ЗАЩИТНАЯ ТКАНЬ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
PROTECTIVE CLOTH AND METHOD OF ITS MANUFACTURING

Изобретение относится к текстильной промышленности и касается защитных материалов, используемых для создания (усиления) защитных композиций в области производства средств индивидуальной бронезащиты, защитной одежды, бронетехники и взрывозащитных структур, обеспечивающих защиту жизненно важных органов от воздействия взрывчатых устройств, огнестрельного и холодного оружия. Более конкретно, заявленное изобретение относится к изготовлению баллистических бронепанелей в составе защитных композиций.
Из уровня техники известны следующие решения.
Например, в заявке RU 2003134962 описывается «Квазиоднонаправленная ткань для баллистического применения», характеризующаяся наличием однонаправленных баллистически стойких нитей пряжи, расположенных, по меньшей мере, в двух слоях, причем указанные слои расположены под углом 90°±5° по отношению друг к другу, указанные баллистически стойкие нити пряжи стабилизированы переплетениями второй ткани, причем указанная вторая ткань сформирована из нитей, имеющих значительно меньшую прочность на разрыв и коэффициент растяжимости, чем баллистически стойкая пряжа.
В заявке RU 2002126951 описывается «Способ получения нитей из смешанных волокон», который предназначается для получения тканей с высокими прочностными характеристиками, содержащих стержневую химическую (полиэфирную, полиамидную, арамидную и т.д.) нить, обкрученную мычкой из хлопкового, смеси хлопкового и химических волокон на кольцевых прядильных машинах, отличающийся тем, что химические нити, до встраивания их в мычку, получают натяжение за счет натяжных устройств.
В заявке RU 94010449 описывается «Баллистически стойкая ткань и пулезащитный тканый пакет на ее основе», причем в такую баллистическую стойкую ткань на основе высокомодульных арамидных волокон одинаковой линейной плотности по основе и утку дополнительно вводят армирующие нити, также из высокомодульных арамидных волокон, но с более высокой линейной плотностью, превышающей базовые волокна в 2-4 раза с шагом, равным 5-50 мм. Армирующие нити могут быть введены как в направлении утка и основы, так и в направлении только утка. Базовые нити из высокомодульного арамидного волокна могут чередоваться с полиолефиновыми или алифатическими полиамидными волокнами. На основе новой баллистически стойкой ткани предложен также пулезащитный тканый пакет, слои ткани которого развернуты один относительно другого на 0-90°.
Также известны решения из аналогичной области техники, описанные в зарубежных патентных документах, таких как: GB 2283902 A, US 4933231 A, US 5308589 А и US 5562264.
Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков является решение, описанное в RU 2175035, согласно которому предложена ткань для баллистической защиты из высокопрочных арамидных нитей равной линейной плотности по основе и утку с одинаковой продольной конфигурацией, равным количеством нитей на единицу ширины в обоих направлениях и коэффициентом крутки, не превышающим 4.
Она выполнена атласным или сатиновым, саржевым, вафельным переплетением одиночных нитей или атласным или сатиновым, саржевым, полотняным, вафельным переплетением из в 2-6 нитей по основе и утку.
Правильное атласное или сатиновое переплетение имеет раппорт от 5 до 10 с постоянным сдвигом от 2 до 7, а неправильное атласное или сатиновое переплетение имеет раппорт от 4 до 10 с переменным сдвигом от 1 до 8, саржевое переплетение имеет число основных перекрытий от 1 до 8 и число уточных перекрытий от 2 до 8, число нитей в раппорте вафельного переплетения составляет от 4 до 16.
Ткань для баллистической защиты выполнена из высокопрочных арамидных нитей равной линейной плотности по основе и утку с одинаковой продольной конфигурацией, равным количеством нитей на единицу ширины в обоих направлениях и коэффициентом крутки, не превышающим 4, атласным или сатиновым, саржевым, вафельным переплетением одиночных нитей или атласным или сатиновым, саржевым, полотняным, вафельным переплетением из в 2-6 нитей по основе и утку, при этом правильное атласное или сатиновое переплетение имеет раппорт от 5 до 10 с постоянным сдвигом от 2 до 7, а неправильное атласное или сатиновое переплетение имеет раппорт от 4 до 10 с переменным сдвигом от 1 до 8, саржевое переплетение имеет число основных перекрытий от 1 до 8 и число уточных перекрытий от 2 до 8, число нитей в раппорте вафельного переплетения составляет от 4 до 16.
