CN1829895B - 波状弹道装甲 - Google Patents

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Abstract

纤维合成物包括波状产品(20)，并对于弹道投射物/威胁的穿透具有增强的阻抗。本发明的波状产品(20)在车辆和航天器装甲、胸甲、手持盾牌、头盔、建筑防护物、爆炸密封容器、爆炸处理和其他应用方面是有用的。

Description

波状弹道装甲
技术背景
1、技术领域
本发明涉及弹道装甲。更具体说，本发明涉及纤维合成物，其包括波状元件，并对于弹道投射物和爆炸的穿透具有增强的阻抗。本发明的合成物在车辆和航天器装甲、胸甲、手持盾牌、头盔、建筑防护物、爆炸密封容器、爆炸处理和其他应用方面是有用的。
2、现有技术说明
用于如嵌板、头盔和背心等防弹物品的基于纤维的合成物，已使用几十年了。对于来自例如子弹和榴散弹等投射物的弹道冲击，这些合成物显示出了不同程度的穿透阻抗。例如，在美国专利的6,268,301B1；6,248,676B1；6,219,842B1；5,677,029；5,587,230；5,552,208；5,330,820；5,196,252；5,190,802；5,187,023；5,185,195；5,175,040；5,167,876；5,165,989；5,149,391；5,124,195；5,112,667；5,061,545；5,006,390；4,953,234；4,916,000；4,883,700；4,820,568；4,748,064；4,737,402；4,737,401；4,681,792；4,650,710；4,623,574；4,613,535；4,584,347；4,563,392；4,543,286；4,501,856；4,457,985；以及4,403,012；PCT第WO 91/12136号出版物；以及在1984年E.I.duPont De Nemours International S.A.的标题为“LightweightComposite Hard Armor Non Apparel System with T-9633300 dtexDoPont Kevlar 29Fibre(具有T-9633300dtex DuPont Kevlar 29纤维的轻型合成物的坚固装甲非服饰系统)”的出版物中，可以看到对于防弹合成物的描述，其包括由例如聚乙烯、芳族聚酰胺和聚吲哚等材料制成的高强度纤维。
在美国专利6,357,332B1和5,149,910中描述了包括波状元件的弹道装甲。美国专利6,357,332B1描述了金属/金属化合的复合层压板。美国专利5,149,910描述了具有波状金属阻流板的装甲，其位于氧化铝瓦管和铝砧之前。
已知用于很多其他目的的多种类型的波状合成物材料。在美国专利3,974,313中描述了一种波状保护层，其包括高强度、低弹性模量的纤维，用于捕获从例如喷气式发动机等的爆破机器中脱离的零件。美国专利4,568,593描述了一种波状合成物嵌板，其包括经度方向的单向纤维的中心层片以及上下横向层，横向层具有垂直于经度方向纤维的单向纤维。美国专利4,946,721描述了一种波状合成物，在平行于波纹宽度而施加压力的部位，其用于吸收能量。美国专利3,917,030描述了包括波状元件的限压设备。此外，自从20世纪早期就开始使用波状纸板容器。EP 0 424 526 A1描述了一些涉及波状合成体中的抗弯刚度和剪切刚度的因素。
这些参考的每一个都代表了各自技术方面的进步；然而，没有一个提出了本发明的合成物结构，也没有一个满足本发明提到的所有需求。
在许多需要防弹的应用中，例如在军用飞机、直升飞机、人体防弹衣和手持盾牌中，对重量具有严格的限制。在这些应用中，装甲材料在每单位重量上具有最高可能的冲击效能是必要的。提供增强的防弹重量效率的材料的需要是存在的。
发明概述
本发明涉及波状的纤维合成物，对于弹道投射物的穿透，其阻抗具有出众的重量效率。在一个实施例中，本发明是一种包含多个波纹的防弹制造物品。该波状物品在基体中包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网，其中防弹物品的有效厚度T与多层纤维网的厚度尺寸t的比率大约为1.2到10。
