PL190608B1 - Materiał odporny na przebicie, zespół odporny na przebicie i zastosowanie zespołu odpornego na przebicie - Google Patents

Abstract

1. Material odporny na przebicie wykonany z przynajmniej dwóch tkanych materialów tekstylnych polaczonych za posrednictwem blony polimerowej, przy czym tkane materialy tekstylne zawieraja przedze o wytrzymalosci na rozciaganie o wartosci przynajmniej 900 Mpa, zas blona polimerowa laczaca tkane materialy tekstylne ma wytrzymalosc na rozciaganie o wartosci przynajmniej 10 Mpa, znamienny tym, ze blona polimerowa laczaca materialy tekstylne ma wspólczynnik sprezystosci o wartosci od 1500 do 4500 Mpa. 8. Zespól odporny na przebicie, zawierajacy wiele warstw materialu odpornego na przebicie, wykonanego z przynajmniej dwóch tkanych materialów tekstylnych polaczo- nych za posrednictwem blony polimerowej, przy czym tkane materialy tekstylne zawiera- ja przedze o wytrzymalosci na rozciaganie o wartosci przynajmniej 900 Mpa, zas blona poli- merowa laczaca tkane materialy tekstylne ma wytrzymalosc na rozciaganie o wartosci przy- najmniej 10 Mpa, znamienny tym, ze blona polimerowa laczaca materialy tekstylne ma wspólczynnik sprezystosci o wartosci od 1500 do 4500 Mpa. 12. Zastosowanie zespolu okreslonego w zastrz. 8 do wytwarzania odziezy odpornej na przebicie. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest materiał odporny na przebicie wykonany z przynajmniej dwóch tkanych materiałów tekstylnych połączonych za pośrednictwem błony polimerowej, przy czym tkane materiały tekstylne zawierają przędzę o wytrzymałości na rozciąganie o wartości przynajmniej 900 Mpa, zaś błona polimerowa łącząca materiały tekstylne ma wytrzymałość na rozciąganie o wartości przynajmniej 10 Mpa.

Przedmiotem wynalazku jest również odporny na przebicie zespół i jego zastosowanie do wytwarzania odzieży ochronnej.

Materiał odporny na przebicie podobnego rodzaju znany jest z publikacji WO 97/21334. W materiale tym użyto błony polimerowej o współczynniku sprężystości od 42 do 1000 Mpa. Z przykładów zawartych w wymienionej publikacji wynika, że dla zapewnienia odpowiedniej

190 608 odporności na przebicie, należy zastosować od 38 do 45 warstw wymienionego, odpornego na przebicie materiału. Oceny odporności na przebicie dokonuje się tu według normy CEN/TC 162/WG 5 N 479. Zgodnie z tą normą, należy użyć dwóch różnych noży, przy czym za dopuszczalną uważa się penetrację każdego noża dochodzącą do 20 mm. W publikacji WO 97/21334 nie wskazano, którego noża użyto. W związku z wymaganą dużą ilością warstw odpornego na przebicie materiału według WO 97/21334, wykonana z niego odzież ochronna nie może zapewnić właściwego komfortu użytkowania, ponieważ jest zarówno bardzo ciężka jak sztywna.

Pozostaje więc do rozwiązania problem wytworzenia odpornego na przebicie materiału opisanego typu, który zapewniałby lepszy komfort użytkowania w porównaniu ze znanymi materiałami odpornymi na przebicie. Istnieje również problem zwiększenia skuteczności materiałów odpornych na przebicie.

Materiał odporny na przebicie według wynalazku, wykonany z przynajmniej dwóch tkanych materiałów tekstylnych połączonych za pośrednictwem błony polimerowej, przy czym tkane materiały tekstylne zawierają przędzę o wytrzymałości na rozciąganie o wartości przynajmniej 900 Mpa, zaś błona polimerowa łącząca tkane materiały tekstylne ma wytrzymałość na rozciąganie o wartości przynajmniej 10 Mpa, charakteryzuje się tym, że błona polimerowa łącząca materiały tekstylne ma współczynnik sprężystości o wartości od 1500 do 4500 Mpa.

