JP4249030B2 - 防刺性防弾性材料およびその製法 - Google Patents

Description

本発明は、高い防刺性と高い防弾性とを有する防護織物、および、前記織物で表面を被覆された被服のごとき物品に関する。

特に法執行の分野において、着用者を様々な危険な道具による穿通から保護する防護服の必要性が高まっている。一般に、防護服は、アイスピック、ナイフ等のごとき刃物または銃器のいずれか一方に対してのみ防護力を発揮するように設計されており、これらの両方に対して防護力を発揮するようには設計されていない。ある状況下では、これらの器具の一方からしか保護されないというのは実用的ではなく、安全ではない。一方、個々の層が異なる器具に対して防護力を発揮するように設計されている複数の層で構成される防護服を着用することも実用的ではない。
刃物と銃器の両方から身を守るための方法がいくつか提案されている。ある典型的な従来の方法とは、防刺性の材料を防弾性の材料に加えることである。例えば、チタンのごとき防刺性金属シートは防弾性織物と組み合わせて用いられている。しかしながら、そのような構成はかなりかさばるものであり、非実用的であると言えるほど着心地が悪い。

米国特許第５，１８５，１９５号には、狭い間隔で縫い目を設けることによって互いに固定された複数の層の織物を使用することが教示されている。この衣服にさらにセラミックディスクを封入することによってさらに防護力を高めることができる。
米国特許第６，１６２，７４６号には、複数のポリベンゾオキサゾールまたはポリベンゾチアゾール繊維織物層と、複数の防弾性層と、複数の緊密に織られた耐穿通性層とから作成された防刃性材料が教示されている。この開示されている織物は５００ｄｔｅｘ以下である。
米国特許第６，１３３，１６９号には、刃物と銃弾の両方を防御する積層構造の組み合わせが教示されている。前記積層構造は、可撓性金属構造と、緊密に織られた織物層と、防弾性層とを含んでなる。
米国特許第５，５６５，２６４号には、複数の積層された緊密に織られたベース織物から形成された保護層が教示されている。前記緊密に織られたベース織物は、各々、フィルヤーンの中心で１００％よりも高いワープヤーン「密度」が得られるようにマルチフィラメントヤーンを緊密に織ることによって形成される。ヤーン自体は、ＫＥＶＬＡＲ(登録商標）、ＳＰＥＣＴＲＡ(登録商標）またはＶＥＣＴＲＡＮ(登録商標）のごとき材料を含んでなり、耐穿通性を得るために防弾性材料のコーティングを含んでなる。

防刺性および／または防弾性の防護服は、一般に、織物の形態でも最終形態でも、製造コストが高い。また、防護織物および防護服を製造する方法では、一般に、堅くてまとうことのできない被服が得られる。そのような被服は着用者にとって着心地が悪く、拘束性があると考えられる。従って、着用者によっては、実際に防護服を着用すべき際に、着用を見送る場合がある。
刃物と銃弾の両方を防御し、着用者にとって着心地が良く、および／またはまとい易くて使い易い防護織物が求められている。一般に、織物は刃物と銃弾の両方を防御することはできないが、これは織物に対する刃物および銃弾のエネルギーの散逸が多様であり、物理的侵入が異なるためである。所望される防護服は、公知の防護服よりもまとい易く、着心地が良く、拘束性が少ないべきである。また、前記所望される防護服は、公知の防護服よりも製造コストが安く、それ故に公衆にとってより入手しやすいものとなるべきである。

本発明の様々な模範的な実施態様は、刃物および銃器によって着用者がけがをする危険性を減らす防護織物および防護服に関する。様々な模範的な実施態様において、防護服は複数の織物層で構成される。各織物層は、例えばＴＷＡＲＯＮ（登録商標）パラアラミドのごとき高強度繊維を含んでなる。
本発明の模範的な実施態様の１つは、好ましくはマキシマムプラクティカルカバーファクターを有し、約５００ｄｔｅｘよりも重いヤーンで織られており、そして少なくとも約８層からなる多層構造としたときに防刺性を発揮する織物に関する。本発明の模範的な実施態様の前記多層構造は、国立司法研究所（ＮＩＪ）基準０１１５．００に基づいて防刺性を示す。

