непронзаемое пуленепробиваемое изделие

Классы МПК:F41H1/02 бронированная или пуленепробиваемая одежда; композиционные пуленепробиваемые ткани и материалы 
F41H5/04 состоящие из нескольких слоев 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Е.И.ДЮПОН ДЕ НЕМУР ЭНД КОМПАНИ (US)
Приоритеты:
подача заявки:
1999-03-19
публикация патента:

Изобретение относится к защитным изделиям одежды. Изделие содержит гибкую металлическую структуру из соединенных металлических колец или комбинации металлических колец и пластин, множество слоев плотной ткани, непронзаемой ножом и ножом для колки льда и имеющей коэффициент плотности ткани, по меньшей мере, 0,75, и множество пуленепробиваемых слоев. Изделие имеет наружную поверхность и множество слоев плотной ткани, непронзаемой ножом и ножом для колки льда, расположено ближе к наружной поверхности, чем множество пуленепробиваемых слоев. Изобретение позволит получить высокоэффективное непронзаемое пуленепробиваемое изделие. 2 с. и 11 з.п.ф-лы, 4 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Формула изобретения

1. Пуленепробиваемое изделие, непронзаемое ножом и ножом для колки льда, содержащее гибкую металлическую структуру из соединенных металлических колец или комбинации металлических колец и пластин, множество слоев плотной ткани, непронзаемой ножом и ножом для колки льда и имеющей коэффициент плотности ткани, по меньшей мере, 0,75, и множество пуленепробиваемых слоев, которое имеет наружную поверхность, и множество слоев плотной ткани, непронзаемой ножом и ножом для колки льда, расположено ближе к наружной поверхности, чем множество пуленепробиваемых слоев.

2. Изделие по п.1, в котором наружная поверхность представляет собой поверхность нанесения пронзающих ударов.

3. Изделие по п.1, в котором плотная ткань, непронзаемая ножом и ножом для колки льда, соткана из арамидной пряжи с линейной плотностью меньше, чем 500 дтекс.

4. Изделие по п.3, в котором в качестве арамидной пряжи использована пара-арамидная пряжа.

5. Изделие по п.3, в котором пряжа непронзаемых слоев имеет линейную плотность 200-500 дтекс и элементарные нити с линейной плотностью 0,7-1,7 дтекс.

6. Изделие по п.1, в котором плотная ткань, непронзаемая ножом и ножом для колки льда, соткана из арамидной пряжи с линейной плотностью меньше, чем 500 дтекс, и имеет коэффициент плотности ткани, по меньшей мере, 0,95.

7. Изделие по п.1, в котором пуленепробиваемые слои изготовлены из волокон, имеющих разрывное удлинение больше, чем 2,2%, модуль, по меньшей мере, 270 г/дтекс, и удельную прочность больше, чем 20 г/дтекс.

8. Изделие по п.7, в котором в качестве волокон пуленепробиваемых слоев использована пряжа, имеющая линейную плотность 50-3000 дтекс.

9. Изделие по п.8, в котором пряжа пуленепробиваемых слоев переплетена.

10. Изделие по п.8, в котором пряжа пуленепробиваемых слоев не переплетена.

11. Изделие по п.8, в котором пряжа пуленепробиваемых слоев выполнена из пара-арамида.

12. Изделие по п.8, в котором пряжа пуленепробиваемых слоев выполнена из полиэтилена.

13. Изделие, непронзаемое ножом и ножом для колки льда, содержащее гибкую металлическую структуру из соединенных металлических колец или комбинации металлических колец и пластин и множество слоев плотной ткани, непронзаемой ножом и ножом для колки льда, сотканной из арамидной пряжи с линейной плотностью меньше, чем 500 дтекс, и имеющей коэффициент плотности ткани, по меньшей мере, 0,95.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к защитным изделиям одежды, а более конкретно к непронзаемому пуленепробиваемому изделию.

Общеизвестно, что гибкие предметы одежды, изготовленные для защиты от пуль, необязательно являются эффективными против пронзания ножами или заостренными инструментами. Справедливо также и обратное утверждение: стойкие к пронзанию изделия необязательно являются эффективными при защите от пуль. Настоящее изобретение касается изделий, которые обеспечивают как защиту от пронзания ножом для колки льда и ножом, так и защиту от пуль.

