Material antibalas (4) de núcleo monolítico único que comprende al menos una capa tejida (1) de fibra decalidad antibalas y al menos una capa de fibra no tejida (2),

estando dicha capa no tejida (2) entrecruzada conla capa tejida (1) en dirección prácticamente perpendicular a un plano x-y del material antibalas,caracterizado porque al menos una capa no tejida (2) mencionada comprende fibras cortas de para-aramida,y porque el material antibalas del núcleo tiene un peso desde unas 0,07 libras por pie cuadrado (342 g/m2)hasta unas 0,32 libras por pie cuadrado (1.562 g/m2).

Materiales mejorados de absorción de energía

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la Invención

La invención se refiere a materiales mejorados de absorción de energía. Los materiales pueden utilizarse en la fabricación de chalecos antibalas, armaduras duras y blandas, sistemas salvavidas, y sistemas antibalas.

Descripción de la Técnica Anterior

En la técnica se conocen materiales realizados de fibras de calidad antibalas, por ejemplo el conocido material basado en fibra de aramida de marca comercial Kevlar®. También se conocen los procedimientos de fabricación de estos materiales en artículos acabados. Por ejemplo, en las Patentes de los EE.UU. números 6.276.255, 6.268.301, 6.266.819, 6.248.676 y 6.026.509 se describen materiales de fibra antibalas, construcciones de chalecos antibalas y otros materiales y procedimientos. Los materiales y procedimientos que se describen en estas Patentes de los Estados Unidos pueden utilizarse, sin limitación alguna, en combinación con los aspectos novedosos de la invención que se describen en la presente.

El enfieltrado con agujas, denominado a veces en la presente como perforación por agujas o simplemente labor de agujas, es un proceso que se utiliza en la industria textil, en el cual se mete y se saca una aguja arponada en un tejido para entremezclar las fibras. El enfieltrado con agujas no es nuevo, y se describe por ejemplo en las Patentes de los EE.UU. números 5.989.375, 5.388.320, 5.323.523, 3.829.939 y 6.405.417.

Se conoce el uso de capas de tejido prácticamente unidireccionales en materiales antibalas. Por ejemplo, un tejido prácticamente unidireccional comercialmente disponible puede obtenerse de Barrday Inc., en Cambridge, Ontario, con el nombre comercial Sentinel®. Este tejido comprende al menos dos capas de tejido unidireccionales colocadas transversalmente en una configuración 0/90 entre sí. Estos hilos resistentes a las balas se tejen en un segundo tejido compuestos de hilos que tienen prácticamente una menor tenacidad y módulo de tracción que los hilos antibalas colocados transversalmente, a fin de mantener en su lugar los hilos antibalas. En teoría, este procedimiento de construcción forma un tejido sustancialmente más fuerte que los materiales tejidos convencionales debido a la falta de flexión que resulta de una operación tradicional de tejido. Dado que los hilos antibalas no mantienen su posición durante un suceso balístico, se abrirán y permitirán el paso del proyectil a través de los intersticios.

La patente WO 93/20271 tiene como objetivo una capa no tejida que consiste en fibras cortas de polidefina. La patente WO 93/20271 se dirige directamente a la necesidad de mejorar la absorción específica de energía (AEE) e impacto balístico dividido por el peso por superficie (peso por m2) .

El material proporcionado en el Ejemplo VI de la patente WO 93/20271 utiliza el fieltro calandrado F0, preparado en el Ejemplo I, cosiéndolo junto con el tejido Dyneema 504R. La estructura balística del Ejemplo VI proporciona un material extremadamente rígido, con un peso por superficie de 2, 6 kg/m2, y un espesor de capa de 8mm, es decir un material extremadamente densificado.

La patente WO 01/50898 se refiere a un compuesto resistente al apuñalamiento, donde las capas de tejido del compuesto son para-aramidas tejidas con un escaso apriete de tejido y se disponen en el compuesto con libertad para moverse una en relación con la otra.

Así pues, continúa existiendo la necesidad de tejidos con un elevado rendimiento antibalas, en un formato denso y compacto que pueda fabricarse fácilmente.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La invención tiene como objetivo un material antibalas según las reivindicaciones adjuntas, que comprende al menos una capa tejida de fibra de calidad antibalas y al menos una capa de fibra no tejida, estando dicha capa no tejida entrecruzada con la capa tejida en dirección prácticamente perpendicular a un plano x-y del material antibalas, preferentemente mediante un proceso de enfieltrado por agujas. Tal como se utiliza en la presente, “tejido” incluye tejidos unidireccionales o prácticamente unidireccionales.

La invención puede realizarse como una pila de capas tejidas (tal como el tejido prácticamente unidireccional Sentinel® mencionado anteriormente) y una capa no tejida que se fija a la pila de capas tejidas, entremezclándose con dicha pila, en una o ambas caras, para formar una estructura integral que tiene un peso por superficie de unas 0, 07 libras por pie cuadrado (342 g/m2) hasta unas 0, 32 libras por pie cuadrado (1.562 g/m2) . La estructura integral resultante ofrece ventajas en el manejo y posterior fabricación, dado que el material está listo para su uso y no requiere el montaje de capas individuales de tejido antibalas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Fig. 1 es una vista en despiece de un material antibalas que muestra capas no tejidas, capas de material de calidad antibalas, y una representación gráfica de los elementos de enfieltrado por agujas.

