JPH04506325A - Cut resistant composite article - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 急所抵抗性複合体物品 本発明は急所抵抗性物品に関する。さらに詳しくは、本発明は改良された急所保 護を有するこのような物品に関する。[Detailed description of the invention] Vital point resistant composite article The present invention relates to vital point resistant articles. More specifically, the present invention provides improved vital point protection. relating to such articles having protection.
従来の技術 高強度繊維を含む防弾ベスト、ヘルメット、ヘリコプタ−その他の軍隊装備の構 造要素、自動車パネル、ブリーフケース、レインコート及び雨傘のような急所抵 抗性物品は公知である。通常用いられる繊維は例えばポリ(フェニレンジアミン テレブタルアミド)、黒鉛繊維、ナイロンン繊維、セラミック繊維、ガラス繊 維等を含む。ベスト又はベストの一部のような多くの用途に関しては、繊維が織 布もしくはニット布帛として用いられる。他の用途の多(では、繊維は複合体材 料中に封入もしくは埋封される。Conventional technology Construction of bulletproof vests, helmets, helicopters and other military equipment containing high-strength fibers critical points such as structural elements, car panels, briefcases, raincoats and umbrellas. Resistant articles are known. Commonly used fibers include poly(phenylenediamine) Terebutalamide), graphite fiber, nylon fiber, ceramic fiber, glass fiber Including fiber etc. For many applications, such as vests or parts of vests, the fibers are woven. Used as cloth or knitted fabric. For many other uses (in which fibers are composite materials) Enclosed or embedded in the food.
「急所保護のための高モジュラス繊維の用途(The Applicati。“The Application of High Modulus Fibers for Vital Area Protection.
n of High Modulus Fibers to Ba1listi c Protection)J、アール、シー、ラビブル(R,C,La1bl e)等、ジェイ、マクロモル、サイーケム(J、 Mac romo 1.Sc f −Chem、)A7 (1) 、295〜322 (1973)では、2 98頁に第4必要条件は紡織材料が高度の耐熱度を有することであり;例えば、 255Cの融点を有するポリアミド物質が同等の引っ張り特性と低い融点を有す るポリオレフィン繊維よりも急所的に良好な耐衝撃性を有することが示されてい る。NTl5公報、AD−A018 958r改良ヘルメツト構成の新しい材料 (New Materials in Con5truction for I mproved Helmets)J、−uイ、エル、アレン(A、L、 Al es f)等では、rXPJと呼ばれる多層状高配向ポリプロピレンフィルム 物質(マトリックスを含まず)がアラミド繊維(フェノール/ポリビニルブチラ ール樹脂マトリックスを含む)と比較評価されている。アラミド系は戦闘ヘルメ ット開発のための良好な性能と最小の問題との最も有望な組合せを有すると判定 されている。米国特許第4.457.985号と第4.403.012号は高分 子量ポリエチレンもしくはポリプロピレンの組織とオレフィンポリマーとコポリ マー、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂及び繊維の融点未満で硬化可能な その他の樹脂から成るマトリックスとを含む急所抵抗性複合体物品を開示する。n of High Modulus Fibers to Ba1listi c Protection) J, R, C, La1bl e) etc., J, Macromo, Cychem (J, Macromo 1.Sc f-Chem, ) A7 (1), 295-322 (1973), 2 The fourth requirement on page 98 is that the textile material has a high degree of heat resistance; e.g. A polyamide material with a melting point of 255C has comparable tensile properties and a lower melting point. It has been shown to have better impact resistance in critical areas than polyolefin fibers. Ru. NTl5 Publication, AD-A018 958r New Materials for Improved Helmet Construction (New Materials in Con5truction for I mproved Helmets) J, -Ui, L, Allen (A, L, Al es f), etc., a multilayer highly oriented polypropylene film called rXPJ The material (without matrix) is made of aramid fibers (phenol/polyvinyl butylene) (including resin matrix). Aramid type combat helmet determined to have the most promising combination of good performance and minimal problems for development of has been done. U.S. Patent Nos. 4.457.985 and 4.403.012 are Molecular weight polyethylene or polypropylene structure and olefin polymer and copolymer Curable below the melting point of polymers, unsaturated polyester resins, epoxy resins and fibers A vital point resistant composite article is disclosed that includes a matrix of other resins.
