Матеріал, стійкий до розривів, і вироби, виготовлені з нього

1. Матеріал, стійкий до розривів, що містить щонайменше подвійний шар тканого матеріалу, де подвійний шар містить перший шар тканини, що складається з першого набору ниток, який має від 3,5 до 20 ниток/см, має лінійну щільність щонайменше 210 дтекс і становить щонайменше 65 % від маси тканини, і другого набору ниток, який має від 0,5 до 16 ниток/см, і має лінійну щільність щонайменше 50 дтекс, при цьому другий набір ниток є поперечним до першого набору ниток і має відношення кількості ниток/см першого набору до кількості ниток/см другого набору > 1, а також містить другий шар тканини, що складається з першого набору ниток, який має від 0,5 до 16 ниток/см і має лінійну щільність щонайменше 50 дтекс, і другого набору ниток, який має від 3,5 до 20 ниток/см, має лінійну щільність щонайменше 210 дтекс і становить щонайменше 65 % від маси тканини, при цьому другий набір ниток є поперечним до першого набору ниток і відношення кількості ниток/см другого набору до кількості ниток/см першого набору > 1, причому перший і другий набори ниток першого шару мають паралельну орієнтацію відносно першого й другого наборів, відповідно, ниток другого шару, при цьому в першому шарі тканини щонайменше перший набір ниток і в другому шарі тканини щонайменше другий набір ниток оброблені водовідштовхувальною речовиною. 2. Матеріал, стійкий до розривів, за п. 1, у якому в першому шарі тканини перший і другий набори ниток і в другому шарі тканини перший і другий 2 (19) 1 3 80153 4 міду, поліетилену й полі-пфеніленбензобісоксазолу (РВО). 13. Матеріал, стійкий до розривів, за кожним із пп. 1-12, у якому другий набір ниток першого шару й перший набір ниток другого шару вибрані з ниток, що складаються з поліефіру, поліетилену, поліпропілену й араміду. 14. Матеріал, стійкий до розривів, за кожним із пп. 1-13, у якому перший набір ниток першого шару й другий набір ниток другого шару складаються з арамідних ниток, а другий набір ниток першого шару й перший набір ниток другого шару складаються з ниток із поліефіру. 15. Матеріал, стійкий до розривів, за кожним із пп. 1-14, у якому лінійна щільність першого набору ниток першого шару й другого набору ниток другого шару дорівнює від 210 до 6720 дтекс. 16. Матеріал, стійкий до розривів, за п. 15, у якому лінійна щільність першого набору ниток першого шару й другого набору ниток другого шару дорівнює від 420 до 3360 дтекс. 17. Матеріал, стійкий до розривів, за пп. 15 або 16, у якому лінійна щільність першого набору ниток першого шару й другого набору ниток другого шару дорівнює від 420 до 1680 дтекс. 18. Матеріал, стійкий до розривів, за пп. 15, 16 або 17, у якому лінійна щільність першого набору ниток першого шару й другого набору ниток другого шару дорівнює від 840 до 1100 дтекс. 19. Матеріал, стійкий до розривів, за кожним із пп. 1-18, у якому лінійна щільність другого набору ниток першого шару й першого набору ниток другого шару дорівнює від 50 до 280 дтекс. 20. Матеріал, стійкий до розривів, за п. 19, у якому лінійна щільність другого набору ниток першого шару й першого набору ниток другого шару дорівнює від 80 до 140 дтекс. 21. Матеріал, стійкий до розривів, за кожним із пп. 1-20, у якому перший набір ниток першого шару й перший набір ниток другого шару являють собою основні нитки, а другий набір ниток першого шару й другий набір ниток другого шару являють собою утокові нитки. 22. Матеріал, стійкий до розривів, за кожним із пп. 1-21, у якому подвійний шар демонструє дві зовнішніх сторони й щонайменше одна із зовнішніх сторін подвійного шару забезпечена захисним шаром. 23. Виріб, виготовлений з матеріалу, стійкого до розривів, за кожним із пп. 1-22. Цей винахід належить до матеріалу, стійкого до розривів, і до виробів, виготовлених з нього. Вироби, стійкі до розривів, такі як куленепробивні жилети, шоломи, панелі транспортних засобів і щити, виготовлені з високоміцних волокон, відомі з літератури. Для багатьох застосувань, зокрема, для жилетів балістичного захисту, використовують волокна у вигляді тканої або плетеної тканини. Для одержання твердих матеріалів балістичного захисту цю тканину покривають або імпрегнують у матриці. Для одержання м'яких матеріалів балістичного захисту цю тканину можна використати без матриці. Куленепробивні тканини відомі, серед іншого, [із