CN107407544A - 防弹片材以及所述片材的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含三层混合结构的防弹片材(12)，所述三层混合结构具有一个核心层(12‑1)和两个面层(12‑2；12‑3)，其中所述核心层包含由第一单向(UD)取向的纤维和基质材料构成的至少一个第一单层，并且其中每个面层包含分别由第二UD取向的纤维和第三UD取向的纤维构成的至少一个第二单层和至少一个第三单层，并且其中面层的刚度大于核心层的刚度。

Description

防弹片材以及所述片材的用途
本文中公开的实施方式涉及防弹片材、包含这种片材的制品及其制造方法。在本领域中，根据本发明的防弹片材通常被称为混合(hVdrid)防弹片材。所述实施方式特别适于促进防弹制品、优选地柔软的弹道制品(例如，防弹背心等)的制造。在优选的形式中，防弹片材是多-单层结构，所述结构包含由至少一个、优选地至少两个第一单层形成的核心层，所述第一单层由第一单向取向的增强纤维和任选地基质材料构成，所述核心层夹在各个面层之间，每个面层由至少一个、优选地至少两个第二单层形成，所述第二单层由第二单向取向的增强纤维和任选地基质材料构成。
例如，从美国专利号4,623,574、5,766,725和7,527,854以及美国专利申请公开号2010/0064404(每个文件的全部内容通过引用明确并入本文中)中，包含多个单层的防弹片材是已知的，所述单层包含单向(UD)取向的增强纤维和基质材料。
此外，从WO2012/150169中已知防弹片材。该出版物中公开了两层的混合结构，所述混合结构由包含第一种纱线的层压物的第一层(“第一堆叠”)和包含第二种纱线的层压物的第二层(“第二堆叠”)组成。第一种纱线和第二种纱线的线密度或厚度不同。第三页提到了一些基质材料，包括弹性体和环氧树脂。实施例公开了不同类型的芳族聚酰胺纤维和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物作为基质材料。没有提到基于3层纤维的混合结构。
从WO2008/077605中已知防弹片材。该出版物公开了防弹片材的制造，其中由具有单向聚乙烯纤维和基质材料的单层逐渐建立防弹片材。实施例中公开的基质材料是苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。此外还公开了防弹的模制制品，其基于压缩的防弹片材连同陶瓷冲击面，任选地连同在陶瓷冲击面和防弹片材之间的金属层。同样没有提到基于3层纤维的混合结构。
从US2012/0156452还可知道防弹片材和复合制品。在该出版物中公开了具有多个纤维的复合结构，所述纤维至少部分地嵌入基质。纤维可以以(变化的)粘合水平粘附到基质上。纤维和基质之间的粘合水平可以在空间上在复合制品内变化，例如，沿着其中一个纤维的长度方向或在给定层中的多个纤维之间，或者粘合可以在复合制品的各层之间变化，意图增加复合制品的能量吸收，即提高复合制品的挡弹能力。
还从WO2005/066577中已知防弹片材。在该出版物中公开了片材，其包含多个单层和在防弹片材的外表面处的多孔分离膜，所述单层是强度至少1.2GPa且模量至少40GPa的单向取向的纤维和粘合剂的单层。
一直存在对改进的防弹制品的需求，所述防弹制品包括柔软的弹道制品和模制制品。这种改进可以包括具有改进的悬垂性的制品。改进的悬垂性指的是背心的穿着舒适度，同时防弹保护性能不会明显降低。或者，其可以涉及大致恒定的穿着舒适度，同时防弹保护性能得到改进。优选地，防弹保护被进一步改进。这种防弹保护可以涉及挡弹特性，通常被称为V50(其中50％的射弹被停止)，其也可以被表示为弹道能量吸收，或者V0(其中所述的射弹被防弹制品停止)，或者背面形变或创伤减小。防弹片材提供对诸如射弹和弹道碎片的防护。