本発明の様々な模範的な実施態様は、高い耐穿通性を有し、且つ、約５００ｄｔｅｘよりも重いヤーンで構成される複数の織物層で構成される防護織物に関する。また、本発明の模範的な実施態様は、高強度ヤーンから織物を作製し、前記織物を緻密化することによって耐穿通性を高くすることを特徴とする、前記のごとき防護織物を製造する方法に関する。
本発明の様々な模範的な実施態様では、織物をヤーンから作製した後、前記織物を、（ａ）好ましくは最小収縮率が少なくとも約１％となるように前記織物を緻密化し、および／または、（ｂ）前記織物のヤーンをフィブリル化することによって前記織物の耐穿通性を高める処理に附す。ヤーンのフィラメントのスピンフィニッシュはこの処理の最中に取り除いてもよいし、取り除かなくてもよい。緻密化の最中の織物の収縮は特定の部位におけるより多くの繊維に関与し、これにより穿通器具による穿通に対する防護力が高くなる。耐穿通性の向上は、織物のヤーン／フィラメントのフィブリル化によっても生じることがある。
本発明の様々な模範的な実施態様では、国立司法研究所（ＮＩＪ）基準０１０１．０４（２００１年６月）に規定されているような低エネルギー拳銃からの弾丸に対する防弾性が得られる。また、前記様々な模範的な実施態様では、人身防護服の防刃性についてのＮＩＪ基準０１１５．００（２０００年９月）によって要求される特性が得られる。

本発明の様々な模範的な実施態様の保護材料は、アイスピック、ナイフ等のごとき突刺器具と銃器から発射された弾丸の両方に対して従来よりも高い防護力を示す。一般に、公知の材料は、刃物または銃弾のいずれか一方に対してしか防護力を発揮できない。しかしながら、本発明の保護材料は、身にまとい易く且つ着心地が良い一方で、刃物と銃弾の両方に対して従来よりも高い防護力を示す。
本発明の様々な模範的な実施態様の織物は、とても身にまとい易く、軽量であり、入手可能な他の種類の防護服または保護材料よりも着心地が良い。これにより、防護服の着用しにくいおよび重いという性質が軽減されるので、刃物や銃器による攻撃に日常的に曝されている看守や機動隊員が防護服を着用する機会が増えることになる。

本発明の様々な模範的な実施態様の織物のヤーンは、防弾性および／または防刺性の分野における任意の公知の高強度材料からなっていてもよい。前記織物のヤーンは、例えば、ＴＷＡＲＯＮ（登録商標）、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）、ＴＥＣＨＮＯＲＡ（登録商標）、ＡＲＭＯＳ（登録商標）、ＴＥＲＬＯＮ（登録商標）またはＲＵＳＡＲ（登録商標）のごときパラアラミド（ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド））（ＰＰＴＡ）、ポリ（ｍ−キシレンアジペン）、ポリ（ｐ−キシレンセバクアミド）、３０％のヘキサメチレンジアンモニウムイソフタレートと７０％のヘキサメチレンジアンモニウムアジペートとのコポリアミド、３０％以下のビス（アミドシクロヘキシル）メチレンと、テレフタル酸と、カプロラクタムとのコポリアミドのごとき脂肪族および脂環式ポリアミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）のごとき高密度ポリエチレン、ＶＥＣＴＲＡＮ（登録商標）のごとき液晶ポリエステル、Ｍ５のごときベンズイミダゾール、ＺＹＬＯＮ（登録商標）のごときオキサゾールなどからなっていてもよい。前記ヤーンがパラアラミドからなっていることが最も好ましい。アラミドとは、少なくとも約８５％のアミド（−ＣＯ−ＮＨ−）結合が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当該技術分野において周知の用語である。前記様々な模範的な実施態様のヤーンは、例えばＴＷＡＲＯＮ（登録商標）５５０ｄｔｅｘ、ＴＷＡＲＯＮ（登録商標）８４０ｄｔｅｘ、ＴＷＡＲＯＮ（登録商標）９３０ｄｔｅｘおよびＴＷＡＲＯＮ（登録商標）１１００ｄｔｅｘからなることが好ましい。

