JP2011515643A - 長形体を有する防弾物品 - Google Patents
長形体を有する防弾物品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011515643A JP2011515643A JP2010549150A JP2010549150A JP2011515643A JP 2011515643 A JP2011515643 A JP 2011515643A JP 2010549150 A JP2010549150 A JP 2010549150A JP 2010549150 A JP2010549150 A JP 2010549150A JP 2011515643 A JP2011515643 A JP 2011515643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tape
- molded article
- sheet
- matrix material
- bulletproof
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 89
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 68
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 31
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 28
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 28
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 25
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 24
- 229920010741 Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Polymers 0.000 claims description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 69
- 230000008569 process Effects 0.000 description 56
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 54
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 54
- 239000000463 material Substances 0.000 description 42
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 21
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 16
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000004736 wide-angle X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- ZGEGCLOFRBLKSE-UHFFFAOYSA-N 1-Heptene Chemical compound CCCCCC=C ZGEGCLOFRBLKSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cyclohexene Chemical compound C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000003938 response to stress Effects 0.000 description 2
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000000646 scanning calorimetry Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2,4-dichlorophenyl)pentyl]1,2,4-triazole Chemical compound C=1C=C(Cl)C=C(Cl)C=1C(CCC)CN1C=NC=N1 WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- CNFQJGLKUZBUBD-TXHUMJEOSA-N hexa-1,5-diene;(3e)-hexa-1,3-diene;(4e)-hexa-1,4-diene Chemical class CC\C=C\C=C.C\C=C\CC=C.C=CCCC=C CNFQJGLKUZBUBD-TXHUMJEOSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000019988 mead Nutrition 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920005638 polyethylene monopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H5/00—Armour; Armour plates
- F41H5/02—Plate construction
- F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
- F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
- F41H5/0485—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers all the layers being only fibre- or fabric-reinforced layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
- Y10T428/24074—Strand or strand-portions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
- Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
【選択図】なし
Description
EP833742には、複数の単層の積層体の圧縮物を有する防弾成形品が記載されている。各単層は同一方向に配向した繊維および30重量%以下の有機マトリクス材料を有する。
WO2006/107197には、コア材料が被覆材料よりも高い融点を有する、コア−被覆タイプのポリマー状テープを用いる、ポリマー状テープのラミネートを製造するための方法が記載されている。該方法は、ポリマー状テープをバイアステープとする工程、ポリマー状テープを配置する工程およびポリマー状テープを固化してラミネートを得る工程を有する。
EP1627719には、実質的に超高分子量ポリエチレンからなり、一定方向に配向したポリエチレンシートの複数が互いに角度をなしてクロスパイルされ、そしていかなる樹脂、接合材料なども用いずに互いに接着されてなる防弾物品が記載されている。
WO89/01123には、改良された耐衝撃性複合体およびそれから作られたヘルメットが記載されている。この複合体は、ポリマーマトリクス中に埋め込まれ、一定方向を向いて共通面を形成する繊維を有するプリプレグ層を含む。
US5,167,876には、マトリクス材料中の繊維のネットワーク層からなる、改良された難燃性を有する防弾物品が記載されている。繊維は、マトリクス材料の連続相中に分散されていることが指摘されている。
前記成形品は補強用長形体および有機マトリクス材料を有し、積層体圧縮物中の長形体の方向は一定の方向を向いてはおらず、そして前記長形体は2mm以上の幅を有し、厚さと幅との比が10:1以上であり、前記積層体は有機マトリクス材料を0.2〜8重量%含有する、前記防弾成形品に関する。
