[go: up one dir, main page]

NL1010568C1 - Polyurethaan composiet. - Google Patents

Polyurethaan composiet. Download PDF

Info

Publication number
NL1010568C1
NL1010568C1 NL1010568A NL1010568A NL1010568C1 NL 1010568 C1 NL1010568 C1 NL 1010568C1 NL 1010568 A NL1010568 A NL 1010568A NL 1010568 A NL1010568 A NL 1010568A NL 1010568 C1 NL1010568 C1 NL 1010568C1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
polyurethane
composite
matrix
helmet
fibers
Prior art date
Application number
NL1010568A
Other languages
English (en)
Inventor
Jan Lodewijk Lindemuller
Jean Hubert Marie Beugels
Original Assignee
Dsm Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dsm Nv filed Critical Dsm Nv
Priority to NL1010568A priority Critical patent/NL1010568C1/nl
Priority to PCT/NL1999/000098 priority patent/WO2000029468A1/en
Priority to AU27488/99A priority patent/AU2748899A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1010568C1 publication Critical patent/NL1010568C1/nl

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A42HEADWEAR
    • A42BHATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/06Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets
    • A42B3/062Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets with reinforcing means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0485Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers all the layers being only fibre- or fabric-reinforced layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

- 1 -
POLYURETHAAN COMPOSIET
5 De uitvinding heeft betrekking op een composiet bevattende een netwerk van sterke vezels, met een sterkte van ten minste 6 dN/tex, een modulus van ten minste 130 dN/tex en een breukenergie van ten minste 8 J/g in een thermoplastische polyurethaan 10 matrix. Een dergelijk composiet is geschikt voor het bieden van bescherming tegen ballistische projectielen met name in antiballistische vormdelen als helmen, panelen en vesten.
Een dergelijk composiet is bekend uit EP-A-15 0645415. EP-A-0645415 beschrijft een composiet, bevattend een netwerk van sterke vezels met een treksterkte van ten minste 6,18 dN/tex, een modulus van ten minste 132,45 dN/tex en een breukenergie van ten minste 8 J/g in een thermoplastische polyurethaan 20 matrix.
Nadeel van een dergelijk composiet is dat achter de plaats van een inslag van een projectiel de vervorming (hierna het "trauma" genoemd) relatief groot is, zodat een door het antiballistische vormdeel 25 beschermde persoon het risico loopt door deze hoge vervorming gewond te raken.
De uitvinding heeft tot doel te voorzien in een composiet, waarmee vormdelen vervaardigd kunnen worden die dit nadeel niet, of in geringere mate 30 vertonen.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de matrix een bij kamertemperatuur amorf polyurethaan bevat.
$8 '( ü i 0 5 6 8 - 2 -
Onder een "composiet" wordt hier verstaan een samenstelling van ten minste twee prepregs. In een composiet zijn in het algemeen meerdere prepregs geconsolideerd, waarbij de aanliggende prepregs een 5 hoek van bij voorkeur circa 90° met elkaar maken.
Onder een "prepreg" wordt verstaan een netwerk van vezels, welke door een matrix worden bijeen gehouden.
Onder "vezels" wordt hier verstaan 10 verstrekte voorwerpen, waarvan de lengte veel groter is dan de breedte en dikte. Vezels omvatten continue mono-en multifilamenten, evenals discontinue filamenten zoals stapelvezels of gechopte vezels.
Onder een "netwerk" van vezels wordt 15 verstaan een samenstelling van een veelvoud van vezels, waarin de samenstelling een bepaalde configuratie heeft. Voorbeelden van configuraties van de samenstellingen zijn een vilt, een breisel, of een weefsel. De voorkeur heeft een unidirectioneel netwerk, 20 waarin de vezels voornamelijk parallel liggen aan een gemeenschappelijke vezelrichting.
