invención que incorpora PSA y alta concentración de partículas muestra una fricción sobresaliente a metales tales como acero (debido a la pegajosidad permanente del PSA) sin pegarse a sí misma (debido a la propiedad antibloqueo de las partículas). Como resultado, el sustrato recubierto "agarrará" de manera tenaz las armas (cuchillo y pincho) en un suceso de pinchazos, reduciendo/minimizando la penetración del arma. Aunque en la presente invención se puede usar cualquier PSA, se prefieren los PSAs con baja Tg (temperatura de transición vítrea) debido a su superior suavidad y flexibilidad. Los PSAs con alta Tg darán como resultado un sustrato recubierto más rígido, que es menos deseable. Los polímeros no sensibles a la presión, incluso con baja Tg, generalmente muestran menos fricción con metales (por lo tanto, menos fuerza de agarre), dando como resultado menos fuerza protectora contra armas de perforación que los adhesivos sensibles a la presión.

[0044] Como se ha mencionado previamente, el adhesivo sensible a la presión es un componente en la composición NonB-PSA de la presente invención. El ensayo de adherencia con bola rodante tal y como se describe en el método de ensayo ASTM D3121 (Standard Test Method for Tack of Pressure-Sensitive Adhesives by Rolling Ball) se puede usar para distinguir un PSA de materiales que no son de PSA. El ensayo de pegajosidad con bola rodante es una medida de la capacidad del adhesivo para formar una unión con la superficie de otro material tras un breve contacto bajo prácticamente ninguna presión y puede usarse para cuantificar la capacidad de un adhesivo para adherirse rápidamente a otra superficie. Para determinar si un material es un adhesivo sensible a la presión, el material que se va a evaluar se recubre primero sobre un sustrato de película de PET y se seca. El espesor del recubrimiento debe ser lo suficientemente grueso como para mostrar las propiedades verdaderas del material. Generalmente, el espesor debe ser de al menos 0,5 mm. El sustrato recubierto a temperatura ambiente se somete después al ensayo de adherencia de bola rodante como se describe en la Norma ASTM D3121 y se mide la distancia de detención de la bola rodante. Normalmente, cuanto menor es la distancia de detención, mayor es la capacidad del adhesivo para adherirse rápidamente a otras superficies. La bola debería detenerse dentro de 30,5 cm (12 pulgadas) para un material de PSA mientras que para material de non-PSA la bola debería continuar rodando más allá de la marca de 30,5 cm (12 pulgadas). Por lo tanto, en esta solicitud, se define un PSA como un material que detiene la bola dentro de 30,5 cm (12 pulgadas) o menos usando la Norma ASTM D3121.

[0046] Una alta concentración de las primeras partículas inorgánicas es otro componente en la composición de NonB-PSA de la presente invención. Las primeras partículas inorgánicas dentro de la composición 200 pueden ser de cualquier material, tamaño y cantidad adecuados. En una realización, las primeras partículas inorgánicas son óxidos metálicos tales como dióxido de titanio. En otra realización, las primeras partículas inorgánicas contienen preferiblemente sílice (dióxido de silicio) y/o alúmina (óxido de aluminio). En una realización, las primeras partículas inorgánicas son óxido de metaloide. En otra realización, las primeras partículas inorgánicas contienen una partícula de carburo, preferiblemente carburo de silicio y/o carburo de titanio.

[0048] Preferiblemente, las primeras partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de diámetro de partícula primaria de menos de 10, más preferiblemente 5, más preferiblemente 2 μm (micrómetros). Más preferiblemente, las primeras partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de diámetro de partícula primaria de menos de 0,5 μm, incluso más preferiblemente de 5 nm a 2 μm, más preferiblemente de 5 nm a 1 μm. Incluso más preferiblemente, las primeras partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de diámetro de partícula primaria en un intervalo de 5-250 nm, más preferiblemente 5-100 nm. Las partículas demasiado grandes y demasiado pequeñas pueden tener propiedades antibloqueo y de refuerzo menos deseables para algunas aplicaciones de uso final. Las partículas en alguna realización pueden estar agregadas y/o aglomeradas, y esas partículas agregadas/aglomeradas pueden tener un diámetro medio de aglomerado mayor que 2 μm, con el tamaño medio del diámetro de partícula primaria preferiblemente en el intervalo de 5-250 nm. En una realización, el tamaño medio del diámetro de partícula primaria de las primeras partículas inorgánicas es menor de 1 μm.

[0050] La relación en peso de las primeras partículas inorgánicas al adhesivo sensible a la presión es preferiblemente mayor que 0,5, más preferiblemente mayor que 1,0, más preferiblemente mayor que 1,2, más preferiblemente mayor que 1,5. En otras realizaciones, incluyendo realizaciones con una pluralidad de capas textiles recubiertas 100 o PSAs menos agresivos, la relación en peso de las primeras partículas inorgánicas al adhesivo sensible a la presión es mayor que 0,5 (lo que significa que el PSA está en un peso del doble que el de las primeras partículas inorgánicas). En otras realizaciones, la relación en peso de las primeras partículas inorgánicas al adhesivo sensible a la presión es mayor que 1,2 (lo que significa que las primeras partículas inorgánicas están en un peso de al menos 1,2 veces el peso del PSA). En una realización, las primeras partículas inorgánicas están en una cantidad mayor que 50% en peso, más preferiblemente mayor que 60% en peso, de la composición de NonB-PSA. En otra realización, las primeras partículas inorgánicas están en una cantidad de 50-95% en peso, más preferiblemente 50-80% en peso, de la composición de NonB-PSA. En una realización preferida, la composición de NonB-PSA está localizada tanto en la superficie superior como en la inferior de las capas textiles.