本发明具体涉及提供这样的防弹片材和由其制成的柔软的弹道制品。
一般而言，本文所公开的实施方式涉及混合防弹片材，包含这种片材的制品及其制造方法。根据一些实施方式，防弹片材将包含核心层和面层。核心层可包含至少一个、优选地至少两个第一单层，所述第一单层由第一单向(UD)取向的纤维和基质材料构成，同时面层12-2和12-3可分别包含至少一个、优选地至少两个第二单层、第三单层，所述第二单层、第三单层分别由第二UD、第三UD取向的纤维(本文中也被称为UD纤维)和基质材料构成。
一般来说，本发明的防弹片材(12)包含至少一个核心层12-1和编号为12-2、12-3的外层(本文中被称为面层)，由此形成′面层/核心层/面层′的3层混合结构。这些外层中的一个或者面层12-2通常将面对威胁或冲击，在本领域中被称为冲击面，而另一外层12-3将距离威胁最远。这种层在本领域中常被称为背面。核心层和面层可以由单层或者由预组装的单层集合(在本文中被称为子片材)逐渐建立。每个外层或面层可以相同或者具有不同的结构和/或组成。
本发明的一个实施方式涉及包含三层混合结构的防弹片材(12)，所述三层混合结构包含核心层(12-1)和两个面层(12-2；12-3)，其中核心层包含至少一个、优选地至少2个第一单层，第一单层由第一单向(UD)取向的纤维和基质材料构成，并且其中每个面层(12-2；12-3)分别包含至少一个、优选地至少2个第二单层和至少一个、优选地至少2个第三单层，所述单层分别由第二UD取向的纤维和第三UD取向的纤维构成，并且其中面层的柔韧性大于核心层的柔韧性。
本发明的实施方式涉及包含三层混合结构的防弹片材(12)，所述三层混合结构包含核心层(12-1)和两个面层(12-2；12-3)，其中核心层包含至少一个、优选地至少2个第一单层，第一单层由第一单向(UD)取向的纤维和基质材料构成，并且其中每个面层(12-2；12-3)分别包含至少一个、优选地至少2个第二单层和至少一个、优选地至少2个第三单层，所述单层分别由第二UD取向的纤维和第三UD取向的纤维构成，并且其中核心层12-1的柔韧性(即柔韧性的数值)为0.5至9N/kg/m2，并且其中面层的柔韧性大于核心层的柔韧性。在一个甚至更优选的实施方式中，核心层12-1的柔韧性是1至6N/kg/m2。在一个甚至还更优选的实施方式中，核心层12-1的柔韧性是2至4N/kg/m2。
优选地，防弹片材、面层或核心层中的每个单层包含UD取向的增强纤维，其中每个单层中的纤维方向相对于相邻单层中的纤维方向是旋转的。在单层用于根据本发明的防弹片材中前，单层可以是预先组装。出于此目的，可以将一组2、4、6、8或10个单层进行堆叠，以使每个单层中的纤维方向相对于相邻单层中的纤维方向是旋转的，随后进行固结。固结可以通过使用压力和温度来实现，以形成预先组装的片材。用于固结的压力通常在1-100bar范围中，而固结时的温度典型地为60-140℃。一般而言，单层和子片材本身的制造是本领域技术人员已知的。这种子片材在本领域中常被称为′UD-片材′，其可以经由例如DSMDyneema来商业购得。
子片材或核心层或面层中至少一个、优选地至少2个单层可以进一步包含所谓的分离膜或覆盖片材，其是厚度优选地为1至20微米、更优选地2至10微米的聚合物膜。分离膜可以包含聚乙烯、特别是超高分子量聚乙烯，聚丙烯，热塑性聚酯或聚碳酸酯。最优选地，由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯制成的双轴取向的膜被用作为分离膜。双轴取向可以通过双轴拉伸来获得。优选地，分离膜是至少4x双轴拉伸的、最优选地10至100x双轴拉伸的或双轴取向的膜。10至100x双轴取向的膜在本文中被理解为这样的膜，其是在两个垂直的方向上被拉伸的，使得膜的表面增加10至100倍。双轴拉伸的膜的优点是可以获得在一定重量上的甚至更高的防护水平。
