JP2010515008A - 軟質防弾布及びそれから製造された物品 - Google Patents

Abstract

本発明は、実質的に平らな複数のエレメントを含む耐貫通性物品であって、各エレメントが、少なくとも２００ｄｔｅｘの線密度、少なくとも１０グラム／ｄｔｅｘの強度および少なくとも２％の破断点伸びを有するマルチフィラメントから形成された少なくとも１層の繊維層と、前記繊維層の少なくとも１層の上に重ねられた、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーまたは−４０℃〜０℃のガラス転移温度、２０，０００〜１００，０００の分子量（Ｍ_w）および２０℃で約２×１０⁶〜約１０¹³ポアズの粘度を有するポリマーを含むポリマー層であって、前記繊維層の面積の２５％〜７５％を覆い、それに接着されているポリマー層とを含み、前記ポリマー層によって覆われていないエリアが、複数の離散したエリアを含む耐貫通性物品に関する。

Description

本発明は軟質防弾布およびそれから製造された物品に関する。

米国特許第５，６７７，０２９号明細書は、繊維の網目からなる少なくとも１層の繊維層および熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂からなる少なくとも１層の連続高分子層を有する軟質耐貫通性複合材を教示している。この複合材において、連続高分子層は、繊維層の１つの表面と同一の広がりをもつ。

繊維網目とマトリックスの種々の組み合わせを教示している他の刊行物には、複数のマトリックスの島が中に含まれた繊維ウエブを有する複合材を開示している米国特許出願公開第２００２／００３７３９１号明細書および米国特許出願公開第２００２／００３４６２４号明細書が挙げられる。マトリックスの島は少なくとも２つのフィラメントを接続して、複数のフィラメントを一体構造に保持している。米国特許第５，０６１，５４５号明細書には、不均一に分配されたポリマーマトリックスを有する繊維／ポリマー複合材が開示されている。米国特許第６，２３８，７６８号明細書には、各複合層がマトリックス中で一方向に配向された繊維の少なくとも２層または単一層から構成されている複数の複合層が開示されている。米国特許第５，１６０，７７６号明細書は、層の少なくとも１層がマトリックス材料中のフィラメントの網目である１層以上の層から製造された複合材を教示している。

防弾性能が改善された布地を製造する上で進歩があったにもかかわらず、特に背面変形の分野で性能が改善された布地が当該技術分野において必要とされている。

一実施形態において、本発明は、実質的に平らな複数のエレメントを含む耐貫通性物品であって、各エレメントが、
少なくとも２００ｄｔｅｘの線密度、少なくとも１０グラム／ｄｔｅｘの強度および少なくとも２％の破断点伸びを有するマルチフィラメントから形成された少なくとも１層の繊維層と、
前記繊維層の少なくとも１層の上に重ねられた、熱可塑性ポリマー層、熱硬化性ポリマー層または−４０℃〜０℃のガラス転移温度、２０，０００〜１００，０００の分子量（Ｍ_w）および２０℃で約２×１０⁶〜約１０¹³ポアズの粘度を有するポリマー層であって、前記ポリマー層が、前記繊維層の面積の２５％〜７５％を覆い、それに接着されている熱可塑性ポリマー層、熱硬化性ポリマー層またはポリマー層とを含み、前記ポリマー層によって覆われていないエリアが、複数の離散したエリアを含む、耐貫通性物品に関する。

幾つかの実施形態において、ポリマー層は、繊維層の面積の３０％〜７０％または３５〜６５％もしくは４０％〜６０％または４５％〜５５％を覆い、それらに接着している。幾つかの実施形態において、すべての繊維層は、その上にポリマー層を重ねている。特定の実施形態において、１層以外のすべての繊維層は、その上にポリマー層を重ねている。

特定の実施形態において、ポリマー層は熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーを含む。

幾つかの実施形態において、離散したエリアは、０．２５ｃｍ²〜１５０ｃｍ²の平均サイズを有する。離散したエリアは、物品の性能を損なわないいかなる形状であることも可能である。これらの形状には、円形、正方形、三角形、長方形、多角形が挙げられるが、それらに限定されないか、または不規則な輪郭によって規定される。

