CZ26200U1 - Materiál pro balistickou ochranu - Google Patents
Materiál pro balistickou ochranu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ26200U1 CZ26200U1 CZ2013-28558U CZ201328558U CZ26200U1 CZ 26200 U1 CZ26200 U1 CZ 26200U1 CZ 201328558 U CZ201328558 U CZ 201328558U CZ 26200 U1 CZ26200 U1 CZ 26200U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- layers
- ballistic
- mats
- layer
- flexible
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 32
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 55
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 19
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 15
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 14
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 14
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 12
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 10
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 10
- 229920010741 Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Polymers 0.000 description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 210000005053 lamin Anatomy 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 5
- XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N limonene Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 2
- 229940094522 laponite Drugs 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B lithium magnesium sodium silicate Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Na+].[Na+].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3 XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002577 polybenzoxazole Polymers 0.000 description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- XQMVBICWFFHDNN-UHFFFAOYSA-N 5-amino-4-chloro-2-phenylpyridazin-3-one;(2-ethoxy-3,3-dimethyl-2h-1-benzofuran-5-yl) methanesulfonate Chemical compound O=C1C(Cl)=C(N)C=NN1C1=CC=CC=C1.C1=C(OS(C)(=O)=O)C=C2C(C)(C)C(OCC)OC2=C1 XQMVBICWFFHDNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002201 Oxidized cellulose Polymers 0.000 description 1
- FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N Phenyl glycidyl ether Chemical compound C1OC1COC1=CC=CC=C1 FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Chemical class 0.000 description 1
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 150000004074 biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- VONWDASPFIQPDY-UHFFFAOYSA-N dimethyl methylphosphonate Chemical compound COP(C)(=O)OC VONWDASPFIQPDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000013305 flexible fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229940107304 oxidized cellulose Drugs 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Chemical class 0.000 description 1
- 125000000905 polyterpene group Polymers 0.000 description 1
- 150000003097 polyterpenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000001911 terphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Description
Oblast techniky
Předkládané technické řešení se týká nových materiálů pro balistickou ochranu a ochranu proti bodnutí, vhodných zejména do neprůstřelných vest, moderních ochranných helem, osobních pancířů, pro ochranu lehkých pěchotních a osobních automobilů.
Dosavadní stav techniky
V oblasti flexibilních materiálů pro balistickou ochranu a kombinací materiálů j sou stále prováděna mnohá zlepšení pro udržení kontaktu s vývojem balistických technologií. US 3 841 954 popisuje laminovaný panel nebo desku vytvořenou z více vrstev tkaniny, vzájemně sešitých k sobě a stlačených působením tepla a tlaku. Tím se vytvoří pevný panel pro použití jako komponenta osobního pancíře. US 3 509 833 popisuje flexibilní pancíř z keramických destiček připevněných k podkladu z šikmo (cross-ply) uspořádaných laminovaných flexibilních vláken. US 4 522 871 a US 4 781 351 navrhují flexibilní pancíř obsahující více vrstev tkaného polyaramidového vlákna, např. materiál prodávaný pod značkou KEVLAR. US 4 608 717 navrhuje flexibilní pancíř obsahující více vrstev polyaramidových vláken v kombinaci s mezivrstvou z uspořádaného peří, pěny nebo plstěného materiálu. Vrstvy jsou sešité dohromady do integrálního flexibilního panelu. US 3 924 038 popisuje vícevrstvý panel vhodný pro neprůstřelné kombinézy pilotů nebo jako dočasné pokrytí stojících letadel či vybavení v bojové zóně. Panel je určen k ochraně proti fragmentům odletujícím při výbuších munice. Vícevrstvý panel obsahuje vnitřní výstelkovou vrstvu nylonové tkaniny a plsti, mezivrstvu plástvové struktury a vnější ochrannou vrstvu keramických destiček. Plástvová struktura mezivrstvy slouží ke zpevnění panelu do neflexibilní struktury. US 5 060 314 popisuje ochrannou bundu vytvořenou z flexibilní balistické tkaniny mající vnitřní kapsy pro vkládání tvrdých pancéřových vložek. Přídavné ramenní vložky mají flotační polštářky, určené pro nadnášení ve vodě. US 3 867 239, US 4 198 707 a US 4 633 756 popisují pancířové panely obsahující vícenásobně vytvrzené destičky uspořádané ve více vrstvách na podkladu z tkaniny.
