柔性防彈組件制造技術

本發(fā)明專利技術涉及包含多個柔性元件的疊層的防彈組件，所述柔性元件包含至少一個包含高強度纖維網(wǎng)絡的層，其中５－５０質量％的所述元件包含在分布在其表面上的多個位點處互連相鄰元件的連接措施。所述柔性組件同時具有較高的子彈阻止能力和較低的創(chuàng)傷效應。本發(fā)明專利技術還涉及包含所述組件的防彈制品以及制造所述組件的方法。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】 本專利技術涉及包含多個柔性元件的疊層的防彈組件，所述柔性元件包含至少一個包含高強度纖維網(wǎng)絡的層。本專利技術進一步涉及包含所述組件的防彈制品以及制造所述組件的方法。這樣的防彈組件(也稱為防彈板或組合件)可從US3971072得知。該專利文獻公開了包含薄金屬外殼和多個柔性層的疊層的組件的輕質防彈衣，所述柔性層由紡織連續(xù)紗線形成的防彈織物構成，所述多個層通過連接或定位措施(例如縫合)沿著連續(xù)路線在其整個區(qū)域上互連，所述路線以不大于四分之三英寸(19mm)且不小于八分之一英寸(3.2mm)的距離彼此間隔。通過這樣的縫制(或者以其它方式將多個層接合在一起)，據(jù)稱組件的背靶扭曲(back target distortion)減小。這樣的柔性防彈組件(也稱為抵抗彈藥作用的疊層)還可從US2001/0021443 A1得知。該文獻公開了包含多個由包含高性能纖維的織物組成的層的柔性疊層，其中全部層彼此連接。所述層之間的連接通過粘合點完成，被粘合劑覆蓋的每個層的面積約為10-95％。與彼此連接的兩個層的纖維組分相比，粘合劑的量為5-35％。防彈組件一般不就其本身使用，而是作為防彈制品的部件應用，所述防彈制品例如防彈背心或其它形狀的用于防護目的的部件，包括不同種類的軟質防彈衣。通常，組件或板被插入載體，所述載體可由傳統(tǒng)的衣物織物(例如尼龍或棉)構成。防彈組件可以與載體永久性連接或是可拆卸的。背靶扭曲(也稱為背面變形)為本領域的術語，是指保護穿用者身體的防彈組件或制品的背面在經(jīng)受發(fā)射物撞擊之后的變形。撞擊發(fā)射物(例如子彈)可能被組件阻止，即發(fā)射物可能未完全地穿透或刺穿材料，但是由于其可以具有很高的撞擊能量和強烈的震動，導致的局部變形仍對身體或內臟器官造成嚴重傷害，通常稱為鈍傷或簡稱創(chuàng)傷。自從基于如芳綸纖維的高性能纖維(例如Kevlar或Twaron)、超高摩爾質量聚乙烯(UHMPE，例如Dyneema或Spectra)或聚(對苯撐2，6-苯并雙噁唑)(PBO，例如Zylon)的現(xiàn)代軟質防彈衣(如防彈背心)問世以來，即存在減少鈍傷的問題。大多數(shù)用于防彈衣性能的標準關注的是子彈阻止能力，但通常也對最大容許鈍傷進行量化。美國國家司法研究所(NIJ)標準0101.04將軟質防彈衣分為三個主要類別IIA、II和IIIA(從最弱到最強保護)。等級IIA的防彈衣可抵御以332m/s的最小速度撞擊的標稱質量為8克的9mm全金屬包覆圓頭彈，以及抵御以312m/s的最小速度撞擊的標稱質量為11.7克的40 S&W口徑的全金屬包覆彈。等級II的防彈衣可抵御以358m/s的最小速度撞擊的標稱質量為8.0克的9mm全金屬包覆圓頭彈，以及抵御以427m/s的最小速度撞擊的標稱質量為10.2克的357magnum包覆軟頭彈。等級IIIA的防彈衣可抵御以427m/s的最小速度撞擊的標稱質量為8克的9mm全金屬包覆圓頭彈，以及抵御以427m/s的最小速度撞擊的標稱質量為15.6克的44magnum包覆中空軟頭彈。等級III和等級IV涉及抵御步槍圓頭彈的硬質防彈衣。等級IIIA的防彈衣通常由參與高風險任務的警察使用，例如擔保服務、人質營救和保安任務。實際上，由于認為等級IIIA的防彈背心的最大創(chuàng)傷(44mm)太高，因此通常在胸前安置附加的創(chuàng)傷墊(trauma pad)或板(通常8×5英寸)，以進一步改進這種經(jīng)NIJ認證的防彈背心的性能。創(chuàng)傷板可以是軟質的，并由與防彈背心中的保護板相同的材料制成，或者是硬質的并由不同材料(包括金屬片)制成，但是它們的共同缺點是厚度增大、重量增加和穿用舒適性下降。大量專利文件致力于減少用于軟質防彈衣的防彈板的創(chuàng)傷，而不使用附加的創(chuàng)傷墊。US4413357提出了一種疊層組件，所述疊層由芳綸纖維的致密紡織織物、至少一個柔性聚碳酸酯片的層以及柔軟且較厚的泡沫塑料層(從板的前側到后側或背側)組成。在EP 131447 A中，由羽毛、泡沫或毛氈制成的減少創(chuàng)傷的層被夾在防彈織物層的前面的層與后面的層之間，該組件通過縫合或其它結合方法被固定。EP 172415 A中描述了一種包含數(shù)層織物和具有三維結構的減震器的組件，該結構具有華夫餅狀結構的表面，空隙率至少為90體積％，厚度為5-30mm。