本発明で使用されるテープの幅は、2mm以上、特に10mm以上、より特別には20mm以上である。テープの幅は臨界的ではなく、一般に200mm以下であることができる。テープの厚さは一般に8ミクロン以上、特に10ミクロン以上である。テープの厚さは一般には150ミクロン以下、より特別には100ミクロン以下である。
本発明で使用されるテープの長さと幅との比は臨界的ではない。この比はテープの幅および防弾成形品の大きさに依存する。長さと幅との比は1以上である。一般的な値として、長さと幅との比の最大値1,000,000を挙げることができる。
本発明においては、いかなる天然および合成テープも原則として使用することができる。例えば金属製、半金属製、無機材料製、有機材料製またはこれらの組み合わせを使用することができる。防弾成形材料におけるテープの使用には、テープ本体が防弾的に有効である、すなわちより詳しくは、テープが高い引張強度、高い引張弾性率および高い破断エネルギーで表される高いエネルギー吸収性を有していることが不可欠である。テープは、1.0GPa以上の引張強度、40GPa以上の引張弾性率および15J/g以上の引張破断エネルギーを有することが好ましい。
他の実施態様では、テープは50GPa以上の引張弾性率を有する。弾性率はASTM D822−00に準拠して測定される。より特別には、テープは80GPa以上、より特別には100GPa以上の引張弾性率を有していてもよい。
他の実施態様では、テープは20J/g以上、特に25J/g以上の引張破断エネルギーを有する。引張破断エネルギーは、ASTM D882−00に準拠して、歪み速度50%/分にて測定される。引張破断エネルギーは、応力−歪み曲線下の単位重量あたりのエネルギーを積分することによって計算される。
本発明においては、ポリエチレンおよびポリプロピレンのホモポリマーおよびコポリマーの使用が好ましい。これらのポリオレフィンは、他のポリマー、特に他のアルケン−1のポリマーを少量含有していてもよい。
特に好ましくは、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、すなわち500,000g/モル以上の重量平均分子量を有するポリエチレンのテープ、を使用することができる。特に好ましくは1×106g/モル以上の重量平均分子量を有するテープを使用することができる。本発明で使用されるために好適なUHMWPEテープの分子量の最大値は臨界的ではない。一般的な値として、最大値1×108g/モルを挙げることができる。分子量分布および平均分子量(Mw、Mn、Mz)は、ASTM D 6474−99に準拠し、溶媒として1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)を使用して、160℃の温度で測定される。高温試料調製装置(PL−SP260)を備えた適当なクロマトグラフ装置(Polymer Laboratories社製、PL−GPC220)を使用することができる。このシステムは、5×103〜8×106グラム/モルの分子量範囲のポリスチレン標準試料(Mw/Mn<1.1)16種を用いて較正される。
本発明のある実施態様において、マトリクス材料はシート自体の内部に供給され、テープ同士を接着する役割を果たす。
本発明の他の実施態様では、マトリクス材料はシート上に供給され、シートを積層体内の別のシートと接着する糊ないしバインダーとして機能する。これら2つの実施態様の結合も考えられることは明らかである。
本発明のある実施態様では、シート自体が補強用テープおよびマトリクス材料を含有する。
このタイプのシートは、さらなる例として、テープの層を供給し、該テープ上にマトリクス材料の層を供給し、該マトリクスの最上部の上にさらにテープの層を供給するプロセスによっても製造することができる。ある実施態様では、テープの第1層は平行に配置されたテープを与え、そしてテープの第2層は、第1層のテープと平行に、しかしこれとずらして配置される。他の実施態様では、テープの第1層は平行に配置され、テープの第2層はテープの第1層に対して交差するように配置される。
本発明の好ましい実施態様では、テープ層に、有機マトリクス材料を含有する一定量の液状物質が供給される。このことの利点は、テープへのより迅速で良好な浸透が実現されることである。液状物質は、例えば有機マトリクス材料の溶液、分散液または溶融物であることができる。シートの製造にマトリクス材料の溶液または分散液を使用する場合、そのプロセスは溶媒または分散媒の蒸発工程も含む。このことは、シートの製造中のテープへの浸透において、例えば非常に低い粘度の有機マトリクス材料を使用することによって実現することができる。所望により、マトリクス材料を真空中で塗布してもよい。
シート自体がマトリクス材料を含有しない場合、シートはテープの層を供給し、加熱または加圧して必要的なテープ相互を接着する工程によって製造することができる。
この態様のうちのある実施態様では、テープは少なくとも一部が互いにオーバーラップしており、圧縮されて互いに接着される。
本発明のある実施態様では、マトリクス材料は網(web)の形状で供給される。ここで、網は不連続なポリマーフィルム、すなわち孔を有するポリマーフィルムである。このことにより、マトリクス材料の供給量の低減が可能となる。網は、シートの製造中に供給することができるが、シートとシートの間に供給することもできる。
本発明の他の実施態様では、マトリクス材料はポリマー材料の短冊、ヤーンまたは繊維の形状で供給される。後者の例としては、例えば繊維網または他のポリマー繊維織物の織布または不織布の形状である。このことによってもマトリクス材料の供給量の低減が可能となる。短冊、ヤーンまたは繊維は、シートの製造中に供給することができるが、シートとシートの間に供給することもできる。
本発明のさらなる実施態様では、マトリクス材料は、上述のように液状材料の形状で供給される。ここで液状材料は、場合によって長形体平面またはシートの全表面上に均一に供給することができる。しかしながら場合によっては長形体平面またはシートの表面上に、マトリクス材料を液状材料の形状で不均一に供給することも可能である。例えば液状材料はドット状もしくはストライプ状または他の適当なパターン状の形状で供給することができる。
上述した種々の実施態様において、マトリクス材料はシート上に不均一に分配される。本発明のある実施態様では、マトリクス材料は積層体の圧縮物中に不均一に分配される。この実施態様では、大多数は積層体の性能に対して不利に働くであろう外部からの影響を受ける積層体の圧縮物に、より多くのマトリクス材料を供給することができる。
有機マトリクス材料の破断伸びは、補強用テープの破断伸びよりも大きいことが好ましい。マトリクスの破断伸びは3〜500%であることが好ましい。この値は、最終の防弾物品中のマトリクス材料それ自体に適用される。
上述のように、マトリクス材料は積層体の圧縮物中に、テープと有機マトリクス材料との合計に対して計算して0.2〜8重量%の量で存在する。8重量%を超えてマトリクス材料を使用すると、同じ面重量におけるパネルの防弾性能が減ずる。さらに、防弾材料の重量を増大するだけで、ピール強度をさらに増大するものではないことが分かった。
マトリクス材料は1重量%以上の量、さらに特別には2重量%以上、ある場合には2.5重量%以上の量で存在することが好ましいであろう。ある実施態様では、マトリクス材料は7重量%以下、ときには6.5重量%以下の量で存在することが好ましいであろう。
本発明の防弾物品中のマトリクス含量が低いことにより、高度の防弾性を有する低重量材料を提供することができる。本発明のシート積層体の圧縮物は、NIJ標準−0101.04 P−BFS性能試験のクラスIIの要求に適合するであろう。好ましい実施態様では上記標準のクラスIIIaの要求に適合し、更により好ましい実施態様ではクラスIII、あるいはさらに高いクラスの要求に適合する。
本発明の防弾物品中の積層体中のシートの数は、最終使用および個々のシートの厚さによって一般に2枚以上、特に4枚以上、より特別には8枚以上である。シートの数は一般に500枚以下、特には400枚以下である。
