JP2004531653A - ２組の糸の線密度比の高い織物を含んでなる耐貫通性材料 - Google Patents

Abstract

本発明は、耐貫通性材料に関する。この耐貫通性材料は少なくとも１つの２重層の織物を含んでなり、
前記２重層は、第１の織物層と、第２の織物層とから成り、
前記第１の織物層は、１組目の糸と、２組目の糸とから成り、
前記１組目の糸は、３．５〜２０本／ｃｍの糸を含んでなり、少なくとも２１０ｄｔｅｘの線密度を有し、そして織物重量の少なくとも６５％を構成し、
前記２組目の糸は、０．５〜１６本／ｃｍの糸を含んでなり、そして少なくとも５０ｄｔｅｘの線密度を有し、
前記２組目の糸は、前記１組目の糸を横断しており、
前記２組目の１ｃｍ当たりの糸の本数に対する前記１組目の糸の本数／ｃｍの比は１よりも大きく、
そして、
前記第２の織物層は、１組目の糸と、２組目の糸とから成り、
前記１組目の糸は、０．５〜１６本／ｃｍの糸を含んでなり、そして少なくとも５０ｄｔｅｘの線密度を有し、
前記２組目の糸は、３．５〜２０本／ｃｍの糸を含んでなり、少なくとも２１０ｄｔｅｘの線密度を有し、そして織物重量の少なくとも６５％を構成し、
前記２組目の糸は、前記１組目の糸を横断しており、
前記１組目の１ｃｍ当たりの糸の本数に対する前記２組目の糸の本数／ｃｍの比は１よりも大きく、
前記第１の層の１組目の糸および２組目の糸は、それぞれ、前記第２の層の１組目の糸および２組目の糸と平行である、
ことを特徴とする。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、２組の糸の線密度の比が高い２重層の織物を含んで成る耐貫通性材料と、前記材料から作られる物品とに関する。
【背景技術】
【０００２】
高強度繊維から作製される防弾チョッキ、ヘルメット、車のパネル、および盾のごとき耐貫通性物品は、当該技術分野において周知である。ほとんどの場合、特に衝撃チョッキの場合、前記繊維は織物または編物の形態で用いられる。これらの織物にマトリックスをコーティングまたは含浸させることによって硬い衝撃材料を得ることもできるし、マトリックスを使用しないことによって軟らかい衝撃材料を得ることもできる。
【０００３】
防弾織物は、とりわけ、ＥＰ３１０，１９９によって知られている。前記特許に開示されている織物は、高い強度と高いモジュラスとを有する超高分子量ポリマーのフィラメントヤーンで構成されている。また、前記織物の縦糸と横糸は、異なるポリマー材料から成っている。
【０００４】
ロシア特許ＲＵ２，０９６，５４２には、防弾チョッキ用衝撃織物が開示されている。前記衝撃織物は、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）から成る縦糸と横糸とを有し、横糸の線密度に対する縦糸の線密度の比は４．１７よりも小さい。一般に、線密度が１４３〜５８８ｄｔｅｘである縦糸と、線密度が５８８〜９３０ｄｔｅｘである横糸とが開示されており、前記横糸の線密度は、前記縦糸の線密度と同等かそれ以上である。横糸の線密度に対する縦糸の線密度の比が１．５９〜４．１７である衝撃織物は、撓み特性が改善されていることが特に強く主張されている。
【０００５】
ＷＯ００／４２２４６には、耐貫通性材料が開示されている。前記耐貫通性材料は少なくとも１つの２重層の織物を含んでなり、そして前記織物は、ある角度で交差したまま積み重なっている２層の織物で構成されている。前記織物は１組目の糸と２組目の糸とで構成されており、前記１組目の糸は３．５〜２０本／ｃｍの糸を含んでなり、かつ、少なくとも４２０ｄｔｅｘの線密度を有し、前記２組目の糸は０．５〜８本／ｃｍの糸を含んでなり、かつ、少なくとも５０ｄｔｅｘの線密度を有し、前記２組目の糸は前記１組目の糸を横断しており、そして前記２組目の糸の線密度に対する前記１組目の糸の線密度の比は４．