JP2000303232A - 軽量防護衣料 - Google Patents
軽量防護衣料Info
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- JP2000303232A JP2000303232A JP11118585A JP11858599A JP2000303232A JP 2000303232 A JP2000303232 A JP 2000303232A JP 11118585 A JP11118585 A JP 11118585A JP 11858599 A JP11858599 A JP 11858599A JP 2000303232 A JP2000303232 A JP 2000303232A
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- Japan
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- woven fabric
- fabrics
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- multiaxial
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Abstract
(57)【要約】
【課題】衝撃によって発生する変形を2軸織物と多軸織
物を複合することで低下させると共に防護性能の向上も
達成し得る軽量防護衣料の提供。 【解決手段】引張強度が27cN/dtex以上、引張
弾性率が900cN/dtex以上の高強度高弾性率繊
維からなる織物を主たる防護素材として積層した防護衣
料であって、該織物が2軸織物と3軸以上の多軸織物が
積層された軽量防護衣料。
物を複合することで低下させると共に防護性能の向上も
達成し得る軽量防護衣料の提供。 【解決手段】引張強度が27cN/dtex以上、引張
弾性率が900cN/dtex以上の高強度高弾性率繊
維からなる織物を主たる防護素材として積層した防護衣
料であって、該織物が2軸織物と3軸以上の多軸織物が
積層された軽量防護衣料。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高強度繊維からなる
防護材と衝撃緩衝材を用いた防弾チョッキや防刃チョッ
キなどの防護衣料に関するものである。
防護材と衝撃緩衝材を用いた防弾チョッキや防刃チョッ
キなどの防護衣料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】防弾チョッキや防刃チョッキなどの防護
衣料は高強度繊維の開発により高性能化が進行し、従来
に比べ大幅な軽量化が達成できている。この軽量化に伴
ってこれら防護衣料の厚みは薄くなり非常に着用感の良
い防護衣料が提供されている。しかしながら、この軽量
肉薄化によって銃弾あるいは刃物の貫入を受けた際に人
体に伝えられる衝撃変形が大きくなるという問題が新た
に発生している。
衣料は高強度繊維の開発により高性能化が進行し、従来
に比べ大幅な軽量化が達成できている。この軽量化に伴
ってこれら防護衣料の厚みは薄くなり非常に着用感の良
い防護衣料が提供されている。しかしながら、この軽量
肉薄化によって銃弾あるいは刃物の貫入を受けた際に人
体に伝えられる衝撃変形が大きくなるという問題が新た
に発生している。
【0003】一般に防弾衣料には平織物、綾織物、繻子
織物などの2軸織物が使用される。2軸織物には組織を
構成するためにクリンプと呼ばれる糸状の厚み方向の蛇
行が発生する。このクリンプの大小は糸状の繊度、撚
り、織物の組織、密度などに影響されるが一般的には繊
度が大きい、撚りが強い、平織物のように組織が詰って
いる、密度が大きい織物がクリンプの程度が大きくなる
傾向にある。このクリンプは衝撃が加わった際、変形の
初期段階にまず伸されることになる。したがって、クリ
ンプの大小に応じて衝撃の伝達される領域も変化し、ク
リンプが大きい織物程衝撃の伝達される領域は狭くな
り、厚み方向に大きな変形が発生する。この厚み方向の
変形は織物の目を拡げる変形でもある。このことは実際
の防弾チョッキで織物を何層も重ね合せて用いた場合に
弾の貫通する行程の織物の目を開いた後に弾がその織物
に衝突することになり、事実上、当初の断面積当りにあ
る繊維の本数よりも少ない本数しか防弾に機能しなくな
るという問題がある。
織物などの2軸織物が使用される。2軸織物には組織を
構成するためにクリンプと呼ばれる糸状の厚み方向の蛇