在另一个实施例中，本发明是防弹制造物品，其包括：包含若干波纹的元件，正面，背面，以及固定在至少其中一个面上的嵌板。该波状元件在基体中包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网，其中波状元件的有效厚度与所述多层纤维网的厚度尺寸的比率大约为1.2到10。
在另一个实施例中，本发明是防弹制造物品，其包括正面、背面以及多个层片。每一个层片包括多个波纹，并在基体中包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网，其中每一个波状层片的有效厚度与各层的厚度尺寸的比率大约为1.2到10，并且一个层片内的波纹方向相对于另一个层片内的波纹方向而旋转。
附图说明
在以下附图中：
图1显示了由现有技术的防弹平板来制造本发明的波状防弹物品的一种方法；
图2是本发明的波状防弹物品沿图1所示的z-x平面的剖视图；
图3是本发明的波状防弹物品沿与波纹的波峰相切的x-y平面的平面图；
图4a是本发明的波状防弹物品的平面图，其中波纹在中心面内为凹窝和凸起；
图4b是沿图4a的A-B面的剖视图；
图5是本发明防弹物品的剖视图，其中一个嵌板与波状元件的一个表面相结合；
图6是本发明的具有柱面曲率的防弹物品的剖视图，其中表面嵌板与波状元件的每一个表面结合；
图7是剖面立体图，显示了本发明的三层防弹物品，其包括一个外平板和两个波状层片，相邻层片内波纹的方向彼此呈直角排列；以及
图8显示了适合用于铸造波状嵌板的铸造半模。
发明详述
本发明包括波状纤维合成物，其对于弹道投射物的穿透具有出众的阻抗重量效率。在一个实施例中，本发明是一种波状防弹制造物品，即具有多个波纹。防弹物品在基体内包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网，其中防弹物品的有效厚度T与所述多层纤维网的厚度尺寸t的比率大约为1.2到10。
可以理解：高强度、高抗拉模量纤维网层是包含高强度、高模量纤维的网。在10英寸(25.4厘米)规格长度和100％/min的应变率下通过ASTM D2256来测量，高强度、高模量纤维具有至少大约17g/d的抗断强度以及至少大约300g/d的弹性模量(抗拉模量)。
本发明的防弹物品包括：具有非离面曲率(no out-of-planecurvature)的基本平坦的形状，以及具有离面曲率的形状。非平面曲率可以是圆柱形、鞍形或任意复杂形状，尤其包括按人体表面定形的形状。
通过将在基体中包含多层高强度、高抗拉模量的纤维网的平板起皱，可以制造出本发明的基本平坦的波纹合成物，如图1所示。在升高的压力和温度下，在匹配的瓦愣棍30之间挤压平板10，该平板在基体中包含多层高强度、高抗拉模量的纤维网。瓦愣棍配备有垂直延伸的凸纹40、50以及波谷，其压入平板10内，从而制造出本发明的波状产品20。此方法对于连续生产不定长度的基本平坦的波状产品是有用的。
作为另一种选择，在充分时间、温度和压力下，可以通过在具有理想波纹的固定匹配模具之间挤压平板，来形成限定尺寸的波状合成物嵌板。固定匹配模具之间的模压对于形成本发明这样的波状合成物是尤其有用的：合成物具有可用于个人防护物的非平面形状，以及具有可用于女性防具的复杂曲率。
例如可以通过以上引述的现有技术方法，尤其可以通过美国专利第4,916,000；5,552,208；5,149,391；5,173,138以及5,766,725号的方法，来形成平合成物嵌板，该嵌板适于形成本发明的防弹波状产品；在同此相容的范围内，其内容在此作为参考。
图2显示了本发明的基本平坦的波状产品20在图1中z-x平面内的横截面图。多层纤维网的厚度尺寸为t。厚度t最好在整个产品中恒定。波状产品的有效厚度T定义为与两个邻近波纹的相对表面相切的平面之间的距离。有效厚度T最好在整个产品中恒定。本发明的波纹产品具有大约1.2到10的T/t比率，最好为大约1.5到5。z-x面内的波纹波峰之间的间距为L。波峰与波峰之间的间距与多层纤维网厚度尺寸的比率L/t为大约2到大约30。最好L/t为大约4到20。