本発明の様々な模範的な実施態様のヤーンは、複数本のフィラメント材料からなる。ヤーンの１ストランド当たり任意の本数のフィラメントを制限なく用いることができる。ヤーンの１ストランド当たりのフィラメントの本数は、例えば、約２００〜約５，０００本でもよい。前記ヤーンが、ヤーンの１ストランド当たり約５００〜約１，５００本のフィラメントからなることがさらに好ましい。前記フィラメントは任意の繊度を有していて構わないが、約１．６５ｄｔｅｘ未満の繊度を有することが最も好ましい。（Ｄｔｅｘは、材料の１０，０００メートル分の重量をグラム単位で表したものと定義される。）
また、本発明の様々な模範的な実施態様において、複数本のフィラメントで構成される織物のヤーンは任意のｄｔｅｘを有していてもよい。しかしながら、好ましい実施態様において、ヤーンは、本発明の織物に組み込まれる前に、少なくとも約５００ｄｔｅｘよりは大きいｄｔｅｘ、好ましくは約５１０〜約２，０００ｄｔｅｘ、さらに好ましくは約５５０ｄｔｅｘよりも大きいｄｔｅｘ、例えば約５５０〜約１，１００ｄｔｅｘ、を有する。
本発明の様々な模範的な実施態様の織物は、当該技術分野において周知である任意の構造で作製することができる。しかしながら、様々な模範的な実施態様において、前記織物はマルチフィラメントヤーンで織られている。その織り方は、ヤーン同士の間隔を最小限にとどめる（すなわち、織物が実用レベルの高いカバーファクターを有する）緊密織りであることが好ましい。これによって主に防刃性が得られる。
様々な模範的な実施態様では、織物を好ましくは前述のごとき緊密織りによって作製した後、前記織物を多層構造にする前またはした後に、前記織物を後織物形成処理工程に附すことによって織物の防刃性を高める。前記後織物形成処理工程は、以下に説明するように単一の工程でも同じまたは異なる性質の複数の工程でもよい。

少なくとも、前記織物の処理によって、織物の摩擦抵抗、すなわち、釘型またはナイフ型の穿通器具のごとき穿通部材による穿通に耐えるという織物の能力が高められなければならない。少なくとも、摩擦抵抗を高めるということは、織物に対して滑剤として作用するスピンフィニッシュを慣用のごとく単純に取り除くことによって達成されるレベルよりも耐穿通性を高めることを意味する。前記スピンフィニッシュは、ヤーンから少なくとも実質的に取り除かれることが好ましい。例えば、織物の耐穿通性は、織物が少なくとも８層からなる構造で用いられた場合に防刃性についてのＮＩＪ基準０１１５．００を満足することできる程度にまで高められることが好ましい。様々な模範的な実施態様において、織物の摩擦抵抗は、（ａ）ヤーン同士の間隔を狭めるために織物を緻密化すること、（ｂ）同じ理由で織物を収縮させること、および／または、（ｃ）織物のヤーン／フィラメントのフィブリル化を増進させること、のうちの１つ以上を行うことによって高めることができる。これらの方法は互いに対して限定されているわけではなく、織物の摩擦抵抗を高めるこれらの結果のうちの１つまたは２つ以上またはすべてを所定の処理によって得ることができる。

好ましい実施態様において、織物を処理してその摩擦抵抗を高めることは、織物を攪拌処理に附すことによって達成される。ここで、「攪拌処理」とは、織物を任意の時間攪拌に附すあらゆる処理を意味する。しかしながら、例えば１つ以上の工程において織物の密度および／または収縮率を高めたりおよび／またはフィブリル化を増進することによって耐穿通性を高める任意の他の処理を用いることもできる。
好適な攪拌処理サイクルを１回以上行ってもよい。前記攪拌処理は液体系の存在下において行われることが好ましいが、これは必須条件ではない。前記攪拌処理には、緻密化、収縮およびフィブリル化という結果のすべてを達成できるという利点がある。
ある実施態様では、前記攪拌処理は、好ましくは攪拌型洗濯機を用いて行うことができる。しかしながら、本発明はそれに限定されず、回転型洗濯機を用いることもできる。