包括基质材料和纤维的重量的单层的重量或面密度典型地为至少25g/m2，有时在30至300g/m2之间，例如在30至280g/m2之间。根据一些实施方式，单层的重量或面密度为40至150g/m2。
本发明的防弹片材非常适合用于柔软的弹道制品，例如防弹背心。
本发明的防弹片材的一种替代性用途是用于经压缩或模制的制品，例如板材，以及特别是弯曲的板材和制品(例如插入物、头盔、雷达罩)。
第一、第二和第三UD纤维可以彼此相同或者不同，并且可以选自无机纤维和更优选地有机纤维。例如，第一、第二和第三UD纤维中的至少一个可以由选自玻璃纤维、碳纤维和陶瓷纤维的无机纤维形成。或者或另外，第一、第二和第三UD纤维中的至少一个可以由有机纤维形成，所述有机纤维选自如下组成的组：芳族聚酰胺纤维、液晶聚合物纤维和梯状聚合物纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维。根据一些实施方式，第一、第二和第三UD纤维中的至少一个由如下形成：超高分子量(UHMW)聚乙烯纤维、聚苯并咪唑纤维、聚(1，4-亚苯基-2，6-苯并双恶唑)纤维和/或聚(2，6-二咪唑并[4，5-b-4′，5′-e]吡啶亚基-1，4-(2，5-二羟基)亚苯基)纤维。在一个尤其优选的实施方式中，第一、第二或第三UD纤维中的至少一个由超高分子量(UHMW)聚乙烯纤维形成。在一个甚至更优选的实施方式中，第一、第二和第三UD纤维是由超高分子量(UHMW)聚乙烯纤维形成的。优选地，UHMW聚乙烯纤维是由特性黏度为至少4dl/g、优选地至少6dl/g、更优选地至少8dl/g的超高分子量聚乙烯制成。特性黏度是在135℃下在十氢化萘中根据ASTM D1601通过将在不同浓度下测量的黏度外推至零浓度来测定的，溶解时间为16个小时，使用2g/l溶液的DBPC作为抗氧化剂。
本发明的防弹片材中的纤维将优选地具有至少1.5GPa、更优选地至少2.0GPa、甚至更优选地至少2.5GPa且甚至更优选地至少3.0GPa的拉伸强度。最大拉伸强度可以高达约6.0GPa。一般来说，拉伸强度将小于7.0GPa。一些实施方式将采用拉伸强度为约3.5至约4.5GPa的纤维。其他实施方式将采用拉伸强度为约4.0至约4.9GPa的纤维。根据一些实施方式，纤维将展现出3.6至4.3GPa、更优选地3.7至4.1GPa或最优选地3.75至4.0GPa的拉伸强度。如ASTM D885M中所示(在25℃下)，基于多丝纱线，使用名义标距长度为500mm的纤维和50％/分钟的十字头速度来测定这种拉伸强度。
在一个优选的实施方式中，冲击面中的纤维的拉伸强度比核心层中的纤维的拉伸强度高至少5％，或者是核心层中的纤维的拉伸强度的1.05倍。更优选地，冲击面中的纤维的拉伸强度比核心层中的纤维的拉伸强度高至少10％。甚至更优选地，冲击面中的纤维的拉伸强度比核心层中的纤维的拉伸强度高至少15％。一般来说，冲击面中的纤维的拉伸强度小于核心层中的纤维的拉伸强度的180％。优选地，冲击面中的纤维的拉伸强度小于核心层中的纤维的拉伸强度的150％。
核心层和面层可以任选地包含基质材料。术语“基质材料”指的是使纤维粘合或保持在一起的材料，其可整体或部分围绕着纤维，以至于在处理和例如制造预制片材、子片材或防弹片材期间单层结构被保留。核心层和面层的基质材料可以构成单层总质量的至多20质量％。一个优选的实施方式中，基质材料在单层中的量在4至17重量％的范围内。更优选地，基质材料在单层中的量在5至15重量％的范围内。