多层纤维网的厚度尺寸t取决于需要抵御的弹道威胁、纤维和基体的特性以及纤维网的几何形状。本领域的普通技术人员将知道如何为平板选择纤维、基体以及纤维网的几何形状，以抵御此威胁。由于以上T/t以及L/t比率的选择，本发明的波纹产品将允许使用更少的、并因而更小的纤维层来抵御同样的弹道威胁。例如，当根据1987年1月22日的MIL-STD662E、利用9毫米124纹理的FMJ子弹进行测试时，在V50的速率下，与在相同基体中具有相同层的相同纤维网的平板相比，本发明的波纹防弹物品显示出至少多10％的特定能量吸收(J-m2/kg)。
图3为本发明的基本平坦的波状产品20的平面图。波纹线60代表波纹的波峰在与产品表面相切的平面上的轨迹。通常，波纹在x-y平面内弯曲，在y方向上具有周期λ，而在x方向上具有幅度δ。最好λ和δ在整个产品中恒定。弯曲率δ/λ最好是从0(波纹的波峰沿一条直线)到大约1。δ/L最好是从0到大约0.9。
波纹在z-x以及x-y截面内呈近似正弦是优选的。然而，在不违背本发明的情况下，波纹可以具有其他形状，如矩形、三角形或其他形状。图4a为本发明的波状产品20的平面图，其中波纹在中心面15内呈现分立的基本为矩形的凹窝11和凸起13的形状。图4b为此装配沿A-B的剖视图。本发明的这些波状产品20同时具有大约1.2到10的T/t比率，最好为大约1.5到5。
在另一个实施例中，本发明为防弹制造物品，其包括：具有多个波纹的元件、正面、背面以及固定在至少其中一个面上的嵌板。波状元件在基体中包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网，其中所述波状元件的有效厚度与所述多层纤维网的厚度尺寸之比大约为1.2到10。图5为本发明该实施例基本呈平坦形状的横截面100。图6显示了该实施例的非平面形状，其具有离面的圆柱曲率200。
在图5中，嵌板70连接到波状产品20上，波状产品20在基体中包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网。在至少面对弹道投射物90的侧面上，嵌板连接到波状产品上。波状产品20所具有的如前定义的T/t比率为大约1.2到10，最好为大约1.5到5。如前所定义的，波峰与波峰之间的间距与多层纤维网的厚度尺寸之比L/t，为大约2到30。最好为大约4到20。
通常，波纹在x-y平面内弯曲，在y方向上具有周期λ，而在x方向上具有幅度δ。最好λ和δ在整个产品中恒定。弯曲率δ/λ最好是从0(波纹的波峰沿一条直线)到大约1。δ/L最好是从0到大约0.9。
嵌板70最好具有从大约1/2t到2t范围内的厚度tp。这也是优选的：形成嵌板70的材料选自包括陶瓷、金属以及在基体中具有多层高强度、高抗拉模量的纤维网的组群。嵌板70最好通过黏合剂连接到波状产品上，最好连接点的间隔不要近于交替的波纹。
在图6中，所说明的产品具有波状产品20，其包含连接到波状产品表面上的波状薄板及嵌板80和90。模制中心波状产品和面板，从而具有围绕垂直轴的柱面曲率。波状产品20的如前所定义的T/t比率，在大约1.2到10的范围，最好为大约1.5到5。如前所定义的，波峰与波峰之间的间距与多层纤维网的厚度尺寸之比L/t，为大约2到30。最好为大约4到20。通常，波纹以周期λ和幅度δ弯曲。最好λ和δ在整个产品中恒定。这也是优选的：弯曲率δ/λ从0(波纹的波峰沿一条直线)到大约1，而δ/L从0到大约0.9。
嵌板80和90最好具有从大约1/2t到大约2t范围内的厚度。嵌板80和90的优选材料选自包括陶瓷、金属以及基体中的多层高强度、高抗拉模量的纤维网以及其混合物的组群。嵌板最好通过黏合剂连接到波状产品上，连接点的间隔最好不要近于每个表面的交替波纹。
本发明具有非平面曲率的产品对于个人防护物和身体防具以及其他应用是有用的。按照人体表面进行模压是尤其有利的。
在另一个实施例中，本发明为防弹制造物品，其包括多个波状层片，其中每一个层片在基体中包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网，并且每一个所述波状层片的有效厚度与包含每个所述波状层片的所述多层的厚度尺寸之比，大约为1.2到10，并且一个层片内的波纹方向相对于另一个层片内的波纹方向旋转。平板最好连接到其中一个外波状层片上。