Європейського патенту ЕР 310 199]. Тканини, описані в ньому, складаються з ниток із моноволокнами з полімерів надвисокої молекулярної маси, що мають високу міцність і високий модуль пружності, при цьому основні нитки складаються з іншого полімерного матеріалу, ніж утокові нитки. [У патенті Російської Федерації RU 2096542] описується тканина балістичного захисту для куленепробивних жилетів, що має основні й утокові нитки з поліпарафенілентерефталаміду (РРТА), де відношення основної й утокової лінійної щільності менше ніж 4,17. Як правило, описуються основні нитки, що мають лінійну щільність від 143 до 588дтекс, і утокові нитки, що мають лінійну щільність від 588 до 930, причому утокові нитки мають лінійну щільність, рівну або більшу, ніж основні нитки. Зокрема, стверджується, що тканини балістичного захисту, що мають відношення основної й утокової лінійної щільності в межах між 1,59 й 4,17, мають поліпшені властивості відхилення. [У публікації WO 00/42246] описується матеріал, стійкий до розривів, що містить, щонайменше, подвійний шар тканини, що складається з двох шарів тканого матеріалу, які розташовуються діагонально, де тканина складається з першого набору ниток, що має від 3,5 до 20ниток/см і лінійну щільність, щонайменше, 420дтекс, і другого набору ниток, що має від 0,5 до 8 ниток/см і лінійну щільність, щонайменше, 50дтекс, при цьому другий набір ниток є поперечним до першого набору ниток, і де відношення лінійної щільності першого набору ниток до лінійної щільності другого набору ниток >4,2, більш переважно, >7,5. У кращому варіанті здійснення, перший набір ниток являє собою основні нитки, виготовлені з п-арамідних монониток, і другий набір ниток являє собою утокові нитки, виготовлені з поліефірної нитки, і відношення кількості ниток/см першого набору до кількості другого набору >1. Хоча характеристики балістичного захисту цього матеріалу є чудовими, необхідність діагонального розташування шарів являє собою недолік з погляду легкості й простоти виробництва, і може з'явитися небезпека створення слабких точок, що є властивим для процесу діагонального розташування. Таким чином, завданням цього винаходу є створення матеріалу, стійкого до розривів, що не проявляє недоліків, відомих із літератури. Деякі матеріали, стійкі до розривів, демонструють високе поглинання води, що приводить до погіршення робочих характеристик балістичного захисту. З цієї причини іншим завданням цього винаходу є зменшення цього недоліку. Ці завдання вирішуються за допомогою матеріалу, стійкого до розривів, що містить, щонайме 5 нше, подвійний шар тканого матеріалу, де подвійний шар містить перший шар тканини, що складається з першого набору ниток, що має від 3,5 до 20ниток/см, що має лінійну щільність, щонайменше, 210дтекс, і становить, щонайменше, 65% від маси тканини, і другого набору ниток, що має від 0,5 до 16ниток/см й має лінійну щільність, щонайменше, 50дтекс, при цьому другий набір ниток є поперечним до першого набору ниток, і відношення кількості ниток/см першого набору до кількості другого набору >1, і другий шар тканини, що складається з першого набору ниток, що має від 0,5 до 16ниток/см й має лінійну щільність, щонайменше, 50дтекс, і другого набору ниток, що має від 3,5 до 20ниток/см, що має лінійну щільність, щонайменше, 210дтекс, і становить, щонайменше, 65% від маси тканини, при цьому другий набір ниток є поперечним до першого набору ниток, і відношення кількості ниток/см другого набору до кількості першого набору >1, і де перший і другий набори ниток першого шару мають паралельну орієнтацію стосовно першого й другого наборів, відповідно, ниток другого шару, цей матеріал, стійкий до розривів, відрізняється тим, що в першому шарі тканини, щонайменше, перший набір ниток і в другому шарі тканини, щонайменше, другий набір ниток обробляються водовідштовхувальною речовиною. У рамках цього винаходу термін "нитка" означає будь-який сорт нитки, такий як штапельна нитка, кручена штапельна нитка, нитка із кручених елементарних ниток, некручена змішана нитка, і переважно, некручена нитка з елементарних ниток. У кращому варіанті здійснення матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, у першому шарі тканини перший і другий набір ниток і в другому шарі тканини перший і другий набір ниток обробляються водовідштовхувальною речовиною. У рамках цього