US 7 825 045 popisuje osobní pancíř vytvořený sešitím z polymemích vláken impregnovaných suspenzí částic v kapalině, která vykazuje vlastnosti dilatantní tekutiny (růst viskozity s rychlostí deformace, typ nenewtonské tekutiny). Impregnace však přináší určitá omezení, např. limituje velikost částic, nelze použít nanočástice, které zvyšují viskozitu a zabránily by tak impregnaci. Dosavadní řešení navíc využívají principu vzniku uspořádaných struktur v důsledku smykového namáhání s vysokou rychlostí. Dilatantní kapalina je tedy nízkoviskózní roztok nejčastěji polyethylenglykolu a obsahuje vysoké množství tuhých částic. Další variantou dilatantního flexibilního systému je směs dvou typů molekul, jejichž struktura je za nízkých smykových rychlostí flexibilní umožňující jejich vzájemný pohyb díky nízké molekulární frikci, ale při vysokých rychlostech dochází k prudkému zvýšení molekulární frikce vedoucí k dilatantní reologické odezvě.
Dosud známé materiály pro balistickou ochranu mají vysokou hmotnost a nedostatečnou flexibilitu, což omezuje jejich využití.
Podstata technického řešení
Předkládané technické řešení poskytuje flexibilní materiál pro balistickou ochranu, např. pro osobní pancíř, obsahující:
- více kompaktních vrstev (lamin, rohoží) balistických vláken, a
- mezi vrstvami balistických vláken vloženou alespoň jednu mezivrstvu nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace (tj. deformačně zpevňující látka), popřípadě obsahující částice o velikosti v rozmezí 1 až 700 nm či činidla vykazující antiplastifikační vlastnosti,
- 1 CZ 26200 Ul uspořádanou přímo mezi vrstvami balistických vláken nebo uspořádanou mezi vrstvami na nosiči (např. plastovém nebo vláknovém) či perforovaném nosiči.
Nosičem může být plast, například polyethylentereftalát, nebo nosičová tkanina, například polyesterová (PET), polyamidová (PA), z tekutých krystalů (komerční Zylon) nebo polyethylenová (UHMWPE). Tato nosičová tkanina však není totožná s kompaktní vrstvou balistických vláken, s výhodou se jedná o nanovláknitou tkaninu, tj. mající vlákna s rozměrem v řádu jednotek až stovek nanometrů.
Kompaktní vrstvou balistických vláken může být jakákoliv balistická tkanina. Balistické tkaniny jsou odborníkovi v oboru dobře známé. Příkladem může být kompaktní balistická tkanina na bázi vláken z ultra-vysoko-molekulámího polyethylénu (UHMWPE) komerčně prodávaná například pod značkou Dyneema nebo Spectra. Lze rovněž použít vrstvy z balistických vláken z polyaromatických amidů (komerční název např. Kevlar) či z vláken z tekutých krystalů (komerční název např. Zylon).
V předkládaném technickém řešení se tedy nejedná o impregnaci vláken, ale o jejich spojení mezi vrstvou nenewtonské kapaliny, která je buď ve formě termoplastické látky v kaučukovém stavu nanesené přímo na vrstvě vláken (takže vrstvy vláken slepuje) nebo je uspořádána na nosiči či perforovaném nosiči. Takto není potřeba vrstvy sešívat, ale jsou spojeny prostřednictvím mezivrstev. To umožňuje vzájemný pohyb vrstev při ohybu za běžných podmínek, tedy přináší větší flexibilitu materiálu pro balistickou ochranu, např. osobního pancíře, ale při balistickém rázu materiál ztuhne, což výrazně zvýší tloušťku kompaktní vrstvy balistických vláken podílející se na záchytu kulky či střepiny. S výhodou má mezivrstva tloušťku do 0,5 mm.
