MX2008007183A - Material flexible resistente a la fragmentacion y picaduras con efecto de trauma reducido - Google Patents

Abstract

Materiales flexibles que son resistentes a balas y picaduras. Los materiales mixtos se forman de por lo menos uno, preferiblemente una pluralidad de capa fibrosa que comprende una red de fibras de alta tenacidad. Una pila de una pluralidad de capas fibrosas se consolidan en un patrón deseado sobre una porción sustancial de suárea superficial lo cual da como resultadoáreas que se consolidan yáreas que no se consolidan. Lasáreas no consolidadas proveen flexibilidad a la estructura mixta global y la estructura es resistente a proyectiles de bala y/o objetos filosos. La armadura de cuerpo formada de los materiales mixtos es cómoda de usar y reduce le grado de trauma al usuario como resultado de impacto por el proyectil de balas u objeto filoso.

Description

MATERIAL FLEXIBLE RESISTENTE A LA FRAGMENTACIÓN Y PICADURAS CON EFECTO DE TRAUMA REDUCIDO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención Esta invención se refiere a materiales mixtos basados en fibras de alta resistencia que son flexibles pero proveen protección contra fragmentos de proyectiles y artículos filosos, tales como cuchillos.

Descripción de la Técnica Relacionada Los productos resistentes a balas para chalecos y similares se conocen en la materia. Muchos de estos productos se basan en fibras de alta tenacidad, tales como fibras de polietileno de cadena extendida. El blindaje de cuerpo, tal como chalecos resistentes a balas, se puede formar de materiales mixtos rígidos y/o materiales mixtos flexibles. Las prendas formadas de blindaje de cuerpo rígidos proveen buena resistencia a la perforación por objetos filosos, tales como cuchillos, pero también son muy rígidos y relativamente voluminosos relativamente voluminosos. Como resultado, en general las prendas de blindaje de cuerpo rígido (v.gr., chalecos) son menos cómodas de usar que las prendas blindadas de cuerpo flexible. Sin embargo, el último puede no proveer resistencia adecuada a apuñalamiento, perforaciones por pica hielo y similares, así como a fragüen tos de proyectil. Aunque el blindaje de cuerpo flexible, tal como chalecos, formados de fibras de alta tenacidad se han mostrado altamente resistentes a penetración de balas, en el momento que el usuario sufre de trauma resultante de impacto de bala. En dicho caso, la bala, aunque se detiene, ocasiona trauma debido a que la longitud de la trayectoria de frenado de falla en el blindaje suave es relativamente corta. Podría ser conveniente proveer un material mixto flexible que tiene propiedades de blindaje convenientes de materiales mixtos rígidos pero que sean cómodos de usar. El material mixto y blindaje de cuerpo formados del mismo podrían ser convenientemente resistentes a balas, fragmentos de proyectiles y otras partículas de balas y también podrían ser resientes a apuñalamientos, perforaciones por pica hielos y otros objetos filosos. Además, dicho blindaje de cuerpo podría desempeñarse de tal manera que reduce el trauma al usuario ocasionado por balas u otros objetos de balas. Convenientemente, dicho blindaje de cuerpo podría ser cómodo de usar y de manufactura no costosa.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con esta invención, se provee un material mixto flexible resistente al impacto, comprendiendo: (a) por lo menos una capa fibrosa, la capa fibrosa comprendiendo una red de fibras de alta tenacidad, la capa fibrosa estando en una matriz de resina; (b) por lo menos una capa fibrosa estando consolidada en un patrón específico sobre una porción sustancial de su área superficial, la capa fibrosa teniendo también porciones de su área superficial que no son consolidadas, las áreas no consolidadas estando en contacto con las áreas consolidadas, las áreas no consolidadas formando goznes entre las áreas consolidadas de manera que el material mixto es flexible, el material mixto siendo resistentes a proyectiles de balas y objetos filosos. Además, de acuerdo con esta invención, un material mixto flexible resistentes a impacto, comprendiendo: (a) una pluralidad de capas fibrosas, las capas fibrosas comprendiendo una red de fibras de alta tenaceada, las capas fibrosas estando en una matriz de resina; (b) la pluralidad de capas fibrosas que se consolidan en un patrón de triángulos interconectados sobre una porción sustancial de su área superficial, la pluralidad de capas fibrosas teniendo también porciones de su área superficial que no se consolidan, las áreas no consolidadas teniendo la forma de líneas que están en contacto con las áreas consolidadas, las áreas no consolidadas formando goznes entre las áreas consolidadas de mantera que le material mixto es flexible, el material mixto siendo resistente a proyectiles de bala y objetos filosos. También de de acuerdo con esta invención, se provee blindaje de cuerpo flexible que es resistente a proyectiles de bala y objetos filosos, el blindaje de cuerpo comprendiendo por lo menos un material mixto, el material mixto comprendiendo: a) por lo menos una capa fibrosa, la capa fibrosa comprendiendo una red de fibras de alta tenacidad, la capa fibrosa estando en una matriz de resina; (b) por lo menos una capa fibrosa siendo consolidada en un patrón específico sobre una porción sustancial de su área superficial, la capa fibrosa también teniendo porciones de su área superficial que no se consolida, las áreas no consolidadas estando en contacto con las áreas consolidadas, las áreas no consolidadas formando goznes entre las áreas consolidadas de manera que el material mixto es flexible, el blindaje de cuerpo siendo resistente a proyectiles de bala y objetos filosos. Además, de acuerdo con esta invención, se provee blindaje de cuerpo flexible que es resistente a proyectiles de bala y objetos filosos, el blindaje del cuerpo comprendiendo una pluralidad de materiales mixtos sobrepuestos, los materiales mixtos comprendiendo: (a) una pluralidad de capas fibrosas, las capas fibrosas comprendiendo una red de fibras de alta tenacidad, las capas fibrosas estando en una matriz de resina; (b) la pluralidad de capas fibrosas siendo consolidadas en un patrón de triángulos interconectados sobre una porción sustancial de su área superficial, la pluralidad de capas fibrosas teniendo también porciones de su área superficial que son no consolidadas, las áreas no consolidadas teniendo la forma de líneas que están en contacto con las áreas consolidadas, las áreas no consolidadas formando goznes entre las áreas consolidadas de manera que el material mixto es flexible, el blindaje del cuerpo siendo resistente a proyectiles de balas y objetos filosos. Adicionalmente, la invención provee un método para formar un material mixto flexible que es resistente a proyectiles de bala y objetos filosos, el método comprendiendo: (a) proveer por lo menos una capa fibrosa que comprende una red de fibras de alta tenacidad, dicha capa de fibras estando en una matriz de resina; (b) moldear por lo menos una capa fibrosa de manera que hay consolidación selectiva de la capa fibrosa en un patrón específico, de manera que la capa fibrosa tiene una porción sustancial en su área superficial consolidada en un patrón específico y la capa fibrosa moldeada tiene porciones de su área superficial que no son consolidadas, las áreas no consolidadas teniendo la forma de líneas que están en contacto con las áreas consolidadas, las áreas no consolidadas formando goznes entre las áreas consolidadas de manera que el material mixto es flexible y el material mixto siendo resistente a proyectiles de balas y objetos filosos. Preferiblemente, las áreas de consolidación tienen la forma de configuraciones geométricas, la configuración preferida siendo el triángulo quilateral. Las líneas o tiras entre las formas geométricas consolidadas forman goznes, de manera que las porciones rígidas son flexibles alrededor de los goznes. Esto da como resultado una estructura global que es flexible, aún provee excelente protección contra balas. La presente invención provee un material mixto flexible formado de fibras de alta tenacidad que tiene áreas que se consolidad de manera que forman porciones rígidas. El material mixto también tiene áreas que no son consolidadas y permanecen flexibles. Estas áreas están en contacto con las porciones rígidas y forman goznes de manera que el material mixto es flexible alrededor de los goznes. Combinando los ascpectos de un material mixto rígido y un material mixto flexible en la misma estructura, el material mixto global es flexible teniendo las propiedades resistentes a balas convenientes de una estructura rígida. Por lo tanto, el material mixto de la invención es resiente a partículas de balas tales como fragmentos, balas y similares. El material mixto también es resistente a perforaciones de objetos filosos tales como cuchillos, pica hielos y similares. Además, debido a que el material mixto tiene una porción sustancial de su área superficial que es rígida, hay una reducción en trauma de balas y similares al usuario de chalecos que se forman del material mixto. Esta invención provee por lo tanto consolidación selectiva de múltiples capas de fibras de alta tenacidad en un patrón que deja áreas no consolidadas que forman "goznes". Una porción sustancial del material mixto es consolidado y tiene características de blindaje rígido (buena resistencia a fragmentación, acuchillamiento y trauma) . Los goznes o tiras de capas no consolidadas de las fibras de alta tenacidad dotando al material con flexibilidad suficiente para usarse en blindaje de cuerpo tal como chalecos resistentes a balas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Esta invención se entenderá más completamente y serán evidentes las ventajas adicionales cuando se hace referencia a la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención y los dibujos anexos, en los cuales : La Fig. 1 es una vista en planta del material mixto de esta invención. La Fig. 2 es una vista en sección transversal del material mixto de esta invención, tomado a lo largo de la línea 2-2 de la Fig. 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende un material mixto que se forma de por lo menos una capa fibrosa, y preferiblemente de una pluralidad de capas fibrosas. La capa o capas fibrosas comprenden una red de fibras de alta tenaceada que están en una matriz de resina. El material mixto preferiblemente se forma de por lo menos dos capas de las fibras de alta tenacidad. Para los fines de la prevete invención, una fibra es un cuerpo alargado, la dimensión de longitud de la cual es bastante mayor que las dimensiones transversales de anchura y grosor. Consecuentemente, el término fibra incluye monofilamento, multifilamento, cintas, tiras, grapas y otras formas de fibra triturada, cortada discontinua y similares tendido sección transversal regular o irregular. El término "fibra" incluye una pluralidad de cualquiera de los anteriores o una combinación de los mismos. Un hilo es una hebra continua comprendida de muchas fibras o filamentos. Las secciones transversales de fibras útiles en la presente pueden variar ampliamente. Pueden ser circulares, planas u oblongas en sección transversal. También pueden ser multilobulares en sección transversal irregular o regular teniendo uno o más lóbulos regulares o irregulares que se proyectan desde el eje lineal o longitudinal de las fibras. Se prefiere que las fibras sean sustancialmente circulares, planas u oblongas en sección transversal, más preferiblemente el primero. Como se usa en la presente, el término "fibras de alta tenacidad" significa fibras que tienen tenacidades iguales que o mayores a que aproximadamente 7 g/d. Preferiblemente, estas fibras tienen módulos de tensión iniciales de por lo menos aproximadamente 150 g/d y energías de ruptura de por lo menos aproximadamente 8 J/g como se mide por STM D2256. Como se usa en al presente, los términos "módulo de tensión inicial", "módulo de tensión" y "módulo" significa el módulo de elasticidad medido por asta 2256 para un hilado y por ASTM D638 para un elastómero o material de matriz. Preferiblemente, las fibras de alta tenacidad tienen tenacidades iguales que o mayores a aproximadamente 10 g/d, más preferiblemente iguales que o mayores a aproximadamente 16 g/d, aún más preferiblemente iguales que o mayores a aproximadamente 22 g/d, y aún más preferiblemente iguales que o mayores a aproximadamente 28 g/d. La red de fibras usadas en el material mixto de esta invención puede tener la forma de telas tejidas, de punto o no tejidas formadas de fibras de alta tenacidad. Preferiblemente, por lo menos 50% en peso de las fibras en al tela son fibras de alta tenacidad. Preferiblemente, por lo menos 50% en peso de las fibras en la tela son fibras de alta tenacidad, más preferiblemente por lo menos aproximadamente 75% en peso de las fibras en la tela son fibras de alta tenacidad y aún más preferiblemente sustancialmente todas las fibras en la tela son fibras de alta tenacidad. Los hilos y telas de la invención pueden estar comprendidos de una o más fibras de alta resistencia diferentes. Los hilos pueden estar en alineación esencialmente paralela, o los hilos pueden torcerse, envolverse o enredarse. Las telas de la invención pueden ser tejidas con hilos que tienen diferentes fibras en las direcciones de envoltura y trama, o en otras direcciones.

