NL1014608C2

NL1014608C2 - Ballistisch vest.

Info

Publication number: NL1014608C2
Application number: NL1014608A
Authority: NL
Inventors: Jan Lodewijk Lindemulder
Original assignee: Dsm Nv
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-11
Also published as: US20030106126A1; JP2003526071A; EP1261835A1; WO2001067027A1; US6931662B2; AU2001242860A1; TW461957B

Description

- 1 -

BALLISTISCH VEST

5 De uitvinding heeft betrekking > ·. i ballistisch vest met een ballistische weerstand die voldoet aan de NIJ2 Standaard 0101.03, bevattend een stapel van flexibele unidirectionele lagen, waarin de unidirectionele lagen sterke vezels bevatten, en waarin 10 de vezels in een unidirectionele laag voornamelijk parallel lopen en een hoek maken met vezels in een naastliggeh.de laag welke groter is dan 0 graden.

• Een dergelijk vest is bekend uit US

5,926,842.

15 US 5,926,842 beschrijft een ballistisch vest met een ballistische weerstand die voldoet aan de NIJ2 Standaard 0101.03, bevattend een stapel van flexibele unidirectionele lagen, waarin de unidirectionele lagen aramide vezels bevatten, en 20 waarin de vezels in een unidirectionele laag voornamelijk parallel lopen en een hoek maken met vezels in een naastliggende laag welke 90 graden is.

Nadeel van een dergelijk vest is het relatief hoge gewicht van het vest. Het gewicht van een 25 vest wordt weergegeven als het gewicht van de stapel van flexibele lagen die nodig zijn om aan de NIJ2 Standaard 0101.03 te voldoen, per eenheid van oppervlakte. Om aan de NIJ2 Standaard te voldoen is voor de vesten beschreven in US 5,926,842 een 30 oppervlaktegewicht van 3,7 kg/m2 vereist.

Doel van de vinding is te voorzien in een vest met een veel lager oppervlaktegewicht.

Dit doel wordt bereikt doordat de vezels polyphenyleenbenzobisoxazool (PBO) vezels zijn.

35 Het vest volgens de uitvinding voldoet met ·. k·. *- - 2 - een oppervlaktegewicht van 2,8 kg/m2 al aan de NIJ2 Standaard 0101.03.

Een voordeel van het vest volgen de uitvinding is, dat het dankzij het geringere gewicht 5 confortabeler te dragen is.

De ballistische weerstand van een vest kan volgens verschillende normen worden geclassificeerd.

Een van die normen is de NIJ Standard.0101.03, waarin verschillende beschermingsniveaus worden gedefinieerd. 10 Zo dient bijvoorbeeld een vest volgens de NIJ2 norm een .357 Magnum JSP JSP en tevens een 9 mm FMJ met een snelheid van 426 V- 15 m/s te stoppen.

Naast het niet penetreren door een projectiel is de mate waarin de lichaamszijde achter 15 een inslag deformeert een tweede vereiste volgens de NIJ Standaard 0101.03. Deze deformatie meet het trauma dat door de drager van een vest wordt ervaren na de inslag van een projectiel. In de NIJ2 standaard wordt geeist dat het trauma minder moet zijn dan 44 mm.

20 Onder een een ballistisch vest met een ballistische weerstand die voldoet aan de NIJ2 Standaard 0101.03 wordt hier en hierna verstaan een vest met een oppervlaktedichtheid zodanig dat aan de bovengenoemde standaard juist voldaan is. Met "juist" 25 wordt bedoeld dat het oppervlaktegewicht niet meer is dan nodig is om aan de bovengrens van de NIJ2 Standaard, dat wil zeggen bij een kogelsnelheid van 441 m/s, geen doorschoten te hebben en geen trauma te vinden groter dan 44 mm, terwijl bij een hogere 30 snelheid doorschoten gevonden worden, dan wel het trauma groter is dan 44 mm of een combinatie van beide.

De stapel UD-lagen kan bestaan uit één of i 0 H 8 0 9 - 3 - meerdere UD-pakketten. Bij voorkeur bestaat de stapel UD-lagen uit meerdere UD-pakketten, welke ieder twee of vier UD-lagen bevatten. De pakketten zijn bij voorkeur aan beide zijden voorzien van een gladde film, waardoor 5 wrijving tussen de pakketten vermindert, en de stapel aan flexibiliteit wint.

