Print Friendly, PDF & Email

Twaron® von Teijin Aramid bietet stabile Schutzleistung für ballistische Westen bei hoher mechanischer Beanspruchung.

Soldaten und Einsatzkräfte von Behörden und Organisation mit Sicherheitsaufgaben (BOS) gehen bei ihren Missionen häufig ein hohes Risiko ein. Körperschutzlösungen sollen sie vor ernsthaften Verletzungen bewahren. Deshalb müssen die Einsatzkräfte zu jeder Zeit und unter allen Umständen auf die Leistungsfähigkeit von ballistischen Schutzwesten vertrauen können.

Seit mehr als 30 Jahren wird das Para-Aramid Twaron® von Teijin Aramid in militärischen und polizeilichen Schutzlösungen eingesetzt. Zur besseren Bewertung unterschiedlicher Grundmaterialien, die zur Erstellung von ballistischen Schutzwesten verwendet werden, führt Teijin Aramid im hauseigenen Schusskanal umfassende Untersuchungen und Testreihen durch.

Bewertung der Leistungsfähigkeit von Schutzmaterialien

Um die Leistungsfähigkeit von ballistischen Materialien und die Sicherheitsmarge ballistischer Lösungen zu beurteilen, stehen zwei wesentliche Kriterien im Vordergrund: V50 (die Geschwindigkeit, bei der die Durchschusswahrscheinlichkeit 50 Prozent beträgt) und V05 (die Geschwindigkeit, bei der die Durchschusswahrscheinlichkeit nur fünf Prozent beträgt). Zur Beschreibung der Sicherheitsmarge von Kugelschutzwesten erweist sich V05 als die geeignete Kenngröße. V05 sollte in jedem Fall höher sein als die gemäß dem Prüfstandard maximal geforderte Auftreffgeschwindigkeit (Vrefmax) des für den Test vorgeschriebenen Projektils.

Die Werte für V50 und V05 können z.B. mittels Logistischer Regression, basierend auf den Beschussergebnissen, ermittelt und grafisch aufbereitet werden. Es ist erforderlich, eine Vielzahl von Schüssen auf Schutzpakete der gleichen Konstruktion mit unterschiedlichen Geschossgeschwindigkeiten abzugeben, so dass sowohl Durchschüsse als auch Steckschüsse erzielt werden. Um eine aussagekräftige statistische Sicherheit zu erzielen, erfolgen bei Teijin Aramid mindestens 80 Schuss pro Aufbau.

Mehrlagiges flexibles Testpaket, aus sehr feinem Gewebe, vor und nach der Behandlung im Tumbler (Foto: Teijin Aramid)

Auswirkung von mechanischer Beanspruchung auf gängige Materialien

Über den Lebenszyklus einer Schutzweste hinweg wird diese unterschiedlichsten Belastungen ausgesetzt. Dazu gehören mechanische Belastungen, aber auch Einflüsse durch Umgebungsfeuchte, Temperaturschwankungen etc. Um diese Art von Einflüssen zu standardisieren und überprüfen zu können, hat das NIST (National Institute of Standards and Technology in den USA) ein Konditionierungsprotokoll erarbeitet. Diese sogenannte Tumblerprüfung ist ein fester Bestandteil des Prüfstandards NIJ 0101.06 für ballistische Schutzwesten, welcher weltweit anerkannt ist und in vielen Ländern zur Anwendung kommt. Gemäß dieses Standards werden die Schutzwesten vor einer ballistischen Prüfung bei 80 Prozent relativer Luftfeuchte und 65°C in einer Trommel, ähnlich der eines großen Wäschetrockners, für zehn Tage bei geringer Geschwindigkeit (5 U/Min) „getumbelt“ (insgesamt 72.000 Umdrehungen).

Im Rahmen einer Testreihe wurde der Einfluss des Tumbelns auf einen mehrlagigen Aufbau bestehend aus dem handelsüblichen Twaron® CT612 Rohgewebe untersucht. Zu Vergleichszwecken wurden mehrlagige Aufbauten aus handelsüblichen UD’s (unidirektionalen Gelegen) aus UHMWPE (ultra high molecular weight polyethylen) herangezogen.

