JP2014531520A

JP2014531520A - 改善した柔軟な防護衣の弾道衝撃性能のための３軸編組の布帛構造体

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Publication number: JP2014531520A
Application number: JP2014529890A
Authority: JP
Inventors: ジュニアロナルドジーエグレス
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2014-11-27
Also published as: CN103797169B; EP2753740B1; CA2845004A1; WO2013036751A3; CN103797169A; BR112014004164A2; US20130055882A1; WO2013036751A2; US8443706B2; EP2753740A2; CA2845004C

Abstract

第一複数糸条、第二複数糸条および第三複数糸条を含んでなる布帛であって、第一、第二および第三複数糸条は、互いに異なる糸配向を有する。第三複数糸条は、軸方向に配向される。第二複数糸条は、第一複数糸条と共に織り交ぜられる。第三複数糸条は、捲縮が全く存在しない。第二複数糸条の糸条は、第一複数糸条の糸条の平均線密度以上の平均線密度を有し、第三複数糸条の糸条は、第二複数糸条の糸条の平均線密度よりも大きくかつ第一複数糸条の糸条の平均線密度の３倍よりも小さい平均線密度を有する。

Description

本発明は、布帛構造、およびそれから構築される柔軟な防護衣に関する。

保護用防護衣（例、弾道および突刺タイプの脅威に対して保護を提供するもの等）は、長い間、かなり関心のある分野となっている。防護衣の製造業者の課題の一つは、着用者の機敏さの妨げとならないように防護服の重量または面密度を最小限に抑え、着用者が現場で曝されうる特定の脅威から適切に保護することである。

弾道発射体の脅威（例、変形しうる銃弾および変形しない榴散弾等）に対する任意の装甲材の保護能力の特性評価は、材料の面密度およびサイズならびに発射体の特性（質量、硬さ、形状等）に関して、いくつかの弾道速度限界を決定することを必要とする。一般的な弾道限界性能の基準のひとつは、弾道Ｖ５０、防護衣が発射体の５０％を阻むことができる速度である。防護衣のＶ５０を決定するための特定の試験手順および計算手順は、ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＪｕｓｔｉｃｅ（ＮＩＪ）規格０１０１．０６「ＢａｌｌｉｓｔｉｃＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＰｅｒｓｏｎａｌＢｏｄｙＡｒｍｏｒ」（２００８年７月付け）に略述されている。発射体の貫通を阻止する防護衣の能力を超えて、警察官、警備員、および看守が着用する、隠すことができる防護衣の弾道衝撃に関連した鈍的外傷を最小限に抑える必要性は、ＮＩＪ規格−０１０１．０６により示される追加の安全性要件事項になっている。この規格は、粘土の立証モデルシミュレーション材料の上に置かれた装甲具の弾道衝撃に関連した背面変形の測定による鈍的外傷の許容レベルに関する、試験手順および性能要件を略述している。ＮＩＪ規格−０１０１．０６において、許容できる背面変形の量は、粘土の立証モデル（ＲｏｍａＰｌａｓｔｉｌｉｎａ粘土、粘土の立証モデルの深さ５．５インチ（１４０ｍｍ））において４４ｍｍ以下であると定義されている。

ＮＩＪ規格−０１０１．０６は、様々な種類の発射体および衝撃エネルギーレベルに対して特定の弾道要件を規定している。柔軟な防護衣に関する３つの一般的なＮＩＪ脅威レベルとして、脅威レベルＩＩ、ＩＩＡ、およびＩＩＩＡが挙げられる。脅威レベルＩＩは、高速度の３５７マグナム弾（１０．２ｇ（１５８ｇｒ））および９ｍｍ銃弾（８．０ｇ（１２４ｇｒ））（それぞれ約１４００ｆｔ／ｓ（４２７ｍ／ｓ）未満および１１７５ｆｔ／ｓ（３５８ｍ／ｓ）未満の衝撃速度）に関する。レベルＩＩＡは、低速度の４０Ｓ＆Ｗ口径のフルメタルジャケット弾（公称質量１１．７ｇ（１８０ｇｒ））、および９ｍｍ銃弾（８．０ｇ（１２４ｇｒ））（それぞれ約１０２５ｆｔ／ｓ（３１２ｍ／ｓ）未満および約１０９０ｆｔ／ｓ（３３２ｍ／ｓ）未満の衝撃速度）に関する。脅威レベルＩＩＩＡは、４４マグナム弾（１５．６ｇ（２４０ｇｒ））および短機関銃９ｍｍ（１２４ｇｒ）銃弾（約１４００ｆｔ／ｓ未満の衝撃速度）に関する。

上述したような変形しうる銃弾タイプの脅威に加えて、多くのタイプの防護衣は、爆発物の爆ごうに伴う脅威のような変形しない破片タイプの脅威を抑える能力を実証する必要がある。

銃弾および破片の脅威に対して複数の脅威に防弾性を備え、さらに高エネルギー銃弾（例、４４マグナム弾等）に対して鈍的外傷を適切に防護する柔軟性防護衣系の開発には、特定のクラスの脅威に打ち勝つ或いは背面変形を妨げるのに特に適切である各々タイプのプライ構造を伴う２種以上の高強度繊維プライ構造のハイブレッド構造体が求められることが多い。防護衣への要件は、多種多様でますます多様化する脅威に対して増大する防護に向かって奮励する一方、同時に、防護衣の総面密度を低減させることが試みられているので、柔軟な防護衣の開発へのアプローチは、非効率な開発戦略となりうる。

上述の弾道性能要件は、任意の数種の市販の防弾材料をそれ単独か組合わせのどちらかで用いて達成することができる一方、柔軟な防護衣を製造する課題は、（１）受け入れ可能な安全限界で貫通を防止する、（２）背面変形を最小限に抑える、（３）装甲具の重量、嵩、および剛さを最小限に抑え快適性を向上させる、および（４）コストを低減する、ために必要な弾道層の選択および配置である。

市販の防弾材料として、様々な織布、織物強化複合材、一方向繊維ラミネートおよび不織布が挙げられる。これらの様々な構造体のうち、引張強さが高い繊維の糸条から製作される織布は、柔軟な防護衣の製作に使用された最も長い歴史がある。追加の重量および剛さが衣料品にもたらされうる接着樹脂よる化学的固定をする代わりに、糸条を機械的に相互に絡み合わせるまたは「交絡」して糸条を所定の位置に保持することに依存する製織は、長い間、引張強さが高い繊維の糸条から布帛の防弾プライを均一に作り出す比較的安価な方法とされている。防弾布で製作された柔軟な防護衣は、非常に多くの場合、使用中に快適性がより良好で、よりしなやかであり、一方向繊維ラミネートまたは樹脂を含浸した布帛等の堅い背面制御層を含有するハイブリッド防護衣よりも優れた快適性を提供する。さらに、引張強さが高い織繊維の糸で全体が作り出された防弾性衣服は、長年の使用および着用後、防弾性を維持することが明らかになってきた。全て製織の防弾ベストに代わるものが、市販されている。このような物品は、引張強さが高い繊維、マトリックス樹脂およびフィルムの組み合わせから調製され、多くの場合、生産コストが高くなる。さらに、弾道繊維の物理的性質と異なる、温度および歪みに左右される物理的性質（例えば、熱膨張係数、弾性率等）を有する構成材料によって、これらの複合層は、選択した材料の最も弱い点によって決まる耐用期間を有することが多い。