織物の摩擦抵抗を高めることができる任意の液体系を前記攪拌処理において用いることができる。従って、水を用いることができ、冷水、温水または熱湯のいずれでもよい。熱湯を用いることが好ましい。もちろん、水以外の液体、例えば緩和な有機溶媒を用いることも可能である。前記溶媒としては、織物材料を溶かさないものが好ましい。
前記液体系、例えば水に洗剤を添加することが好ましい。洗剤を添加することには、織物からかなりの量のスピンフィニッシュを取り除く補助をするというさらなる利点がある。しかしながら、例えば清洗処理のごとき当該技術分野において周知の任意の他の慣用の方法によっても相当量のスピンフィニッシュを取り除くことができる。スピンフィニッシュを取り除くそのような独立した工程は攪拌処理の前または後に行うことができる。

別の好ましい実施態様では、前記攪拌は、織物を所謂ジェット染色装置内で処理することによって行うことができる。そのようなジェット染色装置の例としては、ＡＩＲＦＬＯＷ(登録商標） ＡＦＳ（ＴＨＥＮ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ ｕｎｄ Ａｐｐａｒａｔｅｂａｕ ＧｍｂＨ， Ｓｃｈｗａｂｉｓｃｈ Ｈａｌｌ， Ｇｅｒｍａｎｙ）およびＡＩＲＯ ｑｕａｔｔｒｏ(登録商標）（Ｂｉａｎｃａｌａｎｉ， Ｐｒａｔｏ， Ｉｔａｌｙ）として入手可能なものが挙げられる。そのような装置で前記処理を行った場合、これらの装置で処理された織物も本願明細書に記載されるように処理された織物と同じ望ましい特性をすべて有する。
高温ジェット染色装置では、織物または編物を洗浄、軟化および乾燥させることができる。前記装置は、洗濯機と同様に、バッチ式作業を可能にするが、洗濯機よりもずっと多い量を処理することができる。
そのようなジェット染色装置で処理される織物は、層状ではなくロープ状で前記装置に投入されることが最も好ましい。
例えば長さが約４００ｍ、幅が約１．３ｍの織物を内部コアに巻き付けて前記装置の外部に設置する。この平坦な織物の最初の部分を引き出し、例えばねじることによってロープのような形状にする。次に、このロープは前記装置の入口に挿入され、前記入口に設置されたリール（例えばウィンチ）で引っ張られて前記装置内へさらに引き込まれる。

この最初の挿入の後、前記ロープは前記装置内部を自動的にさらに搬送されてゆき、そして第１のサイクルの終了後、前記最初の部分が前記装置の特別な開口部を通じて例えば手で保持される。
ロープの最初の挿入の後、前記平坦な織物は自動的にさらにコアから巻き出され、ロープの形状で前記装置内へと引き込まれる。織物がコアから完全に巻き出された後、織物の終わりの部分が前記保持されている最初の部分に例えば縫い合わされて固定されることが好ましい。これで、前記織物は前記装置内で終端の無いロープの形態をとっていることになる。
前記ロープは、前記装置内で、高圧下において、例えばガス状媒体（例えば空気）中に液体粒子（水および／または水と洗剤）を分散させたもののごときホットエアロゾルで処理し、円錐形部品（例えば漏斗）内に通すことが好ましい。前記装置内にバッフルプレートを設けることにより、前記処理中に織物がそれらバッフルと接触するので織物をその長さ方向に圧縮することができる。前記処理中、織物はねじれによっても圧縮される。

前記攪拌圧縮工程は、数サイクルは液体系を挿入して（注入モード）、その後の数サイクルは液体系を挿入しない（回転モード）で行うことも可能である。例えば、洗剤を含有する水と空気とを挿入しながら６０℃で約１５分間ロープを処理してもよい（注入モード）。このサイクルの後に、何も挿入せずに約１５分間のサイクルを行ってもよい（回転モード）。この回転モードの後に、必要とされる織物特性が得られるまで、注入モードと回転モードとを繰り返してもよい。
前記装置内での処理に続いて、ロープを例えば水または他の溶媒、好ましくは純水ですすいだ後、前記装置内で空気乾燥させてもよい。あるいは、すすいだ後、前記装置から取り出し、自然にまたは熱を利用して空気乾燥させてもよい。

本発明者らは、織物を任意の好適な手段で攪拌することによって驚くべき結果が得られることを発見した。技術の英知は、製造工程において織物を慎重に扱うことによって織物すなわちそれを構成するヤーンの乱れを最小限に抑えることである。乱れが酷いと、織物の防弾性が損なわれると考えられている。しかしながら、前記攪拌処理では故意に著しく織物を乱すことによって驚くほど有益な結果（例えば耐穿通性）が得られ、織物の防弾性を損なうことも無い。具体的に言うと、攪拌処理によって織物の防弾性は確かに低下するが、驚くべきことにその低下はほんのわずかであり、織物はＮＩＪ基準０１０１．０４をまだ満たすことができ、そしてまた織物は驚くべきことに攪拌処理の後に優れた防刃性を示す。

