防弹制品制造技术

本发明专利技术涉及预制板，所述预制板包括至少两层单层和在所述预制板至少一个外表面上的隔离膜，每层单层包括具有至少约１．２ＧＰａ抗张强度和至少４０ＧＰａ拉伸模量纤维的纤维网络和粘合剂，其特征在于，所述隔离膜具有１至５ｇ／ｍ↑［２］的面密度。采用这种预制板的组件和制品，可以在一定重量下得到基本上较高的防弹能力。本发明专利技术还涉及至少两片上述板的组件和包括所述组件的柔性防弹制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防弹制品本专利技术涉及预制板，至少两片所述板的组件，还涉及包括所述组件的 柔性防弹制品。预制板包括至少两层单层和在所述预制板至少一个外表面上的隔离膜，每个单层包括具有至少约1.2 GPa抗张强度和至少40 GPa拉 伸模量的纤维的纤维网络且优选包括粘合剂。在优选的实施方式中，本专利技术涉及预制板，至少两片所述板的组件， 还涉及包含所述组件的柔性防弹制品，其中在该实施方式中所述预制板包 括至少两层单层和在所述预制板至少一个外表面上的隔离膜，每个单层包 括具有至少约1.2 GPa抗张强度和至少40 GPa拉伸模量的单向取向纤维和 粘合剂，而每层单层中的纤维方向相对于相邻单层中的纤维方向旋转。由EP 0907504 Al己知预制板。该文献描述了一种复合层板(或预制 板)，该复合层板通过以下步骤来制备将4层单层交叉叠放成一叠，并 敷上由线性低密度聚乙烯制备的隔离膜，随后在高温加压下将上述叠层固 结。包括单向取向纤维的单层由具有1680 dtex纤度的芳纶(aramid)纱线 纤维通过以下步骤来制备将芳纶纱线纤维从绕线架引导通过梳，并将其 用聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物的水性分散液作为粘合剂或 基质材料来润湿。柔性防弹成型制品由数片所述复合层板的非接合叠层制 成，所述叠层通过在角部缝合来稳定。由现有技术已知的预制板的缺点在于，包括所述板的防弹制品的能量 吸收(其用于衡量防弹能力)和防弹制品重量之间的比率不理想。这个比 率通常用比能量吸收(SEA)来表示，也就是单位面积质量(通常被称为 面密度(AD))所吸收的能量。这意味着为了达到某种所希望的防护能 力，需要相对重的防弹制品。另一方面，如果防弹制品重量较轻，则该制 品的抗枪弹打击能力相对较低。对于许多应用而言，具有某一最小防护能 力的防弹制品具有尽可能低的重量是非常重要的。例如对于人身防护领 域，诸如防弹服和人体盔甲，以及对于例如车辆中应用，就是这样的。 因此，对于能够制备在一定制品重量下具有较高防护能力的防弹制品 的预制板，或对于能够制备在一定防护能力下具有较轻制品重量的防弹制 品的预制板，具有稳定的工业需求。根据本专利技术，提供了一种预制板，其中所述隔离膜具有1至5 g/r^的面密度，该隔离膜优选自支撑膜(free-standing film)。该申请中自支撑膜 意指，在不使用支撑手段(例如支撑层)的情况下可以被处理的膜。采用本专利技术的预制板，根据本专利技术的板组件或包括根据本专利技术板组件 的防弹制品在某一重量下可以达到基本上较高的防护能力。另一优点在 于，例如在生产工艺的质量控制过程中可以通过人眼对根据本专利技术的预制 板进行更好的检查。这是由于与例如EP0907504 Al中所用的隔离板相 比，本专利技术中所用的隔离板透明度较高。防弹制品意指成型的部件，该制品包括至少两片根据本专利技术的预制板 的组件，它们可以用作例如防护衣或用于车辆的盔甲，并且它们提供针对 例如子弹和弹片碎片的冲击的保护。根据本专利技术的组件包括一叠优选基本上彼此不接合的预制板，也就是 说，各板相邻表面的大部分没有附接或粘合到一起。更优选地，根据本发 明的组件包括一叠彼此不接合的预制板。然而， 一叠彼此不接合的预制板 难以处理，因为这种叠层之间缺乏进一步加工所需的任何联接。为了获得 一定程度的联接，可以例如通过缝合得到防弹制品。然而，这种缝合应尽 可能的少，例如仅在角部或在边缘周围，以使板之间可以相对移动。另一 种可能是将一叠预制板封装在柔软封套或包裹中。从而，在这种组件或防 弹制品中的预制板彼此之间能够相对移动，而组件或制品本身具有连贯性 并具有良好的柔性。本申请中的纤维网络包括以各种网络结构排列的纤维。