ES2687394T3

ES2687394T3 - Cinta fibrosa.

Info

Publication number: ES2687394T3
Application number: ES15730450.2T
Authority: ES
Inventors: Koen Van Putten; Marina CALAZANS-BEHN; Roelof Marissen; Antoon Maria Verspagen; Christa Weber; Reinard Jozef Maria Steeman
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2035-06-15
Also published as: AU2015276312A1; IL249239A0; US20170153090A1; BR112016029520A2; KR102410864B1; EP3155359B1; BR112016029520B1; IL249239B; JP2017527703A; WO2015193215A1; DK3155359T3; CN106461362B; US20240219152A1; PL3155359T3; CA2953228C; JP6743340B2; KR20170023819A; CN106461362A; EP3155359A1; EA201790018A1

Abstract

Una cinta fibrosa hecha con fibras que comprenden un polímero de alta orientación, donde la cinta tiene una tenacidad de al menos 1,2 N/tex y una densidad de área entre 5 y 250 g/m2, en donde la cinta tiene una fuerza transversal de al menos 0,5 MPa.

Description

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DESCRIPCION

Cinta fibrosa.

La invencion se refiere a una cinta fibrosa hecha de fibras que comprenden un poUmero de alta orientacion, donde la cinta tiene una tenacidad de al menos 1,2 N/tex y una densidad de area entre 5 y 250 g/m2 La invencion tambien se refiere a un proceso para fabricar dicha cinta fibrosa a partir de dichas fibras que comprenden un polfmero de alta orientacion.

Dicha cinta se conoce de la publicacion internacional WO2013/131996. La publicacion internacional WO2013/131996 describe una cinta fibrosa con una tenacidad de al menos 3,54 N/tex y una densidad de area de alrededor de 35 g/m2, hecha de una pluralidad de filamentos UHMWPE fundidos de alta tenacidad. La cinta descrita en la publicacion internacional WO2013/131996 tambien esta en contacto con una capa de plastomero con una densidad de area entre 0,2 y 15 g/m2.

Aunque las cintas segun la publicacion internacional WO2013/131996 muestran tener rendimientos y fuerza suficiente en aplicaciones tales como paneles antibalfsticos, tambien muestran cierta deficiencia cuando se manipulan las cintas y/o las laminas que comprenden las cintas, lo que resulta en la aparicion de defectos en la cinta ocasionados por roturas de la cinta no deseadas. Ademas, el rendimiento de la cinta en aplicaciones balfsticas puede mejorarse mas aun.

El objeto de la presente invencion es proveer una cinta fibrosa con propiedades de manipulacion optimizadas, lo que resulta en menos defectos en la cinta ocasionados por roturas. Un objetivo adicional de la invencion puede ser proveer una cinta con un rendimiento balfstico mejorado.

Este objetivo se consigue segun la invencion al proveer una cinta con una fuerza transversal de al menos 0,5 MPa. Se ha observado que las cintas con dichas fuerzas transversales mejoradas pueden ofrecer propiedades de manipulacion mejoradas. Se ha descubierto que las cintas segun la invencion pueden manipularse mas facilmente y se pueden procesar en laminas y paneles antibalfsticos con sustancialmente menos defectos. Se ha observado ademas que las cintas segun la invencion pueden proveer laminas y paneles antibalfsticos con rendimientos antibalfsticos optimizados.

Las cintas fibrosas tambien se conocen de otras solicitudes de patentes tales como WO2012/080274 y WO2013/130160. Las cintas fibrosas descritas en dichas patentes tienen una alta tenacidad pero tambien presentan las deficiencias descritas arriba.

En la presente memoria se entiende por “cinta fibrosa” a una cinta que se obtiene por medio de un proceso en el que las fibras que comprenden un polfmero se utilizan como un material precursor. Una cinta fibrosa tiene una estructura diferente de una cinta no fibrosa, que normalmente se obtiene al comprimir polvos polimericos o con disoluciones de hilados o fusion de polfmeros. La seccion transversal de una cinta fibrosa segun la invencion, si se observa con un microscopio, tiene lfmites entre las fibras que forman la cinta. Los lfmites que se pueden observar de las fibras precursoras se pueden reconocer como lfmites sustancialmente rectos entre las fibras precursoras en la cinta fibrosa, donde las fibras precursoras pueden tener principalmente una seccion transversal poligonal, por ejemplo una seccion transversal hexagonal, pentagonal o rectangular.

La cinta fibrosa comprende fibras polimericas solapadas que tienen una longitud de fibra, en donde las fibras solapadas se pueden fusionar entre ellas a lo largo de cierta longitud solapada. Preferiblemente, una pluralidad de fibras, es decir, mas de una fibra, se utiliza para hacer dicha cinta, la pluralidad de fibras se puede obtener de un solo hilo o mas de un hilo que comprenden las fibras. Preferiblemente, la longitud solapada es al menos el 50% de la longitud de las fibras, mas preferiblemente al menos 70%, lo mas preferiblemente al menos 90%. Mas preferiblemente, la longitud solapada de las fibras polimericas es casi igual que la longitud de las fibras. La longitud solapada en que las fibras polimericas solapadas se pueden fundir entre ellas es una medida del grado de fusion de las fibras. El grado de fusion de las fibras se puede ajustar como se detallara de aqrn en adelante y la longitud solapada se puede medir con un microscopio, preferiblemente con profundidad de campo ajustable y/o con un dispositivo de intensificacion de contraste. La diferencia entre dos fibras fundidas, al menos parcialmente, y dos fibras sin fundir es que las fibras fundidas tienen dificultad para moverse una respecto de la otra en la parte fundida que mantiene las fibras en contacto. En consecuencia, una cinta fibrosa en el contexto de la presente invencion tiene una estructura diferente de las capas unicas que se conocen en la tecnica, que estan comprendidas por fibras y una resina elastica o una matriz polimerica que encapsula las fibras y las mantiene juntas. A diferencia de dichas capas unicas que se conocen en la tecnica, las fibras de las presentes cintas se mantienen juntas en esencia por medio de la interaccion de las fibras solapadas descrita arriba. Las presentes cintas fibrosas carecen sustancialmente de resinas o adhesivos entre las fibras que forman la cinta. Preferiblemente, las cintas fibrosas carecen sustancialmente resinas o adhesivos. Con “carecen sustancialmente” se entiende que las cintas fibrosas tienen menos de 5% en peso de resinas o adhesivos, preferiblemente menos de 3% en peso, mas preferiblemente menos de 2% en peso y lo mas preferiblemente menos de 1% en peso.

En la presente memoria se entiende por cinta a un cuerpo alargado con una direccion longitudinal, un espesor, un grosor, y una relacion de aspecto de seccion transversal, es decir, la relacion entre espesor y ancho. Dicha seccion

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transversal se define como sustancialmente perpendicular a la direccion longitudinal de la cinta. La direccion longitudinal o la direccion de la maquina de la cinta corresponde en esencia a la orientacion de las fibras fundidas La dimension de longitud de una cinta de la invencion no se ve limitada particularmente. La longitud puede ser mayor que 10 km y depende en su mayor parte de las fibras polimericas y del proceso utilizado para producir la cinta. Sin embargo, se puede fabricar dicha cinta por razones de conveniencia en tamanos mas pequenos, segun los requerimientos de las aplicaciones previstas.