图7为剖面图，显示了本发明的三层防弹物品200，其由一个外嵌板70和两个波状层片形式的波状产品20、25所构成，其中邻近层片内的波纹方向彼此排列成直角。可以理解：可以使用多于三层的层片，并且波纹方向之间的角度可以是30度、45度、60度或其他适宜角度。
最好在至少面对弹道投射物或威胁的侧面上，嵌板连接到波状层片上。波状层片形式的波状产品20、25的每一个具有的如前定义的T/t比率，为大约1.2到10。对于每一个层片，T/t比率最好相同，并且在大约1.5到5的范围内。如前所定义的，每一个层片内的波峰与波峰之间的间距与多层纤维网的厚度尺寸之比L/t，为大约2到30。对于每一个层片，比率L/t最好相同，并且在大约4到20的范围内。
通常，每一个层片内的波纹在x-y平面内弯曲，在y方向上具有周期λ，而在x方向上具有幅度δ。最好λ和δ在整个产品中恒定。这也是优选的：弯曲率δ/λ从0(波纹的波峰沿一条直线)到大约1，而δ/L从0到大约0.9。
嵌板最好具有从大约1/2t到大约2t范围内的厚度tp。这是优选的：嵌板的材料选自包括陶瓷、金属以及基体中的多层高强度、高抗拉模量的纤维网的组群。嵌板最好通过黏合剂连接，连接到邻近波状元件的点的间隔不近于交替的波纹。
在以上实施例的每一个中，这是优选的：纤维网层由片状纤维的排列构成，其中纤维沿共同纤维方向彼此充分平行对齐。这也是优选的：选定层内的纤维对齐方向相对于另一层内的纤维对齐而旋转。这是最优选的：给定层内的纤维旋转到垂直于邻近层内的纤维。
在以上实施例的每一个中，这是优选的：大多数层由以下纤维构成，该纤维具有至少大约17g/d的抗断强度、至少大约300g/d的弹性模量(抗拉模量)以及至少大约20J/g的断裂能，这些是在10英寸(25.4厘米)规格长度和100％/min的应变率下通过ASTM D2256测量的。这是更优选的：大多数层由以下纤维构成，该纤维具有至少大约30g/d的抗断强度、至少大约800g/d的弹性模量以及至少大约40J/g的断裂能。
这是优选的：纤维选自由聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维和聚吲哚纤维构成的组群。这是更优选的：纤维选自由聚乙烯纤维、聚(p-亚苯基对苯二酸氨基化合物)纤维以及聚(p-亚苯基-2，6-苯二恶唑)纤维构成的组。
根据其最终应用来选择以上每一个实施例中的基体树脂。如果在最终应用中，防弹物品支撑结构载荷，那么基体树脂最好为硬树脂，用ASTM D638测量时，其具有至少大约300,000psi(2.1GPa)的抗拉模量。否则，这是优选的：基体树脂为弹性体材料，用ASTM D638测量时，其具有小于大约6,000psi(41MPa)的抗拉模量。
实例
比较实例1
在116℃的温度、500psi(3.44MPa)的压力下，将三十七层SPECTRA
Figure G2004800218650D00071
PCR材料模压入33cm×33cm×5.5mm的平板内10分钟。嵌板的面密度(AD)为1.00l b/ft2(4.89kg/m2)。
SPECTRAPCR是Honeywell国际有限公司的一个产品，其包括以0°/90°交叉的两层不定向的高强度、高模量的聚乙烯纤维，具有重量百分比为20％的热塑性弹性树脂基体。
Figure G2004800218650D00083
聚乙烯纤维具有30g/d的抗断强度、850g/d的抗拉模量以及45g/d的断裂能。
通过1987年1月22日的MIL-STD 662E的方法、利用.22口径、17格令(1格令＝0.065克)的碎片模拟弹(FSP)以及9毫米、124格令的全金属外壳(FMJ)子弹，对平板进行弹道测试，以确定相应于V50的速率以及特定能量吸收。V50速率是这样的一个速率：在该速率下，投射物穿透嵌板的可能性有50％。特定能量吸收(SEAT)是由嵌板所吸收的动能除以嵌板的面密度。SEAT是弹道防护重量效率的指标。在以下的表I和II中显示了嵌板的V50速率以及SEAT。
