Blindaje transparente.

Blindaje transparente adecuado para proveer protección antibalas de un proyectil impactante,

el blindaje comprende una pluralidad de gránulos transparentes (1) ordenados en una capa y embebidos en una matriz transparente (2), en donde la relación del índice de refracción de los gránulos (1) respecto al índice de refracción de la matriz (2) está en el intervalo de 0.9:1 a 1.1:1 y en donde los gránulos (1) están en una única capa de gránulos (1) que están directamente enlazados y retenidos por la matriz (2) en la forma deseada de manera que los gránulos (1) están enlazados en una pluralidad de filas adyacentes, en donde el blindaje comprende una capa soporte (3) que comprende un polímero de la misma clase que la matriz (2), y en donde la capa soporte (3) forma una parte integral con la matriz (2), formando juntos una estructura monolítica visualmente homogénea.

Blindaje transparente.

La invención se relaciona con un vidrio transparente adecuado como un material de blindaje.

El blindaje transparente con propiedades antibalísticas generalmente se fabrica de capas múltiples de material transparente que tienen una placa de cara frágil soportadas en una o más placas flexibles, resistentes y transparentes, unidas entre sí por una capa adhesiva transparente adecuada. Tal blindaje se describe, por ejemplo en el Registro de Invención Reglamentario de Estados Unidos H1567 (número de solicitud 667, 624) . Otro blindaje transparente laminado se describe en el Registro de Invención Reglamentario de Estados Unidos H1519 (número de solicitud 522, 788) .

El blindaje transparente laminado tiene una alta tendencia al desgarre lateral o explosión tras el impacto de una bala u otro proyectil. En consecuencia, ofrece una protección de "impactos múltiples" limitada (protección contra el impacto de una pluralidad de proyectiles) . Como resultado, el blindaje laminado generalmente requiere ser muy grueso, y por lo tanto más bien pesado, para proveer una protección antibalas de un determinado nivel. Más aun, la libertad en la forma de los materiales de blindaje laminado se limita normalmente a placas planas. Esto puede hacer que la aplicación en transportes, por ejemplo, vehículos militares o vehículos blindados, sea problemática. Además, un diseño laminado puede ser perjudicial para la transparencia del blindaje. Con el fin de mantener una buena transparencia deben tomarse precauciones especiales durante la fabricación del blindaje.

En un objetivo de la presente invención el proveer un blindaje original que pueda ser usado como una alternativa al blindaje conocido.

WO 2006/0687221 describe artículos para usar en la protección contra proyectiles que comprende una pluralidad de capas de plaquetas encapsulados en una matriz.

US 3, 573, 150 se refiere a un blindaje transparente formada de un material compuesto de capas de varillas incrustadas en un material polimérico.

Particularmente constituye un objetivo de la invención el proveer un blindaje transparente original que sea conveniente para proveer una protección adecuada contra el impacto de un proyectil, más particularmente un blindaje que provea una buena protección a impactos múltiples.

Es un objeto adicional de la invención proporcionar un blindaje que sea relativamente ligero y/o delgado para un nivel dado de protección antibalas.

Uno o más objetos que pueden ser resueltos de acuerdo con la invención se pueden derivar de la descripción adjunta más abajo.

Ahora se ha encontrado que uno o más objetivos se resuelven proporcionando un blindaje compuesto específico, haciendo uso de una combinación específica de un material duro y un material más dúctil.

En particular, los inventores se han dado cuenta de que es posible proporcionar un blindaje transparente a partir de gránulos de un material relativamente duro transparente incrustado en un material relativamente elástico, siempre que estos materiales se seleccionen cuidadosamente a partir de un parámetro óptico específico.

En consecuencia, la presente invención se relaciona con un blindaje transparente adecuado para proveer una protección antibalas contra un proyectil impactante, el blindaje comprende una pluralidad de gránulos transparentes ordenados en una capa y embebidos en un material de matriz transparente, en donde la relación entre el índice de refracción de los gránulos y el índice de refracción del material polimérico está en el intervalo de 0.9:1 a 1.1:1 y en donde los gránulos son una capa única de gránulos que se encuentra directamente unida y retenida en la forma deseada por la matriz tal que los gránulos están unidos en una pluralidad de filas adyacentes, en donde el blindaje comprende una capa soporte que comprende un polímero de la misma clase que la matriz y en donde la capa soporte forma parte integral de la matriz, formando juntos una estructura monolítica visualmente homogénea. En vista de una mejor transparencia, la relación está preferiblemente en el intervalo de 0.95:1 a 1.05:1, con mayor preferencia en el intervalo de 0.99:1 a 1.01:1.