В патенте США 5578358 описывается непронзаемая структура, которая соткана из арамидной пряжи, имеющей, в частности, низкую линейную плотность.

В международной публикации WO 93/00564, опубликованной 7 января 1993 г., описываются пуленепробиваемые структуры, в которых используют слои ткани, сотканной из высокопрочной пара-арамидной пряжи.

В патенте США 5472769 в качестве примера попыток по обеспечению как непрокалываемая, так и пуленепробиваемая описывается комбинация слоев из вязаной арамидной пряжи и отражающих слоев из материалов типа металлической проволочной сетки.

В заявке 670466 на Европейский патент, опубликованной 6 сентября 1995 г. , описывается пуленепробиваемая и непронзаемая система, в которой стойкость к пронзанию ножом обеспечивается посредством заделки кольчуги в полимерную смолу.

Однако ни одна из известных комбинаций слоев с различными свойствами не обеспечивает достаточно высокой эффективности одновременно и против пронзания ножами или острыми предметами, и против пуль.

Технической задачей настоящего изобретения стало создание высокоэффективного непронзаемого пуленепробиваемого изделия.

Данная техническая задача решается за счет того, что пуленепробиваемое изделие, непронзаемое ножом и ножом для колки льда, согласно изобретению содержит гибкую металлическую структуру из соединенных металлических колец или комбинации металлических колец и пластин, множество слоев плотной ткани, непронзаемой ножом и ножом для колки льда и имеющей коэффициент плотности ткани, по меньшей мере, 0,75, и множество пуленепробиваемых слоев, которое имеет наружную поверхность, причем множество слоев плотной ткани, непронзаемой ножом и ножом для колки льда, расположено ближе к наружной поверхности, чем множество пуленепробиваемых слоев.

Предпочтительно наружная поверхность представляет собой поверхность нанесения пронзающих ударов.

Предпочтительно плотная ткань, непронзаемая ножом и ножом для колки льда, соткана из арамидной пряжи с линейной плотностью меньше, чем 500 дтекс.

Предпочтительно в качестве арамидной пряжи использована пара-арамидная пряжа.

Предпочтительно пряжа непронзаемых слоев имеет линейною плотность 200-500 дтекс и элементарные нити с линейной плотностью 0,7-1,7 дтекс.

Предпочтительно плотная ткань, непронзаемая ножом и ножом для колки льда, соткана из арамидной пряжи с линейной плотностью меньше, чем 500 дтекс, и имеет коэффициент плотности ткани, по меньшей мере, 0,95.

Предпочтительно пуленепробиваемые слои изготовлены из волокон, имеющих разрывное удлинение больше, чем 2,2%, модуль, по меньшей мере, 270 г/дтекс и удельную прочность больше, чем 20 г/дтекс.

Предпочтительно в качестве волокон пуленепробиваемых слоев использована пряжа, имеющая линейную плотность 50-3000 дтекс.

Предпочтительно пряжа пуленепробиваемых слоев переплетена.

Предпочтительно пряжа пуленепробиваемых слоев не переплетена.

Предпочтительно пряжа пуленепробиваемых слоев выполнена из пара-арамида.

Предпочтительно пряжа пуленепробиваемых слоев выполнена из полиэтилена.

Техническая задача также решается за счет того, что изделие, непронзаемое ножом и ножом для колки льда, согласно изобретению содержит гибкую металлическую структуру из соединенных металлических колец или комбинации металлических колец и пластин и множество слоев плотной ткани, непронзаемой ножом и ножом для колки льда, сотканной из арамидной пряжи с линейной плотностью меньше, чем 500 дтекс, и имеющей коэффициент плотности ткани, по меньшей мере, 0,95.