Los hilos útiles en las capas fibrosas pueden ser de cualquier denier adecuado, tal como de aproximadamente 50 denier a alrededor de 3000 denier. La selección se regula por las consideraciones de efectividad de balística y costo. Los hilos más finos son más costosos de manufactura y tejer, pero pueden producir mayor efectividad de balística por peso unitario. Los hilos preferiblemente son de aproximadamente 200 denier a alrededor de 3000 denier. Más preferiblemente, los hilos son de aproximadamente 650 denier a alrededor de 1500 denier. Más preferiblemente los hilos son de aproximadamente 800 denier a alrededor de 1300 denier. Las fibras de alta resistencia útiles en los hilos y telas de la invención incluyen fibras de poliolefina de peso molecular alto altamente orientadas, particularmente fibras de polietileno y fibras de polipropileno de alto módulo, fibras de aramida, fibras de polibenzazol tales como polibenzoxazol (PBO, por sus siglas en inglés) y polibenzotiazol (PBT, por sus siglas en inglés), fibras de alcohol polivinílico, fibras de poliacrilonitrilo, fibras de poliéster de cristal líquido, fibras de vidrio, fibras de carbono o basalto o fibras de otro mineral, así como fibras poliméricas de varilla rígida, y mezclas y combinaciones de los mismos. Las fibras de alta resistencia preferidas útiles en esta invención incluyen fibras de poliolefina, fibras de aramida y fibras de polibenzoxazol, y mezclas y combinaciones de las mismas. Se prefieren más las fibras de polietileno de peso molecular alto, fibras de aramida y fibras de polibenzoxazol y mezclas de los mismos. La Patente de E.U.A. No. 4,457,985 generalmente discute dichas fibras de polietileno y polipropileno de peso molecular alto al grado que no sea inconsistente con el mismo. En el caso de polietileno, las fibras adecuadas son aquellas de peso molecular promedio en peso de por lo menos aproximadamente 150,000, preferiblemente por lo menos un millón y más preferiblemente entre aproximadamente dos millones y alrededor de cinco millones. Dichas fibras de polietileno de peso molecular alto pueden centrifugarse en solución (véase Patente de E.U.A. NO. 4,137,394 y Patente de E.U.A. No. 4,356,138) o un filamento centrifugado de una solución para formar una estructura de gel (véase Patente de E.U.A. NO. 4,413,110, Germn Off. No. 3,004,699 y Patente de GB No. 2051667), o las fibras de polietileno pueden producirse por un proceso de enrollamiento y extracción (véase Patente de E.U.A. No. 5,702,657). Como se usa en la presente, el término polietileno significa un material de polietileno predominantemente lineal que puede contener cantidades menores de ramificación de cadena o co-monómeros que no exceden 5 unidades de modificación por 100 átomos de carbono de cadena principal y que también pueden contener mezclado con los mismos no mas de aproximadamente 50% en peso de uno o más aditivos poliméricos tales como alqueno-1-polímeros, en particular polietileno, polipropileno o polibuteno de baja densidad copolímeros que contienen mono-olefinas como monómeros primarios, poliolefinas oxidadas, copolímeros de poliolefina de injerto y polioximetilenos, o aditivos de peso molecular bajo tal como antioxidantes, lubricantes, agentes de barrido ultravioleta, colorantes y similares que se incorporan comúnmente. Las fibras de polietileno de alta tenacidad (también denominadas como fibras de polietileno de cadena extendida o peso molecular alto) se prefiere y se venden bajo la marca comercial SPECTRA® por Honey ell Intenational Inc. De Morristown, New Jersey, E.U.A. Dependiendo de la técnica de formación, la relación de extracción y temperaturas otras condiciones, se pueden impartir una variedad de propiedades a estas fibras. La tenacidad de las fibras de polietileno por lo menos son de aproximadamente 7 g/d, preferiblemente de por lo menos aproximadamente 15 g/d, más preferiblemente por lo menos 20 g/d, aún más preferiblemente por lo menos aproximadamente 25 g/d y aún más preferiblemente por lo menos aproximadamente 30 g/d. Similarmente, el modulo de tensión inicial de las fibras, medido siró una máquina de prueba de tensión Instron, preferiblemente por lo menos es de aproximadamente 300 g/d, más preferiblemente de por lo menos aproximadamente 500 g/d, aún más preferiblemente de por lo menos aproximadamente 1,000 g/d y aún más preferiblemente de por lo menos aproximadamente 1,200 g/d. Estos valores superiores para módulo de tensión inicial y tenacidad generalmente se obtienen solo empleando procesos de desarrollo de solución o centrifugación de gel. Muchos de los filamentos tienen puntos de fusión superiores al punto de fusión del poliedro del cual se forman. Por lo tanto, por ejemplo, el polietileno de peso molecular alto de aproximadamente 150,000, aproximadamente un millón y alrededor de dos millones de peso molecular generalmente tienen puntos de fusión en el volumen de 138°C. Los filamentos de polietileno altamente orientados hechos de estos materiales tienen puntos de fusión de aproximadamente 7°C a alrededor de 13°C superiores. Por lo tanto, un ligero incremento en el punto de fusión refleja la perfección cristalina y orientación cristalina superior de los filamentos comparado con el polímero de volumen. Similarmente, se pueden usar las fibras de polipropileno de peso molecular alto orientado altamente de peso molecular promedio en peso de por lo menos aproximadamente 200,000 preferiblemente por lo menos aproximadamente un millón y más preferiblemente por lo menos aproximadamente dos millones. Dicha cadena de polipropileno extendida puede formarse en filamentos razonablemente bien orientados por las técnicas prescritas en las diferentes referencias mencionadas antes, y especialmente por la técnica de la Patente de E.U.A. No. 4,413,2110. Dado que el polipropileno es un material mucho menos cristalino que el polietileno y contiene grupos metilo colgantes, los valores de tenacidad logrados por polipropileno generalmente son sustancialmente inferiores a los valores correspondientes para polietileno. Consecuentemente, una tenacidad adecuada preferiblemente es menor a aproximadamente 8 g/d, más preferiblemente menor a 11 g/d. El módulo de tensión inicial para polipropileno preferiblemente por lo menos es de aproximadamente 160 g/d, más preferiblemente por lo menos aproximadamente 200 g/d. El punto de fusión del polipropileno generalmente se eleva varios grados por el proceso de orientación, de manera que el filamento de polipropileno tiene preferiblemente un punto de fusión de por lo menos 160°C, más preferiblemente por lo menos 170°C. Las escalas particularmente preferidas para los parámetros descritos antes ventajosamente pueden proveer desempeño mejorado en el artículo final. Empleando fibras que tienen un peso molecular promedio en peso de por lo menos aproximadamente 200,000 acoplado con las escalas preferidas para los parámetros descritos antes (módulo y tenaceada) pueden proveer desempeño ventajosamente mejorado en el artículo final. En el caso de fibras de aramida, las fibras adecuadas formadas de poliamidas aromáticas se describen en la Patente de E.U.A. No. 3,671,542, que se incorporan aquí por referencia al grado no inconsistente con la misma. Las fibras de aramida preferidas tendrán una tenacidad de por lo menos aproximadamente 20 g/d, un módulo de tensión inicial de por lo menos aproximadamente 400 g/d y una energía de ruptura de por lo menos aproximadamente 8 J/g, y particularmente fibras de aramida preferidas tendrán una tenacidad de por lo menos aproximadamente 20 g/d y una energía a la ruptura de por lo menos 20 J/g. Las fibras de aramida más preferidas tendrán una tenacidad de por o menos aproximadamente 23 g/d, y módulo de por lo menos aproximadamente 500 g/d y una energía a la ruptura de por lo menos aproximadamente 30 J/g. Por ejemplo, los filamentos de poli (p-fenileno tereftalamida) que tienen valores de módulo y tenacidad moderadamente altos son particularmente útiles para formar materiales mixtos resistentes a balas. Ejemplos son Twaron® 29 que tiene 500 g/d y 22 g/d como valores de módulo de tensión inicial y tenacidad, respectivamente, así como Kevlar® 129 y KM2 que están disponibles en 400, 640 y 840 deniers de du Pont. Las fibras de aramida de otros fabricantes también se pueden usar en esta invención. Los copolímeros de poli (p-fenileno tereftalamida) también pueden usarse, tales como co-poli (p-fenileno tereftalamida, 2, 4 ' -oxidifenileno tereftalamida). También en la práctica de esta invención son útiles las fibras de poli (m-fenileno isoftalamida) vendidos por du Pont bajo el nombre comercial Nomex®. Las fibras de alcohol polivinílico de peso molecular alto (PV-OH) que tienen módulos de tensión altos se describen en la patente de E.U.A NO. 4,440,711 de Kwon y otros, que se incorporan aquí por referencia logrado que no es consistente con el mismo. Las fibras de PV-OH de peso molecular alto deberán tener un peso molecular promedio de por lo menos aproximadamente 200,000. Las fibras de PV-OH particularmente útiles deberán tener un módulo de por lo menos aproximadamente 300 g/d, una tenacidad preferiblemente de por lo menos aproximadamente 10 g/d, más preferiblemente por o menos aproximadamente 14 g/d y aún más preferiblemente por lo menos aproximadamente 17 g/d, y una energía a la ruptura de por lo menos aproximadamente 8 J/g. La fibra PV-OH que tiene dichas propiedades puede producirse, por ejemplo, por el proceso descrito en la Patente de E.U.A. No. 4,599,267. En el caso de poliacrilonitrilo (PAN) , la fibra de PAN deberá tener un peso molecular promedio en peso de por lo menos aproximadamente 400,000. La fibra de PAN particularmente útil deberá tener una tenacidad preferiblemente de por lo menos