幾つかの実施形態において、離散したエリアは、１〜１００ｃｍ²、２〜８０ｃｍ²または５〜６０ｃｍ²である。

適するマルチフィラメントヤーンには、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアレナゾール繊維、ポリオレフィン繊維またはそれらの混合物が挙げられる。幾つかの実施形態において、これらの繊維は２００〜４５００ｄｔｅｘ／繊維の線密度を有する。

適する繊維の例には、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）繊維などのアラミドが挙げられる。適するポリアレナゾール繊維には、ポリベンザゾール繊維またはポリピリダゾール繊維が挙げられる。適するポリベンザゾール繊維には、ポリ（ベンゾビスオキサゾール）繊維、ポリ（ベンゾビスチアゾール）繊維およびポリ（ベンゾビスイミダゾール）繊維が挙げられる。幾つかの実施形態において、ポリピリダゾール繊維は、ポリ（ピリドビスイミダゾール）繊維、ポリ（ピリドビスチアゾール）繊維またはポリ（ポリドビスオキサゾール）繊維である。特定の実施形態において、マルチフィラメントヤーンは、ポリ［２，６−ジイミダゾ［４，５−ｂ：４，５−ｅ］−ピリジニレン−１，４−（２，５−ジヒドロキシ）フェニレン］を含む。

繊維層は織布または不織布であることが可能である。

幾つかの実施形態において、熱可塑性材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定された場合、約６，０００ｐｓｉ（４１．３ＭＰａ）未満の初期引張弾性率を有するエラストマーである。特定の実施形態において、熱硬化性材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定された場合、少なくとも約１０，０００ｐｓｉ（６８．８ＭＰａ）の初期引張弾性率を有する硬質樹脂である。

幾つかの実施形態において、ポリマー層は、ポリ（プロピオン酸ビニル）、ポリ（ヘキシルメタクリレート）、ポリ（イソプロピルアクリレート）およびエチレン／メチルアクリレートコポリマーのうちの１つ以上を含むことが可能である。

本発明の幾つかの物品は耐弾道性衣類である。

本発明は、弾道の脅威に抵抗するのに用いるための物品を製造する方法であって、
熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーまたは−４０℃〜０℃のガラス転移温度、２０，０００〜１００，０００の分子量および２０℃で約２×１０⁶〜約１０¹³ポアズの粘度を有するポリマーを含むポリマー層を提供する工程と、
前記ポリマー層の中に複数の孔を形成する工程と、
少なくとも２００ｄｔｅｘの線密度、少なくとも１０グラム／ｄｔｅｘの強度および少なくとも２％の破断点伸びを有する複数のマルチフィラメントヤーンを含む、第１の面および第２の面を有する繊維層の第１の面に前記ポリマー層を被覆して接着させる工程であって、それによって、前記繊維層の第１の面の２５％超且つ７５％未満が、前記ポリマー層によって覆われて接着される工程と
を含む方法にも関連する。

繊維層の面の１つを覆い、それに接着しているポリマー被膜を有する繊維層を含む物品を示している。被膜層は、被膜材料が存在しない分離された複数の領域を有する。

例示的な実施形態の詳細な説明
本発明は、本開示の一部をなす例示的かつ好ましい実施形態の以下の詳しい説明を参照することにより、より容易に理解され得る。請求項の範囲は、本明細書で記載されたおよび／または示された特定の装置、方法、条件またはパラメータに限定されず、本明細書で用いられる用語があくまで例として特定の実施形態を記載する目的のためのものであり、特許請求された本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。また、添付の特許請求の範囲を含む本明細書で用いられるとき、単数形（「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、文脈から特に明示されない限り、複数を含み、特定の数値への言及は少なくとも当該特定値を含む。値の範囲が示されるとき、別の実施形態は、１つの特定の値からおよび／または他の特定の値までを含む。同様に、「約」という先行詞の使用によって値が近似値として示されるとき、特定の値が別の実施形態をなすことが理解される。すべての範囲は両端を含み、組み合わせられる。

