Защитный элемент одежды с противопроникающим действием

1 Настоящее изобретение относится к защитным элементам одежды с противопроникающим действием, включающим замкнутые кольца, соединнные вместе с образованием слоя внутри элемента одежды для предотвращения проникновения внутрь. Защитные структуры такого вида широко известны и аналогом может служить Европейская патентная заявка 119406, представляющая описание типичного защитного слоя, состоящего из колец. Такие структуры используются, например, в передниках мясников для предотвращения проникновения острых предметов сквозь одежду, т.к. сомкнутые соединнные вместе кольца предотвращают проникновение через такой покров предметов с длинными режущими кромками. Однако вышеописанная структура становится недостаточной, если необходимо противостоять колющим объектам. Остри колющего предмета может пройти сквозь кольцо и, в зависимости от конусности острия, глубина проникновения внутрь одного кольца может быть значительна и, кроме этого, может произойти разрыв самой структуры. Кольца при этом соединяют в защитные слои, перекрывающие друг друга, т.е. соединнные наподобие цепи с образованием пространственного защитного слоя. Одним из возможных решений этой проблемы может быть уменьшение диаметра колец, но, по крайней мере, две причины препятствуют этому: значительно возрастающие затраты на производство и соответствующее усложнение технологии, которое сводит на нет попытки приблизиться к достижению необходимого размера кольца. Кроме этого, толщина проволоки (чаще металлической), из которой изготавливают кольца, должна быть достаточной, чтобы обеспечивать необходимую прочность на разрыв образуемого слоя, но, с другой стороны, малый внутренний диаметр колец является препятствием для прохождения сквозь него, по крайней мере, нескольких аналогичных колец, соединяющих его с другими кольцами слоя. Отношение внутренний диаметр/толщина материала имеет некий предел. Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является устранение вышеописанных недостатков и представление защитного элемента одежды, эффективно предотвращающего проникновение острых колющих предметов сквозь такой элемент, таким образом, изобретение применимо для лиц, подверженных возможности быть атакованными с применением острых колющих предметов, например, для полицейских или тюремных охранников. Указанный технический результат достигают использованием защитного элемента одежды с противопроникающим действием, включающим замкнутые кольца, соединнные вместе с образованием слоя внутри элемента одежды с целью обеспечения защиты от проникновения, 000147 2 при этом кольца нанизаны на растягивающиеся заполняющие элементы ограниченной гибкости для предотвращения проникновения колющих предметов сквозь кольца. Заполняющие элементы протягивают параллельно друг другу сквозь параллельные ряды колец. Ряды колец составлены из последовательных колец, плоскости которых параллельны друг другу и из которых каждые два последовательных кольца соединены друг с другом посредством кольца из смежного ряда колец, проходящего через два упомянутых кольца, при этом плоскость связующего кольца находится под углом к плоскости соединяемой пары колец. Заполняющие элементы пронизывают защитный слой сверху вниз относительно эксплуатационного положения последнего. Кольца соединены с периферийными окончаниями заполняющих элементов для предотвращения разрушения полученного слоя. По крайней мере,внешний слой заполняющих элементов выполнен из металла или металлизирован. Сердечник заполняющих элементов выполнен из более лгкого материала, чем их внешний слой. Поперечное сечение заполняющего элемента в плоскости слоя превышает соответствующий размер в перпендикулярном к нему направлении. Внешняя сторона защитного слоя имеет дополнительный слой, изготовленный из пуленепробиваемой ткани. Кроме этого защитный слой может быть выполнен в виде защитного жилета. Таким образом, каждый заполняющий элемент сокращает зазоры внутри окружающих колец в направлении возможного нанесения удара, но при этом остатся небольшое пространство между кольцами и пронизывающим их заполняющим элементом, которое заклинивает остри, не давая ему входить внутрь. Заполняющие элементы обладают достаточной прочностью на разрыв и ограниченной гибкостью с тем, чтобы их жсткость препятствовала продавливанию воздействующего колющего предмета внутрь кольца и чтобы они не гнулись под его воздействием. В качестве материала для заполняющих элементов преимущественно используют металлы или сплавы на их основе так, что, по крайней мере, внешний их слой выполнен из металла,например металлической проволоки, скрученной вокруг более легкого стержня, выполненного из другого материала. Далее изобретение будет более полно раскрыто со ссылками на прилагаемые чертежи. На фиг.1 изображен вид спереди конструкции и крепления защитного слоя заявляемого защитного элемента одежды; на фиг.2 показано объмное изображение заполняющих элементов, используемых в изобретении; на фиг.3 верхняя часть вертикального поперечного сечения заявляемого защитного элемента одежды. 