aproximadamente 10 g/d y una energía a la ruptura de por lo menos aproximadamente 8 J/g. La fibra de PAN que tiene un peso molecular de pro o menos aproximadamente 400,000, una tenacidad de por lo menos aproximadamente 15 a 20 g/d y una energía a la ruptura de por lo menos aproximadamente 8 J/g es más útil; y dichas fibras se describen, por ejemplo, en la Patente de E.U.A. No. 4,535,027. Las fibras de copoliéster de cristal líquido adecuado para la práctica de esta invención se describen, por ejemplo, en la Patente de E.U.A. Nos. 3,8¿975,487; 4,118,372 y 4,161,470. Las fibras de polibenzazol adecuadas para la práctica de esta invención se describen, por ejemplo, en las Patentes de E.U.A. Nos, 5,286,833, 5,296,185, 5,356,584, 5,534,305 y 6,040,050. Las fibras de polibenzazol están disponibles bajo las fibras de Zylon® de Toyobo Co. Las fibras de varilla rígida se describen, por ejemplo, en las Patentes de E.U.A. Nos. 5,674,969, 5,939,553, 5,945,537 y 6,040,478. Dichas fibras están disponibles bajo las fibras de designación M5® de Magellan Systems International . Como se mencionó antes, las fibras de alta resistencia pueden tener la forma de una tela tejida, de punto o no tejida. Preferiblemente, la tela de alta resistencia tiene la forma de una tela no tejida, tales como capas de fibras orientadas unidireccionalmente o fibras que se sienten en una orientación aleatoria y están en un a matriz de resina adecuada. Otro material de tala preferido útil en la presente como las capas fibrosas son telas formadas de fibras orientadas unidireccionalmente, que normalmente tienen una capa de fibras que se extienden en una dirección y una segunda capa de fibra que se extienden en una dirección 90° de las primera fibras. Cuando las capas individuales son fibras orientadas unidireccinalmente, las capas sucesivas se hacen girar preferiblemente en relación una con lastra, por ejemplo, a los ángulos de 0°/90° o 0°/45o/90o/45o/0° o en otro ángulos. Ejemplos de estas telas no tejidas orientadas unidireccionalmente son los siguientes, que están disponibles de Honeywell International Inc. : SPECTRA SHIELD® PCR (que es una tela no tejida de cintas de fibra de polietileno de cadena extendida SPECTRA® incluyendo una resina, dichas cintas se apilan transversalmente a 0°/90°, y usualmente se usan en aplicaciones de blindaje duro) , SPECTRA SHIELD® PLUS PCT (que es una versión más ligera de la tela de SPECTRA SHIELD® PCR) , SPECTRA SHIELD® LCR (que es una tela no tejida de cintas de fibras de polietileno de cadena extendida de SPECTRA® incluyendo una resina, dicha cintas son apiladas transversalmente a 0°/90°, emparedadas con una película termoplástica y usualmente se usan en aplicaciones de blindaje suave), SPECTRA SHIELD® PLUS LCR (que es una versión más ligera de la tela SPECTRA SHIELD® LCR) , y GOLD FLEX® (que es un material de protección de aramida de cuatro capas de cintas de fibra de aramida unidireccionales incluyendo una resina, que son colocadas transversalmente a 0°/90°, 0°/90°, y emparedadas con una película termoplástica) . Una tela tejida que es útil en la presente invención es una tela tejida formada de fibras de polietileno SPECTRA®. En una modalidad, la tela preferiblemente tiene entre aproximadamente 5.9 a alrededor de 2|.6 extremos por cm en las direcciones de envoltura y relleno, y más preferiblemente entre aproximadamente 6.7 a alrededor de 17.7 extremos por cm. Los hilos preferiblemente están cada uno entre 200 y 1200 denier. El resultado es una tela tejida que pesa preferiblemente entre aproximadamente 67.8 a alrededor de 608.6 h/m2 y más preferiblemente entre aproximadamente 169.5 a alrededor de 373.0 g/m2. Ejemplos de dichas telas son aquellos designados como estilos 902, 904, 952, 955 y 960 estilos de tela SPECTRA®. Como apreciarán los expertos en la materia, las construcciones de telas descritas en la presente son ilustrativas únicamente y no se pretende que limiten la invención a la misma. La matriz de resina para las capas de fibras pueden formarse de una amplia variedad de materiales elastoméricos que tienen características deseadas. En una modalidad, los materiales elastoméricos usados en dicha matriz tienen módulos de tensión iniciales (módulos de elasticidad) iguales a o menores que aproximadamente 41.4 MPa medido por ASTM D638. Más preferiblemente, el elastómero tiene módulo de tensión inicial igual a o menor que aproximadamente 16.5 MPa. Más preferiblemente, el material elastomérico tiene módulo de tensión inicial igual a o menor que aproximadamente 8.23 MPa. Estos materiales de resina normalmente tienen naturaleza termoplástica . Alternativamente, la matriz de resina puede seleccionarse para tener un módulo de alta tensión cuando se cura, como por lo menos aproximadamente 6895 MPa. Ejemplos de dichos materiales se describen, por ejemplo, en la Patente de E.U.A. 6,642,159, la descripción de la cual se incorpora expresamente en la presente por referencia. La preparación del material de matriz de resina a fibra en las capas mixtas puede variar ampliamente dependiendo del uso final. El material de matriz de resina forma preferiblemente aproximadamente de 1 a alrededor de 98 por ciento en peso, más preferiblemente de aproximadamente 5 a alrededor de 95 por ciento en peso y aún más preferiblemente de aproximadamente 5 a alrededor de 40 por ciento en peso del peso total de las fibras y matriz de resina. Una amplia variedad de materiales elastoméricos pueden utilizarse como la matriz de resina. Por ejemplo, se pueden emplear cualquiera de los siguientes materiales: polibutadieno, poli-isopreno, hule natural, copolímeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno-dieno, polímeros de polisulfuro, elastómeros de poliuretano, polietileno clorosulfonado, policloropreno, cloruróte polivinilo plastificado usando ftalato de dioctilo y otos plastificantes bien conocidos en la materia, elastómeros de acrilonitrilo de butadieno, poli (isobutileno-co-isopreno) , poliacrilatos, poliésteres poliéteres, fluoroelastómeros, elastómeros de silicón, elastómeros termoplásticos y copolímeros de etileno. Ejemplos de resinas de termofraguado incluyen aquellas que son solubles en solventes saturadas con carbono-carbono tales como metil etil cetona, acetona, etanol, metanol, alcohol isopropílico, ciciohexano, acetona de etilo y sus combinaciones. Entre las resinas de termofraguado están los estrés de vinilo, copolímeros de bloque de estireno-butadieno, ftalato de dialilo, fenol formaldehído, polivinil butiral y mezclas de los mismos, como se describe en la Patente de E.U.A. 6,642,159 mencionada antes. Las resinas de termofraguado para telas de fibra de polietileno incluyen por lo menos un ester de vinilo, ftalato de dialilo y opcionalmente un catalizador para curar la resina de ester de vinilo. Un grupo preferido de materiales para telas de fibras de polietileno son copolímeros de bloque de dienos conjugados y copolímeros aromáticos de vinilo. El butadieno e isopreno son elastómeros de dieno conjugados preferidos. El estireno, vinil tolueno y t-butil estírenos son monómeros aromáticos conjugados preferidos. Los copolímeros de bloque que incorporan poli-isopreno pueden ser hidrogenados para producir elastómeros termoplásticos que tienen segmentos de elastómeros de hidrocarburo saturados. Los polímeros pueden ser copolímeros de tres bloques sencillos del tipo de R-(BA)X (x = 3-150); en donde A es un bloque de un monómero aromático de polivinilo y B es un bloque de un elastómero de dieno conjugado. Una matriz de resina preferida es un copolímero de bloque de isopreno-estireno-isopreno, tal como copolímero de bloque de isopreno-estireno-isopreno Kraton® D1107 disponible de Kraton Polymer LLC. En general, las capas fibrosas de la invención preferiblemente se forman construyendo una red de fibras inicialmente y luego revistiendo la red con la composición de matraz. Como se usa en la presente, el término "revestimiento" se usa en un amplio sentido para describir una red de fibras en donde las fibras individuales tienen una capa continua de la composición de matriz que rodea las fibras o una capa discontinua de la composición de matriz en la superficie de las fibras. En un caso anterior, puede ser tal que las fibras se empotren completamente en la composición de matriz. Los términos revestimiento e impregnación se una intercambiablemente en la presente. En el caso preferido de redes de fibras alineadas unidireccionalmente, haces de hilos de los filamentos de alta tenacidad se suministran de un carrete y los conducen a través de guías y una o más barras difusoras en un peine de colimación antes de revestirse con el material de matriz. El peine de colimación alinea los filamentos coplanarmente y en una manera sustancialmente unidireccional. La composición de resina de matriz se aplica como una solución, dispersión o emulsión en la capa de red de fibras, preferiblemente una red de fibras unidireccional. La red de fibras revestida de la matriz se seca. La solución, dispersión o emulsión de la resina de matriz puede rociarse en los filamentos. Alternativamente, la estructura de filamentos puede revestirse con la solución, dispersión, o emulsión acuosa mediante sumergimiento o por medio de un revestimiento de rodillo o similares. Después del revestimiento, la capa fibrosa revestida puede pasarse a través de un horno para secar en el cual la capa de red de fibras revestidas (una sola cinta) se somete a suficiente calor para evaporar el agua en la composición de matriz. La red fibrosa revestida entonces se puede colocar en una malla portadora, que puede ser un papel o un sustrato de película, o las fibras inicialmente se pueden colocar en una malla portadora antes de revestirse con la resina de matriz.