本発明の物品は複数の複合層を含み、複合層が、
少なくとも２００ｄｔｅｘの線密度、少なくとも１０グラム／ｄｔｅｘの強度および少なくとも２％の破断点伸びを有する複数のマルチフィラメントを含む、第１の面および第２の面を有する繊維層と、
繊維層の第１の面の２５％超且つ７５％未満を覆い、それに接着しているポリマー層であって、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーまたは−４０℃〜０℃のガラス転移温度、２０，０００〜１００，０００の分子量（Ｍ_w）および２０℃で約２×１０⁶〜約１０¹³ポアズの粘度を有するポリマーを含むポリマー層と
を含み、
ここで、繊維層の第１の面が、ポリマー層によって被覆も接着もされない複数の離散したエリアを有する。

本発明の一実施形態を図１によって例示する。１０は複合層を表す。ポリマーが重ねられる繊維層の部分を２０によって表す。ポリマー層によって覆われない離散したエリアを３０によって表す。

繊維層は織布または不織布であることが可能である。

「不織」布は、（任意にポリマーマトリックス中に含まれる）一方向繊維、フェルトおよび繊維バットなどを含む繊維の網目を意味する。幾つかの実施形態において、マトリックスは、熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーであることが可能である。

「織」布は、平織、千鳥綾織、バスケット織、サテン織および綾織などの任意の布地織を用いて織られた布地を意味する。平織および綾織は、当該取引において用いられる最も一般的な織り方であると考えられる。

本明細書における目的において、「繊維」という用語は、繊維の長さに垂直の断面積を横切る幅に対する長さの大きな比を有する比較的柔軟で巨視的に均質な物体として定義される。繊維断面はいかなる形状であることも可能であるが、典型的には丸い。本明細書において、「フィラメント」または「連続フィラメント」という用語は、「繊維」という用語と共に互換可能に用いられる。

層中での使用に適する繊維の例には、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレン）、ポリイミド、ポリエステル、ポリ（ビニルアルコール）、ポリアレナゾール；、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）などのポリベンザソール；、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）という商品名でＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＤｕＰｏｎｔ），Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥによって販売されているポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）などのポリアラミド；およびＭ５（登録商標）という商品名でＭａｇｅｌｌａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｒｉｃｈｍｏｎｄ ＶＡから入手できるポリピリドビスイミダゾールなどのポリピリダゾールなどのポリマーから製造された繊維が挙げられる。幾つかの実施形態において、繊維の強度は、優れた耐弾道貫通性を提供するためにＡＳＴＭ Ｄ−８５５に準拠して少なくとも約３５グラム／ｄｔｅｘであるべきである。幾つかの実施形態において、繊維は、好ましくは少なくとも約１０００グラム／ｄｔｅｘの弾性率も有する。

一実施形態において、ポリマーがポリアミドである時、アラミドが好ましい。「アラミド」は、アミド（−ＣＯ−ＮＨ−）連結の少なくとも８５％が２個の芳香族環に直接結合されているポリアミドを意味する。適するアラミド繊維は、「Ｍａｎ−Ｍａｄｅ Ｆｉｂｅｒｓ−Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、第２巻、Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｔｉｔｌｅｄ Ｆｉｂｅｒ−Ｆｏｒｍｉｎｇ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、２９７頁、Ｗ．Ｂｌａｃｋら、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃｈｅｒｓ、１９６８年に記載されている。アラミド繊維は、米国特許第４，１７２，９３８号明細書、米国特許第３，８６９，４２９号明細書、米国特許第３，８１９，５８７号明細書、米国特許第３，６７３，１４３号明細書、米国特許第３，３５４，１２７号明細書および米国特許第３，０９４，５１１号明細書でも開示されている。添加剤はアラミドと共に用いることが可能であり、１０重量％ほどまでの他のポリマー材料をアラミドとブレンドすることが可能であるか、またはアラミドのジアミンの代わりに用いられた１０％ほどの他のジアミンもしくは二酸クロリドまたはアラミドの代わりの１０％ほどの他の二酸クロリドを有するコポリマーを用いることが可能であることが見出されている。

