JP5535307B2 - 耐弾道性防護具物品 - Google Patents

Description

本発明は、パラ−アラミドフィラメントのサブアセンブリを含む耐弾道性防護具に関する。

ＣｈｉｏｕおよびＹａｎｇに対する国際公開第９３／００５６４号パンフレットは、４．０％超の破断点伸び、６００ｇ／ｄ未満のモジュラスおよび２３ｇ／ｄ超の強度を示すｐ−アラミドヤーンで製造された織布を用いた積層弾道構造を開示している。

Ｌｉらに対する米国特許第５，１１２，６６７号明細書は、耐衝撃性複合シェルを含むヘルメットについて教示している。複合シェルは、複数のプレプレグパケットを含む。各々のプレプレグパケットは少なくとも約２つ、好ましくは５〜２０個のプレプレグ層を含む。２〜５０個、好ましくは５〜２０個のプレプレグパケットが存在する。各プレプレグ層はポリマーマトリクス内に埋め込まれた複数の一方向共平面繊維を含む。プレプレグパケット内の隣接する層の繊維は互いに４５度〜９０度の角度を成す。

Ｃｉｔｔｅｒｉｏに対する米国特許第６，９９０，８８６号明細書は、互いに平行で、積重ねられた初期糸層を含み、それ自体も基本的に互いに平行である少なくとも第２の糸層上に結合層を介在させた完成した強化多層布を生産することのできる未完成の強化多層布において、第１の層のヤーンが第２の層のヤーンとの関係においてさまざまな方向に設定されており、２つの層は同様に、熱可塑性または熱硬化タイプの材料または水溶性または適切な溶剤中に溶解できる材料で作られた多数の結合糸によって接合されている未完成の強化多層布を開示している。

Ｌｉらに対する米国特許第４，９１６，０００号明細書および５，１６０，７７６号明細書は、１つ以上の層を含む改良型複合材において、前記層の少なくとも１つが、マトリクス材料中に、少なくとも約１６０グラム／デニールの引張りモジュラス、少なくとも約７ｇ／デニールの強度および少なくとも約８ジュール／グラムの破断エネルギーを有する高強度フィラメントの網状組織を含み、前記層の厚み対前記フィラメントの相当直径の比が約１２．８以下である改良型複合材および、前記複合材から形成された複合材物品を開示している。フィラメントの相当直径が小さくなればなるほど、また層が薄くなればなるほど、重量は同等であるが層がより厚くフィラメントの相当直径がより大きい複合材によって提供される保護に比べてさらに高い保護度が提供される。

Ｌｉの特許は、所望の保護度が高くなればなるほど、物品の所与の重量あたりの物品中の層数は多くなり、その結果非常に薄い層が所望されることを教示している。しかしながら、高品質の薄層は生産が困難であり得、薄い材料の層を多数レイアップする場合製造上の問題が発生し得る。アラミド繊維を利用する大部分の多層防護具は、当初織布モデルから開発されたものであるか、またはモデルとして「繊維の網状組織」というあいまいな概念を用いて開発されていることから、厳密にパラ−アラミド一方向防護具構造、すなわち従来の織布の場合のように織り合わせることなく実質的に一方向の配置で繊維が整列されている繊維層を含む構造をテーマにした研究はわずかしかない。必要とされているのは、適切な弾道保護を提供するために過剰量の層の必要性を回避させるパラ−アラミド一方向を作り上げる有効な方法である。

一実施形態において、本発明は、弾道防護具物品中で有用であるサブアセンブリであって、
− 複数の第１の連続フィラメントヤーンを含み、前記第１のヤーンが第１の方向で実質的に平行である、第１層と；
− 前記第１層に隣接しこれと接触し、かつ複数の第２の連続フィラメントヤーンを含み、前記第２のヤーンが第１の方向に対して傾斜している第２の方向で実質的に平行である、第２層と；
を含み、
第１および第２のヤーンが、１ｄｔｅｘあたり少なくとも２５グラムの強度および３．６〜４．５パーセントの破断点伸びを有するパラ−アラミドヤーンを含む、サブアセンブリに関する。