面层的基质材料的量可以是0质量％，但优选地为单层的总质量的至少1质量％。更优选地，面层的基质材料是单层总质量的至少3质量％，最优选地，面层的基质材料是单层总质量的至少5质量％。
在核心的至少一个第一单层中所采用的基质材料可以是弹性基质材料，该基质材料典型地将具有小于约3MPa、有时小于约2.5MPa、例如小于约2.0MPa的拉伸模量(即，在约23℃下根据ISO 527在100％张力下测量的割线模量)。这将导致进一步改进的防弹片材。根据一些实施方式，弹性基质材料可以具有小于约1.5MPa的拉伸模量。替代性实施方式涉及防弹片材，其中面层(12-2和/或12-3)中的至少一个也可以包含弹性基质材料。
弹性基质可以由选自如下组的至少一种材料构成，所述组由聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、多硫化物聚合物、聚氨酯、聚氨酯弹性体、改性的聚烯烃、氯磺化的聚乙烯、聚氯丁二烯、增塑的聚氯乙烯、丁二烯丙烯腈弹性体、聚(异丁烯-共聚-异戊二烯)、聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、含氟弹性体、硅氧烷弹性体、热塑性弹性体、塑性体和乙烯共聚物组成。根据一些实施方式，弹性基质材料可以包含共轭二烯和乙烯基芳族单体的嵌段共聚物。在这方面，共轭二烯可以是丁二烯或异戊二烯，而乙烯芳族单体可以是苯乙烯、乙烯基甲苯或叔丁基苯乙烯。
在替代性实施方式中，面层的第二单层或第三单层中的至少一个中所采用的基质材料的拉伸模量将典型地高于核心层中所采用的基质材料的拉伸模量。优选地，这种拉伸模量(即，在约23℃下根据ISO 527在100％张力下测量的割线模量)为至少3MPa或更大，例如至少约5MPa或更大、例如高达约500MPa的拉伸模量。这种基质材料可以是选自如下组的至少一种材料，所述组由丙烯酸酯、聚氨酯、聚烯烃(优选地聚乙烯)、改性聚烯烃和乙烯乙酸乙烯酯组成。优选地，这种基质材料包含聚氨酯。更优选地，聚氨酯是基于聚醚二醇的聚醚型氨酯。这种聚氨酯在宽的温度范围内提供良好的性能。在一些实施方式中，聚氨酯或聚醚氨酯基于脂族二异氰酸酯，因为这进一步提高了产品性能。
特别合适的是可用作在水中的分散体的那些基质材料。可用作基质材料的合适的热塑性材料的实例包括(聚)丙烯酸酯，聚氨酯，聚烯烃-优选聚乙烯，改性聚烯烃和(聚)乙烯乙酸乙烯酯。
在一个替代性实施方式中，防弹片材可以在至少约16.5MPa的高压和优选地比纤维熔融或第一、第二和第三UD纤维的机械性质恶化的温度低至少10℃的高温下进行固结。一些实施方式将在至少约20MPa、例如至少约25MPa的高压下使片材固结。用于片材固结所采用的高压可以在约16.5MPa到至少约350MPa之间变化，例如16.5MPa至约90MPa，例如约45MPa。
在本发明中，可以根据需要来选择防弹片材中的面层和核心层的百分比，只要保持存在三个层即可。一般而言，面层以(防弹片材的总质量的)至少5质量％的量存在。典型地，面层构成防弹片材的小于45质量％。优选地，面层以10至40质量％的量存在。如果在这种情况下另一面层以相同的量存在，则核心层可以以80和20质量％之间的量存在。在一个进一步优选范围内，面层以20至30质量％的量存在。
核心层或面层的柔韧性可以通过纤维的类型(包括纤维的强度和刚度)、基质材料的类型、与单层紧密接触或相接合的任选的层和单层的逐渐建立来确定。因此，柔韧性受到各种参数的影响。在本发明的防弹片材将包含子片材的情况下，子片材的逐渐建立也将影响其柔韧性。应当理解，基于根据本发明的防弹片材的组成中的上述指导，本领域技术人员可以通过一些常规实验进一步优化本发明的理念。
在附图中，图1是本发明的混合防弹片材的示意性横截面图，其示出了位于靠近弹道威胁的面层12-2(冲击面)、核心层12-1和位于距离弹道威胁最远的面层12-3(背面)。