行が発生する。このクリンプの大小は糸状の繊度、撚
り、織物の組織、密度などに影響されるが一般的には繊
度が大きい、撚りが強い、平織物のように組織が詰って
いる、密度が大きい織物がクリンプの程度が大きくなる
傾向にある。このクリンプは衝撃が加わった際、変形の
初期段階にまず伸されることになる。したがって、クリ
ンプの大小に応じて衝撃の伝達される領域も変化し、ク
リンプが大きい織物程衝撃の伝達される領域は狭くな
り、厚み方向に大きな変形が発生する。この厚み方向の
変形は織物の目を拡げる変形でもある。このことは実際
の防弾チョッキで織物を何層も重ね合せて用いた場合に
弾の貫通する行程の織物の目を開いた後に弾がその織物
に衝突することになり、事実上、当初の断面積当りにあ
る繊維の本数よりも少ない本数しか防弾に機能しなくな
るという問題がある。
【0004】逆にクリンプを小さくするとこの厚み方向
の変形は抑止されるため防弾性能は向上する。しかしな
がらクリンプを小さくためには使用する繊維の繊度を小
さくする、撚をかけない、繻子織物のように組織に空隙
をもたせる、或いは密度を下げるなどの織物設計によっ
て可能となるがそれぞれに問題点が生じる。たとえば繊
度を下げると必然的に密度を上げる必要があり、織物の
加工コストが大幅に上がる。また、組織に空隙を設け
る、或いは密度を下げることにより織物の組織の拘束力
が小さくなり目ズレし易くなるため、この場合も防弾に
機能する繊維が少なり、良好な防弾性能が得られなくな
る。これらの問題は従来からあるアラミド繊維などでは
肉厚のため変形を自身で吸収できるため重要ではなかっ
たが、繊維の高強度化が進み、防護衣料の軽量肉薄化が
進行したことによって顕在化してきた。
の変形は抑止されるため防弾性能は向上する。しかしな
がらクリンプを小さくためには使用する繊維の繊度を小
さくする、撚をかけない、繻子織物のように組織に空隙
をもたせる、或いは密度を下げるなどの織物設計によっ
て可能となるがそれぞれに問題点が生じる。たとえば繊
度を下げると必然的に密度を上げる必要があり、織物の
加工コストが大幅に上がる。また、組織に空隙を設け
る、或いは密度を下げることにより織物の組織の拘束力
が小さくなり目ズレし易くなるため、この場合も防弾に
機能する繊維が少なり、良好な防弾性能が得られなくな
る。これらの問題は従来からあるアラミド繊維などでは
肉厚のため変形を自身で吸収できるため重要ではなかっ
たが、繊維の高強度化が進み、防護衣料の軽量肉薄化が
進行したことによって顕在化してきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は防護衣料の軽
量肉薄化によって発生した衝撃変形問題を解決した軽量
防護衣料を提案するものである。
量肉薄化によって発生した衝撃変形問題を解決した軽量
防護衣料を提案するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は引張強度が27
cN/dtex以上、引張弾性率が900cN/dte
x以上の高強度高弾性率繊維からなる織物を主たる防護
素材として積層した防護衣料であって、該織物が2軸織
物と3軸以上の多軸織物が積層されていることを特徴と
する軽量防護衣料に係るものである。
cN/dtex以上、引張弾性率が900cN/dte
x以上の高強度高弾性率繊維からなる織物を主たる防護
素材として積層した防護衣料であって、該織物が2軸織
物と3軸以上の多軸織物が積層されていることを特徴と
する軽量防護衣料に係るものである。
【0007】本発明において27cN/dtex以上、
引張弾性率が900cN/dtex以上の高強度高弾性
率繊維を使用することが重要である。強度が27cN/
dtexより小さい場合は素材自体が持つ防護性が低い
ため軽量肉薄化することができず、肉厚の防護衣料とな
るため本発明で問題としている変形が発生しない。一
方、引張弾性率が900cN/dtexより小さい場合
は衝撃が十分に伝達されないため局所的な繊維破断を引
き起すため本発明の効果が十分発揮されない。本発明で
使用される高強度高弾性率繊維としては強度弾性率が本
発明で規定する性能を満足するものであればどのような
繊維を用いても良いが好ましくは、ポリベンズアゾール
繊維、高強度ポリエチレン繊維を使用すると弾性率と強
度のバランスが良好であり本発明の目的を達成が容易と
なる。
引張弾性率が900cN/dtex以上の高強度高弾性
率繊維を使用することが重要である。強度が27cN/
dtexより小さい場合は素材自体が持つ防護性が低い
ため軽量肉薄化することができず、肉厚の防護衣料とな