本発明は、連続マルチフィラメントパラ−アラミドヤーンの層を少なくとも２層含む、弾道防護具において有用なサブアセンブリ内での３．６〜４．５パーセントの破断点伸びを有するパラ−アラミドヤーンの使用に向けられている。層の１つの内部にあるヤーンは、隣接する層内のヤーンの実質的に平行な方向から傾斜している実質的に平行な方向で配向されている。「傾斜している」という用語は、隣接する層内のヤーンが互いに対して異なる角度で配向されていることを意味する。ヤーンが事実上全て１つの方向に整列させられている層は、一方向層またはＵＤ層として公知である。本明細書で使用される一方向またはＵＤという用語には同様に、単一織（ｕｎｉ−ｗｅａｖｅｓまたはｕｎｉｗｅａｖｅｓ）と呼ばれることのある非常に不平衡な織布も含まれている。パラ−アラミド単一織布は、９０パーセント超、そしてより典型的には９５パーセント超の、縦ヤーン方向に配向されたパラ−アラミドヤーンを有し、このヤーンは横ヤーン方向に織り合わされた非常にわずかな軽量安定化用ヤーンによって所定の場所に保持されている。多くの場合、これらの横ヤーンはレイアップ中パラ−アラミドヤーンの一方向性を維持するものの最終的な弾道防護具物品が成形された時点で本質的に消失する熱可塑性ヤーンである。

一実施形態において、サブアセンブリは２つのＵＤ層を含み、第１の層中の第１のヤーンはゼロ度または縦方向に配向されており、一方第２の層中の第２のヤーンは第１層中のヤーンに９０度または横方向に直交して配向されており、このような用語は当業者にとって周知である。

別の実施形態においては、第１および第２の層を付着させるために、少なくとも１本の追加のまたは第３のヤーンが横断する方向に織り交ぜられている。この目的に適したヤーンには、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリアレンアゾール繊維、ポリピリドアゾール繊維、ポリベンズアゾール繊維およびそれらの混合物からなる群から選択された繊維が含まれる。

これら第３のヤーンはかがり縫い（ｓｔｉｔｃｈｅｄ）または縦編み（ｗａｒｐ ｋｎｉｔｔｉｎｇ）プロセスにより挿入することができ（これらの技法は両方共熟練者が充分理解しているものである）、あるいは、２つのＵＤ層を第３のヤーンと合わせて付着する他のあらゆる技法により挿入することができる。

さらなる実施形態において、第１および第２の層内のヤーンは、互いに直交しているものの、縦方向との関係において＋４５度および−４５度の角度で配置されている。その他の実施形態は、隣接する層内のヤーンの間に他のクロスプライ角度を含んでいる。これらの実施形態の一部において、隣接する層内のヤーンは互いに直交している必要はない。

各々のＵＤ層は３０〜３００ｇ／ｍ²の坪量を有する。一部の好ましい実施形態において、各々のＵＤ層の坪量は４５〜２５０ｇ／ｍ²である。一部の最も好ましい実施形態において、各ＵＤ層の坪量は５５〜２００ｇ／ｍ²である。一部の最も好ましい実施形態においては、サブアセンブリ層は両方共、同じ坪量を有する。

１つの好ましい実施形態においては、層内で使用されるヤーンは、実質的に平担化されたフィラメントアレイを形成し、このアレイの中で個々のヤーン束を検出することは困難である。この実施形態では、フィラメントは層内に均一に配置されており、このことはすなわち、平担化されたアレイの厚みには２０パーセント未満の差異しか存在しないことを意味している。１つのヤーンからのフィラメントは隣接するヤーンの隣りにシフトして納まり、その層内でフィラメントの連続アレイを形成する。所望される場合、樹脂を層の表面に塗布することができ、一部の好ましい実施形態では、樹脂は均一なフィラメント層に部分的または完全に浸透または含浸する。

一変形実施形態においては、平担化されたヤーン束の間に小さな空隙が存在するような形でヤーンを位置づけすることができ、あるいは、明白なヤーン構造を保持しながらヤーンが他の束に対して突き当たるような形でヤーンを位置づけしてもよい。別個の束が存在する場合、これらの束に樹脂を塗布することができる。所望される場合、樹脂が実質的にヤーン束の表面上に残って、フィラメントに含浸しないように、樹脂または塗布方法を選択することができる。あるいは、平担化されたヤーン束に樹脂を完全にまたは部分的に含浸させることもできる。