En una realizacion preferente, la cinta de la invencion tiene una relacion de aspecto de seccion transversal media (espesor:ancho) de como maximo 1:50, preferiblemente como maximo 1:100, mas preferiblemente como maximo 1:500, e incluso mas preferiblemente como maximo 1:1000. El ancho de la cinta fibrosa tiene preferiblemente entre 2 mm y 3000 mm, y mas preferiblemente entre 10 mm y 2500 mm, e incluso mas preferiblemente entre 20 mm y 2000 mm, e incluso aun mas preferiblemente entre 50 mm y 1800 mm, y lo mas preferiblemente entre 80 mm y 1600 mm. La cinta fibrosa preferiblemente tiene un espesor entre 1 pm y 200 pm, mas preferiblemente entre 3 pm y 120 pm, e incluso mas preferiblemente entre 5 pm y 100 pm, e incluso mas preferiblemente entre 8 pm y 80 pm, y lo mas preferiblemente entre 10 pm y 50 pm. En la presente memoria se entiende por ancho a la dimension mas grande entre dos puntos en el penmetro de una seccion transversal de la cinta, donde dicha seccion transversal es ortogonal a la longitud de la cinta. En la presente memoria se entiende por espesor a la distancia entre dos puntos en el penmetro de dicha seccion transversal, donde dicha distancia es perpendicular al ancho de la cinta. El ancho y el espesor de una cinta se pueden medir con metodos conocidos en la tecnica, por ejemplo, con la ayuda de una regla y un microscopio o un micrometro, respectivamente. Se ha observado que a diferencia de las cintas del estado de la tecnica, las cintas segun la invencion se pueden fabricar dentro de los anchos y espesores preferentes, donde dichas cintas mantienen una baja cantidad de defectos tras ser procesadas para hacer artfculos antibalfsticos.

En la presente memoria se entiende por fibra a un cuerpo alargado con una longitud mucho mayor que sus dimensiones transversales. Una fibra puede tener una seccion transversal redondeada normal, por ejemplo, ovalada o circular; o una seccion transversal irregular, por ejemplo, lobulada, con forma de C o de U. Las fibras pueden tener longitudes continuas, que se conocen en la tecnica como filamentos, o longitudes discontinuas, que se conocen en la tecnica como fibras cortadas. Las fibras cortadas se obtienen normalmente al cortar o estirar filamentos hasta cortarlos. A fines de la invencion, un hilo es un cuerpo alargado que contiene muchas fibras. La fibra tiene una relacion de aspecto de seccion transversal, es decir, la relacion entre la dimension mas grande entre dos puntos en el penmetro de una seccion transversal de la fibra y la dimension mas pequena entre dos puntos del mismo penmetro. Preferiblemente, las proporciones transversales de la fibra tienen un maximo de 10:1, mas preferiblemente un maximo de 5:1, e incluso mas preferiblemente 3:1.

Los ejemplos de fibras de polfmeros adecuados para la presente invencion incluyen, pero no se limitan a las fibras fabricadas a partir de poliamidas y poliaramidas, por ejemplo, poli(parafenileno tereftalamida) (conocido como Kevlar®); poli(tetrafluoroetileno) (PTFE); poli{2,6-diimidazol-[4,5b-4',5'e]piridinileno-1,4(2,5-dihidroxi)fenileno} (conocido como M5); poli(p-fenileno-2, 6-benzobisoxazol) (PBO) (conocido como Zylon®); poli(hexametilenoadipamida) (conocido como Nylon 6,6), poli(4-acido aminobutmco) (conocido como Nylon 6); poliesteres, por ejemplo poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de butileno), y poli(1,4 tereftalato de ciclohexilidenodimetileno); alcoholes polivimlicos; polfmeros de cristales lfquidos termotropicos (LCP) como se conocen por ejemplo en US 4.384.016; poliolefinas, por ejemplo, homopolfmeros y copolfmeros de polietileno y/o polipropileno; y combinaciones de los mismos.

Se pueden obtener buenos resultados cuando el polfmero es una poliolefina, preferiblemente un polietileno. Los polietilenos preferentes son polietilenos de peso molecular alto o ultraalto (UHMWPE). Las fibras de polietileno se pueden fabricar con cualquier tecnica conocida en la tecnica, preferiblemente con un proceso de hilado por fusion o gel. Lo mas preferiblemente, las fibras se hilan con gel y son fibras UHMWPE, por ejemplo, las que vende DSM Dyneema, nL, con la marca comercial Dyneema®. Si se utiliza un proceso de hilado por fusion, el material primario de polietileno a utilizar para fabricar las mismas es preferiblemente un polietileno de un alto peso molecular, con un peso molecular medio entre 20.000 y 600.000 g/mol, mas preferiblemente entre 60.000 y 200.000 g/mol. Se describe un ejemplo de un proceso de hilado por fusion en el documento EP 1.350.868, que se incorpora en la presente memoria por referencia. Si se utiliza el proceso de hilado con gel para fabricar dichas fibras, se utiliza preferiblemente un UHMWPE con una viscosidad intnnseca (IV) de preferiblemente al menos 5 dL/g, mas preferiblemente al menos 8 dL/g, lo mas preferiblemente al menos 12 dL/g. Preferiblemente el IV tiene un maximo de 40 dL/g, mas preferiblemente un maximo de 30 dL/g, lo mas preferiblemente un maximo de 25 dL/g. Preferiblemente, el UHMWPE tiene menos de 1 cadena lateral cada 100 C atomos, mas preferiblemente menos de 1 cadena lateral cada 300 C atomos. Preferiblemente las fibras UHMWPE se fabrican con un proceso de hilado con gel como se describe en varias publicaciones, inclusive la US 4413110, GB 2042414 A, GB-A-2051667, WO 01/73173 A1.

La tenacidad o resistencia a la traccion de las fibras polimericas es preferiblemente de al menos 1,2 N/tex, mas preferiblemente al menos 2,5 N/tex, lo mas preferiblemente al menos 3,5 N/tex. Se obtuvieron los mejores resultados cuando las fibras de polfmeros eran fibras UHMWPE con una tenacidad de al menos 2 N/tex, mas preferiblemente al menos 3 N/tex.

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La tenacidad de la cinta de la invencion tiene preferiblemente al menos 1,5 N/tex, preferiblemente al menos 2,0 N/tex, mas preferiblemente al menos 2,5 N/tex, e incluso mas preferiblemente al menos 3,0 N/tex y lo mas preferiblemente al menos 3,5 N/tex. Se ha observado que las cintas con tenacidad aumentada pueden producir laminas y paneles con propiedades balfsticas mejoradas.

La cinta fibrosa de la invencion tiene una fuerza transversal de al menos 0,5 MPa. Fue una sorpresa para los inventores conseguir dicha fuerza transversal ya que en la tecnica se sabe que aumentar la fuerza transversal en una cinta generalmente se obtiene a expensas de otras propiedades mecanicas tales como la tenacidad. Se considera un logro de los inventores haber identificado un proceso que permite producir por primera vez cintas fibrosas con fuerzas transversales que exceden los 0,5 MPa y al mismo tiempo mantienen sustancialmente las tenacidades de las fibras empleadas. Preferiblemente, la fuerza transversal de la cinta de la invencion es de al menos 0,6 MPa, mas preferiblemente al menos 0,7 MPa, e incluso mas preferiblemente al menos 0,8 MPa y lo mas preferiblemente al menos 0,9 MPa. Se ha observado que aumentar la fuerza transversal a dichos niveles preferentes mejoro aun mas las propiedades de manipulacion de las cintas y tambien puede reducir mas aun el numero de defectos de los artfculos antibalfsticos fabricados con las mismas. En el contexto de la presente invencion se entiende que la fuerza transversal de una cinta fibrosa es la fuerza, en Netwons (N), necesaria para romper una cinta a lo largo de un area transversal perpendicular a la direccion del ancho de la cinta dividida por la superficie (en mm2) de dicha area transversal. Dicha fuerza transversal se expresa entonces en MPa o de forma alternativa en N/mm2 Se puede encontrar mas informacion detallada sobre la medicion de la fuerza transversal en los Metodos de Medicion.