[0052] El bloqueo se refiere a la adhesión no deseada entre dos capas adyacentes de tela dentro del compuesto. Aunque hay PSA en la composición de recubrimiento de NonB-PSA, el sustrato recubierto es esencialmente no pegajoso y no bloqueante debido a la presencia de partículas en la composición. Las partículas crean microrugosidad en la superficie, que reduce o elimina el bloqueo provocado por la pegajosidad del PSA. La propiedad no bloqueante se puede ensayar según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics). En una realización preferida, las capas textiles recubiertas logran fácilmente la mejor calificación 1-Sin bloqueo. Los sustratos recubiertos se separan sin ninguna evidencia de adherencia. En esta solicitud, no bloqueante se define como una valoración de 1-sin bloqueo según la Norma ASTM D751-06.

[0054] En otra realización, las capas textiles recubiertas 100 tienen una pegajosidad muy ligera. Esto puede hacer que el compuesto 10 sea ligeramente menos flexible y más rígido, pero hay muchos usos finales donde la flexibilidad es menos preocupante. En estos casos, el recubrimiento no tiene que caracterizarse como un NonB-PSA, sino que podría denominarse como un PSA cargado con partículas. Normalmente, estas características de bloqueo son menores que las de las notas pegajosas tradicionales (por ejemplo, notas POST-IT<®>por 3M).

[0056] El recubrimiento de nonB-PSA 200 está en una cantidad de al menos 10 g/m<2>en cada superficie se localiza la composición de NonB-PSA (al menos en una superficie 100a, 100b) dentro de cada capa textil recubierta 100. Más preferiblemente, la composición está en una cantidad de al menos 20 g/m<2>sobre cada superficie se localiza la composición de NonB-PSA. En otra realización, la composición de NonB-PSA está en una cantidad de 25-50 g/m<2>, o 10-40 g/m<2>sobre cada superficie se localiza la composición de NonB-PSA. En las realizaciones en donde la composición de NonB-PSA está localizada en ambas superficies 100a, 100b de las capas textiles recubiertas 100, entonces la cantidad total recubierta sería aproximadamente el doble que la de la misma capa textil recubierta con un solo lado.

[0057] Preferiblemente, la composición de NonB-PSA 200 está situada sobre la superficie de las capas textiles 150 sin penetración sustancial en los haces de hilos para conseguir alta flexibilidad de las capas textiles recubiertas. Puede ser necesario un recubrimiento previo de las capas textiles 150 antes de recubrir la composición de NonB-PSA para controlar con mayor precisión la localización de la composición de NonB-PSA.

[0059] La composición de recubrimiento de NonB-PSA 200 también puede contener aditivos adicionales tales como un agente antimicrobiano, retardante del fuego, modificador de reología, tensioactivos, repelentes de agua y pigmentos/colorantes. Estos aditivos adicionales y las cantidades añadidas al NonB-PSA dependen de las propiedades deseadas del compuesto 10 de uso final.

[0061] Las capas textiles 150 son textiles tejidos. Cada capa textil 150 contiene una pluralidad de hilos o fibras entrelazados que tienen una tenacidad de 44 cN/tex o más (5 o más gramos por denier), preferiblemente 71 (8) o más, más preferiblemente 88 (10) o más, más preferiblemente 124 (14) o más, más preferiblemente 133 (15) o más. En una realización, los hilos o fibras tienen una tenacidad de 44-619 cN/tex (5-70 gramos por denier). En una realización preferida, la pluralidad de hilos o fibras tienen una tenacidad de 88 cN/tex o más (10 o más gramos por denier) y tienen un tamaño de menos de 11 dtex (diez denier) por filamento, más preferiblemente menos de 5,5 dtex (5 denier) por filamento. En una realización, las fibras tienen un diámetro promedio de menos de 20 μm, más preferiblemente menos de 10 μm. Las capas textiles 150 pueden tener cualquier peso adecuado. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, las capas textiles pueden tener un peso de 67,9-339,4 g/m<2>(2-10 onzas por yarda cuadrada).

[0063] Los hilos pueden tener cualquier denier adecuado, preferiblemente en el intervalo de 111 a 2222 dtex (100 a 2000 denier). En una realización, los hilos tienen dtex (denier) en el intervalo de 111-3333 (100-3000) o 222-2222 (200-2000) o 333-1667 (300-1500). Preferiblemente, el hilo es un hilo de filamento. Además, se prefiere que la construcción de la tela esté aproximadamente equilibrada, lo que significa terminaciones y pinchos aproximadamente iguales por pulgada.

[0065] Para las fibras o hilos entrelazados en las capas textiles 150, una lista no inclusiva de fibras e hilos adecuados incluye: fibras hechas de polímeros altamente orientados, tales como fibras de polietileno de peso molecular ultra alto hiladas en gel, fibras de polietileno hiladas en estado fundido, fibras y cintas de polipropileno extruido, fibras de nailon hiladas en estado fundido, fibras de poliéster hiladas en estado fundido y fibras y cintas de polietileno sinterizado. Las fibras adecuadas también incluyen aquellas hechas de polímeros de varilla rígida, tales como polímeros liotrópicos de varilla rígida, polímeros heterocíclicos de varilla rígida y polímeros termotrópicos de cristal líquido. Las fibras adecuadas hechas de polímeros liotrópicos de varilla rígida incluyen fibras de aramida, tales como fibras de poli(p-fenilentereftalamida) y fibras hechas de una copolitereftalamida 1:1 de 3,4'-diaminodifeniléter y p-fenilendiamina. Las fibras adecuadas hechas de polímeros heterocíclicos de varilla rígida, tales como los heterocíclicos de p-fenileno, incluyen fibras de poli(p-fenilen-2,6-benzobisoxazol) (fibras PBO), fibras de poli(p-fenilen-2,6-benzobistiazol) (fibras PBZT) y fibras de poli[2,6-diimidazo[4,5-b:4',5'-e]piridinilen-1,4-(2,5-dihidroxi)fenileno] (fibras PIPD). Las fibras adecuadas hechas de polímeros termotrópicos de líquidos-cristalinos incluyen fibras de poli(ácido 6-hidroxi-2-naftoico-co-ácido 4-hidroxibenzoico). Las fibras adecuadas incluyen también fibras de carbono, tales como las fabricadas a partir de pirólisis a alta temperatura de rayón, poliacrilonitrilo y alquitrán de hidrocarburo mesomórfico. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, los hilos o fibras 113 y 212 comprenden fibras seleccionadas del grupo que consiste en fibras de polietileno de peso molecular ultra alto hiladas en gel, fibras de polietileno hiladas en estado fundido, fibras de nailon hiladas en estado fundido, fibras de poliéster hiladas en estado fundido, fibras de polietileno sinterizado, fibras de aramida, fibras de PBO, fibras de PBZT, fibras de PIPD, fibras de poli(ácido 6-hidroxi-2-naftoico-coácido 4-hidroxibenzoico), fibras de carbono y combinaciones de las mismas. En una realización particularmente preferida, la capa textil comprende fibras de aramida.

