防击穿制品.pdf

1、10申请公布号CN102046368A43申请公布日20110504CN102046368ACN102046368A21申请号200980119427022申请日2009052008156914720080526EPB32B5/14200601F41H5/0420060171申请人帝人芳纶有限公司地址德国伍珀塔尔72发明人C伯特格R哈特尔特74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人吴鹏厉锦54发明名称防击穿制品57摘要本发明涉及一种防击穿制品，包括由纤维组成的多个织物层，所述纤维具有根据EN12562测得的小于8的断裂伸长率，其中在至少一个单个的织物层中存在至少两组区域。第一组区域的

2、根据WALZ的织物密度DG1为8至80，第二组区域的根据WALZ的织物密度DG2为8至80，以及其中DG1和DG2的差值为至少3。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010112686PCT申请的申请数据PCT/EP2009/0561162009052087PCT申请的公布数据WO2009/153121DE2009122351INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图1页CN102046372A1/2页21一种防击穿制品，包括由纱线形成的织物层，所述纱线具有根据EN12562测得的小于8的断裂伸长率，其特征在于，在至少一个单独的织物层中存在至

3、少两组具有不同织物密度的区域，其中第一组区域的根据WALZ的第一织物密度DG1为8至80，第二组区域的根据WALZ的第二织物密度DG2为8至80，且DG1和DG2的差值至少为3。2根据权利要求1所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一织物密度DG1为8至31，且所述第二织物密度DG2为32至80。3根据权利要求1所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一织物密度DG1为8至25，且所述第二织物密度DG2为32至70。4根据权利要求1所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一织物密度DG1为8至20，且所述第二织物密度DG2为32至505根据前述权利要求1至4中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所

4、述第一组区域具有第一类型的织纹，且所述第二组区域具有第二类型的织纹；且所述第一类型的织纹和第二类型的织纹彼此不同。6根据权利要求5所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一类型的织纹是缎纹组织。7根据权利要求6所述的防击穿制品，其特征在于，所述缎纹组织是1/5或1/4织纹。8根据权利要求5所述的防击穿制品，其特征在于，所述第二类型的织纹是平纹组织或斜纹组织。9根据权利要求8所述的防击穿制品，其特征在于，所述斜纹组织是2/1斜纹组织或1/4斜纹组织，且所述平纹组织是1/1平纹组织。10根据前述权利要求1至4中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一组区域的纱线具有第一纱线纤度，且所述第二组

5、区域的纱线具有第二纱线纤度；且一个织物层中的所述第一纱线纤度和第二纱线纤度彼此不同。11根据前述权利要求1至9中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一组区域的纱线具有第一纱线纤度，且所述第二组区域的纱线具有第二纱线纤度；且一个织物层中的所述第一纱线纤度和第二纱线纤度彼此相同或不同。12根据权利要求10或11所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一纱线纤度和所述第二纱线纤度在100DTEX至8000DTEX的范围内。13根据权利要求10，11或12所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一纱线纤度为100DTEX至1000DTEX，且所述第二纱线纤度为1050DTEX至8000DTEX。1

6、4根据前述权利要求1至4中的一项或多项所述的防击穿制品，所述第一组区域具有第一织物经纬密度，且所述第二组区域具有第二织物经纬密度；且一个织物层中的所述第一织物经纬密度和第二织物经纬密度彼此不同。15根据前述权利要求1至13中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一组区域具有第一织物经纬密度，且所述第二组区域具有第二织物经纬密度；且一个织物层中的所述第一织物经纬密度和第二织物经纬密度彼此相同或不同。16根据权利要求14或15所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一织物经纬密度和所述第二织物经纬密度在2线/CM至50线/CM的范围内。17根据权利要求14，15或16所述的防击穿制品，其特征

7、在于，所述第一组区域具有2线/CM至10线/CM的织物经纬密度，且所述第二组区域具有101线/CM至50线/CM的织权利要求书CN102046368ACN102046372A2/2页3物经纬密度。18根据前述权利要求1至17中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所述第二组区域占织物层总面积的面积份额的至少20、至多80。19根据前述权利要求1至18中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一组区域和所述第二组区域相对于彼此以棋盘形图案布置。20根据前述权利要求1至18中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所述第一组区域和所述第二组区域相对于彼此以条纹图案布置。21根据前述权

