JP2020003201A - 運動エネルギー吸収方法及び吸収性複合品 - Google Patents
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Abstract
Description
条項1. 運動エネルギー吸収性複合品であって、
複数の実質的に平行な繊維(22、22a、22b)を含むプライ(20、40、70)と、
プライを少なくとも部分的にカプセル化し、複数の繊維を少なくとも部分的に互いに接合して接合繊維にするマトリックス材料と、
プライ内で特定される選択された第1の位置における接合繊維の第1のより低い強度長部分(24、24a、24b、74)又は接合繊維の第1のより低い弾性率長部分と、
プライ内で特定され、かつ第1の位置から分離される選択された第2の位置における接合繊維の第2のより低い強度長部分(24、24a、24b、74)又は接合繊維の第2のより低い弾性率長部分と、
第1の位置から第2の位置まで延びる、接合繊維のより高い強度長部分(26)又は接合繊維のより高い弾性率長部分とを含み、より高い強度長部分が第1及び第2のより低い強度長部分両方のそれぞれの破損歪みよりも大きい破損歪みを有し、又はより高い弾性率長部分が第1及び第2のより低い弾性率長部分両方のそれぞれの弾性率よりも大きい弾性率を有する、運動エネルギー吸収性複合品。
条項2. 第1及び第2のより低い強度長部分が、接合繊維を完全に貫通する切れ目を構成し、それらの破損歪みがゼロである、条項1に記載の複合品。
条項3. 第1及び第2のより低い強度長部分が、接合された繊維の劣化を構成し、それらの破損歪みは、ゼロより大きいが、より高い強度長部分の破損歪みよりも小さい、条項1に記載の複合品。
条項4. 複合品が、運動エネルギーから分離閾値を超えるより高い強度長部分に力を加えることにより、プライ及びマトリックス材料を塑性的に変形させ、第1及び第2の位置の両方で繊維を分離し、より高い強度長部分を含む分離したセグメント(36、86)を形成し、セグメントが次いで、より高い強度長部分以上、かつより高い強度長部分と第1及び第2のより低い強度長部分とを組み合わせた長さ以下の長さを有するように構成される、条項1に記載の複合品。
条項5. 接合繊維が、
プライ内で特定され、かつ第1及び第2の位置から分離される選択された追加の位置における一連の追加のより低い強度長部分(24、24a、24b、74)と、
追加のより低い強度長部分の追加の位置によって画定される一連の追加的なより高い強度長部分と、
プライ内で特定される選択された位置に分散されたより低い強度長部分及び追加のより低い強度長部分の指定されたパターンと、
より低い強度長部分及び追加のより低い強度長部分の指定されたパターンによって定義された、より高い強度長部分及び追加のより高い強度長部分の対応する指定されたパターンと
を含む条項1に記載の複合品。
Claims (15)
- 運動エネルギー吸収方法であって、
固有の破損歪みを有し、かつ固有の弾性率を有する複数の実質的に平行な繊維(22、22a、22b)を含むプライ(20、40、70)、
前記プライを少なくとも部分的にカプセル化するマトリックス材料、
前記複数の繊維の個々の繊維に沿って分散され、かつ前記固有の破損歪みよりも小さい破損歪みを有する複数のより低い強度長部分(24、24a、24b、74)、又は前記複数の繊維の個々の繊維に沿って分散され、かつ前記固有の弾性率よりも小さい弾性率を有する複数のより低い弾性率長部分、及び
前記プライ内で特定された選択位置に分散された、前記より低い強度長部分の指定されたパターン、又は前記より低い弾性率長部分の指定されたパターン
を含む複合品を提供することと、
前記プライ及び前記マトリックス材料を塑性的に変形させること、
前記より低い強度長部分で前記複数の繊維を分離すること、又は前記より低い弾性率長部分で前記複数の繊維を塑性的に延伸すること、並びに
前記複数の繊維が分離されている前記プライに間隙(34、34a、34b、84、84a、84b)を形成すること、又は前記複数の繊維が塑性的に延伸される前記プライにシヤ境界(38、88)を形成すること
によって、前記プライが分離閾値を超える運動エネルギーから力を受けるとき、前記指定されたパターンにわたって負荷を分散させることと