本発明において、積層体の圧縮物中のテープの方向は一定の方向を向いていない。このことは、全体としての積層体中でテープは複数の異なる方向に整列していることを意味する。
本発明のある実施態様では、シート中のテープは同じ方向を向いて整列しており、シート中のテープの方向は、積層体中の他のシートの中のテープの方向に対して、より特別には隣接するシートの中のテープの方向に対して回転している。積層体中の合計の回転が45°以上の量であるとき、良好な結果が得られる。積層体中の合計の回転が約90°の量であることが好ましい。本発明のある実施態様では、積層体は、1つのシート中のテープの方向が隣接するシート中のテープの方向と直角をなして隣接するシートの複数からなる。
このプロセスのある実施態様において、シートは、テープの層を供給して本体を付着させることによって準備される。これは、マトリクス材料を供給することまたは本体そのものを圧縮することによって行うことができる。後者の態様において、マトリクス材料は積層前にシート上に供給される。
印加される圧力は、十分な性能を有する防弾成形品の形成を担保するように意図される。この圧力は0.5MPa以上である。50MPa以下の最大圧力が例示される。
必要な圧縮時間および圧縮温度は、テープおよびマトリクス材料の性質ならびに成形品の厚さに依存し、当業者によって容易に決定されうる。
圧縮を高温で行った場合、好ましくは圧縮物の冷却も加圧下で行うことができる。加圧下における冷却は、少なくとも成形品の構造がもはや常圧下で緩和しない程度の低温に至るまでの冷却中に、所定の最少圧力を維持する手段を意図するものである。場合に応じてこの温度を決定することは当業者の能力の範囲内である。適当である場合には、所定の最少圧力下における冷却は、有機マトリクス材料の大部分がまたは完全に硬化しまたは結晶化し、そして補強用テープの緩和温度未満の温度まで下げることが好ましい。冷却中の圧力は、高温時の圧力と同じである必要はない。適当な圧力値を維持し、成形品およびプレス機の収縮による圧力の減少を相殺するように、冷却中は圧力をモニターすべきである。
本発明のプロセスにおいて、積層体は固定されていないシートから出発して作ることができる。しかしながら固定されていないシートは、テープの方向に容易に裂ける点で取扱いが困難である。従って、2〜8枚、一般には2、4または8枚を含む固定されたシートパッケージから積層体を作ることが好ましい。シートパッケージ内におけるシートの整列については、積層体の圧縮物中のシートの整列について上述したのと同様である。
固定化は、シートが互いに固く結合する手段を意図するものである。シートパッケージも圧縮されているときに、非常によい結果が実現される。シートは、当業界で知られているように、熱および/または圧力の印加によって固定化されてもよい。
本発明のこの実施態様では、テ−プのうちの少なくとも幾つかは重量平均分子量が100,000グラム/モル以上であり、Mw/Mn比が6以下のポリエチレンテープである。
この態様のうち、これらの要求に適合するものが、防弾成形品中に存在するテープの合計重量に基づいて計算して20重量%以上、特には50重量%以上、より特別には75重量%以上、さらにより特別には85重量%以上あるいは95重量%以上であることが好ましい。ある実施態様では、防弾成形品中に存在するすべてのテープがこれらの要求に適合する。
この実施態様で使用されるテープの分子量分布は比較的狭い。このことは、Mn(数平均分子量)に対するMw(重量平均分子量)の比が6以下であることによって説明される。このMw/Mn比は、より特別には5以下、さらにより特別には4以下、その上により特別には3以下である。特にMw/Mn比が2.5以下、さらには2以下の材料の使用を考えることができる。
分子量およびMw/Mnの要求に加えて、テープは引張強度が大きく、引張弾性率が大きく、そして高い破断エネルギーで表される高エネルギー吸収であることが好ましい。
他の実施態様では、これらのテープの引張弾性率は80GPa以上、より特別には100GPa以上、さらにより特別には120GPa以上、その上により特別には140GPa以上あるいは150GPa以上である。弾性率はASTM D882−00に準拠して測定される。
他の実施態様では、テープの引張破断エネルギーは30J/g以上、特には35J/g以上、より特別には40J/g以上、さらにより特別には50J/g以上である。引張破断エネルギーはASTM D882−00に準拠して、歪み速度50%/分を用いて測定される。これは、応力−歪み曲線下の単位重量あたりのエネルギーを積分することによって計算される。
本発明のある実施態様では、テープは200/110一面配向パラメータΦが3以上である。200/110一面配向パラメータΦは、テープ試料のX線回折(XRD)パターンにおいて反射配置として測定された200面と110面とのピーク面積比として定義される。
広角X線散乱(WAXS)は、物の結晶構造に関する情報を与える技術である。この技術は、特に広角に散乱したブラッグピークの分析に間する。ブラッグピークは、長距離の構造秩序からの結果である。WAXS測定は、回折パターン、すなわち回折角2θ(これは回折ビームと初期ビームとの間の角度である。)の関数としての強度を与える。
200/110一面配向パラメータの値は、X線回折を使用して測定することができる。Cu−Kα放射線(K 波長=1.5418Å)を生成する多層膜X線集光素子(ゲーベル鏡)を装着したBrucker−AXS D8回折計が好適である。測定条件:2mmの散乱防止スリット、0.2mm検出器スリットおよび生成機の設定40kV、35mA。テープ試料を、例えば幾らかの両面装着テープによりサンプルホルダー上に装着する。テープ試料の好ましい寸法は、15mm×15mm(L×W)である。試料が完全に水平となり、そしてサンプルホルダーと整列するように注意すべきである。次いで、テープ試料を有するサンプルホルダーを、D8回折計中に反射形状に設置する(テープの法線がゴニオメーターに垂直且つサンプルホルダーに垂直)。回折パターンのための走査範囲は、ステップサイズ0.02°(2θ)、ステップごとに積算時間2秒にて5°〜40°(2θ)である。測定中、サンプルホルダーは、さらなる配向を来たさないように、テープ法線周りを1分あたり15回転でスピンする。次いで、回折角2θの関数として強度を測定する。200面および110面のピーク面積は、標準的な波形分離ソフトウェア、例えばBrucker−AXS製のTopasを用いて決定される。200面および110面の反射がシングルピークである場合、波形分離プロセスは確実であり、適当な波形分離手順を選択して実行することは、当業者の能力の範囲内である。200/110一面配向パラメータは、200面および110面の面積の間の比として定義される。このパラメータは、200/110一面配向の定量測定である。
本発明のある実施態様では、UHMWPEテープ、特にMw/Mn比が6以下のUHMWPEテープ、のDSC結晶性は74%以上、より特別には80%以上である。このDSC結晶性は、示差熱量計(DSC)、例えばPerkin Elmer DSC7、を用いて以下のようにして測定することができる。要するに、既知量(2mg)の試料を30から180℃まで1分あたり10℃で加熱し、180℃において5分間保持し、次いで1分あたり10℃で冷却する。DSC走査の結果は、温度(x軸)に対する熱流量(mWまたはmJ/s;y軸)のグラフとしてプロットすることができる。結晶性は、走査の加熱領域からのデータを用いて評価される。主溶解転移(吸熱)開始の直ぐ下の温度から融解の完了が観測された直ぐ上の温度までのグラフの下部の面積を決定することによって、結晶の融解転移における融解エンタルピーΔH(J/g単位)が計算される。次いで計算されたΔHを、結晶性100%PEについて融解温度約140℃において定量された融解エンタルピーの理論値(293J/gのΔHc)と比較する。DSC結晶性指数は、百分率100(ΔH/ΔHc)で表現される。ある実施態様では、本発明で使用されるテープのDSC結晶性は85%以上、より特別には90%以上である。
一般にUHMWPEテープ、特に分子量分布の狭いもの、は、ポリマー溶媒が、0.05重量%以下、特には0.025重量%以下、より特別には0.01重量%以下である。