Onder "vezels" wordt hier verstaan verstrekte voorwerpen, waarvan de lengte veel groter is dan de breedte en dikte. Vezels omvatten continue mono-10 en multifilamenten, evenals discontinue filamenten, zoals stapelvezels of gesneden vezels.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een ballistisch vest volgens claim 1 waarin het oppervlaktegewicht kleiner is dan 2,8 kg/m2.

15 De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van enkele voorbeelden.

Onder de oppervlaktedichtheid (AD) van een weefsel- of UD-laag of pakket wordt verstaan het gewicht van weefsel-of UD-laag per oppervlakte eenheid. 20 Als PBO vezel werd in deze experimenten gebruikt een ZylonR-vezel van Toyobo met een titer van 1100 dTex. Van Zylon bestaan twee versies: HM ("high modulus") en AS ("as spun"), waarvan de aan Toyobo ontleende karakteristieken in Tabel 1 staan 2 5 weergegeven:

Λ t\ * ƒ. *? A H

Tabel 1 - 4 -

Type Trekmodulus (g/d)

Zylon AS 1350

Zylon HM 190 0 ”” 5 Bij voorkeur wordt van PBO een "as spun" grade gebruikt. Ondanks het feit dat de modulus van Zylon AS beduidend lager is dan van Zylon HM, worden met AS betere ballistische eigenschappen verkregen dan met HM.

10 Zylon-UD is een pakket van twee kruisgelegde lagen waarin de vezels in iedere laag nagenoeg parallel lopen loodrecht liggen op de vezels in een naastliggende laag, en iedere laag is vervaardigd uit 1100 dTex Zylon garens. Het 15 garengewicht per laag bedraagt 36 g/m2. Het Zylon-UD pakket bevat een matrix op basis van een styreen-isopreen-styreen blokcopolymeer dispersie in water en is aan beide zijden bedekt met een PE folie van 7 g/m2. Een UD-SB2 pakket heeft een oppervlaktegewicht van 20 100 g/m2. Het matrixgehalte bedraagt 17 gew. % betrokken op het totaal van matrix- en vezelgewicht.

Dyneema UD-SB2 is een pakket van vier kruisgelegde lagen waarin de vezels in iedere laag nagenoeg parallel lopen loodrecht liggen op de vezels 25 in een naastliggende laag, en iedere laag is vervaardigd uit hoogverstrekte polyethyleen (HPPE) garens. Het gewicht per laag bedraagt 33 g/m2. Het UD-SB2 pakket bevat een rubber matrix en is aan beide zijden bedekt met een PE folie. Een UD-SB2 pakket heeft - 5 - een AD van 155 g/ra2.

Dyneema UD-SB31 is een pakket van twee kruisgelegde lagen waarin de vezels in iedere laag nagenoeg parallel lopen loodrecht liggen op de vezels 5 in een naastliggende laag, en iedere laag is vervaardigd uit HPPE garens.' Het gewicht per laag bedraagt 59 g/m2. Het UD-SB31 pakket bevat een rubber matrix en is aan beide zijden bedekt met een PE folie. Een UD-SB31 pakket heeft een AD van 132 g/m2.

10

Voorbeeld I

Vesten van een stapel van een variërend aantal pakketten Zylon-UD werden beschoten met een .375 Magnum JSP kogel bij een snelheid van 426 */. 15 m/s.

15 Achter de stapel was een Roma plastiline No.l pakket aangebracht dat welke geconditioneerd was volgens de NIJ 0101.03 Standaard. In alle experimenten werd de kogel gestopt. Gemeten werd het trauma. De resultaten staan vermeld in Tabel 2.

20 1 0 UcO 8

Tabel 2 - 6 -

Aantal Oppervlaktegewicht Snelheid Trauma (mm) pakketten (kg/τη2) (m/s) 38 3.84 409 30 38 3 .84 416 28 38 3.84 452 26 34 3.43 447 29 34 3.43 4ËP7 30 32 3'. 23 435 39 32 3.23 442 38 2 9 2.93 443 38 27 2.73 444 41 27 2.73 442 39~ 5

Vergelijkend Experiment A

Vesten van een stapel van 29 pakketten UD-SB31 met een totale oppervlaktedichtheid van 3,8 kg/m2 werden beschoten met een Magnum JSP .375 kogel bij 435 10 V- 5 m/s. Alle kogels werden gestopt en het gemiddelde trauma bedroeg 39 mm.