例如，该纤维 可由捻合或非捻合纱线束制造成各种不同的排列方式。合适的例子包括编 织或纺织(平纹、斜纹、席纹、缎纹或其它编织纹路)织物，或非编织结 构，诸如毛毡或单向取向纤维层。考虑到防弹性能，其中高强度纤维主要 在一个方向上取向的网络结构是优选的。其例子不仅包括单向取向纤维 层，还包括如下纺织结构，其中，高强度纤维(例如经线纤维)形成织物的主要部分，而纬线纤维形成次要部分且不需高强度纤维，诸如EP1144740 Bl中所描述的结构，或其它被称为单向编织织物的编织结构。 最优选地，纤维网络包括具有至少约1.2 GPa拉伸强度和至少40 GPa拉伸 模量的单向取向纤维。这使得预制板具有最佳的防弹性能。预制板包括至少两层优选单向取向纤维的单层，而每层单层中的纤维 方向相对于相邻单层中的纤维方向旋转，且至少两层单层彼此接合到一起 或附接在一起。旋转的角度(意指相邻单层的纤维之间所形成的最小角 度)为0到90°。更优选地，角度是45到90°。最优选地，角度是80到 90。。相邻单层的纤维之间具有这样角度的防弹制品具有较好的防弹特性。术语单层指包括纤维网络的层。在特定实施方式中，术语单层《旨，单向取向纤维和粘合剂的层，该粘 合剂使单向取向纤维基本上粘在一起。术语纤维不仅包括单丝，也包括多丝纱线或扁平带等。术语单向取向 纤维指在一个平面上基本平行取向的纤维。扁平带的宽度优选为2mm至 100 mm，更优选为5 mm至60 mm，最优选为10 mm至40 mm。扁平带 的厚度优选为10 /xm至200 /rni，更优选为25 /mi至100 /mi。扁平带可以 由一种材料的单一元件组成，还可以包括单向取向纤维和粘合剂。在本专利技术预制板中的纤维具有至少1.2 GPa的抗张强度和至少40 GPa 的拉伸模量。纤维可以是无机纤维或有机纤维。合适的无机纤维是例如， 玻璃纤维、碳纤维和陶瓷纤维。具有上述高抗张强度的合适有机纤维是例 如，芳族聚酰胺纤维(也被称为芳纶纤维，尤其是聚(对亚苯基对苯二甲酰 胺))、液晶聚合物和梯状聚合物纤维，诸如聚苯并咪唑和聚苯并噁唑，尤 其是聚(l，4-亚苯基-2,6-苯并二噁唑)(PBO)，或聚(2,6-二咪唑并吡啶-l，4-(2,5-二羟基)苯撑)(PIPD,也被称为M5)，和通过例如凝 胶纺丝工艺得到的例如聚烯烃纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维(这些 纤维是高度取向的)。这些纤维优选具有至少约2 GPa，至少2.5或甚至 至少3 GPa的抗张强度。优选使用高度取向的聚烯烃、芳纶、PBO和 PIPD纤维，或至少两种上述纤维的组合。这些纤维的优点在于，它们具有 非常高的抗张强度，结果它们特别适于用在轻质防弹制品中。合适的聚烯烃具体是乙烯和丙烯的均聚物和共聚物，它们还可以包含 少量的一种或更多种其它聚合物，具体的是，其它烯烃-l聚合物。如果线性聚乙烯(PE)被选作聚烯烃，那么得到良好的结果。线性聚乙烯此处被理解为意指每100个C原子具有小于1个侧链，优选每300个 C原子具有小于1个侧链的聚乙烯，其中侧链或支链通常包含至少10个c 原子。线性聚乙烯还包含至多5 mol。/a—种或更多种可与其共聚的其它烯 烃，例如，丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯、辛烯。优选地，线性聚乙烯 具有高摩尔质量，而特性粘度(IV， 135。C下，在十氢化萘的溶液中测 定)为至少4dl/g，更优选为至少8dl/g。这种聚乙烯也被称为超高摩尔质 量聚乙烯(UHPE)。特性粘度用于衡量摩尔质量(也被称为分子量)， 它比例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
预制板，所述预制板包括至少两层单层和在所述预制板的至少一个外表面上的隔离膜，每层单层包含具有至少约１．２ＧＰａ抗张强度和至少４０ＧＰａ拉伸模量的纤维的纤维网络和粘合剂，其特征在于，所述隔离膜具有１至５ｇ／ｍ↑［２］的面密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁努约翰内斯尼古拉斯雅各布斯，马丁安东尼厄斯艾斯范，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]