本発明の織物は、当該技術分野における教示、例えば米国特許第５，５７８，３５８号、６，１３３，１６９号および５，６２２，７７１号の教示に反する性質も有する。これらの参考文献には、「アラミドヤーンの線密度が５００ｄｔｅｘよりも低い場合にのみ許容範囲の耐穿通性が得られる。５００ｄｔｅｘよりも高いアラミドヤーンは、織物緊密係数がほぼ１．０になるように織った場合でも、隣接するヤーンの間でたわんでしまい、鋭利な器具を簡単に貫通させてしまうと考えられている。」と教示されている（例えば、米国特許第５，６２２，７７１号、第３段目、３１〜１７行目を参照）。本発明の様々な模範的な実施態様において、約５００ｄｔｅｘよりも高いｄｔｅｘを有するパラアラミドヤーンを用いて、防刃性と防弾性の両方について驚くべき結果が得られる。もちろん、５００ｄｔｅｘよりも低いｄｔｅｘｔを有するヤーンを用いても、本発明の様々な模範的な実施態様において、同様の結果が得られる。

以下に詳述するように、本発明の様々な模範的な実施態様の防弾性防刺性材料は、複数層の織物からなることが好ましい。単層の織物は、別々にまたは同時に、攪拌工程に附されることが好ましい。各層は、多層構造を形成する前に、少なくともすすいでおくことが好ましい。しかしながら、すでに物理的に組み合わされて多層構造にされた複数層の織物を攪拌して本発明を達成することもできる。
攪拌工程に附した後、織物を乾燥させる。織物は単に空気中で乾燥させてもよいし、熱を利用して乾燥させてもよい。ある模範的な実施態様では、織物を空気乾燥させる。

前記処理（例えば、後織物形成処理、スピンフィニッシュの除去および／または乾燥）の目的は、織物を緻密化すること、例えば、少なくとも約１％の最小織物収縮率を得ることである。約２〜約１０％の収縮率が得られることが好ましい。前記収縮率は少なくとも約３％、例えば約３〜約５％であることが最も好ましい。この収縮率によってヤーンおよびフィラメントの緻密化が生じる。
ここでいう「収縮率」とは、前記処理を行ったことによる織物の収縮の測定量を意味する。繊維自体はそれほど収縮しないことに注意すべきである。

図１は、本発明の様々な実施態様によって処理される前の織物の顕微鏡写真である。ヤーン同士の交差点および間に開口部および／または間隙が存在するのが分かる。
これらの開口部および／または間隙によって、アイスピックまたは弾丸のごとき強制物がさらに容易に貫通できるようになってしまう可能性がある。と言うのも、前記貫通物は実質的にそのような開口部へと滑り込み、周りのヤーンを押し退けて、織物にさらに貫入することができる可能性があるからである。
図２は、本発明の様々な実施態様によって処理された後の顕微鏡写真である。
図２では、図１とは対照的に、隣接および交差するヤーン同士の間の開口部および／または間隙が狭まっている。このヤーン同士の間の開口部が明らかに狭まっていることにより、強制物が織物を貫通してヤーンを押し退けることができる容易さが処理前よりも低くなっていると考えられる。
また、図２の処理後のヤーンのスレッドは、図１のヤーンのスレッドと比較して、フィブリル化されていることにも注意すべきである。このフィブリル化は、特に前述のごときジェット染色装置を用いて本発明の方法に従って作製された図３に示される織物においてより明白である。
前記処理方法の他の目的は、織物のヤーンおよび／またはフィラメントを好ましくはフィブリル化することである。
好ましい実施態様において、前記攪拌処理およびスピンフィニッシュの除去によって、織物中の異種コーティングまたは異種添加剤の含有率が約２％以下となる。