Preferiblemente, se apilan dos capas de una sola cinta de las fibras de alta tenacidad, con las fibras en una capa siendo orientadas en un ángulo a las fibras en la capa adyacente. Como se mencionó previamente, la estructura mixta más preferida es una en donde la red de fibras de cada capa se alinea unidireccionalmente y se orienta de manera que las direcciones de fibras en capas adyacentes están en una orientación de 0°/90°. Las fibras en cada capa adyacente pueden ser iguales o diferentes, aunque se prefiere que las fibras en cada dos capas adyacentes del material mixto puedan ser iguales . Normalmente varias capas del material mixto se emplean en el blindaje del cuerpo para dar la resistencia a balas requerida, y las capas individuales pueden formarse de fibras diferentes o pueden tener una configuración diferente a una capa adyacente. Preferiblemente, una pluralidad de las capas fibrosas (preferiblemente en la forma del material de dos capas como se describió antes) se usan para formar la estructura mixta de esta invención. Una pluralidad de dichas capas se apilan juntas. El número de capas mixtas apiladas puede variar de acuerdo con la solicitud pretendida y las propiedades deseadas. Por ejemplo, el número de capas apiladas puede variar de aproximadamente 2 a alrededor de 40, más preferiblemente de aproximadamente 2 a alrededor de 20, y aún más preferiblemente de aproximadamente 3 a alrededor del5. La pluralidad de capas apiladas se procesan de manera que forman áreas que se consolidan y las áreas que no se consolidan. Esto se puede hacer en un proceso en lotes o sobre una base continua. En un proceso en lotes, la pluralidad apilada de capas fibrosas se coloca en una prensa entre dos moldes. Por lo menos uno de los moldes, y preferiblemente ambos, se forman con un patrón que es inverso al patrón deseado que será formado en las capas apiladas, bajo calor y presión. Es posible que los patrones en los moldes superior e inferior de la prensa pueden ser diferentes, pero preferiblemente son iguales. En un proceso continuo, la fila de capas fibrosas puede transportarse en un par de rodillos, por lo menos uno de los cuales tiene una superficie que tiene un patrón que es el inverso del patrón deseado en la pila de capas fibrosas. Como con el proceso de lotes, preferiblemente las superficies de ambos rodillos se proveen con el patrón deseado. Así mismo, el patrón deseado en ambos rodillos es el mismo. Si la pila de las capas fibrosas se procesa ya sea en una forma de lotes o en una manera continua, se somete a calor y presión ya sea en la prensa o a través del par de rodillos. El calor y presión se eligen dependiendo de la matriz de resina y las fibras en las capas fibrosas. Normalmente, el calor y presión usados son similares al usado para formar hojas consolidadas plantas del mismo material fibroso con la misma resina de matriz. El grosor del material mixto consolidado puede variar ampliamente, dependiendo el uso deseado. Por ejemplo, el material mixto puede tener un grosor (medido en su área consolidada) de aproximadamente 0.102 a 1.27 cm) , más preferiblemente de aproximadamente 0.375 a 1.02 cm y aún más preferiblemente de aproximadamente 0.381 a alrededor de 0.953 cm. Las áreas de crestas no consolidadas sobresalen de la superficie de las áreas consolidadas por una cantidad deseada. Por ejemplo, con una pluralidad de capas fibrosas formadas de fibras de polietileno de alta tenacidad, la pila de capas fibrosas se somete a temperaturas en la escala de aproximadamente 100 a alrededor de 150 °C, preferiblemente de aproximadamente 110 a alrededor de 140°C, y más preferiblemente de aproximadamente 120 a alrededor de 127 °C, y presiones de aproximadamente 0.689 a alrededor de 13.78 mPa, preferiblemente de aproximadamente 1.034 a 10.34 mPa y más preferiblemente de aproximadamente 1.378 a 6.89 mPa. Los tiempos de moldeo pueden variar, por ejemplo, de aproximadamente 0.5 a alrededor de 30 minutos, preferiblemente de aproximadamente 1 a alrededor de 25 minutos y más preferiblemente de aproximadamente 1 a alrededor de 20 minutos. Con referencia a la Fig. 1, se muestra el material mixto flexible 10 de la invención, que se forma de una pila de capas de material fibroso de alta tenacidad. El material mixto flexible 10 se forma con una pluralidad de áreas consolidadas 12, que se separan por áreas no consolidadas 14 mostradas en la forma de líneas rectas. Las áreas 12 entre las líneas 14 se muestran por tener la forma de triángulos equilaterales adyacentes, con las líneas 14 colindando los bordes de los triángulos equilaterales y separándolos en su forma discreta. La Fig. 2 es una vista en sección transversal, no a escala, de al Fig. 1 y describe la estructura del material mixto 10. Como se puede observar, el material mixto 10 se forma de una pluralidad de capas fibrosas 20 que se han apilado una sobre la otra, con sus superficies principales adyacentes una a la otra. Las áreas 12 de la pila de capas fibrosas se ha consolidado (de manera que se reducen en grosor) y las áreas 14 de la pila de las capas fibrosas permanece no consolidada. Por lo tanto, las áreas o líneas 14 se extienden hacia fuera de los planos principales del material mixto. Es decir, las superficies superior e inferior de la pila de capas fibrosas se forman con el patrón deseado. Las superficies principales del material mixto tienen una pluralidad de picos y valles, con los picos siendo formados por las áreas no consolidadas y los valles por las áreas consolidadas. Como se puede observar en la Fig. 2, las líneas no consolidadas 14 preferiblemente se extienden a través de toda la pila de capas. Las líneas no consolidadas 14 actúan como goznes entre las áreas consolidadas 12 de manera que las áreas 12 pueden flexionarse alrededor de las líneas 14. Como resultado, la estructura global es flexible. Se deberá señalar que el patrón producido en la pila de capas fibrosas puede ser cualquier patrón deseado, tal como cuadrados, rectángulos, paralelogramos, diamantes, hexágonos, triángulos u otro patrón deseado, ya sea un patrón geométrico, no geométrico, regular o irregular. El patrón puede parecer acolchado. Preferiblemente, el patrón es una pluralidad de cuadrados, diamantes, hexágonos o triángulos. Más preferiblemente, el patrón es una pluralidad de triángulos equiláteros como se muestra en los dibujos dado que proporciona máxima flexibilidad para un área mínima no consolidada. Además, las áreas no consolidadas 14 entre las áreas consolidadas 12 no necesitan tener la forma de una línea recta, pero puede ser curva, tener una forma irregular o tener la forma de tiras más amplias. El tamaño de cada miembro del patrón deseado puede variar. Se ha encontrado que con los triángulos equilaterales como el patrón, se obtienen buenos resultados cuando los triángulos tienen lados de aproximadamente 2.54 a alrededor de 7.62 cm. Si los lados son más pequeños, esto dará como resultado un porcentaje inferior del área consolidada, y si los lados son más grandes, el material mixto puede debilitar el uso de blindaje en el cuerpo. Para formar un chaleco u otro blindaje de cuerpo, se usa por lo menos una capa del material mixto de esta invención. Preferiblemente, sin embargo, podría haber una pluralidad de capas mixtas empleadas en el blindaje del cuerpo en una forma similar a un chaleco típico que usa capas fibrosas no consolidadas (sin las áreas consolidadas) . El material mixto de esta invención se puede usar con otros materiales mixtos de la misma estructura o con otro blindaje de cuerpo flexible, incluyendo telas no tejidas, tejidas o de punto o estructuras de protecciones. Un chaleco formado de una pluralidad del material mixto de la invención normalmente pueden disponerse de manera que las áreas no consolidadas de un material mixto se desviaran de las áreas no consolidadas del material mixto adyacente. Esto es para proveer protección incrementada de amenazas de balas y acumulamientos, dado que las áreas consolidadas proveen mejor protección que las áreas no consolidadas. Desviando las áreas no consolidadas, se asegurará que cualquier proyectil de bala u objeto filoso cumplirá por lo menos un área consolidada, y preferiblemente varias áreas consolidadas de diferentes materiales mixtos. Normalmente varias capas del material mixto pueden apilarse en una almohada o similares, con las capas estando dispuestas de manera suelta. Las capas preferiblemente solo se apilan juntas de manera que sena capaces de cambiar con respecto unas a las otras. En algunas modalidades puede ser conveniente unir las capas para evitar el deslizamiento de las capas individuales con respecto unas a las otras. Alternativamente, pueden laminarse una a la otra. Se prefiere que