典型的な２軸の防弾性織布（布帛の平面内に２つの糸配向を有する、織り交ぜたまたは交絡された糸条からなる布帛）は、自動織機で作り出される。これらの機上げ機操作により、たて糸方向または機械方向のこれらの糸条に対して９０度に配向された織り交ぜられたよこ繊維糸を有する織布が作り出される。布帛の性質は、５つの基本変数（糸条の機械的特性、糸デニール、織密度、製織パターンおよび織物仕上げ）に大きく左右される。上記の織布のみを用いて最小の弾道性能の要件を満たすことは、弾道装甲具の製造業者にとって課題となる。多くのカバーファクターが小さい（粗織）防弾性繊維糸の布帛は、所望の面密度において満足なＶ５０性能を提供する（それから製作されたベストが、ＮＩＪ規格−０１０１．０６に略述されている閾値を超える速度で発射体がベスト材料を貫通するのを何度も安全に妨げるのを示すことができる）が、それらは、十分な背面変形抵抗を提供しない。その逆に、同じベスト面密度のカバーファクターが大きい（さらに密に製織された）防弾布を使用すると、背面変形性能は向上するが、Ｖ５０性能がかなり低減することが多く、時には背面変形測定に必要とされるＮＩＪ規格−０１０１．０６の速度に達しないこともある。４４マグナム弾の弾道脅威に対してＮＩＪ規格−０１０１．０６レベルＩＩＩＡの背面要件を満たすことのできる、面密度４．９３ｋｇ／ｍ²（１ｌｂ／ｆｔ²）未満の全てがｐ−アラミド織布のベストは、現在市販されていない。

柔軟な防護衣における背面変形を低減させる一般的な一方法は、引張強さの高い繊維の硬質プライまたは布帛強化樹脂の複合プライを組み込むことにより、衝撃中の変形を防ぐ方法である。これには、弾道織布に高分子フィルムを結合させるまたはポリマーコーティングを施す、或いは２つの織布層を結合させて、防弾プライ（防弾衣の構造体に加えて背面変形を改善することができる）を提供することが含まれる。このようなアプローチは、国際公開第００／０８４１１号パンフレット、米国特許第５，６７７，０２９号明細書、および米国特許出願公開第２００３／０１０９１８８号明細書に記載されている。樹脂またはエラストマー含浸の弾道繊維布帛は、弾道背面変形を改善させるために防弾チョッキ構造体に追加される別のタイプの複合プライである。これらの層の追加により、装甲材の背面変形性能が改善することが示されているが、Ｖ５０性能に悪影響を及ぼしうることが多い。さらに、樹脂により、防弾チョッキ集合体の重量および剛さが増す。

一方向繊維ラミネートは、ポリマーマトリックス中の平行に配向した引張強さが高い第２複数繊維に接着結合したポリマーマトリックス中の平行に配向した引張強さが高い第１複数繊維からなり、第２複数繊維の配向が、第１複数繊維の配向に対して９０度回転されており、一方向繊維ラミネートは、安全なＶ５０性能を維持しながら良好に背面外傷を制御できる一般的な防弾材料になってきている。これらの一方向繊維ラミネートの作製方法は、概して、米国特許第４，９１６，０００号明細書、米国特許第４，７４８，０６４号明細書、米国特許第４，７３７，４０１号明細書、米国特許第４，６８１，７９２号明細書、米国特許第４，６５０，７１０号明細書、米国特許第４，６２３，５７４号明細書、米国特許第４，５６３，３９２号明細書、米国特許第４，５４３，２８６号明細書、米国特許第４，５０１，８５４号明細書、米国特許第４，４５７，９８５号明細書、および米国特許第４，４０３，０１２号明細書に記載されている。これらの一方向ラミネートは、ＨｏｎｅｙｗｅｌｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．からＳｐｅｃｔｒａＳｈｉｅｌｄ（登録商標）ＰｌｕｓＦｌｅｘおよびＧｏｌｄＦｌｅｘ（商標）という商品名で、またＤＳＭからＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）ＵＤという商品名で市販されている。これらの一方向繊維ラミネートは、単独で使用して弾道防御を提供することができるが、米国特許第６，１１９，５７５号明細書で示されているように、これらの材料が弾道繊維糸の織布と組み合わせて使用される場合に、面密度をさらに低減させることができ、広範囲の脅威に対する防御を達成できることが、明らかになっている。

ベストに一方向繊維または布帛と樹脂との複合層を使用することに関連する性能の向上は、米国特許第６，１１９，５７５号明細書で考察されているように、複数プライ構造体内でのそれらの位置によって変わりうる。文献による多数の例において、従来の弾道布帛の後ろ側にこれらのより堅い複合層を配置することにより、背面変形およびＶ５０性能が最適になる。この「一面性」が原因で、これらのハイブリッド防弾チョッキの構造体は、不注意に裏返しに着用される可能性があり、或いは戦闘用ベストに誤った方法で挿入される可能性があり、発射体脅威からの防御は最適とは言えないものとなる。従って、一体式（全て同じ防弾材料のプライからなる）、または前後対称的な防弾装甲具構造には価値がある。

３本の糸条からなる３軸布帛または織布は、公知である。米国特許第１，３６８，２１５号明細書（Ｓｔｅｗａｒｔに付与）、米国特許第３，４４６，２５１号明細書および米国特許第３，８７４，４２２号明細書（Ｄｏｗに付与）、ならびに米国特許第４，４３８，１７３号明細書（Ｔｒｏｓｔに付与）の全ては、３軸布帛構造体を教示する。米国特許第５，４３７，５３８号明細書（Ｍｉｔｃｈｅｌｌに付与）において、ガスタービンエンジン用のブレード格納発射体のシールド構造体へのＫｅｖｌａｒ（登録商標）繊維から作り出された３軸編組布の使用が、開示されている。無衝撃の試験方法が、米国特許第５，４３７，５３８号明細書において提供されているが、Ｍｉｔｃｈｅｌｌは、３軸編組布からなる多層格納シールドの防弾性が、２３％の軽量化で、従来の織布を包含するシールドに匹敵する封じ込め性能を実証したと開示する。報告書「ＦＡＡＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＲｅｌｉａｂｌｅＭｏｄｅｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒＦａｎＢｌａｄｅＯｕｔＣｏｎｔａｉｎｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓ」（著者：ＲｅｖｉｌｏｃｋおよびＰｅｒｅｉｒａ、ＮＡＳＡＧｌｅｎｎＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ）に記載されるように、タービンエンジン格納シールドの性能を決定する典型的な弾道衝撃試験は、破損した航空機タービンブレードの破片を代表する亜音速の衝撃速度で、比較的大型の発射体シミューレータを利用する。これらの大型で低速（亜音速）の発射体に関連する衝突物理学は、かなり小型で高速（超音速）発射体（例、銃弾および爆発物からの爆風破片等）の衝突物理学と非常に異なることが、装甲具開発の分野においてよく理解されている。

