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    重庆时时彩走势043: 防弹成型件.pdf

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    防弹 成型
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    摘要
    申请专利号:

    CN97197417.9

    申请日:

    1997.06.23

    公开号:

    CN1228733A

    公开日:

    1999.09.15

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):B32B 5/12申请日:19970623授权公告日:20030827终止日期:20150623|||专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)变更项目:专利权人变更前权利人:DSM有限公司变更后权利人:DSM IP 财产有限公司变更项目:地址变更前:荷兰海尔伦变更后:荷兰海尔伦登记生效日:2004.6.18|||授权||||||公开
    IPC分类号: B32B5/12; B32B7/04; F41H5/04 主分类号: B32B5/12; B32B7/04; F41H5/04
    申请人: DSM有限公司;
    发明人: E·L·范德古特
    地址: 荷兰海尔伦
    优先权: 1996.06.24 NL 1003405
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 卢新华;谭明胜
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN97197417.9

    授权公告号:

    ||||||1119238||||||

    法律状态公告日:

    2016.08.17|||2004.07.21|||2003.08.27|||1999.09.22|||1999.09.15

    法律状态类型:

    专利权的终止|||专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)|||授权|||实质审查请求的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种防弹成型件,它包括一叠彼此并不相连的复合材料层,每一复合材料层包括基材内二层或更多层的单向取向纤维的单层,在每一单层中的纤维与毗邻的单层中的纤维成某一角度,所述的纤维是芳族聚酰胺纤维或聚(对亚苯基苯并双噁唑)纤维,所述的复合材料层含有至多为10%重量的弹性体基材(以复合层的总重量为基准计算),所述的复合材料层具有总重量至多为800g/m2,和在每一单层中的纤维含量为10~200g/m2。本发明还包括制造所述的成型件的方法与其中使用该成型件的护身具。

    权利要求书

    1: 一种防弹成型件,包括一叠彼此并不相连的复合材料层,每 一复合材料层包括基材内二层或更多层的单向取向纤维的单层,在每 一单层中的纤维与毗邻的单层中的纤维成某一角度,其特征在于纤维 是芳族聚酰胺纤维或聚(对亚苯基苯并双噁唑)纤维,所述的复合材 料层含有至多为10%重量的弹性体基材(以复合层的总重量为基准计 算),所述的复合材料层具有至多为800g/m 2 的总重量,在每一单层中 的纤维含量为10~200g/m 2 。
    2: 根据权利要求1的防弹成型件,其特征在于所述的复合材料 层含有至多为7%重量的弹性体基材。
    3: 根据权利要求1的防弹成型件,其特征在于所述的复合材料 层含有至多为5%重量的弹性体基材。
    4: 根据权利要求1~3的任一项权利要求的防弹成型件,其特征 在于所述的基材除了含弹性体基材外,还含有,以弹性体基材与填料 的总体积为基准计,5~80%体积的填料。
    5: 根据权利要求4的防弹成型件,其中基材含有20~80%体积的 填料。
    6: 根据权利要求1~5的任一项权利要求的防弹成型件,其特征 在于弹性体基材是一种具有小于40MPa?25℃抗拉模量的热塑弹性体。
    7: 根据权利要求1~6的任一项权利要求的防弹成型件,其特征 在于该弹性体基材是苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
    8: 根据权利要求1~7的任一项权利要求的防弹成型件,其特征 在于在每一复合层的一侧或二侧上配置了一层分离层。
    9: 一种包括权利要求1~8的任一项的防弹成型件的护身具,其 中复合材料层具有至多为500g/m 2 的总重量,和每一单层中的纤维含量 为10~150g/m 2 。
    10: 根据权利要求9的护身具,其中复合材料层具有至多为300g/m 2 的总重量,和每一单层中的纤维含量为10~100g/m 2 。
    11: 一种制造权利要求1~8的任一项权利要求的防弹成型件的方 法,其中的单层是由具有支数在800~2500旦之间、并被弹性体基材 与可能存在的填料组成的分散体所润湿的芳族聚酰胺纱生产的。
    12: 根据要求11的方法,其特征在于所述的分散体含有,以分散 体的总重量为基准计,30-60%重量的弹性体基材和任何可能存在的填 料。
    13: 根据要求11或12的方法可制得的防弹成型件。
    14: 根据权利要求1~10或13的任一项的防弹成型件,其特征在 当受到FMJ型9mm枪弹(8g)冲击时,所述的成型件具有至少为190Jm 2 /kg 的SEA。