[0067] Las capas textiles 150 están en una construcción tejida, y la capa tejida incluye preferiblemente una multiplicidad de elementos de urdimbre y trama entrelazados entre sí de manera que un elemento de trama dado se extiende en un patrón de cruce definido previamente por encima y por debajo del elemento de urdimbre. Un tejido preferido es el tejido plano en donde cada elemento de trama pasa sobre un elemento de urdimbre y después pasa por debajo del elemento de urdimbre adyacente de manera repetida a través de toda la anchura de la capa textil. Por tanto, los términos "tejido" y "entrelazado" pretenden incluir cualquier construcción que incorpore formación de inter-acoplamiento de fibras o hilos.

[0069] Se pueden usar otros patrones de tejido adecuados para la tela tejida (y el compuesto también puede contener capas de tela que tienen diferentes patrones de tejido). A modo de ejemplo solamente, y no de limitación, se contempla que los hilos de trama puedan pasar sobre dos o más hilos de urdimbre adyacentes antes de transferir a una posición debajo de uno o más hilos de urdimbre adyacentes formando de este modo un denominado tejido de sarga. Los tejidos de sarga adecuados incluyen tejidos de sarga tanto con cara de urdimbre como con cara de trama, tales como tejidos de sarga 2/1, 3/1, 3/2, 4/1, 1/2, 1/3 o 1/4. El tejido también puede ser cualquier otro patrón de tejido adecuado, por ejemplo, tejidos de raso, de mimbre, de popelina, de jacquard y de crepé.

[0070] En una realización, las capas textiles 150 tienen un factor de rigidez mayor que 0,75 como se define en los documentos de Patente US 6,133,169 y US 6,103,646. "Factor de rigidez del tejido" y "Factor de cobertura" son nombres dados a la densidad del tejido de un tejido. El factor de cobertura es un valor calculado que se refiere a la geometría del tejido y que indica el porcentaje del área superficial bruta de un tejido que está cubierto por hilos del tejido. La ecuación utilizada para calcular el factor de cobertura es la siguiente (de Weaving: Conversion of Yarns to Fabric, Lord and Mohamed, publicado por Merrow (1982), pages 141-143):

[0071] d<w>=ancho del hilo de urdimbre en la tela

[0072] d<f>= ancho del hilo de trama en la tela

[0073] p<w>= trama de hilos de urdimbre (terminaciones por unidad de longitud)

[0074] p<f>= trama de hilos de trama

[0077]

[0079] Dependiendo del tipo de tejido de una tela, el factor de cobertura máximo puede ser bastante bajo aunque los hilos del tejido estén situados cercanos entre sí. Por esa razón, un indicador más útil de la rigidez del tejido se denomina "factor de rigidez del tejido". El factor de rigidez del tejido es una medida de la rigidez de un tejido de tela en comparación con la rigidez máxima del tejido en función del factor de cobertura.

[0082]

[0084] Por ejemplo, el factor de cobertura máximo que es posible para una tela de tejido liso es 0,75; y una tela de tejido liso con un factor de cobertura real de 0,68 tendrá, por lo tanto, un factor de rigidez del tejido de 0,91. El tejido preferido para la práctica de esta invención es el tejido liso.

[0085] En una realización, al menos una parte de las capas textiles 150 comprende el 10% en peso o menos, basado en el peso total de la capa textil, de un pre-recubrimiento 110 (mostrado en la Figura 1) que comprende una pluralidad de segundas partículas inorgánicas que tienen un diámetro de 20 μm o menos en al menos un lado de la capa textil 150. Más preferiblemente, la pluralidad de segundas partículas inorgánicas tiene un diámetro de 4 μm o menos, más preferiblemente un diámetro de 2 μm o menos. En una realización, al menos el 50% en número de las capas textiles 150 contienen el pre-recubrimiento. En otra realización, al menos el 75% en número, más preferiblemente al menos el 90% en número de las capas textiles 150 contienen el prerecubrimiento. En otra realización, cada una (esencialmente 100% en número) de las capas textiles 150 contiene el pre-recubrimiento.

[0086] Se ha encontrado que las capas textiles 150 pre-recubiertas con 110 tenían una resistencia a la penetración de pinchos significativamente mayor en comparación con la misma construcción de capas textiles sin el prerecubrimiento. Se cree que el mecanismo clave de la resistencia mejorada a la penetración de los pinchos del tejido tratado son las interacciones entre capas.