２よりも大きく、さらに好ましくは７．５よりも大きい。好ましい実施態様の場合、前記１組目の糸はｐ−アラミドヤーン製の縦糸であり、前記２組目の糸はポリエステルヤーン製の横糸であり、そして前記２組目の糸の本数／ｃｍに対する前記１組目の糸の本数／ｃｍの比は１よりも大きい。この物品は衝撃性能に優れているが、層同士を交差させて重ね合わせる必要がある。これは、製造の簡便性という点と、交差積層法に対して固有に生じうる弱点を生み出してしまうという危険性があるという点で不利なことである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
現在までに、従来技術の材料の良いところだけを残し、悪いところを省いた耐貫通性材料を形成することができることが分かっている。このため、下記耐貫通性材料が請求されている。前記耐貫通性材料は少なくとも１つの２重層の織物を含んでなり、
前記２重層は、第１の織物層と、第２の織物層とから成り、
前記第１の織物層は、１組目の糸と、２組目の糸とから成り、
前記１組目の糸は、３．５〜２０本／ｃｍの糸を含んでなり、少なくとも２１０ｄｔｅｘの線密度を有し、そして織物重量の少なくとも６５％を構成し、
前記２組目の糸は、０．５〜１６本／ｃｍの糸を含んでなり、そして少なくとも５０ｄｔｅｘの線密度を有し、
前記２組目の糸は、前記１組目の糸を横断しており、
前記２組目の糸の本数／ｃｍに対する前記１組目の糸の本数／ｃｍの比は１よりも大きく、
そして、
前記第２の織物層は、１組目の糸と、２組目の糸とから成り、
前記１組目の糸は、０．５〜１６本／ｃｍの糸を含んでなり、そして少なくとも５０ｄｔｅｘの線密度を有し、
前記２組目の糸は、３．５〜２０本／ｃｍの糸を含んでなり、少なくとも２１０ｄｔｅｘの線密度を有し、そして織物重量の少なくとも６５％を構成し、
前記２組目の糸は、前記１組目の糸を横断しており、
前記１組目の糸の本数／ｃｍに対する前記２組目の糸の本数／ｃｍの比は１よりも大きく、
前記第１の層の１組目の糸および２組目の糸は、それぞれ、前記第２の層の１組目の糸および２組目の糸と平行である、
ことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
前記耐貫通性材料は、少なくとも、前記第１の層の２組目の糸の線密度に対する１組目の糸の線密度の比および前記第２の層の１組目の糸の線密度に対する２組目の糸の線密度の比が１よりも大きいことが好ましく、４．２よりも大きいことがさらに好ましく、５．９よりも大きいことが最も好ましい。特に効果的な比は６〜６．６である。前記第１の層の１組目の糸の本数および前記第２の層の２組目の糸の本数は、３．５〜２０本／ｃｍである。４〜１５本／ｃｍであることがさらに好ましく、５〜１２本／ｃｍであることが最も好ましい。前記第１の層の２組目の糸の本数および前記第２の層の１組目の糸の本数は、０．５〜１６本／ｃｍである。０．５〜８本／ｃｍであることが好ましく、１〜６本／ｃｍであることがさらに好ましく、２〜４本／ｃｍであることが最も好ましい。各層において、少なくとも２１０ｄｔｅｘの線密度を有する糸は、その層の織物重量の少なくとも６５％を構成する。これらの糸がその層の織物重量の少なくとも７０％を構成することが好ましく、７５％を構成することがさらに好ましい。効率的な製造という理由から、前記第１の層の１組目の糸および前記第２の層の１組目の糸が縦糸であり、そして前記第１の層の２組目の糸および前記第２の層の２組目の糸が横糸であることが好ましい。前記２層の各々において、２組目の糸は１組目の糸を横断している。通常、これらの組は互いにほぼ垂直であるが、そうでなくも構わない。前記２組目の糸は、前記１組目の糸に対して９０°以外の角度で配置されていてもよい。前記２層は、交差積層すること無しに、互いに固定されている。
【０００８】