Защитное изделие согласно заявленному изобретению было специально разработано для обеспечения защиты от "тройной угрозы" - от пронзания ножами для колки льда, а также ножами в дополнение к защите от пуль. Становится все более важным, чтобы персонал полиции и органов безопасности имел в одном и том же предмете одежды одновременную защиту и от пронзающих ударов и от пуль. Авторы исследовали непронзаемые изделия и пуленепробиваемые изделия и сделали неожиданные открытия, касающиеся комбинации таких изделий.

Хотя защита от "тройной угрозы" является важной частью этого изобретения, разработаны также новые структуры, которые придают улучшенную непронзаемость ножом для колки льда или ножом без встраивания вышеупомянутых пуленепробиваемых слоев.

Как общее правило, гибкие непронзаемые ножом для колки льда изделия изготавливают с использованием слоев ткани, сотканной из пряжи с высокой удельной прочностью и упругостью; и степень стойкости к пронзанию ножом для колки льда также является функцией линейной плотности пряжи и плотности переплетения. Чем ниже линейная плотность пряжи и плотнее переплетение, тем больше непронзаемость ножом для колки льда. Например, известно, что изделия с отличной стойкостью к пронзанию ножом для колки льда изготавливают из арамидной пряжи, имеющей линейную плотность меньше, чем 500 дтекс, и переплетенной в ткань до коэффициента плотности ткани, по крайней мере, 0,75.

"Коэффициент плотности ткани" и "коэффициент заполнения" являются терминами, относящимися к плотности переплетения ткани. Коэффициент заполнения - это расчетная величина, относящаяся к геометрии переплетения и показывающая процент общей поверхности ткани, которая покрыта пряжей ткани. Уравнение, используемое для вычисления коэффициента плотности, является следующим: (из Weaving: Conversion of Yarns to Fabric, Lord and Mohamed, опубликовано Merrow (1982), стр.141-143):

dw - ширина основной пряжи в ткани,

df - ширина уточной пряжи в ткани,

Pw - шаг основной пряжи (основные нити на единицу длины),

Pf - шаг уточной пряжи

непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 2218541

непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 2218541

непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 2218541

непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 2218541

В зависимости от вида переплетения ткани максимальный коэффициент заполнения может быть весьма низким даже при плотном расположении пряжи в ткани. По этой причине более полезным показателем плотности переплетения является т.н. "коэффициент плотности ткани". Коэффициент плотности ткани - это мера плотности переплетения ткани, сравниваемая с максимальной плотностью переплетения как функция коэффициента заполнения.

непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 2218541

Например, максимальный коэффициент заполнения, который возможен для ткани полотняного переплетения, равен 0,75; и ткань полотняного переплетения с фактическим коэффициентом заполнения, равным 0,68, следовательно, будет иметь коэффициент плотности ткани, равный 0,91. При осуществлении этого изобретения предпочтительным переплетением является полотняное переплетение.

Гибкие изделия, непронзаемые ножом, изготавливают, используя гибкую структуру на металлической основе в сочетании с материалом, поглощающим энергию удара, или вспомогательным слоем из стойкого к пронзанию материала. Материал, поглощающий энергию удара, или вспомогательный слой из непронзаемого материала были необходимы для усиления характеристик гибкой структуры на металлической основе. Материалом, поглощающим энергию удара, мог быть мягкий материал, толщина которого резко уменьшается при сильном ударе, как например, текстильный материал в виде иглопроколотого войлока или нетекстильные материалы, как например, резиновые или эластомерные листы или пеноматериал. Вспомогательным, стойким к пронзанию материалом может быть дополнительная кольчуга или ткань из высокопрочных волокон, пропитанная гибкой смолой. Материал, использовавшийся в сочетании со структурой на металлической основе, в случае его изготовления из ткани был или сильносжимающимся, или пропитанным смолой.

Для обеспечения эффективности гибких пуленепробиваемых изделий против определенной угрозы их изготавливают с использованием достаточного количества слоев из высокопрочных и высокоупругих волокон. Слои могут содержать волокна из арамидов, полиамидов, полиолефинов или другие волокна, обычно применяемые для обеспечения пуленепробиваемости. Для пуленепробиваемых тканей обычно используют пряжу со сравнительно высокой линейной плотностью, при этом при ткачестве обращают мало внимания на плотность переплетения, кроме как на необходимость избегать чрезмерно плотных переплетений во избежание повреждения волокон пряжи в результате строгих параметров процесса ткачества.