    说明书


    防弹成型件

        本发明涉及一种包括一叠复合材料层的防弹成型件,所述的各复合材料层彼此并不相连接,每一复合材料层包括基材内二层或更多层的单向取向纤维的单层,在每一单层中的纤维与毗邻的单层中的纤维成某一角度。本发明还涉及制造所述的成型件的方法和使用该成型件制造护身具的方法。

        这样的成型件被公开在WO89/01125中,该文献所介绍的复合材料件大部分彼此并不相连,并含有高性能的聚乙烯纤维,并且含有至少为10%重量的聚合物母体材料。现有技术的成型件的缺点在于成型件地能量吸收(一种防弹?;に降牧慷?与其重量间之比并不是令人满意的。这意味为了获得某种水平的?;ば枰现氐某尚图?。另一方面,如果成型件重量低,那么成型件对枪弹的射击只能提供较低水平的?;?。对于许多应用来说,与某些理想的?;に接泄氐某尚图淖畹涂赡苤亓渴呛苤匾?。这种情况例如,在个人防护领域中,如在服装方面。同样,对于例如车辆方面的应用来说,对某些理想的?;に蕉?,最低的可能重量是重要的。

        本发明的目的是提供一种与已知成型件的重量相当而具有更高?;に降姆赖尚图?。

        根据本发明此目的由芳族聚酰胺纤维或聚(对亚苯基苯并双噁唑)纤维而实现,该复合材料层含有至多不过10%重量的弹性体基材,每一复合材料层具有总重量至多为800g/m2,在每一单层中的纤维含量在10~200g/m2之间。

        本发明成型件的另一优点在于,除了具有可取的?;に接氡砻婷芏戎戎?,所述的成型件是柔软的,因此该成型件在防弹制品中的应用范围被扩大。这使得成型制品特别适用于希望具有高柔性的应用领域,例如在护身具方面的应用中。

        防弹成型件能被用于物件,例如防护服与车辆铠板的成型件,它们提供对枪弹例如子弹与弹片冲击的防护作用。

        本发明的防弹成型件含有一叠彼此并不相连的复合材料层。然而,一叠彼此并不相连的复合材料层本身不能被再加工,因为它缺乏进一步加工所需的结合。为了达到所述的结合,例如可对成型件进行缝合。然而,缝纫只可能例如在边角处进行。另一种可能是将各复合材料层包覆在柔软的套中。于是在成型件中的各复合材料层仍能彼此相对地移动,而成型件本身没有结合。

        复合材料层是一层由两层或更多层的单层组成的层,每一单层与相邻的、在其底下的层成某一角度,而各别的单层是彼此相连的。该角度,意指被相邻的单层的纤维所包围的最小角,为0°~90°。最好,此角度为45°~90°。最优选为80°~90°。其中各相邻的单层中的纤维彼此成上述角度的成型件具有更好的防弹特性。术语单层是指一层被埋置在基材中的单方向取向纤维层。术语纤维不仅包括单丝,而且还特别指复丝纱或扁平织带。术语单方向取向纤维是指在平面上时基本上是以平行方向取向的一些纤维。术语基材的是指一种将纤维粘合在一起并将纤维的整体或一部份包围起来的材料。除弹性体材料外,如果想望,基材可以含有通常的聚合物填料或其他物质?;谋痪鹊胤植荚诘ゲ愕恼霰砻嫔?。

        现已令人惊奇地发现,正是作为芳族聚酰胺纤维或聚(对亚苯基苯并噁唑)纤维与非常低含量的弹性体基材结合的结果,在本发明的防弹成型件中,获得了被抛射体击中过程中的甚高能量吸收性、非常高的柔软性和复合材料层的良好结合性等。就获得特高能量吸收性观点看,在复合材料层中的弹性体基材的含量应尽可能地选得低一些。在本发明的防弹成型件中复合材料层中的弹性体基材含量优选至多为7%重量,而更优选至多为5%重量。然而,为了提供具有适当结合的复合材料层,必须使用某种最低含量(至少为1~2%重量)的弹性体基材,以保证在复合材料层中达到合适的纤维粘合。

        优选,在成型件的弹性体中的基材包含具有拉伸模量为少于40MPa(根据ASTM?D638,在25C测定)的热塑性弹性体。这使得在单层与各复合材料层中能获得具有理想的纤维与纤维间结合的柔性所需要的充分弹性的基材。业已发现,如果在成型件中的弹性体基材是苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物,能获得非常好的结果。