超音速での銃弾および破片の弾道脅威に対する３軸布帛のターゲットの抵抗性（防護衣設計に重要である）を記載する実験的検討およびコンピュータシミュレーションが、文献中に存在する。Ｈｅａｒｌｅらの研究（Ｈｅａｒｌｅ，Ｊ．Ｗ．Ｓ．，Ｃ．Ｍ．Ｌｅｅｃｈ，Ａ．Ａｄｅｙｅｆａ，Ｃ．Ｒ．Ｃｏｒｋ．１９８１「ＢａｌｌｉｓｔｉｃＩｍｐａｃｔＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＭｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒＴｅｘｔｉｌｅＦａｂｒｉｃｓ」）において、試験した３軸布帛の実験結果は、２軸布帛と比べると、高速破片の防弾性に劣ると実証する。Ｈｅａｒｌｅおよび同僚らによる報告書の２番目におけるコンピュータシミュレーションは、さらに、３軸布帛の弾道性能が、高速銃弾および破片脅威に対する典型的な２軸織布の性能に劣るだろうと予測する。ＹｅｎおよびＣａｉａｚｚｏによる織布複合構造体で実施された弾道衝撃シミュレーションからの公表結果（米国陸軍研究所（Ｕ．Ｓ．ＡｒｍｙＲｅｓｅａｒｃｈＯｆｆｉｃｅ），ＣｏｎｔｒａｃｔＮｏ．ＤＡＡＤ１９−００−Ｃ−０１０７に備えるＹｅｎ，Ｃ．Ｆ．およびＡ．Ａ．Ｃａｉａｚｚｏ．著、２００１年「３ＤＷｏｖｅｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｏｒＮｅｗａｎｄＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＩｍｐａｃｔａｎｄＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＲｅｓｉｓｔａｎｔＳｙｓｔｅｍｓ」ＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｇｒｅｓｓＲｅｐｏｒｔ，ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）も、３軸編組布の衝撃抵抗性は、２軸布帛の衝撃抵抗性よりも劣ることを示唆する。

貫通を阻止でき、高エネルギー銃弾に関連する鈍的外傷を抑えることができ、同時に高速の破片脅威に対して向上した防御を提供する布帛からなる軽量の防護衣に対する必要性が、依然存在する。これは、目下のところ、全て従来の２軸織布からなる防護衣に対する課題である。本明細書に記載される本発明の３軸編組の布帛構造体は、高速（超音速）高エネルギー銃弾および破片弾に対して試験した際に、従来の２軸織布および他の織布を上回る防弾性の向上を実証し、それは、３軸織布の衝撃研究では予期されていないことである。

本発明は、布帛の平面内に互いに平行に配向された第一複数糸条と、布帛の平面内に互いに平行に配向された第二複数糸条と、布帛の平面内に互いに平行に配向された第三複数糸条とを含んでなる３軸編組の布帛に関し、
（ｉ）第一、第二および第三複数糸条が、互いに異なる糸配向を有し、
（ｉｉ）第二複数糸条が、第一複数糸条と共に織り交ぜられており、
（ｉｉｉ）第三複数糸条が、第一複数糸条とも第二複数糸条とも織り交ぜられておらず、
（ｉｖ）第一複数糸条の各糸条が、繰り返しのパターンで順番に、第二複数糸条の１本の糸条の上、第三複数糸条の１本の糸条の上、第二複数糸条の１本の糸条の上、次に、第二複数糸条の１本の糸条の下、第三複数糸条の１本の糸条の下、そして次に第二複数糸条の１本の糸条の下を通り、
（ｖ）第二複数糸条の各糸条が、繰り返しのパターンで順番に、第一複数糸条の１本の糸条の上、第三複数糸条の１本の糸条の上、第一複数糸条の１本の糸条の上、次に第一複数糸条の１本の糸条の下、第三複数糸条の１本の糸条の下、そして第一複数糸条の１本の糸条の下を通り、
（ｖｉ）第二複数糸条の糸条が、第一複数糸条の糸条の平均線密度以上の平均線密度を有し、
（ｖｉｉ）第三複数糸条の糸条が、第二複数糸条の糸条の平均線密度よりも大きく、かつ第一複数糸条の糸条の平均線密度の３倍よりも小さい平均線密度を有する。

本発明は、さらに、上記の３軸編組の布帛を用いて製作された複合プライ、またこれらの３軸編組の布帛を含んでなる防弾物品にも関する。

３軸編組の布帛の平面図を示す。

用語
糸条：糸条は、布帛に加工するのに適切な形態でのフィラメントの連続ストランドである。糸条は、「トウ」または「エンド」と呼ばれることもある。

織布：用語「織布」は、本明細書において、製織することにより（つまり、少なくとも２本の糸条を通常は直角に交絡するまたは織り交ぜることにより）作製できる任意の布帛を意味する。一般的にこのような布帛は、たて糸と呼ばれる一連の糸条をよこ糸または横糸と呼ばれる別の一連の糸条と交絡することにより、作製される。典型的な織布は、本質的に任意の織成（例、平織、千鳥綾織、斜子織、朱子織、綾織、不均衡な織等）を有すことができる。

３軸編組：織り交ぜられた編組糸と軸糸からなる３軸布帛。軸糸は、最終布帛の長さに平行に配向され、織り交ぜられた編組糸により所定の位置に保持される。軸糸の方向は、縦方向または機械方向と呼ばれることもある。

編組角度：編組糸と縦軸の間にもしくは同等に、編組の機械方向に形成される鋭角。筒状の編組では、縦軸は、筒の軸に平行になるだろう。３軸編組では、編組角度は、編組糸と軸糸の間の鋭角と定義される。

複合布帛プライ：これは、少なくとも１枚の３軸編組の布帛層と別の基体（例、別の布帛様式または高分子フィルム）を含んでなる少なくとも１枚の第二層との組み合わせである。