を含む運動エネルギー吸収方法。 - 前記プライが第1のプライであり、前記複数の繊維が複数の第1の繊維(22、22a、22b)であり、前記指定されたパターンが第1の指定されたパターンであり、前記複合品が、
固有の破損歪みを有し、かつ前記第1のプライの前記複数の第1の繊維と実質的に平行にならないように配向された複数の実質的に平行な第2の繊維(22、22a、22b)を含む第2のプライ(20、40、70)と、
前記第2のプライを更に少なくとも部分的にカプセル化する前記マトリックス材料と、
前記複数の第2の繊維の個々の第2の繊維に沿って分散され、かつ前記複数の第2の繊維の前記固有の破損歪みよりも小さい破損歪みを有する複数のより低い強度長部分(24、24a、24b、74)、又は前記複数の第2の繊維の個々の第2の繊維に沿って分散され、かつ前記固有の弾性率よりも小さい弾性率を有する複数のより低い弾性率長部分と、
前記第2のプライ内で特定された選択位置に分散された、前記より低い強度長部分の第2の指定されたパターン、又は前記より低い弾性率長部分の第2の指定されたパターンと
を含み、
前記第2のプライ及び前記マトリックス材料を塑性的に変形させること、
前記より低い強度長部分で前記複数の第2の繊維を分離すること、又は前記より低い弾性率長部分で前記複数の繊維を塑性的に延伸すること、並びに
前記複数の第2の繊維が分離されている前記第2のプライに間隙(34、34a、34b、84、84a、84b)を形成すること、又は前記複数の繊維が塑性的に延伸される前記プライにシヤ境界(38、88)を形成すること
によって、前記第2のプライが前記分離閾値を超える運動エネルギーから力を受けるとき、前記第2の指定されたパターンにわたって負荷を分散させること
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数の繊維が複数の第1の繊維であり、前記固有の破損歪みが第1の固有の破損歪みであり、前記複合品が、
前記第1の固有の破損歪みとは異なる第2の固有の破損歪みを有する複数の実質的に平行な第2の繊維を更に含む前記プライと、
前記複数の第2の繊維の個々の繊維に沿って更に分散される前記複数のより低い強度長部分と
を更に含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記固有の破損歪みが、前記複数の繊維の前記個々の繊維に対して同一である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マトリックス材料はまた、前記複数の繊維を少なくとも部分的に互いに接合して接合繊維にし、
前記間隙が、前記接合繊維の長手方向を横切って分離し、前記間隙同士の間を延びる前記接合繊維の分離したセグメント(36、86)を形成し、
前記固有の破損歪みが、前記分離したセグメント内の前記接合繊維の前記個々の繊維に対して同一であり、
前記負荷を分散させることが、平行に分離されたセグメント同士の間、前記複合品の前記プライと他のプライとの間、又はその両方で、前記マトリックス材料を剪断することを更に含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記間隙が、前記繊維の長手方向に沿って分離し、前記より低い強度部分から分割されたリボンを形成し、
前記負荷の前記分散が、分割されたリボンの周囲、前記複合品の前記プライと他のプライとの間、又はその両方で、前記マトリックス材料を剪断することを更に含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記複合品を提供することが、前記プライを形成する前又は後に、前記複数の繊維の選択された長部分の破損歪みをそれらの固有の破損歪み未満まで低下させ、前記複数のより低い強度長部分を形成することを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記破損歪みを低下させることが、それらの前記破損歪みがゼロであり、より低い強度長部分の前記指定されたパターンに達するように、前記プライを形成した後に、前記選択された長部分を完全に切断することを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記破損歪みを低下させることが、それらの前記破損歪みがゼロよりも大きいが、それらの前記固有の破損歪みよりも小さく、より低い強度長部分の前記指定されたパターンに達するように、前記プライを形成する前又は後に、熱的、化学的、照射及び部分的な切断のプロセスの中から選択された少なくとも1つのプロセスによって前記選択された長部分を劣化させることを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記プライが裏側プライであり、前記複合品が、前側プライと、前記前側プライを前記裏側プライから分離する接着力の低下した領域とを更に含み、若しくは前記複合品が、前記裏側プライの全体の破損歪みよりも低い全体の破損歪みを有する前側プライを含み、又はその両方であり、