Korzystnie, materiał według wynalazku zawiera dwa tkane materiały tekstylne połączone warstwowo za pośrednictwem błony polimerowej.

Przędza tworząca materiały tekstylne ma korzystnie wytrzymałość na rozciąganie o wartości od 900 Mpa do 8000 Mpa.

Błona polimerowa łącząca materiały tekstylne korzystnie ma współczynnik sprężystości o wartości od 2000 do 3000 Mpa.

Tkane materiały tekstylne korzystnie mają splot płócienny, zaś gęstość tkaniny o wartości, obliczonej według Walza, od 25 do 80%.

Błona polimerowa łącząca materiały tekstylne wykonana jest korzystnie z poliwęglanu.

Zespół odporny na przebicie według wynalazku, zawierający wiele warstw materiału odpornego na przebicie, wykonanego z przynajmniej dwóch tkanych materiałów tekstylnych połączonych za pośrednictwem błony polimerowej, przy czym tkane materiały tekstylne zawierają przędzę o wytrzymałości na rozciąganie o wartości przynajmniej 900 Mpa, zaś błona polimerowa łącząca tkane materiały tekstylne ma wytrzymałość na rozciąganie o wartości przynajmniej 10 Mpa, charakteryzuje się tym, że błona polimerowa łącząca materiały tekstylne ma współczynnik sprężystości o wartości od 1500 do 4500 Mpa.

Korzystnie, zespół zawiera od 6 do 30 warstw materiału odpornego na przebicie i ewentualnie warstwy dodatkowe, w szczególności zaś zawiera od 10 do 25 warstw materiału odpornego na przebicie.

Korzystnie, wiele warstw, ewentualnie wszystkie warstwy umieszczone są w osłonie z materiału tekstylnego.

Zespół według wynalazku znajduje zastosowanie do wytwarzania odzieży odpornej na przebicie.

Skuteczność materiału i zespołu jest znacząco wyższa, jeżeli błona polimerowa łącząca materiały tekstylne ma współczynnik sprężystości o wartości od 1500 do 4500 Mpa.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że przy zastosowaniu takiej błony polimerowej, dla uzyskania skutecznej ochrony przed przebiciem, wymagana jest znacznie mniejsza ilość warstw, niż w przypadku znanych materiałów odpornych na przebicie.

Korzystnie, błona polimerowa ma wydłużenie przy zerwaniu o wartości przynajmniej 80%, na przykład 100% lub 120*%.

Tak, jak w przypadku materiału według WO 97/21334, współczynnik sprężystości określany jest w przypadku niniejszego wynalazku, na podstawie normy ASTM D-790, wytrzymałość na rozciąganie według normy ASTM D-638, zaś wydłużenie przy zerwaniu przędzy na podstawie normy ASTM D-885.

Szczególnie korzystnie, przędza ma wytrzymałość na rozciąganie od 1500 do 6000 Mpa, a zwłaszcza od 3000 do 6000 Mpa. W związku z powyższym odpowiednie są wszelkie rodzaje przędzy stosowane w materiałach kuloodpornych jak np. przędze wykonane z poliolefiny,

190 608 zwłaszcza . z polietylenu, poliamidu, poliestru lub poli(p-fenyleno-2,6-benzobisoksazolu). Szczególnie korzystne są przędze wykonane z poliamidów aromatycznych.

Błona polimerowa łącząca tkaniny materiału odpornego na przebicie według wynalazku ma szczególnie korzystnie współczynnik sprężystości od 1500 do 4500 Mpa, zwłaszcza od 2000 do 3000 Mpa. Odpowiednimi polimerami są twardy polichlorek winylu o współczynniku sprężystości od 3500 do 4000 Mpa, lub poliuretany o współczynniku sprężystości od 4000 do 4500 Mpa.