Bij een vest met een stapel van 25 paketten UD-SB2 met een oppervlaktedichtheid van 3,3 kg/m2 werden doorschoten gevonden.

15 Hieruit blijkt, dat een PBO vest voor het bereiken van de NIJ2 eis meer dan 1 kg lichter kan zijn dan een HPPE vest op basis van Dyneema UD-SB31.

1 0 1 4 6 0 ?· - 7 -

Vergelijkend Experiment B

Vesten van een stapel van 2 9 pakketten UD-SB2 met een oppervlaktedichtheid van 4,9 kg/m2 werden beschoten met een Magnum JSP .375 kogel bij 435 */. 5 5 m/s. Alle kogels werden gestopt en het gemiddelde trauma bedroeg 35 mm.

Bij een vest met een stapel van 23 paketten UD-SB2 met een oppervlaktedichtheid van 3,6 kg/m2 werden doorschoten gevonden.

10 Hieruit blijkt, dat een PBO vest voor het bereiken van de NIJ2 eis meer dan 1,7 kg lichter kan zijn dan een HPPE vest op basis van Dyneema UD-SB2.

Het verrassende zit in het feit dat W09749546 niet leert dat PBO beter is dan aramide, dat 15 PBO in het algemeen zelfs niet beter is dan PE, maar dat PBO tegen NIJ2 verrassend goed is.

Vergelijkend Experiment C

Voorbeeld 1 en Vergelijkende Experimenten A 20 en B werden herhaald met een zwaardere stapel, waarop met een Magnum .44 kogel werd geschoten volgens de NIJ3a standaard.

In Tabel 3 staat het aantal paketten dat nodig is om de NIJ3 Standaard juist te halen.

25 10 1 4 8C 8

Tabel 3 - 8 -

Materiaal Aantal pakketten Oppervlaktegewicht (kg/m2)

Zylon-UD 46 4,7 SB31 34 ~4~5 SB2 34 573 5 Hieruit blijkt, dat voor een vest waarvoor de NIJ3a Standaard is vereist, PBO geen speciale voordelen biedt ten opzichte van HPPE-vezel.

, , , g 10 1 3 o 3 *

Claims

1. Ballistisch vest met een ballistische weerstand zodanig dat het vest voldoet aan de NIJ2

5 Standaard 0101.03 bevattend een stapel van flexibele unidirectionele lagen, waarin de / unidirectionele lagen sterke vezels bevatten, en waarin de vezels in een unidirectionele laag voornamelijk parallel lopen en een hoek maken met 10 vezels in een naastliggende laag welke groter is dan 0 graden, met het kenmerk dat de vezels PBO vezels zijn.

2. Ballistisch vest volgens claim 1 waarin het oppervlaktegewicht kleiner is dan 2,8 kg/m2.

3. Ballistisch vest volgens conclusie 1 of 2, waarin het BPO een "as spun" grade is. 1014308 SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDS0NDER20EK VAN INTERNATIONAAL TYPE IDENTIFIKATIE VAN OE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van de aanvrager ol van de gemachtigde ___4121NL_ . Nederlandse aanvrage nr. Indieningsdatum 1014608 10 maart 2000 Ingeroepen voorrangsdatum Aanvrager (Naam) DSM N.V. Datum van het verzoek voor ten onderzoek van internationaal type Door de Instantie voor internationaal Onderzoek USA) aan het ver· zoek voor een onderzoek van internationaal type toegekend nr. SN 34714 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP(bi) toepassing van verschillende classificaties, alle dassificatiesymbolen opgeven) Volgens de Internationale classificatie IIPC) lnt.CI.7: F41H5/04 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK ___________________Onderzochte minimum documentatie _ _Classificatiesysteem Classificatresymdoien____ lnt.CI.7: F41H Onderzochte andere documentatie dan da minimum documentatie voor zover dergeiiika documenten in de onderzochte gebieden zijn opgenomen * III. I l GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) IV· I ] GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullingsblad) /f~ -—-...--------- Pont* PCT/ISA/ZOKa) 07. »979