Tambien se ha observado que el balance entre la fuerza transversal y la tenacidad se puede mejorar mas aun si las fibras con las que se fabrica la cinta segun la invencion contienen entre 10 ppm y 1% en peso de un disolvente para el polfmero con el que se fabrican las fibras, en donde el porcentaje en peso se expresa como el peso del disolvente por el peso total de la fibra. Segun una realizacion preferente de las cintas de las presente invencion, las fibras constituidas por un polfmero con las que se fabrica la cinta comprenden al menos 10 ppm, preferiblemente 20 ppm, lo mas preferiblemente 50 ppm de un disolvente para el polfmero. Los contenidos mayores a 1% en peso ya no contribuyen en esencia a mejorar o siquiera a debilitar la fuerza transversal. Por las razones descritas arriba, el contenido de disolvente en la fibra es preferiblemente de entre 10 ppm a 1% en peso, mas preferiblemente 20 ppm a 0,5% en peso, e incluso mas preferiblemente entre 50 ppm a 0,1% en peso, y lo mas preferiblemente entre 0,01% a 0,1% en peso.

Se entiende en la presente que disolvente es una sustancia que es capaz de disolver el polfmero en cuestion. Un experto en la tecnica conoce disolventes adecuados para polfmeros. Por ejemplo, se puede elegir el disolvente en el “Polymer Handbook" de J. Brandrup y E.H. Immergut, tercera edicion, capttulo VII, paginas 379 - 402. Algunos ejemplos de disolvente adecuados para poliolefinas, en particular polietileno, incluyen, separados o en combinacion: decalina, tetralina, tolueno, n-alcanos bajos tales como hexano, (para-)xileno, aceite de parafina, escualeno, aceite mineral, cera de parafina, ciclooctano. Por las razones citadas arriba, el disolvente es mas preferiblemente aceite de parafina, cera de parafina o decalina.

Preferiblemente, el disolvente es un disolvente con un alto punto de ebullicion, tal como el aceite de parafina. Se ha observado que dichos disolventes producen cintas fibrosas con fuerzas transversales aun mejores. Preferiblemente, esos disolventes tienen una temperatura de ebullicion que es sustancialmente mayor que la temperatura de fusion del polfmero, preferiblemente al menos 50 K, mas preferiblemente al menos 100 K. La temperatura de fusion de las fibras se puede determinar con DSC utilizando una metodologfa que se describe en la pagina 13 de WO 2009/056286.

La presencia del disolvente en la fibra puede tener multiples ongenes. Por ejemplo, el disolvente presente en la fibra puede ser un remanente de un disolvente utilizado durante el proceso de hilado de la fibra o puede haber sido anadido expresamente antes, durante o despues del proceso de hilado de la fibra o la fabricacion de la cinta fibrosa.

En el contexto de la presente invencion, las fibras de polfmeros de alta orientacion se definen de forma tal que las cadenas de polfmeros van sustancialmente paralelas a la direccion de la fibra. Es preferible que el grado de orientacion F sea de al menos 0,95, mas preferiblemente al menos 0,97 e incluso mas preferiblemente al menos 0,98. El grado de orientacion se define por medio de la formula F = (90° - H°/2)90°, en donde H° es el ancho a media altura de la intensidad de dispersion a lo largo del anillo de Debye de la reflexion mas fuerte en el ecuador.

La cinta fibrosa, o las laminas fabricadas con la misma y/o artfculos antibalfsticos de la invencion tambien pueden comprender un ligante o un material de matriz. Dicho ligante o material de matriz puede estar presente entre las fibras polimericas o entre las cintas fibrosas. Se pueden utilizar varios ligantes o matrices, algunos ejemplos incluyen materiales termoestables y termoplasticos. Hay disponibles una gran variedad de materiales termoestables, sin embargo, los mas comunes son las resinas epoxi o resinas de poliester. Se da una lista de materiales termoestables y termoplasticos adecuados en, por ejemplo, WO 91/12136 A1 (paginas 15-21), que se incluye en la presente memoria por referencia. Del grupo de materiales termoestables se prefieren los esteres de vinilo, poliesteres insaturados, epoxidos o resinas de fenoles. Del grupo de materiales termoplasticos se prefieren los poliuretanos, polivinilos, poliacrilicos, politereftalato de butileno (PBT), poliolefinas o copolfmeros de bloque elastomericos

termoplasticos tales como copoUmeros de bloque poliisopropeno-polietileno-butileno-poliestireno o poliestireno- poliisopropeno-poliestireno.

Mas preferiblemente, sin embargo, es que la cinta fibrosa no tenga sustancialmente ningun ligante o material de matriz entre las fibras polimericas. Se ha observado que en ausencia de ligantes o materiales de matriz, se pueden 5 mejorar las propiedades balfsticas del material de la invencion.

Sin embargo, en una realizacion preferente, el ligante o material de matriz se encuentra presente en y entre las cintas fibrosas como por ejemplo el descrito en WO2013/131996, especialmente en las paginas 9, 11 y 12, que se incluye en la presente memoria por referencia.

La invencion tambien se refiere a un proceso para fabricar las cintas de la invencion, que comprende las etapas de:

10 (a) proporcionar las fibras que comprenden un polfmero de alta orientacion, donde dichas fibras tienen una

tenacidad de al menos 1,2 N/tex;

(b) formar una capa que comprenda las fibras;

(c) aplicar una fuerza de traccion longitudinal sobre las fibras en la capa,

(d) estirar la capa de fibras a una relacion de estiramiento de al menos 1,01 para formar una capa estirada;

15 (e) proporcionar la capa estirada a unos medios de compresion a una cierta temperatura de procesamiento Tp;

(f) comprimir la capa estirada de fibras al someter la capa a un proceso de compresion mediante los medios de compresion, donde los medios de compresion tienen una temperatura Tc, para formar una cinta fibrosa;

(g) de manera opcional, estirar la cinta fibrosa a una relacion de estiramiento de al menos 1,1 y,

(h) enfriar la cinta fibrosa a una temperatura de como maximo 80°C a una tension suficiente para prevenir la perdida 20 de propiedades mecanicas;

en donde Tm es la temperatura de fusion del polfmero, en donde Tm > Tp > Tm - 30 K, y en donde Tc ^ Tp - 3 K.

Se ha observado que con el proceso de la invencion se puede obtener una cinta con fuerza transversal aumentada en comparacion con cintas fibrosas conocidas.

Tambien se ha observado que las propiedades mecanicas de la cinta fibrosa fabricada con el proceso de la 25 invencion son similares a las propiedades mecanicas de las fibras utilizadas para fabricar la cinta del mismo proceso. Esto tambien fue una sorpresa ya que hasta la fecha las propiedades mecanicas de las cintas fabricadas con fibras polimericas generalmente eran mucho menores que las de las fibras polimericas. Por consiguiente, la presente invencion tambien se refiere a una cinta fibrosa que se obtiene por medio del proceso de la invencion. Preferiblemente, la cinta fibrosa que se obtiene por medio del proceso de la invencion tiene una tenacidad de como 30 maximo 20% menos que la tenacidad de las fibras polimericas utilizadas para fabricar dicha cinta fibrosa, mas preferiblemente como maximo 10%, mas preferiblemente, como maximo 5% menos que la tenacidad de las fibras polimericas utilizadas para fabricar la cinta fibrosa. Si se utilizan fibras polimericas de varias tenacidades y modulos para fabricar la cinta de la invencion, la tenacidad o modulo de las fibras polimericas a considerar son un promedio de la tenacidad y el modulo de las diferentes fibras polimericas.