Szczególnie odpowiednie okazały się poliwęglany, na przykład poliwęglan dostępny pod nazwą handlową LEXAN 103 firmy GE Plastics. LEXAN 103 ma współczynnik sprężystości równy 2500 Mpa, wytrzymałość na rozciąganie 70 Mpa i wydłużenie przy zerwaniu 120%.

Najkorzystniej jest, gdy tkaniny zastosowane do materiału według wynalazku mają gęstość tkaniny, od 25 do 60% według Walza.

Gęstość tkaniny według Walza obliczana jest według następującego wzoru:

DG = (d_k+d_s)² x f_k x f_s gdzie:

dk = zasadnicza średnica przędzy osnowy w mm ds = zasadnicza średnica przędzy wątkowej w mm fk = nici osnowy na cm fs = nici wątku na cm

Zasadnicza średnica dk lub ds obliczana jest według wzoru:

d = (numer)¹⁷² / 88,5 x (gęstość)¹⁷² gdzie d oznacza dk lub d_s, numer odpowiedniej przędzy wyrażony jest w dtex, zaś gęstość przędzy wyrażona jest w g/cm³.

Podane wyżej wartości stosowane są w szczególności do tkanin o splocie płóciennym. W przypadku innych splotów należy uwzględnić w obliczeniach współczynnik korekcji splotu. Dla poszczególnych splotów stosuje się następujące współczynniki korekcji splotu:

Splot	Współczynnik korekcji splotu
splot koszykowy 2:2	0,56
splot skośny 2:1	0,70
splot skośny 2:2	0,56
splot skośny 3:1	0,56
splot skośny 4:4	0,38
splot satynowy 1:4	0,49

Gęstość tkaniny DG obliczoną według wzoru Walza mnoży się przez powyższe współczynniki korekcji splotu.

Gęstość tkaniny DG obliczona według wzoru Walza jest wielkością wyrażoną. w %. W przypadku bardzo gęstych tkanin wartość ta przekracza 100%.

Zespół odporny na przebicie, składających się z wielu warstw odpornego na przebicie materiału według wynalazku szczególnie korzystnie zawiera od 10 do 25 warstw tego materiału. Umieszczenie niektórych lub wszystkich warstw materiału według wynalazku w osłonie wykonanej z materiału tekstylnego zwiększa wygodę użytkowania.

Wynalazek objaśniony zostanie obecnie bardziej szczegółowo na następujących przykładach.

Tkane materiały wykonano w splocie płóciennym z przędzy z poliamidu aromatycznego o numerze 840 dtex i wytrzymałości na rozciąganie 3600 Mpa. Gęstość tkaniny według Walza wynosiła 46%, ciężar właściwy tkanin 215 g/m2. Między tkaninami umieszczono błonę polimerową wykonaną z poliwęglanu (LEXAN 103) o ciężarze właściwym 135 g/m². Zespolenie warstwowe obu tkanin z błoną polimerową wykonano w temperaturze od 220 do 230°C i pod

190 608 ciśnieniem około 10 barów. Różne ilości takich warstw laminatu umieszczano w osłonie wykonanej z tkanego materiału poliamidowego i określano głębokość penetracji noży 1 i 2 (nóż angielski nr 1 i nóż niemiecki) według normy CENT/TC 162/WG 5 N 479. W przypadku, gdy zespół odporny na przebicie składał się z 8 warstw laminatu penetracja nożem 1 wynosiła tylko 10 mm. W przypadku, gdy w osłonie umieszczono 10 laminatów, nie stwierdzono penetracji nożem 1, zaś penetracja nożem 2 wynosiła 25 mm. Po umieszczeniu w osłonie 15 laminatów jeden na drugim, stwierdzono penetrację o wartości tylko około 5 mm nożem 2, podczas gdy nie stwierdzono penetracji nożem 1. W przypadku noża 1 po próbie zauważono nawet wygięcie czubka noża. Dla 20 laminatów znajdujących się w osłonie nie zauważono penetracji nożem 2.