また、前記耐貫通性材料は、前記第１の層の２組目の糸（好ましくは横糸）と、前記第２の層の１組目の糸（好ましくは縦糸）とで構成される。そのヤーン組成は本発明にとって決定的に重要なことではない。しかしながら、これらの糸は高い強度と高いモジュラスとを有することが好ましい。これは、特に、これらの糸がポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドおよびアラミドヤーンから選択される場合である。前記第１の層の２組目の糸および前記第２の層の１組目の糸がポリエステルヤーンで作られていることが最も好ましい。
【０００９】
前記第１の層の１組目の糸（好ましくは縦糸）および前記第２の層の２組目の糸（好ましくは横糸）は強度もモジュラスも高く、そして、アラミド、ポリエチレンおよびポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）ヤーンからの強力な糸、より具体的にはｐ−アラミド、が選択されることが最も好ましい。最も好ましいのはポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）である。好ましい実施態様では、異なるポリマーから成る縦糸と横糸が選択される。例えば、ｐ−アラミドヤーン製の縦糸とポリエステルヤーン製の横糸とを有する織物、または、これら縦糸と横糸の材料が逆である織物が好ましいとされる。
【００１０】
所要の線密度比が満たされている限り、前記第１の層の１組目の糸の線密度および前記第２の層の２組目の糸の線密度は、少なくとも約２１０ｄｔｅｘ、好ましくは２１０〜６，７２０ｄｔｅｘ、さらに好ましくは４２０〜３，３６０ｄｔｅｘ、よりいっそう好ましくは４２０〜１，６８０ｄｔｅｘ、最も好ましくは約８４０〜１，１００ｄｔｅｘとなるように選択される。前記第１の層の２組目の糸の線密度および前記第２の層の１組目の糸の線密度は、少なくとも約５０ｄｔｅｘ、さらに好ましくは５０〜２８０ｄｔｅｘ、最も好ましくは約８０〜１４０ｄｔｅｘとなるように選択される。
【００１１】
「糸（ｔｈｒｅａｄ）」という用語は、ステープルヤーン、撚ステープルヤーン、撚フィラメントヤーン、不撚混合ヤーン、好ましくは不撚フィラメントヤーンのごときあらゆる種類の糸（スレッド）を指す。
【００１２】
好ましい実施態様では、前記２重層の２つ織物層の糸同士が、例えば、ステッチボンディングによって、または好ましくは接着材料で、互いに結合されている。前記接着材料は、例えば、仕上げとして前記糸または織物の上に付与される接着材料でもよい。また、前記接着材料は、前記２重層の２つの織物層の間に配置される接着剤層でもよい。接着材料としては、熱可塑性材料、エラストマー材料および熱硬化性材料が挙げられる。また、前記第１の層の２組目の糸および前記第２の層の１組目の糸の少なくとも１部に、加圧および／または加熱下において融解する材料を用いることによって、前記１組目の糸と、それらに対応する２組目の糸とを接合させ、前記２組目の糸と、それらに対応する１組目の糸とを接合させ、そして場合により前記２つの織物層同士も接合させることも可能である。熱可塑性材料としては、ポリエチレンおよびポリプロピレンのごときポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、またはこれら材料の混合物が挙げられる。エラストマー材料としては、クラトン（Ｋｒａｔｏｎ）、ゴム、ケイ素などが挙げられる。熱硬化性材料としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂などが挙げられる。
【００１３】
他の好ましい実施態様では、前記耐貫通性材料の外側の少なくとも１方に保護層が設けられている。前記保護層は、熱可塑性材料、熱硬化性材料、エラストマー材料、またはこれら材料の混合物でもよい。前記保護層は、過剰な磨耗による損傷から織物を保護するため、および、衝撃性能を向上させるために用いられる。