3 На фиг.1 показан защитный слой 1 в направлении, поперечном возможному нанесению удара. Основой структуры защитного слоя являются кольца 2, соединнные вместе путм взаимопроникающего переплетения наподобие цепного зацепления. Кольца, соединяясь друг с другом таким образом, образуют плоскую структуру, как и показано на виде спереди. Слой гарантирован от спутывания, т.к. образующие его кольца имеют замкнутую структуру и имеют постоянное зацепление друг с другом. Сетеобразная структура, образованная из колец такого типа, хорошо известна из уровня техники и образована сваркой небольших отрезков стальной проволоки, продетой кольцами сквозь друг друга. Безусловно, технология изготовления и необходимое для этого оборудование также хорошо известны. На практике плоскость сетеобразной структуры образована параллельными рядами колец 1 а. В каждом ряду кольца поврнуты под некоторым острым углом по отношению к образующей плоскости, а кольца смежного с ним ряда поврнуты на тот же угол по отношению к плоскости слоя 1, только в противоположном направлении, каждый из двух смежных рядов колец 1 а соединены таким образом, что каждые два последовательных кольца 2 одного ряда пронизаны общим кольцом 2 смежного ряда 1 а и при этом поврнуты по отношению к плоскости слоя 1 под равными острыми углами противоположной направленности. Таким образом,слой образован смежными рядами 1 а, в которых кольца каждого ряда 2 в основном параллельны друг другу. Кольца могут быть изготовлены из любого материала, соединяемого сваркой, такого как сталь или титан. Ряды колец 1 а образуют каналы вдоль образующей плоскости слоя 1. Растягивающиеся заполняющие элементы 3 протягивают сквозь эти каналы. Каждый из заполняющих элементов 3 протягивают таким образом через последовательность колец 2 каждого ряда 1 а, заполняя при этом имеющееся свободное пространство внутри колец. Элементы 3 обладают ограниченной гибкостью, предоставляя лишь необходимую для использования элемента одежды степень гибкости в продольном направлении. В плоскости, перпендикулярной продольному расположению заполняющих элементов, защитный слой 1 имеет большую гибкость, т.к. смежные ряды колец 1 а имеют шарнирное зацепление, не сдерживаемое заполняющими их продольными элементами. Следовательно, предпочтительна вертикальная ориентация заполняющих элементов 3 элемента одежды, с тем чтобы элемент одежды плотно облегал вертикальные составляющие тела, такие как грудь,живот и спина. Верхние и нижние окончания кольцевых рядов могут быть соединены с торцевыми окончаниями заполняющих элементов 3, как, например, показано на фиг.1, посредст 000147 4 вом проушины 6, прикреплнной к верхнему концу элемента 3 и соединнной фиксирующей петлй 7 с крайним кольцом 2 из ряда 1 а. В этом случае растягивающие заполняющие элементы 3 одновременно поддерживают слой в вертикальном положении и препятствуют его опаданию. Представляется достаточным осуществлять предлагаемый крепж лишь в некоторых рядах с некоторым интервалом между ними. Соответственно, нижние окончания растягивающих элементов могут быть оснащены аналогичными средствами крепления, препятствующими скатыванию слоя к середине в противоположном направлении, т.е. снизу вверх, например, в случае временного хранения элемента одежды в подвешенном состоянии за верхний край. Кроме этого, на фиг.1 показан возможный способ крепления слоя 1 к подкладке, описываемой ниже, путм сшивания нитью 8, стежки которой проходят через определнные интервалы сквозь кольца 2, ограничивающие ряды колец 1 а с двух сторон, а также в продольном направлении. На фиг.2 структура заполняющего элемента показана более подробно. Поперечный размер заполняющих элементов 3 имеет достаточную величину для заполнения внутренней полости колец 2. Разность средних радиусов кольца и заполняющего элемента не должна превышать 3 мм, преимущественно 2,5 мм, а лучше 2 мм. Таким образом, данные предельные значения