Для изготовления защитной структуры, эффективной как при защите от пронзания при ударе ножом, так и при защите от пуль, используют вышеуказанные сочетания материалов, описанные в патенте США 5472769. Авторы обнаружили другое сочетание материалов, которое заметно улучшает защиту от тройной угрозы - от ножей для колки льда, ножей и пуль.

Согласно этому изобретению особое сочетание специальных непронзаемых материалов и пуленепробиваемого материала обеспечивает хорошую пуленепробиваемость и непронзаемость ножом для колки льда и ножом, которая намного больше, чем это можно было бы предположить, исходя из суммы непронзаемости у отдельных элементов этого сочетания. Отдельные элементы в сочетании согласно этому изобретению имеют особое взаимное расположение относительно друг друга.

Как установлено, гибкая структура на металлической основе, используемая в сочетании согласно этому изобретению, не нуждается ни в материале, поглощающем энергию удара, ни во вспомогательном слое стойкого к пронзанию материала из пеноматериала или из сжимающейся или пропитанной смолой ткани. В изделии согласно изобретению гибкая структура на металлической основе может быть расположена где угодно. Эта структура обычно будет иметь соединенные кольца или комбинацию из колец и пластин. Структура на металлической основе может быть изготовлена из стали, титана и т.п. Кольчуга должна быть легкой и гибкой, а также непронзаемой ножом. Не существует никаких особых требований к кольчуге, но если кольчугу изготавливают из металлических колец, то предпочтительно, чтобы металлические кольца имели диаметр от около 1,0 мм до около 20 мм. Диаметр проволоки, используемой для изготовления колец, может быть в пределах от 0,2 до 2,0 мм.

Множество слоев плотнотканой ткани изготавливают из пряжи, состоящей из высокопрочных нитей, при этом пряжа обычно имеет линейную плотность меньше, чем 500 дтекс, а одиночные нити в такой пряже предпочтительно имеют линейную плотность 0,2-2,5 дтекс, а предпочтительнее - 0,7-1,7 дтекс. Эти слои могут быть выполнены из арамидных, полиамидных, полиолефиновых или других волокон, обычно применяемых для обеспечения стойкости к пронзанию. Для этих слоев предпочтительным материалом является пара-арамидная смола. Предпочтительная линейная плотность пряжи равна 100-500 дтекс, и эту пряжу предпочтительно плетут до коэффициента плотности ткани, равного 0,75-1,00, или по возможности выше, а предпочтительнее больше, чем 0,95. Наиболее предпочтительным является то, чтобы слои плотнотканой ткани имели нижеследующую зависимость между линейной плотностью пряжи (дтекс) и коэффициентом плотности ткани:

Y>X 6,25непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 221854110-4+0,69,

где Y - коэффициент плотности ткани и Х - весовой номер пряжи, как это описано в вышеупомянутом патенте США 5578358.

Множество пуленепробиваемых слоев могут быть ткаными или неткаными, причем нетканые слои могут быть с однонаправленной системой нитей и т.п. Слои могут быть выполнены из арамида, полиамида, полиолефина или других полимеров, обычно используемых для обеспечения пуленепробиваемости. Эти пуленепробиваемые слои предпочтительно сотканы из пара-арамидной пряжи с линейной плотностью 50-3000 дтекс. В тканых слоях предпочтительно используют полотняное переплетение, хотя могут быть применены другие виды переплетений, а именно, двухлицевое переплетение, атласное переплетение или саржевое переплетение. Предпочтительным пара-арамидом является поли(n-фенилентерефталамид).

Пряжа, используемая в слоях ткани согласно данному изобретению, должна обладать удельной прочностью больше, чем 20 г/дтекс и до 50 г/дтекс или более; разрывным удлинением, по меньшей мере, 2,2% и до 6% или более и модулем, по меньшей мере, 270 г/дтекс и до 2000 г/дтекс или более.