【００１４】
前記耐貫通性材料は、２つの織物層で構成される２重層を少なくとも１つ含んで成る。前記２つの織物層は、交差積層されてはいないが、任意に互いに接合されている。「織物（ｗｏｖｅｎ）」という用語は、平織、繻子織、籠織、綾織などのごときすべての種類の織り方を包含している。好ましい織物は平織である。
【００１５】
前記耐貫通性物品は、２つの織物層で構成される２重層をたった１つだけしか有していなくても構わないが、通常は複数の２重層が用いられる。２重層の好適な数は５〜１００であり、６〜３５の２重層が用いられることが最も好ましい。２重層を構成する第１の織物層の１組目の糸は、隣接する２重層を構成する第１の織物層の１組目の糸と平行でもよいし、ある角度を成していてもよい。これらの糸の組がある角度を成して互いに固定される場合、その角度は９０°であることが好ましい。
【００１６】
前記２重層は、接着剤層を用いて、または、ステッチングによって互いに固定される。そのような接着剤層は、前記接着材料に関して前述した材料で構成されていてもよく、また、その厚さは４〜３６μ、好ましくは８〜２０μである。
【００１７】
前記２重層の製造方法は当該技術分野において周知である。通常、ビームで縦糸をワーピングした後、織機で織ることによって織物が作製される。各層は、任意に含浸または積層されてもよく、カレンダ加工または積層加工に附されてもよい。ステッチング、加熱または加圧によって、少なくとも２つの織物層を接合させることができる。
【００１８】
また、本発明は、当業者に周知である方法に従って前述の織物から作製された防弾チョッキおよび装甲板のごとき物品に関する。
【実施例】
【００１９】
本発明を下記実施例を用いてさらに説明する。
【００２０】
２重層を２２層含んで成る積層物を作成した。各２重層の第１層は、縦糸としてＴｗａｒｏｎ（登録商標）を９３０ｄｔｅｘ（９．５本／ｃｍ）で用い、横糸としてポリエステル（Ｔｒｅｖｉｒａ（登録商標）７１０、ｅｘ Ｈｏｅｃｈｓｔ）を１４０ｄｔｅｘ（２本／ｃｍ）で用いることによって製造した。各２重層の第２層は、縦糸としてポリエステル（Ｔｒｅｖｉｒａ（登録商標）７１０、ｅｘ Ｈｏｅｃｈｓｔ）を１４０ｄｔｅｘ（４本／ｃｍ）で用い、横糸としてＴｗａｒｏｎ（登録商標）を９３０ｄｔｅｘ（９．５本／ｃｍ）で用いることによって製造した。前記第１層の縦糸／横糸比および前記第２層の横糸／縦糸比は６．６であった。これらの層を、厚さ１０μのポリエチレンフィルム（ＬＤＰＥ、ｅｘ ＥＫＢ）を３層用いて積層した。前記ポリエチレンフィルムは、前記２重層の両外面上と、前記２重層を構成する２つの織物層の間とに配置した。前記積層物をプレス機に設置し、温度１２０℃、圧力２５バールの条件下で２５分間プレスした。そして、プレス機のスイッチを切った。積層物の全重量は、約４，６００ｇ／ｍ²であった。
【００２１】
９ｘ１９ Ｐａｒａ Ｔｙｐｅ ＤＭ １１ Ａ１Ｂ２弾丸を用いてＶ５０値を求めた。Ｖ５０とは、全弾丸の５０％が貫通せず、残りの５０％が完全に貫通する速度である。この積層物のＶ５０は５０７ｍ／ｓであることが分かった。

Claims (14)

1. 少なくとも１つ２重層の織物を含んでなる耐貫通性材料であって、
   前記２重層は、第１の織物層と、第２の織物層とから成り、
   前記第１の織物層は、１組目の糸と、２組目の糸とから成り、
   前記１組目の糸は、３．５〜２０本／ｃｍの糸を含んでなり、少なくとも２１０ｄｔｅｘの線密度を有し、そして織物重量の少なくとも６５％を構成し、
   前記２組目の糸は、０．５〜１６本／ｃｍの糸を含んでなり、そして少なくとも５０ｄｔｅｘの線密度を有し、
   前記２組目の糸は、前記１組目の糸を横断しており、