La Fig. 2 es un gráfico que muestra el rendimiento de los materiales antibalas según la invención, en comparación con los materiales antibalas de la técnica anterior.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Con referencia a la Figura 1, el material antibalas (4) según la invención se extiende en general en el plano x-y. Al menos una y preferentemente una pila de capas (1) comprende telas tejidas de calidad antibalas, tal como capas de cables o hilos unidireccionales de fibra. Si se utilizan cables o hilos unidireccionales, éstos se colocan de manera transversal preferentemente en ángulos de 90 grados en relación mutua y se mantienen en su lugar mediante ligeras puntadas, cosido o entretejiendo hilos de poco peso de manera que el material continúa siendo manejable durante los procesos de fabricación, sin separar y sin doblar los cables o hilos individuales.

En un tejido unidireccional, todos los cables corren en la misma dirección. En un tejido prácticamente unidireccional los cables pueden colocarse en más de una dirección. Tal como se utiliza en la presente, “unidireccional” abarca al tejido unidireccional y prácticamente unidireccional, salvo que el contexto requiera lo contrario.

Las telas tejidas a partir de fibras antibalas en una variedad de estilos de hilado incluido el liso, panamá, sarga, satén y otros tejidos complejos, incluidos, aunque sin que esto represente limitación alguna, unidireccionales o prácticamente unidireccionales, y como capas tejidas pueden utilizarse materiales tridimensionales, solos o en combinación. Tal como se utiliza en el presente, las telas “tejidas” incluyen cables cosidos y telas de punto. En la invención pueden utilizarse una variedad de capas de punto o cables cosidos.

En realizaciones preferidas, la pila de capas (1) comprende múltiples capas de tejido prácticamente unidireccional, tal como el comercialmente disponible de Barrday Inc., en Cambridge, Ontario, Canadá, con el nombre comercial Sentinel®. Este material es un tejido que tiene hilos unidireccionales antibalas en al menos dos capas colocadas transversalmente en ángulos de noventa grados entre sí. Los hilos antibalas se colocan después en su lugar, siendo tejidos en un segundo tejido compuesto de hilos que tienen prácticamente una menor tenacidad y módulo de tracción que los hilos antibalas colocados transversalmente. Como variante, la capa o capas (1) pueden ser simplemente fibras tejidas de calidad antibalas tales como Kevlar® (fibras de para-amida) , poli (p-fenileno-2, 6benzobisoxazola) (PBO) , Spectra® (fibras de polietileno de elevado peso molecular) o nylons antibalas.

La capa o capas de calidad antibalas (1) se combinan con capas de guata no tejidas (2) o intercaladas entre las capas de material de guata no tejida. Después de alinear el material, la pila se somete a un proceso de enfieltrado por agujas para unir las capas entre sí, aumentar la densidad y estabilizar el tejido acabado.

En una realización preferida de la presente invención, la capa no tejida se compone de una fibra antibalas de alto rendimiento, especialmente una fibra antibalas que tiene una tenacidad de al menos 15 gramos por denier (13, 5 g/decitex) y un módulo de tracción de al menos 400 gramos por denier (360 g/decitex) (denominadas aquí en adelante... [Seguir leyendo]

1. Material antibalas (4) de núcleo monolítico único que comprende al menos una capa tejida (1) de fibra de calidad antibalas y al menos una capa de fibra no tejida (2) , estando dicha capa no tejida (2) entrecruzada con la capa tejida (1) en dirección prácticamente perpendicular a un plano x-y del material antibalas, caracterizado porque al menos una capa no tejida (2) mencionada comprende fibras cortas de para-aramida, y porque el material antibalas del núcleo tiene un peso desde unas 0, 07 libras por pie cuadrado (342 g/m2) hasta unas 0, 32 libras por pie cuadrado (1.562 g/m2) .

2. Material antibalas del núcleo (4) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material tiene un espesor desde unas 0, 1 pulgadas (0, 254 cm) hasta unas 2, 0 pulgadas (5, 03 cm) , preferentemente 0, 025 pulgadas (0, 0635 cm) a unas 2, 0 pulgadas (5, 03 cm) .

3. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa no tejida (2) está compuesta de una fibra resistente a las balas con una tenacidad de al menos unos 15 gramos por denier (13, 5 g/decitex) y un módulo de tracción de al menos unos 400 gramos por denier (360 g/decitex) .

4. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha capa no tejida (2) está entrecruzada con la capa tejida (1) mediante perforación por agujas (3) .

5. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, caracterizado porque la citada capa tejida (1) comprende fibras de calidad antibalas unidireccionales o prácticamente unidireccionales.

6. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha al menos una capa no tejida (2) comprende fibras de calidad antibalas.

7. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, que comprende una serie de capas de cables unidireccionales de fibras de calidad antibalas colocadas transversalmente en ángulos de 90 grados.

8. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, que comprende una serie de capas de tela tejida de calidad antibalas (1) .

9. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, que comprende una serie de capas de tela de punto de calidad antibalas.

10. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, que comprende una serie de capas de cables cosidas de fibras de calidad balístico.

11. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, que comprende además un revestimiento hidrófugo.

12. Material antibalas (4) según la reivindicación 1, que posee un espesor reducido por calandrado.