Стійкий до пробивання матеріал, що містить тканину з високим відношенням лінійних щільностей для двох наборів ниток

Винахід відноситься до стійкого до пробивання матеріалу, що містить подвійний шар тканини з високим відношенням лінійних цільностей для двох наборів ниток, і до виробів, виготовлених із нього. З рівня техніки відомі стійкі до пробивання вироби, такі, як куленепробивні бронежилети, каски, автомобільні панелі й щити, виготовлені з високоміцних волокон. Для багатьох застосувань, зокрема, для куленепробивних бронежилетів, волокна використовують у ви гляді тканого чи в'язаного матеріалу. На ці тканини можна нанести покриття, чи їх можна імпрегнувати до створення матриці для одержання матеріалів, що захи щають від кулі з твердою головною частиною, або їх можна використовувати без матриці для одержання матеріалів, що захищають від кулі з м'якою голівкою. Куленепробивні ткані матеріали відомі, крім іншого, із ЕР 310199. Описувані в даному документі тканини складаються з волоконної пряжі на основі надвисокомолекулярного полімеру з високою міцністю і високим модулем міцності, при цьому основні нитки створені з полімерного матеріалу, який відрізняється від матеріалу, із якого створені утокові нитки. У RU 2096542 описується куленепробивна тканина для куленепробивних бронекурток, у якій основні й утокові нитки створені з полі-пара-фенілентерефталаміду (РРТА), де відношення лінійних щільностей основних і утокових ниток менше 4,17. Звичайно використовують основні нитки з лінійною щільністю в діапазоні від 143 до 588 дтекс і утокові нитки з лінійною щільністю в діапазоні від 588 до 930 дтекс, причому лінійна щільність утокових ниток дорівнює чи більше лінійної щільності основних ниток. У документі особливо наполягають на тому, що поліпшену здатність до відхилення кулі мають куленепробивні тканини з відношеннями лінійних щільностей основних і утокових ниток у діапазоні від 1,59 до 4,17. У WO 00/42246 описують стійкий до пробивання матеріал, що містить, щонайменше, подвійний шар тканини, що складається з двох шарів тканого матеріалу, що перехрещуються під кутом, причому тканина складається з першого набору ниток, що містить від 3,5 до 20 ниток/см, з лінійною щільністю, щонайменше, 420 дтекс і другого набору ниток, що містить від 0,5 до 8 ниток/см, з лінійкою щільністю, щонайменше, 50 дтекс, при цьому другий набір ниток розташований поперечно стосовно першого набору ниток, а відношення лінійної щільності першого набору ниток до лінійної щільності другого набору ниток >4,2, більш переважно >7,5. У кращому варіанті здійснення винаходу перший набір ниток є основними нитками, виготовленими з парамідної пряжі, а другий набір ниток є утоковими нитками, виготовленими з пряжі на основі складного поліефіру, і відношення кількості ниток/см у першому наборі до відповідної величини в другому наборі >1. Незважаючи на те, що експлуатаційні характеристики, що забезпечують куленепробивання, у даного виробу чудові, необхідність перехресного розташування шарів є недоліком з точки зору легкості та простоти виготовлення й небезпеки створення слабких точок, що можуть утворитися, оскільки це властиво способу з перехресним розташуванням. В даний час виявлено, що можна одержати стійкі до пробивання матеріали, що володіють перевагами матеріалів попереднього рівня техніки, але не мають їхніх недоліків. З цією метою заявляється стійкий до пробивання матеріал, що містить, щонайменше, подвійний шар тканого матеріалу, який відрізняється тим, що подвійний шар містить перший шар тканини, що складається з першого набору ниток, що містить від 3,5 до 20 ниток/см, з лінійною щільністю, щонайменше, 210 дтекс, і складає, щонайменше, 65% від маси тканини, і другого набору ниток, що містить від 0,5 до 16 ниток/см, з лінійною щільністю, щонайменше, 50 дтекс, причому другий набір ниток розташований поперечно стосовно першого набору ниток, а відношення кількості ниток/см у першому наборі до відповідної величини для другого набору >1, і другий шар тканини, що складається з першого набору ниток, що містить від 0,5 до 16 ниток/см, з лінійною щільністю, щонайменше, 50 дтекс, і другого набору ниток, що містить від 3,5 до 20 ниток/см, з лінійною щільністю, щонайменше, 210 дтекс, і складає, щонайменше, 65% від маси тканини, причому другий набір ниток розташований поперечно стосовно першого набору ниток, а відношення кількості ниток/см у другому наборі до відповідної величини в першому наборі >1, причому перший і другий набори ниток у першому