винаходу, у принципі, будь-яка речовина, що відштовхує воду і яке може наноситися на нитці за допомогою відомих способів, може використатися як водовідштовхувальна речовина. Однак, завдяки високій водовідштовхувальній ефективності, водовідштовхувальна речовина, що містить атоми фтору й вуглецю, наприклад, фторполімер, і особливо суміш фторакрилатних полімерів, є кращими. Зазначена суміш міститься, наприклад, в OLEOPHOBOL SM® від Ciba Spezialiteatenchemie Pfersee Gmb, Langweid am Lech, DE. У кращому варіанті здійснення матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, оброблені водовідштовхувальною речовиною нитки містять приблизно від 0,1 до приблизно 2% масових фторакрилатних полімерів стосовно маси ниток, оброблених водовідштовхувальною речовиною. Особливо кращим є приблизно 1% по масі фторакрилатних полімерів відносно маси ниток, оброблених водовідштовхувальною речовиною. Переважно, у матеріалі, стійкому до розривів, відповідно до цього винаходу, щонайменше, відношення лінійної щільності першого набору ниток до лінійної щільності другого набору ниток першого шару й лінійної щільності другого набору ниток 80153 6 до лінійної щільності першого набору ниток другого шару >1, більш переважно >4,2, а найбільше переважно >5,9. Особливо ефективне відношення становить 6-6,6. У кращому варіанті втілення матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, щонайменше один із другого набору ниток першого шару й першого набору ниток другого шару містить від 0,5 до 8ниток/см. У кожному шарі нитки, що мають лінійну щільність, щонайменше, 210дтекс, становлять, щонайменше, 65% від маси тканини цього шару. Переважно, ці нитки становлять, щонайменше, 70%, і більш переважно, 75% від маси тканини цього шару. Другий набір ниток є поперечним стосовно першого набору ниток у кожному із двох шарів. Звичайно ці набори є приблизно перпендикулярними один одному, але це не є необхідним. Другий набір ниток може створюватися під кутом, іншим, ніж 90°, до першого набору ниток. Ці два шари скріплюються разом без діагонального розташування. В кращому варіанті здійснення матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, нитки шарів подвійного шару зв'язуються разом, наприклад, за допомогою стібкового зварювання, або переважно, за допомогою клейкого матеріалу. Клейкий матеріал може являти собою клейкий матеріал, нанесений на нитці або на тканині, наприклад, у вигляді фінішного покриття. Клейкий матеріал також може являти собою шар клею між двома шарами тканини подвійного шару. Клейкі матеріали містять у собі термопластичні матеріали, наприклад, поліолефіни, такі як поліетилен і поліпропілен, поліамід, поліефір або суміші цих матеріалів, еластомерні матеріали, наприклад, кратон, каучук, силікон тощо й термореактивні матеріали, наприклад, епоксидні смоли, поліефірні смоли, фенольні смоли, вінілефірні смоли, тощо. Є також можливим використання, щонайменше, для частини другого набору ниток першого шару й першого набору ниток другого шару, матеріалу, що плавиться під тиском й/або при нагріванні, при цьому здійснюється зв'язування ниток першого набору, відповідно другого набору ниток, з нитками другого набору, відповідно першого набору ниток, і, необов'язково, також зв'язування двох шарів тканини разом. Кількість ниток на сантиметр у першому наборі ниток першого шару й другому наборі ниток другого шару становить від 3,5 до 20ниток/см, більш переважно, від 4 до 15ниток/см, а найбільше переважно, від 5 до 12ниток/см. Кількість ниток на сантиметр у другому наборі ниток першого шару й першому наборі ниток другого шару становить від 0,5 до 16ниток/см, переважно, від 0,5 до 8ниток/см, більш переважно, від 1 до 6ниток/см, а найбільше переважно, від 2 до 4ниток/см. Перший набір ниток першого шару (переважно основних ниток) і другий набір ниток другого шару 7 (переважно утокових ниток) мають високу міцність і високий модуль пружності. У кращому варіанті здійснення матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, перший набір ниток першого шару й другий набір ниток другого шару складається з ниток із високою міцністю на розрив, обраних з арамідних, поліетиленових і полі-п-феніленбензобісоксазольних (РВО) ниток, при цьому використовуються арамідні, більш конкретно, п-арамідні нитки, а найбільш кращими є поліпарафенілентерефталамідні (РРТА) нитки, наприклад, нитки