エイ、エル、ラストニク(A、L、La5tnik)等の「改質フェノール樹脂 によって結合したケブラー布帛に対する濃度上昇と積層圧の効果(The ef fect of Rising Concentration and Lam inating Pressures on KEVLARFabricBon ded with Modified Phenolic Re5in)J、テ クニカル レポート(Technical Re、port)NATICK/T R−841030,1984年6月8日号、は布帛の繊維を封入し、結合する間 隙樹脂が生成複合体物品の急所抵抗性を減することを開示する。"Modified phenolic resin" such as A, L, La5tnik (A, L, La5tnik) etc. The effect of concentration increase and lamination pressure on Kevlar fabric bonded by ffect of Rising Concentration and Lam initiating Pressures on KEVLARFabricBon ded with Modified Phenolic Re5in) J, Te Technical report (Technical Re, port) NATICK/T R-841030, June 8, 1984, during the encapsulation and bonding of fabric fibers. It is disclosed that the interstitial resin reduces vital point resistance of the resulting composite article.
米国特許第4.623.574号と第4.748.064号はエラストマーマト リックス中に埋封された高強度繊維から成る簡単な複合構造体を述べる。この簡 単な複合構造体は硬質マトリックスを用いた簡単な複合体に比べて良好な急所保 護を示し、この結果は特許に開示されている。米国特許第4,413.110号 に開示されているような超高分子量のポリエチレンとポリプロピレンとを用いた 簡単な複合体が特に有効である。U.S. Pat. No. 4.623.574 and U.S. Pat. No. 4.748.064 We describe a simple composite structure consisting of high-strength fibers embedded in lix. This simple Simple composite structures offer better vital protection than simple composites with rigid matrices. The results are disclosed in the patent. U.S. Patent No. 4,413.110 Using ultra-high molecular weight polyethylene and polypropylene as disclosed in Simple complexes are particularly effective.
米国特許第4,737.402号と第4.613,535号は、エラストマーマ トリックス中に埋封された米国特許第4,413,110号に開示されている超 高分子量ポリエチレンとポリプロピレンのような高強度繊維のネットワークと、 マトリックスの主要面上の1つの付加的な硬質層を含む、改良された耐衝撃性を 有する複雑な硬質複合体物品を開示する。これらの複合体が改良された耐環境危 険性、改良された耐衝撃性を有し、防護服又はヘルメットのような急所抵抗性物 品として予想外に効果的であることが開示されている。U.S. Pat. Nos. 4,737,402 and 4,613,535 disclose elastomeric Ultrasonic acid as disclosed in U.S. Pat. No. 4,413,110 embedded in Trix A network of high strength fibers such as high molecular weight polyethylene and polypropylene, Contains one additional hard layer on the main surface of the matrix for improved impact resistance A complex rigid composite article is disclosed. These composites have improved environmental hazards. protection, improved impact resistance and vital point resistance such as protective clothing or helmets. It has been disclosed that it is unexpectedly effective as a product.
発明の要約 本発明は改良された耐衝撃性を有する複素(Complex)の急所抵抗性複合 体製造物品に関する。この物品は2つ以上の層からなり、該層の少なくとも1つ は少なくとも約7g/デニールの強力(tenaci ty) 、少なくとも約 160g/デニールの引張り弾性率及び少なくとも約8ジユール/gの破断エネ ルギー(energy−to−break)をマトリックス物質中に有する高強 力フィラメントのネットワークから成る繊維層であり、該層の少なくとも1つは 前記繊維層よりも硬質である堅い(hard)硬質(rigid)物質を含む堅 い硬質層であり、該層の相対的重量%と前記層の相対的位置は前記複合体が約2 .5以上の質量効率(mass efficiency)(EJを有するような 値である。++で用いる複合体の「質量効率」は次式から算出される:脅威を克 服するために必要な防護服等級鋼のrADJE、= 脅威を克服するために必要 な問題の物質のrADJ式中、ADはkg/m”又はlbs/ft”での防護服 又は物質の面密度である。Summary of the invention The present invention is a complex vital point resistant composite with improved impact resistance. relating to body manufactured articles. The article consists of two or more layers, at least one of the layers has a tenacity of at least about 7 g/denier, at least about a tensile modulus of 160 g/denier and an energy to break of at least about 8 joules/g High strength with energy-to-break in the matrix material a fibrous layer consisting of a network of force filaments, at least one of the layers comprising: a rigid material that is harder than the fibrous layer; The relative weight percent of the layer and the relative position of the layer are approximately 2 .. Mass efficiency (mass efficiency) (EJ) of 5 or more It is a value. The "mass efficiency" of the complex used in ++ is calculated from the following formula: rADJE of protective clothing grade steel required to overcome the threat = rADJE of protective clothing grade steel required to overcome the threat rADJ formula for the substance in question, where AD is the protective clothing in kg/m” or lbs/ft” Or is the areal density of the substance.
