BE1006923A3 - Armour and working method for its manufacture - Google Patents

Armour and working method for its manufacture Download PDF

Info

Publication number
BE1006923A3
BE1006923A3 BE9300264A BE9300264A BE1006923A3 BE 1006923 A3 BE1006923 A3 BE 1006923A3 BE 9300264 A BE9300264 A BE 9300264A BE 9300264 A BE9300264 A BE 9300264A BE 1006923 A3 BE1006923 A3 BE 1006923A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
layer
layers
plastic
fibers
previous
Prior art date
Application number
BE9300264A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Jules Docx
Original Assignee
Belport Belgium Besloten Venno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Belport Belgium Besloten Venno filed Critical Belport Belgium Besloten Venno
Priority to BE9300264A priority Critical patent/BE1006923A3/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1006923A3 publication Critical patent/BE1006923A3/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0485Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers all the layers being only fibre- or fabric-reinforced layers

Abstract

Armour in which at least one layer (1) of composite fibre is included,characterised in that it contains many layers of which at least one layer (1)is made of composite fibre and where at least two neighbouring layers (1 or1, 7 and 9) are stuck to each other with an elastic synthetic material (2 or8).<IMAGE>

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Pantser en werkwijze ter vervaardiging daarvan. 



  De uitvinding heeft betrekking op een pantser waarin ten minste een laag van vezels voor komposietmaterialen ingewerkt is. 



  Door vezels voor komposietmaterialen worden hier de speciale vezels bedoeld die gewoonlijk gebruikt worden in dergelijke komposietmaterialen en die een zeer grote treksterkte, meestal groter dan staaldraad met dezelfde diameter, bezitten. De meest gebruikelijke vezels van deze soort zijn aramide- (polyparafenyleentereftaalamide) en koolstofvezels. 



  Er zijn kogelvrije vesten bekend die zijn vervaardigd van meer dan twintig lagen van een aramideweefsel die aan elkaar zijn gestikt. Bij een dergelijk vest kan de indrukkracht van een kogel, wanneer hij wordt gestopt, in veel gevallen toch nog een zwaar traumaletsel veroorzaken. 



  In sommige gevallen kan de kogel het vest doorboren, waarbij door de veroorzaakte afplatting van de kogel het zogenoemde dum-dum effekt ontstaat wat meestal een dodelijke afloop voor gevolg heeft. Het aanbrengen van een bijkomende keramische of titanium plaat aan de binnenzijde maakt het vest duur en vooral zeer zwaar en dus ongemakkelijk om te dragen. Daarenboven zijn de gebruikte aramideweefsels niet bestand tegen   UV-straling   en vocht zodat de levensduur van deze bekende vesten beperkt is. 



  Er zijn ook pantserplaten bekend die bestaan uit een laag epoxyhars die is versterkt met een aramideweefsel. Deze platen zijn dik en zwaar voor een relatief beperkte bescherming tegen projektielen. Uiteraard is een dergelijk 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 zwaar en stijf materiaal niet geschikt om als vest gedragen te worden. 



  De uitvinding heeft tot doel deze nadelen te verhelpen en een pantser te verschaffen dat licht en relatief goedkoop is, maar een zeer goede bescherming tegen projektielen biedt en bijzonder geschikt is om gebruikt te worden als kogelvrij vest met lange levensduur. 



  Tot dit doel bevat het pantser meerdere lagen waarvan ten minste   één   ervan een laag is van vezels voor komposietmaterialen, waarbij ten minste twee naburige lagen aan elkaar gekleefd zijn met een elastische kunststof. 



  Door de afwisseling van een laag van vezels en een enigszins verende laag van kunststof, welke afwisseling meermaals kan herhaald zijn, wordt een zeer sterke afremming van het projektiel verkregen. 



  Doelmatig zijn de vezels voor komposietmaterialen van aramide. De kunststof is doelmatig een, bij voorkeur koudhardend, polyurethaan, bijvoorbeeld een polyurethaan verkregen door reaktie van een alcohol met een diisocyanaat. 



  In een eerste reeks uitvoeringsvormen is de laag van vezels voor komposietmaterialen doordrenkt met dezelfde kunststof als de kunststof waarmee de lagen aan elkaar gekleefd zijn. 



  In het geval de vezels vocht en UV straling gevoelige vezels zijn, worden ze, doordat ze doordrenkt zijn door de kunststof afgeschermd. 



  Doelmatig bevat het pantser, naargelang de gewenste kogelstop, meerdere met de kunststof doordrenkte lagen 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 vezels voor komposietmaterialen, welke lagen onder druk tegen elkaar geperst werden en dus door dezelfde kunststof aan elkaar gekleefd zijn. 



  In deze uitvoeringsvorm kan het pantser als kogelwerend materiaal, bijvoorbeeld kogelvrij vest, uitgevoerd worden. 



  In dit geval is het geheel van de aan elkaar gekleefde doordrenkte lagen bij voorkeur aan een zijde bekleed met een anti-traumakussen dat is gevormd door een laag van schuimkunststof. 



  Door dit anti-traumakussen, dat als een veer werkt, wordt de inslag van het projektiel afgeleid en de schokgolf over het kogelwerend materiaal verspreid. Men verkrijgt een zeer grote absorptie van het impakt. 



  Deze schuimkunststof is bij voorkeur zogenoemd integraal schuim, bijvoorbeeld met hexagonale celstruktuur, dat van een huid is voorzien. Een geschikte schuimkunststof is polyurethaanschuim. 



  De dikte van dit anti-traumakussen ligt meestal tussen 6 en 20 mm, met een grotere dikte, bijvoorbeeld 12 mm, ter plaatse van de hartstreek. 



  In een tweede reeks uitvoeringsvormen, bevat het pantser een laag van vezels voor komposietmaterialen die doordrenkt is met melaminehars en die door de voornoemde kunststof gekleefd is aan een enkele laag of een groep lagen van papier doordrenkt met een hard kunststofhars. 



