柔性防弹组件制造技术

本发明专利技术涉及包含多个柔性元件的叠层的防弹组件，所述柔性元件包含至少一个包含高强度纤维网络的层，其中５－５０质量％的所述元件包含在分布在其表面上的多个位点处互连相邻元件的连接措施。所述柔性组件同时具有较高的子弹阻止能力和较低的创伤效应。本发明专利技术还涉及包含所述组件的防弹制品以及制造所述组件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及包含多个柔性元件的叠层的防弹组件，所述柔性元件包含至少一个包含高强度纤维网络的层。本专利技术进一步涉及包含所述组件的防弹制品以及制造所述组件的方法。这样的防弹组件(也称为防弹板或组合件)可从US3971072得知。该专利文献公开了包含薄金属外壳和多个柔性层的叠层的组件的轻质防弹衣，所述柔性层由纺织连续纱线形成的防弹织物构成，所述多个层通过连接或定位措施(例如缝合)沿着连续路线在其整个区域上互连，所述路线以不大于四分之三英寸(19mm)且不小于八分之一英寸(3.2mm)的距离彼此间隔。通过这样的缝制(或者以其它方式将多个层接合在一起)，据称组件的背靶扭曲(back target distortion)减小。这样的柔性防弹组件(也称为抵抗弹药作用的叠层)还可从US2001/0021443 A1得知。该文献公开了包含多个由包含高性能纤维的织物组成的层的柔性叠层，其中全部层彼此连接。所述层之间的连接通过粘合点完成，被粘合剂覆盖的每个层的面积约为10-95％。与彼此连接的两个层的纤维组分相比，粘合剂的量为5-35％。防弹组件一般不就其本身使用，而是作为防弹制品的部件应用，所述防弹制品例如防弹背心或其它形状的用于防护目的的部件，包括不同种类的软质防弹衣。通常，组件或板被插入载体，所述载体可由传统的衣物织物(例如尼龙或棉)构成。防弹组件可以与载体永久性连接或是可拆卸的。背靶扭曲(也称为背面变形)为本领域的术语，是指保护穿用者身体的防弹组件或制品的背面在经受发射物撞击之后的变形。撞击发射物(例如子弹)可能被组件阻止，即发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击能量和强烈的震动，导致的局部变形仍对身体或内脏器官造成严重伤害，通常称为钝伤或简称创伤。自从基于如芳纶纤维的高性能纤维(例如Kevlar或Twaron)、超高摩尔质量聚乙烯(UHMPE，例如Dyneema或Spectra)或聚(对苯撑2，6-苯并双噁唑)(PBO，例如Zylon)的现代软质防弹衣(如防弹背心)问世以来，即存在减少钝伤的问题。大多数用于防弹衣性能的标准关注的是子弹阻止能力，但通常也对最大容许钝伤进行量化。美国国家司法研究所(NIJ)标准0101.04将软质防弹衣分为三个主要类别IIA、II和IIIA(从最弱到最强保护)。等级IIA的防弹衣可抵御以332m/s的最小速度撞击的标称质量为8克的9mm全金属包覆圆头弹，以及抵御以312m/s的最小速度撞击的标称质量为11.7克的40 S&W口径的全金属包覆弹。等级II的防弹衣可抵御以358m/s的最小速度撞击的标称质量为8.0克的9mm全金属包覆圆头弹，以及抵御以427m/s的最小速度撞击的标称质量为10.2克的357magnum包覆软头弹。等级IIIA的防弹衣可抵御以427m/s的最小速度撞击的标称质量为8克的9mm全金属包覆圆头弹，以及抵御以427m/s的最小速度撞击的标称质量为15.6克的44magnum包覆中空软头弹。等级III和等级IV涉及抵御步枪圆头弹的硬质防弹衣。等级IIIA的防弹衣通常由参与高风险任务的警察使用，例如担保服务、人质营救和保安任务。实际上，由于认为等级IIIA的防弹背心的最大创伤(44mm)太高，因此通常在胸前安置附加的创伤垫(trauma pad)或板(通常8×5英寸)，以进一步改进这种经NIJ认证的防弹背心的性能。创伤板可以是软质的，并由与防弹背心中的保护板相同的材料制成，或者是硬质的并由不同材料(包括金属片)制成，但是它们的共同缺点是厚度增大、重量增加和穿用舒适性下降。大量专利文件致力于减少用于软质防弹衣的防弹板的创伤，而不使用附加的创伤垫。US4413357提出了一种叠层组件，所述叠层由芳纶纤维的致密纺织织物、至少一个柔性聚碳酸酯片的层以及柔软且较厚的泡沫塑料层(从板的前侧到后侧或背侧)组成。在EP 131447 A中，由羽毛、泡沫或毛毡制成的减少创伤的层被夹在防弹织物层的前面的层与后面的层之间，该组件通过缝合或其它结合方法被固定。EP 172415 A中描述了一种包含数层织物和具有三维结构的减震器的组件，该结构具有华夫饼状结构的表面，空隙率至少为90体积％，厚度为5-30mm。