实例1-3
由三十七层SPECTRAPCR材料制备了5.5毫米厚的平板，如比较实例1所描述的。平板的面密度为1.00lb/ft2(4.89kg/m2)。
在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，通过在匹配钢模之间挤压10分钟，将平板重新模压成波状嵌板。上下模具的每一个包括并行排列的钢筒，这些钢筒焊接到钢底板上。图8中显示了下半模300。
在实例1中，钢筒直径为0.50英寸(12.7毫米)，产生波峰间距为0.50英寸(12.7毫米)的波纹。在实例2中，钢筒直径为1.0英寸(25.4毫米)，产生波峰间距为1.0英寸(25.4毫米)的波纹。在实例3中，钢筒直径为2.0英寸(50.8毫米)，产生波峰间距为2.0英寸(50.8毫米)的波纹。波状嵌板的有效厚度和构成嵌板的三十七层SPECTRAPCR材料的5.5毫米厚度之间的T/t比率，显示在表I中。
通过1987年1月22日的MIL-STD 662E的方法、利用.22口径、17格令的FSP以及9毫米、124格令的FMJ子弹，对波状嵌板进行了弹道测试。通过用投射物击中波纹的波峰、波谷或大约波峰与波谷之间的中间位置的斜面区域，来测试嵌板。同时在以下表I和II中显示了V50速率、特定能量吸收(SEAT)以及SEAT相对于比较实例1的平板所增加的百分比。
表I
用.22口径、17格令的FSP进行的弹道测试
  实例或比较实例   波纹间距，英寸   T/t   AD，lb/ft<sup>2</sup>   击中位置   V50，Ft/sec   SEAT，J-m<sup>2</sup>/kg   SEAT增加百分比
  比较实例1   平板   1.00   1.00   平板   1705   30.4
  1   0.5   1.25   1.02   波峰   1786   32.7   8
  1   0.5   1.25   1.02   波谷   1826   34.2   13
  2   1.0   1.82   1.03   波峰   1911   37.1   23
  2   1.0   1.82   1.03   斜面   1925   37.7   25
  2   1.0   1.82   1.03   波谷   1722   30.1   0
  3   2.0   2.49   1.04   波峰   1928   37.5   24
  3   2.0   2.49   1.04   斜面   1949   38.3   27
  3   2.0   2.49   1.04   波谷   1750   30.9   2
表II
用9毫米、124格令的FMJ子弹进行的弹道测试
  实例或比较实例   波纹间距，英寸   T/t   AD，lb/ft<sup>2</sup>   击中位置   V50，Ft/sec   SEAT，J-m<sup>2</sup>/kg   SEAT增加百分比
  比较实例1   平   1.00   1.00   平   1673   212
  1   0.5   1.25   1.02   波峰   1814   249   17
  1   0.5   1.25   1.02   波谷   1847   258   22
  2   1.0   1.82   1.03   波峰   1937   283   33
  2   1.0   1.82   1.03   波谷   1867   263   24
  3   2.0   2.49   1.04   波峰   1960   290   37
可以看出：本发明的波状产品比起平板来，可以抵挡更高速率的投射物，并具有更大的重量效率。同时可以看出：当波状嵌板的T/t比率增加时，对于在波纹的波峰或斜面上的投射物射击，弹道效用的重量效率也增加。此外，当投射物击中波纹的波峰或斜面而不是波谷时，波状产品通常更具有防弹性。