前記処理の結果、織物の収縮によって織物が緻密化され、それによりヤーンがフィブリル化され、より多くのフィラメントが織物の表面に露出することになると考えられている。織物の隙間は著しく小さくなっており、狭まっているように見える。織物のヤーンは、前記加工処理後に、隣接および交差するヤーンの間の開口部および／または間隙に小繊維の塊を示すことが好ましい。これにより、より多くのヤーンフィラメントが刃物または銃弾に関与することになり、そして貫通物が単に織物のヤーンを押し退けることによって織物を貫通することができるあらゆる微小な孔または目視できる隙間が少なくなる。換言すれば、織物のヤーンを緻密化することによって貫通物に対する摩擦抵抗が高くなる。
緻密な織物を処理した後では、まとい易さおよび柔軟性の劇的な向上とより柔らかな手触りとが認められ、処理後の織物の外観はクレープファブリックと似ている。これにより、織物は貫通物の先端部により簡単に適合し、且つ、本質的に前記先端部を包み込むことができるので、貫通物が織物のいくつかの層を貫通しようとしたときに耐穿通性が増すと考えられる。

前記処理の後の織物の外観には折り目と皺が形成されている。前記皺は、織物のウエフトヤーンおよびワープヤーンに対して例えば約４５°の角度を成してもよいが、これは必須条件ではない。例えば、そのような皺構造を示している図４および図５を参照されたい。そのようなある角度を成す皺は、織物の攪拌型処理によって形成することができる。しかしながら、前記皺はウエフトヤーンおよび／またはワープヤーンと平行に形成することもできる。この皺構造は、ジェット染色装置を用いて織物を処理することによって形成することができる。

最終的な防刃性防弾性材料構造に用いられている処理された織物の層の数は少なくとも約８であることが好ましい。しかしながら、処理された織物の層の最小数は、織物を構成するヤーンの種類と織物に求められる防御レベルとに依存する。しかしながら、一般に、前記織物は、例えば約８〜約１００層以上、好ましくは約８〜約７０層、最も好ましくは約２０〜約５０層を有することができる。もちろん、処理された織物の層は、処理されていない織物の層と併用してもよい。例えば、材料／構造は、例えば（防刃性を付与するための）約８層以上の処理された織物と、約２層以上、好ましくは８層以上の処理されていない防弾性織物とで構成されていてもよい。

本発明は、様々な状況において用いることができる。例えば、前記織物を用いてあらゆる種類の防護服、例えばベスト、スーツ、帽子、手袋、靴などを製造することができる。また、前記織物は、そのような類の被服の裏地として用いることもできる。さらに、前記材料は、軍事用または商用の乗り物を保護するのに用いることもできる。例えば、前記材料は、例えばガスタンクおよび／または飛行機のエンジンの内部および周囲の内張り材料として用いることができる。これらの例は包括的ではなく、建設的な例として示されている。換言すれば、前記織物は、防弾性および／または防刃性が必要とされるあらゆる環境および用途において制限無く用いることができる。

本発明を下記実施例によって詳細に説明する。
様々な落下貫通力および織物重量に基づいて、本発明の処理された織物に釘を落とした。この試験では、本発明の材料に対して９０°の角度で釘を落下させた。前記釘には、前記材料を貫通する釘の様々な力を模倣するために特定の重りが付けられていた。

実施例１〜３は、後織物形成攪拌処理工程に附された織物を示している。単層の織物を、熱湯（５０℃で１５分間の洗浄サイクル）と市販の洗剤（ＧＡＩＮ(登録商標））との存在下において攪拌型洗濯機で攪拌した後、約２０℃の冷水中で５分間のすすぎサイクルに附した。前記層を自然に空気乾燥させた後、試験用の多層構造にした。比較例１〜４は、攪拌処理を行わずにそのまま用いられた織物を示している。
釘落下試験（重量：１，９００ｇ、落下高さ： ２８０ｃｍ）の結果を表１に示す。

上記結果によって示されるように、本発明に従って処理された織物は、処理されていない織物よりも優れた防刺性を有する。
また、本発明の織物を評価し、実施例１〜３に関して上記において概要が述べられた後織物形成処理工程において処理される前および処理された後の前記材料の弾丸発射限界速度を求めた。
発射限界速度の評価は、９ｍｍ口径の弾丸を本発明の材料に対して９０°の角度で５ｍの距離から発射することによって行った。本発明の材料は２４層からなる材料であった。結果を表２に示す。