8、利要求1至20中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所述纱线是芳族聚酰胺纱线或由具有超高分子量的聚乙烯或具有超高分子量的聚丙烯或聚苯并噁唑或聚苯并噻唑形成的纱线。22根据前述权利要求1至21中的一项或多项所述的防击穿制品，其特征在于，所述纱线的纤维具有按照ASTMD885大于900MPA的强度。23根据权利要求1至22中的一项或多项所述的防击穿制品在防护服制造中的应用。权利要求书CN102046368ACN102046372A1/6页4防击穿制品技术领域0001本发明涉及一种防击穿制品，其包括由纤维组成的纱线形成的多个织物层，所述纤维具有根据EN12562测得的小于8的断裂伸长率。背景技

9、术0002由织物层制成的防击穿制品众所周知。在JP61275440A中公开了一种由织物层制成的防弹背心，其中纱线的织纹为缎纹组织。与例如织纹为平纹组织的纱线相比，缎纹组织的纱线在织物结构中的固定程度较差。由此，根据JP61275440A，这种背心在射击试验时的能量吸收相比于平纹组织的织物层的背心的能量吸收得以改进。然而，缎纹组织的织物层的缺点在于其较差的可处理性。例如，在制造防弹物体时，切割和层迭这种织物层花费昂贵。0003WO02/14588A1公开了用于防弹物体的叠层织物层的应用，其中织物层具有缎纹组织。然而，使用叠层的缎纹组织织物层的缺点在于，大孔/松散OFFENEN缎纹组织的高能量吸收

10、能力由于叠层而消失。此外，不利的是，在射击试验时，缎纹组织的织物层在射击时具有较大的创伤。因此，防弹织物中的缎纹组织除了织物层的可处理性较差之外，还具有较差的创伤值。发明内容0004因此，本发明的目的在于提供一种前述类型的防击穿制品，其至少避免了现有技术的缺点，而且还能获得良好的防弹性能。0005该目的通过一种防击穿制品实现，该防击穿制品包括由纱线纤维形成的织物层，所述纱线纤维具有根据EN12562测得的小于8的断裂伸长率，其中在至少一个单独的织物层中存在至少两组区域，其中第一组区域的根据WALZ的第一织物密度DG1为8至80，第二组区域的根据WALZ的第二织物密度DG2为8至80，且DG1和

11、DG2的差值为至少3。0006该防击穿制品尤其优选包括由纤维组成的多个织物层，纤维具有根据EN12562测得的小于5、更尤其优选地小于35的断裂伸长率。0007DG1和DG2之间至少3的差值应理解为绝对值，因此DG1也可以大于DG2，而不存在差值为负值的情况。0008织物密度DG1优选为8至31，尤其优选为8至25，更尤其优选为8至20。此外，织物密度DG2优选为32至80，尤其优选为32至70，更尤其优选为32至50。0009按照下面的公式确定根据WALZ的织物密度0010DGDKDS2FKFS0011其中0012DK经纱的实际直径MM；说明书CN102046368ACN102046372A

12、2/6页50013DS纬纱的实际直径MM；0014FK每厘米的经纱根数0015FS每厘米的纬纱根数0016如下计算纱线的实际直径DK或DS00170018其中D表示DK或DS，而相应纱线的纤度以DTEX为单位，纱线的密度以G/CM3为单位。0019根据公式算出的织物密度适用于平纹组织的织物。如果织纹不是平纹组织，那么在计算中必须引入织纹修正因子。例如对于具有特殊织纹类型的织物而言，下述数值用于该织纹修正因子0020巴拿马组织220560021斜纹组织210700022斜纹组织220560023斜纹组织310560024斜纹组织440380025缎纹组织140490026缎纹组织15044002

13、7按照公式算出的根据WALZ的织物密度DG乘以上述修正因子。织物密度以表示。0028由于在每个织物层中区域具有不同的根据WALZ的织物密度，所以可以有利地在织物层中需要的地方有意地利用高织物密度或低织物密度的优势。例如，织物层的边缘区域的织物密度会比织物层的中间区域相对较高。0029断裂伸长率根据标准EN12562以1999年的有效版本测得。0030当检测无捻的复丝纱时，进行如标准EN12562给出的纱线的捻度配置。如果使用具有短纤维的纱线或其它已加捻的纱线来测量断裂伸长率，则进行基本上相同的断裂伸长率测定。然而因为短纤维纱线或加捻纱线已经具有捻度配置，所以取消短纤维纱线或其它加捻纱线的额外的