[0087] Se prefiere que el pre-recubrimiento 110 se lleve a cabo usando una técnica de relleno en donde la capa textil se sumerge en la composición de recubrimiento y después se hace pasar a través de un par de rodillos de presión para eliminar cualquier exceso de líquido. El proceso de relleno permite que la composición de recubrimiento esté presente en toda la capa textil.

[0088] El pre-recubrimiento 110 aplicado a las capas textiles 150 comprende materia particulada (por ejemplo, segundas partículas inorgánicas). Las segundas partículas inorgánicas incluidas en el pre-recubrimiento 110 pueden ser cualquier partícula adecuada. Los ejemplos de segundas partículas inorgánicas adecuadas para su uso en el pre-recubrimiento incluyen partículas de sílice (por ejemplo, partículas de sílice pirógena, partículas de sílice precipitada y partículas de sílice coloidal modificadas con alúmina), partículas de alúmina (por ejemplo, partículas de alúmina pirógena) y combinaciones de las mismas. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, las segundas partículas inorgánicas están compuestas por al menos un material seleccionado del grupo que consiste en sílice pirógena, sílice precipitada, alúmina pirógena, sílice modificada con alúmina, circonio, titanio, carburo de silicio, carburo de titanio, carburo de tungsteno, nitruro de titanio, nitruro de silicio y similares, y combinaciones de los mismos. Dichas segundas partículas inorgánicas también pueden modificarse en superficie, por ejemplo, mediante injerto, para cambiar las propiedades de la superficie tales como carga e hidrofobicidad. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, las segundas partículas inorgánicas pueden tener una carga superficial positiva cuando se suspenden en un medio acuoso, tal como un medio acuoso que tiene un pH de 4 a 8. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, las segundas partículas inorgánicas pueden tener una dureza de Mohs de 5 o más, o 6 o más, o 7 o más. Los ejemplos de segundas partículas inorgánicas adecuadas para su uso en esta realización incluyen partículas de alúmina pirógena. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, las segundas partículas inorgánicas pueden tener una estructura tridimensional ramificada o similar a una cadena que comprende o consiste en agregados de partículas primarias.

[0090] Las segundas partículas inorgánicas incluidas en el pre-recubrimiento 110 pueden modificarse para impartir o aumentar la hidrofobicidad de las partículas. Por ejemplo, en aquellas realizaciones que comprenden partículas de sílice pirógena, las partículas de sílice pirógena pueden tratarse, por ejemplo, con un organosilano para hacer que las partículas de sílice pirógena sean hidrófobas. Se cree que dichas partículas y recubrimientos se describen más completamente en el documento de Patente US-A-2007/0105471.

[0092] Las capas textiles recubiertas 100 pueden comprender cualquier cantidad adecuada del pre-recubrimiento 110. Como entenderán los expertos en la técnica, la cantidad de pre-recubrimiento aplicado a las capas textiles 150 generalmente no debe ser tan alta que el peso del compuesto 10 aumente drásticamente, lo que podría perjudicar potencialmente sus usos finales. Normalmente, la cantidad de recubrimiento 110 aplicada a las capas textiles 150 comprenderá el 10% en peso o menos, o el 7% en peso o menos o el 5% en peso o menos, o el 3% en peso o menos del peso total de la capa textil 150. Normalmente, la cantidad de pre-recubrimiento aplicado a las capas textiles 150 comprenderá el 0,1% en peso o más, o el 0,5% en peso o más del peso total de la capa textil 150. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, el recubrimiento comprende 2-4% en peso del peso total de la capa textil 150. Normalmente, la adición seca del pre-recubrimiento 110 es menor de 10 g/m<2>.

[0094] En ciertas realizaciones posiblemente preferidas del compuesto 10, el pre-recubrimiento 110 aplicado a las capas textiles 150 puede comprender además un aglutinante. El aglutinante incluido en el recubrimiento 110 puede ser cualquier aglutinante adecuado. Los ejemplos de aglutinantes adecuados incluyen aglutinantes acrílicos (por ejemplo, aglutinantes acrílicos no iónicos), aglutinantes de poliuretano (por ejemplo, aglutinantes de poliuretano alifático y aglutinantes de poliuretano basado en poliéter), aglutinantes de epoxi y combinaciones de los mismos. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, el aglutinante es un aglutinante de reticulación, tal como un aglutinante de isocianato bloqueado. Se observa que los aglutinantes usados para el pre-recubrimiento no se limitan a materiales sensibles a la presión.

[0096] Cuando está presente, el aglutinante puede comprender cualquier cantidad adecuada del pre-recubrimiento aplicado a las capas textiles 150. La relación de la cantidad (por ejemplo, peso) de segundas partículas inorgánicas presentes en el recubrimiento a la cantidad (por ejemplo, peso) de sólidos aglutinantes presentes en el recubrimiento 110 es normalmente mayor que 1:1 (peso de segundas partículas inorgánicas: peso de sólidos aglutinantes). En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, la relación de la cantidad (por ejemplo, peso) de segundas partículas inorgánicas presentes en el recubrimiento 110 a la cantidad (por ejemplo, peso) de sólidos aglutinantes presentes en el recubrimiento es normalmente mayor que 2:1, o mayor que 3:1, o mayor que 4:1, o mayor que 5:1 (por ejemplo, mayor que 6:1, mayor que 7:1, o mayor que 8:1). Se observa que cuando el pre-recubrimiento 110 se aplica a las capas textiles 150, la capa textil puede tener una rigidez del tejido mucho menor para lograr el mismo nivel de resistencia a los pinchos.

[0098] En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, el pre-recubrimiento 110 aplicado a las capas textiles 150 puede comprender un acabado repelente al agua para impartir una mayor repelencia al agua al panel flexible 10. El repelente al agua incluido en el recubrimiento puede ser cualquier repelente al agua adecuado, y los ejemplos incluyen fluoroquímicos, fluoropolímeros, siliconas o ceras de poliolefina.