本発明のある実施態様では、分子量分布の狭いポリエチレンテープは、重量平均分子量が100,000グラム/モル以上、160℃における溶融直後に測定されるせん断弾性率G0 Nが1.4MPa以下、Mw/Mn比が6以下である出発ポリエチレンを、ポリマー加工中のいかなる時点においてもその温度が融点を超えないような条件下で圧縮工程および延伸工程に供することを含むプロセスによって製造されたテープである。
160℃における溶融直後のせん断弾性率は、ポリマーの絡まりの程度として測定される。G0 Nは、ゴム状態の安定領域におけるせん断弾性率である。これは、今度は絡まり密度と逆比例する絡まり点間の平均分子量Meと関係する。熱動力学的に安定した溶融では絡まり点が均一に分布しており、MeはG0 Nから式G0 N=gNρRT/Meによって計算することができる。ここで、gNは1に設定された係数であり、ローはg/cm3単位の密度であり、Rはガス定数であり、そしてTはK単位の絶対温度である。従って弾性率が低いと絡まり点間のポリマーの距離が長く、従って絡まりの程度が低いこととなる。検討で採用した方法では、絡まりの形成は文献(Rastogi,S.,Lippits,D.,Peters,G.,Graf,R.,Yefeng,Y.and Spiess,H.,”Heterogeneity in Polymer Melts from Melting of Polymer Crystals”,Nature Materials,4(8),1st August 2005,635−641およびPhD thesis Lippits,D.R.,”Controlling the melting kinetics of polymers;a route to a new melt state”,Eindhoven University of Technology, dated 6th March 2007, ISBN 978−90−386−0895−2)に記載されたのと同様に変化した。
ポリマーは微粒子状、例えば粉末またはその他の適当な微粒子の形状で得られる。5,000ミクロン以下、好ましくは2,000ミクロン以下、より特別には1,000ミクロン以下の粒径の粒子が好適である。粒子の粒径は1ミクロン以上、より特別には10ミクロン以上である。粒径分布は、レーザー線回折(PSD、Sympatec製、Quixel)によって以下のようにして測定することができる。試料を界面活性剤を含有する水中に分散し、30秒間超音波処理して凝集/絡まりを解く。ポンプによって試料をレーザービーム中へ送り、散乱光を検出する。光回折の量を粒径として測定する。
本発明のプロセスでは、圧縮およびロール処理工程は、一般にポリマーの非拘束融点(unconstrained melting point)から1℃以上低い温度、特にはポリマーの非拘束融点よりも3℃以上低い温度、さらにより特別にはポリマーの非拘束融点よりも5℃以上低い温度において行われる。一般に圧縮工程は、ポリマーの非拘束融点よりも40℃以内の範囲で低い温度、特にはポリマーの非拘束融点よりも30℃以内の範囲で低い温度、より特別には10℃以内の範囲において行われる。
本発明のプロセスでは、延伸工程は一般に、プロセス条件下におけるポリマーの融点よりも1℃以上低い温度、特にプロセス条件下におけるポリマーの融点よりも3℃以上低い温度、さらにより特別にはプロセス条件下におけるポリマーの融点よりも5℃以上低い温度において行われる。当業者が気付くように、ポリマーの融点は、ポリマーが置かれた状態に依存しよう。このことは、プロセス条件下の融点がケースバイケースで異なり得ることを意味する。プロセス中の伸長応力が急激に低下する温度は容易に決定することができる。一般に延伸工程は、プロセス条件下におけるポリマーの融点よりも30℃以内の範囲で低い温度、特にはプロセス条件下におけるポリマーの融点よりも20℃以内の範囲、より特別には15℃以内の範囲で低い温度において行われる。
当業者には明らかなように、この方法は個々の工程を識別しうるように、例えば特定の温度の別個のホットプレート上にフィルムを供する形で行うことができる。この方法は、フィルムを、延伸工程の初期は低温に、そして延伸工程の終わりには高温にし、その間に温度勾配を付して連続的に行うこともできる。この実施態様は、例えば圧縮装置に最も近いホットプレート端部のゾーン温度が圧縮装置から最も遠いホットプレート端部のゾーン温度よりも低い温度ゾーンを備えたホットプレート上にフィルムを導くことによって行うことができる。
ある実施態様では、延伸工程中に加えられる最低温度と延伸工程中に加えられる最高温度との差は3℃以上、特に7℃以上、より特別には10℃以上である。一般に、延伸工程中に加えられる最低温度と延伸工程中に加えられる最高温度との差は30℃以下、特に25℃以下である。
出発ポリマーの非拘束融点は138〜142℃の間であり、当業者によって容易に測定することができる。上記の値を有することによって適当な処理温度の計算が可能になる。非拘束融点は、昇温速度10℃/分にて+30〜+180℃の温度範囲における窒素中のDSC(示唆走査熱量測定)によって測定することができる。ここで、80〜170℃の最大の吸熱ピークの最大値が融点として評価される。
強度2GPa以上の材料は、従来のUHMWPE加工と比較して大きな変形速度で製造することができることも分かった。この変形速度は装置の製造能力と直接に関係する。経済上の理由により、フィルムの機械的特性に対して不利益な影響を及ぼさない限り最大限に大きな変形速度で製造することが重要である。特に、製品の強度を1.5GPaから2GPa以上に向上するために必要な延伸工程を1秒あたり4%以上の速度で行うプロセスによって、強度2GPa以上の材料を製造することが可能であることが分かった。従来のポリエチレンの加工では、この延伸工程をこの速度で行うことは不可能である。従来のUHMWPE加工では、例えば1ないし1.5GPaまでの強度への最初の延伸工程は1秒あたり4%を超える速度で行うことができるのに対し、フィルムの強度を2GPa以上の値に向上するために要求される最終工程は、1秒あたり4%を大きく下回る速度で行うことが必要であり、さもなければフィルムは破壊されるであろう。これとは対照的に本発明のプロセスでは、強度1.5GPaの中間フィルムを1秒あたり4%以上の速度で延伸して強度2GPa以上の材料を得ることが可能であることが分かった。さらに好ましい強度の値としては上述したところと同様である。この工程において印加される速度は、1秒あたり5%以上、1秒あたり7%以上、1秒あたり10%以上、あるいはさらに1秒あたり15%以上とすることができることが分かった。
フィルムの強度は印加される延伸比と関連する。従って、この効果は以下のように説明することもできる。本発明のある実施態様では、本発明のプロセス中の延伸工程を、延伸比80から、延伸比100以上、特に120以上、より特別には140以上、さらにより特別には160以上になるように、上述の延伸速度で行うことができる。
さらに別の実施態様では、本発明のプロセス中の延伸工程を、弾性率60GPaの材料から、弾性率80GPa以上、特に100GPa以上、より特別には120Gpa、140Gpa以上または150GPa以上の材料になるように、上述の延伸速度で行うことができる。
この製造プロセスでは、ポリマーは粒子形状、例えば粉末の形状、で得られる。圧縮工程は、ポリマー粒子を単一物、例えばマザーシートの形状、に統合するために行われる。延伸工程は、ポリマーを配向して最終製品を製造するために行われる。これらの2工程は互いに垂直の方向で行われる。これらの要素は、1工程に統合することができ、あるいは各工程において1つ以上の圧縮または延伸要素が行われる別個の工程として行ってもよい。例えばある実施態様では、このプロセスは、ポリマー粉末を圧縮してマザーシートを形成する工程、このプレートをロール処理してロール処理されたマザーシートを得る工程およびこのロール処理されたマザーシートを延伸工程に供してポリマーフィルムを形成することを含む。
本発明のプロセスにおいて印加される圧縮力は、一般に10〜10,000N/cm2、特に50〜5,000N/cm2、より特別には100〜2,000N/cm2である。圧縮後の材料の密度は一般に0.8〜1kg/dm3、特に0.9〜1kg/dm3である。