35 Preferiblemente, en una etapa (a) del proceso de la invencion se proporciona la pluralidad de fibras de polfmeros de alta orientacion como al menos un hilo, mas preferiblemente mas de un hilo, que puede tener o no un doblez. Preferiblemente los hilos tienen menos de 1 doblez cada 100 cm de hilo, mas preferiblemente menos de 1 doblez cada 200 cm de hilo, e incluso mas preferiblemente menos de 1 doblez cada 400 cm. Lo mas preferiblemente, los hilos no tienen sustancialmente dobleces. En el caso de que se proporcione al proceso un hilo con un doblez, el 40 experto en la tecnica tendra conocimiento de medios para eliminar el doblez de los hilos provistos antes o durante la formacion de una capa que comprende las fibras, la etapa (b).

Segun el proceso de la invencion, en la etapa (b) las fibras polimericas se forman en una capa que comprende las fibras, preferiblemente una capa de fibras. Dicha capa pueden ser fibras dispuestas en configuraciones de varios tipos que pueden comprender fibras orientadas de forma ordenada o aleatoria, tales como disposiciones paralelas. 45 Mas preferiblemente la capa de las fibras es una red unidireccional en donde la mayona de las fibras se disponen de forma sustancialmente paralela a una direccion en comun, por ejemplo al menos 50% en masa, mas preferiblemente al menos 75% en masa, e incluso mas preferiblemente al menos 95% en masa, lo mas preferiblemente el 100% en masa de la masa total de las fibras que forman la capa. El alineamiento unidireccional de las fibras polimericas puede conseguirse por medio de varias tecnicas convencionales conocidas en la tecnica que son capaces de 50 producir hileras sustancialmente rectas de fibras alineadas unidireccionalmente, de forma tal que las fibras adyacentes se solapan y preferiblemente no hay sustancialmente huecos entre ellas. Un ejemplo de una tecnica tal se describe en WO 2009/0056286, que se incluye en la presente memoria como referencia, en donde una capa que comprende fibras polimericas alineadas unidireccionalmente y solapadas pueden formarse adecuadamente al

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proporcionar una fibra polimerica desde una terminal de estiramiento bajo tension, a traves de medios de alineamiento, por ejemplo, una bobina seguida de una pluralidad de barras separadoras. Se ha observado que dicho alineamiento paralelo de las fibras en la capa proporciona cintas con aun mayor fuerza transversal.

El espesor de la capa constituida por las fibras polimericas se selecciona preferiblemente para que proporcione el espesor deseado de la cinta tras las etapas (d) de estiramiento y la etapa (f) de compresion. La capa puede tener un espesor mmimo de aproximadamente el diametro de las fibras. Preferiblemente, el espesor de la cinta sera al menos el doble del espesor de las fibras.

Preferiblemente, el proceso de la invencion comprende una etapa adicional (b1) en donde las fibras se calientan previamente a una temperatura por debajo de Tm, antes o durante el estiramiento de la capa en la etapa (d). Se puede calentar previamente la capa al mantener la capa durante un tiempo de permanencia en un horno a una temperatura de precalentamiento, lo que somete la capa a irradiacion de calor, o al poner la capa en contacto con un medio de calentamiento tal como un fluido caliente o una superficie caliente. Preferiblemente, la temperatura de precalentamiento es entre Tm - 2 K y Tm - 30 K, mas preferiblemente entre Tm - 3 K y Tm - 20 K, lo mas preferiblemente entre Tm - 5 K y Tm - 15 K. El tiempo de permanencia es entre 2 y 100 segundos, mas preferiblemente entre 3 y 60 segundos, lo mas preferiblemente entre 4 y 30 segundos.

Durante el proceso de la invencion, en la etapa (d) la capa se estira a una relacion de estiramiento de al menos 1,01. Mas preferiblemente, la relacion de estiramiento es de al menos 1,03, e incluso mas preferiblemente es de al menos 1,05, y lo mas preferiblemente es de al menos 1,08. La relacion de estiramiento maxima que se puede aplicar a la capa puede verse limitada en esencia por la capacidad de estiramiento de las fibras empleadas en el proceso. Sin embargo se ha observado que aplicar relaciones de estiramiento demasiado altas a la capa antes de la etapa (f) de compactacion puede ocasionar deficiencias no deseadas en las cintas fabricadas, tal como la fibrilacion o rotura de las cintas durante o despues del procesamiento de la cinta fibrosa. Por consiguiente, el proceso de estiramiento en la etapa (d) preferiblemente se limita a una relacion de estiramiento de menos de 2,0, preferiblemente menos de 1,8, mas preferiblemente menos de 1,5 y lo mas preferiblemente menos de 1,3. En incluso otra realizacion preferente, la relacion de estiramiento de la capa puede ser entre 1,01 y 2,0, preferiblemente entre 1,03 y 1,8, mas preferiblemente entre 1,05 y 1,5, y lo mas preferiblemente entre 1,08 y 1,3. Se ha observado que con dicha relacion de estiramiento limitada se pueden obtener cintas fibrosas con aun mejores propiedades.

En un proceso alternativo de la invencion, el proceso puede formar una parte integral del proceso de fabricacion de fibras de alta tenacidad, y en donde la etapa de estiramiento (b) es la ultima etapa de estiramiento del proceso de estiramiento al que se someten las fibras. Dependiendo del numero de etapas de estiramiento y las respectivas relaciones de estiramiento en dichas etapas de estiramiento, la relacion de estiramiento de la etapa (d) puede ser entre 2,0 y 10, preferiblemente entre 2,5 y 9,0, mas preferiblemente entre 3,0 y 8,0, y lo mas preferiblemente entre 4,0 y 7,0. Se ha observado que combinar la etapa (d) de estiramiento con la produccion de fibras de alta tenacidad provee ventajas de eficiencia sustanciales, al mismo tiempo que la fuerza transversal de la cinta producida no se ve sustancialmente afectada.

En la etapa (e) se proporciona la capa a una temperatura Tp a unos medios de compresion. La temperatura Tp se puede obtener al calentar o enfriar la capa con medios que un experto en la tecnica conoce. Preferiblemente la temperatura Tp se encuentra entre Tm - 1 K y Tm - 30 K, mas preferiblemente entre Tm - 1 K y Tm - 15 K, lo mas preferiblemente entre Tm -1 K y Tm - 5 K.