在一个优选的实施方式中，层12-1、12-2和12-3优选地彼此直接粘合。在这种实施方式的一个例子中，优选地在层12-1和层12-2和/或12-3之间没有额外的材料层。
然而，如果需要，本发明的防弹片材中可以包含一个或多个中间层，例如在层12-1和层12-2或12-3之间，以增强它们之间的粘合和/或提供期望的性能优点。这种层将改进多重打击性能或者背面变形。因此，例如，如果期望的话，可以在层12-2中的每个层与层12-1之间提供粘合剂层。粘合剂层是本领域公知的，并且可以包括例如稀松布或膜层。这样的粘合剂层可以适当地由各种材料制成，包括聚烯烃和改性聚烯烃，特别是聚乙烯和改性聚乙烯。
在一个替代实施方式中，这种中间层可以是创伤减轻层。这种层可以选自如下组成的组：随机取向的增强纤维的非织造网，增强纤维的开放针织网，增强纤维的织造结构和/或聚合物膜和/或聚合物泡沫。增强纤维通常具有至少1.5GPa的拉伸强度(ASTMD885M)。更优选地，创伤减轻层包括随机取向的增强纤维的非织造网络，聚合物膜或聚合物泡沫。创伤减轻层的第一优选实施方式包含随机取向的增强纤维的非织造网络，更优选随机取向的不连续增强纤维的非织造网络，甚至更优选毡，最优选是针刺毡。
优选的随机取向的不连续增强纤维的非织造网络的纤维长度在从约0.50到50cm、更优选地从约2.50到25cm且最优选地从约5到15cm范围内内。随着纤维长度的增加，防弹性能通常也提高。随机取向的不连续增强纤维的非织造网络本身是已知的，并且可以通过梳理例如或通过空气或液体铺设来制备。用于处理的固结或结合增强纤维网操作可以以机械方式进行，例如通过针刺；以化学方式进行，例如使用粘合剂，和/或用热的方式，通过形成点结合或与具有较低熔点的增强纤维混合来进行。优选的随机取向的不连续增强纤维的非织造网络通过针刺单独或者随后采用其它方法之一来固结。创伤减轻层的另一优选实施方案包括聚合物膜和/或聚合物泡沫。合适的(热塑性)聚合物包括聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚氨酯、聚烯烃(诸如聚乙烯和聚丙烯)、聚苯硫醚、聚酰胺-酰亚胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、苯乙烯/马来酸酐(SMA)、聚碳酸酯、聚苯醚共混物、热塑性聚酯(诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯)以及上述聚合物的一种或多种的混合物和共聚物。特别优选聚合物泡沫，尤其优选聚乙烯泡沫。聚碳酸酯是特别优选的聚合物膜。还可以使用热固性聚合物。适当的实例包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂、三聚氰胺/甲醛树脂、苯酚/甲醛树脂、聚氨酯树脂等等。
创伤减轻层的进一步优选的实施方式包括上面提到的增强纤维的织造网络。这种织造网络可以被例如聚合物材料(例如与前文所提到的基质材料相同组成)涂布或浸渍，可与聚合物膜一起层压。创伤减轻层的已知实例是经涂布的织造芳族聚酰胺织物。以聚合物膜和/或泡沫形式的创伤减轻层的合适的面密度可以在宽范围内选择。优选的面密度范围为10至500g/m2，更优选地50至400g/m2和最优选地100至350g/m2。以随机取向的纤维的非织造网络形式的创伤减轻层的优选的面密度范围为20至500g/m2，更优选地80至400g/m2，甚至更优选地100至300g/m2和最优选地150至250g/m2。纤维层的优选的面密度范围为50至500g/m2，更优选地80至250g/m2和最优选地100至200g/m2。