"Sterke vezels" zijn in deze uitvinding vezels met een sterkte van ten minste 6 dN/tex, een modulus van ten minste 130 dN/tex en een beukenergie 25 van ten minste 8 J/g. Bij voorkeur zijn sterke vezels, vezels met een sterkte van ten minste 10 dN/tex, een modulus van ten minste 200 dN/tex en een beukenergie van ten minste 20 J/g. Meer voorkeur hebben vezels met een sterkte van ten minste 16 dN/tex, een modulus van 30 ten minste 400 dN/tex en een beukenergie van ten minste 27 J/g. De meeste voorkeur hebben vezels met een sterkte van ten minste 28 dN/tex, een modulus van ten minste 1200 dN/tex en een beukenergie van ten minste 40 J/g.
pl 0 1 0 5 6 8 - 3 -
Geschikte sterke vezels zijn vezels van zijn glas, koolstof, aramide, siliciumcarbide, en/of een verstrekt polymeer, zoals bijvoorbeeld verstrekt ultrahoogmoleculair polyetheen, en/of combinaties 5 daarvan. Bij voorkeur bestaat het vezelmateriaal uit ultrahoogmoleculair polyetheen.
Onder ultrahoog moleculair polyetheen wordt verstaan polyetheen met een gewichtsgemiddelde molgewicht van ten minste 500.000 kg/kmol. Bij voorkeur 10 bedraagt het molgewicht meer dan 2.000.000 kg/kmol.
Volgens de uitvinding zijn de vezels ingebed in een thermoplastische polyurethaan matrix, die bij kamertemperatuur amorf is. Amorfe polyurethanen kunnen worden verkregen door een voor de vakman voor de 15 hand liggende keuze van de polyolen en diisocyanaten waaruit het polyurethaan is opgebouwd, zoals onder andere is beschreven in Polymer, 1991, Volume 32, pag. 343-352 .
De modulus van het polyurethaan kan binnen 20 ruime grenzen worden gekozen, afhankelijk van de aan het composiet te stellen eisen met betrekking tot de stijfheid. Bij voorkeur bedraagt de modulus van het polyurethaan ten minste 5 Mpa. Hierdoor wordt bereikt, dat een uit het composiet volgens de uitvinding 25 vervaardigd vormdeel geen delaminaties tussen twee opvolgende composietlagen bevat, wanneer het deel na het persen is ontvormd bij een temperatuur welke lager is dan 100°C. Gebleken is, dat vormdelen vervaardigd uit een composiet waarvan de polyurethaanmodulus kleiner is 30 dan 5 MPa na het ontvormen uit de matrijs delaminaties tussen twee opvolgende composietlagen kunnen bevatten.
Bij voorkeur bevat de matrix een thermoplastisch polyurethaan waarvan de modulus ten minste 8 MPa bedraagt. Hierdoor wordt bereikt, dat het p1 0 1 0 5 6 8 - 4 - vormdeel dat ontvormd is bij de temperatuur waarbij het geperst is, geen delaminaties bevat.
In het polyurethaan van de matrix kunnen oppervlakte actieve stoffen voorkomen, welke gebruikt 5 worden als stabilisator voor een polyurethaandispersie waaruit het composiet kan worden vervaardigd. Bij voorkeur is het gehalte aan oppervlakte actieve stoffen in de polyurethaanmatrix kleiner dan 0,01 gew.%. Hierdoor wordt bereikt, dat veroudering van de matrix 10 onder invloed van licht of warmte nauwlijks plaatsvindt. Matrices waarin een gehalte van meer dan 0,01 gew.% van een oppervlakte actieve stof aanwezig is, vertonen een versneld verouderingsgedrag.
De uitvinding heeft tevens betrekking op 15 een prepreg bevattende een netwerk van sterke vezels in een thermoplastische polyurethaan matrix, met sterke vezels en een polyurethaan matrix volgens de uitvinding. Een verder voordeel van de uitvinding is daarin gelegen, dat de prepreg minder gels bevat dan 20 wanneer deze een crystallijn polyurethaan bevat.
Composieten volgens de uitvinding kunnen zijn: helmen, panelen en vesten. Bij voorkeur is het composiet volgens de uitvinding een helm. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een helm, bevattende een 25 eerste composiet volgens de uitvinding.