上記延伸工程は一般に、プロセス条件下におけるポリマーの融点よりも1℃以上低い温度、特にプロセス条件下におけるポリマーの融点よりも3℃以上低い温度、さらにより特別にはプロセス条件下におけるポリマーの融点よりも5℃以上低い温度において行われる。当業者が気付くように、ポリマーの融点は、ポリマーが置かれた状態に依存し得る。このことは、プロセス条件下に融点がケースバイケースで異なり得ることを意味する。プロセス中の伸長応力が急激に低下する温度は容易に決定することができる。一般に延伸工程は、プロセス条件下におけるポリマーの融点よりも30℃以内の範囲で低い温度、特にはプロセス条件下におけるポリマーの融点よりも20℃以内の範囲、より特別には15℃以内の範囲で低い温度において行われる。
この実施態様における出発ポリマーの非拘束融点は138〜142℃の間であり、当業者によって容易に測定することができる。上記の値を有することによって適当な処理温度の計算が可能になる。非拘束融点は、昇温速度10℃/分にて+30〜+180℃の温度範囲における窒素中のDSC(示唆走査熱量測定)によって測定することができる。ここで、80〜170℃の最大の吸熱ピークの最大値が融点として評価される。
延伸工程は、ポリマーフィルムを製造するために行われる。この延伸工程は、従来技術の手段によって1つ以上の工程で行うことができる。適当な手段としては、両ロールが加工方向に回転し、そして第2のロールが第1のロールよりも速く回転する、組ロール上の工程の1つ以上にフィルムを導くことなどを挙げることができる。延伸は、ホットプレート上または空気循環型オーブン中で行うことができる。
合計延伸比は80以上、特には100以上、より特別には120以上、さらにより特別には140以上、その上により特別には160以上とすることができる。合計延伸比は、圧縮したマザーシートの断面積を、該マザーシートから製造された延伸フィルムの断面積で除した値として定義される。
このプロセスは固体状態で行われる。最終のポリマーフィルムは、ポリマー溶媒の含量が0.05重量%未満、特に0.025重量%未満、より特別には0.01重量%未満である。
以下のようにして本発明の防弾材料を製造した。
出発原料は、幅25mmおよび厚さ50μmのUHMWポリエチレンテープからなる。このテープは、1.84GPaの引張強度、146GPaの引張弾性率および920kg/cm3の密度を有していた。このポリエチレンは、4.3×106グラム/モルの分子量Mwおよび9.79のMw/Mn比を有していた。
テープを平行に整列して第一層を形成し、この第一層の上に、テープ層の一層以上を第一層内のテープと平行に且つずらして整列し、そして複数のテープ層を加熱圧縮してシートを形成した。
このシート上にマトリクスを均一層として塗布した。使用したマトリクス材料は、Henkelから市販のPrinlin B7137 ALであった。
複数のシートをクロスプライに積層し、積層体を形成した。この積層体を136〜137℃の温度、60バールの圧力において圧縮した。材料を冷却し、プレス機から取り除いて防弾成形品を形成した。このパネルは、19.2kg/m2の面重量を有し、マトリクス含量は4.0重量%であった。
このパネルにつき、NIJ III 0.108.01(ハード鎧)に準拠して防弾性能を試験した。パネルは試験に合格した。857m/sの弾速のときに8.9mmのトンネル長が得られることが分かった。このトンネル長は、パネル内の弾丸の入口と、弾丸が風船形状から崩壊し始める地点との間のトンネルの長さである。
より多量のマトリクスを使用したほかは、実施例1に記載したのと同様にして比較防弾材料を製造した。得られたパネルは、19.8kg/m2の面重量を有し、マトリクス含量は9.3重量%であった。
このパネルについても、NIJ III 0.108.01(ハード鎧)に準拠して防弾効果を試験した。パネルは試験に合格した。842m/sの弾速のときに10.03mmのトンネル長が得られることが分かった。886m/sの弾速のときには10.42mmのトンネル長が得られた。
実施例1における本発明のパネルと比較して、比較パネルはより低い弾速であってもより長いトンネル長を示した。このことは弾丸がパネルのより後方で崩壊することを意味し、そしてこのことは弾丸がパネルを貫通する危険を増大するものである。
マトリクスを使用しなかったほかは、実施例1に記載したのと同様にして比較防弾材料を製造した。得られたパネルは、19.6kg/m2の面重量を有し、マトリクス含量は0重量%であった。
このパネルについても、NIJ III 0.108.01(ハード鎧)に準拠して、849m/sの弾速にて防弾効果を試験した。パネルは弾丸を止めたけれどもこの試験に不合格であった。パネルは層が剥れて2つの部分になった。バックフェースシグネチャーの深さは100mmを超えていた。44mmを超えるバックフェースシグネチャーの深さは、商業的な見地から許容できない。
実施例1に記載したのと同様にして本発明の防弾材料を製造した。得られたプレートは、3.5kg/m2の面重量を有し、マトリクス含量は4重量%であった。
このパネルにつき、NIJ III 0.101.04に準拠して、434m/sの弾速にて防弾効果を試験した。このプレートは試験に合格したことが分かった。
Claims (15)
- シートの積層体の圧縮物を含んでなる防弾成形品であって、
前記成形品は補強用長形体および有機マトリクス材料を有し、積層体圧縮物中の長形体の方向は一定の方向を向いてはおらず、そして前記長形体は2mm以上の幅を有し、厚さと幅との比が10:1以上であり、前記積層体は有機マトリクス材料を0.2〜8重量%含有する、前記防弾成形品。 - 上記幅と厚さとの比が20:1を超え、より特別には50:1を超え、さらにより特別には100:1を超える、請求項1の防弾成形品。
- 本発明で使用するテープの幅が10mm以上、より特別には20mm以上である、請求項1または2の防弾成形品。
- シート内のテープが一定の方向に整列しており、そしてシート内のテープの方向が隣接するシート内のテープの方向に対して回転している、請求項1〜3のいずれか一項の防弾成形品。
- シートが補強用テープおよび0.2〜8重量%の有機マトリクス材料を含有する、請求項1〜4のいずれか一項の防弾成形品。
- シートのうちの少なくとも幾つかはマトリクス材料を実質的に含有しておらず、そしてマトリクス材料がシートとシートの間隙に存在する、請求項1〜4のいずれか一項の防弾成形品。
- 前記テープが1.0GPa以上の引張強度、40GPa以上の引張弾性率および15J/g以上の引張破断エネルギーを有する、請求項1〜6のいずれか一項の防弾成形品。
- テープが500,000g/モル以上、より特別には1×106g/モル以上の重量平均分子量を有する超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)を使用してなるものである、請求項1〜7のいずれか一項の防弾成形品。
- テープのうちの少なくとも幾つかが100,000グラム/モル以上の重量平均分子量および6以下のMw/Mn比を有するポリエチレンテープである、請求項1〜8のいずれか一項の防弾成形品。
- 前記ポリエチレンテープが300,000グラム/モル以上、特には400,000グラム/モル以上、さらにより特別には500,000グラム/モル以上、より特別には1×106g/モル以上の重量平均分子量および5以下、特に4以下、より特別には3以下、さらにより特別には2.5以下、さらには2以下のMw/Mn比を有する、請求項9の防弾成形品。
- 前記ポリエチレンテープの200/110一面配向パラメータが3以上である、請求項9または10の防弾成形品。
- 請求項1〜11のいずれか一項の防弾成形品の製造への使用に適する強化シートパッケージであって、前記強化シートパッケージが補強テープを含んでなるシートの2〜8枚および有機マトリクス材料を有し、前記シートパッケージ内のテープの方向が一定方向を向いてはおらず、前記シートパッケージが0.2〜8重量%の有機マトリクス材料を含有する、前記強化シートパッケージ。