Auswirkung von mechanischer Beanspruchung auf Schutzsysteme mit unterschiedlichen Ausgangsmaterialien anhand der Kennwerte V50 und V05 (Graphik: Teijin Aramid)

Twaron® Para-Aramid zeigt stabile Leistung

Aus den Ergebnissen geht hervor, dass die Ausgangswerte für V50 und V05 der hier verwendeten Aufbauten aus UHMWPE UD in diesem Test höher sind als die aus Twaron®-Geweben (blaue und gelbe durchgezogene Linien in der Grafik). Es zeigt sich aber auch, dass die ballistische Halteleistung und somit auch die Sicherheitsmarge der UHMWPE UD Aufbauten durch das Tumbeln, das heißt durch mechanische Beanspruchung, deutlich leiden und abnehmen, während die des Aufbaus aus dem Twaron®-Gewebe auf unverändert hohem Niveau bleibt (blaue und gelbe gestrichelte Linien). Das bedeutet, dass Twaron®-Pakete hervorragend für den Einsatz in ballistischen Schutzwesten geeignet sind und zudem dazu beitragen, dass sich Soldaten und Einsatzkräfte auf die Schutzwirkung ihrer Weste verlassen können.

Podcast „Impact of mechanical stress on ballistic performance of body armor material“
Ein Podcast auf dem YouTube-Profil von Teijin Aramid gibt detaillierte Ausführungen zur Untersuchung.

30 Jahre ballistische Schutzlösungen

Das Hochleistungsaramid Twaron® wird seit mehr als 30 Jahren erfolgreich im Bereich ballistischer Schutzlösungen eingesetzt. Hier unterscheidet Teijin Aramid drei Tätigkeitsfelder: Softballistik (persönlichen Körperschutz bis hin zu Einschubplatten für Schutzwesten), Hartballistik (Panzerungselemente für geschützte Fahrzeuge) sowie Helmapplikationen.

Teijin Aramid gehört für diese Anwendungsbereiche zu den Pionieren der Mikrofilament-
Technologie. Mikrofilamente ermöglichen es, Schutzsysteme herzustellen, die bei deutlich reduziertem Gewicht einen gleichwertigen oder höheren Schutz bieten als herkömmliche Materialien. Neben Filamentgarnen bietet Teijin Aramid auch Twaron®-Gewebe an, die in der unternehmenseigenen Weberei hergestellt werden.

Die einzigartige Beschaffenheit von Twaron® – hohe Festigkeit, Zugmodul und ausgezeichnete Energieabsorptionsfähigkeit – helfen dabei, kinetische Energie in kürzester Zeit zu absorbieren und zu verteilen. Für Anwender bedeutet das, sie erhalten einen hervorragenden ballistischen Widerstand. Darüber hinaus kann mit flexiblen Twaron® Geweben oder UDs ein einzigartiger Komfort und hohe Beweglichkeit bei Körperschutzlösungen erzielt werden.

Aramide lassen sich im Bereich des ballistischen Körperschutzes in verschiedenen Produktformen einsetzen. Als Maschen- oder Strickware im Verbund mit flammhemmenden Materialien eignen sie sich beispielsweise für Unterwäsche zum Schutz vor Kleinstsplittern. Solche Bedrohungen treten vor allem im Zuge von Explosionsereignissen auf. Sie verursachen zwar keine tiefen Wunden, aber unzählige Kleinstverletzungen der Haut, die aufgrund der großen Anzahl lebensbedrohlich sein können. Ballistische Schutzunterwäsche verhindert das Eindringen solcher Kleinstsplitter.

Im Bereich der Hartballistik bietet Teijin Aramid verschiedene Twaron®-basierte Lösungen an. Diese finden beispielsweise bei der Herstellung von Spall-Linern Verwendung. Bei den Helmapplikationen dominieren ebenfalls die Aramide – insbesondere im Hinblick auf die besseren Trauma-Werte und größere Robustheit der Helme unter realen Einsatzbedingungen.

Kompetenter Entwicklungspartner

Teijin Aramid versteht sich nicht nur als bloßer Materiallieferant. Basierend auf fundierter Sachkenntnis und 30-jähriger Expertise steht das Unternehmen seinen Kunden darüber hinaus mit Beratungs- und Forschungsleistungen zur Seite. Auch Endanwender können sich an Teijin Aramid wenden, um beispielsweise Tests durchzuführen oder Weiterentwicklungen einzuleiten.

Dazu betreibt das Unternehmen in der Nähe der EMEA-Vertriebsniederlassung in Wuppertal ein eigenes Application Competence Center (ACC). Dort stehen umfangreiche Teststationen zur Verfügung, inklusive eines erstklassigen Schießstandes, der dem aktuellen Stand der Technik und Software entspricht. Das ACC ist ein strategischer Standort für die Unterstützung im Bereich der Entwicklung und Erprobung.

Teijin Aramid GmbH
Nicolas van Zijl
EMEA Sales Leader Safety
Kasinostraße 19-21
42103 Wuppertal
Tel.: +49 152 900 366 20
nicolas.vanzijl@teijinaramid.com
https://www.teijinaramid.com/de/