En la etapa (f) del proceso de la invencion, la capa que comprende las fibras polimericas se comprime con los medios de compresion. Preferiblemente los medios de compresion pueden ser una calandria, una unidad de alisado, una prensa de doble banda, una prensa alterna. Los medios de compresion forman un hueco por el que se procesa la capa. Preferiblemente, dicha capa se introduce en dicho hueco a una velocidad en lmea de al menos 1 m/min, mas preferiblemente al menos 2 m/min, lo mas preferiblemente al menos 3 m/min. La presion transversal a la que se somete a la capa se puede expresar en N/mm o N/mm2 dependiendo de la geometna de los medios de compresion. En el caso en el que los medios de compresion son una calandria o un medio de compresion parecido que aplica una compresion a un area de superficie estrecha, la presion en la lmea es de al menos 100 N/mm, mas preferiblemente al menos 200 N/mm, e incluso mas preferiblemente al menos 300 N/mm, lo mas preferiblemente al menos 500 N/mm. En el caso en que el medio de compresion sea una prensa, es decir, que aplica una compresion a una superficie amplia, la presion en la superficie es de al menos 1 N/mm2, mas preferiblemente al menos 5 N/mm2, e incluso mas preferiblemente al menos 10 N/mm2, lo mas preferiblemente al menos 20 N/mm2. Se ha observado que cuanto mas alta es la presion respectiva, mas alta es la fuerza transversal de las cintas fibrosas. Se conoce comunmente en la tecnica que una calandria comprende al menos dos rodillos de calandrado de rotacion opuesta que forman un punto de compresion, por ejemplo, donde los rodillos se solapan, al aplicar una fuerza de cerrado en dichos rodillos, que preferiblemente es constante. La fuerza de cerrado se mide generalmente por medio de un dinamometro. La presion de la lmea de calandrado se puede determinar entonces facilmente al dividir la fuerza de cerrado medida por el dinamometro por el ancho de la capa que comprende la red de fibras. Tambien se conoce comunmente en la tecnica que una prensa comprende al menos 2 superficies de compresion contrapuestas que aplican, preferiblemente de forma constante, una fuerza de cerrado sobre dichas superficies de compresion y por lo tanto aplican una presion en N por mm2 sobre el material entre las al menos 2 superficies de compresion.

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La etapa (f) de compresion del proceso se realiza a una temperatura Tc de los medios de compresion, en donde Tc es menor a la temperatura Tp a la que la capa que comprende las fibras de polfmeros se proporciona a los medios de compresion. Preferiblemente la temperatura de los medios de compresion es de al menos 3 K por debajo de Tp, preferiblemente al menos 5 K, mas preferiblemente al menos 10 K, mas preferiblemente al menos 20 K, incluso mas preferiblemente al menos 30 K y lo mas preferiblemente al menos 50 K por debajo de la Tp de la capa. De manera sorprendente, los inventores descubrieron que al aplicar temperaturas mas bajas de los medios de compresion se pueden proporcionar cintas con un balance optimizado de propiedades mecanicas. Se ha observado que realizar el proceso segun la invencion puede proporcionar cintas fibrosas con tenacidad y fuerza transversal optimizadas. La temperatura de los medios de compresion se puede establecer utilizando medios de compresion enfriados o calentados internamente. Dicha temperatura se ve influenciada entre otras cosas por las dimensiones de los medios de compresion (por ejemplo, el diametro de los rollos de calandrado), la temperatura (Tp) a la que se proporciona la capa, la velocidad en lmea y de manera opcional la temperatura que se aplica al espacio mas alla de los medios de compresion, tales como el enfriamiento forzado de la cinta fibrosa producida que excita los medios de compresion. En la presente memoria se entiende como temperatura de los medios de compresion (Tc) a la temperatura de la superficie de los medios de compresion en contacto con la capa comprimida. En caso de que dicha superficie sea diferente para posiciones diferentes de los medios de compresion, la Tc se mide en la posicion en donde la cinta fibrosa se descarga de los medios de compresion. En el caso en que el medio de compresion es una calandria, los rollos de calandrado tienen un diametro preferiblemente de entre 100 mm y 1000 mm, mas preferiblemente entre 200 mm y 700 mm, lo mas preferiblemente entre 300 mm y 600 mm.

En una realizacion opcional, la cinta fibrosa se estira en una etapa (g) a una relacion de estiramiento de como maximo 1,1. Preferiblemente, la relacion de estiramiento de la cinta fibrosa es como maximo 1,05, mas preferiblemente como maximo 1,03, y lo mas preferiblemente como maximo 1,01. De manera sorprendente, se ha observado que dicha limitacion de la relacion de estiramiento tras comprimir las fibras de polfmeros para fabricar una cinta puede proporcionar una cinta fibrosa con aun mayor fuerza transversal.

El proceso inventivo utiliza fibras de polfmeros de alta orientacion. Dichas fibras pueden ser fibras estiradas completamente, en el sentido de que las fibras han sido estiradas como se desee para la fabricacion del producto de la fibra. Ya que el fabricante de una fibra normalmente disena el producto para que tenga un margen de seguridad, una fibra completamente estirada puede estirarse aun mas, aunque el estiramiento en exceso normalmente puede ocasionar que la fibra se avene. En una realizacion preferente del proceso inventivo la capa que comprende las fibras polimericas se estira entre las etapas (a) y (f) hasta obtener una relacion de estiramiento total de 1,02 a 3,0, preferiblemente 1,03 y 2,0, mas preferiblemente 1,05 a 1,5, y lo mas preferiblemente de 1,08 a 1,3. Se ha observado que estos intervalos preferentes de estiramiento durante la fabricacion de la cinta optimizaran el balance entre la fuerza de la cinta y la fuerza transversal. Si bien las relaciones de estiramiento altas pueden producir aumentos en la tenacidad de la cinta, tambien pueden afectar negativamente la fuerza transversal. Si se aplican relaciones de estiramiento demasiado bajas, tanto la fuerza transversal como la tenacidad de la cinta pueden verse afectadas negativamente.

En la etapa (h) mencionada arriba, la cinta fibrosa se enfna de modo tal que la temperatura de la cinta se reduce al menos 25 °C, preferiblemente las cintas se enfnan a temperatura ambiente.

Por consiguiente, en una realizacion preferente del proceso de la invencion Tp y Tc se eligen para respetar las condiciones Tm > Tp > Tm - 15 K, y en donde Tc ^ Tp - 15 K. En otra realizacion preferente, Tp y Tc se escogen para respetar la condicion de Tm > Tp > Tm - 5 K, y en donde Tc ^ Tp - 30 K. Se ha observado que si el proceso de la invencion se realiza dentro de los lfmites descritos arriba, las cintas fibrosas obtenidas tienen un balance optimo entre la tenacidad y la fuerza transversal, y produciran artfculos antibalfsticos con un numero de defectos sustancialmente reducido.

En un proceso preferente segun la invencion, la fibras comprenden un polfmero UHMWPE, preferiblemente el UHMWPE tiene un IV (medido a 135°C en decalina) entre 5 dL/g y 40 dL/g, mas preferiblemente entre 8 y 30 dL/g, y mas preferiblemente entre 10 dL/g y 25 dL/g. Se ha observado que dichos intervalos de viscosidades intrmsecas del UHMWPE proporcionan aun mejores rendimientos antibalfsticos a las cintas fibrosas fabricadas con los mismos.

Ademas, el proceso de la presente invencion tambien hace posible fabricar cintas que no se encontraban disponibles antes, es decir, cintas con una combinacion unica de propiedades mecanicas, es decir, un balance entre propiedades balfsticas y defectos de manipulacion. Mas espedficamente, la presente invencion hace posible fabricar cintas fibrosas con una tenacidad (TS) de al menos 1,2 N/tex y una fuerza transversal (Str) de al menos 0,5 MPa. En una realizacion preferente, la tenacidad y la fuerza transversal de la cinta respetan la relacion de la formula 1;

Str = 2 MPa — a * p * TS Formula (1)

en donde Str se expresa en MPa, p es la densidad de las fibras en g/mm3, TS se expresa en N/tex y el factor a es como maximo 6.5 x 10-3, mas preferiblemente a es como maximo de 5.0 x 10-3, e incluso mas preferiblemente a es como maximo de 4.0 x 10-3 y lo mas preferiblemente como maximo de 3.0 x 10-3. De manera sorprendente, dichas cintas tienen un excelente rendimiento cuando se utilizan para fabricar productos antibalfsticos. Dicho alto rendimiento es inesperado en el campo de los productos antibalfsticos.