Twaron®, вироблені Teijin Twaron. Матеріал, стійкий до розривів, відповідно до цього винаходу також складається із другого набору ниток першого шару (переважно, утокових ниток) і першого набору ниток другого шару (переважно, основних ниток), у яких композиція ниток не є визначально важливою для цього винаходу. Переважно, однак, ці нитки демонструють високу міцність і високий модуль пружності. Це, зокрема, являє собою випадок, коли другий набір ниток першого шару й перший набір ниток другого шару вибирають із ниток з поліефіру, поліетилену, поліпропілену й араміду, наприклад, ниток Twaron®, вироблених Teijin Twaron. Найбільше переважно, другий набір ниток першого шару й перший набір ниток другого шару виготовляють із ниток з поліефіру. У кращому варіанті здійснення матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, основні й утокові нитки вибирають таким чином, щоб вони виготовлялися з різних полімерів, наприклад, кращою є тканина, що має основні нитки з парамідних монониток й утокові нитки з монониток з поліефіру або навпаки. Прикладом такого кращого варіанта здійснення є матеріал, стійкий до розривів, де перший набір ниток першого шару й другий набір ниток другого шару складається з арамідних ниток, а другий набір ниток першого шару й перший набір ниток другого шару складається з ниток з поліефіру. Доти, поки задовольняється необхідне відношення лінійних щільностей, лінійна щільність першого набору ниток першого шару й другого набору ниток другого шару вибирається так, щоб вона становила, щонайменше, приблизно 210дтекс, переважно, перебувала в межах між 210 й 6720дтекс, більш переважно, між 420 й 3360дтекс, ще більш переважно, між 420 й 1680дтекс, а найбільше переважно, між 840 й 1100дтекс. Лінійна щільність другого набору ниток першого шару й першого набору ниток другого шару становить, щонайменше, 50дтекс. У кращому варіанті здійснення матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, лінійна щільність другого набору ниток першого шару й першого набору ниток другого шару знаходиться в межах приблизно між 50 й 280дтекс, а найбільше переважно, між 80 й 140дтекс. З умов ефективного виробництва матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, є кращим, щоб перший набір ниток першого шару й перший набір ниток другого шару являли собою основні нитки, а другий набір ниток першого шару 80153 8 й другий набір ниток другого шару являли собою утокові нитки. У кращому варіанті здійснення матеріалу, стійкого до розривів, відповідно до цього винаходу, подвійний шар демонструє дві зовнішніх сторони й, щонайменше, одна із зовнішніх сторін подвійного шару забезпечується захисним шаром, який може являти собою термопластичний, термореактивний або еластомерний матеріал, або суміш цих матеріалів. Захисний шар наноситься для захисту тканини від ушкодження через надлишкове стирання й для поліпшення характеристик балістичного захисту. Матеріал, стійкий до розривів, відповідно до цього винаходу містить, щонайменше, один подвійний шар, що складається із двох шарів тканого матеріалу, які не розташовуються по діагоналі й необов'язково зв'язуються разом. Термін "тканий" включає до себе всі типи переплетення, такі як полотняне переплетення, сатинове переплетення, переплетення «рогожка», саржеве переплетення, тощо. Кращі тканини являють собою полотняну тканину. Матеріал, стійкий до розривів, відповідно до цього винаходу може містити всього лише один подвійний шар, що складається із двох шарів тканого матеріалу, але звичайно наносять більшу кількість подвійних шарів. Відповідні кількості подвійних шарів становлять від 5 до 100. Найбільше переважно, використовують від 6 до 35 подвійних шарів. Перший набір ниток першого шару тканини подвійного шару може бути паралельним або розташовуватися під кутом до першого набору ниток першого шару тканини сусіднього подвійного шару. Якщо ці набори скріплюються разом під кутом, такий кут переважно дорівнює 90°. Як зазначено вище, подвійні шари можуть скріплюватися разом з використанням клейкого шару або за допомогою стібкового зварювання. Такий клейкий шар може виготовлятися з розглянутих вище клейких матеріалів і має товщину, що знаходиться в межах між 4 й 36мкм, переважно, між 8 й 20мкм. Способи виготовлення подвійних шарів добре відомі в даній галузі. Звичайно тканину виготовляють шляхом снування основних