Сочетание трех элементов согласно этому изобретению получают их размещением вместе при взаимном расположении поверхностью к поверхности и при наличии или отсутствии по желанию слоев других материалов между ними. К слоям других материалов, которые могут быть помещены среди трех элементов, относятся, например, слои водонепроницаемых материалов, противотравматических материалов и т.п. Как указывалось, улучшенная непронзаемость ножом для колки льда и ножом может быть достигнута при использовании только двух из элементов согласно изобретению. Кроме того, понятно, что наружная поверхность или подверженная ударам поверхность изделия согласно изобретению необязательно должна быть безусловно наружной поверхностью или открытой поверхностью изделия. Достаточно, если наружной поверхностью является наружная поверхность изделия согласно изобретению. Это же справедливо и в отношении внутренней поверхности. Имеется в виду, что термином "внутренняя поверхность" обозначается внутренняя поверхность изделия согласно данному изобретению.

Как обнаружено, сочетание элементов согласно настоящему изобретению обеспечивает непронзаемость ножом для колки льда и ножом, которая намного больше, чем сумма значений непронзаемости у элементов, взятых в отдельности.

Сущность данного изобретения заключается в открытии того, что сочетание разных материалов, когда они структурированы одним способом, дает плохие результаты, а когда они структурированы другим способом, неожиданно дает хорошие результаты. Согласно данному изобретению высокая непронзаемость ножом обеспечивается гибкой структурой на металлической основе без необходимости в сжимающихся или пропитанных смолой вспомогательных слоях, так как в изделии согласно данному изобретению структура на металлической основе находится в сочетании с другими элементами. Гибкая структура на металлической основе может быть расположена в изделии где угодно. Согласно изобретению высокая непронзаемость ножом для колки льда обеспечивается слоями плотнотканой ткани, и для достижения высокой непронзаемости ножом слои плотнотканой ткани должны быть расположены относительно поверхности возможного нанесения удара ножом для колки льда ближе, чем пуленепробиваемые слои. Согласно изобретению высокая пуленепробиваемость обеспечивается пуленепробиваемыми слоями, которые могут быть расположены в изделии где угодно, за исключением того, что они не могут быть расположены у поверхности, по которой наносят удары.

Учитывая указанные ограничения в отношении расположения элементов, понятно, что в варианте воплощения изобретения, имеющего три элемента, существуют только три разных варианта размещения. А именно, от наружной поверхности или поверхности нанесения ударов: 1) структура на металлической основе, слои плотнотканой ткани, пуленепробиваемые слои, 2) слои плотнотканой ткани, пуленепробиваемые слои, структура на металлической основе и 3) слои плотнотканой ткани, структура на металлической основе, пуленепробиваемые слои.

Методы испытаний

Линейная плотность. Линейную плотность пряжи определяют взвешиванием отрезка пряжи известной длины. Линейную плотность в "дтекс" определяют как вес в граммах 10000 м пряжи.

На практике данные об измеренной линейной плотности образца пряжи в дтекс, условиях испытания и обозначении образца вводят в компьютер до начала испытания; компьютер строит кривую "нагрузка-удлинение" для пряжи и затем вычисляет ее характеристики.

Динамометрические характеристики. Пряжу, испытываемую для определения динамометрических характеристик, вначале доводят до нормальной влажности и затем скручивают до коэффициента крутки, равного 1,1. Коэффициент крутки (КК) пряжи определяют следующим образом:

КК=(число кручений/см) (дтекс)1/2/30,3.

Испытываемую пряжу выдерживают при 25oС и относительной влажности 55% в течение минимум 14 ч, и динамометрические испытания проводят при этих условиях. Удельную прочность (удельную разрывную нагрузку), разрывное удлинение и модуль определяют при испытании пряжи на разрывную прочность на электронном динамометре системы Инстрон ("Инстрон инжиниринг корп.", г.Кэнтон, шт.Массачусетс, США).

