JP2016517500A - 防弾性能を低減させない外傷の低減 - Google Patents
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Abstract
Description
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、複合材料と
を含む防弾性材料であって、
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい、上記防弾性材料が提供される。
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、複合材料と;
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、複合材料と;
第二の複合材料に付着された第三の複合材料であって、第三の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第三の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第三の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、複合材料と
を含む防弾性材料であって、
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第三の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と同じかまたは異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第三の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し;ここで第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料、第二の複合材料および第三の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい。
複数の織物繊維状層を含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状層は、統合されており;繊維状層のそれぞれは、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、複合材料と;
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の織物繊維状層を含み、前記複数の繊維状層は、統合されており;繊維状層のそれぞれは、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、複合材料と
を含む防弾性材料であって、
ここで各複合材料の各繊維は、縦の繊維方向を有し、第一の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい。
最初の発射体の衝撃を受ける衝突面複合材料として配置された各物品の望ましい面(残りの層は衝突面複合材料の後ろに配置させた)に対して弾道試験を行った。各実施例について、約1430フィート/秒(fps)±30fpsの速度で発射された9mm、124グレーンのFMJ RN発射体に対するBFSを測定した。物品配置毎に25インチ×25インチのサンプルを製造し、その後4つの12インチ×12インチの四角形に切断し、弾道試験で処理した。これらの四角形のうち2つを、それぞれパネルの4つの四分割した領域の中心に当てることによって9mmのBFSに関して試験した。したがってBFSデータは、表1では、サンプル毎に8回の粘土変形測定の決定の平均として報告される。複合材料の物品と粘土ブロックとの間に特注で機械加工したスペーサー要素を挿入することによって、多層複合材料の物品を粘土ブロックから1/2インチ(12.7mm)離して、背面衝撃痕のデータを測定した。特注で機械加工したスペーサー要素は、境界と前記境界によって規定される内部空洞とを有する要素で構成されており、粘土は空洞中に露出しており、スペーサーは粘土の前面と直接接触して配置された。スペーサーの内部空洞に相当する標的位置にある複合材料の物品に向かって高速発射体が発射された。発射体がスペーサーの内部空洞に相当する位置で複合材料の物品に衝突し、各発射体の衝撃により粘土に測定可能な凹みが生じた。全てのBFS測定は、この方法の通りに粘土中の凹みの深さについてのみ注目しており、スペーサー要素の深さは考慮に入れていない(すなわちBFS測定は、複合材料と粘土との実際の距離を包含しない)。この方法はNIJ規格0101.04、タイプIIIAの方法に類似しているが、この方法は、平坦な粘土ブロック上に複合材料の物品を直接置くことを必要とする。試験装置および方法は、参照により本明細書に組み入れられる共同所有された米国特許出願第13/594,757号でより詳細に説明されている。
各実施例について、少なくとも約3200フィート/秒(fps)(975.36m/s)の速度で発射された16グレーンの直円柱(RCC)発射体に対するV50に対するV50を測定した。慣習的に公知の標準化した技術の下で、特に国防総省の試験方法規格MIL−STD−662Fの条件の通りにV50データを得た。物品配置毎に残りの2つの12インチ×12インチのサンプルを、16グレーンのRCCを用いたV50試験で処理した。各サンプルを4回撃ち、表2に、V50データを、全8回のV50決定の平均として報告した。
表2中の離層は、裏打ち材料中の凹みの深さではなく、実際の試験したパネルの後部変形の深さの試験後測定を指す。このようなものは、測定されるものが粘土の凹みではないため「離層」と称される。発射体の衝撃後、衝撃を受けた領域の布が部分的に収縮するため、この離層測定は、BFS測定値と1/2インチ(12.7mm)のエアーギャップ深さとを足したものより小さい。離層測定は前記収縮の後に行われるが、本明細書で説明されるエアーギャップ法を用いたBFS測定は、最大限の布の後部変形を記録する。前記収縮後の変形は、典型的には、パネルの断面を切断して、パネルの無傷の裏面の面から変形した領域の最も深い外側部分までの深さを測定することによって測定される。
物品配置1
31枚のポリエチレン繊維強化布の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有する。
実施例3および4
物品配置2
(A)23枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(C)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(D)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)の0°のプライに対して67.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)の0°のプライに対して157.5°の繊維の向きを有し;
(E)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)の0°のプライに対して90.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有する。
実施例5および6
物品配置3
(A)第一の(衝突面)複合材料:26枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:8枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例7〜8
物品配置4
(A)第一の(衝突面)複合材料:26枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:8枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例9および10
物品配置5:
(A)第一の(衝突面)複合材料:26枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)ニュージャージー州パインブルックのアドヘッシブ・フィルム社(Adhesives Films, Inc.)から市販されている4ミルの厚さの熱可塑性ポリウレタン接着剤フィルム;
(C)第二の複合材料:8枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(D)ニュージャージー州パインブルックのアドヘッシブ・フィルム社から市販されている4ミルの厚さの熱可塑性ポリウレタン接着剤フィルム;および
(E)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例11および12
物品配置6:
このサンプルは、複合材料間に使用した接着剤フィルムが、スイスのノラックス社(Nolax AG)から市販されているノラックス(NOLAX)(登録商標)A21.2007およびノラックス(登録商標)A21.2017フィルムであったことを除き、物品配置5と同一であった。A21.2007はEVAベースのフィルムであり、PEベースの複合材料に対して配置された。A21.2017フィルムは、アラミドベースの複合材料に対して配置された。A21.2017フィルムは、ポリウレタン層と共に共押し出しされたEVA層を包含する。EVA層をA21.2007フィルムの隣に置き、一方でポリウレタン層をアラミドベースの複合材料の隣に置いた。
実施例13および14
物品配置7:
(A)第一の(衝突面)複合材料:26枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:
(i)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(ii)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(iii)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して67.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して157.5°の繊維の向きを有し;
(iv)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有する。
実施例15および16
物品配置8:
(A)第一の(衝突面)複合材料:
(i)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(ii)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(iii)22枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:8枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例17および18
物品配置9:
(A)第一の(衝突面)複合材料:
(i)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し;