   前記２組目の糸の本数／ｃｍに対する前記１組目の糸の本数／ｃｍの比は１よりも大きく、
   そして、
   前記第２の織物層は、１組目の糸と、２組目の糸とから成り、
   前記１組目の糸は、０．５〜１６本／ｃｍの糸を含んでなり、そして少なくとも５０ｄｔｅｘの線密度を有し、
   前記２組目の糸は、３．５〜２０本／ｃｍの糸を含んでなり、少なくとも２１０ｄｔｅｘの線密度を有し、そして織物重量の少なくとも６５％を構成し、
   前記２組目の糸は、前記１組目の糸を横断しており、
   前記１組目の糸の本数／ｃｍに対する前記２組目の糸の本数／ｃｍの比は１よりも大きく、
   前記第１の層の１組目の糸および２組目の糸は、それぞれ、前記第２の層の１組目の糸および２組目の糸と平行である、
   ことを特徴とする前記耐貫通性材料。
2. 少なくとも、前記第１の層の２組目の糸の線密度に対する１組目の糸の線密度の比、および、前記第２の層の１組目の糸の線密度に対する２組目の糸の線密度の比が、１よりも大きい、請求項１に記載の耐貫通性材料。
3. 少なくとも、前記第１の層の２組目の糸の線密度に対する１組目の糸の線密度の比、および、前記第２の層の１組目の糸の線密度に対する２組目の糸の線密度の比が、４．２よりも大きい、請求項１に記載の耐貫通性材料。
4. 少なくとも、前記第１の層の２組目の糸の線密度に対する１組目の糸の線密度の比、および、前記第２の層の１組目の糸の線密度に対する２組目の糸の線密度の比が、５．９よりも大きい、請求項１に記載の耐貫通性材料。
5. 前記第１の層の２組目の糸および前記第２の層の１組目の糸のうちの少なくとも１方が、０．５〜８本／ｃｍの糸を含んでなる、請求項１〜４のいずれかに記載の耐貫通性材料。
6. 前記２重層の両層の糸同士が、好ましくは接着材料で、互に結合されている、請求項１〜５のいずれかに記載の耐貫通性材料。
7. 前記第１の層の１組目の糸および前記第２の層の２組目の糸が、アラミド、ポリエチレンおよびポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）から選択される高強力糸からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の耐貫通性材料。
8. 前記第１の層の２組目の糸および前記第２の層の１組目の糸が、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびアラミドヤーンから選択される、請求項１〜６のいずれかに記載の耐貫通性材料。
9. 前記第１の層の１組目の糸および前記第２の層の２組目の糸がアラミド糸からなり、そして前記第１の層の２組目の糸および前記第２の層の１組目の糸がポリエステル糸からなる、請求項１〜８のいずれかに記載の耐貫通性材料。
10. 前記第１の層の１組目の糸の線密度および前記第２の層の２組目の糸の線密度が、２１０〜６，７２０ｄｔｅｘ、好ましくは４２０〜３，３６０ｄｔｅｘ、さらに好ましくは４２０〜１，６８０ｄｔｅｘ、最も好ましくは８４０〜１，１００ｄｔｅｘである、請求項１〜９のいずれかに記載の耐貫通性材料。
11. 前記第１の層の２組目の糸の線密度および前記第２の層の１組目の糸の線密度が、５０〜２８０ｄｔｅｘ、好ましくは８０〜１４０ｄｔｅｘである、請求項１〜１０のいずれかに記載の耐貫通性材料。
12. 前記第１の層の１組目の糸および前記第２の層の１組目の糸が縦糸であり、そして前記第１の層の２組目の糸および前記第２の層の２組目の糸が横糸である、請求項１〜１１のいずれかに記載の耐貫通性材料。
13. 前記２重層の外側の少なくとも１方に保護層が設けられている、請求項１〜１２のいずれかに記載の耐貫通性材料。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の耐貫通性材料から作られた物品。