14、捻度配置。0031第一组区域优选具有第一类型的织纹，而第二组区域优选具有第二类型的织纹。尤其优选的是，第一类型的织纹与第二类型的织纹不同。因此，有利地，通过第一组区域内相对于第二组区域的不同织纹类型实现了第一组区域相对于第二组区域的不同织物密度。例如，尽管在两个区域内使用了具有相同纱线纤度的纱线，还可以有利地形成不同的织物密度。0032第一组区域尤其优选具有作为第一类型的织纹的缎纹组织。该缎纹组织优选为1/5或1/4缎纹组织。0033此外，第二组区域尤其优选具有作为第二类型的织纹的1/1平纹组织或斜纹组织。当第一组区域中的缎纹组织为1/5织纹时，斜纹组织尤其优选为2/1织纹。当第一组区域中为1

15、/4缎纹组织时，第二组区域优选具有2/3或1/4斜纹组织或者1/1平纹组织。0034同样优选的是，第一组区域的纱线具有第一纱线纤度，而第二组区域具有第二纱说明书CN102046368ACN102046372A3/6页6线纤度。在此尤其优选的是，第一纱线纤度与第二纱线纤度不同。然而同样优选的是，第一纱线纤度与第二纱线纤度基本相当。当在第一组区域内相对于第二组区域使用不同的纱线纤度时，即使第一组区域和第二组区域使用相同的织纹类型，也会造成第一组区域和第二组区域之间的织物密度差异。第一纱线纤度和第二纱线纤度可以在100DTEX至8000DTEX的范围内。如果这两个区域具有不同的织纹类型，那么还可以通

16、过在不同的区域中应用不同的纱线纤度来有利地进一步增加由此引起的织物密度差异。0035第一组区域优选具有100DTEX至1000DTEX的纱线纤度，而第二组区域优选具有1050DTEX至8000DTEX的纱线纤度。0036此外有利的是，第一组区域中的织物层具有第一织物经纬密度，而第二组区域中的织物层具有第二织物经纬密度。第一织物经纬密度和第二织物经纬密度可以相同或者不同，并且在2线/CM至50线/CM的范围内。尤其优选的是，第一组区域中的织物层具有2线/CM至10线/CM的第一织物经纬密度，而第二组区域中的织物层具有101线/CM至50线/CM的第二织物经纬密度。0037显而易见，第一组区域中和

17、第二组区域中根据WALZ的织物密度会受到织纹类型、纱线纤度/类型和织物经纬密度等因素的影响。当第一组区域和第二组区域仅在这些因素中的一个上有所区别时，就已经可以在第一组区域和第二组区域之间获得不同的根据WALZ的织物密度。当然，第一组区域和第二组区域也可以在两个或所有因素上有所区别。0038一般来说，用于形成根据本发明的制品的多个织物层或一个织物层的纱线的纱线纤度可以在约100DTEX至约8000DTEX之间，不管第一组区域和第二组区域中存在的织纹或织物经纬密度如何。此外，用于形成根据本发明的制品的多个织物层或一个织物层的织物经纬密度可以在2线/CM至50线/CM之间，不管第一组区域和第二组区

18、域中存在的织纹或纱线纤度如何。当然，用于形成根据本发明的制品的织物层的第一组区域和第二组区域中可以具有平纹组织或斜纹组织或缎纹组织，不管存在的织物经纬密度或纱线纤度如何。0039优选第二组区域占织物层的总面积的面积份额为至少20、80。第二组区域占织物层的总面积的面积份额尤其优选在30至60之间，更特别优选在40至50之间。第二组区域在织物层内优选不应为相连的。相反地，优选织物层具有多个第二组区域，其中例如通过多个第一组区域把第二组区域彼此隔开，然而第二组区域之间存在彼此接触的点。因此，在织物层内也可以存在多个不相连的第一组区域。此外，在织物层内也可以存在多于两组的区域其具有不同的根据WALZ

19、的织物密度。优选地，第一组区域和第二组区域分别延伸为使得所选织纹至少重复一次。0040优选地，第一组区域和第二组区域相对于彼此以条纹图案或棋盘形图案布置。当然也可以是其它图案，如菱形图案或三角形图案。此外，也可以使第一组区域或第二组区域主要位于织物层的边缘区域例如与窗框类似，而其它组的区域位于织物层的中心区域。对防击穿制品的两个彼此相邻的织物层来说，彼此相邻的织物层可以彼此结构基本相同或不同。对彼此结构不同的情况而言，例如第一织物层可以在边缘区域具有第一组区域而在中心区域具有第二组区域，反之第二织物层可在边缘区域具有第二组区域而在中心区域具有第一组区域。0041用于形成有效的防击穿制品的织物层