Ｖ_５０数値は、特定の発射体の３つの部分貫通速度および３つの完全貫通速度のうちの最小値を用いて生成された相加平均である。すべての速度測定値は、３９メートル／秒よりも小さい範囲内である。

一旦比較例５の織物が処理されると（実施例４）、Ｖ_５０が２１ｍ／ｓ変化することに示されるように、防弾性がわずかに減少した。しかしながら、前記織物はその弾丸停止力の大部分を維持したままであった。比較例６の場合も同じであり、本発明に従って比較例６の織物を処理したことで、１６ｍ／ｓの変化（実施例５）が測定された。しかしながら、この場合も、織物を処理したことによるＶ_５０値の低下は、全体的な防弾性の低下においては重要ではない。
これらの結果から分かるように、攪拌処理工程は、織物の任意の後製造工程と同様に、織物の防弾性をいくぶん低下させる。しかしながら、特に、処理された織物が予想外に著しく高い防刃性も示すということを考慮した場合に、前記処理された織物は依然として満足のゆく機能を発揮している。

また、本発明の模範的な実施態様に従って処理した織物を、ＮＩＪ基準０１１５．００に従って試験した。この試験では、本発明の様々な模範的な実施態様に従って処理した織物に、前記織物に対して垂直な面に対して４５°または０°の角度で釘を落下させた。釘は、層数の異なる処理された織物に対して、様々なエネルギーレベルで落下させた。

表３は、この試験に従って織物が受けた平均衝撃エネルギーを示している。結果は、織物への釘の平均貫通量として示されている。表３の各実施例の織物層は、織物重量が１８５ｇ／ｍ^２である５５０ｄｔｅｘ織物で構成されている。
釘による衝撃の角度が０°である実施例の場合、平均貫通量が２０ｍｍを上回れば、その織物は不合格とされる。釘による衝撃の角度が４５°である実施例の場合、平均貫通量が７ｍｍを上回れば、その織物は不合格とされる。

表３の上記結果によって示されるように、本発明の模範的な実施態様の処理された織物のすべてのサンプルは、防護服の防刃性についてのＮＩＪ基準０１１５．００に合格した。
また、本発明は、一般的な防刃性または防弾性の材料よりもまとい易い。これは、一般にそのような材料は曲げにくく、かつ、たわみにくくなるようにコーティングが施されるためである。しかしながら、本発明の処理された織物は、従来のものよりも柔軟性があり、様々な状況に適応し易い。すなわち、本発明の織物は、従来のものよりも扱い易く、様々な成形品へと加工し易く、そして防護服として使用した場合に、着用者にとって従来のものよりも着心地がよい。

本発明の織物は、単独で、防刃性であり、防弾性である。従来技術のように、織物に防刃性を付与するのに他の材料のコーティングシート／コーティング層は必要とされない。換言すれば、この処理された織物を積層したもののみを用いて防刃性と防弾性の両方を得ることができる。このように、織物を積層したものには、防刃性を得るための他のシート／層またはコーティングが実質的に全く無いことが好ましい。
上記において概要を述べた特定の実施態様に関連して本発明を説明してきたが、数多くの代案、修正および変更が当業者らに明らかとなることは明らかである。従って、上記において説明されたような本発明の好ましい実施態様は、本発明の一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の精神および要旨を逸脱しない範囲で、様々な修正を行ってもよい。

本発明の様々な模範的な実施態様に従って処理される前の織物の顕微鏡写真である。 本発明の様々な模範的な実施態様に従って処理された後の織物の顕微鏡写真である。 本発明の模範的な実施態様の方法による処理の後の織物のヤーン／繊維のフィブリル化を特に示す織物の顕微鏡写真である。 前記処理方法によって織物に導入された皺構造を示す織物の顕微鏡写真である。 図４の皺構造の拡大図である

Claims (34)