  Bij voorkeur is de laag van papier of zijn de lagen van papier met hetzelfde harde kunststofhars doordrenkt als de laag van vezels. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



  De laag van vezels kan een weefsel of een non-woven zijn. 



  De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze die bijzonder geschikt is voor het vervaardigen van het pantser volgens een van de vorige uitvoeringsvormen. 



  De uitvinding heeft aldus betrekking op een werkwijze ter vervaardiging van een dergelijk pantser, daardoor gekenmerkt dat men een aantal lagen waaronder ten minste een laag van vezels voor komposietmaterialen, bekleedt met een laag, bij voorkeur koud polymeriseerbare, kunststof die na polymerisatie elastisch is, men deze beklede lagen met een druk op elkaar perst en men de polymerisatie onder deze druk laat plaatsvinden. 



  Men kan op deze manier meerdere gelijkaardige lagen van vezels voor komposietmaterialen, bekleden met de koud polymeriseerbare kunststof en op elkaar persen. 



  In dit geval kan men voor het vervaardigen van een kogelvrij vest, op de samengeperste lagen in een vormmatrijs nog een laag integraalschuim die een huid vormt, aanbrengen. 



  Men kan ook een laag vezels voor komposietmaterialen bekleden met een melaminehars en onder druk samenpersen, een laag koud hardbare kunststof die na polymerisatie elastisch is op deze uitgeharde laag aanbrengen, en op de laag elastische kunststof een of meer lagen papier aanbrengen die men bekleed heeft met een hard kunststofhars en die men eventueel vooraf samengeperst heeft, waarna men het geheel samenperst. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 Men kan eventueel nog een of meer van voornoemde lagen met hard kunstofhars op het verkregen geheel aanbrengen, telkens met een laag elastische kunststof ertussen. 



  Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeelden zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een pantser en een werkwijze ter vervaardiging daarvan, volgens de uitvinding, beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een doorsnede weergeeft van gedeelte van een kogelvrij vest volgens de uitvinding in normale toestand ; figuur 2 een doorsnede weergeeft van het gedeelte uit figuur 1, maar op het ogenblik van het impakt van een kogel ; figuur 3 een doorsnede weergeeft analoog aan deze uit figuur 1 maar van een gedeelte van een pantserplaat volgens de uitvinding. 



  In de figuren 1 en 2 is een pantser weergegeven dat een kogelvrij vest vormt en dat een aantal, bijvoorbeeld een vijftal, weefsellagen 1 bevat van vezels voor komposietmaterialen doordrenkt met en aan elkaar gekleefd door koud hardbaar elastisch polyurethaan 2, die tot   een   laag 3 samengeperst zijn. 



  Deze gezamenlijke laag 3 is aan de zijde die naar het lichaam wordt gericht, bekleed met een anti-traumakussen 4 dat bestaat uit een laag polyurethaan zacht integraalschuim met hexagonale celstruktuur, dat een huid bezit. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 Het geheel is in de gewenste pasvorm gekonfektionneerd in een omhulsel 5 van synthetische textielstof. In een zelfde omhulsel 5 kunnen twee gehelen aangebracht zijn,   één   voor het beschermen van de thorax en een voor het beschermen van de onderbuik. Dit laatste geheel kan eventueel zonder anti-traumakussen. 



  Een geschikte komposietvezel voor de weefsellagen 1 is een aramidevezel 168 TEX, bijvoorbeeld de door AKZO onder het   merk"TREVARON"in   de handel gebrachte vezel. Aramidevezels zijn vervaardigd door natspinnen en uitrekken van parafenyleentereftaalamide-polymeer en zijn 100 %   kristallijn,   zijn zeer sterk geörienteerd, stabiel van afmetingen en niet bros, bezitten covalente bindingen in   één   enkele richting en bezitten een bijzonder hoge sterkte, een hoge modulus en een hoge weerstand tegen impakt. 



  Het weefsel 1 zelf bezit een gewicht van ongeveer 220 
 EMI6.1 
 2 Het elastische polyurethaan is een koud hardbaar twee komponenten polyurethaan dat ter plaatse is gepolymeriseerd door reaktie van een polyol met een isocyanaatharder. Een geschikt polyol is het polyol dat door BASF onder het merk "ELASTAN 8310"in de handel gebracht is, terwijl het isocyanaat bij voorkeur een diisocyanaat is, bijvoorbeeld een difenylmetandiisocyanaat (MDI). 



  Door de gewichtsverhouding polyol/harder te regelen kan men de elasticiteit van het polyurethaan beinvloeden. De hoeveelheid harder bedraagt bij voorkeur 18 tot 33 gew % van de hoeveelheid polyol. Een geschikte verhouding is bijvoorbeeld 100/20. Een geschikte hoeveelheid polyurethaan   2 bedraagt ongeveer 50 g/m.   

 <Desc/Clms Page number 7> 

 Het polyurethaan integraalschuim is eveneens een koud hardbaar twee komponenten polyurethaan, met bij voorkeur dezelfde twee komponenten als hiervoor beschreven, maar met een hoger gehalte aan harder (een verhouding polyol/harder van 100/33 bijvoorbeeld) en uiteraard met toevoeging van blaasmiddel voor het schuimen. Een effektieve densiteit na 
 EMI7.1 
 3 uitschuimen ervan is 80 terwijl een effektieve dikte is gelegen tussen 6 en 20 mm.

   Deze dikte kan variëren naargelang de plaats, bijvoorbeeld van 12 mm ter hoogte van de hartstreek tot 8 mm elders. De randen van het vest kunnen eventueel nagenoeg vrij van polyurethaanschuim zijn. 