第１および第２の一方向層は、複数の連続フィラメントを有する複数のヤーンを含む。撚糸よりも高い耐弾道性を提供すること、そして撚糸よりも広い縦横比まで広がりＵＤ層を横断してより一貫性ある繊維被覆率を可能にするため、不撚糸が好ましい。本明細書の目的では、「フィラメント」という用語は、長さとその長さに対して垂直なその断面積を横断する幅との比率が高い、相対的に可撓性があり巨視的に均質な物体として定義される。フィラメントの横断面は任意の形状を有することができるが、典型的には円形または豆形である。フィラメントは任意の長さであり得る。好ましくは、フィラメントは連続フィラメントである。パッケージ内のボビン上に紡糸されたマルチフィラメントヤーンは、複数の連続フィラメントを含む。

ヤーンは、１ｄｔｅｘあたり少なくとも２５グラムのヤーン強度および１ｄｔｅｘあたり少なくとも５００グラムのモジュラスを有する。さらに、ヤーンは１００〜２，０００ｄｔｅｘの線密度および３．６〜４．５パーセントの破断点伸びを有する。より好ましくは、ヤーンは４００〜１８００ｄｔｅｘの線密度および１ｄｔｅｘあたり少なくとも３０グラムの強度を有する。さらに一部の他の実施形態においては、ヤーンは、５００ｄｔｅｘ未満の線密度を有し、１００〜５００ｄｔｅｘの範囲が特に有用である。より低い線密度の２つの前駆体ヤーンを集合させるかまたは合わせて練紡することにより、完成ヤーンを作製してもよい。例えば各々８５０ｄｔｅｘの線密度を有する２本の前駆体ヤーンを、１７００ｄｔｅｘの線密度を有する完成ヤーンの形に集合させることができる。

一実施形態において、特定の高い伸びを有するパラ−アラミドヤーンを使用することにより、弾道性能を著しく喪失することなくサブアセンブリ内でさらに厚みのある層を使用することが可能になると考えられている。３．６％〜４．５％の破断点伸びおよび１ｄｔｅｘあたり少なくとも２５グラムの強度を有する層を構成するヤーンと併せて、層を構成するフィラメントの相当直径に対するＵＤ層の厚みの比率が少なくとも１３である２つのＵＤ層を含むサブアセンブリにより、完成物品をより少ない数のサブアセンブリを用いて組立て、それでもなお性能要件を満たすことが可能になる。こうして組立プロセスにおける生産性が改善される。より厚みの大きい層はより多くのフィラメントひいてはより優れた充填密度を有し、したがってフィラメントおよび／またはヤーン間の空隙を削減するという点において、より厚みのあるＵＤ層をサブアセンブリ内で使用することでも品質の改善が得られる。ＵＤ層内の空隙は、対弾道性能に影響を及ぼすものである。

最終的サブアセンブリの一部の実施形態において、第１または第２の層の厚み対第１または第２の層を構成するフィラメントの相当直径の比率は、少なくとも１３、より好ましくは少なくとも１６、そして最も好ましくは少なくとも１９である。フィラメントの「相当直径」とは、層を構成するフィラメントの平均断面積に等しい断面積を有する円の直径を意味する。比率は、最初にサブアセンブリ中の層の厚みを決定し、典型的には最終サブアセンブリの平均厚みを測定し、次に層の数で除し、その後層中で使用される１本のフィラメントの有効直径により除すことによって計算される。典型的には、全ての層は同じ坪量を有し、全ての層が同じフィラメントを有する。第１および第２のヤーン層の間に追加の樹脂が存在する場合、層の厚みは、サブアセンブリまたは物品の全体的厚みをまず決定し、その厚みをサブアセンブリまたは物品内の糸層数で除すことによって計算される。

