<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.