JP2007512975A - Blade-proof insert with steel cord and non-woven fabric - Google Patents
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Abstract
防護テキスタイル用の防刃インサート(10)は、金属ワイヤまたは金属コード(12)による布の少なくとも1つの金属層と、少なくとも1つの繊維層(14、16)とを備えている。繊維層は金属層と接触し且つ接続されている。繊維層は、不織布材料(14、16)を含んでいる。この防刃インサートは、高水準の防刃性と格段の心地良さとを兼ね備えている。 The blade insert (10) for protective textiles comprises at least one metal layer of fabric with metal wires or metal cords (12) and at least one fiber layer (14, 16). The fiber layer is in contact with and connected to the metal layer. The fiber layer contains a nonwoven material (14, 16). This blade insert has a high level of blade protection and exceptional comfort.
Description
本発明は、防護テキスタイル用の防刃インサートに関する。防刃インサートは、少なくとも1つの金属層と少なくとも1つの繊維層とを備える。本発明は、そのような防刃インサートを備える防護テキスタイルにさらに関する。 The present invention relates to a blade-proof insert for protective textiles. The anti-blade insert comprises at least one metal layer and at least one fiber layer. The invention further relates to a protective textile comprising such a blade-proof insert.
防護テキスタイルは、暴力行為が増加しているとともに、短刀を用いて人を攻撃したりナイフで手荷物を切って窃盗したりといった形で暴力行為がよく起こるために、ますます重要になってきている。 Protective textiles are becoming more and more important as violence is becoming more common as violence often occurs in the form of attacking people with a dagger or cutting baggage with a knife and stealing .
アラミド繊維や高密度高分子量ポリエチレン繊維などの合成繊維は、防弾性に適していることが証明されている。しかし、ナイフや短刀などの突き刺しに関しては、これらの繊維は性能不足である。この原因は、横抵抗に対して、これらの合成繊維の固有の脆弱性にある(この性質は全ての合成繊維に当てはまる)。金属、特にスチールは、半径方向の圧縮に対してより大きな抵抗を有する。 Synthetic fibers such as aramid fibers and high density high molecular weight polyethylene fibers have proven to be suitable for antiballistics. However, these fibers do not perform well with respect to stabs such as knives and daggers. This is due to the inherent vulnerability of these synthetic fibers to lateral resistance (this property applies to all synthetic fibers). Metals, particularly steel, have greater resistance to radial compression.
この金属およびスチールの特性は、先行技術において既に認識されている。欧州特許出願公開第0769671号明細書には、非金属製の支持布に固定される1組の金属ストランドを備えた防刃材料が開示されている。これらの金属ストランドは一方向性である。米国特許第5883018号明細書には、金属ストランドを防刃材料に使用するための最適化について開示されている。突き刺さるナイフを静止する可能性を増加させるために、2以上の異なる角度で撚ったスチールコードが使用されている。国際公開第98/45516号パンフレットには、スチールコードで格子を形成している、すなわち横糸および縦糸の両方がスチールコードで形成されている防刃材料が開示されている。独国実用新案第20007820号明細書には、防刃材料と弾道材料の組み合わせが開示されている。この防刃材料は、鎖かたびらによって形成されている。そのような鎖かたびらは極めて柔軟性に富むという長所を有するが、形状安定性がないという短所を有する。防刃材料に形状安定性を付与するために、鎖かたびらをそれら縁部分で不織布材料に固定または接着する。弾が飛んできた状況において、もし銃弾が鎖かたびらの鎖を粉々に砕いても、これら破片を不織布が捕らえて、破片が身体内へ貫通するのを防止する。 This property of metal and steel has already been recognized in the prior art. EP 0 769 671 A1 discloses a blade-proof material comprising a set of metal strands that are fixed to a non-metallic support fabric. These metal strands are unidirectional. U.S. Pat. No. 5,883,018 discloses optimization for use of metal strands in blade protection materials. Steel cords twisted at two or more different angles are used to increase the possibility of resting the piercing knife. WO 98/45516 discloses a blade-proof material in which a grid is formed of steel cords, ie both weft and warp yarns are formed of steel cords. German utility model No. 20007820 discloses a combination of blade-proof material and ballistic material. This blade-proof material is formed by a chain. Such a chain has the advantage that it is extremely flexible, but has the disadvantage that it has no shape stability. In order to impart shape stability to the blade-proof material, chain heads are fixed or bonded to the nonwoven material at their edge portions. In the situation where the bullets are flying, if the bullets break the broken chains into pieces, the nonwoven fabric catches these fragments and prevents them from penetrating into the body.