るため本発明で問題としている変形が発生しない。一
方、引張弾性率が900cN/dtexより小さい場合
は衝撃が十分に伝達されないため局所的な繊維破断を引
き起すため本発明の効果が十分発揮されない。本発明で
使用される高強度高弾性率繊維としては強度弾性率が本
発明で規定する性能を満足するものであればどのような
繊維を用いても良いが好ましくは、ポリベンズアゾール
繊維、高強度ポリエチレン繊維を使用すると弾性率と強
度のバランスが良好であり本発明の目的を達成が容易と
なる。
【0008】本発明で使用される2軸織物はカバーファ
クターが0.52以上より好ましくは0.58以上であ
ると織物自体の目ズレ性が低いため本発明の効果が現れ
やすい。さらに、本発明で使用する2軸織物の織組織は
平織物、綾織物、繻子織物などいずれの形態を用いても
良いが、好ましくは織物自体の目ズレ性が低い平織物を
使用すると多軸織物と組合わせた効果が非常に良く現れ
る。ここで使用するカバーファクターとは織物の目空き
の状態を数値化する指標で次式で計算される。たとえ
ば、平織物の場合、実現可能な上限値は0.68程度と
なる。 繊維のカバーファクター:C C=22.9×√Qρ 経糸のカバーファクター:Kw Kw=Nw×√(LDw)/(Cw×√5905) 緯糸のカバーファクター:Kf Kw=Nw×√(LDf)/(Cf×√5905) 織物のカバーファクター:Kc Kc=(Kw+Kf)−Kw×Kf ρ:繊維の比重 LD:繊維の繊度(dtex)、N:織密度(本/イン
チ) 添字w:経糸、添字f:緯糸
クターが0.52以上より好ましくは0.58以上であ
ると織物自体の目ズレ性が低いため本発明の効果が現れ
やすい。さらに、本発明で使用する2軸織物の織組織は
平織物、綾織物、繻子織物などいずれの形態を用いても
良いが、好ましくは織物自体の目ズレ性が低い平織物を
使用すると多軸織物と組合わせた効果が非常に良く現れ
る。ここで使用するカバーファクターとは織物の目空き
の状態を数値化する指標で次式で計算される。たとえ
ば、平織物の場合、実現可能な上限値は0.68程度と
なる。 繊維のカバーファクター:C C=22.9×√Qρ 経糸のカバーファクター:Kw Kw=Nw×√(LDw)/(Cw×√5905) 緯糸のカバーファクター:Kf Kw=Nw×√(LDf)/(Cf×√5905) 織物のカバーファクター:Kc Kc=(Kw+Kf)−Kw×Kf ρ:繊維の比重 LD:繊維の繊度(dtex)、N:織密度(本/イン
チ) 添字w:経糸、添字f:緯糸
【0009】本発明で用いる多軸織物としては3軸織
物、4軸織物が選択される。多軸織物は元来目ズレし難
く、クリンプも小さい特徴があるが、一方で構造的に織
目が空いた部分があり、素抜けが発生し易い欠点もあ
る。さらに、加工が特殊なため加工費用が高いという問
題もある。したがって本発明では2軸織物と3軸以上の
多軸織物を組合わせて使用し、平面多軸織物が全体の積
層重量の10%以上、より好ましくは15%以上積層さ
れていることが重要である。10%以下の場合は十分な
織物の変形抑止効果を発揮することができず本発明の目
的を達成できない。本発明では多軸織物が変形を抑止す
る役割を担っており、2軸織物より身体側に積層されて
いることが重要である。2軸織物の背後に多軸織物が積
層された構成の方が変形抑止に有効に機能する。
物、4軸織物が選択される。多軸織物は元来目ズレし難
く、クリンプも小さい特徴があるが、一方で構造的に織
目が空いた部分があり、素抜けが発生し易い欠点もあ
る。さらに、加工が特殊なため加工費用が高いという問
題もある。したがって本発明では2軸織物と3軸以上の
多軸織物を組合わせて使用し、平面多軸織物が全体の積
層重量の10%以上、より好ましくは15%以上積層さ
れていることが重要である。10%以下の場合は十分な
織物の変形抑止効果を発揮することができず本発明の目
的を達成できない。本発明では多軸織物が変形を抑止す
る役割を担っており、2軸織物より身体側に積層されて
いることが重要である。2軸織物の背後に多軸織物が積
層された構成の方が変形抑止に有効に機能する。
【0010】さらに、本発明では2軸織物と多軸織物が
互いに一体に縫製されたものを一単位として2組以上の
複数層積層することもできる。織物を積層する場合は必
然的に織物と織物の間に空隙が残るため2軸織物と多軸
織物をそれぞれ一層とするよりも何層にも分れた構造に
した方が変形抑止効果を高くすることができる。
互いに一体に縫製されたものを一単位として2組以上の
複数層積層することもできる。織物を積層する場合は必
