[發(fā)明專利]增強(qiáng)的輕型防彈材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080059987.4
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102686788A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Y·巴德;N·蓬
• 申請（專利權(quán)）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: D04H13/00
• 分類號: D04H13/00;B32B5/26;F41H5/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;李炳愛

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增強(qiáng)的輕型吸能材料及它們的制備方法。這些材料可被用于制造防彈背心、硬質(zhì)或軟質(zhì)防彈板、防刺和防刀切系統(tǒng)以及防彈系統(tǒng)。

發(fā)明背景

防彈級纖維(例如芳族聚酰胺纖維)及由其制備的產(chǎn)品是本領(lǐng)域?yàn)槿藗兯熘摹Ｋ鼈兺ǔ１挥米骱娇蘸蛙娛掠猛荆糜诜缽椧驴椢锘蚴尢娲贰?/p>

針刺制氈，本文中有時(shí)稱作針刺法或簡稱針刺，是紡織物行業(yè)的一種方法，該方法將元件(如帶倒鉤的針)穿進(jìn)和穿出織物，使纖維纏繞起來以制成毛氈。針刺制氈是本領(lǐng)域所熟知的方法，對于該方法的描述可見于這些文檔，例如US5989375。

毛氈在防彈系統(tǒng)中的用途是眾人皆知的。US7101818公開了由至少一個(gè)防彈級纖維織造層和至少一個(gè)纖維非織造層制成的制品，其中兩層之間通過針刺制氈方法纏在一起。

將織造和非織造防彈級纖維結(jié)合起來所制成的防彈系統(tǒng)，其防護(hù)性能優(yōu)于僅由織造纖維制成的防彈系統(tǒng)。

針刺制氈方法通過將兩層纖維融合起來并使其緊密接觸，使各層能夠保持穩(wěn)定并防止各層在彈道事件中發(fā)生分離，這也正是US7101818所公開的防彈系統(tǒng)優(yōu)于未使用針刺制氈而僅由織造層制成的系統(tǒng)的原因所在。

然而，在US7101818的防彈系統(tǒng)中，毛氈僅用于使各層穩(wěn)定。

在彈道事件中，尤其是當(dāng)射來的子彈防彈與防護(hù)系統(tǒng)平面所成角度不垂直(非90°)時(shí)，射彈可能從防護(hù)系統(tǒng)彈開并繼續(xù)沿不同彈道飛行。這也稱作跳彈。

跳彈是射擊時(shí)常見的一種危險(xiǎn)，因?yàn)閺奈矬w彈開后發(fā)生跳彈的射彈具有“不可預(yù)計(jì)”的嚴(yán)重危險(xiǎn)，可能對旁觀者、動(dòng)物、物體甚至對穿著個(gè)人防打擊系統(tǒng)的人員造成間接傷害。如果變形的射彈擊中旁觀者或穿著者，可能會(huì)非常危險(xiǎn)。子彈將不會(huì)有規(guī)律地穿過身體，其表現(xiàn)將更類似于中空子彈，會(huì)造成更大的創(chuàng)傷腔體，甚至成為碎片造成多處創(chuàng)傷。

射來的子彈彈道與防護(hù)系統(tǒng)的平面所成角度越小，發(fā)生跳彈的可能性越大。

射彈很容易從平坦的硬表面(例如混凝土或鋼表面)上彈開，然而跳彈幾乎會(huì)發(fā)生在任何表面上，包括個(gè)人防護(hù)系統(tǒng)防彈包的表面上，因?yàn)榇祟愊到y(tǒng)在受到打擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)足夠平的角度。

軟質(zhì)材料能夠輕松化解或吸收沖擊力，發(fā)生跳彈的幾率較小。這是因?yàn)椴糠謩?dòng)能被軟質(zhì)材料吸收，使射彈減速并使其離開的角度更平，從而使射彈改變方向進(jìn)入材料而不會(huì)發(fā)生跳彈。

然而，當(dāng)射來的子彈防彈靠近防護(hù)系統(tǒng)的邊緣，角度很淺時(shí)，射彈可能會(huì)穿透一層或多層防護(hù)材料并從防護(hù)材料相鄰兩層之間穿過，最終通過防護(hù)系統(tǒng)的凸緣射出。此類事件可能具有致命性，例如，如果射彈從頸部周圍的上凸緣射出將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的顱頜面創(chuàng)傷。

為了改善防彈包對刀切和針刺的防護(hù)性能，現(xiàn)在通常采用聚合物樹脂對其進(jìn)行強(qiáng)化。此類技術(shù)在(例如)WO0137691A1中有所描述。

聚合物樹脂可以壓延、層壓或熱壓到防彈包或防護(hù)組織的每一層中。

然而，這將使得防彈包硬化，而硬化到一定程度后會(huì)導(dǎo)致發(fā)生跳彈的可能性大大增加。

在一些情況下，防彈背心的制造商常使用聚合物泡沫來降低發(fā)生跳彈的可能性，并減少背面創(chuàng)傷。這些聚合物泡沫(例如聚氨酯泡沫)被用作與穿著者身體相接觸的內(nèi)襯。

這些聚合物泡沫在射彈穿透防彈層后幾乎沒有防彈作用，內(nèi)襯的防護(hù)性能很低，無法阻止射彈。

另一方面，使用毛氈(尤其是具有防彈特性的毛氈)作為內(nèi)襯將產(chǎn)生其它不足，例如防彈毛氈的低彈性。

所謂低彈性材料是指材料變形或受壓若干次后將無法恢復(fù)其初始形狀。

盡管毛氈具有初始厚度和緩沖作用，能夠防止背面創(chuàng)傷并減小發(fā)生跳彈的可能性，但長期穿著防彈背心和緊固的壓力逐漸將較厚的毛氈層壓縮為更薄、更致密的毛氈層。這種壓縮的厚層將不再具有初始層的緩沖作用，因此在防止發(fā)生跳彈方面效率降低，從而使穿著者和旁觀者暴露于更高的風(fēng)險(xiǎn)之中。

此外，在彈道事件中，毛氈在射彈沖擊所引起的變形應(yīng)變作用下容易開裂。

另外，將毛氈縫合到防彈背心的另一層纖維上也存在問題。穿著防彈背心以及防彈過程本身都會(huì)使毛氈的縫合處產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致針腳變松。

有必要對內(nèi)襯進(jìn)行改進(jìn)，使其不僅具有防彈特性，而且能夠減小發(fā)生跳彈的可能性，并且在其使用過程中所述的性能不會(huì)丟失。

發(fā)明概述