Las Figuras 1A, 1B y 1C muestran esquemáticamente una vista superior de un blindaje de la invención.

Las Figuras 1D, 1E y 1F muestran esquemáticamente secciones transversales de placas del blindaje de la invención.

La Figura 2 ilustra cómo los índices de refracción que no se correlacionan con los de los gránulos y del material que rodea los gránulos resulta en una transparencia insuficiente.

La Figura 3 muestra una fotografía de un material del blindaje de la invención.

El término "transparente" se entiende generalmente en la técnica. Se entenderá que la transparencia es en cierta medida dependiente del espesor del blindaje. Particularmente, un material, tal como el blindaje/gránulo/matriz/material de soporte, se considera transparente si la transmisión luminosa es de 85% o más y/o la opacidad es de 5% o menos.

La Figura 2 ilustra que el material compuesto no es transparente, si los índices de refracción de la fase embebida (gránulos) y la fase circundante no se correlacionan. La Figura 2 muestra un número de gránulos transparentes rodeados por aire (también transparente, pero con un índice de refracción diferente) . Se muestra que una gran parte de los caracteres opuestos a la vista lateral de los gránulos está distorsionada de forma tal que no pueden ser leídos.

La Figura 3 muestra un blindaje en conformidad con la invención. Este blindaje es transparente ya que los caracteres no están distorsionados visualmente y son fácilmente legibles a través del blindaje.

Además de la transparencia, son relevantes las propiedades mecánicas del material de la matriz (normalmente un polímero o una composición que comprende un polímero) que embeben los gránulos. El material es generalmente escogido de forma tal que sea lo suficientemente fuerte (después de curado) para que sea dimensionalmente estable durante su uso normal. Preferentemente (después de curado) la matriz preferentemente cumple con uno o más de los criterios siguientes:

el encogimiento (comparado con la resina no curada) : 0.3% o menos, particularmente 0.15-0.3%. elongación hasta la ruptura: al menos 100%, particularmente 175-500% resistencia a la tracción: al menos 2 MPa, particularmente 2-20 MPa. resistencia al rompimiento: al menos 0.2 MPa, particularmente 0.2-2 MPa. dureza: al menos Shore A 50, particularmente Shore A 50 - 95. Vidrioso (dinámico, 1 Hz) Módulo de Young: aproximadamente 2700 MPa. Goma (dinámico, 1 Hz) Módulo de Young: aproximadamente 4.5 MPa. temperatura de transición del vidrio de aproximadamente 15 a aproximadamente 25 °C. una curva de relajación que se mide por el método descrito en "C van 't Hof, Mechanical Characterization

and Modeling of Curing Thermosets, PhD thesis Delft University of Technology, 2005, prácticamente corresponde a la curva mostrada en la Figura 4.

La resistencia a la rotura por tracción se puede determinar por la ISO 34, la dureza de acuerdo con la ISO 868, los parámetros que se pueden obtener por una prueba de tracción de acuerdo con la ISO 35.

Es deseable que el material sea relativamente elástico (comparado con los gránulos) , para impedir que el material sufra un exceso de desintegración. La persona calificada esta consciente de los valores deseables para tales propiedades. Más aun, es deseable que la matriz se adhiera bien a los gránulos, para mejorar la capacidad a los impactos múltiples y, así mejorar el desempeño del producto como blindaje.

Los inventores han encontrado que es particularmente ventajoso con respecto al mejoramiento de la capacidad a los impactos múltiples del blindaje el proveer al blindaje con un material visco-elástico. Para mejorar la capacidad a los impactos múltiples, el tiempo de relajación visco-elástico, preferentemente debe estar en el intervalo de 10-9 -10-1 [s].