[0100] En una realización, el compuesto 10 se incorpora en un artículo para proteger al usuario de amenazas de pinchos. Algunos artículos incluyen camisas, chaquetas, pantalones, chalecos, zapatos, cascos y sombreros. En una realización, el artículo contiene una ranura o bolsillo en el que se puede colocar y sacara el compuesto 10. Preferiblemente, el compuesto 10 se puede retirar fácilmente del artículo para su lavado.

[0102] En otra realización, el compuesto 10 también puede contener capas dirigidas hacia otra resistencia a amenazas. La constitución de estas capas adicionales se escogería por las propiedades deseadas del compuesto así como por la situación de estas capas dentro del compuesto 10. Las capas adicionales pueden añadir resistencia al picho, cuchillo y/o balística adicional u otras propiedades deseadas. Ejemplos de materiales o componentes resistentes a la perforación conocidos adecuados incluyen correo (por ejemplo, correo de cadena), chapado metálico, chapado cerámico, capas de materiales textiles hechos de hilos de alta tenacidad cuyas capas han sido impregnadas o laminadas con un adhesivo o resina, o materiales textiles hechos de hilos de alta tenacidad y bajo denier en una forma tejida ajustada tal como DuPont KEVLAR CORRECTIONAL<®>disponible de DuPont.

[0103] Entre los ejemplos de paneles de resistencia balística flexibles, disponibles comercialmente tales como los descritos anteriormente, se incluyen los materiales balísticos de alto rendimiento SPECTRA SHIELD<®>vendidos por Honeywell International Inc. Se cree que dichos laminados de resistencia balística se describen más completamente en los documentos de Patente US 4,916,000; US 5,437,905; US 5,443,882; US 5,443,883 y US 5,547,536. Otros materiales de resistencia balística flexibles de alto rendimiento disponibles comercialmente incluyen DYNEEMA UD<®>disponible de DSM DYNEEMA<®>, y GOLDFLEX<®>disponible de Honeywell International Inc. Estos materiales balísticos flexibles de alto rendimiento pueden usarse junto con el compuesto 10 para mejorar el rendimiento balístico global.

[0104] El proceso para formar las capas textiles donde las capas textiles que comprenden una pluralidad de hilos o fibras entrelazados que tienen una tenacidad de 44 cN/tex (5 o más gramos por denier) comprende las etapas de

[0105] (a) proporcionar una primera capa textil,

[0106] (b) poner en contacto opcionalmente al menos una de las superficies de la primera capa textil con una composición de recubrimiento que comprende una pluralidad de segundas partículas inorgánicas que tienen un diámetro de 20 μm o menos, y

[0107] (c) secar opcionalmente la capa textil tratada en la etapa (b).

[0108] (d) poner en contacto la al menos una de las superficies (preferiblemente la ya recubierta en las etapas (b) y (c)) con una composición de NonB-PSA, y

[0109] (e) secar la capa textil tratada en la etapa (d).

[0110] La superficie(s) de las capas textiles se puede poner en contacto con la composición de recubrimiento de cualquier manera adecuada. Las capas textiles pueden ponerse en contacto con la composición de recubrimiento usando un recubrimiento convencional (por ejemplo, recubrimiento con cuchillo, recubrimiento por transferencia, etc.), relleno, pulverización (húmeda o seca), formación de espuma, impresión y técnicas de agotamiento. Por ejemplo, las capas textiles pueden ponerse en contacto con la composición de recubrimiento usando una técnica de relleno en donde la capa textil se sumerge en la composición de recubrimiento y después se hace pasar a través de un par de rodillos de presión para eliminar cualquier exceso de líquido. En dicha realización, los rodillos de presión pueden ajustarse a cualquier presión adecuada, por ejemplo, a una presión de 280 kPa (40 psi). Alternativamente, la superficie de la capa textil que se va a recubrir se puede recubrir primero con un adhesivo adecuado, y después las partículas se pueden aplicar al adhesivo.

[0111] Las capas textiles recubiertas pueden secarse usando cualquier técnica adecuada a cualquier temperatura adecuada. Por ejemplo, las capas textiles se pueden secar en un marco tensor o intervalo convencional a una temperatura de 160°C (320°F) durante aproximadamente cinco minutos. La capa textil pre-recubierta opcional comprende el 10% en peso o menos, basado en el peso total de la capa textil, de un recubrimiento que comprende una pluralidad de partículas que tienen un diámetro de 20 μm o menos, que se puede encontrar en el documento de Patente US-A-2007/0105471.

[0112] Las capas textiles recubiertas 100 pueden disponerse adyacentes entre sí y mantenerse en su lugar unas con respecto a otras mediante un recinto adecuado, tal como un bolsillo o pueden unirse entre sí mediante cualquier medio de sujeción conocido. En ciertas realizaciones posiblemente preferidas, las capas textiles recubiertas 100 también pueden coserse juntas en un patrón deseado, por ejemplo, alrededor de las esquinas o a lo largo del perímetro de las capas textiles apiladas para asegurar las capas en la disposición adecuada o deseada. Adicionalmente, las capas textiles recubiertas 100 pueden adherirse entre sí usando un adhesivo con patrón u otros medios de sujeción tales como remaches, pernos, alambres, cinta o abrazaderas. En una realización, las capas están sueltas (no unidas entre sí usando ningún medio adhesivo o mecánico y se colocan juntas dentro de la bolsa.

[0113] Ejemplos

[0114] Ejemplo de referencia 1

[0115] Se obtuvo una tela tejida de para-aramida que estaba compuesta de hilos de urdimbre y trama de para-aramida 1111 dtex (1000 denier) tejidos juntos en una construcción de tejido liso con 8,7 terminaciones/cm (22 terminaciones/pulgada) y 8,7 picos/cm (22 picos/pulgada). La capa de tela pesó 190 g/m<2>después de la limpieza para eliminar cualquier acabado de hilo presente.