Удельную прочность, удлинение и модуль при малых кратковременных нагрузках, как они охарактеризованы в стандарте Американского общества по испытанию материалов Д2101-1985, определяют при длине испытываемой части образца пряжи, равной 25,4 см, и скорости удлинения, равной 50% удлинения/минута. Модуль вычисляется по наклону кривой "нагрузка-удлинение" при 1%-ном удлинении и равен нагрузке в граммах при 1%-ном удлинении (абсолютном), умноженной на 100 и деленной на линейную плотность испытываемой пряжи.

Работа, затраченная на разрыв образца. Используя кривую "нагрузка-удлинение" от динамометрических испытаний, определяют работу, затраченную на разрыв образца, как площадь (А) под кривой "нагрузка-удлинение" вплоть до точки разрыва пряжи. Для определения площади в квадратных сантиметрах обычно используют планиметр. Как описано выше, весовой номер D выражен в дтекс. Работу, затраченную на разрыв образца, (То) вычисляют следующим образом:

То=Анепронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 2218541(FSL/CFS)(CHS/CS)(1/D)(1/GL),

где

FSL - полномасштабная нагрузка в граммах,

CFS - полная шкала графика в сантиметрах,

CHS - скорость ползуна в см,

CS - скорость графика в см/мин,

GL - длина испытываемой части опытного образца в сантиметрах.

Цифровые данные "нагрузка-удлинение", конечно, могут быть прямо введены в компьютер для вычисления работы, затраченной на разрыв образца. Результатом является То в дН/текс. Умножая на 1,111, преобразуем в г/денье. Когда единицы длины везде являются одинаковыми, по вышеуказанному уравнению вычисляют То в единицах, определяемых только теми единицами, которые выбраны для силы (FSL) и D.

Непронзаемость. Непронзаемость ножом для колки льда определяют на множестве слоев ткани с использованием ножа для колки льда длиной 18 см и диаметром стержня 0,64 см, имеющего твердость по Роквеллу в С-42. Испытания проводят в соответствии с методом испытания HPW ТР-0400.03 (28 ноября 1994) от "Х. П. Уайт Лэб., Инк.". По опытным образцам, помещенным на 10%-ную желатиновую подложку, ударяют ножом для колки льда весом 7,35 кг, который падает с различных высот, пока не пронзает опытный образец. Непронзаемость ножом определяют с использованием методики, аналогичной вышеизложенной методике, за исключением того, что нож для колки льда заменяют обвалочным ножом (изготовлен "Рассел Харрингтон Катлери, Инк.", г.Саутбридж, шт.Массачусетс, США), который имеет лезвие длиной 15 см и шириной около 2 см с одной режущей кромкой, сужающееся к кончику ножа и имеющее твердость по Роквеллу, равную С-55. Результаты регистрируют в виде энергии проникновения (джоули) посредством умножения на 9,81 энергии в килограммометрах при падении с высоты, при которой происходит проникновение.

Пуленепробиваемость. Испытания на пуленепробиваемость многослойных листов проводят с целью определения предела пуленепробиваемости (V50) в соответствии с MIL-STD-662e, за исключением выбора пуль, а именно: испытываемый лист помещают в устройство для крепления образца, чтобы удерживать лист туго натянутым и перпендикулярным к траектории опытных пуль. В качестве пуль используют 9-мм пистолетные пули с полной металлической оболочкой и весом 8,06 г, которые выстреливают из экспериментального ствола, способного стрелять пулями с разными скоростями. При первом выстреле по каждому листу скорость пули оценивается как вероятный предел пуленепробиваемости (V50). Когда первый выстрел приводит к полному пробиванию листа, следующий выстрел делают при скорости пули приблизительно на 15,5 м/с меньше, чтобы получить частичное проникновение в лист. С другой стороны, когда первый выстрел приводит к никакому или к частичному проникновению, следующий выстрел делают при скорости пули приблизительно на 15,2 м больше, чтобы получить полное пробивание листа. После достижения одного частичного проникновения и одного полного пробивания пулями используют последующие увеличения или уменьшения скорости приблизительно на 15,2 м/с, пока не будет сделано достаточное число выстрелов для определения предела пуленепробиваемости (V50) для данного листа.