las superficies superior e inferior de la pila de capas sean provistas con una o más películas de plástico de manera que reduzcan la fricción entre los materiales mixtos cuando varios se colocan unos sobre los otros, que da como resultado un blindaje de cuerpo que es más cómodo de usar. Cualquier película de plástico adecuada puede emplearse, tal como las películas hechas de poliolefinas. Ejemplos de dichas películas son películas de polietileno de baja densidad lineales (LLDPE) , películas de poliéster, películas de nylon, películas de policarbonato y similares. Estas películas pueden tener cualquier grosor conveniente. La escala de grosor normal de aproximadamente de 2.5 a 30 µm, más preferiblemente de 5 a 25 µ, y aún más preferiblemente de 7.5 a 12.5 µm. Una porción sustancial del área superficial del material mixto 10 comprende las áreas consolidadas 12. Como se usa en la presente, el termino medios de porción "sustancia." Por lo menos aproximadamente 50% del área superficial. El porcentaje del área superficial del material mixto 10 que comprende las áreas consolidadas 12 pueden variar ampliamente. Sin embargo, para lograr la protección deseada contra los proyectiles de bala y objetos filosos, se prefiere que las áreas consolidadas comprenden más del área superficial del material mixto 10. Por ejemplo, las áreas consolidadas 12 pueden ser de aproximadamente 50 a alrededor de 98 por ciento de toda el área superficial del material mixto 10, preferiblemente de aproximadamente 55 a alrededor de 95 por ciento, y más preferiblemente de aproximadamente 60 a alrededor de 90 por ciento, del área superficial del material mixto 10. En las modalidades más preferidas, las áreas consolidadas 12 se extienden sobre aproximadamente 90 a alrededor de 95 por ciento del área superficial del material mixto 10. Varias construcciones se conocen para materiales mixtos reforzados con fibras usados en artículos resientes al impacto y a balas tales como cascos, paneles y chalecos. Estos materiales mixtos exhiben varios grados de resistencia a la penetración por impacto a alta velocidad de proyectiles tales como balas, proyectiles y fragmentos y similares. Por ejemplo, las patentes de Estados Unidos 6,268,301 Bl, 6,248,676 Bl, 6,219,842 Bl; 5,677,029, 5,587,230; 5,552,208; ,471,906; 5,330,820; 5,196,252; 5,190,802; 5,187,023 5,185,195; 5,175,040; 5,167,876; 5,165,989; 5,124,195 5,112,667; 5,061,545; 5,006,390; 4,953,234; 4,916,000 4,883,700; 4,820,568; 4,748,064; 4,737,402; 4,543,286 4,501,856; 4,457,985; y 4,403,012; Publicación de PCT No. WO 91/12136; y una publicación de 1984 de E.I. DuPont De Nemours Internacional S.A. titulada "Lightweight Composite Hard Armor Non Apparel Systems with T-963 3300 dtex DuPont Kevlar 29 Fibre", todos describen materiales resientes a balas que incluyen fibras de alta resistencia hechos de materiales tales como polietileno de peso molecular alto, aramidas y polibenzazoles. Dichos materiales mixtos son tales que son flexibles o rígidos dependiendo de la naturaleza de su construcción y los materiales empleados. Si la tela de las capas fibrosas tiene la forma de una tela tejida, puede ser de cualquier patrón tejido, incluyendo telas tejidas de manera de tejido plano, en cadenas, satín, tridimentsionales y cualquier otra variación. Se prefieren telas de tejidos plano y se prefieren más las telas de tejido plano que tienen una cuenta igual de trama y revés. Se entenderá por los expertos en la materia que no es actualmente posible especificar el mejor conteo de tramas para cualquier combinación particular de material, denier de fibra y denier de hilos. Por otro lado, las ondas más estrechas que tienen la cobertura más alta posible hacen más difícil que el proyectil encuentre orificios y hace a un lado hilos y fibras. Por otro lado, la alta frecuencia de propagación de restricciones de cruces de hilos del evento de balas a través de la tela y disminuye el volumen de fibras capaces de absorber energía del proyectil. El artesano experto encontrará fácilmente el mejor conteo de hilos para cada material de fibras, denier de hilos y denier de filamentos por experimentación. Como se mencionó antes, los materiales mixtos de esta invención son flexibles aunque tienen componentes que son rígidos. Una medida de si un material mixto es flexible se determina de la siguiente manera: una muestra que mide 25.4 x 25.4 cm) se fija horizontalmente en un borde de escritorio plano (con un borde de la muestra siendo de 5.08 cm desde el borde el escritorio, con el resto de la muestra colgando en el borde. Para las muestras con grupos de ranuras, un grupo se disponible paralelo al borde del escritorio. La distancia del borde libre al borde fijo se mide. Para materiales mixtos moldeados sólidos, normalmente el borde libre cuelga aproximadamente 0.635 cm por debajo del borde fijo. Para una muestra que será considerada "flexible" su extremo libre deberá colgar hacia abajo una distancia de por lo menos 5.08 cm. En un ejemplo, los matearles mixtos de esta invención son tan flexibles que su extremo libre cuelga hacia abajo en el orden de 17.78 cm o más por debajo del extremo fijo. Los siguientes ejemplos no limitantes se presentan para proveer un entendimiento más completo de la invención. Las técnicas, condiciones, materiales, proporciones y datos reportados específicos se exhiben para ilustrar los principios de la invención son ilustrativos y no deberán considerarse como limitantes del alcance de la invención.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Se formó un material mixto de una estructura que incluye capas de fibras de polietileno de cadena extendida orientadas unidireccionalmente. El material mixto se formó de 37 capas de SPECTRA SHIELD ® PCR, que es una tela no tejida de dos cintas no tejidas de fibra de polietileno de cadena extendida SPECTRA® incluyendo una resina, dicha cintas son apiladas transversalmente de 0°/90°. Las capas de SPECTRA SHIELD® PCR se apilaron juntas y las películas de polietileno de baja densidad que tienen un grosor de 8.75 µm se colocaron en la parte superior e inferior de la pila. Las muestras de la estructura de múltiples capas que mide 30.5 x 30.5 cm, que tienen una densidad aérea de 5.00 kg/m2, se colocaron en una prensa hidráulica, los moldes superior e inferior de los cuales (38.1 cm x 38.1 cm) se formaron con un diseño de triángulos equilaterales entre ellos, similares a los mostrados en la fig. 1. El molde se formó de placas de aluminio, con ranuras que mide 4 mm de ancho y 5 mm de profundidad habiéndose cortado en las mismas. Las ranuras se separaron de manera que se formó un patrón de triángulos equilaterales elevados, los lados de cada uno teniendo una longitud de 2.54 cm. Las placas fueron imágenes de espejo una de la otra y se indexaron con dos sujetadores de manera que todos los triángulos de los moldes se pueden igualar cuando los lados rasurados de las placas se llevan cara a cara. Los bordes de ranura fueron redondeados para evitar el daño de las fibras durante la operación de prensado/consolidación. La pila de capas de fibras de polietileno se calentaron en la prensa a una temperatura de 116°C sin aplicar presión, luego se aplicó presión a 3.454 mPa durante 10 minutos y el material mixto se dejó enfriar en la prensa. Durante la operación de moldeo, las capas se consolidaron en el área de las áreas equilaterales, pero las áreas de conexión entre los triángulos no se consolidaron. El patrón del material mixto fue que los triángulos equilaterales de recepción consolidados, teniendo cada uno lados de 2.54 cm, y separados por porciones no consolidadas (goznes) midiendo 4 mm de ancho. El área consolidada comprendió aproximadamente 58 por ciento del área superficial global del material mixto. La estructura de lámina resultante tuvo un peso de 461 gramos y un grosor promedio medido en el tramo consolidado de 5.182 mm. El material mixto resultante se flexionó fácilmente a lo largo de las áreas de cresta no consolidadas y por lo tanto toda la estructura fue flexible. El material mixto se probó para protección del fragmento de balas por método de prueba MIL-STD-662F y los fragmentos usados conformados para MIL-P-46593A. Estos fragmentos fueron simuladores de fragmento endurecido de FSP de grano 17, calibre 22. Una medición de potencia protectora de un material mixto de muestra se expresión citando la velocidad de impacto en la cual se detuvieron 50% de los proyectiles. Esta velocidad, expresada en unidades de m por segundo, se designan V50. Se midieron velocidades diferentes en la cresta (áreas no consolidadas que sobresalen de la superficie) y en la depresión (las áreas de triángulos consolidados) . Los resultados se muestran en la siguiente Tabla 1.