[0116] Las 36 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,84 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0117] Ejemplo de referencia 2

[0118] Se obtuvo una tela tejida de para-aramida que estaba compuesta de hilos de urdimbre y trama de para-aramida 1111 dtex (1000 denier) tejidos juntos en una construcción de tejido liso con 8,7 terminaciones/cm (22 terminaciones/pulgada) y 8,7 picos/cm (22 picos/pulgada). La capa de tela pesó 190 g/m<2>después de la limpieza para eliminar cualquier acabado de hilo presente. El tejido se recubrió en un baño acuoso que comprende: a) aproximadamente un 8% de una alúmina pirógena acuosa y

[0119] b) aproximadamente un 1% de un agente de reticulación basado en isocianato-poliuretano bloqueado por non-PSA

[0120] El recubrimiento se aplicó usando un procedimiento de relleno (inmersión y compresión a una presión de rodillo de 40 psi). El tejido se secó después a 320°F. La adición de peso seco del producto químico sobre el tejido fue de aproximadamente el 2% (es decir, 3,8 g/m<2>). El recubrimiento estaba en ambos lados del tejido debido al proceso de inmersión y compresión.

[0121] Las 35 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,78 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0122] Ejemplo de referencia 3

[0123] Se obtuvo una tela tejida de para-aramida que estaba compuesta de hilos de urdimbre y trama de para-aramida 1111 dtex (1000 denier) tejidos juntos en una construcción de tejido liso con 8,7 terminaciones/cm (22 terminaciones/pulgada) y 8,7 picos/cm (22 picos/pulgada). La capa de tela pesó 190 g/m<2>después de la limpieza para eliminar cualquier acabado de hilo presente. El tejido se recubrió con una mezcla de recubrimiento acuosa que comprende:

[0124] a) 50% de un PSA de base acrílica con una temperatura de transición vítrea (T<g>) de -55°C y

[0125] b) 1% de un agente espesante

[0126] El recubrimiento se aplicó usando un recubridor de cuchillos. El tejido se recubrió primero por un lado y se secó a 320°F. El tejido se recubrió después por el otro lado y se secó a 320°F. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 60 g/m<2>. El tejido recubierto era muy pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue de 3-Bloqueo. Las superficies de tela se separan con dificultad o el recubrimiento se retira durante la separación.

[0127] Las 27 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,75 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0128] Ejemplo 4

[0129] Se obtuvo una tela tejida de para-aramida que estaba compuesta de hilos de urdimbre y trama de para-aramida 1111 dtex (1000 denier) tejidos juntos en una construcción de tejido liso con 8,7 terminaciones/cm (22 terminaciones/pulgada) y 8,7 picos/cm (22 picos/pulgada). La capa de tela pesó 190 g/m<2>después de la limpieza para eliminar cualquier acabado de hilo presente. El tejido se recubrió con una mezcla de recubrimiento acuosa que comprende:

[0130] a) 15% de un PSA de base acrílica con una temperatura de transición vítrea (T<g>) de -55°C y

[0131] b) 28% de partículas de sílice con un tamaño medio de partícula primaria de aproximadamente 22 nm; c) 0,5% de un repelente al agua y al aceite basado en compuestos fluoroquímicos C6;

[0132] d) 1% de un agente espesante.

[0133] El recubrimiento se aplicó usando un recubridor de cuchillo. El tejido se recubrió primero por un lado y se secó a 320°F. El tejido se recubrió después de nuevo por el otro lado y se secó a 320°F. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 60 g/m<2>. El tejido recubierto no era pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue 1-Sin Bloqueo. Los sustratos recubiertos se separan sin ninguna evidencia de adherencia.

[0134] Las 27 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,75 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0135] Ejemplo 5

[0136] Se obtuvo una tela tejida de para-aramida que estaba compuesta de hilos de urdimbre y trama de para-aramida 1111 dtex (1000 denier) tejidos juntos en una construcción de tejido liso con 8,7 terminaciones/cm (22 terminaciones/pulgada) y 8,7 picos/cm (22 picos/pulgada). La capa de tela pesó 190 g/m<2>después de la limpieza para eliminar cualquier acabado de hilo presente. El tejido se recubrió primero con una almohadilla según el Ejemplo 2. El tejido pre-recubierto se recubrió después en ambos lados según el Ejemplo 4. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 65 g/m<2>. El tejido recubierto no era pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue 1-Sin Bloqueo. Los sustratos recubiertos se separan sin ninguna evidencia de adherencia.

[0137] Las 26 capas del tejido con una densidad superficial de 6,63 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0138] Ejemplo 6

[0139] Se repitió el Ejemplo 5 excepto que el tejido de para-aramida 22 x 22 de 1111 dtex (1000 denier) fue sustituido por un tejido de para-aramida de tejido liso 31 x 31 de 850 denier. La capa de tela pesó 226 g/m<2>después de la limpieza para eliminar cualquier acabado de hilo presente. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 69 g/m<2>. El tejido recubierto no era pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue 1-Sin Bloqueo. Los sustratos recubiertos se separan sin ninguna evidencia de adherencia.

[0140] Las 22 capas del tejido con una densidad superficial de 6,49 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0141] Ejemplo 7

[0142] Se repitió el Ejemplo 5 excepto que el tejido de para-aramida 22 x 22 de 1111 dtex (1000 denier) fue sustituido por un tejido de para-aramida de tejido liso 27 x 27 de 840 denier. La capa de tela pesó 200 g/m<2>después de la limpieza para eliminar cualquier acabado de hilo presente. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 50 g/m<2>. El tejido recubierto no era pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue 1-Sin Bloqueo. Los sustratos recubiertos se separan sin ninguna evidencia de adherencia.