平均線密度：複数糸条の平均線密度は、複数糸条を含んでなる全ての糸条の平均線密度である。

布帛および糸条
本発明の３軸布帛は、防弾性を向上させ、鈍的外傷の可能性を減らす特定の布帛である。布帛は、編組プロセスによって、作製される。布帛は、糸条を含んでなる。図１は、本発明の３軸編組の布帛の一部の平面図を１０で概略を示す。布帛は、布帛の平面内に互いに平行に配向された第一複数糸条１１を含んでなる。布帛は、また、布帛の平面内に互いに平行に配向された第二複数糸条１２を含んでなる。布帛は、さらに、布帛の平面内に互いに平行に配向された第三複数糸条１３を含んでなる。第一、第二および第三複数糸条は、互いに異なる糸配向を有する。第三複数糸条は、軸方向に配向されている。

第二複数糸条は、第一複数糸条と共に織り交ぜられている。第三複数糸条は、第一複数糸条とも第二複数糸条とも織り交ぜられていない。第三糸条は、捲縮が全くない。第三複数糸条、軸糸は、「インレー」糸として公知であり、第一および第二複数糸条によって、所定の位置に保持される。インレー糸は、さらに、ＡｔｋｉｎｓおよびＰｅａｒｃｅによる「ｔｈｅＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＢｒａｉｄｉｎｇ」の４．５頁に記載されている。第一複数糸条の各糸条は、繰り返しのパターンで順番に、第二複数糸条の１本の糸条の上、第三複数糸条の１本の糸条の上、第二複数糸条の１本の糸条の上、次に、第二複数糸条の１本の糸条の下、第三複数糸条の１本の糸条の下、そして次に第二複数糸条の１本の糸条の下を通る。第二複数糸条の各糸条は、繰り返しのパターンで順番に、第一複数糸条の１本の糸条の上、第三複数糸条の１本の糸条の上、第一複数糸条の１本の糸条の上、次に第一複数糸条の１本の糸条の下、第三複数糸条の１本の糸条の下、そして第一複数糸条の１本の糸条の下を通る。

第一、第二および第三複数糸条の糸条は、１０〜６５グラム／デシテックスの引張強さを有する。いくつかの実施形態において、引張強さは、１５〜４０グラム／デシテックスであり、さらに他の実施形態において、引張強さは、２０〜３５グラム／デシテックスである。第一、第二および第三複数糸条の糸条は、１００〜３５００グラム／デシテックスの糸弾性率を有する。いくつかの実施形態において、糸弾性率は、１５０〜２７００グラム／デシテックスを有する。第一、第二および第三複数糸条の糸条は、好ましくは３．６〜５．０パーセントの破断時伸びを有する。さらにいくつかの他の実施形態において、破断時伸びは、３．６〜４．５パーセントである。

第一、第二および第三複数糸条の糸条は、５０〜４，５００デシテックスの線密度を有する。いくつかの実施形態において、糸条の線密度は、１００〜３５００デシテックスであり、さらに他の実施形態において、線密度は、３００〜１８００デシテックスである。第二複数糸条の糸条は、第一複数糸条の糸条の平均線密度以上の平均線密度を有する。第三複数糸条の糸条は、第二複数糸条の糸条の平均線密度よりも大きく、かつ第一複数糸条の糸条の平均線密度の３倍よりも小さい平均線密度を有する。第三複数糸条の糸条が、第二複数糸条の平均線密度以下の平均線密度を有する場合、編組された３軸布帛が、満足できる弾道性能に対して十分な安定性に欠けることが、見出されてきた。第三複数糸条が、第一複数糸条の糸条の平均線密度の３倍以上である場合、布帛の気密性が増加することが起因して、防弾性は、不十分なものとなる。

上述の糸条は、線密度がより小さい２本の前駆体糸条を組み込むまたは粗紡することにより、作製されてもよい。例えば、８５０デシテックスの線密度を各々有する２本の前駆体糸条は、１７００デシテックスの線密度を有する加工糸に組み込まれることが可能である。

布帛は、３０〜８００ｇ／ｍ²の坪量を有する。いくつかの実施形態において、布帛の坪量は、４５〜５００ｇ／ｍ²である。いくつかの他の実施形態に置いて、布帛の坪量は、５５〜３００ｇ／ｍ²である。

いくつかの実施形態において、布帛は、５０〜７０度の編組角度を有する。いくつかの他の実施形態に置いて、編組角度は、５５〜６５度である。さらにいくつかの他の実施形態において、編組角度は、６０度である。編組角度が、５０度未満ならば、布帛は、不安定な構造を有するだろう。編組角度が、７０度よりも大きいならば、布帛は、平衡を保てなくなり、これが防弾性に影響を与えるだろう。

本発明の布帛は、筒状の編組機で生産されてもよい。布帛は、また、平編組プロセスを用いて平坦な形態に作製されてもよい。

繊維（フィラメント）
本明細書における目的の為、用語「フィラメント」は、長さ／幅（その長さに垂直なその横断面を横切る）の高い比率を有する、相対的に柔軟性の、巨視的に均質の物体と定義される。繊維の断面は、任意の形状であることが可能であるが、典型的に円形または豆形である。繊維は、中空ではなく、つまり、繊維は、中空繊維ではない。本明細書において、用語「繊維」は、用語「フィラメント」と相互に交換して使用される。

本発明の糸条に使用されるのに好適な繊維は、ポリマー繊維である。ポリマー繊維の例として、アラミド、ポリエチレン、ポリアゾールが挙げられる。コポリマーおよびコポリマーのブレンドもまた、使用するのに適切である。好適なアラミドは、パラ−アラミドである。

用語「アラミド」は、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香環に直接結合しているポリアミドを意味する。適切なアラミド繊維は、Ｍａｎ−ＭａｄｅＦｉｂｒｅｓ−ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第２巻，章題Ｆｉｂｒｅ−ＦｏｒｍｉｎｇＡｒｏｍａｔｉｃＰｏｌｙａｍｉｄｅｓ，ｐ．２９７，Ｗ．Ｂｌａｃｋら，ＩｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９６８年に記載されている。アラミド繊維およびそれらの製品は、さらに、米国特許第３，７６７，７５６号明細書、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３，８６９，４３０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号明細書に開示されている。