  Het vervaardigen van het vest geschiedt als volgt : Men bekleedt meerdere weefsellagen 1 van voornoemde vezels voor komposietmaterialen aan een zijde met een mengsel van de komponenten van het voornoemde koud hardbare polyurethaan 2. Om te sterk vloeien van dit mengsel te vermijden en te waarborgen dat voldoende hoeveelheid van het mengsel op de weefsellagen blijft voegt men aan het mengsel een thixotroop makende stof zoals AEROSIL toe. Men brengt deze beklede weefsels, met het polyurethaan naar boven, in een persvorm en perst het geheel onder druk, bijvoorbeeld met een overdruk van ongeveer 50 kPa. Men behoudt de druk tot het harden of de polymerisatie plaatsgvonden heeft. Deze polymerisatie geschiedt koud, dit is zonder verwarmen, alhoewel een kleine verwarming mogelijk is om de polymerisatie nog te versnellen.

   Het polyurethaan gaat de weefsellagen 1 doordrenken en ze tevens aan elkaar kleven. Overtollig polyurethaan wordt zijdeling tussen de weefsellagen 1 weggeduwd maar tussen de eigenlijke weefsellagen ontstaan toch dunne laagjes 2 van elastisch polyurethaan die een gunstige invloed hebben op de afremming van een projektiel 6. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



  Men opent de persvorm en sluit hem met een tweede deksel zodat een ruimte boven de samengeperste weefsellagen open blijft. In deze ruimte spuit men een mengsel van de komponenten van het polyurethaan integraalschuim met huidvorming, onder druk in en men laat dit polyurethaan polymeriseren en opschuimen. Men haalt het geheel uit de persvorm en overtrekt het met een omhulsel dat van de nodige middelen zoals klittenband is voorzien voor het op maat aanspannen van het vest op een persoon. Voor de schouders kunnen scharnierende overlappingen zijn voorzien, terwijl op de binnenzijde anti-slip materiaal kan zijn aangebracht. 



  Deze werkwijze wordt nader geïllustreerd aan de hand van volgend voorbeeld : 
 EMI8.1 
 Meerder lagen van weefsel van aramidevezels 168 TEX van het 2 merk Trevaron van AKZO met een gewicht van 220 g/m 2 werden bekleed met 50 van een mengsel van polyol van het merk Elastan 8310 van BASF en difenylmethaandiisocyanaat in een verhouding van 100/20. 
 EMI8.2 
 Deze lagen werden in een persvorm samengeperst met een druk ? van 500 Na het harden of polymeriseren werd de vorm geopend en een tweede deksel geplaatst en werd het g/cm2.voornoemde mengsel van polyol en diisocyanaat maar in een verhouding 100/33 en met een schuimmiddel in de vorm gespoten. Na harden van het schuim werd het geheel in een gekonfektionneerde hoes aangebracht. 
 EMI8.3 
 



  Het kogelvrij vest bezit een grote flexibele stijfheid en 2 een laag soortgelijk gewicht, bijvoorbeeld 7 Toch biedt het een uitermate grote stopkracht, hetgeen te wijten is aan de kombinatie van weefsel en kunststof. Het anti-traumakussen 4 bezit een grote veerkracht waardoor de 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 inslag van een projektiel 6 door de aan elkaar gekleefde weefsellagen naar buiten toe wordt afgeleid en het impakt over de hele voorzijde van het vest verdeeld wordt. 



  Doordat de vezels voor komposietmaterialen ingebed zijn in kunststof zijn ze beschermd en is het vest bestand tegen water, olie, UV stralen, chemicaliën. Met aramideweefsels en polyurethaan is het vest zelfdovend en vuurbestendig. 



  Het verkoolt pas bij   480'C.   



  Het hiervoor beschreven pantser kan men ook gebruiken als pantserplaat, dit is zonder het anti-traumakussen 4. De vervaardiging is zoals hiervoor beschreven, maar zonder het aanbrengen van polyurethaanschuim. Daarenboven maakt men meestal het polyurethaan 2 dat de weefsellagen 1 doordrenkt en aan elkaar kleeft een weinig harder door de verhouding polyol/diisocyanaat kleiner te kiezen, bijvoorbeeld 100/25. 



  Deze plaat kan gebruikt worden voor de bescherming van personen, voertuigen, helikopters en dergelijke. 



  In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding kan men nog hardere pantserplaten maken door lagen, waaronder ten minste één weefsellaag van vezels voor komposietmaterialen, doordrenkt met zeer hard kunststofhars, namelijk melamine, met elastische kunststof zoals polyurethaan, aan elkaar te kleven. 



  Een pantserplaat van deze soort bestaat bijvoorbeeld uit één in geharde melamine 7 ingewerkte aramide weefsellaag 1, een elastische polyurethaanlaag 8 en een laag 9 bestaande uit een vijftal in geharde melamine ingewerkte papierlagen. 



  Het aramideweefsel is doelmatig hetzelfde als bij de vorige uitvoeringsvormen. Het elastische polyurethaan is doelmatig ter plaatse koud gepolymeriseerd uitgaande van hetzelfe polyol en diisocynaat als bij de vorige uitvoeringsvormen, 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 maar harder door een grotere hoeveelheid diisocyanaat, bijvoorbeeld 28 delen diisocyanaat voor 100 delen polyol. De hoeveelheid polyurethaan bedraagt doelmatig ongeveer 50 
 EMI10.1 
 2 g/m. 



  Deze kombinatie van lagen kan, indien nodig, eenmaal of meerdere malen zijn herhaald, waarbij de kombinaties aan elkaar zijn gekleefd door polyurethaan 8. 



  Om dit pantser te vervaardigen bekleedt men eerst een aramideweefsellaag 1 met het melaminehars 7, waarna men dit geheel gedurende 4 uur droogt in een oven bij   240. C.   Na droging perst men het geheel in een warme pers met een druk van 5000 kPa en op een temperatuur van   250'C.   