在一个优选的实施方式中，冲击面12-2和背面层12-3二者在构造、基质材料和纤维的类型/化学组成及用量方面均是相同的。一个这样的实施方式可以涉及例如基于完全聚乙烯纤维的防弹片材，包括其面层和核心层。在另一个优选的实施方式中，冲击面12-2和背面层12-3二者在构造、基质材料和纤维的类型及用量方面均是不同的(在本发明所给出的边界范围内)。
本发明的一个优选的实施方式涉及以三层混合结构形式的防弹片材，由核心层和分别与核心层的相对表面接合的面层组成，其中核心层包含至少两个由第一单向(UD)取向的纤维和弹性基质材料构成的第一单层，并且其中每个面层分别包含至少两个由第二UD取向的纤维构成的第二单层和至少两个由第三UD取向的纤维构成的第三单层和任选地非弹性基质材料。
在一个优选的实施方式中，冲击面的重量是背面的量的至少1.1倍。更优选地，冲击面的重量是背面的量的至少1.5倍。一般来说，冲击面的重量小于背面的量的5倍。
本发明的一个进一步优选的实施方式涉及防弹片材，其包含核心层和分别与核心层的相对表面接合的面层，其中核心层包含至少两个由第一单向(UD)取向的纤维和弹性基质材料构成的第一单层，并且其中一个面层包含至少两个由第二UD取向的纤维构成的第二单层和任选的非弹性基质材料，其中另一个面层包含至少一个由第三UD取向的纤维和任选的非弹性基质材料构成的第三单层。
在本发明的一个优选的实施方式中，在核心层或面层中的纤维可以被带替换。在另一个优选的实施方式中，至少一个面层中的纤维可以是以带的形状。在另外一个优选的实施方式中，冲击面层中的纤维可以被带替换。
在本发明的另外一个优选的实施方式中，至少两个面层中的带是任选地与基质材料一起被排列为织造样式，且其中核心层包含至少两个由第一单向(UD)取向的纤维和弹性基质材料构成的第一单层。
带是这样的伸长体，其长度是其宽度或厚度的很多倍。带的厚度典型地为至少10微米、优选地至少20微米。带的厚度通常小于200微米、优选地小于150微米、甚至更优选地小于100微米。这种带的宽度优选地为至少1mm、优选地至少5mm、更优选地至少15mm、甚至更优选地至少25mm和最优选地至少50mm。原则上，带的最大宽度没有限制。一般而言，宽度被选择为小于2000mm、优选地小于1500mm、甚至更优选地小于1000mm、优选地小于500mm和最优选地小于250mm。带的拉伸强度优选地为至少1.5GPa、更优选地至少2.0GPa和最优选地至少2.5GPa。如ASTM D882中所示，在25℃下，在宽度为20mm的带上，使用名义标距长度为440mm的带和50mm/分钟的十字头速度来测量拉伸强度。带优选地基于聚烯烃聚合物或共聚物，例如聚丙烯或聚乙烯。优选的聚乙烯类型是前文描述的UHMWPE。
本文所述的实施方式将由下述其非限制性的实施例被进一步理解。
测试方法：
柔韧性：
对于该测试，将待测试的单层或子片材堆叠，以获得质量在3.6和3.7kg/m2之间的堆叠物。待测试的层或片材具有100*200mm的尺寸。
通过两个半径为5毫米的牵引车，堆叠物在弯曲试验台上以最长的方向放置，其中牵引车位于它们之间的距离为60mm处。牵引车的宽度为60mm。在堆叠物的顶部，弯曲刺(宽度为60mm；半径为10mm)位于两个牵引车之间的中间。使弯曲刺向下移动(以10mm/min的速度)，并报告了在堆叠物25mm偏转之后的刺上的力。因此，这种柔韧性测试可以被看作是单层或子片材的“3点弯曲试验”。
所报告的值是5次测量的平均值。样品在21℃和65+/-2％相对湿度下进行测试。
对于从该柔韧性测试获得的结果，较低的值意味着更好的柔韧性。因此，获得的柔韧性的较高数值可以看作是测试的堆叠物的增加的刚度。
防弹测试