шарі орієнтовані паралельно стосовно першого і другого наборів ниток, відповідно, у др угому шарі. Стійкий до пробивання матеріал переважно має, щонайменше, відношення лінійної щільності першого набору ниток до лінійної щільності другого набору ниток у першому шарі та відношення лінійної щільності другого набору ниток до лінійної щільності першого набору ниток у другому шарі >1, більш переважно >4,2, а найбільше переважно >5,9. Особливо ефективним відношенням є 6-6,6. Кількість ниток у першому наборі ниток першого шару і в другому наборі ниток другого шару знаходиться в діапазоні від 3,5 до 20 ниток/см. Більш краще, коли ця кількість знаходиться в діапазоні від 4 до 15 ниток/см, а найбільше переважно - від 5 до 12 ниток/см. Кількість ниток у др угому наборі ниток першого шару й у першому наборі ниток другого шару знаходиться в діапазоні від 0,5 до 16 ниток/см. Краще, коли ця кількість знаходиться в діапазоні від 0,5 до 8, більш переважно - від 1 до 6 ниток/см, а найбільше переважно - від 2 до 4 ниток/см. У кожному шарі нитки з лінійною щільністю, щонайменше, 210 дтекс, складають, щонайменше, 65% від маси тканини даного шару. Дані нитки переважно складають, щонайменше, 70%, а більш переважно 75% від маси тканини даного шару. З причин, обумовлених ефективністю виготовлення, є кращим, щоб перший набір ниток першого шару і перший набір ниток другого шару були б основними нитками, а другий набір ниток першого шару і другий набір ниток другого шару були б утоковими нитками. Другий набір ниток розташовується поперечно стосовно першого набору ниток у кожному з двох шарів. Незважаючи на те, що дані набори звичайно розташовуються приблизно перпендикулярно друг стосовно друга, це не є обов'язковим. Другий набір ниток може бути розташований стосовно першого набору ниток під кутом, відмінним від 90°. Два шари скріплюють один з одним без їхнього переплетеного розташування. Стійкий до пробивання матеріал також складається з другого набору ниток першого шару (переважно утокові нитки) і першого набору ниток другого шару (переважно основні нитки), склад пряжі для яких не є критичним для цього винаходу. Однак, дані нитки переважно мають високу міцність і високий модуль міцності. Це особливо вірно, коли дані нитки обрані з пряжі на основі складного поліефіру, поліетилену, поліпропілену, поліаміду й араміду. Другий набір ниток першого шару й перший набір ниток другого шар у найбільше переважно виготовляти з пряжі на основі складного поліефіру. Перший набір ниток першого шару (переважно основні нитки) і другий набір ниток другого шару (переважно утокові нитки) характеризуються високою міцністю і високим модулем міцності, і найбільше переважно вибрати високоміцні нитки з пряжі на основі араміду, поліетилену та полі-пфеніленбензобісоксазолу (РВО), більш бажано п-араміду. Найбільш кращим є полі-парафенілентерефталамід (РРТА). У кращому варіанті здійснення винаходу вибирають основні й утокові нитки, виготовлені з різних полімерів, наприклад, кращою є тканина з основними нитками з п-арамідної пряжі й утоковими нитками з пряжі на основі складного поліефіру, чи навпаки. За умови виконання вимог до необхідного відношення лінійних щільностей лінійну щільність першого набору ниток у першому шарі й другого набору ниток у другому шарі вибирають рівною, щонайменше, приблизно 210 дтекс, переважно в діапазоні від 210 до 6720, більш переважно від 420 до 3360 дтекс, ще більш переважно від 420 до 1680 дтекс, а найбільше переважно від приблизно 840 до 1100 дтекс. Лінійну щільність другого набору ниток у першому шарі й першого набору ниток у другому шарі вибирають рівною, щонайменше, приблизно 50 дтекс, більш переважно в діапазоні від 50 до 280 дтекс, а найбільше переважно від приблизно 80 до 140 дтекс. Термін «нитка» позначає будь-який тип нитки, такий, як штапельна пряжа, кручена штапельна пряжа, кручена волоконна пряжа, некручена змішана пряжа, а переважно некручена волоконна пряжа. У кращому варіанті здійснення нитки кожного з двох шарів тканини в подвійному шарі з'єднують, наприклад, за допомогою в'язально-прошивної машини чи переважно за допомогою клейкої речовини. Клейкою речовиною може бути клейка речовина, яку наносять на нитки чи на тканину, наприклад, як апрет. Клейкою речовиною також може бути клейкий шар, розташований між двома шарами тканини в подвійному шарі. Клейкі речовини включають термопластичні, еластомерні та термоусадочні матеріали. Також можливе використання, щонайменше, для частини другого набору ниток у першому