Waar nodig kan de stijfheid van helm volgens de uitvinding worden verhoogd door de helm aan de buitenzijde te voorzien van een laag bevattend een tweede composiet. Dergelijke tweede composieten kunnen 30 bestaan uit combinaties van bekende vezels als glas, polyetheen, koolstof, aramide en nylon met polymere matrices.
Bij voorkeur bestaat een dergelijk tweede composiet uit een glasvezels in een polymere matrix.
35 Door het gebruik van glasvezels wordt bereikt, dat de pi o 1 05 6 8 - 5 - helm goed aanverfbaar is.
De polymere matrix bestaat bij voorkeur uit een thermohardend polymeer. Hierdoor wordt bereikt, dat de helm, waarvan de polyurethaan een relatief lage 5 modulus heeft ook nog bij perstemperatuur is te lossen. Thermohardende matrices kunnen zijn fenol, fenol/polyvinylbutyral, epoxy en vinylester.
Bij voorkeur is de thermohardende matrix een vinylester. Hierdoor wordt een goede hechting met 10 de polyetheenvezels van de helm bereikt.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het bereiden van het composiet volgens de uitvinding en met name op het bereiden van een prepreg waaruit het composiet is opgebouwd. In het 15 algemeen worden prepregs bereid door vezels te benatten met een oplossing, of een dispersie van een matrixmateriaal, of met monomeren van een matrixmateriaal in een oplos- of dispersiemiddel. Ook kunnen de vezels met een smelt van het matrixmateriaal 20 worden benat. De benatte vezels worden in het algemeen op een dragermateriaal aangebracht, waarna ze op een drooglijn, indien nodig, in een oven van het oplos-dispersiemiddel worden ontdaan, en worden vervolgens afgekoeld. Een derglijke werkwijze is bekend uit EP-A-25 0645415. In EP-A-0645415 worden sterke polyetheen vezels benat met een waterige oplossing waarin een aliphatisch diisocyanaat monomeer en een polyol monomeer zijn gedispergeerd. Tijdens het verdampen van het water polymerizeren de monomeren tot het 30 polyurethaan.
Nadeel van een dergelijke werkwijze is, dat het polymeriseren en verdampen relatief veel tijd in beslag neemt. In EP-A-0645415 wordt beschreven dat hiervoor een drooglijn van 10 m lengte nodig is.
35 Doel van de vinding is te voorzien in een p1 0 1 0 5 6 8 - 6 - werkwijze waarbij met een aanzienlijk kortere drooglijn kan worden volstaan.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat sterke vezels worden benat met een 5 waterige polyurethaandispersie en het polyurethaan bij kamertemperatuur amorf is.
Verrassenderwijs is gebleken, dat bij gebruik van een waterige dispersie van een polyurethaan dat bij kamertemperatuur amorf is, met een drooglijn 10 van slechts twee meter kon worden volstaan bij een productiesnelheid van ca. 15 m/min. Een verder voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is, dat er in de volgens deze werkwijze vervaardigde prepreg geen of nauwelijks gels voorkomen. Wanneer de vezels worden 15 benat met de uit EP-A-0645415 bekende oplossing van monomeren, kon in een drooglijn met een lengte van 2 m geen prepreg worden verkregen met een economisch enigszins acceptabele productiesnelheid, en bevonden er zich in de op de bekende wijze vervaardigde prepreg een 20 groot aantal gels. Onder een "gel" wordt verstaan een plaatselijke verdikking van het matrixmateriaal op de prepreg. Dergelijke verdikkingen leiden tot ongewenste onregelmatigheden in de prepreg en het daaruit vervaardigde composiet.
25 Het composiet volgens de uitvinding wordt vervaardigd door twee of meerdere prepregs te stapelen, waarbij de hoek tussen de vezels van twee naast elkaar liggende prepregs substantieel groter is dan 0°. Bij voorkeur is de hoek tussen twee aanliggende prepregs 30 ongeveer 90°. Vervolgens wordt de stapel prepregs geconsolideerd door ze onder verhoogde temperatuur te persen. Composieten welke twee of vier prepregs bevatten kunnen worden gestapeld en tot een flexiebel voorwerp, als een anti-ballistisch vest, worden 35 verwerkt. In dat geval worden aan de modulus van het