[0143] Las 26 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,50 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0144] Ejemplo 8

[0145] Se repitió el Ejemplo 7 excepto que el tejido de para-aramida se recubrió solo en un lado, el lado de golpeo, con la composición de recubrimiento del Ejemplo 4. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 27 g/m<2>. El tejido recubierto no era pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue 1-Sin Bloqueo. Los sustratos recubiertos se separan sin ninguna evidencia de adherencia.

[0146] Las 29 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,58 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0147] Ejemplo 9

[0148] Se repitió el Ejemplo 6 excepto que el PSA en base acrílica se sustituyó por un PSA en base acrílica de baja adherencia en la formulación de recubrimiento. El agente espesante se redujo al 0,5% para lograr una viscosidad similar a la del Ejemplo 6. El PSA en base acrílica de baja adherencia tiene una temperatura de transición vítrea (T<g>) de -43°C. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 73 g/m<2>. El tejido recubierto no era pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue 1-Sin Bloqueo. Los sustratos recubiertos se separan sin ninguna evidencia de adherencia.

[0149] Las 22 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,58 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0150] Ejemplo de referencia 10

[0151] Se repitió el Ejemplo 6 excepto que el PSA en base acrílica se sustituyó por un poliuretano no sensible a la presión en la formulación de recubrimiento. El poliuretano es un poliuretano elastomérico non-PSA con una temperatura de transición vítrea (T<g>) de -47°C. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 74 g/m<2>. El tejido recubierto no era pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue 1-Sin Bloqueo. Los sustratos recubiertos se separan sin ninguna evidencia de adherencia.

[0152] Las 23 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,90 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0153] Ejemplo de referencia 11

[0154] Se obtuvo una tela de para-aramida tejida. La tela estaba compuesta de hilos de urdimbre y trama de paraaramida 1111 dtex (1000 denier) tejidos juntos en una construcción de tejido liso con 8,7 terminaciones/cm (22 terminaciones/pulgada) y 8,7 picos/cm (22 picos/pulgada). La capa de tela pesó 190 g/m<2>después de la limpieza para eliminar cualquier acabado de hilo presente. El tejido se recubrió con una mezcla de recubrimiento que comprende:

[0155] a) 12% de PSA en base acrílica con una temperatura de transición vítrea (T<g>) de -55°C y

[0156] b) 20% de partículas de sílice con tamaño de partícula primaria medio de aproximadamente 22 nm;

[0157] c) 4% de un repelente al agua y al aceite basado en compuestos fluorados de C6;

[0158] d) 1% de un agente espesante.

[0159] El recubrimiento se aplicó usando un recubridor de cuchillo. El tejido se recubrió primero por un lado y se secó a 320°F. El tejido se recubrió después de nuevo por el otro lado y se secó a 320°F. El peso total del recubrimiento fue de aproximadamente 60 g/m<2>. El tejido recubierto era ligeramente pegajoso después del secado. La valoración de la resistencia al bloqueo como se ensayó según la Norma ASTM D751-06 (Standard Test Methods for Coated Fabrics) fue de 2-Ligero Bloqueo. Los sustratos recubiertos deben desprenderse ligeramente para separarse.

[0160] Las 27 capas del tejido tenían una densidad superficial total de 6,75 kg/m<2>se ensamblaron libremente entre sí apilándolas e insertando la pila en una bolsa de nylon resistente al agua para formar un paquete multicapa. El paquete multicapa se acondicionó después a 24°C y 55% de RH durante 24 horas antes de someterse a pruebas de pinchazos.

[0161] Métodos de ensayo

[0162] Método de ensayo de resistencia a la perforación por cuchillo y pincho

[0163] La resistencia a la perforación por cuchillo y/o pincho se probó según la Norma NIJ Standard 0115.00 (2000), titulada "Stab Resistance of Personal Body Armor". La energía de perforación de la masa de caída se fijó en 36 J (Nivel de Protección 1 a energía de impacto "E2"). La "valoración" se define como una penetración de menos de 20 mm. Los pinchos manipulados por NIJ se usaron como el arma con amenaza de pincho y el cuchillo P1B se usó para el arma con amenaza de hoja afilada.

[0165] Resultados del ensayo

[0167] La Tabla 1 resume los resultados del ensayo de resistencia a la perforación por cuchillo y pincho.

[0169] Tabla 1

[0171]

[0174] Los ejemplos demuestran claramente el rendimiento superior de la presente invención contra el pinchazo con el cuchillo y el pincho. Los ejemplos que utilizaron los materiales de la invención (Ejemplos 4-9) pasaron tanto los ensayos de cuchilla 36J como de pinchazo con pincho a densidades superficiales de 6,75 kg/m<2>o menos. Por el contrario, el pre-recubrimiento basado en partículas solo (Ejemplo 2) es excelente contra el pinchazo con pincho, pero pobre contra la pinchazo por cuchillo. El recubrimiento acrílico sensible a la presión solo sin partículas (Ejemplo 3) es pobre tanto contra el pinchazo del cuchillo como contra el pinchazo del pincho. Adicionalmente, la pila de capas del Ejemplo 3 también se sintió pegajoso después de secar, lo que no es adecuado para las aplicaciones previstas. En el Ejemplo 10, aunque el polímero de poliuretano tiene una temperatura de transición vítrea muy baja de -47°C, no es sensible a la presión (no pegajoso después de secar). Como resultado, su rendimiento contra el pinchazo de cuchillo es inferior a los materiales sensibles a la presión como se muestra en el Ejemplo 6. Cuando la relación de partícula a aglutinante es demasiado baja como se muestra en el Ejemplo 11, se compromete el rendimiento tanto contra el cuchillo como contra el pinchazo por pinchos. Además, una baja relación de partícula a aglutinante conduce a una sensación ligeramente pegajosa y una probabilidad aumentada de bloquearse cuando las capas se apilan juntas, lo que no es deseable para las aplicaciones previstas.