- 補強用テープを有してなるシートを準備する工程、積層体の圧縮物内のテープの方向が一定方向を向かないように前記シートを積層する工程、および前記積層体を0.5MPa以上の圧力下で圧縮する工程を含み、ただし前記シート内もしくは前記シート間またはシート内とシート間との双方に0.2〜8重量%の有機マトリクス材料を供給する、請求項1〜11のいずれか一項の防弾成形品を製造するための方法。
- 前記シートが、テープの層を供給して前記テープを付着させることによって準備される、請求項13の方法。
- 圧縮によってテープを付着させる、請求項14の方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP08004144 | 2008-03-06 | ||
EP08004144.5 | 2008-03-06 | ||
EP09150308 | 2009-01-09 | ||
EP09150308.6 | 2009-01-09 | ||
PCT/EP2009/052622 WO2009109632A1 (en) | 2008-03-06 | 2009-03-05 | Ballistic resistant articles comprising elongate bodies |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011515643A true JP2011515643A (ja) | 2011-05-19 |
JP5511082B2 JP5511082B2 (ja) | 2014-06-04 |
Family
ID=40765537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010549150A Active JP5511082B2 (ja) | 2008-03-06 | 2009-03-05 | 長形体を有する防弾物品 |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8545961B2 (ja) |
EP (1) | EP2252853B1 (ja) |
JP (1) | JP5511082B2 (ja) |
KR (2) | KR101587789B1 (ja) |
CN (1) | CN102016489B (ja) |
AU (1) | AU2009221103B2 (ja) |
BR (1) | BRPI0908044A2 (ja) |
CA (1) | CA2717374C (ja) |
ES (1) | ES2579488T3 (ja) |
IL (1) | IL207766A0 (ja) |
MX (1) | MX2010009801A (ja) |
RU (1) | RU2498194C2 (ja) |
WO (1) | WO2009109632A1 (ja) |
ZA (1) | ZA201006162B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012509782A (ja) * | 2008-11-26 | 2012-04-26 | ビ−エ−イ−・システムズ・テンシロン・ハイ・パフォーマンス・マテリアルズ,インコーポレイテッド | 積層弾道シート |
JP2014113728A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Toyobo Co Ltd | ポリエチレンテープ、ポリエチレンスプリットヤーン及びそれらの製造方法 |
JP2022518269A (ja) * | 2019-01-24 | 2022-03-14 | テイジン・アラミド・ビー.ブイ. | マトリックスを備えたフィルムをベースとする耐弾性物品 |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8697220B2 (en) * | 2009-08-11 | 2014-04-15 | Honeywell International, Inc. | High strength tape articles from ultra-high molecular weight polyethylene |
US8895138B2 (en) | 2009-11-17 | 2014-11-25 | E I Du Pont De Nemours And Company | Impact resistant composite article |
US20110113534A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-19 | E.I.Du Pont De Nemours And Company | Impact Resistant Composite Article |
CN102762949B (zh) | 2009-12-23 | 2016-09-28 | 帝人芳纶有限公司 | 防弹制品 |
RU2013130243A (ru) | 2010-12-03 | 2015-01-10 | Тейджин Арамид Б.В. | Высокомолекулярный полиэтилен |
WO2012113727A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Dsm Ip Assets B.V. | Multistage drawing process for drawing polymeric elongated objects |
WO2013076733A2 (en) | 2011-10-10 | 2013-05-30 | Reliance Industries Ltd. | A process for synthesis of ethylene polymers |
JP2015501413A (ja) * | 2011-11-07 | 2015-01-15 | テイジン・アラミド・ビー.ブイ. | ポリエチレンテープを含む防弾性物品 |
EP2629044A1 (en) | 2012-02-20 | 2013-08-21 | Teijin Aramid B.V. | Ballistic resistant article, semi-finished product for and method of making a shell for a ballistic resistant article |
EP2650111A1 (en) | 2012-04-13 | 2013-10-16 | Teijin Aramid B.V. | Process for making a curved product |
US9656246B2 (en) | 2012-07-11 | 2017-05-23 | Carbice Corporation | Vertically aligned arrays of carbon nanotubes formed on multilayer substrates |
CN105980809B (zh) * | 2014-02-10 | 2019-06-11 | 帝人芳纶有限公司 | 包含带材的防弹制品 |
US10724153B2 (en) | 2014-06-11 | 2020-07-28 | Georgia Tech Research Corporation | Polymer-based nanostructured materials with tunable properties and methods of making thereof |
WO2016005504A1 (en) | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Maastricht University | Composite material of uhmwpe and graphene and process for manufacturing thereof |
CN105612707B (zh) * | 2014-09-19 | 2019-03-01 | 华为技术有限公司 | 一种多用户的复用方法和基站 |
EP3056330B1 (en) | 2015-02-16 | 2019-11-13 | Teijin Aramid B.V. | Panels made from cylindrical hollow articles |