β·1 0 10 5 6 B
- 7 - polyurethaan geen specifieke eisen gesteld.
Ook is het mogelijk uit de prepregs een hard voorwerp te vormen door meerdere lagen in een matrijs tot een composiet te persen. Het persen gebeurt 5 in het algemeen bij een temperatuur van tussen de 100 en 130 °C. In het geval dat een hard voorwerp wordt geperst, heeft het polyurethaan bij voorkeur een modulus van ten minste 5 MPa. Hierdoor wordt bereikt, dat het lossen van de composiet uit de matrijs kan 10 gebeuren bij een temperatuur van ten minste 100 °C
zonder dat delaminatie bij het ontvormen optreedt. Dit heeft als voordeel, dat de matrijs niet tot beneden de 100 °C behoeft te worden afgekoeld om het vormdeel te ontvormen en vervolgens voor het persen van het volgend 15 vormdeel weer moet worden opgewarmd.
Onder de modulus wordt hier verstaan de secant modulus gemeten aan een film van het polyurethaan bij een rek van 100%.
Bij voorkeur heeft het polyurethaan een 20 modulus van ten minste 8 MPa. Hierdoor wordt bereikt, dat het vormdeel kan worden ontvormd bij de perstemperatuur, zodat de matrijs in het geheel niet behoeft te worden afgekoeld, hetgeen energetisch zowel als economisch zeer voordelig is. Voorwaarde daarbij 25 is, dat er een goede hechting bestaat tussen het polyurethaan en de matrix. Dit wordt bereikt door de kenmerken van de werkwijze volgens de uitvinding.
Daar de massa van de matrijs waarmee een helm wordt vervaardigd als gevolg van de volumineuze 30 kern relatief groot is, kost het relatief veel tijd en energie om een dergelijke matrijs voor ieder vormdeel op te warmen en af te koelen. De voordelen van de kenmerken van de uitvinding komen daardoor bij de vervaardiging van een helm in het bijzonder tot hun 35 recht. Het gevolg daarvan is, dat voor de vervaardiging I#1010568 - 8 - van een helm volgens de uitvinding relatief weinig energie is vereist en de cyclustijd van bij het persen relatief kort is.
Bij de vervaardiging van polyurethaan-5 dispersies worden vaak oppervlakte actieve stoffen toegepast om de dispersie te stabiliseren. Bij voorkeur wordt in de werkwijze van de uitvinding gebruik gemaakt van een polyurethaandispersie waarin minder dan 0,01 gew.% van een oppervlakte aktieve stof voorkomt.
10 Hierdoor wordt bereikt, dat het drogen nog sneller kan verlopen en dat tijdens het drogen geen blazen ontstaan tussen het dragermateriaal en de gevormde prepreg.
De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de voorbeelden zonder zich hiertoe te 15 beperken.
Het 'trauma' effect wordt bepaald en gekarakteriseerd met de uitstulping van het voorwerp achter de plaats van de inslag van een projectiel. Het trauma is gemeten volgens norm EN ISO 14876-3. De 20 gebruikte plastiline is Caran D'ache type " Modella
Essai, CDA 259.001". In de norm wordt voorgeschreven de plastiline te verwarmen tot een temperatuur waarbij een kogel met een diameter van 63.5 mm en een gewicht van 1043 gram een indeukdiepte geeft van 20 ± 2 mm bij een 25 valhoogte van 200 cm. In de hierna beschreven vergelijkende testen is de plastiline gebruikt bij een constante temperatuur van 20 + 2 °c. Bij deze temperatuur is de indeuking van de genoemde kogel bij een val van een hoogte van 200 cm, 17-19 mm.
30 »1010568 - 9 -
Voorbeelden
Voorbeeld-I