防護衣や防護テキスタイルには、矛盾する複数の要件が常に課される。一方では、心地良さに関する要件が、デザイナーに使用する材料をより少なくするように促す。他方では、安全性の基準が、衝撃吸収性や防刃性の材料の量を増やす。 Protective clothing and textiles are always subject to conflicting requirements. On the one hand, comfort requirements encourage designers to use less material. On the other hand, safety standards increase the amount of shock-absorbing and blade-proof materials.
本発明の目的は、先行技術のこれら欠点を回避することである。本発明のまた別の目的は、防護テキスタイルのために心地良さ及び安全性の両方を提供する材料を提供することである。本発明のまた別の目的は、金属と繊維との相互作用および相乗作用を提供することである。 The object of the present invention is to avoid these drawbacks of the prior art. Yet another object of the present invention is to provide a material that provides both comfort and safety for a protective textile. Another object of the present invention is to provide metal and fiber interaction and synergy.
本発明によれば、防護テキスタイル用の防刃インサートを提供することができる。このインサートは、金属コードまたは金属ワイヤによる布の少なくとも1つの金属層と、少なくとも1つの繊維層とを備えている。繊維層は、金属層と接触しており且つ接続されている。繊維層は、不織布材料を含んでいる。 According to the present invention, a blade-proof insert for a protective textile can be provided. The insert comprises at least one metal layer of fabric made of metal cord or metal wire and at least one fiber layer. The fiber layer is in contact with and connected to the metal layer. The fiber layer includes a non-woven material.
「不織布材料」とは、乾式法、湿式法、またはエアレイ法、ニードルパンチ法、スパンボンドプロセス、水流絡合などの方法によって製造された繊維状の構造物を含むものをいう。「不織布材料」には、織構造、ニット構造、およびタフテッド構造は含まれない。「不織布」とは、それらの繊維が機械的に交絡しているか、または相互に化学的に接着している布を指す。 The “nonwoven fabric material” refers to a material including a fibrous structure manufactured by a dry method, a wet method, an air lay method, a needle punch method, a spun bond process, a hydroentanglement method, or the like. “Nonwoven fabric material” does not include woven, knit, and tufted structures. “Nonwoven” refers to a fabric in which the fibers are mechanically entangled or chemically bonded to each other.
金属層に接続している不織布材料の使用は、防刃性を導く。 The use of a nonwoven material connected to the metal layer leads to blade protection.
金属層の金属ワイヤもしくは金属コードは、通常、普通炭素鋼またはステンレス鋼である。炭素鋼の場合、ワイヤおよびコードは、亜鉛または亜鉛合金(例えば亜鉛−アルミニウム合金)などの耐食性コーティング材で好ましくは被覆される。 The metal wire or metal cord of the metal layer is usually ordinary carbon steel or stainless steel. In the case of carbon steel, the wires and cords are preferably coated with a corrosion resistant coating material such as zinc or a zinc alloy (eg, zinc-aluminum alloy).
金属層の布では、金属コードまたは金属ワイヤを平行に並べてよい。2本の隣接する金属コード間もしくは金属ワイヤ間の距離は、0.40mmから3.20mm、例えば0.50mmから3.0mmの範囲である。 In a metal layer fabric, metal cords or metal wires may be arranged in parallel. The distance between two adjacent metal cords or metal wires ranges from 0.40 mm to 3.20 mm, for example 0.50 mm to 3.0 mm.
防刃性の向上という長所の次に、金属層に不織布の繊維層を接触かつ接着することの追加の長所は、金属繊維複合体が防刃インサートを形成するために裁断された場合に、布形態のワイヤまたはコードがほどけるのをこの不織布の繊維層で防止できることである。 Next to the advantages of improved blade protection, the additional advantage of contacting and bonding the non-woven fiber layer to the metal layer is that when the metal fiber composite is cut to form the blade insert, the fabric The unwoven fiber layer can prevent the form of wire or cord from unwinding.