        在本发明的一个具体的实施方案中,本发明成型件中的基材,除了弹性体基材外,还含有5~80%体积的填料(以弹性体基材与填料的总体积为基准计算)。更优选的填料量为10~80%体积,而最优选为20~80%体积。现已发现,作为其结果,成型件的柔性增加而对防弹特性基本上无负面影响。

        虽然填料无助于纤维间的粘合,但是对纤维间的基材起体积稀释作用,从而使成型件更柔软并具更高的吸能性。填料优选包括具有低重量或低密度的细分散物质。填料可以是气体,虽然使用气体作填料在加工基材时存在实际困难。填料特别还可以包括制备分散体时惯用的物质,例如乳化剂、稳定剂、粘结剂或细分散的粉末。

        现已发现,如果基材含有低于80%体积的填料,那么弹性体基材的量足以能获得合适的纤维间粘合,而基材总量仍保持不变。现还发现,如果基材含有超过5%体积的填料量,成型件的柔性增加。

        最好是将一分离的层配置于复合材料层的一侧或二侧。所用的分离层可包括,例如,Stamylex-一种线型低密度聚乙烯。

        此实施方案的优点在于成型件的柔性为更高,并且,特别是如果使用粘性基材,它更被优选。分离层是一层被置于复合材料层之间的特殊材料,并可非强制地被连接到复合材料层,和保证使防弹成型件中的各复合材料层仍处于彼此相分离的状态。

        现已发现,如果构成成型件的复合材料层具有特定的最大的总重量,成型件将具有与高的柔性相结合的良好的防弹性。现已在其中的复合材料层具有至多为800g/m2的总重量的成型件中发现良好的防弹特性。一种其中每一复合材料层具有总重量为小于800g/m2的防弹成型件具有与良好的防弹特性相结合的合适的柔软性。

        现还发现,复合材料层优选具有至少50g/m2的总重量。总重量较低的复合材料层导致在成型件中叠置的复合材料层过度松散,结果各复合材料层间的结合不够。

        另外发现,如果在每一单层中的纤维含量处于特定限度内,成型件就具有良好的防弹特性。现已在其中单层的纤维含量在10~200g/m2之间的成型件中发现良好的防弹特性。如果在单层中的纤维含量小于10g/m2,在单层中所达到的结合是不充分的,结果在实践中单层不能被很好地处理,而需要进行另外的加工步骤例如复合材料层的成型步骤。如果在单层中的纤维含量大于200g/m2,成型件缺乏柔性并且SEA是低的。术语比能量吸收(SEA)意指成型件的能量吸收(EA)被其表面密度(AD)除所得到的值。而且,还发现,如果在复合材料层中单层数目尽可能少而获得特定总重量的复合材料层,成型件具有良好的防弹特性。

        在应用中还发现本发明防弹成型件的另外的优点,其中除了成型件的重量与?;に酵?,柔软性也起重要的作用。

        防弹成型件能被用于永久性与仅一次性的柔性应用埸合中。

        永久性的柔性应用埸合是指其中成型件作为被使用的结果而经受连续的形状调整,例如在护身具中应用成型件的埸合。仅一次性的柔性应用埸合是指其中使成型件仅经受一次特殊形状的应用埸合。其例子是装在不是很容易接近的空间,例如汽车内部的防弹成型件。

        现已发现,如果复合材料层的总重量具有特定最大值,成型件能具有合适的柔性、?;に接胫亓?。优选的是,成型件中复合材料层的总重量在永久性的柔性应用中至多为500g/m2,每一单层的纤维含量为10~150g/m2。更优选的是,复合材料层的总重量至多为300g/m2,每一单层的纤维含量为10~100g/m2。

        仅一次性的柔软性应用可以使用由具有总重量至多为800g/m2和优选为大于300g/m2的复合材料层组成的成型件,因为在仅一次性的柔性应用中,所希望的正好是为了保持所施加形状的某个最小的韧性。更优选的是,复合材料层的总重量为大于400g/m2,更优选的总重量为大于500g/m2。

        防弹成型件原则上能通过任何已知的适用方法来制造,例如根据WO-95/00318或US-A-4623574的方法来制造。单层是例如由纤维,优选为连续的复丝纱形式的纤维制造的,连续的复丝纱是从跨越精梳机的筒子架被引出的,结果它们以平面状被平行取向。在以平面状被平行取向之前或后,用一定量的含有基材或前体的液体物质涂覆纤维,该物质在制造成型件的后续步骤中,通过反应而得到具有所需弹性模量的聚合物基材。术语前体是指单体、低聚物或可交联的聚合物。所述的液体物质可以是溶液、分散体或熔体。