Een netwerk van 52 g/m2 unidirectioneel 5 georiënteerd garen Dyneema SK76 met een modulus van 1180 cN/dTex, een sterkte van 36 cN/dTex en een titer van 1760 dTex is geïmpregneerd met een waterige dispersie van polyurethaan "Witcoflex 130 Matt" (Baxenden Chemicals, 100% Tensile modulus = 5 MPa). De 10 waterige dispersie bevat 28% vaste stof. Het geïmpregneerde vlies is gedroogd op een droogbrug van 2 meter lengte en een temperatuur van 100-103°C bij een transport snelheid van 6 m/min. Bij hogere transportsnelheden stijgt het rest vluchtig gehalte 15 boven 1%. De zo verkregen prepreg heeft een oppervlaktegewicht van 70 gr/m2 en bevat 25.7% matrix. Door 0/90/0/90° stapeling van 4 lagen geïmpregneerde prepreg wordt met een kalander een laminaat vervaardigd van 280 g/m2. Een aantal van de zo verkregen laminaten 20 is 30 minuten geperst bij 10 bar en 128°C tot een composiet paneel. De geperste panelen zijn ontvormd bij 100°C en ballistisch getest tegen verschillende dreigingen. De resultaten van deze testen staan vermeld in Tabel la.
25 label la:
Ballistische evaluatie UD laminaat op basis van Witcoflex 130 PUR matrix.
p 1 ij 1 0 5 6 3 - 10 -
Dreiging aantal oppervlakte T"V5Ö Energie lamina- gewicht [kg/m2] [m/s absorptie ten ] [j/kg/m2] 17 grain 25 TTo 617 29.8
FSP
9 mm ÏÖ 2.8 ' 388 216 parabellum .357 GECO 18 572 “ 474 222 7.62x51 NB 75 2ÏT2 833 Ï55
Vervolgens werden 10 laags geperste composieten op 5 basis van UD met Witcoflex 130 Matt (25.7% matrix) beschoten met 5 kogels 9 mm parabellum met een snelheid van ±340 m/s evenals met 5 kogels 7.62 Nato Ball met een snelheid van + 800 m/s op een plastiline backing (Caran d'Ache). De snelheid van de kogels.en het 10 veroorzaakte trauma is gemeten en het gemiddelde is weergegeven in Tabel lb.
Vergelijkend Experiment 1
Op identieke wijze als onder voorbeeld I 15 werden 10 laags geperste panelen op basis van UD met Polyurethaan Dispercoll U42 (24.8% matrix) vervaardigd en op identieke wijze als boven beschreven beschoten.
De resulteten hiervan staan vermeld in Tabel lb. Dispercoll U42 is een semi-crystallijne matrix.
20
p1 0 1 0 5 δ S
- 11 - label lb:
Trauma van UD-Witcomatt 130 versus UD-Dispercoll U42 metingen
Dreiging Matrix aantal oppervlakte V Trauma lagen gewicht [m/s] [mm] [kg/m2] 9 mm Witcomatt ~ÏÖ 2.8 341 22 parabellum 130 9 mm Dispercol 10 2.8 339 27 parabellum 1 U42 7.62 nato Witcomatt 75 2ÏT2 794 28 ball 130 7.62 nato Dispercol ~75 21.1 796 34 ball 1 U42 5 Hieruit blijkt, dat een polyurethaanmatrix op basis van een bij kamertemperatuur amorf polyurethaan een geringer trauma oplevert, dan een polyurethaan op basis van een semi-crystallijn polyurethaan.
10 Voorbeeld II
De impregnatie van het netwerk is uitgevoerd volgens voorbeeld I met het verschil dat als waterige polyurethaan dispersie witcobond 736 is gebruikt (Baxenden Chemicals, 100 % modulus = 8 MPa).
15 Witcobond 736 heeft een vaste stof gehalte van 40%. De transportsnelheid van het geïmpregneerde web over de drooglijn is 15 m/min, waarbij het rest vluchtig gehalte in de verkregen prepreg lager dan 1% is. De prepreg heeft een oppervlaktegewicht van 68 g/m3 en 20 bevat 22.4% matrix. Door 0/90/0/90° stapeling van 4 φ\ 010568 - 12 - lagen prepreg wordt met behulp van een kalander een laminaat vervaardigd van 272 g/m2. 10 lagen van het verkregen laminaat werden 30 minuten bij 10 bar en 128°C geperst tot een composiet paneel. De panelen 5 werden bij 100°C ontvormd. De geperste panelen zijn ballistisch getest tegen verschillende dreigingen.
De resultaten staan vermeld in Tabel 2.
labs L. 2 · 10 Ballistische evaluatie UD laminaat o.b.v. Witcobond 736 PUR matrix.
Dreiging aantal oppervlakte V50 Energie lagen gewicht [kg/m2} [m/s] absorptie [J/kg/m2] 9 mm ÏÖ 2/7 396 234 parabellum .357 GECÖ 18 572 465 225
Bij een gemiddelde snelheid van 340 m/s geven 9 mm 15 parabellum kogels een trauma van 21 mm.
Voorbeeld III
De impregnatie van het netwerk is uitgevoerd volgens voorbeeld I met het verschil dat als 20 polyurethaandispersie Witcobond 246-41 (Baxenden