ниток на навої, з наступним тканням на ткацькому верстаті. Окремий шар можна необов'язково імпрегнувати або ламінувати й піддавати процесу каландрування або ламінування. Щонайменше, два шари тканини можуть зв'язуватися разом за допомогою стібкового зварювання, нагрівання або накладення тиску. Цей винахід відноситься також до виробу, виготовленого з матеріалу, стійкого до розривів, за цим винаходом, у відповідності до способів, відомих фахівцям у даній галузі. Приклади такого виробу містять у собі куленепробивні жилети й броньові листи. Цей винахід ілюструється далі за допомогою наступних прикладів. Приклад Матеріал, стійкий до розривів, що містить 22 подвійних шари, виготовляють за допомогою наступної процедури. Перший шар кожного подвійного шару виготовляють із Twaron®, 930дтекс, від Teijin Twaron, у 9 80153 120°С і при тиску 25бар, протягом 25 хвилин. Потім нагрівання преса відключають. Після цього 22 подвійних шари відокремлюють одинвід одного, антиадгезійний папір видаляють, і 22 подвійних шари накладають один на одний знову з одержанням матеріалу, стійкого до розривів, з масою приблизно 4730г/м2. Порівняльний приклад Виготовляють матеріал, стійкий до розривів, з масою приблизно 4730г/м2, як у вищенаведеному прикладі, з тією єдиною відмінністю, що нитки не обробляють водовідштовхувальною речовиною. Визначення v50 Значення v50 визначають за допомогою куль типу 9x19 Para DM 11 А1В2 DAG, де v50 являє собою швидкість, при якій 50% куль зупиняються, а 50% куль дають повне проникнення. Матеріал, стійкий до розривів, що підлягає визначенню v50, перебуває в сухому стані. Це означає, що зазначений матеріал випробовують при кімнатній температурі й при відносній вологості приблизно 60%. Для кожного матеріалу, стійкого до розривів, здійснюють по два виміри v50, результати яких усереднюють, як показано в наведеній далі таблиці. напрямку основи (9,5ниток/см, водовідштовхувальна, оброблена OLEOPHO-BOL SM®, від Ciba Spezialiteatenchemie Pfersee Gmb, Langweid am Lech, DE) і поліефіру, 140дтекс (Trevira® 710, від Hoechst) у напрямку утоку (2нитки/см). Другий шар кожного подвійного шару виготовляють із поліефіру, 140дтекс (Trevira® 710, від Hoechst) у напрямку основи (4нитки/см) і Twaron®, 930дтекс, від Teijin Twaron, у напрямку утоку (9,5ниток/см, водовідштовхувальна, оброблена OLEOPHOBOLSM®, від Ciba Spezialiteatenchemie Pfersee Gmb, Langweid am Lech, DE). Відношення основа/уток першого шару й відношення уток/основа другого шару становить 6,6. Для одержання подвійного шару перший і другий шар ламінують разом з 3 шарами поліетиленової плівки (LDPE, від ЕКВ), що має товщину 10мкм, по одному листу поліетиленової плівки поміщають на обох зовнішніх сторонах подвійного шару й один лист поліетиленової плівки поміщають у просторі між двома шарами тканини подвійного шару. Таким чином, одержують 22 подвійних шари. Зазначені 22 подвійних шари, відділені один від одного за допомогою антиадгезійного паперу, поміщають під прес і пресують при температурі Матеріал, стійкий до розривів приклада порівняльного приклада v50 (м/сек) 2-ий вимір v50 (м/сек) 1-ий вимір 496 483 Таблиця показує, що матеріал, стійкий до розривів, прикладу демонструє усереднене значення v50, що на 2,7% вище, ніж для матеріалу, стійкого до розривів, порівняльного прикладу. Зазначене розходження в значенні v50 відповідає поглинанню енергії матеріалу, стійкого до розривів, приклада, на 5,4% вище, якщо порівнювати з матеріалом, стійким до розривів, порівняльного приклада без яких-небудь ниток, оброблених водовідштовхувальною речовиною. Зливове випробування Bundesmann Матеріали, стійкі до розривів, відповідно до приклада й порівняльного приклада піддають зливовому випробуванню Bundesmann (ISO 9865). Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 10 505 492 v50 (м/сек) у середньому 501 488 Нижченаведена таблиця показує відсоток по масі поглинання води через 10 хвилин. Матеріал, стійкий до розривів прикладу порівняльного прикладу % по масі поглинання води 10,5 34,4 Таблиця показує, що матеріал, стійкий до розривів, прикладу демонструє поглинання води, що становить приблизно всього лише третину від поглинання води матеріалом, стійким до розривів, порівняльного прикладу, в якому немає якихнебудь ниток, оброблених водовідштовхувальною речовиною. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601