(ii)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して67.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して157.5°の繊維の向きを有し;
(iii)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(iv)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(v)18枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:8枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例19および20
物品配置10:
このサンプルにおいて、第一の複合材料は物品配置9の複合材料と同一であり、さらに以下に示す(A)(v)の後に合体される複合材料を包含していた:
(B)第二の複合材料:
(i)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(ii)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(iii)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して67.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して157.5°の繊維の向きを有し;
(iv)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有する。
実施例21および22
物品配置11:
(A)第一の(衝突面)複合材料:22枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:11枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例23および24
物品配置12:
(A)第一の(衝突面)複合材料:22枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:
(i)4枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(ii)7枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例25および26
物品配置13:
(A)第一の(衝突面)複合材料:22枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)ニュージャージー州パインブルックのアドヘッシブ・フィルム社から市販されている4ミルの厚さの熱可塑性ポリウレタン接着剤フィルム;
(C)第二の複合材料:
(i)4枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(ii)7枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(D)ニュージャージー州パインブルックのアドヘッシブ・フィルム社から市販されている4ミルの厚さの熱可塑性ポリウレタン接着剤フィルム;および
(E)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例27および28
物品配置14:
(A)第一の(衝突面)複合材料:22枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:
(i)4枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(ii)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(iii)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(iv)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して67.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して157.5°の繊維の向きを有し;
(v)1枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料(A)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有する。
実施例29および30
物品配置15:
(A)第一の(衝突面)複合材料:
(i)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(ii)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(iii)18枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:11枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(C) 第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(iii)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例31および32
物品配置16:
(A)第一の(衝突面)複合材料:
(i)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し;
(ii)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して67.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して157.5°の繊維の向きを有する;
(iii)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(iv)2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(v)14枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し;
(B)第二の複合材料:11枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有する。
実施例33および34
物品配置17:
このサンプルにおいて、第一の複合材料は物品配置16の複合材料と同一であり、さらに以下に示す(A)(v)の後に合体される複合材料を包含していた:
(B)第二の複合材料:
(i)4枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し;
(ii)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し;
(iii)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して45.0°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して135.0°の繊維の向きを有し;
(iv)2枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して67.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して157.5°の繊維の向きを有し;
(v)1枚のポリエチレン繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して90°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して0°の繊維の向きを有し;
(C)第三の複合材料:2枚のアラミド繊維強化複合材料の4プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して112.5°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で(A)(v)の0°のプライに対して22.5°の繊維の向きを有する。
表1および2に記載のデータから証明されたように、アラミドベースの複合材料とポリエチレンベースの複合材料とを組み合わせて単一の物品にしたハイブリッド物品において、9mmのBFS性能は明らかに改善され(すなわち変形の深さが低減され)、縦の繊維方向に対する繊維層の向きを操作することによって性能がさらに改善される。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[1] 防弾性材料であって:
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第一の複合材料と;
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、第二の複合材料と
を含み;
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m 2 の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m 2 の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい、
上記防弾性材料。
[2] 第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維が、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して90°または約90°の角度で配向され、第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維が、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して90°または約90°の角度で配向される、[1]に記載の防弾性材料。
[3] 第一の複合材料の面密度が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の60%より大きい、[1]に記載の防弾性材料。
[4] 第一の複合材料の繊維および第二の複合材料の繊維が、高分子バインダーで実質的にコーティングされている、[1]に記載の防弾性材料。
[5] 第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に同じである、[4]に記載の防弾性材料。
[6] 第一の複合材料が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の約60%〜約75%を構成し、第二の複合材料が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の約25%〜約40%を構成する、[5]に記載の防弾性材料。