虽然为什么本发明的波状产品优于平板并不遵循特殊理论，可以认为这是由于波状嵌板中的额外能量吸收机理而导致的。当投射物击中波纹时，在碰撞区域引起压缩波。比起平板来，在投射物冲击下，认为波纹能更好地弯曲和变平，因此延迟和减少了其中高强度纤维的最终拉伸断裂所需吸收的能量。当在波峰或斜面而不是波谷发生撞击时，波纹更柔顺。
实例4
如下制备了图5中所说明的本发明的复合产品。从18层SPECTRAPCR材料中模压出两个2.7毫米厚的平板，如在比较实例1中所描述的。2.7毫米厚的平板具有0.49lb/ft2(2.39kg/m2)的面密度。
在116℃的温度、500psi(3.45MPa)的压力下，通过在如图1所示的波状棍子之间通过，平板中的一个制成波状嵌板。波状嵌板具有2.0英寸(50.8毫米)的波峰间间距L、1英寸(25.4毫米)的弯曲幅度δ、4英寸(102毫米)的弯曲周期λ、9.2毫米的有效厚度T、3.3的T/t比率以及0.53lb/ft2的面密度。通过施加到波纹的波峰上的黏合剂，另一个2.7毫米厚的平板连接到波状嵌板的一个面上。本发明的最终复合产品由连接到波状嵌板的平面板组成，并且具有11.9毫米的总厚度以及1.02l b/ft2的面密度。
由三十八层SPECTRA
Figure G2004800218650D00102
PCR材料制成另一个平板。此嵌板厚度为5.6毫米，并且具有1.03lb/ft2的面密度。
通过1987年1月22日的MIL-STD 662E的方法、利用9毫米口径、124格令的FMJ子弹，对本发明的复合产品以及5.6毫米的平板均进行了弹道测试。投射物指向本发明复合产品的平板面，如在图5中所说明的。
可以认为：无论本发明复合产品上的哪个冲击点，本发明复合产品的V50速率和特定能量吸收将优于具有基本相同面密度的平板。
实例5
制备如图5中所示的具有一个平面板的本发明复合产品，如在实例4中所描述的，除了平板仅在嵌板边缘的波纹的波峰上连接到波状嵌板上。内部的波纹没有粘合。
在相同投射物冲击下，认为本发明的此复合产品比实例4中所描述的本发明复合产品具有更高的V50和SEAT值。
实例6
如下制备如图6所示的具有圆柱非平面曲率的本发明复合产品。通过在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，在匹配的圆柱钢模之间挤压10分钟，两个具有柱面曲率的非波状嵌板各自由12层SPECTRAPCR材料模压而成。通过在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，在匹配的圆柱波状钢模之间挤压10分钟，具有柱面曲率的第三个波状嵌板由12层SPECTRA
Figure G2004800218650D00112
PCR材料制备而成。波状嵌板具有2.0的T/t比率。通过施加到波纹波峰的黏合剂，两个非波状圆柱嵌板连接到波状圆柱嵌板的每一个面上。最终的防弹物品具有5.4毫米的厚度以及0.98lfs/ft2(4.78Kg/m2)的面密度。
可以认为：本发明的复合产品的V50速率以及特定能量吸收优于由相同材料制成的具有基本相同面密度的平板。
实例7
如下通过使用匹配模压，来制备本发明具有复杂曲率的复合产品。
加工第一组模具，其具有与女性前表面的形态吻合的表面。加工第二组模具，其具有与女性前表面的形态吻合的表面，但具有交替加工成匹配模具表面的垂直延伸的凸纹和波谷。
通过在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，在第一组匹配模具之间挤压10分钟，两个具有复杂曲率的嵌板各自由12层SPECTRAPCR材料模压而成。通过在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，在第二组匹配模具之间挤压10分钟，具有相应复杂曲率的第三个波状嵌板由12层SPECTRAPCR材料制备而成。波状嵌板具有2.5的T/t比率。通过施加到波纹波峰上的黏合剂，两个非波状嵌板连接到波状嵌板的每一个面上。最终的防弹物品具有5.4毫米的厚度和0.98lbs/ft2(4.78Kg/m2)的面密度。
可以认为：本发明复合产品的V50速率以及特定能量吸收优于由相同材料制成的具有基本相同面密度的平板。
实例8