好適なパラ−アラミドは、ＰＰＤ−Ｔと称されるポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）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とのモル対モル重合から生成するホモポリマーを意味し、ｐ−フェニレンジアミンと共に少量の他のジアミンの組み入れから生成するコポリマー、またテレフタロイルクロリドと共に少量の他の二酸クロリドの組み入れから生成するコポリマーも意味する。通則として、他のジアミンと二酸クロリドが重合反応を妨げる反応性基を１つも伴わないとする条件に限り、他のジアミンと他の二酸クロリドは、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、或いは、おそらく若干多い量で使用されることが可能である。ＰＰＤ−Ｔは、同様に、他の芳香族ジアミンと他の芳香族二酸クロリド（例えば、２，６−ナフタロイルクロリドまたはクロロもしくはジクロロテレフタロイルクロリド或いは３，４’−ジアミノジフェニルエーテル等）の組み入れから生成するコポリマーを意味する。いくつかの好適な実施形態において、複合材の糸条は、ＰＰＤ−Ｔフィラメントだけからなり、いくつかの好適な実施形態において、複合材における層は、ＰＰＤ−Ｔ糸条だけからなり、即ち、いくつかの好適な実施形態において、複合材中の全てのフィラメントは、ＰＰＤ−Ｔフィラメントである。

添加剤は、アラミドと共に使用されることが可能であり、１０重量％ほどまでの或いはそれ以上の他のポリマー材料をアラミドとブレンドできることが判明した。アラミドのジアミンの代わりに１０パーセントほどのまたはそれ以上の他のジアミンを有するコポリマー、或いは二酸クロリドまたはアラミドの代わりに１０パーセントほどのまたはそれ以上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。

パラ−アラミド繊維は、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からＫｅｖｌａｒ（登録商標）という商品名で販売されており、ＴｅｉｊｉｎＡｒａｍｉｄ（Ａｒｎｈｅｍ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）からＴｗａｒｏｎ（登録商標）として入手可能である。

ポリマーがポリオレフィンである場合、ポリエチレンまたはポリプロピレンが好適である。用語「ポリエチレン」は、好ましくは１００万を超える分子量の主に直鎖ポリエチレン材料を意味し、主鎖の炭素原子１００個当り５個以下の変性単位の僅かな量の分岐鎖或いはコモノマーを含んでもよく、さらに約５０重量パーセント以下の１種もしくは複数種の、ポリマー添加剤（例、アルケン−１−ポリマー、特に低密度ポリエチレン、プロピレン等）、または一般的に組み入れられる低分子量の添加剤（例、酸化防止剤、滑剤、紫外線遮蔽剤、着色剤等）をポリエチレンと混合して含有していてもよい。このようなポリエチレンは、伸びきり鎖ポリエチレン（ＥＣＰＥ）または超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）として一般的に知られている。ポリエチレン繊維は、ＤＳＭ（Ｇｒｅｅｎｖｉｌｌｅ，ＮＣ）およびＨｏｎｅｙｗｅｌｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＪ）から各々Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）およびＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）という商品名で入手可能である。

繊維はまた、ポリアゾールを含んでなってもよい。いくつかの実施形態において、ポリアゾールは、ポリアレンアゾール（例、ポリベンゾアゾールおよびポリピリダゾール等）である。適切なポリアゾールには、ホモポリマー、そしてコポリマーも含まれる。添加剤は、ポリアゾールと共に使用され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が、ポリアゾールとブレンドされることが可能である。さらに、ポリアゾールのモノマーの代わりに１０パーセントほどのまたはそれ以上の他のモノマーを有するコポリマーを使用することが可能である。適切なポリアゾールホモポリマーおよびコポリマーは、既知の手順により、作製できる。

好適なポリベンゾアゾールは、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾチアゾール、およびポリベンゾオキサゾールであり、３５グラム／デシテックス以上の糸引張強さを有する繊維を形成できるこのようなポリマーがさらに好ましい。ポリベンゾアゾールが、ポリベンゾチオアゾールであるならば、それがポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾール）であるのが好ましい。ポリベンゾアゾールが、ポリベンゾオキサゾールであるならば、それがポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）であるのが好ましく、ＰＢＯと称されるポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）であるのがさらに好ましい。

好適なポリピリダゾールは、ポリピリドイミダゾール、ポリピリドチアゾール、およびポリピリドキザゾール（ｐｏｌｙｐｙｒｉｄｏｘａｚｏｌｅ）であり、３０ｇｐｄ以上の糸引張強さを有する繊維を形成できるこのようなポリマーがさらに好ましい。いくつかの実施形態において、好適なポリピリダゾールは、ポリピリドビスアゾールである。好適なポリ（ピリドビスオザゾール（ｐｙｒｉｄｏｂｉｓｏｚａｚｏｌｅ））は、ＰＩＰＤと称されるポリ（１，４−（２，５−ジヒドロキシ）フェニレン−２，６−ピリド［２，３−ｄ：５，６−ｄ’］ビスイミダゾールである。適切なポリピリダゾールとして、ポリピリドビスアゾールが挙げられ、既知の手順で作製されることが可能である。パラ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維は、Ｚｙｌｏｎ（登録商標）という商品名で販売されており、東洋紡（大阪、日本）から入手可能である。

他の有用な芳香族ポリマーとして、芳香族不飽和ポリエステル（例、ポリエチレンテレフタレート等）、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリエステルアミドイミド、芳香族ポリエーテルアミドイミドおよび芳香族ポリエステルイミドが挙げられる。上述の種類の任意の材料のコポリマーも使用できる。

液晶ポリマー：液晶サーモトロピックポリエステル（ＫｕｒａｒａｙＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ．（ＦｏｒｔＭｉｌｌ，ＳＣ）から入手可能なＶｅｃｔｒａｎ（登録商標）という商品名で販売されている液晶ポリマー等）。

ポリビニルアルコール（ＰＶ−ＯＨ）の場合、少なくとも約５００，０００、好ましくは少なくとも約７５０，０００、さらに好ましくは約１，０００，０００〜約４，０００，０００および最も好ましくは約１，５００，０００〜約２，５００，０００の重量平均分子量を有するＰＶ−ＯＨ繊維が、本発明に利用されてもよい。使用可能な繊維は、少なくとも約１６０ｇ／デニール、好ましくは少なくとも約２００ｇ／デニール、さらに好ましくは少なくとも約３００ｇ／デニールの弾性率と、少なくとも約１０ｇ／デニールそしてさらに好ましくは少なくとも約１４ｇ／デニールまた最も好ましくは少なくとも約１７ｇ／デニールの引張強さとを有するべきである。少なくとも約５００，０００の重量平均分子量、少なくとも約２００ｇ／デニールの引張強さ、および少なくとも約１０ｇ／デニールの弾性率を有するＰＶ−ＯＨ繊維が、防弾性の複合材を生産する際に特に有用である。このような特性を有するＰＶ−ＯＨ繊維は、例えば、Ｋｗｏｎらにより１９８４年１月１１日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第５６９，８１８号明細書に開示されるプロセスにより、生産することができる。