Materiály mající vlastnosti nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace jsou známy. Zejména vhodnými nenewtonskými kapalinami jsou například směsi oligomerů na bázi akrylátových monomerů s různou délkou postranního řetězce, polyuretany na bázi methylendifenyldiisokyanátu (MDI) i hexamethylendiisokyanátu (HDI) s esterovými či éterovými polyoly nebo polyoly na bázi oxidované celulózy, na bázi styrenbutadien/polyterpen/dipenten makromonomerů. S výhodou je možno využít i termoplastické polyuretany, styren butadienové kaučuky a další lineární i mírně síťované (0 až 20 %) amorfní polymery s teplotou skelného přechodu nižší než -40 °C. Tyto kapaliny mohou dále obsahovat nanočástice, s výhodou částice silikátové, celulózové, aluminu, a tyto částice mohou mít jakýkoliv tvar, například kulový, jehlicový, destičkový. Mezi použitelné typy částic plniva patří pyrolytická a koloidní silika, různé varianty POSS částic (polyhedrální silsesquioxan), laponit, částice nebo whiskery z A12O3, celulózové whiskery a nanokrystaly, částice ZrO2, grafen. C60, uhlíkové nanotrubičky či vhodná hybridní kombinace výše uvedených částic. S výhodou je možno použít i hierarchické submikronové částice ve formě klastrů nanočástic. Pro dosažení dilatantního chování kapalin lze použít i antiplastifikátory. Antíplastifikační činidla jsou molekuly snižující pohyblivost polymemích segmentů při vysokých deformačních rychlostech. Volba vhodného antiplastifikátom závisí na použité kapalině. Mezi použitelné antiplastifikátory patří např. chlorované bifenyly a terfenyly, polystyren glykoly, deriváty kyseliny abietlové, oligomemí amidy terminované jak amino tak karboxylovými skupinami, dimethylmethylfosfonát, 4-hydroxyacetanilid a 1 ,2-epoxy-3-fenoxypropan. Pro dosažení minimální plošné hustoty je možno částice a antiplastifikátory kombinovat.
S výhodou je na vnitřní straně materiálu (záchytové straně, tj. na straně přivrácené k chráněnému objektu, např. tělu nositele osobního pancíře) uspořádána pěnová vrstva, která odděluje plášť ochranného prostředku od těla nositele, takže deformace pláště dopadem projektilu je absorbována pěnovou vrstvou, nikoliv chráněným objektem, např. tělem nositele. Lze použít například pěnový polyethylen, polyurethan a podobné materiály.
Ochranný prostředek podle technického řešení je schopen ochránit proti balistické střele typu IIIA (podle definice standardu National Institute of Justice Standard 0101.03), to odpovídá projektilu 44 Magnum o hmotnosti 15,5 gramu dopadnuvšího v rychlosti 450 m/s, nebo 9 mm celokovové opláštěné střele o hmotnosti 8 gramů dopadnuvší v rychlosti 450 m/s. Ochránění proti střele vyžaduje, aby byl cíl deformován ve směru střely o méně než 44 milimetrů. Hodnoty
-2CZ 26200 Ul rychlosti z testu V50 jsou vyšší než 500 m/s, většinou vyšší než 600 m/s, přičemž minimum požadované US normou je 430 m/s, dosud existující produkty mají většinou záchytovou rychlost do 600 m/s. Dále má nový materiál o 20 až 25 % nižší plošnou hmotnost než stávající produkty.
Předkládané technické řešení je vhodné pro výrobu zejména osobních pancířů, např. vybavení pro armádní personál, mírové sbory nebo další osoby, které je nutno chránit proti zabití nebo zranění střelami.
Popis připojeného obrázku
Obr. 1 Schématické zobrazení možného uspořádání vrstev flexibilního materiálu pro balistickou ochranu.
ίο N - nástřelná strana. Z - záchytová strana (přivrácená k chráněnému objektu), BV - kompaktní vrstva balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu. NNK - vrstva deformačně zpevňujícího materiálu (ne-newtonská kapalina), P - vrstva pěny v kontaktu s nositelem. Příklady provedení technického řešení
Příklad 1: Příprava materiálů pro balistickou ochranu
Materiál X3M
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny deformačně zpevňujícím adhesivem na styren-butadien/polyterpen/dipentenové bázi s kulovými SiO2 nanočásticemi a jejich klastry.
Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Toto adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm. Tři spojené rohože vytvořily, tzv. triple vrstvu.