以下制备如图7中所示的本发明的复合产品。三个1.8毫米厚的平板由12层SPECTRA
Figure G2004800218650D00122
PCR材料模压而成，如在比较实例1中所描述的。这三个1.8毫米厚的平板的每一个具有0.32lb/ft2(1.61kg/m2)的面密度。
两个平板通过再次模压而制成两个波状嵌板，如在实例3中所描述的。波状嵌板具有2.0英寸(50.8毫米)的波峰间距、8.4毫米的有效厚度、4.65的T/t比率以及0.36lb/ft2(1.76kg/m2)的面密度。
如在图7中所示的，旋转其中一个波状嵌板，并且将其放置于另一个嵌板之上，使得一个嵌板内的波纹方向与另一个嵌板内的波纹方向呈直角。波状嵌板通过施加在其接触点上的黏合剂彼此连接。
通过施加在交替波纹的波峰上的黏合剂，第三个1.8毫米的平板连接到其中一个波状嵌板的表面上。
如图7中所示，本发明最终的复合产品由一个表面嵌板和两个波纹方向彼此呈直角的波状嵌板构成。此复合产品的总厚度为18.6毫米，并且具有1.04lb/ft2(5.08kg/m2)的面密度。
另一个嵌板由三十八层SPECTRAPCR材料制成。此嵌板厚度为5.6毫米并且具有1.03lb/ft2的面密度。
通过1987年1月22日的MIL-STD 662E的方法、利用9毫米口径、124格令的FMJ子弹，对本发明的复合产品以及5.6毫米的平板均进行了弹道测试。投射物指向本发明复合产品的平板面。
可以认为：无论本发明复合产品上的哪个冲击点，本发明复合产品的V50速率和特定能量吸收将优于具有基本相同面密度的平板。
实例9
用20％重量百分比的KRATON D1107聚(苯乙烯-橡胶基质-苯乙烯)triblock热塑性弹性体浸染49纤维(E.I DuPont式样120)。
Figure G2004800218650D00132
纤维为每厘米具有13×13经线和fill yarns的平织物。
Figure G2004800218650D00133
49(聚(p-亚苯基对苯二酸氨))纱线具有28g/d的抗断强度以及976g/d的抗拉模量。
在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，五十层浸渍织物在10分钟的期间内模压成两个33厘米×33厘米×5.5毫米尺寸的平板。嵌板的面密度(AD)为0.75lb/ft2(3.67kg/m2)。
在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，其中一个平板在10分钟的期间内再次模压成波状嵌板，如实例3中所述。钢筒直径为2.0英寸(50.8毫米)。这形成具有波峰间距为2.0英寸(50.8毫米)的波纹。波状嵌板的有效厚度和构成嵌板的浸渍过的50层
Figure G2004800218650D00134
49织物的5.5毫米厚度之间的T/t比率为2.49。
通过1987年1月22日的MIL-STD 662E的方法、利用9毫米口径、124格令的FMJ子弹，对本发明的复合产品以及第二个5.5毫米的平板均进行了弹道测试。
可以认为：无论本发明复合产品上的哪个冲击点，本发明复合产品的V50速率和特定能量吸收将优于具有基本相同面密度的平板。
实例10
用20％重量百分比的KRATON D1107聚(苯乙烯-橡胶基质-苯乙烯)triblock热塑性弹性体浸染
Figure G2004800218650D00135
织物(Hexcel-Schwebel式样530)内。
Figure G2004800218650D00136
织物为每厘米具有13×13经线和fill yarns的平织物。(聚(p-亚苯基-2，6-benzobisoxazole))纱线具有42g/d的抗断强度以及1325g/d的抗拉模量。
在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，二十七层浸渍织物在10分钟的期间内模压成两个33厘米×33厘米×5.5毫米尺寸的平板。嵌板的面密度(AD)为0.901b/ft2(4.41kg/m2)。