本発明の布帛は、ポリマーおよび／または非ポリマー糸条のブレンドを含有してもよい。

複合プライ
本発明のさらなる一実施形態は、防護衣の構造体に使用できる複合プライを作り出すことである。このような複合プライは、防護衣の製造業者により使用される連続圧延品として提供されうる。複合プライは、少なくとも１枚の本発明の３軸編組の布帛と、別の基体を含んでなる少なくとも１枚の第二層とを含んでなる。他の基体は、異なる布帛のタイプ、一方向繊維層、不織布、布帛構造体に含浸させたポリマー層またはポリマー樹脂であってよい。様々な複合プライの層は、縫い付け、接着、圧縮成形、コーティングにより、単一集合体に統合されてもよい。

ポリマー層は、３軸布帛に溶融接着またはポリマー被覆した薄膜もしくは不織布の形態であってもよい。溶融接着は、加熱式プラテン圧縮または高温カレンダリングにより、達成されてもよい。ポリマーコーティングは、溶媒系またはエマルジョン／ラテックス系のポリマーから塗布された後に、乾燥して布帛から溶媒を除去してもよい。このようなポリマー層は、布帛の全表面を覆うという点で連続であってよく、或いは防弾層への重量および剛さの影響を最小限に抑えるために布帛構造体の表面全体にわたって不連続であってよい。樹脂の不連続コーティングには、布帛上の樹脂の開口パターンまたはライン、或いは樹脂の不連続スポットが含まれる。これは、布帛表面に密着させてもよい開口パターンに切断された溶融接着フィルムを用いて達成されることができる。或いは、溶媒系のポリマーコーティングまたはポリマーエマルジョン／ラテックスは、グラビア印刷法などを用いて、前述の不連続なやり方で、３軸布帛に転写されることができる。

防弾物品
本発明の３軸編組の布帛は、銃弾の脅威に対する背面変形が低減するのを示し、一方また破片の脅威からの有利な抵抗を立証する防弾物品の部品を形成するパッケージに組み込まれてもよい。突刺抵抗性または耐穿刺性の強化が、増大してもよい。この複数の脅威への防護能力は、従来の直交するたて糸−よこ糸の２軸織布で達成するのは困難である。

いくつかの実施形態において、上記の個々の３軸編組の布帛層および／または複合プライは、完全な防弾衣を構築するのに使用できる。他の実施形態において、個々の３軸編組の布帛層は、他の防弾性材料と併せて、防弾衣製品に使用される。例として、その層は、パラ−アラミドまたはポリエチレン糸条から製織された平織、バスケット織、または朱子織の布帛と組み合わされることも可能である。その層はまた、一方向または多軸布帛構造体（例、ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＸＰ等）と組み合わせることが可能である。いくつかの実施形態において、熱可塑性または熱硬化性フィルムが、防護衣の布帛集合体に組み込まれてもよい。防護衣の布帛集合体を含んでなる様々な布帛層の一部もしくは全てが、一緒に縫い付けられてもよい。防護衣の布帛集合体を含んでなる様々な布帛層の位置決めは、特定の設計上の要件に応じて変わるだろう。いくつかの実施形態において、少なくとも１枚の３軸編組の布帛層が、防護衣の布帛集合体の被弾面に位置し、従って、発射体に直面している。

試験方法
以下の試験方法を下記の実施例で用いる。

線密度：ＡＳＴＭＤ１９０７−９７およびＤ８８５−９８に記載されている手順に基づいて、既知の長さの糸条または繊維を秤量して、糸条または繊維の線密度を決定した。デシテックスまたは「ｄｔｅｘ」を、１０，０００メートルの糸条または繊維のグラムでの重量と定義する。デニール（ｄ）は、デシテックス（ｄｔｅｘ）の９／１０倍である。

糸条の機械的特性：ＡＳＴＭＤ８８５−９８に記載されている手順に基づいて、試験する糸条を順化した後に引張試験をした。Ｉｎｓｔｒｏｎ（登録商標）万能試験機で糸条を破断して、引張強さ（破断引張強さ）、弾性係数および破断時伸びを決定した。

坪量：１５インチ×１５インチの布帛プライを秤量し、布帛の重量／面積をｏｚ／ｙｄ²またはｇ／ｍ²として算出し、布帛の坪量を決定した。

面密度：複数の布帛もしくは複合プライからなる１５×１５インチのパネルの質量を測定して、試験パネルの面密度を決定した。この測定から、ｌｂｓ／ｆｔ²における面密度を算出した。

３軸布帛から編組角度を直接測定した。

弾道性能：Ｖ５０に関してはＮＩＪ規格−０１０１．０６およびＭＩＬ−ＳＴＤ６６２Ｆに従って、ならびに背面変形に関してはＮＩＪ規格−０１０１．０６に従って、試験パネルの弾道試験を実施した。使用した発射体は、．４４マグナム弾および１７グレーンの模擬破片弾（ＦＳＰ）であった。Ｖ５０として報告される防弾性の値は、銃弾または破片が、発砲の５０％が防護具に貫通し、残り５０％が貫通しない平均速度を特定する統計的尺度である。測定されるパラメータは、ゼロ度でのＶ５０であり、角度は、ターゲットに対する発射体の傾斜を指す。報告される値は、各実施例で発射された発砲数に対する平均値である。背面変形（ＢＦＤ）は、貫通しなかった発射体の衝撃によって生じる、支持材料に作られるくぼみの深さである。背面変形は、支持材料の固定具の先端により定められる平面から測定される。ＮＩＪ規格に準拠して、その値は、４４ｍｍ以下でなければならない。ＲｏｍａＰｌａｓｔｉｌｉｎａ粘土の立証モデルに接して設置したターゲット上で、４３５±９ｍ／ｓ（１４３０±３０ｆｔ／ｓ）の速度で、背面変形試験を実施した。１７グレーンの発射体に対して試験したパネルに関して、フレームおよびクランプアセンブリを用いて、所定のほぼ境界で、パネルを締めた。

以下に示す実施例および比較例に関して、筒状編組プロセスを用いて、３軸編組構造体を作り出した。この編組工程により、編組プロセス中に筒付近に螺旋型配向された編組糸と、その形成中に筒状編組体の軸に平行に配向される軸糸とを伴う筒状布帛を作り出した。弾道試験パネルを構築するための平らな布帛を作り出すために、筒状編組体を側面に沿って細長く切って、得られた平坦な布帛を所望のサイズに切断した。