  Op analoge manier bekleedt men vijf lagen papier van 50    g/m2   met melamine en perst men ze op voornoemde manier na drogen in de oven samen in de warme pers. 
 EMI10.2 
 



  Op deze met melamine doordrenkte geperste weefsellaag 1, 2 brengt men vervolgens 50 van het mengsel van de 
2komponenten van het elastische, koud hardende polyurethaan 8 en daarop de laag 9 gevormd door de vijf met melamine doordrenkte, samengeperste lagen papier en men laat dit polyurethaan 8 polymeriseren onder druk. 



  Eventueel kan men meer dan   één   weefsellaag in melamine samenpersen. Ook kan men op de laag 9 nog een laag polyurethaan 8 en een nieuwe weefsellaag 1 aanbrengen, of afwisselend in melamine ingewerkte weefsellagen 1 en lagen 9 van in melamine ingewerkte papierlagen, met telkens een polyurethaanlaag 8 tussen een weefsellaag 1 en een laag 9. 



  Dit pantser kan worden gebruikt voor het beschermen van voertuigen, helikopters en dergelijke, met de in melamine 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 ingebedde weefsellaag aan de buitenkant. Bij inslag van een projektiel 6 worden deeltjes melamine losgeslagen, maar deze deeltjes kunnen niet weg en klemmen het projektiel vast, waardoor het projektiel sterk afgeremd wordt. De elastische polyurethaanlaag 8 zorgt niet enkel voor een grote kleefkracht tussen de lagen, maar vooral voor een absorptie en verdeling van de schokgolf bij het impakt. 



  De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijk pantser of dergelijke werkwijze ter vervaardiging daarvan kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te vallen.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  Armor and method of manufacture thereof.



  The invention relates to an armor in which at least a layer of fibers for composite materials is incorporated.



  By fibers for composite materials here are meant the special fibers commonly used in such composite materials and which have a very high tensile strength, usually greater than steel wire of the same diameter. The most common fibers of this kind are aramid (polyparaphenylene terephthalamide) and carbon fibers.



  Bulletproof vests made of more than twenty layers of aramid fabric stitched together are known. With such a vest, the compressive force of a bullet when it is stopped can in many cases still cause a serious trauma injury.



  In some cases, the bullet can pierce the vest, causing the so-called dum-dum effect due to the flattening of the bullet, which usually results in a fatal outcome. The addition of an additional ceramic or titanium plate on the inside makes the vest expensive and above all very heavy and therefore uncomfortable to wear. In addition, the aramid fabrics used are not resistant to UV radiation and moisture, so that the life of these known vests is limited.



  Armor plates are also known consisting of a layer of epoxy resin reinforced with an aramid fabric. These plates are thick and heavy for relatively limited protection against projectiles. Obviously is one such

 <Desc / Clms Page number 2>

 heavy and stiff material not suitable to be worn as a vest.



  The object of the invention is to overcome these drawbacks and to provide an armor which is light and relatively inexpensive, but which offers very good protection against projectiles and is particularly suitable for use as a bulletproof vest with a long service life.



  For this purpose, the armor contains multiple layers, at least one of which is a layer of composite fiber fibers, at least two adjacent layers of which are adhered together with an elastic plastic.



  By alternating a layer of fibers and a slightly resilient layer of plastic, which alternation can be repeated several times, a very strong inhibition of the projectile is obtained.



  The fibers for composite materials of aramid are effective. The plastic is expediently a, preferably cold-curing, polyurethane, for example a polyurethane, obtained by reacting an alcohol with a diisocyanate.



  In a first set of embodiments, the composite fiber layer is impregnated with the same plastic as the plastic with which the layers are adhered together.



  If the fibers are moisture and UV radiation sensitive fibers, they are protected by the plastic being soaked.



  Depending on the desired ball stop, the armor expediently contains several layers impregnated with the plastic

 <Desc / Clms Page number 3>

 fibers for composite materials, which layers are pressed together under pressure and are thus glued together by the same plastic.



  In this embodiment, the armor can be designed as a bullet-resistant material, for example a bulletproof vest.



  In this case, the entirety of the soaked soaked layers is preferably coated on one side with an anti-trauma pad formed by a layer of foamed plastic.



  This anti-trauma cushion, which acts as a spring, diverts the impact from the missile and spreads the shock wave over the bullet-resistant material. A very large impact absorption is obtained.



  This foam plastic is preferably so-called integral foam, for example with a hexagonal cell structure, which is provided with a skin. A suitable foam plastic is polyurethane foam.



  The thickness of this anti-trauma pillow is usually between 6 and 20 mm, with a greater thickness, for example 12 mm, at the location of the heart region.



  In a second series of embodiments, the armor includes a layer of fiber for composite materials impregnated with melamine resin and adhered by the aforementioned plastic to a single layer or group of layers of paper impregnated with a hard plastic resin.



  Preferably, the layer of paper or the layers of paper are impregnated with the same hard plastic resin as the layer of fibers.

 <Desc / Clms Page number 4>

 



  The layer of fibers can be a fabric or a non-woven.



  The invention also relates to a method which is particularly suitable for manufacturing the armor according to any of the previous embodiments.



  The invention thus relates to a method of manufacturing such an armor, characterized in that a number of layers, including at least one layer of fibers for composite materials, are coated with a layer, preferably cold-polymerizable, plastic which is elastic after polymerization. these coated layers are pressed together and the polymerization is allowed to take place under this pressure.



  In this way, several similar layers of fibers for composite materials can be coated with the cold polymerizable plastic and pressed together.



  In this case, to make a bulletproof vest, a layer of integral skin-forming foam can be applied to the compressed layers in a mold.



  It is also possible to coat a layer of fibers for composite materials with a melamine resin and to compress it under pressure, to apply a layer of cold-curable plastic that is elastic after polymerization on this cured layer, and to the layer of elastic plastic one or more layers of paper coated with a hard plastic resin and which may have been compressed beforehand, after which the whole is compressed.