本発明のヤーンは、パラ−アラミドポリマーで作られたフィラメントを用いて製造される。アラミドという用語は、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が直接２つの芳香族環に付着されているポリアミドを意味する。適切なアラミド繊維は、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１９６８年刊のＷ．Ｂｌａｃｋら、による「Ｍａｎ−Ｍａｄｅ Ｆｉｂｒｅｓ−Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、第２巻２９７頁「Ｆｉｂｒｅ−Ｆｏｒｍｉｎｇ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ」という表題の節中に記載されている。アラミド繊維およびその生産は同様に、米国特許第３，７６７，７５６号明細書；４，１７２，９３８号明細書；３，８６９，４２９号明細書；３，８６９，４３０号明細書；３，８１９，５８７号明細書；３，６７３，１４３号明細書；３，３５４，１２７号明細書；および３，０９４，５１１号明細書中でも開示されている。

好ましいパラ−アラミドは、ＰＰＤ−Ｔと呼ばれるポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である。ＰＰＤ−Ｔとは、ｐ−フェニレンジアミンおよびテレフタロイルクロリドのモル対モル重合の結果として得られるホモポリマーと同様に、少量の他のジアミンとｐ−フェニレンジアミンの均質混合および少量の他の二酸塩化物とテレフタロイルクロリドの均質混合の結果として得られるコポリマーも意味する。概して、他のジアミンおよび他の二酸塩化物は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最高約１０モルパーセント程度の高い量または恐らくはそれよりもわずかに高い量で使用可能であるが、ここで他のジアミンおよび二酸塩化物が重合反応と干渉する反応基を全く有していないことだけが条件となる。ＰＰＤ−Ｔは同様に、例えば２，６−ナフタロイルクロリドまたはクロロ−またはジクロロテレフタロイルクロリドまたは３，４’−ジアミノジフェニルエーテルなどの他の芳香族ジアミンおよび他の芳香族二酸塩化物の均質混合の結果得られるコポリマーも意味する。一部の好ましい実施形態において、サブアセンブリのヤーンは唯一ＰＰＤ−Ｔフィラメントのみで構成されており、一部の好ましい実施形態において、サブアセンブリ内の層はＰＰＤ−Ｔヤーンのみで構成されている。換言すると、一部の好ましい実施形態において、サブアセンブリ中の全てのフィラメントはＰＰＤ−Ｔフィラメントである。

アラミドと共に添加剤を使用することができ、最高１０重量パーセント以上程度の他のポリマー材料をアラミドとブレンドできるということが発見されている。アラミドのジアミンに置換された１０パーセント以上程度の他のジアミン、または二酸塩化物またはアラミドに置換された１０パーセント以上程度の他の二酸塩化物を有するコポリマーを使用することができる。

一部の実施形態においては、第１および第２の層の中に複数の第１および第２のヤーンが別個のヤーン束として存在し、これらの別個のヤーン束はこれらのヤーン束を外部表面上でコーティングするポリマー樹脂をさらに有している。あるいは、所望される場合、樹脂を部分的または完全にヤーン内に含浸させることもできる。一部の実施形態では、第１または第２の糸層内の樹脂の重量は、層内のヤーンおよび樹脂の総重量に基づいて８〜３０パーセント、より好ましくは１２〜２５パーセントである。適切な樹脂としては、ポリエチレン類、架橋ポリエチレン類、ポリプロピレン類、エチレンコポリマー類、プロピレンコポリマー類およびその他のオレフィンポリマー類またはコポリマー類が含まれる。他の有用な樹脂の例は、ブロックコポリマー類、不飽和ポリエステル類、フェノール樹脂類、ポリブチラール類、エポキシ樹脂類およびポリウレタン樹脂類を含む熱可塑性エラストマーである。

