HIGH PERFORMANCE BALLISTIC COMPOSITES HAVING IMPROVED FLEXIBILITY AND METHOD OF MAKING THE SAME

• Main Authors: ARVIDSON, BRIAN D, STEENKAMER, DAVID A, BHATNAGAR, ASHOK, HURST, DAVID A, POWERS, DANELLE F
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 05.07.2016
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING; LAYERED PRODUCTS; LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT ORNON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM; PERFORMING OPERATIONS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDEDFOR; SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; TRANSPORTING; WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL

A composite material which has excellent ballistic performance and has improved flexibility. Surprisingly, it has been found that a combination of poly(alpha-olefin) fiber and matrix resin provides these desirable product features. The resin matrix is a block copolymer of a conjugated diene and a vinyl aromatic monomer, preferably a styrene-isoprene-styrene block copolymer, that is applied as an aqueous composition. The fiber has a tenacity of at least about 35 g/d and a tensile modulus of at least about 1200 g/d. The composite has a total density equal to or less than about 100 g/m2 and a stiffness of less than about 2.5 pounds (1.14 kg) for a two layer structure of the composite, and a total areal density equal to or less than about 190 g/m2 and a stiffness of less than about 3.0 pounds (1.36 kg) for a four layer structure of the composite. The Peel Strength for a two layer structure of less than about 1.0 pounds (0.45 kg) for a two layer structure of the composite, and less than about 0.7 pounds (0.32 kg) for a four layer structure of the composite. The process of this invention permits fabrication of these desirable products in a cost-effective manner. Body armor made from the composite has improved flexibility and excellent ballistic characteristics. L'invention concerne un matériau composite présentant une excellente performance ballistique et une flexibilité améliorée. Contre toute attente, on a découvert qu'une combinaison de fibre de poly(alfa-oléfine) et de résine d'enrobage permet de produire ces caractéristiques de produit souhaitables. La résine d'enrobage est un copolymère séquencé d'un diène conjugué et d'un monomère aromatique vinyle, de préférence un copolymère séquencé styrène-isoprène-styrène qui est appliqué sous forme de composition aqueuse. La fibre présente une ténacité d'au moins 35g/d et un modulus de traction d'au moins environ 1200 g/d. Le composite présente une densité totale inférieure ou égale à environ 100 g/m2 et une raideur inférieure à environ 2.5 livres (1.14 kg) pour une structure à deux couches du composite, et une densité surfacique totale inférieure ou égale à environ 190 g/m2 et une épaisseur inférieure à environ 3.0 livres (1.36 kg) pour une structure à quatre couches du composite. La résistance au pelage pour une structure à deux couches est inférieure à 1.0 livre (0.45 kg) pour une structure à deux couches du composite et inférieure à environ 0.7 livres (0.32 kg) pour une structure à quatre couches du composite. Le procédé de l'invention permet de fabriquer ces produits souhaitables de manière rentable. Le vêtement pare-balles fabriqué à partir de ce composite possède des caractéristiques de flexibilité améliorées ainsi que d'excellentes caractéristiques ballistiques.