Chemicals, 100% Tensile modulus = 6 MPa) is gebruikt. Witcobond 246-41 heeft een vastestof gehalte van 40%.
De transportsnelheid van het geïmpregneerde netwerk over de droogbrug is 15 m/min, waarbij het rest 25 vluchtig gehalte in de prepreg lager dan 1% is. De p ] Ö 10 5 6 8 - 13 - verkregen prepreg heeft een oppervlakte gewicht van 65 g/m2 en bevat derhalve 20% matrix. Door 0/90/0/90° stapeling van 4 lagen prepreg wordt met behulp van een kalander een laminaat vervaardigd van 260 g/m2. Het 5 verkregen laminaat is door 30 minuten geperst bij 10 bar en bij 128°C tot een composiet paneel. De panelen werden bij 100°C ontvormd. De geperste panelen zijn ballistisch getest tegen 9 mm parabellum kogels. De resultaten staan vermeld in Tabel 3.
10
Tabel 3:
Ballistische evaluatie UD laminaat o.b.v. Witcobond 246-41 PUR matrix.
Dreiging aantal oppervlakte V5Ö Energie lagen gewicht [kg/m2} [m/s] absorptie [J/kg/m2] 9 mm ÏÖ 2.7 419 269 parabellum 15
Bij een gemiddelde snelheid van 337 m/s geven 9 mm parabellum kogels een trauma van 22 mm.
Voorbeeld IV
20 18 lagen laminaat van voorbeeld II werden geperst tot een composiet paneel volgens voorbeeld II, met het verschil dat het paneel 10 minuten geperst is bij 128°C, en de matrijs bij deze temperatuur geopend is. De ballistische performance tegen .357 GECO is 25 bepaald. De performance is hetzelfde als die van een voor ontvormen tot 100eC gekoeld paneel. Het warm wn 0 1 0568 - 14 - ontmallen van de geperste panelen op basis van UD\Witcobond 736 geeft geen delaminatie en een vergelijkbare stijfheid en ballistische performance ten opzicht van panelen die gekoeld zijn tot 100°C alvorens 5 te lossen.
De ballistische performance van deze platen staat vermeld in Tabel 4.
Tabel 4: 10 Warm ontmallen UD laminaat op basis van Witcoflex 736 PUR matrix.
Dreiging aantal oppervlakte V50 Energie lagen gewicht [kg/mJ} [m/s] absorptie [J/kg/mJ] .357 GECO 18 ΓΓ2 462 224
Het UD laminaat van voorbeeld II is gebruikt voor het persen van helmen. Voor het dieptrekken van de helm zijn 22 vierkanten van 45 x 45 cm UD laminaat gebruikt, in de kruin van de helm zijn b 20 rondjes (diameter 30 cm) UD laminaat toegevoegd. De helmen zijn gedurende 20 minuten geperst bij 128°C en een druk van 225 ton, waarna de matrijs geopend is. Het gewicht van de helm bedraagt 907 gram. De helm vertoonde geen delaminaties. De ballistische 25 performance van de helm is getest tegen 17 grain FSP volgens Stanag 2920. De V50 is 677 m/s.
p1010568 - 15 -
Voorbeeld VI
Voorbeeld V is nagewerkt met het verschil dat voor de afwerking van de helm 1 laag glas\vinylester aan de binnen- en buitenkant van de 5 helm is toegevoegd. Het gebruikte glas\vinylester heeft een oppervlakte gewicht van 270 g/m2 en heeft een vinylester gehalte van 50%. De helm van voorbeeld VI heeft een gladder oppervlak en hogere stijfheid dan de helm van voorbeeld V en is bovendien beter aanverfbaar. 10 De hechting tussen het UD laminaat en glas\vinylester weefsel is goed; er waren geen delaminaties zichtbaar. Verrassenderwijs heeft het glasvinylester composiet geen negatief effect op de V50 tegen 17 grain FSP.
15 Voorbeeld VII
Voorbeeld VI is nagewerkt met het verschil dat in plaats van glas\vinylester, aramide weefsel\vinylester is gebruikt. Het gebruikte aramide weefsel\vinylester heeft een oppervlakte gewicht van 20 285 g/m2 en heeft een vinylester gehalte van 20%. De helm van voorbeeld VII heeft een gladder oppervlak en hogere stijfheid dan de helm van voorbeeld V en is bovendien goed aanverfbaar. De helm van voorbeeld VII heeft een lagere stijfheid dan de helm van voorbeeld VI 25 en de lakhechting is minder dan de helm van voorbeeld VI. Toevoeging van het gebruikte aramide\vinylester weefsel heeft nauwelijks een positieve invloed op de V50 tegen 17 grain FSP.
p 1 0 1 0 5 6 8