前記負荷を分散させることが、運動エネルギーを有する物体を用いて前記負荷を加えること、及び物体が前記前側プライを通過した後に、前記物体を前記裏側プライで捕らえることを更に含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。 - 運動エネルギー吸収性複合品であって、
複数の実質的に平行な繊維(22、22a、22b)を含むプライ(20、40、70)と、
前記プライを少なくとも部分的にカプセル化するマトリックス材料と、
前記複数の繊維の個々の繊維ごとに沿って分散された複数のより低い強度長部分(24、24a、24b、74)、又は前記複数の繊維の個々の繊維ごとに沿って分散された複数のより低い弾性率長部分と、
前記複数の繊維の個々の繊維ごとに沿って分散された複数のより高い強度長部分(26)であって、前記個々の繊維の前記より高い強度長部分が、同一の前記繊維の2つのそれぞれのより低い強度長部分によって定義され、かつそれらの間を延び、前記より低い強度長部分が、前記より高い強度長部分の間で同一である前記より高い強度長部分の破損歪みよりも小さい破損歪みを有するような、複数のより高い強度長部分(26)、又は、前記複数の繊維の個々の繊維ごとに沿って分散された複数のより高い弾性率長部分であって、前記より高い弾性率長部分が、同一の前記繊維の2つのそれぞれのより低い弾性率長部分によって定義され、かつそれらの間を延び、前記より低い弾性率長部分が、前記より高い弾性率長部分の間で同一である前記より高い弾性率長部分の弾性率よりも小さい弾性率を有するような、複数のより高い弾性率長部分と、
前記プライ内で特定された選択位置に分散された、前記より低い強度長部分の指定されたパターン、又は前記より低い弾性率長部分の指定されたパターンと、
前記より低い強度長部分の前記指定されたパターン又はより低い弾性率長部分の前記指定されたパターンによって定義される、前記より高い強度長部分の対応する指定されたパターン又は前記より高い弾性率長部分の対応する指定されたパターンと
を含む運動エネルギー吸収性複合品。 - 前記より低い強度長部分が前記複数の繊維における劣化を構成し、それらの破損歪みがゼロより大きいが、前記より高い強度長部分の前記破損歪みよりも小さい、請求項11に記載の複合品。
- 前記プライが第1のプライであり、前記複数の繊維が複数の第1の繊維であり、前記複合品が、
前記第1のプライの前記複数の第1の繊維と実質的に平行にならないように配向された複数の実質的に平行な第2の繊維(22、22a、22b)を含むことを除いて、前記第1のプライと同一構成の第2のプライ(20、40、70)と、
前記第2のプライを更に少なくとも部分的にカプセル化する前記マトリックス材料と
を更に含む、請求項11又は12に記載の複合品。 - 前記複数の繊維が複数の第1の繊維であり、前記複数のより高い強度長部分が複数の第1のより高い強度長部分であり、前記複合品が、
前記複数の第1のより高い強度長部分の前記破損歪みと異なる破損歪みを有する複数の第2のより高い強度長部分を除き、前記複数の第1の繊維と同一構造の、かつ前記複数の第1の繊維に平行である複数の実質的に平行な第2の繊維(22、22a、22b)を更に含む前記プライを更に含む、請求項11から13のいずれか一項に記載の複合品。 - 前記プライが裏側プライ(114b)であり、前記複合品が、前側プライ(114a)と、前記前側プライを前記裏側プライから分離する接着力の低下した領域とを含み、若しくは前記複合品が、前記裏側プライの全体の破損歪みよりも低い全体の破損歪みを有する前記前側プライ(114a)を更に含む、又はその両方である、請求項11から14のいずれか一項に記載の複合品。
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