 <Desc / Clms Page number 5>

 Optionally, one or more of the aforementioned layers with hard synthetic resin can be applied to the whole obtained, each time with a layer of elastic plastic between them.



  With an understanding of better demonstrating the features of the invention, some preferred embodiments of an armor and a method of fabricating it according to the invention, as examples without any limitation, are described below with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows a cross-section of part of a bulletproof vest according to the invention in normal condition; figure 2 represents a cross-section of the part of figure 1, but at the moment of impact of a bullet; figure 3 represents a cross-section analogous to that in figure 1, but of a part of an armor plate according to the invention.



  Figures 1 and 2 show an armor which forms a bulletproof vest and which contains a number, for example five, fabric layers 1 of fibers for composite materials soaked and glued together by cold-curable elastic polyurethane 2, which is compressed into a layer 3 to be.



  This joint layer 3 is coated on the side facing the body with an anti-trauma cushion 4 consisting of a layer of polyurethane soft integral foam with hexagonal cell structure, which has a skin.

 <Desc / Clms Page number 6>

 The whole is confined in the desired fit in a casing 5 of synthetic textile material. Two units can be arranged in the same case 5, one for protecting the thorax and one for protecting the lower abdomen. The latter can possibly be done without anti-trauma pillow.



  A suitable composite fiber for the fabric layers 1 is an aramid fiber 168 TEX, for example the fiber marketed by AKZO under the trademark "TREVARON". Aramid fibers are produced by wet spinning and stretching of paraphenylene terephthalamide polymer and are 100% crystalline, are very strongly oriented, stable in size and non-brittle, have covalent bonds in one direction and have a particularly high strength, high modulus and high resistance. against impact.



  The fabric 1 itself has a weight of about 220
 EMI6.1
 2 The elastic polyurethane is a cold-curable two-component polyurethane that is polymerized on site by reacting a polyol with an isocyanate hardener. A suitable polyol is the polyol marketed by BASF under the trademark "ELASTAN 8310", while the isocyanate is preferably a diisocyanate, for example a diphenylmetandiisocyanate (MDI).



  The elasticity of the polyurethane can be influenced by controlling the polyol / hardener weight ratio. The amount of hardener is preferably 18 to 33% by weight of the amount of polyol. A suitable ratio is, for example, 100/20. A suitable amount of polyurethane 2 is about 50 g / m.

 <Desc / Clms Page number 7>

 The polyurethane integral foam is also a cold-curable two-component polyurethane, preferably with the same two components as described above, but with a higher hardener content (polyol / hardener ratio of 100/33 for example) and of course with the addition of blowing agent for foaming . Effective density after
 EMI7.1
 3 foaming it is 80 while an effective thickness is between 6 and 20 mm.

   This thickness can vary depending on the location, for example from 12 mm at the heart region to 8 mm elsewhere. The edges of the vest may possibly be practically free from polyurethane foam.



  The production of the vest is carried out as follows: Several fabric layers 1 of the aforementioned fibers for composite materials are coated on one side with a mixture of the components of the aforementioned cold-curable polyurethane 2. In order to avoid excessive flow of this mixture and to ensure that sufficient amount of the mixture remaining on the fabric layers, a thixotropic material such as AEROSIL is added to the mixture. These coated fabrics, with the polyurethane upwards, are brought into a press form and the whole is pressed under pressure, for instance with an overpressure of about 50 kPa. The pressure is maintained until curing or polymerization has taken place. This polymerization is done cold, this is without heating, although a small heating is possible to accelerate the polymerization.

   The polyurethane will soak the fabric layers 1 and also stick them together. Excess polyurethane is pushed away laterally between the fabric layers 1, but thin layers 2 of elastic polyurethane still form between the actual fabric layers, which have a favorable effect on the braking of a projectile 6.

 <Desc / Clms Page number 8>

 



  The press mold is opened and closed with a second lid so that a space above the compressed fabric layers remains open. A mixture of the polyurethane integral skin foam components is injected into this space under pressure and the polyurethane is allowed to polymerize and foam. The whole is removed from the press form and covered with a casing provided with the necessary means such as Velcro for customizing the vest on a person. Hinged overlaps can be provided for the shoulders, while anti-slip material can be applied on the inside.



  This method is further illustrated by the following example:
 EMI8.1
 Multiple layers of aramid fiber 168 TEX fabric of AKZO's 2 brand Trevaron weighing 220 g / m 2 were coated with 50 of a blend of elastane 8310 polyol from BASF and diphenylmethane diisocyanate in a ratio of 100/20.
 EMI8.2
 These layers were pressed in a compression mold with a pressure? of 500 After curing or polymerizing, the mold was opened and a second lid was placed and the g / cm2 said mixture of polyol and diisocyanate was injected into the mold in a ratio of 100/33 but with a foaming agent. After the foam had hardened, the whole was placed in a concentrated sleeve.
 EMI8.3
 



  The bulletproof vest has a high flexible stiffness and 2 a low specific weight, for example 7 Nevertheless it offers an extremely high stopping force, which is due to the combination of fabric and plastic. The anti-trauma cushion 4 has a great resilience, so that the

 <Desc / Clms Page number 9>

 impact of a missile 6 is diverted outwards by the adhered fabric layers and the impact is distributed over the entire front of the vest.



  Because the fibers for composite materials are embedded in plastic, they are protected and the vest is resistant to water, oil, UV rays, chemicals. With aramid fabrics and polyurethane, the vest is self-extinguishing and fire resistant.



  It only carbonizes at 480'C.



  The aforementioned armor can also be used as an armor plate, this is without the anti-trauma cushion 4. The production is as described above, but without the application of polyurethane foam. In addition, the polyurethane 2 which impregnates and adheres the fabric layers 1 is usually made slightly harder by selecting the polyol / diisocyanate ratio, for example 100/25.



  This plate can be used to protect people, vehicles, helicopters and the like.