好ましい１種のアラミドはパラアラミドであり、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）（ＰＰＤ−Ｔ）は好ましいパラアラミドである。ＰＰＤ−Ｔは、ｐ−フェニレンジアミンとテレフタロイルクロリドのほぼモル−モル重合から生じるホモポリマーを意味し、そしてｐ−フェニレンジアミンと組み合わせた少量の他のジアミンの導入とテレフタロイルクロリドと組み合わせた少量の他の二酸クロリドの導入から生じるコポリマーも意味する。通例において、他のジアミンおよび他の二酸クロリドが重合反応を妨げる反応性基をもたない場合に限り、他のジアミンおよび他の二酸クロリドをｐ−フェニレンジアミンまたはテレフタロイルクロリドの約１０モル％ほどまでの量で、またはおそらく若干より多い量で用いることが可能である。ＰＰＤ−Ｔは、他の芳香族ジアミンおよび、例えば、２，６−ナフタロイルクロリドまたはクロロテレフタロイルクロリドもしくはジクロロテレフタロイルクロリドまたは３，４’−ジアミノジフェニルエーテルなどの他の芳香族二酸クロリドの導入から生じるコポリマーも意味する。

フィラメントがポリオレフィンを含む時、ポリエチレンまたはポリプロピレンは好ましい２種のポリマーである。ポリエチレンは、１００個の主鎖炭素原子当たり５個の変性単位を超えない僅少量の鎖分岐またはコモノマーを含有してもよく、そしてアルケン−１−ポリマー、特に低密度ポリエチレンおよびプロピレンなどの約５０重量％以下の１種以上の高分子添加剤、または一般に導入される酸化防止剤、潤滑剤、紫外線遮断剤および着色剤などの低分子量添加剤もポリエチレンと混合して含有してもよい好ましくは１００万を上回る分子量の主として直鎖のポリエチレン材料を意味する。こうした１種のポリマーは連鎖延長ポリエチレン（ＥＣＰＥ）として一般に知られている。同様に、ポリプロピレンは、好ましくは、１００万を上回る分子量の主として直鎖のポリプロピレン材料である。高分子量直鎖ポリオレフィン繊維は市販されている。ポリオレフィン繊維の調製は、米国特許第４，４５７，９８５号明細書において論じられている。

ポリベンザゾールおよびポリピリダゾールなどのポリアレナゾールポリマーは、乾燥成分とポリ燐酸（ＰＰＡ）溶液の混合物を反応させることにより製造することが可能である。乾燥成分はアゾール形成性モノマーと金属粉末とを含んでもよい。本発明の好ましい実施形態の少なくとも幾つかの使用を通して、これらの乾燥成分の正確に秤量されたバッチを得ることが可能である。

例示的なアゾール形成性モノマーには、２，５−ジメルカプト−ｐ−フェニレンジアミン、テレフタル酸、ビス−（４−安息香酸）、オキシ−ビス−（４−安息香酸）、２，５−ジヒドロキシテレフタル酸、イソフタル酸、２，５−ピリドジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，６−キノリンジカルボン酸、２，６−ビス（４−カルボキシフェニル）ピリドビスイミダゾール、２，３，５，６−テトラアミノピリジン、４，６−ジアミノレゾルシノール、２，５−ジアミノヒドロキノン、１，４−ジアミノ−２，５−ジチオベンゼンまたはそれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。好ましくは、アゾール形成性モノマーには、２，３，５，６−テトラアミノピリジンおよび２，５−ジヒドロキシテレフタル酸が挙げられる。特定の実施形態において、アゾール形成性モノマーが燐酸化されていることが好ましい。好ましくは、燐酸化アゾール形成性モノマーは、ポリ燐酸および金属触媒の存在下で重合される。