本発明の第1実施形態では、金属ワイヤまたは金属コードが、1つの単一の金属層内で一方向に向かっており、すなわち細長い金属要素が相互に交差しない。金属要素は、細長い金属要素が相互に向かって移動する可能性を減少させるために、不織布材料に対し接着剤によって又は熱可塑性フィルムによって接着されている。この第1実施形態では、好ましくは2つ以上の金属層が提供される。複数の金属層の場合、細長い金属要素が少なくとも2つの異なる方向に向かうように、各金属層の細長い金属要素を配置する。ナイフが第1金属層へ貫通してしまった場合に、第2もしくはその次の金属層が第1層の方向とは異なる方向を有していれば、第2もしくはその次の金属層において停止する可能性が増加する。同様に、ナイフが停止する可能性は、金属層の数が増加すれば増加する。しかし、金属層の数は重量および剛性の理由によって制限される。一方向の金属層が6つまで可能である。一方向の層は2つ、3つおよび4つが好ましい。 In the first embodiment of the invention, the metal wires or metal cords are oriented in one direction within one single metal layer, i.e. the elongated metal elements do not intersect each other. The metal elements are bonded to the nonwoven material with an adhesive or with a thermoplastic film to reduce the possibility of the elongated metal elements moving towards each other. In this first embodiment, preferably two or more metal layers are provided. In the case of multiple metal layers, the elongated metal elements of each metal layer are arranged so that the elongated metal elements are directed in at least two different directions. If the knife has penetrated into the first metal layer and the second or next metal layer has a direction different from the direction of the first layer, it stops at the second or next metal layer. Increase the likelihood of Similarly, the probability that the knife will stop increases as the number of metal layers increases. However, the number of metal layers is limited for weight and stiffness reasons. Up to six unidirectional metal layers are possible. Two, three and four unidirectional layers are preferred.
本発明の第2実施形態では、例えば二方向などの複数方向の金属層を少なくとも1つ備える。これは、1つの単一の金属層内で細長い金属要素が相互に交差することを意味する。これは横糸および縦糸の細長い金属要素を溶接するステップまたは編むステップによって実現できる。好ましくは、横糸および縦糸の細長い要素を編む。好ましくは、横糸および縦糸の細長い要素を相互に直角(90°)に形成する。不織布材料は、接着剤、熱可塑性フィルムまたはステッチングのいずれかによって、金属層に接着する。この第2実施形態の金属層は、第1実施形態で作られる単一の金属層(一方向性)よりも、幾分か剛性であるという欠点を有するが、最終的なインサートの形態としては、同じ防刃性を得るために必要な金属層の層数が少なくて済むという長所を有する。1層または2層の複数方向の金属層が好ましい。この第2実施形態における金属層の層数の低下は、第1実施形態と比較して柔軟性をより高くまたは重量をより軽くすることができる。 In the second embodiment of the present invention, at least one metal layer in a plurality of directions such as two directions is provided. This means that the elongated metal elements intersect each other within one single metal layer. This can be achieved by welding or weaving the weft and warp elongated metal elements. Preferably, weft and warp elongated elements are knitted. Preferably, the weft and warp elongated elements are formed at right angles (90 °) to each other. The nonwoven material is adhered to the metal layer by either adhesive, thermoplastic film or stitching. The metal layer of this second embodiment has the disadvantage that it is somewhat more rigid than the single metal layer (unidirectional) made in the first embodiment, but as a final insert form The advantage is that the number of metal layers required to obtain the same blade-proofing property can be reduced. One or two metal layers in multiple directions are preferred. The reduction in the number of metal layers in the second embodiment can provide higher flexibility or lighter weight than the first embodiment.
第1および第2の実施形態の両方において、本発明者らは、不織布材料の一部分が金属層の細長い要素の間に貫通していれば有益であることを経験した。これは、繊維が不織布材料の平面においてもはや二次元にのみ方向付けられているのではなく、一部の繊維が不織布材料の平面に対して垂直な平面にも方向付けられているように、例えば、不織布材料をニードルフェルトすることによって、実現することができる。このようにして、一部の繊維を、不織布材料の平面から突出させて、細長い要素の間に貫通させる。この貫通は、細長い要素が相互に向かって移動する可能性を減少させる。接着剤またはステッチングの存在は、この作用を際立たせる。 In both the first and second embodiments, the inventors have experienced that it is beneficial if a portion of the nonwoven material penetrates between the elongated elements of the metal layer. This is so that the fibers are no longer oriented only two-dimensionally in the plane of the nonwoven material, but some fibers are also oriented in a plane perpendicular to the plane of the nonwoven material, for example This can be achieved by needle felting the nonwoven material. In this way, some fibers protrude from the plane of the nonwoven material and penetrate between the elongated elements. This penetration reduces the possibility of the elongated elements moving towards each other. The presence of adhesive or stitching highlights this effect.
