压缩模塑防弹制品的制作方法

背景技术：

技术实现思路

1、尽管现有技术中描述的防弹面板提供了本领域中的相关改进，但是观察到单层的压缩模塑堆叠关于在以一定角度而不是垂直射击时的性能可以得到进一步改进。据观察，根据现有技术制备的面板关于用例如来自ak47步枪的例如7.62×39mm低碳钢芯的子弹射击的竖直射击表现出令人满意的性能。然而，据观察，能够满足严格标准的面板在以一定角度射击时，尤其是在面板的低面密度下，会表现出降低的性能。当比较在与垂线成30度角度(此角度在图2b中描绘为‘26’)下确定的v50和针对垂直冲击确定的v50时，这种降低的性能可以表示为v50的下降。本发明人观察到性能下降10％至30％，有时甚至更多，特别是在测试重量相对较轻的高端防弹面板时。已知的防弹面板的这种缺陷可能会令人惊讶，因为当偏离垂直冲击时，穿过面板的路径长度和穿孔防弹材料的质量增加，并且因此当与垂直情况相比时停止能力应该更优越。尽管这种现象的机械方面还远未被了解，但防弹面板的这种行为尤其是在针对高能量威胁(例如通常与广泛传播的ak47武器结合使用的7.62×39低碳钢芯(mild steel core,msc)子弹)测试轻型面板(即低面密度面板)时观察到。

2、因此，本发明的目的是提供在低面密度下具有高防弹性能的防弹面板，与垂直条件下的v50(v50↓)相比，当以30°角度射击时，该防弹面板不显示或至少显示较小程度的v50性能下降。

3、本发明人已发现，通过在模塑防弹制品中使用至少330个纤维单层，与此同时维持模塑防弹制品的总面密度，在一定角度下的v50下降可以大大减少、被避免或甚至改善。

4、因此，该目的通过如下防弹模塑制品实现的，所述防弹模塑制品的面密度(arealdensity,ad)为至少7.0kg/m2且至多12.0kg/m2，并且包含纤维单层的固结堆叠，每个纤维单层含有单向排列的高韧度聚乙烯长丝，其中堆叠中的两个相邻纤维单层中的聚乙烯长丝的取向方向相差至少40度且至多90度，所述聚乙烯长丝的韧度为至少3.5n/tex，其中所述模塑制品基于模塑制品的总重量，包含在5.0重量％与20重量％之间的粘合剂，其特征在于，所述模塑制品包含至少330个所述纤维单层。

5、发现这种防弹模塑制品的性能优于面密度相似但由较少纤维单层构成的非竖直防弹冲击模塑制品的性能。所遇到的问题的这种解决方案是违反直觉的。在防弹制品的性能不足时，通常会添加附加纤维单层以将保护提高到所需的水平。本发明人发现，本身不需要增加防弹材料的量，而是将可用的防弹材料划分在较大数量的交叉层压的单独纤维单层上。因此，所获得的具有改进性能的制品比迄今为止的解决方案更轻。

技术特征：

1.一种面密度为至少7.0kg/m2且至多12.0kg/m2的防弹模塑制品，所述防弹模塑制品包含纤维单层的固结堆叠，每个纤维单层含有单向排列的高韧度聚乙烯长丝，其中所述堆叠中的两个相邻纤维单层中的所述聚乙烯长丝的取向方向相差至少40度且至多90度，所述聚乙烯长丝的韧度为至少3.5n/tex，其中所述模塑制品基于所述模塑制品的总重量，包含在5.0重量％与20重量％之间的粘合剂，其特征在于，所述模塑制品包含至少330个所述纤维单层。

2.根据权利要求1所述的防弹模塑制品，其中所述模塑制品具有在6.0kg/m2与10.0kg/m2之间的聚乙烯长丝面密度。

3.根据权利要求1或2所述的防弹模塑制品，其中所述纤维单层具有在6g/m2与30g/m2之间、优选地在8g/m2与28g/m2之间、更优选地在10g/m2与26g/m2之间、最优选地在12g/m2与24g/m2之间的面密度。

4.根据权利要求1至3所述的防弹模塑制品，其中所述纤维单层具有在4g/m2与28g/m2之间、优选地在6g/m2与26g/m2之间、更优选地在8g/m2与25g/m2之间并且最优选地在10g/m2与24g/m2之间的聚乙烯长丝面密度。