ＵＤ層のヤーンに樹脂をコーティングするかまたは含浸させるための典型的な方法には、ＵＤ層を樹脂と接触させるステップが含まれる。樹脂は溶液、エマルジョン、メルトまたはフィルムの形をとることができる。樹脂が溶液、エマルジョンまたはメルトである場合、ＵＤ層を樹脂の中に浸漬し、余剰の樹脂をドクターブレードまたはコーティングロールで除去することができる。ナイフオーバーロールコーティングプロセスにおいて樹脂浴の下を通過するにつれてＵＤ層の表面上に樹脂を被着させてもよい。次のステップは、乾燥させて溶剤を除去するかまたは冷却してメルトを凝固させその後圧延ステップに付すことによって、樹脂が含浸されたＵＤ層を固着させることにある。コーティングされたまたは含浸されたＵＤ層は次に再度巻き取られ、本発明に係る用途のために切断される。樹脂がフィルムの形をしている場合、樹脂フィルムをＵＤ層の一方のおよび両方の表面上に設置し、カレンダー内で熱と圧力によりＵＤ層上またはその中に固着させる。繊維内への樹脂含浸度は、圧延条件によって制御される。本明細書中に記載されているプロセスは全て当業者にとって周知のものであり、Ｆ．Ｃ． Ｃａｍｐｂｅｌｌ著「Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ」、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、２００４の第２．９章中にさらに詳述されている。

対弾道物品は、以上の実施形態中で記述されている通りの複数のサブアセンブリを組み合わせることによって生産可能である。本発明は、軟質および硬質両方の身体防護具に応用可能である。軟質防護具物品は、含浸用樹脂を全く含んでいないことが多く、一方硬質防護具物品はほとんど常に含浸された樹脂構成要素を有している。軟質防護具の例としては、身体の一部分を発射体から保護するチョッキまたはジャケットなどの保護衣料が含まれる。硬質防護具の例としては、ヘルメットや車両用保護プレートがある。サブアセンブリは、完成したアセンブリ全体を通してオフセットされたヤーン整列を維持するような形で位置づけされることが好ましい。例えば、物品の第２のサブアセンブリは、第１のサブアセンブリの上面に設置され、第２のサブアセンブリの最下層を構成するヤーンの方向性が第１のサブアセンブリの最上層を含むヤーンの方向性に対しオフセットされるようになっている。使用されるサブアセンブリの実際の数は、製造中の各物品の設計上のニーズに応じて変動するものである。一例としては、防弾チョッキパックのためのアセンブリは、典型的に４．６〜５．３ｋｇ／ｍ²の間の合計面密度を有する。こうして、サブアセンブリの数は、この重量目標を達成するように選択され、この数は典型的には１０〜３０である。車両硬質防護プレート用には、サブアセンブリの数は、約４．５ｃｍの厚みを有する硬化されたプレス加工済み複合プレートを形成するのに必要とされる量であると考えられる。ヘルメット用には、硬化したプレートの厚みは約０．６ｃｍ〜１．３ｃｍである。

試験方法
以下の実施例では、以下の試験方法が使用された。

線密度：ヤーンまたは繊維の線密度は、ＡＳＴＭ Ｄ１９０７−９７およびＤ８８５−９８中に記載されている手順に基づいてヤーンまたは繊維の公知の長さを秤量することによって決定される。デシテックスまたは「ｄｔｅｘ」は、１０，０００メートルのヤーンまたは繊維のグラム単位の重量として定義づけされる。デニール（ｄ）は、デシテックス（ｄｔｅｘ）の９／１０倍である。

ヤーンの機械特性：試験すべきヤーンを条件づけし、その後ＡＳＴＭ Ｄ８８５−９８に記載されている手順に基づき引張り試験に付した。Ｉｎｓｔｒｏｎ（登録商標）テスター上でヤーンを破断させることにより、強度（切断強さ）、弾性率および破断点伸びを判定した。

面密度：層の１０ｃｍ×１０ｃｍの試料の重量を測定することによって、ＵＤ層の面密度を決定した。サブアセンブリまたは最終物品の面密度は、サブアセンブリまたは物品の１０ｃｍ×１０ｃｍの重量であった。

弾道貫通性能：弾道貫通性能の統計的尺度はＶ₅₀であり、これは、発射された銃弾または断片の５０％が防護具装置を貫通する一方で、残りの５０％の発射は貫通しない平均速度である。パラメータは、標的に対する発射体の経路の傾斜角度がゼロ度で測定される。５．５６ｍｍの発射体シミュレーション断片（ＦＳＰ）に対する耐性を、３８ｍ／ｓの衝突時速度内で完全または部分貫通を３対用いてＭＩＬ−ＳＴＤ−６６２Ｆにより試験し、一方７．６２ｍｍのＦＳＰは、３８ｍ／ｓの衝突時速度内で３対の完全および部分貫通を用いてＭＩＬ−Ｐ−４６５９３Ａによって試験した。