[7] 第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に異なる、[4]に記載の防弾性材料。
[8] 防弾性材料であって:
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、第一の複合材料と;
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第二の複合材料と;
第二の複合材料に付着された第三の複合材料であって、第三の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第三の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第三の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第三の複合材料と
を含み;
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第三の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と同じかまたは異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m 2 の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m 2 の面密度を有し、第三の複合材料は、少なくとも約100g/m 2 の面密度を有し;ここで第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料、第二の複合材料および第三の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい、
上記防弾性材料。
[9] 第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第三の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に同じであり;
第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に異なっており;
第一の複合材料および第二の複合材料が、第一の複合材料の外側のプライが第二の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第一の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して22.5°/112.5°、または45.0°/135.0°または67.5°/157.5°の角度で配向され;
第二の複合材料および第三の複合材料が、第二の複合材料の外側のプライが第三の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第三の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して22.5°/112.5°、または45.0°/135.0°または67.5°/157.5°の角度で配向される、[8]に記載の防弾性材料。
[10] 防弾性材料であって:
複数の織物繊維状層を含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状層は、統合されており;繊維状層のそれぞれは、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、第一の複合材料と;
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の織物繊維状層を含み、前記複数の繊維状層は、統合されており;繊維状層のそれぞれは、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、第二の複合材料と
を含み;
ここで各複合材料の各繊維は、縦の繊維方向を有し、第一の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m 2 の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m 2 の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい、
上記防弾性材料。
Claims (10)
- 防弾性材料であって:
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第一の複合材料と;
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、第二の複合材料と
を含み;
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい、
上記防弾性材料。 - 第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維が、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して90°または約90°の角度で配向され、第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維が、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して90°または約90°の角度で配向される、請求項1に記載の防弾性材料。
- 第一の複合材料の面密度が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の60%より大きい、請求項1に記載の防弾性材料。
- 第一の複合材料の繊維および第二の複合材料の繊維が、高分子バインダーで実質的にコーティングされている、請求項1に記載の防弾性材料。
- 第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に同じである、請求項4に記載の防弾性材料。
- 第一の複合材料が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の約60%〜約75%を構成し、第二の複合材料が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の約25%〜約40%を構成する、請求項5に記載の防弾性材料。
- 第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に異なる、請求項4に記載の防弾性材料。
- 防弾性材料であって:
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、第一の複合材料と;
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第二の複合材料と;
第二の複合材料に付着された第三の複合材料であって、第三の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており;繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し;ここで第三の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第三の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第三の複合材料と
を含み;
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第三の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と同じかまたは異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第三の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し;ここで第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料、第二の複合材料および第三の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい、
上記防弾性材料。 - 第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第三の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に同じであり;
第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に異なっており;
第一の複合材料および第二の複合材料が、第一の複合材料の外側のプライが第二の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第一の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して22.5°/112.5°、または45.0°/135.0°または67.5°/157.5°の角度で配向され;
第二の複合材料および第三の複合材料が、第二の複合材料の外側のプライが第三の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第三の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して22.5°/112.5°、または45.0°/135.0°または67.5°/157.5°の角度で配向される、請求項8に記載の防弾性材料。 - 防弾性材料であって:
複数の織物繊維状層を含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状層は、統合されており;繊維状層のそれぞれは、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、第一の複合材料と;
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の織物繊維状層を含み、前記複数の繊維状層は、統合されており;繊維状層のそれぞれは、7g/デニールまたはそれより高いテナシティおよび150g/デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、第二の複合材料と
を含み;
ここで各複合材料の各繊維は、縦の繊維方向を有し、第一の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向と異なっており;
ここで第一の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約100g/m2の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の50%より大きい、
上記防弾性材料。
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