質量効率は指定衝撃速度での指定発射体の脅威を(1)防護服等級鋼と(2)問 題の物質とで克服するために必要なADを測定し、上記式からE、を算出するこ とによって決定される。意外にも、マトリックス中の高強力繊維と堅い硬質物質 との相対量と、層の間の間隙と、複素複合体(complex composi te)にこれらの層を組み立てる相対的順序とが複合体の質量効率と生ずる急断 抵抗度とに影響を及ぼすことが判明している。Mass efficiency measures the threat of a specified projectile at a specified impact velocity between (1) armor grade steel and (2) Measure the AD required to overcome the target substance and calculate E from the above formula. determined by. Surprisingly, high tenacity fibers and stiff hard materials in the matrix the relative amount of te) the relative order in which these layers are assembled and the mass efficiency of the composite and the resulting abrupt break. It has been found that this has an effect on the degree of resistance.
通常の急所抵抗性防護服構造に比べて、本発明の複合体物品が少ない量の保護物 質を用いて特定レベルの急所保護を提供することができる。又は、本発明の物品 は等重量のもしくは実質的に等重量の通常に構成された複合体防護服に比べて大 きい急所保護を与えることができる。Compared to conventional vital point resistant body armor constructions, the composite articles of the present invention require a lower amount of protection. quality can be used to provide a certain level of vital point protection. Or the article of the present invention compared to normally constructed composite body armor of equal or substantially equal weight. Can provide vital point protection.
図面の簡単な説明 本発明の下記の詳細な説明と添付図面とを参照するならば、本発明がさらに完全 に理解され、本発明の他の利点がさらに明らかになると思われるニー 図1〜8 は本発明の種々な実施態様の断面図であり、種々の代表的な構造形態を示す。Brief description of the drawing The invention will be more fully understood by reference to the following detailed description of the invention and the accompanying drawings. Figures 1-8. 2A and 2B are cross-sectional views of various embodiments of the present invention, showing various representative structural configurations.
発明の詳細な説明 硬質物質から成る堅い硬質層である。複合体の特別な構造は非常に多様に変化し つる。例えば、2層を接触させることができる、又は空隙空間によって分離する ことができる。複合体は接触するもしくは空隙空間によって分離された、2個以 上の繊維層と2個以上の硬質層とを含む、又は1個以上の繊維層と1個のみの堅 い硬質層とを含む、又は1個以上の堅い硬質層と1個のみの繊維層とを含む多層 複合体の形状でありうる。本発明の種々な具体的な形態は図面に示す。Detailed description of the invention It is a hard hard layer made of hard material. The special structure of the complex varies greatly Vine. For example, the two layers can be in contact or separated by a void space. be able to. A complex is two or more parts that are in contact or separated by a void space. a top fibrous layer and two or more rigid layers, or one or more fibrous layers and only one rigid layer. or one or more hard hard layers and only one fibrous layer. It can be in the form of a composite. Various specific forms of the invention are illustrated in the drawings.
図1は3層、硬質セラミック層1、硬質金属層2及び繊維複合体層3を有する1 実施態様を示す。この実施態様では、脅威に最初に暴露される層であるセラミッ ク層1は発射体を弱める又は歪めるように機能する。セラミック層1を金属層2 に接触させ、接触した層1と2を空隙空間4によって繊維層3から分離する。Figure 1 shows a 1 with three layers, a hard ceramic layer 1, a hard metal layer 2 and a fiber composite layer 3. An embodiment is shown. This implementation uses ceramic as the first layer exposed to threats. The layer 1 functions to weaken or distort the projectile. Ceramic layer 1 and metal layer 2 , and the contacted layers 1 and 2 are separated from the fibrous layer 3 by a void space 4 .
図2では、空隙空間4によって繊維層3から分離された、金属もしくは繊維バッ キング層5を有する硬質セラミック層1から成る本発明の実施態様を示す。図2 の実施態様では、硬質セラミック層1が脅威に最初に暴露される第1層であり、 発射体を弱める又は歪めるように機能し、それによって繊維層3の効果を高める 。In FIG. 2, a metal or fiber bag is shown separated from the fiber layer 3 by a void space 4. 1 shows an embodiment of the invention consisting of a hard ceramic layer 1 with a king layer 5; Figure 2 In the embodiment, the hard ceramic layer 1 is the first layer exposed to the threat; acts to weaken or distort the projectile, thereby increasing the effectiveness of the fiber layer 3 .
図3は金属層2が脅威に最初に暴露される層である本発明の代表的な実施態様を 示す。層2は繊維層3と接触するセラミック層1がら空隙空間4によって分離さ れる。FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the invention in which metal layer 2 is the first layer exposed to the threat. show. Layer 2 is separated by a void space 4 from ceramic layer 1 in contact with fiber layer 3. It will be done.