20、的纱线优选为芳族聚酰胺纱线或由具有超说明书CN102046368ACN102046372A4/6页7高分子量的聚乙烯或具有超高分子量的聚丙烯或聚苯并噁唑或聚苯并噻唑形成的纱线。尤其优选的是例如TEIJINARAMID公司以为商标销售的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维制成的纱线。当然在织物层中也可以存在不同的纱线，其有利于织物密度的局部变化。织物层既可以由复丝制成也可以由短纤维纱线制成或由两种类型的纱线的混合物制成。纱线的纤维优选具有根据ASTMD885测得的大于900MPA、尤其优选大于1100MPA的强度。0042根据独立权利要求的防击穿制品和根据从属权利要求的实施例优选用于制造防护服，例如防弹背心

21、。当然根据本发明的制品也可以通过织物层的适当设计确保戳刺防护。附图说明0043根据两幅附图进一步进行描述以解释本发明。0044图1示意性地示出用于形成根据本发明的防击穿制品的织物层的织纹设计。0045图2示意性地示出比较织物层的织纹设计。具体实施方式0046图1示意性示出用于制造根据本发明的防击穿制品的织物层的织纹设计。织物层在区域A中具有根据WALZ的织物密度例如为37的平纹组织1/1。织物层在区域B中具有缎纹组织1/5飞数2，2，3，4，4，其中根据WALZ的织物密度例如可以为16。因此，区域B是根据本发明的第一组区域，且和作为第二组区域的区域A一起形成棋盘形图案布置。图1示出的织纹设计的

22、织物层形成用于随后的射击试验的根据示例1的组件。0047图2示意性地示出由具有缎纹组织以及相应反纹NEGATIVE形成的织物的织纹设计。织物层在示出的区域C中具有5/1缎纹组织飞数2，2，3，4，4，而区域C具有1/5缎纹组织飞数2，2，3，4，4。尽管区域C和C的织纹类型不同，这两个区域中根据WALZ的织物密度例如为16。在图2的实施例中，1/5缎纹组织区域C具有两个重复而5/1缎纹组织区域C具有一个重复。图2示出的织纹设计的织物层形成用于随后的射击试验的根据比较例3的组件。0048示例0049在示例和对比例中，用于制造织物层的纱线为芳族聚酰胺复丝，该复丝按照ASTMD885的强度为3384

23、MPA且有效纤度为960DTEX，TEIJINARAMID公司以930DTEXF1000为商标销售该复丝。使用的芳族聚酰胺复丝的根据EN12562测得的断裂伸长率为345。芳族聚酰胺的密度为144G/CM3。0050测试了分别由多个织物层形成的多个组件。0051比较例10052根据比较例1的制品或者组件由26个叠置的织物层组成，其中每个织物层具有平纹组织1/1和105线/厘米105线/厘米的织物经纬密度TC。每个织物层的根据WALZ的织物密度为37。0053比较例20054根据比较例2的组件同样由26个织物层组成，然而其中每个织物层具有缎纹组织1/5飞数2，2，3，4，4。织物经纬密度为105

24、线/厘米105线/厘米。每个织物层的说明书CN102046368ACN102046372A5/6页8根据WALZ的织物密度为16。0055示例10056根据本发明示例1的制品由26个织物层组成，织物层具有织物密度不同的两组区域。用于形成根据本发明的制品的每个织物层具有作为第一组区域的区域，该区域具有缎纹组织1/5飞数2，2，3，4，4且其织物经纬密度为105线/厘米105线/厘米。该第一组区域的根据WALZ的织物密度为16。第二组区域的织物层内的区域具有平纹组织1/1和105线/厘米105线/厘米的织物经纬密度。该第二组区域的根据WALZ的织物密度为37。平纹组织区域和缎纹组织区域的比例为11