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La invencion tambien se refiere a productos tales como laminas y artfculos antibaKsticos constituidos por las cintas fibrosas de la invencion. En particular, la invencion se refiere a una lamina constituida por al menos dos capas unicas que comprenden cintas fibrosas segun la invencion o al menos una capa de cintas fibrosas tejidas segun la invencion. Preferiblemente, las capas unicas comprenden cintas fibrosas alineadas en una unica direccion comun.

Las laminas tambien contienen un ligante entre las cintas que forman dicha lamina. El objetivo del ligante puede ser mantener dichas cintas fibrosas ordenadas en sus posiciones para mejorar el funcionamiento de las capas unicas o laminas que las comprenden. Se describen ligantes adecuados en, por ejemplo, EP 0191306 B1, EP 1170925 A1, EP 0683374 B1 y EP 1144740 A1. Se ha observado que se pueden obtener buenos resultados cuando las laminas o el panel fabricado con las mismas no tienen sustancialmente ningun ligante o ningun otro tipo de material con el objetivo de mantener unidas las cintas fibrosas.

En la presente memoria se entiende como una capa unica de cintas fibrosas alineadas en una unica direccion comun a que una mayona de las cintas fibrosas de la lamina va en la misma direccion comun, por ejemplo, al menos 70% de la masa total de cintas fibrosas en dicha capa unica, mas preferiblemente al menos 90% de la masa, lo mas preferiblemente el 100% de la masa. En una lamina que comprende al menos dos capas unicas, la direccion de la cintas fibrosas en una capa unica esta a un angulo a de la direccion de una cinta fibrosa en una capa unica adyacente. En una capa de cintas fibrosas tejidas que comprende cintas tejidas por trama y urdimbre, las direcciones de orientacion de la trama y la urdimbre en las cintas fibrosas tejidas estan a un angulo U, en el que a y U respectivamente preferiblemente tienen entre 20 y 90°, mas preferiblemente entre 45 y 90°, y lo mas preferiblemente entre 75 y 90°, lo mas preferiblemente los angulos a y U tienen unos 90°.

En una realizacion preferente, las laminas de la invencion se compactan al fundir mecanicamente las cintas fibrosas. Dicha fusion mecanica preferiblemente se consigue con una combinacion de presion, temperatura y tiempo que no produce sustancialmente una adhesion con fundicion. Preferiblemente, no se puede detectar ningun tipo de adhesion con fundicion por medio del DSC (10 K/min). La ausencia de adhesion con fundicion significa que no se puede detectar ningun efecto endotermico visible consistente con fibras recristalizadas parcialmente fundidas cuando se analiza la muestra por triplicado. Se ha observado que aplicar altas presiones a una temperatura adecuada por debajo del punto de fusion de las fibras no ocasiona ningun numero de fibras recristalizadas fundidas que se puedan detectar, lo que es consistente con la ausencia sustancial de adhesion con fundicion.

Por consiguiente, la invencion tambien se refiere a laminas comprimidas que comprenden la cinta fibrosa de la invencion. Se ha observado que dicha lamina comprimida tendra una apariencia mas homogenea comparada con laminas comprimidas fabricadas con cintas fibrosas conocidas en la tecnica. Como se ha descrito arriba, las cintas fibrosas que son conocidas en la tecnica tienden a romperse de forma longitudinal cuando se manipulan. En las laminas fabricadas con las cintas fibrosas de dicha tecnica anterior, se pueden observar imperfecciones en la forma de roturas. La presencia de roturas en las cintas puede ocasionar defectos localizados debido a solapamientos o huecos en la cinta. Por lo tanto la invencion tambien se refiere a laminas que comprenden la cinta fibrosa, en donde la longitud de la rotura en la cinta es de menos de 5 m/m2 de lamina, preferiblemente menos de 2 m/m2 de lamina, e incluso mas preferiblemente menos de 1 m/m2 de lamina, y lo mas preferiblemente menos de 50 cm/m2 de lamina. Se ha observado que dicha baja longitud de rotura en una lamina que comprende la cinta mejora el rendimiento antibalfstico de los productos fabricados con dichas laminas.

La invencion tambien se refiere a artfculos antibalfsticos que comprenden la lamina de la invencion. Preferiblemente, el artfculo antibalfstico esta comprendido por al menos 2, preferiblemente al menos 4, mas preferiblemente al menos 8 laminas. Se ha observado que los artfculos antibalfsticos constituidos por dicho numero de laminas tienen propiedades antibalfsticas mejoradas comparadas con laminas constituidas por las cintas fibrosas que se conocen en la tecnica.

En una realizacion preferente, el artfculo antibalfstico tiene una densidad de area entre 0,25 Kg/m2 y 250 Kg/m2, preferiblemente entre 0,5 Kg/m2 y 100 Kg/m2, mas preferiblemente entre 1 Kg/m2 y 75 Kg/m2 y lo mas preferiblemente entre 2 Kg/m2 y 50 Kg/m2.

En incluso otra realizacion preferente, el artfculo antibalfstico de la invencion es un panel. En la presente memoria se entiende por panel a que las laminas individuales han sido comprimidas, de manera opcional bajo una temperatura elevada, para formar una unica estructura monolttica. Preferiblemente, el panel de la invencion se comprime a una temperatura por debajo de Tm de las fibras polimericas, mas preferiblemente a una temperatura entre dicha Tm y Tm - 100 K y con una presion de al menos 100 bares, mas preferiblemente al menos 150 bares, para obtener un panel.

Se ha observado que los paneles constituidos por las cintas segun la invencion tienen una homogeneidad estructural aumentada y por lo tanto proveen un panel con menos fluctuacion de las propiedades antibalfsticas comparado con los paneles constituidos por cintas fibrosas conocidas en la tecnica anterior. Los inventores observaron que las cintas con roturas pueden ocasionar desplazamientos localizados de fibras y/o cintas en porciones de cintas adyacentes que se meten a presion durante la fabricacion en dichas roturas de la cinta intermedia. Dicha migracion de porciones de cinta reduce la homogeneidad estructural del panel antibalfstico. La ausencia de homogeneidad estructural se puede observar, por ejemplo, con un microscopio en una seccion transversal de un panel compactado en donde la seccion transversal es perpendicular a la direccion comun de la cinta fibrosa alineada en una unica

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direccion comun. En dicha seccion transversal (Figura 1 y Figura 2), las cintas fibrosas alineadas en una unica direccion comun se pueden observar como bandas (1) sustancialmente paralelas y distintas. Un desplazamiento de una capa unica (2) debido a una cinta rota puede ocurrir en una ubicacion en dicha seccion transversal en donde las cintas de las 2 capas unicas (3 y 4) adyacentes, separadas originalmente por la cinta de la capa unica (2) intermedia, entran en contacto entre ellas (5). El objetivo de la presente invencion es proveer un panel con una homogeneidad estructural aumentada, es decir, con un numero reducido de dichos contactos entre las cintas. Por lo tanto la invencion tambien se refiere un artfculo antibalfstico que comprende un numero de contactos entre 2 cintas separadas por al menos una cinta intermedia, llamada alternativamente la cinta separadora, en donde el numero de contactos es menos de 20 por cada unidad de ancho de 1 metro de la cinta intermedia, mientras que un contacto corresponde a una interaccion entre cinta y cinta de dos cintas separadas por una cinta intermedia, que ocurre a traves de una rotura de la cinta intermedia. Un experto en la tecnica puede contar dichos contactos facilmente al analizar una seccion transversal de dicho panel que se muestra en la figura 1 y la figura 2.