在116℃的温度和500psi(3.44MPa)的压力下，其中一个平板在10分钟的期间内再次模压成波状嵌板，如实例3中所述。钢筒直径为2.0英寸(50.8毫米)。这形成具有波峰间距为2.0英寸(50.8毫米)的波纹。波状嵌板的有效厚度和构成嵌板的浸渍过的27层
Figure G2004800218650D00138
织物的5.5毫米厚度之间的T/t比率为2.49。
通过1987年1月22日的MIL-STD 662E的方法、利用9毫米口径、124格令的FMJ子弹，对本发明的复合产品以及第二个5.5毫米的平板均进行了弹道测试。
可以认为：无论本发明复合产品上的哪个冲击点，本发明复合产品的V50速率和特定能量吸收将优于具有基本相同面密度的平板。
虽然相当详细地描述了本发明，应当理解：不需要严格坚持这些细节，本领域的技术人员可提出其他改动和变动，这些都在后附的权利要求书所规定的本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种防弹制造物品，具有多个波纹，并在基体中包含多层高强度、高抗拉模量的纤维网，其特征在于：防弹物品的有效厚度(T)与所述多层纤维网的厚度尺寸(t)之比，为1.5到10。
2.权利要求1中所述的防弹物品，其特征在于：所述波纹为交替形成的垂直延伸的凸纹和波谷，并且在横向具有平滑弯曲的波形。
3.权利要求1中所述的防弹物品，其特征在于：所述波纹为交替形成的垂直延伸的凸纹和波谷，并且在横向基本处于一直线上。
4.权利要求1中所述的防弹物品，其特征在于：所述波纹相对于中心面为凹窝和凸起。
5.权利要求1中所述的防弹物品，其特征在于：所述波纹的波峰间距(L)与所述多层纤维网的厚度尺寸(t)之比，为2到30。
6.权利要求1中所述的防弹物品，其特征在于：所述层中的每一个由片状纤维的排列构成，其中所述纤维沿共同纤维方向彼此平行对齐。
7.权利要求5中所述的防弹物品，其特征在于：所述层具有一种排列，其中选定层内的纤维对齐方向相对于另一层内的纤维对齐方向而旋转。
8.权利要求1中所述的防弹物品，其特征在于：所述防弹物品具有离面曲率。
9.权利要求6中所述的防弹物品，其特征在于：所述纤维选自由聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维和聚吲哚纤维构成的组。
10.权利要求6中所述的防弹物品，其特征在于：所述纤维选自由聚乙烯纤维、聚(p-亚苯基对苯二酸氨基化合物)纤维以及聚(p-亚苯基-2，6-苯二恶唑)纤维构成的组。
11.一种防弹制造物品，其包括：
a)具有多个波纹的元件、正面和背面，所述波状元件在基体中包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网，其中所述波状元件的有效厚度与所述多层纤维网的厚度尺寸之比为1.2到10；及
b)固定在所述波状元件的所述面中的至少一个上的嵌板。
12.权利要求11中所述的防弹物品，其特征在于：所述波状元件的有效厚度与所述多层纤维网的厚度尺寸之比，为1.5到10。
13.权利要求11中所述的防弹物品，其特征在于：所述高抗拉模量的纤维网包括选自由聚乙烯纤维、聚(p-亚苯基对苯二酸氨基化合物)纤维以及聚(p-亚苯基-2，6-苯二恶唑)纤维构成的组的纤维。
14.权利要求11中所述的防弹物品，其特征在于：所述嵌板连接到所述波形元件上，连接点间隔不近于每个表面的交替波纹。
15.权利要求11中所述的防弹物品，其特征在于：嵌板选自由陶瓷、金属以及基体中的多层高强度、高抗拉模量的纤维网构成的组。
16.一种防弹制造物品，其包括正面、背面和多个层片，每一个所述层片具有多个波纹并在基体中包括多层高强度、高抗拉模量的纤维网，
其特征在于：每一个所述波状层片的有效厚度与包含此层片的多层的厚度尺寸之比为1.2到10，并且一个层片内的波纹方向相对于另一个层片内的波纹方向旋转。
17.权利要求16中所述的防弹物品，还包括形成所述防弹物品的面中的至少一个的嵌板。
18.权利要求16中所述的防弹物品，其特征在于：防弹物品具有离面曲率。
19.权利要求18中所述的防弹物品，其特征在于：防弹物品与人体表面形状相吻合。
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