Предел пуленепробиваемости (V50) вычисляют путем нахождения средней арифметической величины равного числа из, по крайней мере, трех наибольших скоростей соударения при частичном проникновении и трех наименьших скоростей соударения при полном пробивании при условии, что разница между наибольшими и наименьшими отдельными скоростями соударения не больше, чем 38,1 м/с.

Контрольные примеры 1-4

В этих контрольных примерах испытания проводили с использованием различных плотнотканых и непробиваемых слоев из арамидной контрольной пряжи. Использовали пряжу из поли(n-фенилтерефталамида), продаваемого "Е.И. Дюпон де Немур энд Компани" под зарегистрированным товарным знаком "Кевлар".

Плотнотканый непронзаемый элемент изготавливали из десяти (10) слоев ткани, сотканной из арамидной пряжи с весовым номером 220 дтекс, удельной прочностью 24,3 г/дтекс, модулем 630 г/дтекс и разрывным удлинением 3,5% и имеющей полотняное переплетение при 27,5непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 221854127,5 основных нитей на сантиметр и коэффициент плотности ткани 0,995. Этот элемент имел поверхностную плотность 1,27 кг/м2 (обозначен ниже как "А").

Пуленепробиваемый элемент изготавливали из восемнадцати (18) слоев ткани, сотканной из арамидной пряжи с весовым номером 930, удельной прочностью 24,0 г/дтекс, модулем 675 г/дтекс и разрывным удлинением 3,4% и имеющей полотняное переплетение при 12,2непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 221854112,2 основных нитей на сантиметр и коэффициент плотности ткани 0,925. Этот элемент имел поверхностную плотность 4,00 кг/см2 (обозначен ниже как "В").

Целью этих контрольных примеров было получение данных для обоснования стойкости к пронзанию ножом для колки льда и ножом без использования гибкой структуры на металлической основе.

Слои в отдельности или в сочетании испытывали на стойкость к пронзанию ножом для колки льда и ножом, а в двух случаях - и на предел пуленепробиваемости. При использовании сочетания элементов их помещали вместе поверхностью к поверхности. Результаты испытаний показаны в таблице 1, где термин "наружная поверхность" обозначает поверхность, которая при испытаниях подвергалась ударам.

При испытании на непронзаемость, описанном в разделе "Методы испытаний", результатом испытания является величина энергии проникновения в джоулях. Отметим, что пуленепробиваемый элемент ("В") в отдельности показал небольшую стойкость к пронзанию ножом для колки льда и сравнительно небольшую непронзаемость ножом. Элемент "А" в отдельности показал значительную непронзаемость ножом для колки льда и очень небольшую непронзаемость ножом. Когда элементы "А" и "В" испытывали в сочетании при расположении элемента "В" на поверхности, подвергающейся ударам, то имела место низкая непронзаемость как ножом для колки льда, так и ножом.

Когда элементы "А" и "В" испытывали в сочетании при расположении элемента "А" на поверхности, подвергающейся ударам, непронзаемость ножом для колки льда была очень высокой.

Примеры 5-9

При нижеследующих примерах испытания проводили с использованием тех же самых элементов "А" и "В", что и в контрольных примерах 1-4, а гибкие структуры на металлической основе использовали следующим образом:

слой С1-1 из кольчужного листа, который имел четыре сварных кольца из проволоки диаметром 0,8 мм из нержавеющей стали, пропущенных через каждое кольцо, и поверхностную плотность 3,19 кг/м2.

Слой С2-1 из кольчужного листа, который имел четыре сварных кольца из проволоки диаметром 0,9 мм из нержавеющей стали, пропущенных через каждое кольцо, и поверхностную плотность 4,11 кг/м2.

Различные сочетания этих элементов испытывали на непронзаемость ножом для колки льда и ножом, а в двух случаях - и на предел пуленепробиваемости. Результаты испытаний показаны в таблице 2, где термин "наружная поверхность" обозначает поверхность, которая при испытаниях подвергалась ударам.

Отметим, что по сравнению с контрольными примерами добавление гибких структур на металлической основе намного улучшает непронзаемость ножом. Однако наиболее значительным фактором, служащим важным признаком одного варианта воплощения изобретения, является увеличенная непронзаемость ножом, которая достигается, когда плотнотканый элемент ("А") расположен ближе к поверхности, подвергающейся ударам, чем непробиваемый элемент ("В"). Сравните примеры 5 и 6, примеры 7 и 6 и примеры 8 и 9.