US5059467公開了一種防彈板，該防彈板包含前側和后側的非金屬抗撞擊層，這些層通過形成有封閉的氣密空氣空間的帶(例如閉孔聚氨酯泡沫)間隔開。WO92/06840 A1涉及一種疊層組件，該疊層由柔性防彈材料和與疊層最內層結合的增強板組成，其中防彈材料可由例如芳綸纖維制成，增強板可以是聚碳酸酯擠出片。WO96/24816 A1中描述了一種包含與織物層結合的10mm厚的柔軟泡沫層的防護組件。CA 2169415 A中描述了用于保持單向芳綸纖維材料的疊層之間的空氣隙的毛氈層。US6103641提出了一種特殊的間隔織物，該間隔織物包括通過單絲互連的且保持彼此間隔12-30mm的前面和背面。US6319862中描述了一種多層防護結構，該結構包含高強度纖維(例如芳綸纖維)的由至少一個熱塑性聚酯擠出片支撐的層的前疊層，以及由至少一個熱塑性聚酯片支撐的這樣的層的另一個疊層。從US3971072得知的組件的缺點是，致密的縫合降低了柔性并且還可能降低防彈性能。以上提出的其它結構通常包含增大組件厚度和/或重量的附加層。因此，工業(yè)中需要一種能夠將柔性與高水平的防彈保護和低鈍傷相結合的輕質防彈組件。根據(jù)本專利技術提供了這樣的組件，其中5-50質量％的元件包含在分布在其表面上的多個位點處互連相鄰元件的連接措施，而經(jīng)互連的元件位于所述組件的后側部分，即與面向危險或撞擊發(fā)射物的那一側相對的一側。本專利技術的防彈組件在不添加會增大厚度和/或重量的額外的層(例如所謂的創(chuàng)傷內襯)的條件下提供了明顯減小的背面變形(從而減小鈍傷)，而不影響或幾乎不影響組件的柔性。本專利技術的組件的另一個優(yōu)點是，子彈阻止能力(例如以V50值表示)并未由于采用連接措施而變差。而進一步的優(yōu)點是，本專利技術的組件還提高了對其它危險(例如其它撞擊物體，如石頭)或例如落體的抵御能力。有利地使用本專利技術的組件的典型制品包括用于肘部、肩部、腕部、膝部、腿部等的防護件。防彈組件包含多個柔性元件的疊層。柔性元件是指單層或片或(層壓)層，當將其夾持在水平支架上時，伸出支架的20cm元件因其自身重量而向下彎曲，而伸出的未支撐部分的外邊緣至少比元件的支撐部分低10mm。在元件的疊層內，元件可以至少在其接觸表面的一部分上彼此相對運動或移動。元件相對彼此的這種運動可使元件疊層彎曲或折曲，這對于軟質防彈衣應用來說是明顯有利的。在組件中，前側是面向危險或撞擊發(fā)射物的一側，而后側或背側是與前側相對的一側，即貼近穿用者或被保護物體的一側。組件的前側(也稱為沖擊面)包含彼此基本上不相連或連接的元件，即在其相鄰表面的主要部分上未用連接措施彼此連接或粘合的元件。然而，難以對缺乏粘合性的疊層進行處理和進一步的加工。為了獲得一定水平的粘合性，組件可以例如被縫合，縫合優(yōu)選盡量少，例如僅在轉角或外緣附近(除了后側元件中的連接措施之外)。使用這樣的連接措施并不影響防彈性能或創(chuàng)傷。另一種可能是將組件封閉在柔性外殼或封套中。防彈組件包含多個柔性元件的疊層本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
防彈組件，包含多個柔性元件的疊層，所述柔性元件包含至少一個包含高強度纖維網(wǎng)絡的層，其特征在于，５－５０質量％的所述元件包含在分布在其表面上的多個位點處互連相鄰元件的連接措施，而所述互連元件位于所述組件的后側部分，即與面向危險或撞擊發(fā)射物的一側相對的一側。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2004-9-16 60/610,209;EP 2004-7-2 04076910.11.防彈組件，包含多個柔性元件的疊層，所述柔性元件包含至少一個包含高強度纖維網(wǎng)絡的層，其特征在于，5-50質量％的所述元件包含在分布在其表面上的多個位點處互連相鄰元件的連接措施，而所述互連元件位于所述組件的后側部分，即與面向危險或撞擊發(fā)射物的一側相對的一側。2.如權利要求1的組件，其中所述纖維具有至少約2GPa的拉伸強度。3.如權利要求1或2的組件，其中所述纖維網(wǎng)絡是紡織物。4.如權利要求1或2的組件，其中所述元件包含至少兩個單向取向纖維層，其中相鄰層中的纖維方向彼此旋轉。5.如權利要求4的組件，其中所述單向取向纖維層用粘合劑穩(wěn)定。6.如權利要求1-5中任何一項的組件，其中所述元件在一個或兩個外表面上還包含膜層。...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：約翰尼斯安東尼厄彼得羅威爾斯，
申請(專利權)人：帝斯曼知識產(chǎn)權資產(chǎn)管理有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：NL[]