根据NIJ010104测试根据本发明的防弹片材。出于此目的，将片材放置于具有Roma粘土的测试固定装置上，在防弹测试前，将Roma粘土在加热室中进行调节，并在安装到测试固定装置之前进行校准。
根据本发明的防弹片材被射击对抗.44Magnum SJHP SPEER 6次，以确定′V0′。每次射击的速度范围均在436±9m/s之间。在所有6次射击均被停止时，在下文中报道为停止(STOP)。
防弹测试后，通过测量在粘土背面材料处产生的凹陷，来确定背面变形或者凹痕记号(BFD)。
实施例和对比实验
子片材
通过如下来制备子片材A：将4个单层堆叠并粘附，所述单层具有强度约3.2GPa的UHMWPE纤维和19wt％的SEBS基质，其中使相邻单层的纤维方向旋转90度，并在子片材的两个外表面处具有7微米的聚乙烯分离膜。片材A的面密度为145g/m2。
子片材A的柔韧性是4.7N/kg/m2。
通过如下来制备子片材B：将4个具有强度约3.2GPa的UHMWPE纤维和17wt％的SEBS基质的单层堆叠并粘附，其中使相邻单层的纤维方向旋转90度，并在子片材的两个外表面处具有7微米的聚乙烯膜。片材B的面密度为253g/m2。
子片材B的柔韧性是9.8N/kg/m2。
通过如下来制备子片材C：将6个具有强度约3.8GPa的UHMWPE纤维和17wt％的SEBS基质的单层堆叠并粘附，其中使相邻单层的纤维方向旋转90度，并在子片材的两个外表面处具有7微米的聚乙烯膜。片材C的面密度为215g/m2。
子片材C的柔韧性是8.9N/kg/m2。
在试验中使用创伤减轻层T，其由AT Flex组成，AT Flex由织造的芳族聚酰胺纤维的经涂布的织物组成。
对比实验CA
通过堆叠如下材料来制备具有核心(12-1)和面层(12-2，12-3)的防弹片材(40*40cm2)：
-9个子片材C(形成冲击面12-2)，和
-12个子片材A(形成核心层12-1)，和
-2个子片材A(形成背面12-3)。
此外，将1层T放置于核心层12-1与面层12-3之间。防弹片材的面密度是4.4kg/m2。
因此，防弹片材的冲击面/核心层/背面构成为片材C/A/A。
对比实验CB
通过堆叠如下材料来制备具有核心(12-1)和面层(12-2，12-3)的防弹片材(40*40cm2)：
-8个子片材C(形成冲击面12-2)，和
-7个子片材B(形成核心层12-1)，和
-2个子片材C(形成背面12-3)。
此外，将1层T放置于核心层12-1与面层12-3之间。防弹片材的面密度是4.4kg/m2。
因此，防弹片材的冲击面/核心层/背面构成为片材C/B/C。
实施例1
通过堆叠如下材料来制备具有核心(12-1)和面层(12-2，12-3)的防弹片材(40*40cm2)：
-6个子片材C(形成冲击面12-2)，和
-13个子片材A(形成核心层12-1)，和
-3个子片材C(形成背面12-3)。
此外，将1层T放置于核心层12-1与面层12-3之间。防弹片材的面密度是4.3kg/m2。
因此，防弹片材的冲击面/核心层/背面构成为片材C/A/C。
本测试的结果示于下表1中：
表1
＊此外，所有样品在核心层和背面之间都有1层T
表1的测试数据显示所有子弹都停止。
测试数据进一步表明，根据本发明(实施例1)的防弹片材具有比对比实验B的样品明显更低的背面变形。这是令人惊讶的，因为实施例1中根据本发明的产品的芯层更柔韧，但是防弹片材导致较少的背面变形。
尽管已经结合目前被认为是最实际和优选的实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，本发明旨在覆盖包含在本发明的精神和范围内的各种修改和等同安排。

Claims (15)