Claims (12)

1. Composiet bevattende een netwerk van parallelle 5 sterke vezels, met een sterkte van ten minste 6 dN/tex en een modulus van ten minste 130 dN/tex en een breukenergie van ten minste 8 J/g in een thermoplastische polyurethaan matrix, met het kenmerk, dat de matrix een bij kamertemperatuur 10 amorf polyurethaan bevat.
2. Composiet volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de modulus van het polyurethaan ten minste 5 MPa bedraagt.
3. Composiet volgens conclusie 1 of 2, met het 15 kenmerk, dat de modulus van het polyurethaan ten minste 8 MPa bedraagt.
4. Composiet volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het composiet minder dan 0,1 gew.% van een oppervlakte aktieve stof bevat.
5. Prepreg bevattende ten minste twee lagen van een netwerk van sterke vezels in een thermoplastische polyurethaan matrix, met vezels en matrix als beschreven in een der conclusies 1-4.
6. Helm bevattende een eerste composiet volgens een 25 der conclusies 1-4.
7. Helm volgens conclusie 6, waarbij de helm aan de buitenzijde is voorzien van een tweede composiet bevattende glasvezels in een thermohardende matrix.
8. Helm volgens conclusie 7, waarbij de thermo hardende matrix een vinylester is.
9. Werkwijze voor het bereiden van een prepreg volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat sterke vezels worden benat met een waterige polyurethaan 35 dispersie en het polyurethaan bij füK 0 1 0 5 6 8 - 17 - kamertemperatuur amorf is.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de modulus van het polyurethaan ten minste 5 MPa bedraagt.
11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat het composiet minder dan 0,1 gew.% van een oppervlakte aktieve stof bevat.
12. Toepassing van de prepreg volgens conclusie 5 voor het vervaardigen van een helm. 10 *»1 0 10558
NL1010568A 1998-11-16 1998-11-16 Polyurethaan composiet. NL1010568C1 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1010568A NL1010568C1 (nl) 1998-11-16 1998-11-16 Polyurethaan composiet.
PCT/NL1999/000098 WO2000029468A1 (en) 1998-11-16 1999-02-24 Polyurethane composite
AU27488/99A AU2748899A (en) 1998-11-16 1999-02-24 Polyurethane composite