El material de la matriz puede comprender particularmente uno o más polímeros transparentes seleccionados del grupo que consiste de propenonitrilo-butadieno-estireno; resinas de acetal; derivados de celulosa, particularmente ésteres de celulosa, tales como acetato de celulosa, butirato de celulosa, propionato de celulosa, triacetato de celulosa y alquil celulosas, tales como etil celulosa; acrílicos, resina alílica; poliéteres, particularmente poliéteres clorados; fluoroplásticos; melaminas transparentes; poliamidas (nilón) ; polímeros de parileno; fenólicos; resinas de fenóxido; polibutileno, policarbonatos; poliésteres; polietilenos; polipropilenos; polifenilenos; poliestirenos,... [Seguir leyendo]

1. Blindaje transparente adecuado para proveer protección antibalas de un proyectil impactante, el blindaje comprende una pluralidad de gránulos transparentes (1) ordenados en una capa y embebidos en una matriz transparente (2) , en donde la relación del índice de refracción de los gránulos (1) respecto al índice de refracción de la matriz (2) está en el intervalo de 0.9:1 a 1.1:1 y en donde los gránulos (1) están en una única capa de gránulos (1) que están directamente enlazados y retenidos por la matriz (2) en la forma deseada de manera que los gránulos (1) están enlazados en una pluralidad de filas adyacentes, en donde el blindaje comprende una capa soporte (3) que comprende un polímero de la misma clase que la matriz (2) , y en donde la capa soporte (3) forma una parte integral con la matriz (2) , formando juntos una estructura monolítica visualmente homogénea.

2. Blindaje de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la relación está en el intervalo de 0.95:1 a 1.05.

3. Blindaje de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la relación está en el intervalo de 0.99:1 a 1.01:1.

4. Blindaje de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, en donde la matriz (2) comprende una polímero viscoelástico transparente.

5. Blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la matriz (2) comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste de acrilonitrilo-butadieno-estirenos transparentes, resinas de acetal transparentes, derivados de celulosa transparentes, acrílicos transparentes, resinas alílica transparentes, poliéteres transparentes, fluoroplásticos transparentess melaminas transparentes, poliamidas transparentes, polímeros de parileno transparentes, fenólicos transparentes, resinas de fenoxido transparentes, polibutileno transparente, policarbonatos transparentes, poliésteres transparentes, polietilenos transparentes polipropilenos transparentes, polifenilenos transparentes, poliestirenos transparentes, poliuretanos transparentes, polisulfonas transparentes, alcoholes de polivinilo transparentes, fluoruros de polivinilo transparentes, butirales de polivinilo transparentes, cloruros de polivinilideno transparentes, siliconas transparentes, acrilonitruro de estireno transparente y estireno butadieno transparente,

6. Blindaje de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la matriz (2) comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste de poliuretanos transparentes, siliconas transparentes y policarbonatos transparentes, preferentemente del grupo que consiste de poliuretanos transparentes.

7. Blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los gránulos (1) se seleccionan de gránulos cilíndricos sustancialmente redondos (1) y gránulos sustancialmente esféricos (1) .

8. Blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los gránulos (1) tienen un índice de refracción en el intervalo de 1.47-1.52.

9. Blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los gránulos (1) comprenden un material seleccionado del grupo que consiste de silicatos transparentes, tales como cuarzo fundido transparente, vidrio de borosilicato transparente, óxido de aluminio transparente, óxido de aluminio magnesio transparente, zafiro transparente y vidrio de oxinitruro de aluminio transparente.

10. Blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las dimensiones de los gránulos (1) están en el intervalo de 1-50 mm.

11. Blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde al menos la mayoría de los gránulos (1) está en contacto directo con menos de cuatro gránulos adyacentes (1) , preferentemente al menos la mayoría está en contacto directo con menos de tres gránulos adyacentes (1) , con mayor preferencia al menos la mayoría está en contacto directo con cero gránulos adyacentes (1) .

12. Blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el blindaje es una ventana, pantalla, parabrisas, visera, cubierta o domo.

13. Transporte o mostrador que comprende un blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

14. Método para fabricar un blindaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que comprende

- colocar los gránulos (1) en una capa en un molde

- llenar el espacio entre los gránulos (1) con una mezcla de reacción para formar el material polimérico; y

- curar la mezcla de reacción, formando de esta manera el material polimérico.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde las burbujas de gas se retiran de la mezcla de reacción después de llenar el espacio y antes del curado de la mezcla de reacción.