TABLA 1 Velocidad Resultado Cresta, mps Cresta 523 Parcial 534 Parcial 601 Completo 603 Completo 608 Completo Velocidad Resultado Depresión, mps Depresión 564 Parcial 565 Parcial 588 Parcial Notas: La velocidad es la velocidad de fragmento de acercamiento en metros por segundo, mps. Parcial significa penetración parcial del fragmento, o éxito para detener el fragmento. Completo significa penetración completa del fragmento, o falla para detener el fragmento.

Ejemplos 2 y 3 (Comparativo) En el Ejemplo 2, se repitió el Ejemplo 1 con un número equivalente de hojas sueltas de PCR (no consolidadas) . Se determinó que V50 fue de 511 mps. En el Ejemplo 3, se repitió el Ejemplo 1 con un número equivalente de hojas de SPECTRA SHIELD® PCT consolidadas. Se determinó que V50 fue de 553 mps. Cuando se comparan los resultados del Ejemplo 1 y Ejemplos 2 y 3, puede observarse que la velocidad en las áreas de crestas fue similar a la medición de V50 para el material de PCR no consolidado, y que la velocidad en las áreas de depresión fue similar a la medición de V50 para las hojas de PCR consolidadas. El material de esta invención por lo tanto tiene resistencia a balas excelente de un material rígido pero es flexible.