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1010568A NL1010568C1 (nl) 1998-11-16 1998-11-16 Polyurethaan composiet.
NL1010568 1998-11-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1010568C1 true NL1010568C1 (nl) 2000-05-17

Family

ID=19768151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1010568A NL1010568C1 (nl) 1998-11-16 1998-11-16 Polyurethaan composiet.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2748899A (nl)
NL (1) NL1010568C1 (nl)
WO (1) WO2000029468A1 (nl)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1021805C2 (nl) 2002-11-01 2004-05-06 Dsm Nv Werkwijze voor de vervaardiging van een antiballistisch vormdeel.
US7527854B2 (en) 2003-10-31 2009-05-05 Dsm Ip Assets B.V. Process for the manufacture of a ballistic-resistant moulded article
US7687412B2 (en) * 2005-08-26 2010-03-30 Honeywell International Inc. Flexible ballistic composites resistant to liquid pick-up method for manufacture and articles made therefrom
US8673198B2 (en) 2006-02-18 2014-03-18 Honeywell International Inc Method of making improved ballistic products
CN201066259Y (zh) * 2006-12-22 2008-05-28 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 防弹板和防弹背心
EP2095057B1 (en) * 2006-12-22 2017-04-12 DSM IP Assets B.V. Curved ballistic resistant moulded article
US9631898B2 (en) 2007-02-15 2017-04-25 Honeywell International Inc. Protective helmets
US8969221B2 (en) * 2007-03-19 2015-03-03 Honeywell International Inc Inhibition of water penetration into ballistic materials
US8256019B2 (en) 2007-08-01 2012-09-04 Honeywell International Inc. Composite ballistic fabric structures for hard armor applications
US9370904B2 (en) 2013-12-19 2016-06-21 Carbitex, LLC Flexible fiber-reinforced composite material
EP3083773B1 (en) * 2013-12-19 2023-11-29 Carbitex, LLC Method for making a flexible fiber-reinforced composite material
EP3002309B1 (en) * 2014-09-30 2017-01-11 Henkel AG & Co. KGaA Compositions comprising a fiber material and a thermoplastic binder

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173044A (ja) * 1988-12-26 1990-07-04 Toyobo Co Ltd 繊維強化プラスチックおよびその補強材
US5330820A (en) * 1989-07-13 1994-07-19 Alliedsignal Inc. Ballistic resistant composition article having improved matrix system
DE69133506T2 (de) * 1990-06-22 2006-10-26 Cochran, William H. Verbundwerkstoffe
EP0585793A1 (en) * 1992-09-01 1994-03-09 AlliedSignal Inc. Impact resistant helmet
DE69410375T2 (de) * 1993-09-17 1998-09-17 Allied Signal Inc Hochfester Verbundwerkstoff

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000029468A1 (en) 2000-05-25
AU2748899A (en) 2000-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5190802A (en) Ballistic resistant laminate
US9903689B2 (en) Multilayered material sheet and process for its preparation
US4820568A (en) Composite and article using short length fibers
US8592023B2 (en) Ballistic resistant sheet and ballistic resistant article
EP2174090B1 (en) Composite ballistic fabric structures for hard armor applications
KR20090094852A (ko) 내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품
US20120085224A1 (en) Stack of first and second layers, a panel and a ballistic resistant article comprising the stack or panel
NL1010568C1 (nl) Polyurethaan composiet.
EP1998954A1 (en) Ceramic faced ballistic panel construction
US8697192B2 (en) Low weight and high durability soft body armor composite using silicone-based topical treatments
US5690526A (en) High strength, ballistic resistant composites
US8871046B2 (en) Transparent antiballistic article and method for its preparation
US5132167A (en) Bonded laminate having high anti-piercing characteristics
KR20200088804A (ko) 폴리에틸렌 시트 및 이로부터 제조된 물품
KR101485309B1 (ko) 다층 재료 시트 및 이의 제조 방법
EP0768507B1 (en) Ballistic-resistant moulded article and manufacturing method therefore
US5604022A (en) Antitrauma packet
EP4100253B1 (en) Ballistic-resistant composite with maleic anhydride-grafted polypropylene
Laible et al. Laminates for ballistic protection

Legal Events

Date Code Title Description
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20030601