шарі і першому наборі ниток у другому шарі матеріалу, що плавиться під тиском і/або при нагріванні, забезпечуючи у такий спосіб з'єднання ниток першого набору і, відповідно, другого набору ниток з нитками другого набору і, відповідно, першого набору ниток, а при потребі також і з'єднання двох шарів тканини один з одним. Термопластичні матеріали включають поліолефіни, такі як поліетилен і поліпропілен, поліамід, складний поліефір чи суміші даних матеріалів. Еластомерні матеріали включають Kraton, каучук, силікон тощо. Термоусадочні матеріали включають епоксидні смоли, смоли на основі складних поліефірів, фенолоальдегідні смоли, смоли на основі вінілових складних ефірів тощо. У ще одному кращому варіанті здійснення винаходу, щонайменше, одна із зовнішніх сторін стійкого до пробивання матеріалу оснащена захисним шаром. Захисний шар може бути створений з термопластичного, термотвердіючого чи еластомерного матеріалу чи із суміші даних матеріалів. Захисний шар наносять для захисту тканини від ушкоджень, викликуваних надлишковим стиранням, і для поліпшення експлуатаційних характеристик, що забезпечують куленепробивання. Стійкий до пробивання матеріал містить, щонайменше, один подвійний шар, що складається з двох шарів тканого матеріалу, які не переплітаються і необов'язково з'єднані один з одним. Термін «тканий матеріал» включає всі типи переплетення ниток у тканині, такі, як полотняне переплетення, атласне переплетення, переплетення «рогожка», саржеве переплетення тощо. Кращими тканинами є тканини з полотняним переплетенням. Стійкий до пробивання виріб може містити, щонайменше, один подвійний шар, що складається з двох шарів тканого матеріалу, але звичайно використовують більшу кількість подвійних шарів. Придатна кількість подвійних шарів знаходиться в діапазоні від 5 до 100, а найбільше переважно використовувати від 6 до 35 подвійних шарів. Перший набір ниток у першому шарі тканини подвійного шару може бути розташований паралельно чи під кутом стосовно першого набору ниток у першому шарі тканини сусіднього подвійного шару. Якщо дані набори скріплювати один з одним під кутом, то таким кутом переважно буде 90°. Подвійні шари скріплюють один з одним за допомогою клейкого шару чи за допомогою в'язальнопрошивної машини. Такий клейкий шар може бути отриманий з речовин, згаданих раніше як клейкі речовини, і товщина його знаходиться в діапазоні від 4 до 36мкм, переважно від 8 до 20мкм. Способи виготовлення подвійних шарів добре відомі з рівня техніки. Звичайно тканину одержують у результаті снування основної пряжі на снувальному валику, після чого тканину ткуть на ткацькому верстаті. Індивідуальний шар необов'язково можна імпрегнувати чи ламінувати та піддати способу каландрування чи ламінування. Щонайменше, два шари тканини можна з'єднати один з одним, використовуючи в'язальнопрошивну машину, чи нагрівання під тиском. Винахід також відноситься до таких виробів, як куленепробивні бронежилети і броньові листи, виготовлені зі згаданого вище тканого матеріалу, за способами, відомими фахівцю в даній галузі техніки. Винахід додатково буде проілюстрований наступним прикладом. Виготовляли конструкцію, що містить 22 подвійних шари. Перший шар кожного подвійного шару одержували з Twaron® з 930 дтекс у напрямку основи (9,5 ниток/см) і складного поліефіру з 140 дтекс (Trevira® 710, від компанії Hoechst) у напрямку утоку (2 нитки/см). Другий шар кожного подвійного шару одержували зі складного поліефіру з 140 дтекс (Trevira® 710, від компанії Hoechst) у напрямку основи (4 нитки/см). і Twaron® з 930 дтекс у напрямку утоку (9,5 ниток/см). Відношення основа/уток у першому шарі й відношення уток/основа в другому шарі дорівнювали 6,6. Шари з'єднували один з одним способом ламінування, використовуючи 3 шари поліетиленової плівки (ПЕНГ - поліетилен низької густини - від компанії ЕКВ) з товщиною 10мкм, причому по одному листу поліетиленової плівки розташовували на обох зовнішніх сторонах подвійного шару, а один шар поліетиленової плівки розташовували між двома шарами тканини подвійного шару. Тільки що описану конструкцію поміщали в прес і пресували при температурі 120°С і тиску 25 бар протягом 25 хвилин. Після цього нагрівання прес виключали. Повна маса конструкції складала приблизно 4600г/м 2. Величини V50 визначали за допомогою куль 9x19 Para Type DM 11 А1В2, де V50 являє собою швидкість, при якій 50% куль зупиняється, а 50% куль цілком пробивають матеріал. Було виявлено, що V50 для даної конструкції дорівнює 507 м/сек.