Ejemplo 4 Las muestras preparadas de la misma manera que en el Ejemplo 1, se probaron para protección contra acuchillamiento y perforación con pica hielo de acuerdo con las Normas de prueba de NIJ Stab Resistance of Persnal Body Armor NIJ-STD-0115.00. Se encontró que los paneles pasan ambas pruebas de resistencia de perforación por pica hielo y cuchillo.

Se puede observar que la presente invención provee materiales mixtos flexibles que tienen las propiedades resistentes a balas de materiales rígidos. Los materiales mixtos y blindaje de cuerpo formado de los mismos son resistentes a proyectiles de balas, así como a perforaciones por cuchillo y por pica hielo. Los materiales mixtos de esta invención proveen resistencia a balas con trauma reducido al usuario y son de fácil manufactura. Habiendo descrito así la invención en completo detalle, se entenderá que dicho detalle no necesita adherirse estrictamente pero que además los cambios y modificaciones pueden sugerir por sí mismos a alguien experto en la materia, que están dentro del alcance de la invención como se definió por las reivindicaciones anexas.

Claims (44)

REIVINDICACIONES

1.- Un compuesto flexible resistente a impacto, que comprende : (a) por lo menos una capa fibrosa, dicha capa fibrosa comprende una red de fibras de alta tenacidad, dichas capas fibrosas colocadas en una matriz de resina; (b) por lo menos una capa fibrosa que haya sido consolidada en un patrón especificado sobre una porción substancial de su área superficial, dicha capa fibrosa también tiene porciones de su área superficial que es no consolidada, las áreas no consolidadas han sido puestas en contacto con las áreas consolidadas, dichas áreas sin consolidar forman goznes entre las áreas consolidadas tal que el material mixto es flexible, dicho material mixto ha sido resistente a proyectiles de balas y objetos filosos.

2.- El material mixto de la reivindicación 1, en donde las áreas consolidadas tienen forma de figuras geométricas interconectadas.

3.- El material mixto de la reivindicación 2, en donde las figuras geométricas son triángulos.

4.- La composición de la reivindicación 3, en donde las figuras geométricas tienen forma de triángulos equiláteros y las áreas sin consolidar son definidas por las líneas que interconectan las figuras geométricas.

5.- El material mixto de la reivindicación 1, en donde las capas fibrosas comprenden por lo menos una capa fibrosa no tejida.

6.- El material mixto de la reivindicación 1, en donde las fibras de alta tenacidad son de por lo menos 30 gramos por denier.

7.- El material mixto de la reivindicación 1, en donde por lo menos 50 por ciento en peso de las fibras en por lo menos una capa fibrosa comprende fibras de alta tenacidad.

8. - El material mixto de la reivindicación 1, en donde las fibras de alta tenacidad son seleccionadas de un grupo que consiste de polietileno de alto peso molecular, polipropileno, aramida, alcohol polivinilico, poliacrilonitrilo, polibenzazol, poliéster de alto peso molecular y fibras de caña rígidas.