5.根据权利要求1至4所述的防弹模塑制品，其中所述制品包括在330个与600个之间的单层，优选地在350个与550个之间的单层，更优选地在370个与500个之间的单层。

6.根据权利要求1至5所述的防弹模塑制品，其中所述纤维单层是所述单向排列的高韧度聚乙烯长丝和所述粘合剂的复合单层。

7.根据权利要求1至5所述的防弹模塑制品，其中所述纤维单层基本上不含所述粘合剂，并且其中相邻的纤维单层通过所述粘合剂的层彼此粘合。

8.根据权利要求1至9所述的防弹模塑制品，其中当针对ak47 7.62×39mm msc弹丸进行测试时，所述模塑制品在垂直条件下射击时的v50(v50↓)为至少600m/s。

9.根据权利要求1至8所述的防弹模塑制品，其中当针对ak47 7.62×39mm msc弹丸进行测试时，所述模塑制品在以30°的角度(26)射击时的为至少580m/s。

10.根据权利要求8和9所述的防弹模塑制品，其中所述与所述v50↓的比率为至少0.95，优选地0.98，更优选地至少1.00并且最优选地至少1.05。

11.一种防弹片材，所述防弹片材包括至少2个纤维单层，每个纤维单层含有单向排列的高韧度聚乙烯长丝，其中所述片材中的两个相邻纤维单层的所述聚乙烯长丝之间的取向方向相差至少40度且至多90度，所述聚乙烯长丝的韧度为至少3.5n/tex，其中基于所述防弹片材的总重量，所述防弹片材包含在5.0重量％与20重量％之间的粘合剂，其中所述纤维单层基本上不含所述粘合剂并且其中相邻的纤维单层通过所述粘合剂的层彼此粘合，其中所述防弹片材中的每个在所述防弹片材中存在的聚乙烯长丝单层的面密度在6g/m2与30g/m2之间，优选地在8g/m2与28g/m2之间，并且更优选地在10g/m2与26g/m2之间。

12.根据权利要求11所述的防弹片材，其中基于所述防弹片材的总重量，所述防弹片材包含在7.0重量％与14重量％之间的所述粘合剂。

13.一种防弹模塑制品，其中所述模塑制品的面密度在7.0kg/m2与12.0kg/m2之间并且包含纤维单层的固结堆叠，每个纤维单层含有单向排列的高韧度聚乙烯长丝，其中所述堆叠中的两个相邻纤维单层的所述聚乙烯长丝之间的取向方向相差至少40度且至多90度，所述聚乙烯长丝的韧度为至少3.5n/tex，其中基于所述模塑制品的总重量，所述模塑制品包含在5.0重量％与20重量％之间的粘合剂，并且其中所述防弹模塑制品的与v50↓的比率为至少0.95，优选地0.98，更优选地至少1.00，并且最优选地至少1.05。

14.根据权利要求13所述的防弹模塑制品，其中所述纤维单层是所述单向排列的高韧度聚乙烯长丝和所述粘合剂的复合单层。

15.根据权利要求14所述的防弹模塑制品，其中所述纤维单层基本上不含所述粘合剂，并且其中相邻的纤维单层通过所述粘合剂的层彼此粘合。

技术总结
本发明涉及一种面密度为至少7.0kg/m<supgt;2</supgt;且至多12.0kg/m<supgt;2</supgt;的防弹模塑制品，所述防弹模塑制品包含纤维单层的固结堆叠，每个纤维单层含有单向排列的高韧度聚乙烯长丝，所述聚乙烯长丝的韧度为至少3.5N/tex，其中所述模塑制品包含在5.0重量％与20重量％之间的粘合剂，其中所述模塑制品包含至少330个所述纤维单层。本发明还涉及一种适合于制造所述模塑制品的防弹片材，其中所述防弹片材中的每个在所述防弹片材中存在的聚乙烯长丝单层的面密度在6g/m<supgt;2</supgt;与30g/m<supgt;2</supgt;之间。本发明进一步涉及一种当以30度角度射击时具有改进性能的防弹模塑制品。

技术研发人员：哈尔姆·范·德尔·沃夫,约翰·范·埃尔堡,雷纳德·约瑟夫·玛丽亚·斯蒂曼,布拉德·艾伦·狄金森,乌尔里希·海瑟勒
受保护的技术使用者：埃万特防护材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22