金属粉末は、最終ポリマーの分子量を高めるのを助けるために用いることが可能である。典型的には、金属粉末には、鉄粉末、錫粉末、バナジウム粉末、クロム粉末およびそれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。

アゾール形成性モノマーと金属粉末は混合され、その後、混合物はポリ燐酸と反応して、ポリアレナゾールポリマー溶液を生成させる。必要ならば、追加のポリ燐酸をポリマー溶液に添加することが可能である。ポリマー溶液は、典型的には、ダイまたは紡糸口金を通して押し出されるかまたは紡糸されて、フィラメントを調製するか、または紡糸する。

ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）およびポリベンゾチアゾール（ＰＢＺ）は、適する２種のポリベンザゾールポリマーである。これらのポリマーは、ＰＣＴ出願国際公開第９３／２０４００号パンフレットに記載されている。ポリベンズオキサゾールおよびポリベンゾチアゾールは、好ましくは、以下の構造の反復単位から構成される。

窒素原子と一緒になって示された芳香族基がヘテロ環式であってもよい一方で、こうした芳香族基は好ましくは炭素環式である。こうした芳香族基が縮合多環式系または非縮合多環式系であってもよい一方で、こうした芳香族基は好ましくは単一の６員環である。ビスアゾールの主鎖の中に示された基が好ましいパラフェニレン基である一方で、こうした基は、ポリマーの調製を妨げないいずれかの二価有機基によって置換されていてもよいか、全く置換されていなくてもよい。例えば、こうした基は炭素原子数１２以下の脂肪族、トリレン、ビフェニレンおよびビスフェニレンエーテルなどであってもよい。

本発明の繊維を製造するために用いられるポリベンズオキサゾールおよびポリベンゾチアゾールは、少なくとも２５個、好ましくは少なくとも１００個の反復単位を有するべきである。ポリマーの調製およびポリマーの紡糸は、前述したＰＣＴ出願国際公開第９３／２０４００号パンフレットにおいて開示されている。

ポリ（ピリダゾール）ポリマーから製造された繊維は、本発明において用いるために適する。これらのポリマーには、ポリ（ピリジミダゾール）、ポリ（ピリドチアゾール）、ポリ（ピリドキサゾール）、ポリ（ピリドビスイミダゾール）、ポリ（ピリドビスチアゾール）およびポリ（ピリドビスオキサゾール）が挙げられる。

ポリ（ピリドビスイミダゾール）は高強度である硬質ロッドポリマーである。ポリ（ピリドビスイミダゾール）繊維は、少なくとも２０ｄｌ／ｇまたは少なくとも２５ｄｌ／ｇもしくは少なくとも２８ｄｌ／ｇの固有粘度を有することが可能である。こうした繊維は、ＰＩＰＤ繊維（Ｍ５（登録商標）繊維としても知られており、繊維はポリ［２，６−ジイミダゾ［４，５−ｂ：４，５−ｅ］−ピリジニレン−１，４−（２，５−ジヒドロキシ）フェニレン］から製造される）を含む。ＰＩＰＤ繊維は以下の構造に基づいている。

ＰＩＰＤ繊維は、約３１０ＧＰａ（２１００グラム／デニール）の平均弾性率および約５．８ＧＰａ（３９．６グラム／デニール）以下の平均強度を有する潜在性を有することが報告されている。これらの繊維は、Ｂｒｅｗら，Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １９９９，５９，１１０９；Ｖａｎ ｄｅｒ Ｊａｇｔ ａｎｄ Ｂｅｕｋｅｒｓ，Ｐｏｌｙｍｅｒ，１９９９，４０，１０３５；Ｓｉｋｋｅｍａ，Ｐｏｌｙｍｅｒ １９９８，３９，５９８１；Ｋｌｏｐ ａｎｄＬａｍｍｅｒｓ，Ｐｏｌｙｍｅｒ，１９９８，３９，５９８７；Ｈａｇｅｍａｎら，Ｐｏｌｙｍｅｒ １９９９，４０，１３１３によって記載されている。