La invencion tambien se refiere a una armadura que comprende el panel de la invencion. Algunos ejemplos de armadura incluyen pero no se limitan a cascos, corazas, carcasa de vehuculos y puertas de vehuculos.

La presente invencion tambien se refiere a un producto para aplicaciones para automoviles tales como partes de coches, etc.; aplicaciones marinas tales como barcos, botes, paneles, etc.; aplicaciones aeroespaciales tales como aviones, helicopteros, paneles, etc.; aplicaciones de defensa/proteccion vital tales como proteccion balfstica, armadura corporal, chalecos balfsticos, escudos, cascos balfsticos, proteccion balfstica de vehfculos, etc.; aplicaciones arquitectonicas tales como ventanas, puertas, pseudo-paredes, puertas de mercadena, paredes de mercadena, radomos, escudos, etc., en donde dicho producto contiene las cintas, las laminas o el panel de la invencion.

Las figuras 1 y 2 muestran una foto de microscopfa de luz en 2 escalas diferentes que muestran una porcion de una seccion transversal (1) a traves de un panel que comprende capas unicas de las cintas fibrosas segun la invencion. Las capas unicas en las que las fibras van sustancialmente paralelas a la seccion transversal tienen un tono mas claro (3 y 4) que las capas unicas en las que las fibras van sustancialmente perpendiculares a la seccion transversal (2). La posicion (5) en las figuras indica una rotura de la cinta de la capa unica (2), en donde la rotura se ha llenado con las cintas de las respectivas capas unicas (3) y (4) adyacentes.

La invencion se explicara en mas detalle con la ayuda de los siguientes ejemplos, si bien no se limita a los mismos.

Experimental

Metodos de Medicion

• La densidad de area (AD) de un panel o lamina se determina midiendo el peso de una muestra de preferiblemente 0,4 m x 0,4 m con un margen de error de 0,1 g. La densidad de area de una cinta se determina midiendo el peso de una muestra de preferiblemente 1,0 m x 0,03 m con un margen de error de 0,1 g.

• La viscosidad intnnseca (IV) se determina segun ASTM-D1601/2004 a 135°C en decalina, con un tiempo de disolucion de 16 horas, con DBPC como antioxidante en una disolucion en cantidades de 2 g/l, al extrapolar la viscosidad medida en diferentes concentraciones hasta en concentracion cero. Hay varias relaciones empmcas entre IV y Mw, pero dicha relacion depende en alto grado de la distribucion de masa molar. En base a la ecuacion Mw = 5,37*104 [IV]1,37 (ver EP 0504954 A1) una IV de 4,5 dl/g sena equivalente a un Mw de unos 422 kg/mol.

• Las cadenas laterales en una muestra de polietileno o UHMWPE se determinan por FTIR en una pelfcula de 2 mm de espesor moldeada por compresion al cuantificar la absorcion a 1375 cm-1 usando una curva de calibracion en base a las mediciones con NMR (como en, por ejemplo, EP 0 269 151).

• Las propiedades traccionales de las fibras, es decir, la fuerza y el modulo, se determinaron en hilos multi- filamento como se especifican en ASTM D885M, utilizando una longitud de calibracion nominal de la fibra de 500 mm, una velocidad de cruceta de 50 %/min y abrazaderas Instron 2714, del tipo Fibre Grip D5618C. Para calcular la fuerza, las fuerzas de traccion medidas se dividieron por el tttulo, determinado al pesar 10 metros de fibra; los valores en GPa se calculan asumiendo la densidad natural del polfmero (p), por ejemplo, para UHMWPE es 0,97 g/cm3.

Las propiedades traccionales de las cintas y las pelfculas se determinan de forma apropiada en cintas de un ancho de 2 mm y con 40 dobleces por metro.

• La fuerza transversal de las cintas se mide en un aparato de pruebas de traccion Zwick Z005 con 1kN de fuerza por celula y abrazaderas de cintas G13T y G13B. Las muestras de prueba se prepararon de forma manual cortando las cintas en tiras de 250 mm. Durante la preparacion de las muestras de prueba se debe prestar atencion para evitar ocasionar roturas parciales en la cinta de forma accidental. A las muestras que son imposibles de cortar en tiras de 250 mm se les asigna una fuerza transversal de 0 MPa. La longitud de sujecion de las muestras es de 60 mm y la distancia entre las abrazaderas es de 20 mm. La precarga es de 0,1 N y la prueba se realiza a una velocidad de 50 mm/min. La fuerza maxima determina la fuerza transversal. La fuerza en MPa se calcula al dividir la

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fuerza maxima en Newton por el ancho y el espesor de la muestra en mm. Asf se obtiene una tension de rotura en N/mm2, que es identica a una tension de rotura en MPa. Se da a conocer el promedio de 5 muestras.

• La temperatura de fusion (Tm) de un filamento se determina por medio de DSC en un instrumento compensador de potencia PerkinElmer DSC-7 que esta calibrado con indio y estano a una tasa de calentamiento de 10 K/min en una muestra de 5 mg. Para calibrar (calibracion de temperatura entre dos puntos) el instrumento DSC-7 se utilizan unos 5 mg de indio y unos 5 mg de estano, ambos pesados con al menos dos decimales. El indio se utiliza tanto para la calibracion de la temperatura como el flujo calonfico; el estano se utiliza solo para la calibracion de la temperatura.

• El rendimiento balfstico se mide al poner los paneles a prueba disparandoles con la municion descrita a continuacion. El primer disparo se realizo a una velocidad (V50) del proyectil, a la cual se espera detener el 50% de los disparos. La velocidad real de la bala se midio a una corta distancia antes del impacto. Si se detema la bala, el disparo siguiente se realizaba a una velocidad esperada que era 10% mayor que la velocidad del disparo anterior. Si habfa una perforacion, el disparo siguiente se realizaba a una velocidad esperada que era 10% menor que la velocidad del disparo anterior. El resultado del valor V50 experimental obtenido fue el promedio de las dos detenciones mas altas, y las dos perforaciones mas bajas. La energfa cinetica de la bala a V50 (Ecin = 1/2.m.V502) en donde m es la masa del proyectil, se divide por la densidad del area de la armadura para obtener un llamado valor Eabs. Eabs refleja el poder de detencion de la armadura en relacion al peso/espesor de la misma. Cuanto mas alto es el Eabs, mejor es la armadura.

• La velocidad del proyectil se midio con un par de pantallas de luz infrarroja Drello (IR) tipo LS19i3 en posicion perpendicular a la trayectoria del proyectil. En el instante en que un proyectil pasa por la primera pantalla de luz, se produce un primer pulso electrico debido a la interrupcion del haz IR. Se produce un segundo pulso electrico cuando el proyectil pasa por la segunda pantalla de luz. Al registrar el momento en el tiempo en que el primer y el segundo pulso electrico ocurren, y al saber la distancia entre las pantallas de luz, se puede determinar de forma inmediata la velocidad del proyectil.

• Los contactos entre cinta y cinta en un panel se determinan por medio de microscopfa de luz de una seccion transversal pulida de un panel. Se cuenta el numero de contactos en una seccion transversal de al menos 1 por 5 mm2. El ancho total de una cinta seccionada transversalmente (en m) presente en dicha seccion transversal de 1 por 5 mm2 se calcula multiplicando 0,005 m de la longitud transversal por el numero de cinta visible seccionada transversalmente, es decir, al dividir la altura por el espesor de la cinta.