  In another embodiment of the invention, even harder armor plates can be made by gluing together layers, including at least one fabric fiber web for composite materials, soaked with very hard plastic resin, namely melamine, with elastic plastic such as polyurethane.



  An armor plate of this type consists, for example, of one aramid fabric layer 1 incorporated in hardened melamine 7, an elastic polyurethane layer 8 and a layer 9 consisting of five paper layers incorporated in hardened melamine.



  The aramid fabric is expediently the same as in the previous embodiments. The elastic polyurethane is advantageously cold-polymerized in situ, starting from the same polyol and diisocyanate as in the previous embodiments,

 <Desc / Clms Page number 10>

 but harder by a larger amount of diisocyanate, for example 28 parts diisocyanate for 100 parts polyol. The amount of polyurethane is expediently about 50
 EMI10.1
 2 g / m.



  This combination of layers can, if necessary, be repeated once or several times, the combinations being glued together by polyurethane 8.



  To manufacture this armor, first coat an aramid fabric layer 1 with the melamine resin 7, after which it is dried in an oven at 240 for 4 hours. C. After drying, the whole is pressed in a hot press at a pressure of 5000 kPa and a temperature of 250 ° C.



  Analogously, five layers of 50 g / m2 paper are coated with melamine and pressed in the aforementioned manner after drying in the oven in the hot press.
 EMI10.2
 



  50 of the mixture of the mixture are then applied to this melamine-impregnated pressed fabric layer 1, 2
2 components of the elastic, cold-curing polyurethane 8 and thereon the layer 9 formed by the five melamine-soaked compressed layers of paper and this polyurethane 8 is allowed to polymerize under pressure.



  Optionally, more than one fabric layer can be compressed in melamine. It is also possible to apply a layer of polyurethane 8 and a new fabric layer 1 to the layer 9, or alternatively fabric layers 1 incorporated in melamine and layers 9 of paper layers incorporated in melamine, each with a polyurethane layer 8 between a fabric layer 1 and a layer 9.



  This armor can be used to protect vehicles, helicopters and the like, with the melamine finish

 <Desc / Clms Page number 11>

 embedded fabric layer on the outside. Upon impact of a projectile 6, particles of melamine are released, but these particles cannot escape and the projectile gets jammed, whereby the projectile is strongly inhibited. The elastic polyurethane layer 8 not only provides a high adhesive force between the layers, but above all an absorption and distribution of the shock wave during impact.



  The present invention is by no means limited to the embodiments described above and shown in the figures, but such armor or the like method of manufacturing it can be realized in different variants without falling outside the scope of the invention.


    

Claims (1)