        许多单层被交叉叠置,优选为以约90°将一层放在另一层之上,复合层就是以此方法形成的。最好这是通过增加温度和/或压力来达到的,基材是能够在纤维间流动,并能够被粘附到其底下和/或其上面的单层的纤维。如果使用基材的溶液或分散体,则将单层成型为复合材料层的过程还包括蒸发溶剂或分散剂。然后将堆叠各复合材料层而产生成型件,同时非强制地将分离层施加到复合材料层或插入到复合材料层之间。

        业已发现,为了获得所需的低基材含量,特别有利的是使用一种如下的方法,其中单层是由具有支数在800~2500旦之间、并被弹性体基材与可能存在的填料组成的分散体所润湿的芳族聚酰胺纱。支数大于800旦的纱从分散体中吸收较少的基材。纱支数优选为大于1000旦,更优选为大于1200旦,最优选为大于1500旦。纱支数优选为低于2500旦,因为它们在单层的平面中能被更容易地分布。如以上所规定的,分散体优选含有重量比为20∶80~95∶5的弹性体材料与填料。现已发现,对于非常低的基材含量而言,结果获得非常均匀分布的基材。

        优选使用水分散体。水分散体具有低的粘度,水分散体的优点在于基材被非常均匀地分布于纤维上,从而达到良好而均匀的纤维粘合。另一优点是作为分散剂的水是无毒的,并因此可在大气中挥发。同样从在低基材百分比下获得均匀分布的目的出发,分散体优选含有,相对于分散体的总重量,为30~60%重量的固体组分(弹性体基材与任何存在的填料)。

        能够通过上述方法获得的本发明的防弹成型件,当被9mmFMJ型枪弹(8g)射中时,优选具有至少为190Jm2/kg的SEA。在受枪弹或弹片的冲击时的能量吸收(EA),是从速度为V50的枪弹或弹片的动能计算的。V50是枪弹或弹片可能穿入到防弹结构的50%时的速度。

        通过下面的实施例对本发明进行解释,但是本发明并不限于这些实施例。

        实施例Ⅰ

        由具有支数为1680分特、从精梳机上的筒子架被引出的、并用基材KratonD1107的水分散体润湿的Twaron2000生产单层。将所述的纱在平面上平行取向,单层的纱重为50.4g/m2。复合层是通过交叉叠置4个单层和施加一Stamylex分离层,在压力为0.5MPa与温度为90℃下,固结各单层与分离层而生产的。该复合材料层的总重量为252g/m2。该复合材料层含有8.0%重量的弹性体材料与3.5%重量的填料(以复合层的总重量为基准计)。

        由松散的、不相连的15层复合材料堆制造扁平形件,将该扁平形件在各角隅处缝合。当受到9mmFMJ型枪弹(8g)冲击时,V50为430m/s和SEA为195Jm2/kg。

        实施例Ⅱ

        由具有支数为1680分特、从精梳机上的筒子架被引出的、并用基材KratonD1107的水分散体润湿的Twaron2000生产单层。将所述的纱在平面上平行取向,单层的纱重为50.4g/m2。复合层是通过交叉叠置4个单层和施加一Stamylex分离层,在压力为0.5MPa与温度为90℃下,固结各单层与分离层而生产的。该复合材料层的总重量为236g/m2。该复合材料层含有3.7%重量的弹性体材料与1.6%重量的填料(以复合层的总重量为基准计)。

        由松散的、不相连的11层复合材料堆制造扁平形件,将该扁平形件在各角隅处缝合。当受到9mmFMJ型枪弹(8g)冲击时,V50为375m/s和SEA为220Jm2/kg。

        比较例A

        由具有支数为1680分特、从精梳机上的筒子架被引出的、并用基材KratonD1107的水分散体润湿的Twaron2000生产单层。将所述的纱在平面上平行取向,单层的纱重为50.4g/m2。复合层是通过交叉叠置4个单层和施加一Stamylex分离层,在压力为0.5MPa与温度为90℃下,固结各单层与分离层而生产的。该复合材料层的总重量为236g/m2。该复合材料层含有20%重量的弹性体材料与5%重量的填料(以复合层的总重量为基准计)。

        由松散的、不相连的15层复合材料堆制造扁平形件,将该扁平形件在各角隅处缝合。当受到9mmFMJ型枪弹(8g)冲击时,V50为431m/s和SEA为176Jm2/kg。

        该扁平形件的柔性大大地低于实施例Ⅰ的扁平形件的柔性。

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