不織布材料は、合成繊維を含むことが好ましい。不織布材料は、衝撃吸収作用を有することが知られている合成繊維を含むことが最も好ましい。このような合成繊維として、例えば、アラミド繊維、パラアラミド繊維、高密度高分子量ポリエチレン繊維、ポリ(p−フェニレン−2,6−ベンゾビスオキサゾール)繊維(PBO繊維)、ポリベンズイミダゾール繊維(PBI繊維)またはそれらの組み合わせなどがある。 The nonwoven material preferably includes synthetic fibers. Most preferably, the nonwoven material comprises synthetic fibers known to have an impact absorbing action. Examples of such synthetic fibers include aramid fibers, para-aramid fibers, high-density high molecular weight polyethylene fibers, poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) fibers (PBO fibers), and polybenzimidazole fibers (PBI fibers). Or a combination thereof.
防刃インサートにおいて、各金属層がその両面で2つの繊維層と1つずつ接触且つ接続するようにしてもよい。 In the blade-proof insert, each metal layer may contact and connect with the two fiber layers one by one on both sides thereof.
本発明は、上述したように、防刃インサートを備えた防護テキスタイルにさらに関する。防護テキスタイルは、通常は防弾インサートをさらに備える。防弾インサートは通常は身体に近い側に配置され、防刃インサートは通常は外装部品として形成される。 The present invention further relates to a protective textile with a blade-proof insert as described above. The protective textile usually further comprises a bulletproof insert. Bulletproof inserts are usually placed on the side closer to the body, and bladeproof inserts are usually formed as exterior parts.
以下、添付の図面を参照して本発明についてより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る防刃インサート10の部分的な断面図である。防刃インサート10は、複数のスチールコード12が互いに平行に並んだ単一の一方向の層を有する。スチールコード12は、この実施例では3×3×0.18のタイプのスチールコードである。スチールコード12は、織構造の縦糸を形成する。横糸(図示省略)は、含浸ナイロンで形成される。横糸は、アラミド繊維または高密度高分子量ポリエチレン繊維によって形成されてもよい。スチールコード間の距離は2.2mmである。一般に、この間隔は0.4mmから3.2mm、例えば0.5mmから3.0mmの範囲で変動してよい。この間隔は、コード間、すなわちコードの軸間のピッチとして測定される。スチールコード12の層の上には不織布14があり、そしてスチールコード12の層の下にも不織布16がある。不織布は、ポリアクリレート繊維、パラアラミド繊維および酸化ポリアクリロニトリル繊維で構成されるニードルフェルトである。これは約2.30mm(±0.30mm)の厚さおよび約80g/m2(±8%)の重量を有する。不織布14および16はどちらも、例えばポリアミドなどの薄い熱可塑性フィルムによってスチールコード12の層に接着している。例えばアクリルレート系接着剤またはポリウレタン系接着剤などの接着剤も使用できる。不織布のニードルフェルトの性質のために、一部の繊維19は第3の方向に、すなわち不織布の平面に対して垂直な方向に方向付けられ、スチールコード12間の開口内を貫通する。
FIG. 1 is a partial sectional view of a blade-
図2は、本発明の第1実施形態を示している。この防刃インサートは、4つの異なる部分10、20、30および40を備えている。これら部分10、20、30および40はそれぞれ図1aおよび図1bの構造と同様である。すなわち各部分10、20、30および40は、2つの不織布の間に挟まれているスチールコード12、22、32および42の各層を備えている。個々のスチールコード間の距離は、0.5mmから3.0mmの範囲で変動する。各部分10、20、30および40の典型的な形状は、男性の背中に対応する。この典型的な形状は、レーザー切断によって得ることができる。本発明に係る不織布を使用する追加の長所は、レーザー切断の前または後のいずれかでスチールコードがほどけるのを不織布により防止できることである。つまり、不織布はインサートの完全性にとって好都合である。接着剤の存在は、この長所を際立たせる。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention. The blade insert has four
図2の第1実施形態に係る防刃要素としてのインサートは、高密度高分子量ポリエチレン繊維(市場ではDYNEEMA(登録商標)繊維として知られている)の多数の層を有する防弾要素と組み合わせることで成功が得られることが証明されている。防刃インサートの存在は、必要とされるDYNEEMA(登録商標)繊維の層数を減少させる。その理由は、外側部分が防刃インサートによって形成され、この防刃インサートが既に銃弾を停止させるか又は少なくとも銃弾の速度を減速させることにある。 The insert as an anti-blade element according to the first embodiment of FIG. 2 is combined with a bullet-proof element having multiple layers of high-density high molecular weight polyethylene fibers (known as DYNEEMA® fibers in the market). Proven to be successful. The presence of the anti-blade insert reduces the number of DYNEEMA® fiber layers required. The reason is that the outer part is formed by a blade insert, which already stops the bullet or at least reduces the speed of the bullet.