Konklusies. Conclusions. 1. - Pantser waarin ten minste een laag (1) van vezels voor komposietmaterialen ingewerkt is, daardoor gekenmerkt dat het meerdere lagen bevat waarvan ten minste één ervan een laag (1) is van vezels voor komposietmaterialen, waarbij ten minste twee naburige lagen (1 of 1, 7 en 9) aan elkaar gekleefd zijn met een elastische kunststof (2 of 8).   Armor in which at least one layer (1) of fibers for composite materials is incorporated, characterized in that it contains several layers, at least one of which is a layer (1) of fibers for composite materials, wherein at least two adjacent layers (1 or 1, 7 and 9) are glued together with an elastic plastic (2 or 8). 2.-Pantser volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat de vezels voor komposietmaterialen van aramide zijn. Armor according to the previous claim, characterized in that the fibers for composite materials are of aramid. 3.-Pantser volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat de elastische kunststof (2 of 8) een, bij voorkeur koudhardende, polyurethaan is.   Armor according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic plastic (2 or 8) is a, preferably cold-hardening, polyurethane. 4.-Pantser volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat de elastische kunststof (2 of 8) een polyurethaan is verkregen door reaktie van een alcohol met een diisocyanaat.   Armor according to the previous claim, characterized in that the elastic plastic (2 or 8) of a polyurethane is obtained by reacting an alcohol with a diisocyanate. 5.-Pantser volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat de laag van vezels voor komposietmaterialen is doordrenkt met dezelfde kunststof (2) als de kunststof EMI12.1 (2) waarmee de lagen (1) aan elkaar gekleefd zijn.   Armor according to one of the previous claims, characterized in that the layer of fibers for composite materials is impregnated with the same plastic (2) as the plastic  EMI12.1  (2) with which the layers (1) are glued together. 6.-Pantser volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat het meerdere met de kunststof (2) doordrenkte lagen van vezels voor komposietmaterialen bevat, welke lagen (1, 2) onder druk tegen elkaar werden geperst en dus door dezelfde kunststof (2) aan elkaar zijn gekleefd. Armor according to the previous claim, characterized in that it contains several layers of fibers for composite materials that are soaked with the plastic (2), which layers (1, 2) are pressed together under pressure and thus together by the same plastic (2) are pasted. 7.-Pantser volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat het als kogelwerend materiaal is uitgevoerd. <Desc/Clms Page number 13> 8.-Pantser volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat het geheel van de aan elkaar gekleefde doordrenkte lagen (1, 2) aan een zijde is bekleed met een anti-traumakussen (4) dat is gevormd door een laag van schuimkunststof.   Armor according to the previous claim, characterized in that it is designed as a bullet-resistant material.  <Desc / Clms Page number 13>    Armor according to the previous claim, characterized in that the whole of the soaked soaked layers (1, 2) is coated on one side with an anti-trauma cushion (4) formed by a layer of foamed plastic. 9.-Pantser volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat deze schuimkunststof van het anti-traumakussen (4) zogenoemd integraalschuim is dat van een huid is voorzien.   Armor according to the previous claim, characterized in that this foam plastic material of the anti-trauma cushion (4) is so-called integral foam which is provided with a skin. 10.-Pantser volgens een van de konklusies 8 en 9, daardoor gekenmerkt dat de schuimkunststof van het anti-traumakussen (4) polyurethaanschuim is.   Armor according to one of Claims 8 and 9, characterized in that the foam plastic of the anti-trauma cushion (4) is polyurethane foam. 11.-Pantser volgens een van de konklusies 8 tot 10, daardoor gekenmerkt dat de dikte van dit anti-traumakussen (4) tussen 6 en 20 mm is gelegen.   Armor according to one of claims 8 to 10, characterized in that the thickness of this anti-trauma cushion (4) is between 6 and 20 mm. 12.-Pantser volgens een van de konklusies 1 tot 4, daardoor gekenmerkt dat het een laag (1) van vezels voor komposietmaterialen bevat die doordrenkt is met melaminehars (7) en die door de elastische kunststof (8) gekleefd is aan een enkele laag of een groep lagen (9) van papier doordrenkt met een hard kunststofhars (7).   Armor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it contains a layer (1) of fibers for composite materials which is impregnated with melamine resin (7) and which is adhered to a single layer by the elastic plastic (8) or a group of layers (9) of paper soaked with a hard plastic resin (7). 13.-Pantser volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat de andere laag of de lagen van de groep (9) lagen met hetzelfde hard kunststofhars (7) doordrenkt is, resp. zijn, als de weefsellaag (1).   Armor according to the previous claim, characterized in that the other layer or layers of the group (9) of layers are impregnated with the same hard synthetic resin (7), respectively. as the fabric layer (1). 14.-Pantser volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat de laag (1) vezels een weefsel is.   Armor according to any one of the previous claims, characterized in that the layer (1) of fibers is a fabric. 15.-Werkwijze ter vervaardiging van een pantser volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men <Desc/Clms Page number 14> een aantal lagen waaronder ten minste een laag (1) van vezels voor komposietmaterialen, bekleedt met een laag, bij voorkeur koud polymeriseerbare, kunststof (2) die na polymerisatie elastisch is, men deze beklede lagen met een druk op elkaar perst en men de polymerisatie onder deze druk laat plaatsvinden.   Method of manufacturing an armor according to any one of the preceding claims, characterized in that one  <Desc / Clms Page number 14>  a number of layers, including at least one layer (1) of fibers for composite materials, coated with a layer, preferably cold-polymerizable, plastic (2) which is elastic after polymerization, these coated layers are pressed together and the polymerization under this pressure. 16.-Werkwijze volgens vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men meerdere gelijkaardige lagen (1) van vezels voor komposietmaterialen, bekleed met de koud polymeriseerbare kunststof (2), op elkaar perst. Method according to previous claims, characterized in that several similar layers (1) of fibers for composite materials, coated with the cold polymerisable plastic (2), are pressed together. 17.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men lagen (1) van vezels bekleedt met een mengsel van een polyol en een isocyanaatharder in een gewichtsverhouding van 100/20 tot 100/33. Method according to the previous claim, characterized in that layers (1) of fibers are coated with a mixture of a polyol and an isocyanate hardener in a weight ratio of 100/20 to 100/33. 18.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men aan het mengsel een thixotroop makende stof toevoegt. EMI14.1 Method according to the previous claim, characterized in that a thixotropic substance is added to the mixture.  EMI14.1   19.-Werkwijze volgens konklusie 17, daardoor gekenmerkt dat men meerdere lagen (1) van aramidevezels bekleedt met een mengsel van een polyol en een diisocyanaat en samendrukt. Method according to claim 17, characterized in that several layers (1) of aramid fibers are coated with a mixture of a polyol and a diisocyanate and compressed. 20.-Werkwijze volgens een van de konklusies 15 tot 19, daardoor gekenmerkt dat men voor het vervaardigen van een kogelwerend materiaal, op de samengeperste lagen (1, 2) in een vormmatrijs nog een laag (4) integraalschuim aanbrengt.   Method according to any one of claims 15 to 19, characterized in that a further layer (4) of integral foam is applied to the compressed layers (1, 2) in a mold for the production of a bullet-resistant material. 21.-Werkwijze volgens konklusie 15, daardoor gekenmerkt dat men een laag (1) van vezels bekleedt met melaminehars (7) en onder druk samenperst, men een laag, bij voorkeur koud hardbare, kunststof (8) die na polymerisatie elastisch <Desc/Clms Page number 15> is op deze uitgeharde laag (1, 7) brengt, en men op de laag elastische kunststof (8) een of meer lagen aanbrengt van papier die men bekleed heeft met een hard kunststofhars en die men eventueel vooraf samengeperst heeft tot een laag (9), waarna men het geheel samenperst. Method according to claim 15, characterized in that a layer (1) of fibers is coated with melamine resin (7) and compressed under pressure, a layer, preferably cold-curable, plastic (8) which, after polymerization, is elastic  <Desc / Clms Page number 15>  is applied to this cured layer (1, 7), and one or more layers of paper coated with a hard plastic resin and optionally compressed into a layer (9) are applied to the layer of elastic plastic (8) , after which the whole is compressed. 22.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men nog een of meer van voornoemde lagen met hard kunststofhars (1, 7 of 9) op het verkregen geheel aanbrengt, telkens met een laag elastische kunststof (8) ertussen. Method according to the previous claim, characterized in that one or more of the above-mentioned layers with hard plastic resin (1, 7 or 9) are applied to the whole obtained, each time with a layer of elastic plastic (8) in between. 23.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men een laag (1) van aramidevezels bekleedt met melaminehars, men dit geheel samenperst in een verwarmde persvorm, men daarop een een mengsel van een polyol en een isocyanaatharder ter vorming van een polyurethaan aanbrengt en daarop een aantal lagen van papier bekleed met melaminehars, al dan niet vooraf reeds samengeperst onder een temperatuur boven de omgevingstemperatuur. Method according to the previous claim, characterized in that a layer (1) of aramid fibers is coated with melamine resin, this is compressed completely in a heated compression mold, and a mixture of a polyol and an isocyanate hardener is applied to form a polyurethane and thereon a number of layers of paper coated with melamine resin, whether or not previously compressed under a temperature above the ambient temperature.
BE9300264A 1993-03-19 1993-03-19 Armour and working method for its manufacture BE1006923A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9300264A BE1006923A3 (en) 1993-03-19 1993-03-19 Armour and working method for its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9300264A BE1006923A3 (en) 1993-03-19 1993-03-19 Armour and working method for its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1006923A3 true BE1006923A3 (en) 1995-01-24