1.包含三层混合结构的防弹片材(12)，所述三层混合结构包含一个核心层(12-1)和两个面层(12-2；12-3)，其中所述核心层包含由第一单向(UD)取向的纤维和基质材料构成的至少一个第一单层，并且其中每个面层(12-2；12-3)包含分别由第二UD取向的纤维和第三UD取向的纤维构成的至少一个第二单层和至少一个第三单层，并且其中所述面层的柔韧性大于所述核心层的柔韧性。
2.根据权利要求1或2所述的防弹片材，其中所述第一UD纤维、第二UD纤维和第三UD纤维中至少一个由有机纤维形成，所述有机纤维选自如下组成的组：芳族聚酰胺纤维、液晶聚合物纤维和梯状聚合物纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维。
3.根据权利要求4所述的防弹片材，其中所述第一UD纤维、第二UD纤维和第三UD纤维中至少一个由如下形成：超高分子量(UHMW)聚乙烯纤维、聚苯并咪唑纤维、聚(1，4-亚苯基-2，6-苯并双恶唑)纤维和聚(2，6-二咪唑并[4，5-b-4′，5′-e]吡啶亚基-1，4-(2，5-二羟基)亚苯基)纤维。
4.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其中所述核心层和面层的所述基质材料以各自核心层和面层的总质量的至多20质量％的量存在。
5.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其中所述基质材料由选自如下组的至少一种材料构成，所述组由聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、多硫化物聚合物、聚氨酯、聚氨酯弹性体、改性的聚烯烃、氯磺化的聚乙烯、聚氯丁二烯、增塑的聚氯乙烯、丁二烯丙烯腈弹性体、聚(异丁烯-共聚-异戊二烯)、聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、含氟弹性体、硅氧烷弹性体、热塑性弹性体、塑性体和乙烯共聚物组成。
6.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其中在所述核心层中的所述基质材料具有小于3MPa的拉伸模量。
7.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其中所述核心层以防弹制品的总质量的10至70重量％的量存在。
8.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其中形成冲击面的面层12-2的重量的比例是背面层12-3的重量的1.1倍。
9.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其中各单层以子片材的形式存在，其中至少一个聚合物膜被连接到在所述核心层和/或至少一个面层中的至少一个所述子片材。
10.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其中在所述面层中的单向纤维具有至少2.0GPa的拉伸强度。
11.根据权利要求1-9中任意一项所述的防弹片材，其中在各单层中的所述单向纤维由超高分子量聚乙烯形成。
12.根据权利要求11所述的防弹片材，其中所述超高分子量聚乙烯具有至少6dl/g的特性黏度。
13.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其中在所述面层中的单向纤维的拉伸强度是所述核心层中的单向纤维的拉伸强度的至少1.05倍。
14.根据前面权利要求中任意一项所述的防弹片材，其还包含创伤衬垫。
15.根据前面权利要求所述的防弹片材用于制造柔软的弹道制品的用途。
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