W kolejnym teście tkane materiały wykonano w splocie płóciennym z przędzy z poliamidu aromatycznego o numerze 840 dtex i wytrzymałości na rozciąganie 3600 Mpa. Gęstość tkaniny 4według Walza wynosiła 30%, ciężar właściwy tkanin 170 g/m². Między tkaninami umieszczono błonę polimerową wykonaną z poliwęglanu (LEXAN 103) o ciężarze właściwym 135 g/m2. Zespolenie warstwowe obu tkanin z błoną polimerową wykonano w temperaturze od 220 do 230°C i pod ciśnieniem około 10 barów··. Różne ilości takich warstw laminatu umieszczano w osłonie wykonanej z tkanego materiału poliamidowego i określano głębokość penetracji noży 1 i 2 (nóż angielski nr 1 i nóż niemiecki) według normy CENT/TC 162/WG 5 N 479. W przypadku, gdy zespół odporny na przebicie składał się z 8 warstw laminatu penetracja nożem 1 wynosiła tylko 10 mm (wartość średnia). W przypadku, gdy w osłonie umieszczono 10 laminatów, nie stwierdzono penetracji nożem 1, zaś penetracja nożem 2 nie spełniała wymagań normy. Po umieszczeniu w osłonie 15 laminatów jeden na drugim, stwierdzono penetrację o wartości tylko około 10 mm nożem 2, podczas gdy nie stwierdzono penetracji nożem 1.

190 608

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Materiał odporny na przebicie wykonany z przynajmniej dwóch tkanych materiałów tekstylnych połączonych za pośrednictwem błony polimerowej, przy czym tkane materiały tekstylne zawierają przędzę o wytrzymałości na rozciąganie o wartości przynajmniej 900 Mpa, zaś błona polimerowa łącząca tkane materiały tekstylne ma wytrzymałość na rozciąganie o wartości przynajmniej 10 Mpa, znamienny tym, że błona polimerowa łącząca materiały tekstylne ma współczynnik sprężystości o wartości od 1500 do 4500 Mpa.
2. 2. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dwa tkane materiały tekstylne połączone warstwowo za pośrednictwem błony polimerowej.
3. 3. Materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przędza tworząca materiały tekstylne ma wytrzymałość na rozciąganie o wartości od 900 Mpa do 8000 Mpa.
4. 4. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że błona polimerowa łącząca materiały tekstylne ma współczynnik sprężystości o wartości od 2000 do 3000 Mpa.
5. 5. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że tkane materiały tekstylne mają splot płócienny.
6. 6. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że tkane materiały tekstylne mają gęstość tkaniny o wartości, obliczonej według Walza, od 25 do 80%.
7. 7. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że błona polimerowa łącząca materiały tekstylne wykonana jest z poliwęglanu.
8. 8. Zespół odporny na przebicie, zawierający wiele warstw materiału odpornego na przebicie, wykonanego z przynajmniej dwóch tkanych materiałów tekstylnych połączonych za pośrednictwem błony polimerowej, przy czym tkane materiały tekstylne zawierają przędzę o wytrzymałości na rozciąganie o wartości przynajmniej 900 Mpa, zaś błona polimerowa łącząca tkane materiały tekstylne ma wytrzymałość na rozciąganie o wartości przynajmniej 10 Mpa, znamienny tym, że błona polimerowa łącząca materiały tekstylne ma współczynnik sprężystości o wartości od 1500 do 4500 Mpa.
9. 9. Zespół według zastrz. 8, znamienny tym, że zawiera od 6 do 30 warstw materiału odpornego na przebicie i ewentualnie warstwy dodatkowe.
10. 10. Zespół według zastrz. 9, znamienny tym, że zawiera od 10 do 25 warstw materiału odpornego na przebicie.
11. 11. Zespół według zastrz. 8, znamienny tym, że wiele warstw, ewentualnie wszystkie warstwy umieszczone są w osłonie z materiału tekstylnego.
12. 12. Zastosowanie zespołu określonego w zastrz. 8 do wytwarzania odzieży odpornej na przebicie.