Family

ID=3886913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9300264A BE1006923A3 (en) 1993-03-19 1993-03-19 Armour and working method for its manufacture

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1006923A3 (en)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697054A (en) * 1949-05-04 1954-12-14 Albert G H Dietz Material for absorption of kinetic energy of missiles
US3486966A (en) * 1965-07-06 1969-12-30 Chem Seal Corp Of America Cloth ballistic penetrating resistance laminate
US3771418A (en) * 1971-09-29 1973-11-13 Us Army Anti-spall lightweight armor
US3841954A (en) * 1971-03-15 1974-10-15 Carborundum Co Compressed rigid laminated material including stitching reinforcement
US3958276A (en) * 1975-07-09 1976-05-25 Clausen Carol W Helmet
FR2292946A1 (en) * 1974-11-29 1976-06-25 Morgan James PROTECTIVE ARMOR
FR2398607A1 (en) * 1977-07-29 1979-02-23 Vallcorba Tura Bullet-proof laminate - comprises glass cloth with aramide layers each side and impregnated with thermosetting resin (PT 24.10.78)
GB1556245A (en) * 1976-10-08 1979-11-21 Sacks M Protective shields
US4486491A (en) * 1984-02-13 1984-12-04 Kerekes Peter S Non-ricocheting armor panel
WO1989001123A1 (en) * 1987-08-03 1989-02-09 Allied-Signal Inc. Impact resistant helmet
EP0402165A1 (en) * 1989-06-09 1990-12-12 TENCARA S.p.A. Armour systems having high anti-piercing characteristics
WO1991000181A1 (en) * 1989-07-05 1991-01-10 Allied-Signal Inc. Ballistic resistant composite article and method
GB2235929A (en) * 1989-09-14 1991-03-20 Ici Plc Composite armour materials

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697054A (en) * 1949-05-04 1954-12-14 Albert G H Dietz Material for absorption of kinetic energy of missiles
US3486966A (en) * 1965-07-06 1969-12-30 Chem Seal Corp Of America Cloth ballistic penetrating resistance laminate
US3841954A (en) * 1971-03-15 1974-10-15 Carborundum Co Compressed rigid laminated material including stitching reinforcement
US3771418A (en) * 1971-09-29 1973-11-13 Us Army Anti-spall lightweight armor
FR2292946A1 (en) * 1974-11-29 1976-06-25 Morgan James PROTECTIVE ARMOR
US3958276A (en) * 1975-07-09 1976-05-25 Clausen Carol W Helmet
GB1556245A (en) * 1976-10-08 1979-11-21 Sacks M Protective shields
FR2398607A1 (en) * 1977-07-29 1979-02-23 Vallcorba Tura Bullet-proof laminate - comprises glass cloth with aramide layers each side and impregnated with thermosetting resin (PT 24.10.78)
US4486491A (en) * 1984-02-13 1984-12-04 Kerekes Peter S Non-ricocheting armor panel
WO1989001123A1 (en) * 1987-08-03 1989-02-09 Allied-Signal Inc. Impact resistant helmet
EP0402165A1 (en) * 1989-06-09 1990-12-12 TENCARA S.p.A. Armour systems having high anti-piercing characteristics
WO1991000181A1 (en) * 1989-07-05 1991-01-10 Allied-Signal Inc. Ballistic resistant composite article and method
GB2235929A (en) * 1989-09-14 1991-03-20 Ici Plc Composite armour materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5534343A (en) Flexible ballistic resistant article having a thermoplastic elastomeric honeycomb panel
US4836084A (en) Armour plate composite with ceramic impact layer
CA2450338C (en) Laminated ballistic structure comprising alternating unidirectional and thermoplastic layers
EP0507942B1 (en) Reinforced soft and hard body armor
US4923728A (en) Protective armor and method of assembly
US4550044A (en) Ballistic resistant armor panel and method of constructing the same
ATE144826T1 (en) EXPLOSION PROTECTION MAT
AU2002348787A1 (en) Laminated ballistic structure comprising alternating unidirectional and thermoplastic layers
ES8602484A1 (en) High impact strength fiber resin matrix composites.
US3567568A (en) Impact resistant sheet and method for the preparation thereof
DE3426458A1 (en) BULLET RESISTANT LAMINATE
RU2191341C2 (en) Punctureproof material, coated carrier for use together with it and clothing manufactured of mentioned material
US20130111640A1 (en) Ballistic Composite Materials and Methods of Making
US20140065907A1 (en) Ballistic Composite Materials, Ballistic Fabrics, and Methods of Making
Bajaj Ballistic protective clothing: An overview
BE1006923A3 (en) Armour and working method for its manufacture
GB2232063A (en) Projectile resistant shield for protective garments
JP4691159B2 (en) Fabric with increased bulletproof performance coated with polymer stripes
DE19653218C1 (en) Bullet-resistant and impact-resistant layer material
CN214449029U (en) Anti-deformation high-strength hot air non-woven fabric
US6099946A (en) High pressure water jet protection
JPH02254297A (en) Bullet-proof panel
RU2128457C1 (en) Protective helmet body
RU2022507C1 (en) Protective clothing
CA2154534C (en) Antitrauma packet

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: BELPORT BELGIUM B.V.B.A.

Effective date: 19970331