US5059467公开了一种防弹板，该防弹板包含前侧和后侧的非金属抗撞击层，这些层通过形成有封闭的气密空气空间的带(例如闭孔聚氨酯泡沫)间隔开。WO92/06840 A1涉及一种叠层组件，该叠层由柔性防弹材料和与叠层最内层结合的增强板组成，其中防弹材料可由例如芳纶纤维制成，增强板可以是聚碳酸酯挤出片。WO96/24816 A1中描述了一种包含与织物层结合的10mm厚的柔软泡沫层的防护组件。CA 2169415 A中描述了用于保持单向芳纶纤维材料的叠层之间的空气隙的毛毡层。US6103641提出了一种特殊的间隔织物，该间隔织物包括通过单丝互连的且保持彼此间隔12-30mm的前面和背面。US6319862中描述了一种多层防护结构，该结构包含高强度纤维(例如芳纶纤维)的由至少一个热塑性聚酯挤出片支撑的层的前叠层，以及由至少一个热塑性聚酯片支撑的这样的层的另一个叠层。从US3971072得知的组件的缺点是，致密的缝合降低了柔性并且还可能降低防弹性能。以上提出的其它结构通常包含增大组件厚度和/或重量的附加层。因此，工业中需要一种能够将柔性与高水平的防弹保护和低钝伤相结合的轻质防弹组件。根据本专利技术提供了这样的组件，其中5-50质量％的元件包含在分布在其表面上的多个位点处互连相邻元件的连接措施，而经互连的元件位于所述组件的后侧部分，即与面向危险或撞击发射物的那一侧相对的一侧。本专利技术的防弹组件在不添加会增大厚度和/或重量的额外的层(例如所谓的创伤内衬)的条件下提供了明显减小的背面变形(从而减小钝伤)，而不影响或几乎不影响组件的柔性。本专利技术的组件的另一个优点是，子弹阻止能力(例如以V50值表示)并未由于采用连接措施而变差。而进一步的优点是，本专利技术的组件还提高了对其它危险(例如其它撞击物体，如石头)或例如落体的抵御能力。有利地使用本专利技术的组件的典型制品包括用于肘部、肩部、腕部、膝部、腿部等的防护件。防弹组件包含多个柔性元件的叠层。柔性元件是指单层或片或(层压)层，当将其夹持在水平支架上时，伸出支架的20cm元件因其自身重量而向下弯曲，而伸出的未支撑部分的外边缘至少比元件的支撑部分低10mm。在元件的叠层内，元件可以至少在其接触表面的一部分上彼此相对运动或移动。元件相对彼此的这种运动可使元件叠层弯曲或折曲，这对于软质防弹衣应用来说是明显有利的。在组件中，前侧是面向危险或撞击发射物的一侧，而后侧或背侧是与前侧相对的一侧，即贴近穿用者或被保护物体的一侧。组件的前侧(也称为冲击面)包含彼此基本上不相连或连接的元件，即在其相邻表面的主要部分上未用连接措施彼此连接或粘合的元件。然而，难以对缺乏粘合性的叠层进行处理和进一步的加工。为了获得一定水平的粘合性，组件可以例如被缝合，缝合优选尽量少，例如仅在转角或外缘附近(除了后侧元件中的连接措施之外)。使用这样的连接措施并不影响防弹性能或创伤。另一种可能是将组件封闭在柔性外壳或封套中。防弹组件包含多个柔性元件的叠层本文档来自技高网...

【技术保护点】
防弹组件，包含多个柔性元件的叠层，所述柔性元件包含至少一个包含高强度纤维网络的层，其特征在于，５－５０质量％的所述元件包含在分布在其表面上的多个位点处互连相邻元件的连接措施，而所述互连元件位于所述组件的后侧部分，即与面向危险或撞击发射物的一侧相对的一侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-9-16 60/610,209;EP 2004-7-2 04076910.11.防弹组件，包含多个柔性元件的叠层，所述柔性元件包含至少一个包含高强度纤维网络的层，其特征在于，5-50质量％的所述元件包含在分布在其表面上的多个位点处互连相邻元件的连接措施，而所述互连元件位于所述组件的后侧部分，即与面向危险或撞击发射物的一侧相对的一侧。2.如权利要求1的组件，其中所述纤维具有至少约2GPa的拉伸强度。3.如权利要求1或2的组件，其中所述纤维网络是纺织物。4.如权利要求1或2的组件，其中所述元件包含至少两个单向取向纤维层，其中相邻层中的纤维方向彼此旋转。5.如权利要求4的组件，其中所述单向取向纤维层用粘合剂稳定。6.如权利要求1-5中任何一项的组件，其中所述元件在一个或两个外表面上还包含膜层。...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰尼斯安东尼厄彼得罗威尔斯，
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[]