25、，其中缎纹组织沿经纱纬纱方向具有两个重复，且平纹组织沿经纱纬纱方向具有六个重复。根据下述公式如下计算出根据WALZ的织物密度0057DG第二组平纹1/1，960DTEX，105105线/CM370058DG第一组缎纹1/5，960DTEX，105105线/CM37044修正因子160059利用多臂织机通过输入纱线分组其为片梭织机上的多臂织品来制造根据本发明的制品的织物层。制造时需要六个棕片来供给用于制造平纹组织区域的纱线，以及需要六个棕片来供给用于制造缎纹组织区域的纱线。0060比较例30061根据比较例3的组件由26个织物层组成。利用示例1描述的方法制造织物层，使得每个织物层具有两种不同的织

26、纹组织。然而尽管织纹组织不同，每个织物层中根据WALZ的织物密度是相同的。采用的织纹组织为缎纹组织1/5飞数2，2，3，4，4和缎纹组织5/1飞数2，2，3，4，4，所有区域中根据WALZ的织物密度为16。0062防弹性能比较0063对于比较例1至3中的每一个和对示例1而言，每种弹药类型分别测试三个组件，其中每个组件52KG/M2分别具有26个织物层，且每种弹药类型从10M距离远处射击8次，以确定V50值和吸收的能量。在此，V50值表示在该给定的子弹速度下击穿可能性为50。在组件后方分别设置了WEIBLE胶泥块PLASTILINBLOCK。在此，通过1/2MV2算出能量吸收，其中M对应于子弹重

27、量单位为KG以及V对应于测得的V50速度单位为M/S。0064在用于测量背景变形以下称为创伤的第二试验中，使用了如前所述的WEIBLE胶泥块。众所周知，创伤的程度表现为由射击所导致的与威胁侧射击侧背对的一侧的隆起。为了确定创伤，每个组件设置在WEIBLE胶泥块前方且以大致恒定的、在434M/S至443M/S范围内的子弹速度从5M距离远处被射击8次。在此，四次射击对准组件的外侧区域，四次射击对准组件的内侧区域。在选定的子弹速度的情况下，没有导致击穿，而仅是子弹嵌入/不击穿。针对每种设计和弹药类型，由这8次射击算出创伤均值其为射入胶泥的穿透深度单位为MM。0065射击试验的结果的各个均值在表1和2

28、中汇总。0066射击试验10067用044MAGNUMJHPREMINGTON156G射击0068表1说明书CN102046368ACN102046372A6/6页90069V50速度M/S能量吸收J创伤MM比较例1488185850比较例2493189659比较例3492188857示例14971927540070如表1所示，根据比较例2缎纹组织构造的组件在用044MAGNUM射击时具有493M/S的V50值以及相应的1896J的能量吸收。然而，这种组件的射击创伤为59MM。而比较例1平纹组织中的组件在射击时具有488M/S的V50值以及1858J的能量吸收。在这种情况下，创伤仅为50MM。

29、因此，大孔的缎纹组织比较例2相对于平纹组织比较例1的优势在于高能量吸收，但是在创伤方面显著劣于平纹组织。根据本发明的制品示例1具有497M/S的V50值以及与之对应的1927J的能量吸收。根据示例1的组件的创伤为54MM。对本领域技术人员来说令人非常惊讶而且事先未预见到的是，根据本发明的制品相对于纯缎纹组织层的组件甚至提高了能量吸收，并进而改进了防弹性能。此外，根据示例1的组件的创伤值略高于根据比较例1的组件的创伤值这也是完全意料之外的，然而相对于根据比较例2的组件的创伤具有显著的改进。再者，在根据比较例3的组件与根据示例1的组件的比较中可以确定，不是因为织物层中存在不同的织纹类型而导致能量吸

30、收和创伤方面的改进，而是在织纹类型不同时也必须存在不同的织物密度。当在织物层中平纹组织和缎纹组织组合起来时示例1，缎纹织物的良好的防弹性能令人惊异地与平纹织物的稳定性结合起来。在射击时，如此制造出的织物层相对于纯平纹组织而言具有更好的能量吸收，相对于纯缎纹组织而言具有改进的创伤特性以及显著改善的可处理性。0071射击试验20072用0357MAGNUMJSPREMINGTON102G射击0073表20074V50速度M/S能量吸收J创伤MM比较例1505130137比较例2526141146示例15131342410075如表2所示，在以0357MAGNUM射击时，纯缎纹组织层的组件比较例2的能量吸收略大于根据本发明的制品示例1，然而在使用根据本发明的制品时的创伤显著小于射击纯缎纹组织层的组件时产生的创伤。说明书CN102046368ACN102046372A1/1页10图1图2说明书附图CN102046368A