本発明による実施例を数値で表し、対照および比較例を文字で表す。

比較例Ａ
６６７デシテックス（６００デニール）の線密度を有するＫｅｖｌａｒＫＭ２Ｐｌｕｓ繊維の糸条から製織した２６層の生機の平織布帛から、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の弾道試験パネルを調製した。その布帛は、たて糸（つまり、第一複数糸条）で３４本／インチ（１３．４本／ｃｍ）、よこ糸（第二複数糸条）で３４本／インチ（１３．４本／ｃｍ）の織密度を有した。第三複数糸条は存在しなかった。その布帛は、ＬｉｎｃｏｌｎＦａｂｒｉｃｓ，Ｉｎｃ（Ｇｅｎｅｖａ，ＡＬ）により生産された。その布帛は、たて糸で２６．９ｇ／デニール（２９．９ｇ／デシテックス）およびよこ糸で２７．１ｇ／デニール（３０．２ｇ／デシテックス）の引張強さ（抜き取り測定した糸条（ｍｅａｓｕｒｅｄｅｘｔｒａｃｔｅｄｙａｒｎ））、ならびに５．６５ｏｚ．／ｙｄ²（１９２ｇ／ｍ²）の面密度を有した。たて糸およびよこ糸方向に沿って切断して、個々の正方形布帛層を作り出した（正方形の辺に平行なたて糸およびよこ糸の繊維糸を有する）。たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中の全ての布帛層で同方向に配向するように、布帛層を配置した。端から１／２インチ（１．２７ｃｍ）のパネルの周辺部付近で、布帛層を縫い合わせた。パネルの面密度は、５．０２ｋｇ／ｍ²（１．０２ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。．４４マグナム弾に対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表１に示す。

比較例Ｂ
６６６デシテックス（６００デニール）の線密度を有するＫｅｖｌａｒＫＭ２Ｐｌｕｓ繊維の糸条から製織した３２層の生機の平織布帛から、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の弾道試験パネルを調製した。その布帛は、たて糸（第一複数糸条）で２８本／インチ（１１．０本／ｃｍ）、よこ糸（第二複数糸条）で２８本／インチ（１１．０本／ｃｍ）の織密度を有した。第三複数糸条は存在しなかった。その布帛は、ＬｉｎｃｏｌｎＦａｂｒｉｃｓ，Ｉｎｃ（Ｇｅｎｅｖａ，ＡＬ）により生産された。その布帛は、たて糸で（２７．７）ｇ／デニール（３０．８ｇ／デシテックス）およびよこ糸で２７．４ｇ／デニール（３０．５ｇ／デシテックス）の引張強さ（抜き取り測定した糸条）、ならびに（４．４６）ｏｚ．／ｙｄ²（１５１ｇ／ｍ²）の面密度を有した。たて糸およびよこ糸方向に沿って切断して、個々の正方形布帛層を作り出した（正方形の辺に平行なたて糸およびよこ糸の繊維糸を有する）。たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中の全ての布帛層で同方向に配向するように、布帛層を配置した。端から１／２インチ（１．２７ｃｍ）のパネルの周辺部付近で、布帛層を縫い合わせた。パネルの面密度は、４．９３ｋｇ／ｍ²（１．０１ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。．４４マグナム弾に対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表１に示す。

比較例Ｃ
Ａ＆ＰＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．により生産された筒状編組体から作り出した２６層の編組の３軸布帛から、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の弾道試験パネルを調製した。３軸布帛を作り出すのに使用した糸条は、６００デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２Ｐｌｕｓ繊維であった。編組構造体は、編組角度６１．５度からなり、各編組糸に単一の６００デニールＫｅｖｌａｒＫＭ２糸条を、各軸位置に単一の６００デニールＫｅｖｌａｒＫＭ２糸条を使用し、坪量５．５９ｏｚ．／ｙｄ²（１９０ｇ／ｍ²））であった。平らな３軸編組の布帛を生み出すために、４．８５”の直径の筒状編組体を軸方向の一側面に沿って細長く切った。得られた平らな布帛から、１５インチ×１５インチのプライを切断し、全てのプライが同方向に配向するように積重した。端から１／２インチ（１．２７ｃｍ）のパネルの周辺部付近で、布帛層を縫い合わせた。パネルの面密度は、４．９４ｋｇ／ｍ²（１．０１ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。．４４マグナム弾に対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表１に示す。

比較例Ｄ
Ａ＆ＰＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．により生産された筒状編組体から作り出した１９層の編組の３軸布帛から、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の弾道試験パネルを調製した。この編組体を製作するのに使用した糸条は、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２Ｐｌｕｓ繊維であった。第一および第二複数糸条（編組糸）は、６６６デシテックス（６００デニール）の線密度を有した。６６７デシテックスの３本の糸条から組み立てられた、第三複数糸条（軸糸）は、１９９８デシテックス（１８００デニール）の線密度を有した。編組構造体は、（６４．５）度の編組角度、（７．７２）ｏｚ．／ｙｄ²（２６２ｇｓｍ）の坪量で構成された。平らな３軸編組の布帛を生み出すために、４．８５”の直径の筒状編組体を軸方向の一側面に沿って細長く切った。この布帛から、１５インチ×１５インチのプライを切断し、全てのプライが同方向に配向するように積重した。端から１／２インチ（１．２７ｃｍ）のパネルの周辺部付近で、布帛層を縫い合わせた。パネルの面密度は、５．０２ｋｇ／ｍ²（１．０２ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。．４４マグナム弾に対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表１に示す。

実施例１
Ａ＆ＰＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．により生産された筒状編組体から作り出した２２層の編組の３軸布帛から、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の弾道試験パネルを調製した。この編組体を製作するのに使用した糸条は、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２Ｐｌｕｓ繊維であった。第一および第二複数糸条（編組糸）は両方とも、６６６デシテックス（６００デニール）の線密度を有した。６６６デシテックスの２本の糸条から組み立てられた、第三複数糸条（軸糸）は、１３３２デシテックス（１２００デニール）の線密度を有した。編組構造体は、６３度の編組角度、６．６２ｏｚ．／ｙｄ²（２２４ｇｓｍ）の坪量で構成された。平らな３軸編組の布帛を生み出すために、４．８５”の直径の筒状編組体を軸方向の一側面に沿って細長く切った。この布帛から、１５インチ×１５インチのプライを切断し、全てのプライが同方向に配向するように積重した。端から１／２インチ（１．２７ｃｍ）のパネルの周辺部付近で、布帛層を縫い合わせた。パネルの面密度は、４．９７ｋｇ／ｍ²（１．０１ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。．４４マグナム弾に対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表１に示す。

比較例Ｅ
２７枚の布帛プライを用いて、比較例Ａに記載したように、試験パネルを製作した。パネルの面密度は、５．１７ｋｇ／ｍ²（１．０５ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。１７グレーンのＦＳＰに対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表２に示す。

比較例Ｆ
３３枚の布帛プライを用いて、比較例Ｂに記載したように、試験パネルを製作した。パネルの面密度は、５．１７ｋｇ／ｍ²（１．０５ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。１７グレーンのＦＳＰに対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表２に示す。