зазоров представляют собой свободные пространства вокруг заполняющего кольца растягивающего элемента в предположении, что последний проходит соосно заполняемым кольцам. Как с очевидностью следует из чертежа на фиг.1, упомянутые зазоры частично заполнены материалом смежных, проходящих через них колец. С целью получения достаточной прочности элемента 3 и необходимой его толщины без превышения допустимого предела по весу,представляется преимущественным его изготовление в комбинированном виде, состоящем из лгкого сердечника 3 а, охватываемого металлической оболочкой 3b, выдерживающей значительные ударные нагрузки. Сердечник может состоять, например, из синтетического полимерного волокна, натурального волокна, а также волокна керамического и металлического происхождения, имеющего меньший удельный вес,чем материал охватывающей его оболочки. Заполняющий элемент может состоять из усиленных сдвоенных многожильных металлических волокон, а также аналогичных волокон, скрученных вокруг сердечника с образованием внешнего слоя 3b с получением достаточно легкого металлизированного шнура, но при этом прочного и жсткого. В качестве металла могут быть использованы сталь, титан или алюминий, 5 включая разного рода сплавы и комбинации волокон различного происхождения. Кроме этого, волокно заполняющего элемента может состоять из металлического сердечника и пластикового покрытия или их комбинаций, а также комбинированного волокна покрытого пластиком путм напыления. Также возможен вариант, при котором металлический сердечник окружн натуральным волокном. Очевидно, что заполняющие элементы могут быть выполнены полностью из однородного волокна и для целей обеспечения жсткости представляются наиболее преимущественными волокна из металла, например стали, титана,алюминия или сплавов. Такие волокна имеют разного рода усиление, их сдваивают, делают многожильными или скручивают в виде нити. В верхней части фиг.2 показан заполняющий элемент 3, имеющий преимущественное поперечное сечение. Поперечное сечение заполняющего элемента в плоскости слоя 1 превышает поперечное сечение, перпендикулярное указанной плоскости. Элемент такой формы,имеющий расширение поперечного сечения в направлении плоскости слоя 1, хорошо заполняет внутренние полости колец, также имеющие форму овала в проекции на плоскость слоя."Плоская" конструкция такого рода может быть получена, например, плетением. Независимо от структуры или формы заполняющих элементов 3, они должны обладать достаточной жсткостью, чтобы сохранять сво положение, блокируя проникновение заострнных предметов. Можно предположить, что модуль эластичности имеет хорошую корреляцию с указанными свойствами жсткости и можно рекомендовать изготавливать заполняющие элементы с модулем эластичности, имеющим значение не меньше 40 кН/мм 2. На фиг.3 показан пример выполнения заявляемого защитного элемента одежды в вертикальном поперечном сечении или, другими словами, параллельно расположению заполняющих элементов 3. Показан защитный слой элемента одежды 1, покрытый с наружной стороны слоем 4, выполненным из пуленепробиваемой ткани. Преимущественно для этой цели используют тканое полотно, т.к. при воздействии острым колющим предметом на слой 4 волокна ткани отделяются от полотна и, сопровождая колющий предмет, ещ в большей степени заполняют зазор между внутренней полостью кольца 2 и заполняющим элементом 3 защитного слоя 1. Слой 4 может быть изготовлен из любого пуленепробиваемого материала, позволяющего поглощать энергию летящего предмета, например из арамидных волокон, волокон типа ВЕКТРАН(высокомолекулярного полиэтилена). С внутренней стороны защитного слоя 1, т.е. со стороны тела, находится сравнительно толстый по 000147 6 ристый изоляционный слой 5, который может быть выполнен, к примеру, из вспененного пластика. Этот слой предназначен как для увеличения расстояния между фронтальной поверхностью защитного слоя 1, принимающего удар, и телом защищаемого, так и для повышения комфортности последнего. Изоляционный слой 5 может одновременно служить подкладкой, на которую закрепляют защитный слой 1 любым из способов, из которых один был приведн выше в виде прошивки защитного слоя с подкладкой специальной нитью. Защитный элемент одежды, оснащнный пуленепробиваемой тканью и слоем 1, защищающим от ударов, работает одинаково хорошо как против "быстрых" воздействий (пуль), так и против "медленных" воздействий (холодного оружия). Пуленепробиваемая ткань может быть помещена также и с внутренней стороны защитного