ポリマー層は、−４０℃〜０℃のガラス転移温度、２０，０００〜１００，０００の分子量（Ｍ_w）および２０℃で約２×１０⁶〜約１０¹³ポアズの粘度を有するポリマーを含む。幾つかの実施形態において、ポリマーは熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーである。幾つかの実施形態において、ポリマーは、ポリ（プロピオン酸ビニル）、ポリ（ヘキシルメタクリレート）、ポリ（イソプロピルアクリレート）およびエチレン／メチルアクリレートコポリマーからなる群の１種以上のメンバーから選択される。他の実施形態において、適するポリマーの例には、エチレンメタクリル酸（Ｅ／ＭＡＡ）コポリマー（ＤｕＰｏｎｔによって販売されているＳｕｒｌｙｎ（登録商標）など）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリウレタンエラストマー、ビニルエーテル、ジアリルフタレート、エポキシビニルエステルが挙げられる。ポリマー層は、布地複合材の好ましくは約５〜約３０重量％、より好ましくは約８〜約２０重量％を構成する。

ポリマー層によって覆われない離散したエリアは、ポリマー層から材料を除去することによって形成することが可能である。この方法は、ポリマー層を繊維層に接触させる前に、またはこうした接触後に実施することが可能である。フィルムから材料を除去する従来のあらゆる手段形式を用いてもよい。これらの方法には、例えば、ダイカッターの使用が挙げられる。

ガラス転移温度は１０℃／分の加熱速度で示差走査熱分析（ＤＳＣ）を用いて測定した。転移の中点をＴｇとして選択した。Ｔｇは本明細書全体を通して℃で表される。

別段に注記がない限り、本明細書において言及された分子量は重量平均（Ｍ_w）分子量である。

粘度は、典型的には室温で測定されるが、組成物の粘度が標準技術によって測定するのに室温では高すぎる時、高温溶融粘度、メルトフローインデックス特性分析または他の定性的な流動学的特性分析から外挿することにより粘度を推定する。ポリマー流体の零剪断粘度特性分析のために適用される典型的な１つの方法は、円錐平板流動度測定法または毛細管粘度測定法である。

以下の特定の実施例によって本発明をこれより例示する。

比較例１
比較例１において、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）という商品名でＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるタイプ１２９、８４０デニール（９３０ｄｔｅｘ）、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）ヤーンを２６×２６たて糸／インチ（１０．２×１０．２たて糸／センチメートル）構造の布地に織った。約１５インチ×１５インチサイズの織布の２１層を縁の周りに交差編み目で縫い合わせて、約４．２ｋｇ／ｍ²の合計面密度を有する複合材構造を形成した。その後、弾道Ｖ５０と背面変形の両方のためのレベルＩＩに関するＮＩＪ防弾規格０１０１．０４に従って、．３５７マグ弾丸に対してアセンブリを試験した。表１に示した結果は、約４２ｍｍの背面変形を明らかにした。それは所望の変形を遙かに上回ったが、その弾道Ｖ５０は許容できるものであった。

比較例２
比較例２において、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できる約３８マイクロメートルのＳｕｒｌｙｎフィルムの１層を、約２０分にわたる１００℃および１００ｐｓｉのプレス条件下で各布地層に更に積層したことを除き、比較例１の布地に関して調製するために用いた方式と同じ方式で、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）という商品名でＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるタイプ１２９、８４０デニール（９３０ｄｔｅｘ）、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）ヤーンを２６×２６たて糸／インチ（１０．２×１０．２たて糸／センチメートル）構造の布地に織った。約１５インチ×１５インチサイズの積層布地の１９層を縁の周りに交差編み目で縫い合わせて、約４．１ｋｇ／ｍ²の合計面密度を有する比較的硬い複合材構造を形成した。その後、弾道Ｖ５０と背面変形の両方のためのレベルＩＩに関するＮＩＪ防弾規格０１０１．０４に従って、．３５７マグ弾丸に対してアセンブリを試験した。表１に示した結果は、本実施例の複合材構造の著しく低い弾道Ｖ５０および弾丸による完全な貫通を明らかにした。