Слои расположены так, что фронтальные и тыльные слои по отношению к средству поражения выполнены из тканей, имеющих по основе и утку усиленные в 2-6 раз нити, причем раппорт переплетения тканей и усиление нитей в них в направлении от фронтальных к тыльным слоям уменьшается и перед тыльными слоями и/или между ними и/или после них расположены разделительные прокладки.
Группа изобретений направлена на упрощение производства путем исключения использования связующих материалов.
Группа изобретений также направлена на улучшение баллистической стойкости.
Группа изобретений еще направлена на снижение веса тканого пакета и повышение воздухопроницаемости и гибкости.
Сущность изобретения
Защитная ткань содержит по основе арамидные нити, а по утку полиамидные комплексные нити капролактам.
На основании испытаний установлено, что величина соотношения удлинения основных и уточных нитей составляет 6,4:1.
Защитная ткань по утку выполнена из полиамидных комплексных нитей капролактам.
Способ изготовления защитной ткани содержит следующие этапы:
обрабатывают ткань, имеющую по основе арамидные нити 100 текс, а по утку полиамидные нити 15,6 текс, водоотталкивающим составом;
обрабатывают клеевым составом посредством нанесения клеевого состава;
получают мягкую композиционную структуру посредством многослойного наложения обработанной ткани с последующей фиксацией слоев путем прошивки арамидными нитями;
получают жесткую композиционную структуру посредством:
многослойного наложения обработанной ткани с последующей фиксацией слоев путем термического прессования при температуре 160-180°С,
многослойного наложения обработанной ткани с последующей фиксацией слоев путем прошивки арамидными нитями или
многослойного наложения обработанной ткани с разворотом каждого последующего слоя на 45-90° и последующей фиксацией слоев путем термического сплавления при температуре 215-240°С арамидных нитей с полиамидными.
Ткани технические выполнены на основе: из арамидных нитей Русар номинальных линейных плотностей 14,3 текс 100 кр/м, 29,4 текс 100 кр/м, 58.8 текс 50 кр/м, 100 текс 50 кр/м, других арамидных нитей различных номинальных линейных плотностей (нитей типа Тварон, HERACRON), по утку: из полиамидных комплексных нитей номинальных линейных плотностей) от 15,6 текс до 93,5 текс с различным количеством кручений на 1 метр полотняным или его производным, саржевым или его производным, атласным или его производным, многослойным переплетениями.
Величина соотношения удлинения уточных нитей к удлинению основных нитей составляет 6,4:1.
Вышеуказанные технические ткани проходят два этапа дополнительной обработки, благодаря чему достигается баллистическая стойкость бронепанелей, изготовленных с применением технологии обработки технических тканей, обладающих более высокими защитными свойствами по сравнению с арамидными тканями.
А также достигается возможность ее использования при изготовлении композитных защитных панелей. К этим двум дополнительным этапам дополнительной обработки относятся: на первом этапе технические ткани обрабатываются водоотталкивающим составом; а на втором этапе технические ткани подвергаются клеевой обработке, фиксирующей нити по основе.
Выполненные и обработанные технические ткани используются для создания баллистических бронепанелей путем их сшивания или термического прессования в многослойный пакет с разворотом каждого последующего слоя на 45-90°.
Термическое прессование не может быть выполнено, т.к. при температуре ниже 160°С клеевой состав не обеспечивает фиксацию слоев ткани, а при температуре выше 180°С полиамидные нити теряют форму.
Температура фиксации слоев выбрана с учетом того, что температура начала плавления полиамидных нитей 215°С, а при температуре свыше 240°С начинается разрушение полиамидных нитей.
Наложение каждого последующего слоя с разворотом в диапазоне 45-90°, как показали испытания, обеспечивает получение максимальной величины ударной вязкости на образцах с надрывом.