Celkem bylo k sestavení materiálu použito pět triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostatných rohoží. Poslední vrstvou na záchytové straně byla podložka z pěnového polethylenu (PE) sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Výsledný materiál označený X3M je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.
Materiál X2
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomem s kulovými SiO2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic jev rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostaných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Výsledný materiál označený X2 je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.
Materiál X2-TOP
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též
- 3 CZ 26200 Ul označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými SÍO2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito pět triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Výsledný materiál označený X2-TOP je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.
Materiál X2-M
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými S1O2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito pět samostatných rohoží na nástřelné straně, dále pět triple vrstev a nakonec pět samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Výsledný materiál označený X2-M je vhodný například pro flexibilní osobní pancíře.
Materiál APU
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující jehlicovité a destičkové částice s nejmenším rozměrem 0,1 až 20 nm a největším rozměrem 10 nm až 1 mm. Příkladem jehlico vého plniva jsou whiskery z celulózy a příkladem destičkového plnívaje laponit. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Materiál APUNS
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující 0,1 až 12 % hmotn. nanočástic siliky. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
-4CZ 26200 Ul
Materiál APUA
Tri vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží bylo použito deformačně zpevňující adhesivum na polyuretanové bázi obsahující 12 až 20 % hmotn. nanočástic aluminy. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito deset samostatných rohoží na nástřelné straně a dále pět triple vrstev. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Materiál X2-TOP-MOD2
Tři vrstvy kompaktní balistické tkaniny na bázi ultra-vysoko-molekulámího polyetylénu (UHMWPE) komerčně prodávaného například pod značkou Dyneema nebo Spectra (dále též označované jako rohože nebo laminy) byly spojeny, a tím vytvořily, tzv. triple vrstvu. Ke spojení tří rohoží byl použit polyethylentereftalátový (PET) film jako nosič s nanesenou tenkou vrstvou deformačně zpevňujícího adhesiva na bázi akrylátového monomeru s kulovými SiO2 nanočásticemi a jejich klastry. Velikost primárních nanočástic je v rozmezí 1 až 20 nm, klastry mohou dosahovat velikosti až 500 nm. Adhesivum vytvořilo tenký, rovnoměrně rozprostřený film o tloušťce maximálně 0,5 mm.
Celkem bylo k sestavení vzorku použito šest triple vrstev na nástřelné straně a dále deset samostatných rohoží. Poslední vrstvou byla podložka z pěnového PE sloužící k utlumení rázu vzniklého po dopadu projektilu.
Příklad 2: Balistická limitní rychlost
Pro jednotlivé připravené materiály byla stanovena balistická limitní rychlost v souladu s normou NIJ Standard-0101.04. Testy byly prováděny střelami 9x19 FMJIRN výrobce S&B Vlašim o hmotnosti 8 g. Hodnoceny byly rychlosti, při nichž došlo za podmínek testu k částečnému nebo úplnému průrazu. Výsledek je aritmetickým průměrem rychlostí 5x částečného průrazu a 5x úplného průrazu.
Vzorek V50 (m/s)
X3M 642,2
X2 577
X2-TOP 647
X2-M 625
APU 594
APUNS 567
APUA 562
X2-TOP-MOD 2635,1
Claims (2)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Materiál pro balistickou ochranu, v y z n a č u j í c í se t í m , že obsahuje- více kompaktních vrstev balistických vláken, a-mezi vrstvami balistických vláken vloženou alespoň jednu mezivrstvu nenewtonské kapaliny vykazující růst viskozity s rychlostí deformace, popřípadě obsahující částice o velikosti v rozme-5CZ 26200 Ul zí 1 až 700 nm či činidla vykazující antiplastifikační vlastnosti, uspořádanou přímo mezi vrstvami balistických vláken nebo uspořádanou mezi vrstvami na nosiči nebo perforovaném nosiči.
- 2. Materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že je na vnitřní straně materiálu uspořádána pěnová vrstva.