слоя 1, повышая этим гарантию защиты. В совокупной толщине защитного элемента одежды защитный слой 1 располагают практически ближе к внешней плоскости на некотором расстоянии от среднего фронтального сечения или, другими словами,его выдвигают навстречу потенциальному воздействию. Толстый изоляционный слой 5 на внутренней стороне обладает способностью к упругому сжатию, поглощая этим энергию удара. Защитный элемент одежды покрывают снаружи его защитных слоев чехлом 9, предохраняющим от изнашивания слои 4 и 5. Заявляемый элемент одежды может быть, к примеру, выполнен в виде жилета 10, способного защитить тело в области груди или с обеих сторон груди и спины и имеющего известную конструкцию. Однако, возможно применение заявляемого технического решения и для таких форм одежды как куртка, пальто и др. Не исключается и возможность использовать элемент одежды только в наиболее важных частях тела. В одном из практических реализаций защитный слой был изготовлен из кольцевой металлической сети с толщиной стальной проволоки 0,8 мм. Отрезки проволоки были сварены концами друг к другу с образованием колец с внутренним диаметром 5,5 мм. Сквозь ряды колец были пропущены шнуры из стальной проволоки толщиной 2 мм с сердечником из хлопковой нити. Испытания, проведнные в соответствии с Европейским стандартом EN 412:1993 (толщина колющей иглы - 3 мм, вес падающего тела с острым лезвием - 1035 г), показали, что слой эффективно предотвращал проникновение заострнных колющих объектов на глубину, опасную для пользователя. При использовании арамидного волокна в пуленепробиваемом слое была достигнута защита от проникновения 9 мм пистолетной пули в никелевой оболочке с расстояния выстрела в 4 м. Заявляемое изобретение не ограничивается только конструкциями, представленными на прилагаемых чертежах, но может быть также 7 модифицировано в объме общего изобретательского замысла. Заполняющие элементы 3 могут быть также использованы в связи с заполнением внутренних полостей кольцевых структур других конструкций, обеспечивая достижение заявляемого технического результата. Изобретение также не ограничивается материалами, описанными выше, и может быть осуществлено с применением любых других как известных, но не упомянутых, так и не известных в настоящий момент, но выполняющих ключевые защитные функции, описанные выше. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Защитный элемент одежды с противопроникающим действием, включающий замкнутые кольца, соединнные вместе с образованием слоя внутри элемента одежды с целью обеспечения защиты от проникновения, отличающийся тем, что кольца нанизаны на растягивающиеся заполняющие элементы ограниченной гибкости для предотвращения проникновения колющих предметов сквозь кольца. 2. Защитный элемент одежды по п.1, отличающийся тем, что заполняющие элементы протянуты параллельно друг другу сквозь параллельные ряды колец. 3. Защитный элемент одежды по п.2, отличающийся тем, что ряды колец составлены из последовательных колец, плоскости которых параллельны друг другу и из которых каждые два последовательных кольца соединены друг с другом посредством кольца из смежного ряда колец, проходящего через два упомянутых 8 кольца, при этом плоскость связующего кольца находится под углом к плоскости соединяемой пары колец. 4. Защитный элемент одежды по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что заполняющие элементы пронизывают его сверху вниз относительно эксплуатационного положения последнего. 5. Защитный элемент одежды по п.4, отличающийся тем, что кольца соединены с периферийными окончаниями заполняющих элементов для предотвращения разрушения полученного слоя. 6. Защитный элемент одежды по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что, по крайней мере, внешний слой заполняющих элементов выполнен из металла или металлизирован. 7. Защитный элемент одежды по п.6, отличающийся тем, что сердечник заполняющих элементов выполнен из более лгкого материала, чем их внешний слой. 8. Защитный элемент одежды по любому из пп. от 1 до 7, отличающийся тем, что поперечное сечение заполняющего элемента в плоскости слоя превышает соответствующий размер в перпендикулярном к нему направлении. 9. Защитный элемент одежды по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что внешняя сторона защитного слоя имеет дополнительный слой, изготовленный из пуленепробиваемой ткани. 10. Защитный элемент одежды по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выполнен в виде защитного жилета.