実施例１
本発明の実施例１において、比較例１の布地に関して調製するために用いた方式と同じ方式で、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）という商品名でＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるタイプ１２９、８４０デニール（９３０ｄｔｅｘ）、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）ヤーンを２６×２６たて糸／インチ（１０．２×１０．２たて糸／センチメートル）構造の布地に織った。ダイカッターを用いてＳｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルムを各々が貫通する約２．２５インチ×３．１２５インチ（５．７ｃｍ×７．９ｃｍ、すなわち、４５．０ｃｍ²）の９個の孔を打ち抜き、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）がないエリアの分離された複数の領域約２８％をもたらしたことを除き、比較例２の積層布地に関して調製するために用いた方式と同じ方式で、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できる約３８マイクロメートルのＳｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルムの１層を各布地層に更に積層した。積層を約１００℃および１００ｐｓｉのプレス条件下で約２０分にわたり行った。約１５インチ×１５インチサイズの積層布地の２０層を縁の周りに交差編み目で縫い合わせて、約４．２ｋｇ／ｍ²の合計面密度を有する比較的硬い複合材構造を形成させた。その後、弾道Ｖ５０と背面変形の両方のためのレベルＩＩに関するＮＩＪ防弾規格０１０１．０４に従って、．３５７マグ弾丸に対してアセンブリを試験した。表１に示した結果は、弾道Ｖ５０の最少損失と共に背面変形３１ｍｍの大幅な減少を示した。

実施例２
本発明の実施例２において、実施例１の布地に関して調製するために用いた方式と同じ方式で、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）という商品名でＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるタイプ１２９、８４０デニール（９３０ｄｔｅｘ）、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）ヤーンを２６×２６たて糸／インチ（１０．２×１０．２たて糸／センチメートル）構造の布地に織った。ダイカッターを用いてＳｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルムを各々が貫通する約１．５インチ×１０インチ（３．８ｃｍ×２５．４ｃｍ、すなわち、９６．８ｃｍ²）の７個の孔を打ち抜き、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）がないエリアの分離された複数の領域約４７％をもたらしたことを除き、実施例１の積層布地に関して調製するために用いた方式と同じ方式で、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できる約３８マイクロメートルのＳｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルムの１層を各布地層に更に積層した。積層を約１００℃および１００ｐｓｉのプレス条件下で約２０分にわたり行った。約１５インチ×１５インチサイズの積層布地の２０層を縁の周りに交差編み目で縫い合わせて、約４．１ｋｇ／ｍ²の合計面密度を有する比較的硬い複合材構造を形成させた。その後、弾道Ｖ５０と背面変形の両方のためのレベルＩＩに関するＮＩＪ防弾規格０１０１．０４に従って、．３５７マグ弾丸に対してアセンブリを試験した。表１に示した結果は、弾道Ｖ５０の最少損失と共に背面変形３６ｍｍの大幅な減少を示した。

表１

Claims (20)

