[发明专利]防弹制品、用于制造防弹制品的壳体的半成品和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防弹制品如头盔，包括双曲面壳体，所述双曲面壳体又包括由定向的防弹材料的层形成的叠层，防弹材料的层均包括一个或多个层片(ply)并具有多个切口，切口的端部限定一中央多边形和从多边形延伸的叶片，其中，所述叠层包括通常绕一轴线——该轴线穿过所述多边形的中心延伸——旋转的旋转地错开的层。本发明还涉及一种用于制造防弹制品的壳体的半成品和制造用于防弹制品的壳体的方法。

背景技术

通常，双曲面防弹制品如头盔是利用图案塑模技术或拉伸/热成形技术制造的。两种工艺都获得一由层叠的层形成的壳体，其包括嵌埋在聚合物基体中(～15-25％w/w)的防弹纤维。随后，叠层通过压力成型被固结，并且聚合物基体例如固化的热固性塑料(例如酚醛树脂)或热塑性塑料熔融成一体的整体。由于基体熔融、高基体含量以及小的纤维及层片尺寸，诸如折叠、重叠和间隙(后者由图案切口导致以有利于足够的悬垂性)的不规则/缺陷被消除。US 2011/0159233中描述的拉伸成形与图案塑模相比减小了不规则的形成，但只能利用可在远低于熔点的温度下充分地拉伸的加强元件实现。利用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维成功地应用了两种技术。

近来利用例如UHMWPE的高强度和高模量条带的发展导致了具有超常防弹性能的单向层片(也称为“UD”)、横交层片(也称为“X-层片”)和条带织物，其中，所述超常防弹性能由于固结叠层所需的低基体(胶水)含量(<8％w/w)导致。然而，一旦垂覆在双曲面物体中或其周围，尤其是UD、横交层片和织物层上的UHMWPE条带的几何地诱发的硬度就引起层片和条带发生失控的起皱。在模塑期间，尺寸通常大于纤维尺寸的加强元件在较大的长度范围内受到约束。因此，也可在拉伸成形中产生的不规则在模塑时得以保留并最终引起较差的、无法控制地不均匀的防弹性能。此外，大部分条带的分子结构妨碍在远低于熔点的温度下的拉伸成形。

EP 585 793涉及一种防击穿制品，例如头盔，其包括多个预浸渍的套件，每个预浸渍的套件都包括至少两个预浸渍的层，其中所述层由位于聚合物基体中的纤维网组成，其中所述预浸渍的层已在足以使相邻层的相邻表面结合的温度和压力下预压成预浸渍的套件。

WO 03/074962涉及一种制造头盔的方法，该方法包括以下步骤：从树脂浸渍织物的板切割出多个大致矩形、优选正方形的坯料；在各坯料中形成弯曲切口(在WO 03/074962的图中由标号1表示)以由其形成冠状部(5)和叶片部(3)；将所述板的叠层布置在头盔预成型件中，以使得任何坯料的叶片部与同一坯料的相邻叶片部部分地重叠；以及由预成型件模制头盔。

US 3,582,990涉及一种用于防护头盔的防弹罩，其中由较轻织物的形成一封套，该封套被切割和缝制成头盔形状、接纳由多个防弹织造织物的叠层形成的组件，所述多个防弹织造织物被分别地切割并缝制成头盔的形状、并在它们的接缝不成直线的情况下围绕其周边钉在一起以形成组件。

WO 2009/047795涉及一种包括多个头盔预成型件的无螺栓头盔。多个预成型件之中的至少一个外部预成型件包括多个槽。

US 2011/0023202涉及一种制造复合叠层的方法，该方法包括下述步骤：从预浸渍板料中切割出多个层片形状，以及堆叠预浸渍层片形状以形成由2至8个切割层片组成的子组件。子组件还包括至少2个不同的层片形状。

GB 2 196 833涉及一种制造防弹头盔的方法，其中组成主体的各层片由从防弹布切割出的六边形坯料形成、并设置有从其顶点朝中心延伸的狭缝以形成一中央区域和从中央区域延伸的部段。

US 5,112,667涉及一种耐冲击头盔，该头盔包括耐冲击复合壳体。该复合壳体包括多个预浸渍的套件。每个预浸渍的套件都包括至少约2个、且优选为5至20个预浸渍的层。存在2至50个、且优选为5至20个预浸渍的套件。每个预浸渍的层都包括嵌埋在聚合物基体中的多个单向共面纤维。预浸渍套件中的相邻层的纤维彼此成45°至90°角、最优选地约90°角。预浸渍套件最初是平坦的，并被切割成使预浸渍套件能够形成壳体形状的图案。该图案被切割成使得：在成形为壳体形状时，预浸渍套件基本上不具有皱褶。预浸渍套件具有形成在壳体中的切口或边缘。边缘充分靠拢，以在所述套件形成为三维壳体的形状时形成接缝。形成在壳体中的相邻的套件具有形成于图案上不同位置处的子午线切口，以避免相邻图案的接缝的重叠。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的防弹制品。