EP3086570B1 (en) | 2015-04-24 | 2019-09-04 | Teijin Aramid B.V. | Speaker and film for use in speaker diaphragm |
ES2868192T3 (es) * | 2015-07-31 | 2021-10-21 | Teijin Aramid Gmbh | Panel resistente balístico |
MX2018003392A (es) * | 2015-09-18 | 2018-06-12 | Dsm Ip Assets Bv | Lamina preformada y objeto con resistencia balistica. |
US10791651B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-09-29 | Carbice Corporation | Carbon nanotube-based thermal interface materials and methods of making and using thereof |
TWI755492B (zh) | 2017-03-06 | 2022-02-21 | 美商卡爾拜斯有限公司 | 基於碳納米管的熱界面材料及其製造和使用方法 |
EP3793353A1 (en) | 2018-05-18 | 2021-03-24 | Teijin Aramid B.V. | Netting for aquaculture |
US10707596B2 (en) | 2018-09-21 | 2020-07-07 | Carbice Corporation | Coated electrical connectors and methods of making and using thereof |
WO2020165212A1 (en) | 2019-02-12 | 2020-08-20 | Teijin Aramid B.V. | Ballistic-resistant article based on sheets with discontinuous film splits |
USD904322S1 (en) | 2019-08-28 | 2020-12-08 | Carbice Corporation | Flexible heat sink |
US20210063099A1 (en) | 2019-08-28 | 2021-03-04 | Carbice Corporation | Flexible and conformable polymer-based heat sinks and methods of making and using thereof |
USD906269S1 (en) | 2019-08-28 | 2020-12-29 | Carbice Corporation | Flexible heat sink |
USD903610S1 (en) | 2019-08-28 | 2020-12-01 | Carbice Corporation | Flexible heat sink |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5167876A (en) * | 1990-12-07 | 1992-12-01 | Allied-Signal Inc. | Flame resistant ballistic composite |
JP2000514543A (ja) * | 1996-06-24 | 2000-10-31 | ディーエスエム エヌ.ブイ. | 防弾用成形品 |
US6183834B1 (en) * | 1995-06-20 | 2001-02-06 | Dsm N.V. | Balistic-resistant moulded article and a process for the manufacture of the moulded article |
WO2001021668A1 (en) * | 1999-09-22 | 2001-03-29 | Equistar Chemicals, L.P. | Preparation of ultra-high-molecular-weight polyethylene |
EP1627719A1 (en) * | 2004-08-16 | 2006-02-22 | FMS Enterprises Migun Ltd. | Multilayered polyethylene material and ballistic resistant articles manufactured therefrom |
JP2007520371A (ja) * | 2004-01-01 | 2007-07-26 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. | 耐弾物品 |
WO2007107359A1 (en) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Dsm Ip Assets B.V. | Process for the manufacture of a shaped part and shaped part obtainable with said process |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR890701976A (ko) * | 1987-08-03 | 1989-12-22 | 로이 에이취.멧신길 | 충격 저항성 헬멧 |
RU2247300C2 (ru) * | 1999-07-08 | 2005-02-27 | Кваме ДАКО | Защитный жилет |
CZ301905B6 (cs) * | 2000-05-11 | 2010-07-28 | Teijin Aramid Gmbh | Pancérový vrstvený materiál |
WO2004113057A1 (en) * | 2003-06-26 | 2004-12-29 | Stichting Dutch Polymer Institute | Process for the preparation of a shaped part of an ultra high molecular weight polyethylene |
CN1291090C (zh) * | 2003-09-16 | 2006-12-20 | 湖南中泰特种装备有限责任公司 | 高强高模聚乙烯纤维单取向预浸带的连续制备方法 |
CA2604023C (en) | 2005-04-08 | 2014-02-04 | Novameer B.V. | Method of manufacturing a laminate of polymeric tapes as well as a laminate and the use thereof |
-
2009
- 2009-03-05 ES ES09718059.0T patent/ES2579488T3/es active Active
- 2009-03-05 EP EP09718059.0A patent/EP2252853B1/en active Active
- 2009-03-05 US US12/920,608 patent/US8545961B2/en active Active
- 2009-03-05 MX MX2010009801A patent/MX2010009801A/es active IP Right Grant
- 2009-03-05 BR BRPI0908044-9A patent/BRPI0908044A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-03-05 JP JP2010549150A patent/JP5511082B2/ja active Active