Configuracion general del experimento

Se esparcieron 8 hilos multifilamento UHMWPE para formar una capa homogenea de filamentos con un espesor total de unos 50 micrones y un ancho de aproximadamente 3 cm. Se envio la capa de filamento a traves de un conjunto de dos rodillos de calandrado de rotacion opuesta con un diametro de 40 cm y un ancho de 4 cm cada uno. Se fijaron los rodillos de temperatura controlada a una velocidad de 530 cm/min y se aplico una fuerza de 1750 N/mm a la capa del filamento. Un rodillo adicional ubicado tras los rodillos de calandrado aplico una fuerza de traccion de unos 80 N a la cinta que salfa del punto de compresion de los rodillos de calandrado, y de manera opcional realizo un estiramiento posterior a la cinta fibrosa formada antes de enfriarla a una temperatura por debajo de 80°C y de enrollarla en una bobina.

Experimento Comparativo A

Se sometio un hilo multifilamento UHMWPE con una tenacidad de 3,1 N/tex y un nivel de disolvente parafrnico de 50 ppm a la configuracion general del experimento descrito arriba. Se calentaron los rollos de calandrado a 161°C. La cinta fibrosa A obtenida tema un espesor promedio de 47,2 micrometres, un ancho de 28 mm, un tftulo de 957 dtex y una tenacidad de 3,01 N/tex. La fuerza transversal de la cinta era de 0,39 MPa.

Experimento Comparativo B

Se repitio el Experimento Comparativo A con la diferencia de que antes de los rollos de calandrado se ubico un horno de conveccion de aire forzado a una temperatura de 143°C entre dos rodillos que aplicaron una fuerza de traccion a los filamentos. La fuerza de traccion se ajusto para generar una relacion de estiramiento de 1,12 a la capa del filamento antes de entrar a los rollos de calandrado a una temperatura de 160°C. La cinta fibrosa B obtenida tema un espesor promedio de 47 micrometres, un ancho de 29 mm, un tftulo de 968 dtex y una tenacidad de 2,83 N/tex. La fuerza transversal de la cinta era de 0,41 MPa.

Ejemplo 1

Se repitio el Experimento Comparativo B con el anadido que la capa de filamento estirada se paso sobre una superficie caliente a 157°C, el trayecto de contacto con la superficie caliente tema una longitud de unos 3 cm antes de entrar a los rollos de calandrado graduados a una temperatura de 139°C. La cinta fibrosa 1 obtenida tema un espesor promedio de 39,6 micrometres, un ancho de 30 mm, un tftulo de 751 dtex y una tenacidad de 3,19 N/tex. La

fuerza transversal de la cinta era de 0,60 MPa, lo que representa una mejora de un 50% comparado con la fuerza transversal de la cinta B.

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REIVINDICACIONES

1. Una cinta fibrosa hecha con fibras que comprenden un poKmero de alta orientacion, donde la cinta tiene una tenacidad de al menos 1,2 N/tex y una densidad de area entre 5 y 250 g/m2, en donde la cinta tiene una fuerza transversal de al menos 0,5 MPa.
2. La cinta de la reivindicacion 1, en donde el polfmero es una poliolefina, preferiblemente un polietileno y mas preferiblemente un polietileno de peso molecular alto o ultraalto (UHMWPE).
3. La cinta de la reivindicacion 1 o 2, en donde la cinta tiene una relacion de aspecto de seccion transversal de espesor a ancho de como maximo 1:50, preferiblemente un maximo de 1:100, mas preferiblemente un maximo de 1:500.
4. La cinta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la cinta tiene una tenacidad de al menos 1,5 N/tex, preferiblemente al menos 2,0 N/tex, mas preferiblemente al menos 2,5N/tex, e incluso mas preferiblemente 3,0 N/tex y lo mas preferiblemente 3,5 N/tex.
5. La cinta de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la fuerza transversal es de al menos 0,6 MPa, mas preferiblemente al menos 0,7 MPa, incluso mas preferiblemente al menos 0,8 MPa, y lo mas preferiblemente al menos 0,9 MPa.
6. La cinta de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las fibras constituidas por el polfmero comprenden al menos 10 ppm de un disolvente para el polfmero.
7. Una lamina que comprende al menos dos capas unicas constituidas por cintas fibrosas o al menos una capa de cintas fibrosas tejidas, en donde las cintas fibrosas se seleccionan de entre las reivindicaciones 1 a 6.
8. La lamina segun la reivindicacion 7, en donde la direccion de la cinta fibrosa en una capa unica esta a un angulo a de la direccion de una cinta fibrosa en una capa unica adyacente o en donde la capa de cintas fibrosas tejidas comprende cintas tejidas por trama y urdimbre, y la direccion de orientacion de la trama y la urdimbre en la capa de las cintas fibrosas tejidas estan a un angulo U, y en donde a o U tienen entre 20 y 90°, mas preferiblemente entre 45 y 90°, y lo mas preferiblemente entre 75 y 90°.
9. Un artfculo antibalfstico constituido por al menos 2, preferiblemente al menos 4, mas preferiblemente al menos 8 laminas segun las reivindicaciones 7 u 8.
10. El artfculo antibalfstico de la reivindicacion 9 con una densidad de area entre 0,25 Kg/m2 y 250 Kg/m2, preferiblemente entre 0,5 Kg/m2 y 100 Kg/m2, mas preferiblemente entre 1 Kg/m2 y 75 Kg/m2 y lo mas preferiblemente entre 2 Kg/m2 y 50 kg/m2.
11. El artfculo antibalfstico de las reivindicaciones 9 o 10, que comprende un numero de contactos entre dos cintas separadas por una cinta intermedia, en donde el numero de contactos es menos de 20 por cada unidad de ancho de 1 metro de la cinta intermedia, mientras que un contacto corresponde a una interaccion entre cinta y cinta de las dos cintas separadas por una cinta intermedia, que ocurre a traves de una rotura de la cinta intermedia.
12. Un proceso para preparar la cinta fibrosa de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el proceso comprende:

a) proporcionar las fibras que comprenden un polfmero de alta orientacion, donde dichas fibras tienen una tenacidad de al menos 1,2 N/tex

b) formar una capa que comprende las fibras;

c) aplicar una fuerza de traccion longitudinal sobre las fibras en la capa,

d) estirar la capa de fibras a una relacion de estiramiento de al menos 1,01 para formar una capa estirada;

e) proporcionar la capa estirada a unos medios de compresion a una temperatura de procesamiento Tp;

f) comprimir la capa estirada de fibras al someter la capa a un proceso de compresion por los medios de compresion que tienen una temperatura Tc para formar una cinta fibrosa;

g) de manera opcional, estirar la cinta fibrosa a una relacion de estiramiento de al menos 1,1 y,

h) enfriar la cinta fibrosa a una temperatura de como maximo 80°C a una tension suficiente para prevenir la perdida de propiedades mecanicas;

en donde Tm es la temperatura de fusion del polfmero, en donde Tm > Tp > Tm - 30 K, y

en donde Tc ^ Tp - 3 K.
13. El proceso segun la reivindicacion 12, en donde Tm > Tp > Tm -15 K, y en donde Tc ^ Tp -15 K.

5 14. El proceso segun las reivindicaciones 12 o 13, en donde el polfmero es un UHMWPE, preferiblemente el

UHMWPE tiene una viscosidad intrmseca entre 5 dL/g y 40 dL/g, mas preferiblemente entre 8 y 30 dL/g.
15. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde los filamentos se estiran entre las etapas (a) y (f) a una relacion de estiramiento de 1,02 a 3,0, preferiblemente 1,03 a 2,0.