JP2015501392A - 防弾用の高性能積層テープおよびその関連製品 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2011年10月19日に出願された同時係属中の米国仮出願第61/549,004号の利益を主張するものであり、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
a) 各々が、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含む複数の繊維テープであって、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約7g/デニール以上の引張強度および約150g/デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの40重量%未満を構成する複数の繊維テープを用意する工程と、
b) 該複数の繊維テープを織り合わせることにより織布を形成する工程と、
を含む防弾織布の形成方法も提供する。
実施例1および2では、複数のテープ製織布層を緩く積み重ねることにより軟質装甲弾道射撃用束(soft armor ballistic shoot pack)を準備し、各織布層は、布の経および緯の構成要素としての複数のマルチ繊維テープから形成した。これらの層は、一体成形せずに一緒に挟持固定して弾道試験に供した。
比較例3では、テープ製織テープ布の代わりにSPECTRA SHIELD (登録商標)型の布から27層の軟質装甲弾道射撃用束を形成した。射撃用束を形成する前に、KRATON(登録商標)D1107熱可塑性結合剤樹脂を含む高分子結合剤組成物で含浸した、一方向性の高分子量ポリエチレン(HMPE)繊維からなる2個の一体化されたプライを交差するように重ね合わせたものを含む連続積層シート状材料から布層を切り出した。HMPE繊維は、Honeywell International社によって製造されたSPECTRA(登録商標)1300であり、35g/デニールの引張強度、1150g/デニールの引張弾性率および3.4%の破断伸び率を有していた。KRATON(登録商標)D1107樹脂は、14重量%のスチレンを含むポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロック共重合体であり、Kraton Polymers社から市販されている。各布層は、当該布層の重量に基づき79.5重量%の繊維を含み、かつ20.5重量%の樹脂を含んでいた。各層の2個の繊維プライを、各繊維プライの長手繊維方向に関して一方のプライの繊維が他方のプライの繊維に対し直角に配向される(0°/90°配置)ように交差させて重ね合わせた。これらのプライを、それぞれ厚さが約9μmで面密度が16グラム/m2(gsm)の2枚の直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルムの間に積層した。この構造も、当該技術分野では、Honeywell International社から市販されているSPECTRA SHIELD(登録商標)LCRとして知られている。貼り合わせ工程では、110℃で200psi(1379kPa)の圧力で30分間、LLDPEフィルムを交差重ね合わせ材料に圧着して、厚さ0.06インチ(1.524mm)の連続積層シート状材料を形成した。このシートを切断して、それぞれ縦横18インチ×18インチ(45.7mm×45.7mm)で1個の布層の総面密度が150gsmの25個の層を形成した。その後、この25個の層を緩く積み重ねて射撃束を形成した。これらの層は、一体成形せずに一緒に挟持固定して弾道試験に供した。射撃束の面密度は0.84psfであった。
実施例4および5では、実施例1および2を繰り返し、国立司法研究所(NIJ)0101.04試験規格に準拠した形状、大きさおよび重さの9mm完全被甲(FMJ)弾に対する防弾性試験を行った。
実施例7及び8では、射撃用束を一体成形して硬質装甲パネルを形成したこと以外は、実施例4および5を繰り返して9mmFMJ弾に対する防弾性試験を行った。成形は加圧機で、約240°F(115℃)で約2,777psiの圧力で約15〜30分間行い、その後、成形したパネルを冷却した。
実施例10では、各テープの成分繊維をポリエチレン繊維の代わりにTWARON(登録商標)T2000/1000デニールアラミド繊維としたこと以外は、実施例1および4と同様にして軟質装甲弾道射撃用束を準備した。各テープは、およそ幅20mm、厚さ2.5ミルかつ1000デニールであり、各テープは、不織の一方向性繊維の単一プライを含んでいた。各テープの繊維をエポキシ熱硬化樹脂で被覆した。各テープの樹脂含有量は、繊維+樹脂の重量に基づき30重量%であった。
弾道試験の結果を表4に示す。
実施例12では、繊維層の積層体を一体成形して硬質装甲を形成したこと以外は、実施例10を繰り返した。成形は加圧機で、約240°F(115℃)で約2777psiの圧力で約15〜30分間行い、その後、成形したパネルを冷却した。射撃用束の面密度は0.88psfであった。
実施例12および13の両方の射撃用束を17グレインFSPに対して実施例1〜3と同様に試験した。
Claims (10)
- 複数の繊維テープを含む織布であって、各繊維テープは、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含み、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約7g/デニール以上の引張強度および約150g/デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの40重量%未満を構成する織布。
- 各繊維テープが2本〜約20本の繊維を含む、請求項1に記載の織布。
- 各繊維テープが、製織されていない一方向に配向された実質的に平行な繊維の単一のプライを含む、請求項1に記載の織布。
- 各繊維テープが複数の不織繊維プライを含み、各不織繊維プライが、複数の製織されていない一方向に配向された実質的に平行な繊維を含み、該複数の不織繊維プライが単一の単位テープとして一体化されている、請求項1に記載の織布。
- 各繊維テープが織布の細片を含み、各織布の細片が1つ以上の製織繊維層を含む、請求項1に記載の織布。
- 該高分子結合剤が存在し、該高分子結合剤が熱可塑性高分子化合物および/または熱硬化性高分子化合物を含む、請求項1に記載の織布。
- 防弾織布の形成方法であって、
a) 各々が、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含む複数の繊維テープであって、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約7g/デニール以上の引張強度および約150g/デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの40重量%未満を構成する複数の繊維テープを用意する工程と、
b) 該複数の繊維テープを織り合わせることにより織布を形成する工程と、
を含む防弾織布の形成方法。 - 該織布が約2本〜約10本の繊維テープを含み、各繊維テープが2本〜約20本の繊維を含む、請求項7に記載の方法。
- 一体化された複数の織布を含む多層防弾複合材料であって、各織布は複数の繊維テープを含み、各繊維テープは、一方向の実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含み、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約7g/デニール以上の引張強度および約150g/デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの40重量%未満を構成する多層防弾複合材料。
- 各繊維テープが複数の不織繊維プライを含み、各不織繊維プライが、複数の製織されていない一方向に配向された実質的に平行な繊維を含み、該複数の不織繊維プライが単一の単位テープとして一体化されている、請求項9に記載の多層防弾複合材料。
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