標準電子顕微鏡技術によって、ＵＤ層厚みおよび相当フィラメント直径を決定することができる。

以下の実施例は、本発明を例証するために提供されるものであり、いかなる形であれそれを限定するものとして解釈されるべきではない。全ての部分および百分率は、別段の指示のないかぎり重量によるものである。

実施例１
本実施例では、一方向（ＵＤ）層を、１ｄｔｅｘあたり３１グラム−力の強度および３．８０％の破断点伸びという公称機械的特性を有するパラ−アラミドで製造した。各層の８５重量％は、パラ−アラミド連続フィラメントヤーンで構成され、１５重量％はヤーン表面を横断して均等に展延されたポリプロピレン結合材であった。各ＵＤ層の坪量は平均１８１ｇ／ｍ²であった。第１層内の一方向ヤーンが第２層内の一方向ヤーンに対し９０度で配向されるような形で２つの層を集合させることによって、サブアセンブリを形成した。サブアセンブリの公称坪量は３６２ｇ／ｍ²であった。各ＵＤ層内のヤーンの方向性がいずれの側のＵＤ層内のヤーンの方向性に対しても９０度の方向性を有するような形で２７のサブアセンブリを最終的物品アセンブリの形に合わせて積重ねた。アセンブリの合計面密度は９．８ｋｇ／ｍ²であった。その後、最終的物品アセンブリを、メーカーの推奨事項にしたがって、１７７℃のプラテン温度そして３４気圧で加熱プレス内において成形し、その結果、９．８ｋｇ／ｍ²の面密度を保持する硬化した硬質防護具パネルを得た。硬化した硬質防護具パネルを水ジェットを用いて４６ｃｍ×４６ｃｍの正方形に切断した。その後、切断した正方形を、各コーナーでしゃこ万力を用いて剛性鋼フレームに取付け、５．５６ｍｍおよび７．６２ｍｍのＦＳＰに対し試験した。得られたＶ₅₀結果は、表１に示されている。

実施例Ａ
実施例１に対する比較として、Ｇｏｌｄ Ｓｈｉｅｌｄ（登録商標）ＧＶ−２１１２という商標名で入手可能なパラ−アラミドヤーンで製造されたクロスプライの一方向材料を、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ、ＮＪから入手した。この材料は、それぞれの層中のヤーンの方向性が０°／９０°／０°／９０°である４つの固着されたエラストマー樹脂コーティングのＵＤ層として供給され、これは本明細書中で定義されている２つのサブアセンブリを組合せたものと等価である。この４層構造の合計面密度は２２２ｇ／ｍ²であり、個別のＵＤ層の面密度は５５．５ｇ／ｍ²であった。ＵＤ層は、１ｄｔｅｘあたり３０グラム−力および３．４５％の破断点伸びという公称機械的特性を有するＴｅｉｊｉｎ Ｔｗａｒｏｎ ＵＳＡ Ｉｎｃ．、Ｃｏｎｙｅｒｓ、ＧＡから入手可能な２０００グレードのパラ−アラミドヤーンを含んでいた。実施例１にあるように、各ＵＤ層内のヤーンの方向性がいずれの側のＵＤ層内のヤーン方向性に対しても９０度の方向性を有するような形に４４枚の供給されたままの状態の「４層ＵＤクロスプライアセンブリ」（または本明細書で定義されている８８枚の２層サブアセンブリ）を共に積重ねて、９．８ｋｇ／ｍ²の面密度を有する最終的物品アセンブリを製造した。その後、最終的物品アセンブリを、メーカーの推奨事項の通りに（１１５℃の最低温度と３．４ＭＮ／ｍ²の圧力）加熱プレス内で成形し、結果として得た硬化した硬質防護具パネルは、公称９．８ｋｇ／ｍ²の面密度を保持していた。実施例１にあるように、成形したパネルを水ジェットで４６ｃｍ×４６ｃｍの正方形に切断し、これらを次に各コーナーでしゃこ万力を用いて剛性鋼フレームに取付け、５．５６ｍｍおよび７．６２ｍｍのＦＳＰに対し試験した。得られたＶ₅₀結果は、表１に示されている。