比較例Ｇ
２７枚の３軸編組の布帛プライを用いて、比較例Ｃに記載したように、試験パネルを製作した。パネルの面密度は、５．１７ｋｇ／ｍ²（１．０５ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。１７グレーンのＦＳＰに対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表２に示す。

比較例Ｈ
２０枚の３軸編組の布帛プライを用いて、比較例Ｄに記載したように、試験パネルを製作した。パネルの面密度は、５．２２ｋｇ／ｍ²（１．０６ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。１７グレーンのＦＳＰに対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表２に示す。

実施例２
２３枚の３軸編組の布帛プライを用いて、実施例１に記載したように、試験パネルを製作した。パネルの面密度は、５．１７ｋｇ／ｍ²（１．０５ｌｂｓ／ｆｔ²）であった。１７グレーンのＦＳＰに対して防弾性能を評価した。Ｖ５０および背面変形の結果を表２に示す。

完全は、銃弾によって完全に貫通したことを示す。

ほぼ同じ面密度のパネルに関して表１に示す４４マグナム弾の弾道試験に基づいて、編組糸に使用される糸条の２倍の平均デニールの軸位置の糸条を有する３軸編組の布帛から製作した実施例１のパネルは、同等なデニールの編組糸および軸糸を有する３軸編組の布帛で構築されたパネル（比較例Ｃ）、および編組糸のデニールの３倍の軸糸のデニールを有する３軸編組の布帛から製作されたパネル（比較例Ｄ）と比較すると、Ｖ５０性能が向上し背面性能が低下した。さらに、実施例１のパネルは、防弾チョッキ構造体に通常使用される２軸織布を用いて作り出した比較例ＡおよびＢのパネルを超える向上したＶ５０性能を実証した。

ほぼ同じ面密度のパネルに関して表２で示される１７グレーンの破片の弾道性能に基づいて、編組糸に使用される糸条の２倍のデニールの軸位置の糸条を有する３軸編組の布帛から製作した実施例２のパネルは、他の３軸編組の布帛から製作したパネル（比較例ＧおよびＨ）を超える、また両方とも２軸布帛から製作したパネル（比較例ＥおよびＦ）も超えるＶ５０性能の向上を示した。

この検討を踏まえて、編組糸を作り出すのに使用する糸条のデニールに応じて軸位置に選択した糸条デニールに基づいて、最適な防弾性能を有する３軸編組の布帛を達成できることが、明白である。同等な平均デニールの編組糸で構築される３軸編組の布帛に、２倍のデニールを有する糸条を各々軸位置に位置決めして、結果として、編組糸のデニールと同一なデニールの軸糸を有する３軸編組の布帛で構築したパネルを超える向上した弾道性能を伴う柔軟な防護衣の試験パネルとなることが明らかに実証されている。編組糸のデニールの３倍にまで各軸位置の糸条のデニールを増大させることは、弾道性能の劣化を招く結果となる。この３軸編組構造体の弾道性能が改善した結果は、３軸布帛の弾道性能が２軸織布（２本織り込みの糸条複数体、他の複数糸条に対して９０度の角度で配向される１本の複数体からの糸条）よりも低いであろうことを示唆する３軸布帛構造体の以前の検討（実験に基づく検討とシミューレータを通じての検討の両方）を踏まえると予期されなかった。

この改善された弾道性能は、より効率的に構築された弾道構造体の結果であり得、各軸位置で同等な糸条デニールは、安定性が低い３軸編組をもたらし、弾道事象中に糸条があまりに容易く変形する場合があり、および／または３軸編組の布帛はパネル試験の際に複数発砲の統合性に耐える安定性に欠けている。編組糸のデニールの３倍にまで軸糸のデニールを増大させることにより、３軸編組構造体は、著しく気密となり、編組糸の捲縮幅が大きくなる。軸位置における糸条デニールが大きすぎることが起因するこれらの構造体の気密性もしくは得られる布帛構造の効率の悪さは、弾道Ｖ５０性能を低減させることもありうる。この検討は、最適な３軸編組構造体は、複数の発砲の安定性および布帛の遮蔽の改善に関しては平均の編組糸デニールよりも大きい軸糸のデニールにより達成できるが、剛さおよび捲縮幅を低減させることに関しては、個々の編組糸の平均の３倍未満にすることにより達成できることを示す。

Claims

３軸布帛であって、
前記布帛の平面内に互いに平行に配向された第一複数糸条と、
前記布帛の前記平面内に互いに平行に配向された第二複数糸条と、
前記布帛の前記平面内に互いに平行に配向された第三複数糸条とを含んでなり、
（ｉ）前記第一、第二および第三複数糸条が、互いに異なる糸配向を有し、
（ｉｉ）前記第二複数糸条が、前記第一複数糸条と共に織り交ぜられ、
（ｉｉｉ）前記第三複数糸条が、前記第一複数糸条とも前記第二複数糸条とも織り交ぜられておらず、
（ｉｖ）前記第一複数糸条の各糸条が、繰り返しのパターンで順番に、前記第二複数糸条の１本の糸条の上、前記第三複数糸条の１本の糸条の上、前記第二複数糸条の１本の糸条の上、次に、前記第二複数糸条の１本の糸条の下、前記第三複数糸条の１本の糸条の下、そして次に前記第二複数糸条の１本の糸条の下を通り、
（ｖ）前記第二複数糸条の各糸条が、繰り返しのパターンで順番に、前記第一複数糸条の１本の糸条の上、前記第三複数糸条の１本の糸条の上、前記第一複数糸条の１本の糸条の上、次に前記第一複数糸条の１本の糸条の下、前記第三複数糸条の１本の糸条の下、そして前記第一複数糸条の１本の糸条の下を通り、
（ｖｉ）前記第二複数糸条の前記糸条が、前記第一複数糸条の前記糸条の平均線密度以上の平均線密度を有し、
（ｖｉｉ）前記第三複数糸条の前記糸条が、前記第二複数糸条の前記糸条の前記平均線密度よりも大きく、かつ前記第一複数糸条の前記糸条の前記平均線密度の３倍よりも小さい前記平均線密度を有する３軸布帛。
前記糸条が、芳香族ポリアミド、ポリアゾール、ポリオレフィン、芳香族不飽和ポリエステル、芳香族ポリイミド、レーヨン、液晶ポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリビンビルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｖｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、セラミックまたはそれらのコポリマーで作製される繊維の糸条である請求項１に記載の布帛。
前記芳香族ポリアミドが、パラ−アラミドである請求項２に記載の糸条。
前記ポリオレフィンが、超高分子量ポリエチレンである請求項２に記載の糸条。
少なくとも１つの請求項１に記載の布帛を含んでなる防弾性もしくは耐穿刺性物品。
被弾面に少なくとも１つの請求項１に記載の布帛を含んでなる防弾物品。