然的に織物と織物の間に空隙が残るため2軸織物と多軸
織物をそれぞれ一層とするよりも何層にも分れた構造に
した方が変形抑止効果を高くすることができる。
【0011】本発明により防護衣料の軽量肉薄化によっ
て発生した衝撃変形問題を2軸織物と多軸織物を複合す
ることで衝撃変形を低下させるだけでなく防護性能も向
上した軽量防護衣料を提供することが可能である。
て発生した衝撃変形問題を2軸織物と多軸織物を複合す
ることで衝撃変形を低下させるだけでなく防護性能も向
上した軽量防護衣料を提供することが可能である。
【0012】
【実施例】以下に実施例をあげて、本発明を具体的に説
明する。まず、試験方法を以下に説明する。防弾性能の
評価は、たてよこ30cmに切断した布帛を目的の積層
目付になるように積層、四隅を合わせて止め縫いし試験
試料を作成した。また、複数組積層する場合は周囲をオ
ーバーロック縫いを施した後、同様に四隅を合わせて止
め縫いし試験試料を作成した。防弾性能試験は試験弾に
MIL−P−46593A記載の22口径の模擬破片弾
を用いて、MIL−STD662Eにしたがって、VP
50BLを測定した。VP50BLとはその素材に対し
て衝突体が貫通する確率が50%と推定される衝突体の
速度を統計的に算出したものである。また、変形量の評
価は以下の方法で実施した。防護性能評価と同様の手順
で試験試料を作成し、市販の模型用粘土(Roma P
lastilina No.1)の前面に密着させて置
き、MIL−P−46593A記載の22口径の模擬破
片弾を400m/秒の速度で衝突させた際に粘土に残っ
たくぼみの深さを測定し変形量とした。評価試料は表1
に示す繊維を用いて表2、表3の規格の織物を作成し
た。こうして得られた2軸織物と3軸織物を組合わせ
て、前記評価方法に従って性能試験を実施した。組合わ
せ及び性能評価結果を表4に示す。
明する。まず、試験方法を以下に説明する。防弾性能の
評価は、たてよこ30cmに切断した布帛を目的の積層
目付になるように積層、四隅を合わせて止め縫いし試験
試料を作成した。また、複数組積層する場合は周囲をオ
ーバーロック縫いを施した後、同様に四隅を合わせて止
め縫いし試験試料を作成した。防弾性能試験は試験弾に
MIL−P−46593A記載の22口径の模擬破片弾
を用いて、MIL−STD662Eにしたがって、VP
50BLを測定した。VP50BLとはその素材に対し
て衝突体が貫通する確率が50%と推定される衝突体の
速度を統計的に算出したものである。また、変形量の評
価は以下の方法で実施した。防護性能評価と同様の手順
で試験試料を作成し、市販の模型用粘土(Roma P
lastilina No.1)の前面に密着させて置
き、MIL−P−46593A記載の22口径の模擬破
片弾を400m/秒の速度で衝突させた際に粘土に残っ
たくぼみの深さを測定し変形量とした。評価試料は表1
に示す繊維を用いて表2、表3の規格の織物を作成し
た。こうして得られた2軸織物と3軸織物を組合わせ
て、前記評価方法に従って性能試験を実施した。組合わ
せ及び性能評価結果を表4に示す。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】
【表4】
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明により衝撃によっ
て発生する変形を2軸織物と多軸織物を複合することで
低下させるだけでなく、防護性能の向上も達成すること
が可能となった。この結果、軽量防護衣料を提供するこ
とができ人命の保護に大いに貢献できる。
て発生する変形を2軸織物と多軸織物を複合することで
低下させるだけでなく、防護性能の向上も達成すること
が可能となった。この結果、軽量防護衣料を提供するこ
とができ人命の保護に大いに貢献できる。
【図1】 本発明で使用した3軸織物の略図
【図2】 本発明で使用した4軸織物の略図
【図3】 本発明の積層の1例
1:2軸織物、2:多軸織物
Claims (5)
- 【請求項1】引張強度が27cN/dtex以上、引張
弾性率が900cN/dtex以上の高強度高弾性率繊
維からなる織物を主たる防護素材として積層した防護衣
料であって、該織物が2軸織物と3軸以上の多軸織物が
積層されていることを特徴とする軽量防護衣料。 - 【請求項2】多軸織物が全体の積層数の10%以上積層
されていることを特徴とする請求項1記載の軽量防護衣
料。 - 【請求項3】2軸織物がカバーファクター0.55以上
の平織物であることを特徴とする請求項1記載の軽量防
護衣料。 - 【請求項4】多軸織物が2軸織物より身体側に積層され