図3は、本発明の第2実施形態を示している。防刃インサート50は、互いに交差するスチールコード52および53を有する金属層を備える。この金属層は、横糸および縦糸の両方がスチールコードである織構造によって形成してもよい。横糸のスチールコード52間の距離は、0.5mmから3.0mmの範囲内である。縦糸のスチールコード54間の距離は、0.5mmから3.0mmの範囲内である。金属織構造の上には不織布54があり、金属織構造の下にも不織布がある(図示省略)。不織布は、接着剤またはステッチングによって金属層と接着している。防刃インサート50の典型的な形状は、女性の正面に対応する。この場合も、レーザー切断によって形状が実現される。この第2実施形態は、防弾要素としてのパラアラミド繊維もしくはアラミド繊維の層の積み重ねと組み合わせると防刃要素として特に成功が得られることが証明されている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The blade insert 50 comprises a metal layer having
本発明は、特定タイプの細長い金属要素には限定されない。金属ワイヤもしくは金属糸が適当である。しかし、安全性の理由と結び付けられた柔軟性の理由のために、相当に細いフィラメント、すなわち0.03mmから0.25mmの範囲の直径のフィラメントを用いた金属製マルチストランド金属コードが好ましい。マルチストランド金属コードは、通常はm×nタイプ(mはストランド数で、nは1本のストランド内のフィラメント数である)である。マルチストランドコードの例は、
3×3、
7×3、
7×4、
4×7、
3+5×7、
7×7である。
これは他のコードタイプを除外するものではない。他のコードタイプとしては、次の一般構造のタイプであってよい。
l+m(+n):l本のコアフィラメント、m本のフィラメントの層、および任意のn本のフィラメントの層。
n×1:n本のフィラメントが一緒に撚られている。
m+n:m本のフィラメントが平行にあり、その周囲をn本のフィラメントが囲み、n本のフィラメントが互いにかつm本のフィラメントの周りで撚られている。
1×nCC:n本のフィラメントが全て同一の撚り方向で同一の撚りステップを用いて撚られている圧縮コード。
The present invention is not limited to a particular type of elongated metal element. Metal wires or metal threads are suitable. However, for reasons of flexibility coupled with safety reasons, metallic multi-strand metal cords with fairly thin filaments, ie filaments with diameters ranging from 0.03 mm to 0.25 mm, are preferred. Multi-strand metal cords are usually of the mxn type, where m is the number of strands and n is the number of filaments in one strand. An example of a multi-strand cord is
3x3,
7x3,
7x4,
4x7,
3 + 5 × 7,
7 × 7.
This does not exclude other code types. Other code types may be the following general structure types.
l + m (+ n): l core filaments, m filament layers, and any n filament layers.
n × 1: n filaments are twisted together.
m + n: m filaments are in parallel, surrounded by n filaments, and n filaments are twisted together and around the m filaments.
1 × nCC: a compression cord in which n filaments are all twisted in the same twist direction using the same twist step.
本発明は、金属層において金属コード上に特定タイプのコーティングに限定されない。しかし、防刃インサートが、洗浄もしくは洗濯する必要がある防護テキスタイルに使用される場合は、ステンレススチールから作製された金属コードか、または亜鉛もしくは亜鉛アルミニウム合金(2%から9%のアルミニウム)などの耐食性コーティング材を用いて被覆されたスチールコードが好ましい。本発明は、1500MPaから約3500MPa以上の引張強度を有する全ての一般的で入手可能な最終製品に適している。 The present invention is not limited to a particular type of coating on the metal cord in the metal layer. However, when blade inserts are used in protective textiles that need to be cleaned or washed, such as metal cords made from stainless steel or zinc or zinc aluminum alloys (2% to 9% aluminum) Steel cords coated with a corrosion resistant coating material are preferred. The present invention is suitable for all common and available end products having a tensile strength of 1500 MPa to about 3500 MPa or more.
Claims (12)
前記金属層と接触し且つ接続されている少なくとも1つの繊維層と
を備えた防護テキスタイル用の防刃インサートであって、
前記繊維層が不織布材料を含んでいることを特徴とする防刃インサート。 At least one metal layer of the fabric with a metal cord or metal wire;
A blade insert for protective textile comprising at least one fiber layer in contact with and connected to the metal layer,
The blade-proof insert, wherein the fiber layer contains a nonwoven material.
A protective textile product comprising the blade-proof insert according to any one of claims 1-11.
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