- 2009-03-05 AU AU2009221103A patent/AU2009221103B2/en not_active Ceased
- 2009-03-05 WO PCT/EP2009/052622 patent/WO2009109632A1/en active Application Filing
- 2009-03-05 KR KR1020107022259A patent/KR101587789B1/ko active IP Right Grant
- 2009-03-05 RU RU2010140799/11A patent/RU2498194C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-03-05 CN CN200980116012.8A patent/CN102016489B/zh active Active
- 2009-03-05 CA CA2717374A patent/CA2717374C/en active Active
- 2009-03-05 KR KR1020157034338A patent/KR20160001721A/ko not_active Application Discontinuation
-
2010
- 2010-08-24 IL IL207766A patent/IL207766A0/en unknown
- 2010-08-27 ZA ZA2010/06162A patent/ZA201006162B/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5167876A (en) * | 1990-12-07 | 1992-12-01 | Allied-Signal Inc. | Flame resistant ballistic composite |
US6183834B1 (en) * | 1995-06-20 | 2001-02-06 | Dsm N.V. | Balistic-resistant moulded article and a process for the manufacture of the moulded article |
JP2000514543A (ja) * | 1996-06-24 | 2000-10-31 | ディーエスエム エヌ.ブイ. | 防弾用成形品 |
WO2001021668A1 (en) * | 1999-09-22 | 2001-03-29 | Equistar Chemicals, L.P. | Preparation of ultra-high-molecular-weight polyethylene |
JP2007520371A (ja) * | 2004-01-01 | 2007-07-26 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. | 耐弾物品 |
EP1627719A1 (en) * | 2004-08-16 | 2006-02-22 | FMS Enterprises Migun Ltd. | Multilayered polyethylene material and ballistic resistant articles manufactured therefrom |
WO2007107359A1 (en) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Dsm Ip Assets B.V. | Process for the manufacture of a shaped part and shaped part obtainable with said process |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012509782A (ja) * | 2008-11-26 | 2012-04-26 | ビ−エ−イ−・システムズ・テンシロン・ハイ・パフォーマンス・マテリアルズ,インコーポレイテッド | 積層弾道シート |
JP2014113728A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Toyobo Co Ltd | ポリエチレンテープ、ポリエチレンスプリットヤーン及びそれらの製造方法 |
JP2022518269A (ja) * | 2019-01-24 | 2022-03-14 | テイジン・アラミド・ビー.ブイ. | マトリックスを備えたフィルムをベースとする耐弾性物品 |
JP7412434B2 (ja) | 2019-01-24 | 2024-01-12 | テイジン・アラミド・ビー.ブイ. | マトリックスを備えたフィルムをベースとする耐弾性物品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2009221103B2 (en) | 2013-12-19 |
KR101587789B1 (ko) | 2016-01-22 |
JP5511082B2 (ja) | 2014-06-04 |
CN102016489B (zh) | 2016-01-13 |
IL207766A0 (en) | 2010-12-30 |
CA2717374A1 (en) | 2009-09-11 |
WO2009109632A1 (en) | 2009-09-11 |
EP2252853A1 (en) | 2010-11-24 |
MX2010009801A (es) | 2010-09-28 |
CN102016489A (zh) | 2011-04-13 |
RU2498194C2 (ru) | 2013-11-10 |
KR20160001721A (ko) | 2016-01-06 |
RU2010140799A (ru) | 2012-04-20 |
KR20100131473A (ko) | 2010-12-15 |
AU2009221103A1 (en) | 2009-09-11 |
EP2252853B1 (en) | 2016-04-20 |
ES2579488T3 (es) | 2016-08-11 |
US8545961B2 (en) | 2013-10-01 |
CA2717374C (en) | 2015-08-18 |
ZA201006162B (en) | 2011-05-25 |
US20110020593A1 (en) | 2011-01-27 |
BRPI0908044A2 (pt) | 2015-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5511082B2 (ja) | 長形体を有する防弾物品 | |
JP5517363B2 (ja) | 長形体を含有する防弾物品 | |
JP5692861B2 (ja) | テープを含有する防弾製品 | |
TW201035220A (en) | Ultra-high molecular weight polyethylene comprising refractory particles | |
JP2015501413A (ja) | ポリエチレンテープを含む防弾性物品 | |
EP3924179A1 (en) | Ballistic-resistant article based on sheets with discontinuous film splits |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131030 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140123 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140319 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140324 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5511082 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |