Un casco moldeado que comprende una carcasa, comprendiendo dicha carcasa desde el exterior al interior:

una primera pluralidad de capas fibrosas, comprendiendo dichas capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una primera matriz de resina, comprendiendo dichas fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida; y una segunda pluralidad de capas fibrosas adheridas a dicha primera pluralidad de capas fibrosas, comprendiendo dicha segunda pluralidad de capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una segunda matriz de resina, comprendiendo dichas fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida, caracterizado porque cuando dichas fibras de dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina, entonces dichas fibras de dicha segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, y cuando dichas fibras de dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, entonces dichas fibras de dicha segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina

Cascos protectores

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención Esta invención se refiere a cascos protectores que son útiles para aplicaciones militares, para hacer cumplir la ley y para otras aplicaciones.

Descripción de la técnica relacionada Los cascos protectores son bien conocidos. Tales cascos se han usado para aplicaciones militares y no militares. Los ejemplos de estas últimas incluyen usos para hacer cumplir la ley, usos deportivos u otros tipos de cascos de seguridad. Los cascos protectores usados para usos militares y para hacer cumplir la ley, en particular, necesitan ser resistentes a las balas.

Los cascos militares actualmente más populares están formados de fibras de aramida, típicamente en forma de varias capas de fibras de aramida junto con un material de resina, tal como una resina fenólica. Los cascos formados de fibras de aramida se describen, por ejemplo, en las patentes U.S. 4.199.388, 4.778.638 y 4.908.877. Aunque tales cascos en general se comportan de forma satisfactoria, son bastante pesados.

La patente US nº 6.012.178 describe un casco, en particular un casco antibalístico, que contiene capas de tejido textil protector hechas de fibras antibalísticas que incluyen fibras de aramida, fibras de polietileno hiladas por el proceso de hilatura en gel, fibras de vidrio, fibras metálicas, o sus mezclas. Se prefieren las fibras de aramida. Las capas de tejido textil dispuestas en el lado contrario al usuario están hechas de tejido tricotado multiaxial, y las capas de tejido textil en el lado hacia el usuario están hechas de tejido tejido. Las capas de tejido tricotado multiaxial comprenden preferiblemente 60-80% de todas las capas de refuerzo.

Sería deseable proporcionar un casco protector que tenga un peso reducido y también una mayor resistencia balística frente a proyectiles peligrosos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Según esta invención, se proporciona un casco moldeado que comprende una carcasa, comprendiendo la carcasa desde fuera hacia dentro:

una primera pluralidad de capas fibrosas, comprendiendo las capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una primera matriz de resina, comprendiendo las fibras de alta tenacidad fibras poliolefínicas o fibras de aramida; y una segunda pluralidad de capas fibrosas adheridas a la primera pluralidad de capas fibrosas, comprendiendo dicha segunda pluralidad de capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una segunda matriz de resina, comprendiendo las fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida, con la condición de que cuando las fibras de la primera pluralidad de capas fibrosas comprendan fibras de poliolefina, entonces las fibras de la segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, y cuando las fibras de dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, entonces las fibras de la segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina.

Adicionalmente según esta invención, se proporciona un método para formar una carcasa de un casco, que comprende las etapas de:

suministrar una primera pluralidad de capas fibrosas a un molde, comprendiendo las capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una primera matriz de resina, comprendiendo las fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida;

suministrar una segunda pluralidad de capas fibrosas al molde, comprendiendo la segunda pluralidad de capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una segunda matriz de resina, comprendiendo las fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida, con la condición de que cuando las fibras de la primera pluralidad de capas fibrosas comprendan fibras de poliolefina, entonces las fibras de la segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, y cuando las fibras de la primera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, entonces las fibras de la segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina; y aplicar calor y presión a la primera pluralidad de capas fibrosas y a la segunda pluralidad de capas fibrosas, con lo que la primera pluralidad de capas fibrosas se adhiere a la segunda pluralidad de capas fibrosas para formar de ese modo una carcasa de casco integral.

Todavía adicionalmente de acuerdo con esta invención, se proporciona un método para formar una carcasa de un casco, que comprende las etapas de:

suministrar una primera pluralidad de capas fibrosas a un molde, comprendiendo las capas fibrosas fibras de vidrio en una primera matriz de resina;

suministrar una segunda pluralidad de capas fibrosas al molde, comprendiendo la segunda pluralidad de capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una segunda matriz de resina, comprendiendo las fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida;

suministrar una tercera pluralidad de capas fibrosas al molde, comprendiendo la tercera pluralidad de capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una tercera matriz de resina, comprendiendo las fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida, con la condición de que cuando las fibras de la segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina, entonces las fibras de la tercera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, y cuando las fibras de la segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, entonces las fibras de la tercera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina; y aplicar calor y presión a la primera pluralidad de capas fibrosas, a la segunda pluralidad de capas fibrosas y a la tercera pluralidad de capas fibrosas, la primera pluralidad de capas fibrosas se adhiere a la segunda pluralidad de capas fibrosas, y la segunda pluralidad de capas fibrosas se adhiere a la tercera pluralidad de capas fibrosas, para formar de ese modo una carcasa de casco integral.

Se ha descubierto que usando dos conjuntos separados de redes fibrosas de fibras de alta resistencia, se puede producir un casco de peso más ligero. Además, el coste del casco se puede reducir significativamente empleando un tercer conjunto de redes fibrosas de fibras de vidrio. Los cascos de esta invención tienen excelente resistencia balística, y son capaces de deformar proyectiles y atrapar los proyectiles fragmentados o deformados. Los cascos proporcionan los sistemas protectores necesarios para la protección balística, pero también se pueden usar en aplicaciones no balísticas.

Preferiblemente, con una estructura formada a partir de dos pluralidades de capas, la capa exterior se forma de fibras de aramida, y la capa interior se forma de fibras de poliolefina de alta tenacidad (más preferiblemente, fibras de polietileno de alta tenacidad) . Con un material de casco de tres componentes, la capa exterior se forma a partir de una pluralidad de capas de fibras de vidrio, la capa central se forma preferiblemente a partir de una pluralidad de capas de fibras de aramida, y las capas interiores se forman preferiblemente a partir de una pluralidad de fibras de poliolefina de alta tenacidad (más preferiblemente, fibras de polietileno de alta tenacidad) .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Los cascos protectores de esta invención incluyen una pluralidad de capas de una red de fibras de aramida de alta resistencia y una pluralidad de capas de una red de fibras de poliolefina de alta resistencia. Como se menciona anteriormente, también pueden incluir una pluralidad de capas de redes de fibra de vidrio.

Para los fines de la presente invención, una fibra es un cuerpo alargado cuya dimensión longitudinal es mucho mayor que las dimensiones transversales de anchura y grosor. En consecuencia, el término fibra incluye monofilamento, multifilamento, cinta, tira, hilo corto u otras formas de fibra troceada, cortada o discontinua, y similar, que tiene una sección transversal regular o irregular. El término “fibra” incluye una pluralidad de cualquiera de los anteriores, o una combinación de los mismos. Un hilo es una hebra continua compuesta de muchas fibras o filamentos.

Como se usa aquí, la expresión “fibras de alta tenacidad” significa fibras que tienen tenacidades iguales a o mayores que alrededor de 7 g/d. Preferiblemente, estas fibras tienen módulos de tracción iniciales de al menos alrededor de 150 g/d, y energías en la ruptura de al menos alrededor de 8 J/g, según se mide mediante ASTM D2256. Como se usa... [Seguir leyendo]

1. Un casco moldeado que comprende una carcasa, comprendiendo dicha carcasa desde el exterior al interior:

una primera pluralidad de capas fibrosas, comprendiendo dichas capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una primera matriz de resina, comprendiendo dichas fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida; y una segunda pluralidad de capas fibrosas adheridas a dicha primera pluralidad de capas fibrosas, comprendiendo dicha segunda pluralidad de capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una segunda matriz de resina, comprendiendo dichas fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida, caracterizado porque cuando dichas fibras de dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina, entonces dichas fibras de dicha segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, y cuando dichas fibras de dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, entonces dichas fibras de dicha segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina.

2. El casco de la reivindicación 1, en el que dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprende fibras de aramida, y dicha segunda pluralidad de capas fibrosas comprende fibras de poliolefina.

3. El casco de la reivindicación 1, en el que dicha primera resina y dicha segunda resina son químicamente compatibles.

4. El casco de la reivindicación 1, en el que dicha red de fibras de alta tenacidad de dicha primera pluralidad de capas fibrosas está en forma de un tejido tejido, y dicha red de fibras de alta tenacidad de dicha segunda pluralidad de capas fibrosas está en forma de un tejido tejido, un tejido tricotado, un tejido no tejido orientado unidireccionalmente, o un tejido enfurtido.

5. El casco de la reivindicación 1, en el que dichas resinas primera y segunda se seleccionan del grupo que consiste en resinas epoxi, resinas de uretano, resinas de poliéster, resinas de éster vinílico, resinas fenólicas, y sus mezclas.

6. El casco de la reivindicación 1, en el que dichas resinas primera y segunda comprenden cada una una resina de éster vinílico.

7. El casco de la reivindicación 1, en el que dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprende fibras de polietileno y dicha segunda pluralidad de capas fibrosas comprende fibras de aramida, y ambas redes citadas de dicha pluralidad primera y segunda de capas fibrosas están en forma de tejidos tejidos.

8. El casco de la reivindicación 1, que comprende además una pluralidad de capas fibrosas que comprenden fibras de vidrio en una tercera matriz de resina, situándose dicha pluralidad de capas de fibra de vidrio en el exterior de dicha carcasa.

9. Un método para formar una carcasa de un casco, que comprende las etapas de:

suministrar una primera pluralidad de capas fibrosas a un molde, comprendiendo dichas capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una primera matriz de resina, comprendiendo dichas fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida;

suministrar una segunda pluralidad de capas fibrosas a dicho molde, comprendiendo dicha segunda pluralidad de capas fibrosas una red de fibras de alta tenacidad en una segunda matriz de resina, comprendiendo dichas fibras de alta tenacidad fibras de poliolefina o fibras de aramida, con la condición de que cuando dichas fibras de dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprendan fibras de poliolefina, entonces dichas fibras de dicha segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, y cuando dichas fibras de dicha primera pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de aramida, entonces dichas fibras de dicha segunda pluralidad de capas fibrosas comprenden fibras de poliolefina; y aplicar calor y presión a dicha primera pluralidad de capas fibrosas y a dicha segunda pluralidad de capas fibrosas, con lo que dicha primera pluralidad de capas fibrosas se adhiere a dicha segunda pluralidad de capas fibrosas para formar de ese modo una carcasa de casco integral.

10. El método de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente las etapas de:

suministrar una pluralidad adicional de capas fibrosas al molde, comprendiendo dichas capas fibrosas fibras de vidrio en una matriz de resina adicional; y aplicar calor y presión a dicha pluralidad adicional de capas fibrosas, con lo que dicha pluralidad adicional de capas fibrosas se adhiere a dicha primera pluralidad de capas fibrosas.