実施例２
最終的物品アセンブリが３８枚のサブアセンブリと１４．７ｋｇ／ｍ²の面密度を有していたという点を除いて実施例１を反復した。弾道試験も同様に実施例１の通りであり、結果は表１に示されている。

実施例Ｂ
実施例２に対する比較として、本明細書中で定義されている通りの１３２枚の２層サブアセンブリと等価である６６枚の供給されたままの状態の「４層ＵＤクロスプライアセンブリ」から、１４．７ｋｇ／ｍ²の面密度を有する最終物品アセンブリを組立てたという点を除いて、実施例Ａを反復した。弾道試験もまた実施例Ａの通りであり、結果は表１に示されている。

表１は、実施例１、２、ＡおよびＢからの結果を示している。最も注目に値するのは、ＵＤ層の３８枚のサブアセンブリから構築された１４．７ｋｇ／ｍ²のより高い面密度を有する物品のＶ₅₀が、１１１枚のより軽量でより薄いＵＤ層から構築された同一の重量の物品のＶ₅₀に匹敵するということである。１つの物品を製造するために必要とされる層の数の６０％超の削減は、製造中の有意な生産性増大を実現させる。

表１

次に、本発明の態様を示す。
1. 弾道防護具物品中で有用であるサブアセンブリであって、
− 複数の第１の連続フィラメントヤーンを含み、前記第１のヤーンが第１の方向で実質的に平行である、第１層と；
− 前記第１層に隣接しこれと接触し、かつ複数の第２の連続フィラメントヤーンを含み、前記第２のヤーンが前記第１の方向に対して傾斜している第２の方向で実質的に平行である、第２層と；
を含み、
前記第１および第２のヤーンが、１ｄｔｅｘあたり少なくとも２５グラムの強度および３．６〜４．５パーセントの破断点伸びを有するパラ−アラミドヤーンを含む、サブアセンブリ。
2. 前記第１または第２の層の厚み対前記第１または第２のヤーンの個々の連続フィラメントの相当直径の比が少なくとも１３である、上記１に記載のサブアセンブリ。
3. 前記第１および第２の層を合わせて付着させる少なくとも１つの追加の第３のヤーンをさらに含む、上記１に記載のサブアセンブリ。
4. 前記第３のヤーンが、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリアレンアゾール繊維、ポリピリドアゾール繊維、ポリベンズアゾール繊維およびそれらの混合物からなる群から選択された繊維を含む、上記３に記載のサブアセンブリ。
5. 前記第２の層中の前記第２ヤーンが前記第１層内の前記第１ヤーンに対して直交して配向されている、上記１に記載のサブアセンブリ。
6. 前記複数の第１および第２のヤーンが、別個のヤーン束として前記第１および第２の層内に存在しており、前記別個のヤーン束が、これらのヤーン束を外部表面上でコーティングするポリマー樹脂をさらに有している、上記１に記載のサブアセンブリ。
7. 前記第１および第２の層中の前記複数の第１および第２のヤーンの少なくとも一部分にポリマー樹脂が含浸されている、上記１に記載のサブアセンブリ。
8. 上記１に記載の複数の前記サブアセンブリを含む弾道防護具物品。

Claims (2)

1. 弾道防護具物品中で有用であるサブアセンブリであって、
   − 複数の第１の連続フィラメントヤーンを含み、前記第１のヤーンが第１の方向で実質的に平行である、第１層と；
   − 前記第１層に隣接しこれと接触し、かつ複数の第２の連続フィラメントヤーンを含み、前記第２のヤーンが前記第１の方向に対して傾斜している第２の方向で実質的に平行である、第２層と；
   を含み、
   前記第１および第２のヤーンが、１ｄｔｅｘあたり少なくとも２５グラムの強度および３．６〜４．５パーセントの破断点伸びを有するパラ−アラミドヤーンを含み、
   前記第１または第２の層の厚み対前記第１または第２のヤーンの個々の連続フィラメントの相当直径の比が少なくとも１３である、サブアセンブリ。
2. 請求項１に記載の複数の前記サブアセンブリを含む弾道防護具物品。