Priority Applications (16)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-28558U CZ26200U1 (cs) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Materiál pro balistickou ochranu |
| UAA201604468A UA116485C2 (uk) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Матеріал для балістичного захисту, спосіб його одержання і застосування |
| JP2016518755A JP6229049B2 (ja) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | 防弾材料、当該防弾材料の製造方法および使用 |
| AU2014327883A AU2014327883B2 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| CA2921248A CA2921248C (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| PCT/CZ2014/000107 WO2015043559A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| MX2016003614A MX2016003614A (es) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material para proteccion balistica, metodo de preparacion y uso del mismo. |
| NZ716865A NZ716865A (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| US14/917,309 US20160221303A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| CN201480051344.3A CN105555519B (zh) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | 防弹材料、其制备方法和用途 |
| PE2016000433A PE20160962A1 (es) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material para proteccion balistica, metodo de preparacion y uso |
| EP14802302.1A EP3052313A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| KR1020167008757A KR101867193B1 (ko) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | 방탄 재료, 그 제조 방법 및 용도 |
| ZA2016/01388A ZA201601388B (en) | 2013-09-30 | 2016-02-29 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
| CL2016000685A CL2016000685A1 (es) | 2013-09-30 | 2016-03-23 | Material para protección balística, su método de preparación y uso. |
| IL244799A IL244799A0 (en) | 2013-09-30 | 2016-03-28 | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-28558U CZ26200U1 (cs) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Materiál pro balistickou ochranu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ26200U1 true CZ26200U1 (cs) | 2013-12-09 |
Family
ID=49753670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2013-28558U CZ26200U1 (cs) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Materiál pro balistickou ochranu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ26200U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024033778A1 (en) * | 2022-08-07 | 2024-02-15 | Technology Innovation Institute – Sole Proprietorship LLC | Lightweight nanoparticle composition for a protective apparatus and method of making |
-
2013
- 2013-09-30 CZ CZ2013-28558U patent/CZ26200U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024033778A1 (en) * | 2022-08-07 | 2024-02-15 | Technology Innovation Institute – Sole Proprietorship LLC | Lightweight nanoparticle composition for a protective apparatus and method of making |
| US12350908B2 (en) | 2022-08-07 | 2025-07-08 | Technology Innovation Institute—Sole Proprietorship LLC | Lightweight nanoparticle composition for a protective apparatus and method of making |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2921248C (en) | Material for ballistic protection, method of preparation and use thereof | |
| EP2780658B1 (en) | Protective material | |
| Bilisik | Two-dimensional (2D) fabrics and three-dimensional (3D) preforms for ballistic and stabbing protection: A review | |
| US9067385B2 (en) | High kinetic energy penetrator shielding and high wear resistance materials fabricated with boron nitride nanotubes (BNNTs) and BNNT polymer composites | |
| US20060234577A1 (en) | Advanced body armor utilizing shear thickening fluids | |
| ES2563070T3 (es) | Híbridos de materiales compuestos de la misma fibra de alta realización variando sólo el contenido de resina | |
| EP1858700B1 (en) | Conformable ballistic resitant and protective composite materials composed of shear thickening fluids reinforced by fibers | |
| KR101715420B1 (ko) | 큰 필라멘트당 데니어 고성능 얀을 갖는 개선된 방탄 복합체 | |
| ES2445656T3 (es) | Material compuesto para armadura corporal blanda, ligera y de alta durabilidad utilizando tratamientos tópicos basados en silicona | |
| WO2014007872A2 (en) | Spall liners in combination with blast mitigation materials for vehicles | |
| GB2130073A (en) | Protective shield | |
| Yousef et al. | Puncture resistance properties of natural and synthetic fabrics | |
| CZ26200U1 (cs) | Materiál pro balistickou ochranu | |
| US20160209179A1 (en) | Ballistic resistant article and method of producing same | |
| KR102181940B1 (ko) | 방탄직물시트와 탄소나노튜브시트와의 하이브리드 적층패턴을 이용한 방탄복 | |
| CZ2013760A3 (cs) | Materiál pro balistickou ochranu, způsob jeho přípravy a jeho použití | |
| Rimdusit et al. | Polybenzoxazine composites for ballistic impact applications | |
| Ribeiro et al. | Fabric Impregnation with Shear Thickening Fluid for Ballistic Armor Polymer Composites: An Updated Overview. Polymers 2022, 14, 4357 | |
| Ehsan et al. | Numerical and Experimental Study of Multi-Layer Armors for Personal Protection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20131209 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20170929 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20200930 |