ていることを特徴とする請求項1記載の軽量防護衣料。 - 【請求項5】2軸織物と多軸織物が互いに一体に縫製か
つ複数組積層されていることを特徴とする請求項1記載
の軽量防護衣料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11118585A JP2000303232A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 軽量防護衣料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11118585A JP2000303232A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 軽量防護衣料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000303232A true JP2000303232A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14740239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11118585A Withdrawn JP2000303232A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 軽量防護衣料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000303232A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007298220A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Toyobo Co Ltd | 防弾チョッキ |
JP2010230239A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fukushima Prefecture | 防刃用衣料素材 |
JP2011508829A (ja) * | 2007-12-28 | 2011-03-17 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 高速衝撃性能が向上した布帛構築体 |
JP2011523684A (ja) * | 2008-05-26 | 2011-08-18 | テイジン・アラミド・ゲーエムベーハー | 貫通防害性製品 |
JP2014535008A (ja) * | 2011-10-07 | 2014-12-25 | マッツサイテクノ ライセンシング カンパニー | 衝撃消散織布 |
-
1999
- 1999-04-26 JP JP11118585A patent/JP2000303232A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007298220A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Toyobo Co Ltd | 防弾チョッキ |
JP2011508829A (ja) * | 2007-12-28 | 2011-03-17 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 高速衝撃性能が向上した布帛構築体 |
JP2011523684A (ja) * | 2008-05-26 | 2011-08-18 | テイジン・アラミド・ゲーエムベーハー | 貫通防害性製品 |
JP2010230239A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fukushima Prefecture | 防刃用衣料素材 |
JP4566265B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-20 | 福島県 | 防刃用衣料素材 |
JP2014535008A (ja) * | 2011-10-07 | 2014-12-25 | マッツサイテクノ ライセンシング カンパニー | 衝撃消散織布 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060424 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080417 |