1. 防刺性と防弾性の両方を有し、５００ｄｔｅｘよりも重いヤーンで構成される織物を少なくとも８層含んでなる多層構造を有する防刺性防弾性材料であって、前記織物は、液体系で織物を攪拌し、ヤーンをフィブリル化する緻密化処理によって得られる最小収縮率が少なくとも１％である、前記材料。
2. 前記ヤーンはパラアラミドである、請求項１に記載の材料。
3. 前記ヤーンは１ストランド当たり５００〜１，５００本のフィラメントを含んでなり、そして前記フィラメントの実測繊度は１．６５ｄｔｅｘよりも小さい、請求項１に記載の材料。
4. 前記ヤーンの重さは５５０〜１，１００ｄｔｅｘである、請求項１に記載の材料。
5. 前記織物は実質的にスピンフィニッシュが無い、請求項１に記載の材料。
6. 前記収縮率は３〜５％である、請求項１に記載の材料。
7. 前記織物は折り目と皺とを有する、請求項１に記載の材料。
8. 前記皺は、前記織物のウエフトヤーンおよびワープヤーンに対して４５°の角度を成す、請求項７に記載の材料。
9. 前記皺は、前記織物のウエフトヤーンおよびワープヤーンと実質的に平行である、請求項７に記載の材料。
10. 前記織物のヤーンは、隣接および交差するヤーンの間の開口部すなわち間隙に小繊維の塊を有する、請求項１に記載の材料。
11. 織物は、５００ｄｔｅｘよりも重いヤーンで構成される織物を攪拌し、
    前記攪拌工程の前後またはその最中に前記織物からスピンフィニッシュを実質的に取り除き、そして
    得られた織物を乾燥させ製造される、請求項１記載の材料。
12. 同じ防刺性および防弾性を示さない織物を少なくとも２層さらに含んでなる、請求項１に記載の材料。
13. 前記織物中の異種コーティングまたは異種添加剤の含有率は２重量％以下である、請求項１記載の材料。
14. 防刺性と防弾性の両方を有し、且つ、最小収縮率が少なくとも１％である織物を製造する方法であって、
    ５００ｄｔｅｘよりも重いヤーンで構成される高密度な織物を液体系で攪拌し、ヤーンをフィブリル化し、
    前記攪拌工程の前後またはその最中に前記織物からスピンフィニッシュを実質的に取り除き、そして
    得られた織物を乾燥させる、
    ことを含む前記方法。
15. 前記ヤーンはパラアラミドである、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ヤーンは１ストランド当たり５００〜１，５００本のフィラメントを含んでなり、そして前記フィラメントの実測繊度は１．６５ｄｔｅｘよりも小さい、請求項１４に記載の方法。
17. 前記ヤーンの重さは５５０〜１，１００ｄｔｅｘである、請求項１４に記載の方法。
18. 前記攪拌工程は複数回実施される、請求項１４に記載の方法。
19. 前記液体系は、水、緩和な有機溶媒、洗剤およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
20. 前記攪拌工程では、前記織物を慣用の洗濯機で攪拌する、請求項１４に記載の方法。
21. 前記スピンフィニッシュを実質的に取り除く工程では、前記織物を洗浄する、請求項１４に記載の方法。
22. 前記織物の単層シートを、各々、別々に前記攪拌工程に附す、請求項１４に記載の方法。
23. 前記織物を乾燥させる工程では、空気または熱によって乾燥させる、請求項１４に記載の方法。
24. 前記攪拌工程および前記スピンフィニッシュを実質的に取り除く工程によって、前記織物中の異種コーティングまたは異種添加剤の含有率が２重量％以下となる、請求項１４に記載の方法。
25. 前記織物はロープの形態で攪拌工程に附される、請求項１４に記載の方法。
26. 前記織物のロープは、前記攪拌工程において、高い温度で加圧液体系に曝される、請求項２５に記載の方法。
27. 前記液体系は、水と洗剤とを含んでなる、請求項２６に記載の方法。
28. 前記液体は、ガス状媒体中に液体粒子を分散させたものである、請求項２６に記載の方法。
29. 前記ガス状媒体は空気である、請求項２８に記載の方法。
30. 前記液体系は前記織物のロープの圧縮および移動を促す、請求項２６に記載の方法。
31. 前記圧縮および移動は、内部で前記攪拌工程が実施される装置の円錐形部品内で生じる、請求項３０に記載の方法。
32. 前記織物は、内部で前記攪拌工程が実施される装置の１枚以上のバッフルプレートを打ち付けることによって前記織物の長さ方向に圧縮される、請求項３０に記載の方法。
33. 前記織物はねじれによって圧縮される、請求項２５に記載の方法。
34. 前記攪拌工程では、前記織物をジェット染色装置内で攪拌する、請求項１４に記載の方法。

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