[0176] La Tabla 2 compara el peso (densidad superficial) requerido para pasar la resistencia al pinchazo del cuchillo P1B a 36J de la presente invención con los de la técnica anterior:

[0178] Tabla 2

[0181]

[0184] La Tabla muestra que la presente invención puede pasar el ensayo de resistencia al pinchazo por cuchillo P1B a 36J a una densidad superficial menor (mejor) que la técnica anterior. Además, lo que realmente distingue la presente invención de la técnica anterior es la flexibilidad, tanto estática como dinámica.

[0185] Para cuantificar la flexibilidad, se realizó el ensayo de flexibilidad estática para un tejido de una sola capa como se describe en el documento de Patente US-A-2012/0141720. Para la comparación directa, se usó la misma construcción de tela (Ejemplo 5) como en el documento de Patente US-A-2012/0141720. La Tabla 3 compara los resultados de flexibilidad (ángulo de deflexión) de la tela del Ejemplo 5 con la muestra más flexible descrita en la sección de ejemplos del documento de Patente US-A-2012/0141720. Los datos muestran claramente que el ángulo de deflexión, y por lo tanto la flexibilidad estática, de la presente invención es significativamente mayor que la muestra más flexible del documento de Patente US-A-2012/0141720.

[0186] Tabla 3

[0188]

[0191] Para cuantificar aún más la flexibilidad, se realizó el ensayo de flexibilidad dinámica para un compuesto multicapa tal y como se describe en el documento de Patente US-A-2012/0141720. Para la comparación directa, se usó la misma construcción de tela, forma y tamaño de la muestra que en el documento de Patente US20120141720. Se ensayó una pila de 28 capas de tejido individual del Ejemplo 5 (densidad superficial similar a 30 capas del Ejemplo 3 en el documento de Patente US-A-2012/0141720) a 22°C y 55% de humedad relativa. La Tabla 4 compara los resultados de flexibilidad dinámica (fuerza a 30 mm en Newton) de la tela del Ejemplo 5 con la muestra más flexible descrita en el documento de Patente US-A-2012/0141720. Cuanto menor sea la fuerza, más flexible será la muestra.

[0192] Tabla 4

[0194]

[0197] El resultado del ensayo de flexibilidad dinámica demuestra claramente la flexibilidad aumentada del tejido del Ejemplo 5 sobre la técnica anterior.

[0198] Se sabe que los tejidos base usados en estos ejemplos proporcionan altos niveles de resistencia balística. Se sabe generalmente que los aglutinantes, recubrimientos y acabados reducen la resistencia balística de los tejidos antibalísticos. Aunque el ensayo de resistencia balística según NIJ 0101.06 no se realizó directamente en ninguno de los ejemplos enumerados, se estableció en otros ensayos que era aceptable.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un compuesto, que es un compuesto de protección contra múltiples amenazas que comprende:

(i) al menos tres capas textiles tejidas cada una

- que tiene una superficie superior e inferior,

- que tiene una densidad de tejido de 5,9-27,6 hilos de urdimbre/cm (15-70 hilos de urdimbre/pulgada) y 5,9-27,6 hilos de trama/cm (15-70 hilos de trama/pulgada), y

- que comprende una pluralidad de hilos o fibras entrelazados que tienen una tenacidad de ≥ 44 cN/tex (5 g/denier) y

(ii) recubierto en una cantidad de ≥ 10 g/m<2>sobre al menos la superficie superior de cada capa textil, una composición adhesiva sensible a la presión (NonB-PSA) no bloqueante (clasificación de 1 según la Norma ASTM D751-06) que comprende

(a) una pluralidad de primeras partículas inorgánicas, y

(b) un adhesivo sensible a la presión,

en donde la relación en peso de (a)/(b) es > 1.

2. El compuesto de la reivindicación 1, que comprende ≥ 5 capas textiles, preferiblemente ≥ 10 capas textiles.

3. El compuesto de la reivindicación 1, en donde las primeras partículas inorgánicas comprenden un óxido metálico, preferiblemente sílice o alúmina.

4. El compuesto de la reivindicación 1, en donde cada recubrimiento de NonB-PSA está presente en una cantidad de 25-50 g/m<2>.

5. El compuesto de la reivindicación 1, en donde el adhesivo sensible a la presión se selecciona de caucho natural, caucho de estireno-butadieno, caucho recuperado, caucho de butilo, caucho de butadieno-acrilonitrilo, elastómeros termoplásticos, poliacrilatos, polivinilalquiléteres y silicona.

6. Un artículo que comprende el compuesto de la reivindicación 1, artículo que es un artículo de ropa, y preferiblemente se selecciona de camisas, chaquetas, pantalones, chalecos, zapatos, cascos y sombreros.

7. El compuesto de la reivindicación 1, en donde al menos una parte de las capas textiles comprende, basado en el peso total de la capa textil, ≤ 10% en peso de un recubrimiento que comprende una pluralidad de segundas partículas inorgánicas que tienen un diámetro de ≤ 20 μm en al menos una de las superficies de la capa textil.

8. El compuesto de la reivindicación 1, en donde las primeras partículas inorgánicas tienen un tamaño medio de diámetro de partícula primaria de < 0,5 μm.

9. El compuesto de la reivindicación 1, en donde la relación en peso de las primeras partículas inorgánicas al adhesivo sensible a la presión es > 1,5.

10. El compuesto de la reivindicación 1, en donde el adhesivo sensible a la presión tiene una transición vítrea (T<g>) de menos de -40°C.