9.- El material mixto de la reivindicación 1, en donde las fibras de alta tenacidad son seleccionadas de un grupo que consiste de polietileno de alto peso molecular, aramida y una mezcla de los mismos.

10.- La composición de la reivindicación 1, en donde las fibras de alta tensión comprenden polietileno de alto peso molecular.

11.- El material mixto de la reivindicación 1, en donde la capa fibrosa es seleccionada de un grupo que consiste de telas tejidas, telas no tejidas y telas de punto.

12.- El material mixto de la reivindicación 1, en donde la matriz de resina comprende una resina termoplástica.

13.- El material mixto de la reivindicación 1, en donde las áreas consolidadas comprenden de 50 a 98 por ciento del área superficial de la capa fibrosa.

14.- La composición de la reivindicación 13, en donde las áreas consolidadas comprenden de 55 a 95 por ciento del área superficial de la capa fibrosa.

15.- El material mixto de la reivindicación 1, que comprende una pluralidad de las capas fibrosas.

16.- El material mixto de la reivindicación 15, en donde las capas fibrosas comprenden fibras de polietileno de alta tenacidad en la matriz de resina.

17.- El material mixto de la reivindicación 16, en donde las capas fibrosas son orientadas 0°/90° en relación una con la otra.

18.- El material mixto de la reivindicación 1, que incluye películas plásticas fuera de las superficies de por lo menos una capa fibrosa.

19.- Un compuesto flexible resistente al impacto, comprende: (a) por lo menos una capa fibrosa, dicha capa fibrosa comprende una red de fibras de alta tenacidad, dichos capas fibrosas colocadas en una matriz de resina; (b) dicha pluralidad de capas fibrosas ha sido consolidada en un patrón de triángulos interconectados sobre una porción substancial de su área superficial, dicha pluralidad de capas fibrosas también tiene porciones de su área superficial que están sin consolidar, dichas áreas sin consolidar han sido en forma de líneas que están en contacto con las áreas consolidadas, dichas áreas forman goznes entre las áreas consolidadas tal que El material mixto sea flexible, dicha material mixto ha sido resistente a proyectiles de balas y objetos filosos.

20.- El material mixto de la reivindicación 19, en donde los triángulos son triángulos equiláteros.

21.- El material mixto de la reivindicación 20, en donde las fibras de alta tenacidad son seleccionadas de un grupo que consiste de polietileno de alto peso molecular, aramida y una mezcla de los mismos.

22.- La composición de la reivindicación 21, en donde las fibras de alta tensión comprenden polietileno de alto peso molecular.

23.- La composición de la reivindicación 22, en donde los lados de los triángulos equiláteros son de 2.54 a 7.62 cm.

24.- El blindaje de cuerpo que es resistente a proyectiles de balas y objetos filosos, dicha blindaje de cuerpo comprende por lo menos un material mixto y la composición comprende: (a) por lo menos una capa fibrosa, dicha capa fibrosa comprende una red de fibras de alta tenacidad, dichos capas fibrosas colocadas en una matriz de resina; (b) por lo menos una capa fibrosa que haya sido consolidada en un patrón especificado sobre una porción substancial de su área superficial, dicha capa fibrosa también tiene porciones de su área superficial que es no consolidada, las áreas no consolidadas han sido puestas en contacto con las áreas consolidadas, dichas áreas sin consolidar forman goznes entre las áreas consolidadas tal que El material mixto es flexible, dicho material mixto ha sido resistente a proyectiles de balas y objetos filosos.

25.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 24, en donde las áreas consolidadas son en forma de figuras geométricas interconectadas.

26.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 25, en donde las figuras geométricas son triángulos.

27.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 25, en donde los triángulos son triángulos equiláteros.

28.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 27, en donde las capas fibrosas comprenden por lo menos una capa fibrosa no tejida.

29.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 24, en donde las capas fibrosas comprenden por lo menos una capa fibrosa no tejida.

30.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 24, en donde las fibras de alta tenacidad de por lo menos 30 gramos por denier.

31.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 24, en donde las fibras de alta tenacidad son seleccionadas de un grupo que consiste de polietileno de alto peso molecular, aramida y una mezcla de los mismos.

32.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 24, en donde las fibras de alta tensión comprenden polietileno de alto peso molecular.

33.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 32, en donde las fibras de alta tenacidad son seleccionadas de un grupo que consiste de polietileno de alto peso molecular, aramida y una mezcla de los mismos.

34.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 33, en donde el material mixto comprende una pluralidad de las capas fibrosas y en donde las capas fibrosas comprenden fibras de polietileno de alta tenacidad unidireccionales en la matriz de resina.

35.- El blindaje de cuerpo que es resistente a proyectiles de balas y objetos puntiagudos, dicho blindaje de cuerpo comprende por lo menos un material mixto y la composición comprende: (a) por lo menos una capa fibrosa, dicha capa fibrosa comprende una red de fibras de alta tenacidad, dichos capas fibrosas colocadas en una matriz de resina; (b) por lo menos una capa fibrosa que haya sido consolidada en un patrón especificado sobre una porción substancial de su área superficial, dicha capa fibrosa también tiene porciones de su área superficial que es no consolidada, las áreas no consolidadas han sido puestas en contacto con las áreas consolidadas, dichas áreas sin consolidar forman goznes entre las áreas consolidadas tal que El material mixto es flexible, dicho material mixto ha sido resistente a proyectiles de balas y objetos ' filosos.

36.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 35, en donde las fibras de alta tenacidad son seleccionadas de un grupo que consiste de polietileno de alto peso molecular, aramida y mezclas de los mismos.

37.- La composición de la reivindicación 36, en donde las fibras de alta tensión comprenden polietileno de alto peso molecular.

38.- La composición de la reivindicación 37, en donde los lados de los triángulos equiláteros son de 2.54 a 7.62 cm.

39.- El blindaje de cuerpo de la reivindicación 35, en donde por lo menos dos materiales mixtos adyacentes son colocados en una manera sobrepuesta de manera que las áreas sin consolidar de un material mixto son desviados de las áreas sin consolidar de otro material mixto.

40.- Un método de formar un material mixto flexible que es resistente a proyectiles de balas y objetos puntiagudos, dicho método comprende: (a) proveer por lo menos una capa fibrosa que comprende una red de fibras de alta tenacidad, dichas capas fibrosas colocadas en una matriz de resina; (b) moldear por lo menos una capa fibrosa de tal manera que haya una consolidación selectiva de la capa fibrosa en patrón especificado, de tal modo que las capas fibrosas moldeadas tengan porciones de su área superficial que es no consolidada, las áreas no consolidadas han sido puestas en contacto con las áreas consolidadas, dichas áreas sin consolidar forman goznes entre las áreas consolidadas tal que El material mixto es flexible, dicho material mixto ha sido resistente a proyectiles de balas y objetos filosos.

41.- El método de la reivindicación 40, en donde las áreas consolidadas son en forma de triángulos equiláteros .

42.- La composición de la reivindicación 41, en donde las fibras de alta tensión comprenden polietileno de alto peso molecular.

43.- El método de la reivindicación 42, en donde los materiales mixtos comprenden una pluralidad de las capas fibras y en donde las capas fibrosas comprenden fibras de polietileno de alta tenacidad unidireccional en la matriz de resina y en donde el paso b) comprende moldear la pluralidad de las capas fibrosas.

44.- El material mixto de la reivindicación 43, en donde las capas fibrosas adyacentes son apiladas transversalmente en un ángulo de 0o /90o con respecto una a la otra.