1. 実質的に平らな複数のエレメントを含む耐貫通性物品であって、各エレメントが、
   少なくとも２００ｄｔｅｘの線密度、少なくとも１０グラム／ｄｔｅｘの強度および少なくとも２％の破断点伸びを有するマルチフィラメントヤーンから形成された少なくとも１層の繊維層と、
   前記繊維層の少なくとも１層の上に重ねられた、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーまたは−４０℃〜０℃のガラス転移温度、２０，０００〜１００，０００の分子量（Ｍ_w）および２０℃で約２×１０⁶〜約１０¹³ポアズの粘度を有するポリマーを含むポリマー層であって、前記繊維層の面積の２５％〜７５％を覆い、それに接着されているポリマー層と
   を含み、前記ポリマー層によって覆われていないエリアが、複数の離散したエリアを含む、耐貫通性物品。
2. 前記ポリマー層が熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーを含む請求項１に記載の物品。
3. 前記離散したエリアの面積が０．２５ｃｍ²〜１５０ｃｍ²である請求項１に記載の物品。
4. 前記離散したエリアの面積が５ｃｍ²〜６０ｃｍ²である請求項１に記載の物品。
5. 前記離散したエリアが、円形、正方形、三角形、長方形、多角形であるか、または不規則な輪郭によって規定される請求項１に記載の物品。
6. 前記マルチフィラメントヤーンが、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアレナゾール繊維、ポリオレフィン繊維またはそれらの混合物を含む請求項１に記載の物品。
7. 前記繊維が２００〜４５００ｄｔｅｘ／繊維の線密度を有する請求項６に記載の物品。
8. 前記ポリアミド繊維がポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）繊維を含む請求項６に記載の物品。
9. 前記ポリアレナゾール繊維がポリベンザゾール繊維またはポリピリダゾール繊維を含む請求項６に記載の物品。
10. 前記ポリベンザゾール繊維が、ポリ（ベンゾビスオキサゾール）繊維、ポリ（ベンゾビスチアゾール）繊維、ポリ（ベンゾビスイミダゾール）繊維またはそれらの混合物を含む請求項９に記載の物品。
11. 前記ポリピリダゾール繊維が、ポリ（ピリドビスイミダゾール）繊維、ポリ（ピリドビスチアゾール）繊維、ポリ（ピリドビスオキサゾール）繊維またはそれらの混合物を含む請求項９に記載の物品。
12. 前記マルチフィラメントヤーンがポリ［２，６−ジイミダゾ［４，５−ｂ：４，５−ｅ］−ピリジニレン−１，４−（２，５−ジヒドロキシ）フェニレン］を含む請求項１に記載の物品。
13. 前記マルチフィラメントヤーンが２００〜４５００ｄｔｅｘの線密度、１０〜６０グラム／ｄｔｅｘの強度および２％〜６％の破断点伸びを有する請求項１に記載の物品。
14. 前記繊維層が織布または不織布である請求項１に記載の物品。
15. 前記熱可塑性材料が、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定された場合、約６，０００ｐｓｉ（４１．３ＭＰａ）未満の初期引張弾性率を有するエラストマーであるか、または前記熱硬化性材料がＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定された場合、少なくとも約１０，０００ｐｓｉ（６８．８ＭＰａ）の初期引張弾性率を有する硬質樹脂である請求項２に記載の物品。
16. 前記ポリマー層が、ポリ（プロピオン酸ビニル）、ポリ（ヘキシルメタクリレート）、ポリ（イソプロピルアクリレート）、エチレン／メチルアクリレートコポリマーのうちの１つ以上を含む請求項１に記載の物品。
17. 弾道の脅威に抵抗する際に用いるための物品を製造する方法であって、
    −４０℃〜０℃のガラス転移温度、２０，０００〜１００，０００の分子量および２０℃で約２×１０⁶〜約１０¹³ポアズの粘度を有するポリマー層を提供する工程と、
    前記ポリマー層の中に複数の孔を形成する工程と、
    少なくとも２００ｄｔｅｘの線密度、少なくとも１０グラム／ｄｔｅｘの強度および少なくとも２％の破断点伸びを有する複数のマルチフィラメントヤーンを含む、第１の面および第２の面を有する繊維層の第１の面に前記ポリマー層を被覆して接着させる工程であって、それにより、前記繊維層の第１の面の２５％超且つ７５％未満が、前記ポリマー層によって覆われて接着される工程と
    を含む方法。
18. 前記ポリマー層が熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーを含む請求項１７に記載の方法。
19. 前記孔が離散しており、前記孔の各々が０．２５ｃｍ²〜１５０ｃｍ²の面積を有する請求項１７に記載の方法。
20. 前記離散したエリアが、円形、正方形、三角形、長方形、多角形であるか、または不規則な輪郭によって規定される請求項１７に記載の方法。

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