Примеры 10 и 11

При нижеследующих примерах испытания проводили с использованием тех же самых элементов "А" и "В", что и здесь ранее, а гибкой структурой на металлической основе была:

слой С3-1 из алюминиевых пластин размером приблизительно 2 непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 2218541 2,5 непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 2218541 0,1 см, удерживаемых вместе кольцами, пропущенными через каждый угол каждой пластины; поверхностная плотность - 4,13 кг/м2.

Различные сочетания элементов испытывали на стойкость к пронзанию ножом для колки льда и ножом. Результаты испытаний показаны в таблице 3, где термин "Наружная поверхность" обозначает поверхность, которая при испытаниях подвергалась ударам.

Отметим, что хотя С3 обеспечивает улучшение непронзаемости ножом для колки льда и ножом при обоих испытывавшихся взаиморасположениях по сравнению с аналогичным взаиморасположением с использованием С1 и С2 в предшествующих примерах, непронзаемость ножом больше всего улучшается при использовании взаиморасположения, где плотнотканый элемент ("А") находится ближе к поверхности, подвергающейся ударам, чем пуленепробиваемый элемент ("В").

Контрольные примеры 12 и 13 и пример 14

Испытания проводили с целью улучшения защиты от ножа для колки льда и ножа при отсутствии пуленепробиваемого элемента в изделии.

Гибкой структурой на металлической основе был кольчужный элемент С1 из примера 5, а слоями из плотнотканой, стойкой к пронзанию ткани был элемент с обозначением "А1", аналогичный вышеупомянутому элементу "А", но изготовленный с использованием тридцати (30) слоев ткани вместо десяти (10) слоев и имевший поверхностную плотность 3,81 кг/м2.

Кроме того, в контрольном примере в качестве одного компонента использовали структуру из арамидной ткани, которая была изготовлена с использованием пряжи из арамидного волокна, имевшей весовой номер 930 дтекс, удельную прочность 24,0 г/дтекс, модуль 675 г/дтекс и разрывное удлинение 3,4%, и которая имела полотняное переплетение при 12,2непронзаемое пуленепробиваемое изделие, патент № 221854112,2 нитей на сантиметр и коэффициент плотности ткани 0,925. Использовали тридцать (30) слоев, и компоненты имели поверхностную плотность 6,81 кг/м2 (обозначены как А2).

Различные сочетания А1, А2 и С1 испытывали на стойкость к пронзанию ножом для колки льда и ножом. Результаты испытаний показаны в таблице 4.

Следует отметить, что хотя А1 обеспечивает стойкость к пронзанию ножом для колки льда, комбинация С1 и слоев не так плотно тканой арамидной ткани обеспечивает очень небольшую стойкость к пронзанию ножом для колки льда. Сочетание С1 и А1 в качестве изделия согласно настоящему изобретению проявляет необыкновенную хорошую стойкость к пронзанию как ножами для колки льда, так и ножами.

Класс F41H1/02 бронированная или пуленепробиваемая одежда; композиционные пуленепробиваемые ткани и материалы 

костюм боевой одежды спасателя -  патент 2526678 (27.08.2014)
защитный комплект спасателей -  патент 2524324 (27.07.2014)
устойчивый к пробиванию материал -  патент 2524004 (27.07.2014)
слоистый бронезащитный материал -  патент 2522067 (10.07.2014)
высокопрочная броневая сталь и способ производства листов из нее -  патент 2520247 (20.06.2014)
броня для бронежилета -  патент 2519501 (10.06.2014)
устройство выброса пассивных помех -  патент 2517549 (27.05.2014)
объемно-комбинированная броня -  патент 2517547 (27.05.2014)
броневой элемент -  патент 2516905 (20.05.2014)
жилет защитный типа кс -  патент 2506526 (10.02.2014)

Класс F41H5/04 состоящие из нескольких слоев 

Наверх