図4は本発明の多重層/多重空隙空間の実施態様を示す。図4の実施態様は脅威 に最初に暴露される金属層2を有し、これはバッキング層5と接触するセラミッ ク層1がら空隙空間4によって分離される。接触するセラミック層1とバッキン グ層5は空隙空間4′によつて繊維層3から分離される。図5には脅威に直接暴 露される層2と2°から成る多重金属層を有する本発明の実施態様を示す。層2 と2°は異なる硬度を有する金属から製造され、空隙空間4によって繊維層3か ら分離される。FIG. 4 shows a multi-layer/multi-void space embodiment of the present invention. The embodiment of Figure 4 is a threat The metal layer 2 is first exposed to the ceramic layer 2 which is in contact with the backing layer 5. The layer 1 is separated by a void space 4. Ceramic layer 1 and backing in contact The fiber layer 5 is separated from the fiber layer 3 by a void space 4'. Figure 5 shows Figure 2 shows an embodiment of the invention with multiple metal layers consisting of exposed layers 2 and 2°. layer 2 and 2° are manufactured from metals with different hardness, and the fiber layer 3 is separated by the void space 4. separated from
図6は2層のみから成る実施態様を示す。1層は直接脅威に暴露され、繊維層3 と接触するセラミック層1である。FIG. 6 shows an embodiment consisting of only two layers. Layer 1 is directly exposed to the threat, fibrous layer 3 The ceramic layer 1 is in contact with the ceramic layer 1.
図7は脅威に直接暴露される接触バッキング層5付きのセラミック層1を有する 本発明の1実施態様を示す。層1は空隙空間4によって金属層2から分離され、 金属層2は空隙空間4′によって繊維層3から分離される。Figure 7 has a ceramic layer 1 with a contact backing layer 5 directly exposed to threats. 1 illustrates one embodiment of the invention. layer 1 is separated from metal layer 2 by a void space 4; The metal layer 2 is separated from the fiber layer 3 by a void space 4'.
図8は3接触層を有する本発明の実施態様を示す。直接脅威に暴露されるセラミ ック層1は金属層2に接触し、金属層2も又繊維層3に結合する。FIG. 8 shows an embodiment of the invention with three contact layers. Cerami exposed to direct threat The adhesive layer 1 is in contact with the metal layer 2, which is also bonded to the fiber layer 3.
本発明の好ましい実施態様では、複合体は木賃的な繊維層の他に硬度の異なる、 少なくとも2つの堅い硬質層を含む。これらの好ましい実施態様では、種々な層 が硬度の低下する順に急所の脅威に対して配置されるのが好ましく、例えば脅威 に直接!露されるセラミック層の後ろに金属層、次に繊維層が配置される。In a preferred embodiment of the present invention, the composite includes, in addition to the wood-like fiber layer, Contains at least two rigid rigid layers. In these preferred embodiments, the various layers It is preferable that the keys are placed against the threats in the vital points in order of decreasing hardness, for example, Directly to! Behind the exposed ceramic layer is a metal layer and then a fiber layer.
本発明の特に好ましい実施態様では、1個以上の硬質物質層と、繊維層を含む1 個以上の層との間に空隙空間が存在する。空間のサイズと形状は例えば防護服厚 さの限界、防護服構成の限界、感知される脅威等のような種々な要素に依存して 広範囲に変化する。一般に、空間が大きくなると、急所脅威の破片のより良好な 分散(発散)と回転が行われ、そのために脅威の克服に複合体はより効果的にな る。この逆に、空間が小さいと、急所脅威の破片の分散と回転は小さくなり、脅 威の克服に複合体はあまり効果的でなくなる。空間の幅は通常約0.5cm〜約 3Qcm、好ましくは約Icm〜約20cm、より好ましくは約15cm〜約1 0cm、最も好ましくは約2.5cm〜約7.5cmの範囲である。In a particularly preferred embodiment of the invention, one or more layers of hard material and one layer of fibrous material are provided. A void space exists between the layers. The size and shape of the space can be determined by, for example, the thickness of protective clothing. depending on various factors such as the limitations of the Varies widely. In general, the larger the space, the better the clearance of vital threat debris. Dispersion (divergence) and rotation take place, which makes the complex more effective in overcoming threats. Ru. Conversely, if the space is small, the dispersion and rotation of the vital threat debris will be small and the threat Complexes become less effective in overcoming power. The width of the space is usually about 0.5cm to approx. 3Qcm, preferably from about Icm to about 20cm, more preferably from about 15cm to about 1 0 cm, most preferably in the range of about 2.5 cm to about 7.5 cm.
複合体中の繊維層と堅い硬質層との相対的重量%は広範囲に変化しうる。一般に 、繊維層又は堅い硬質層の一方の量は複合体の約20重量%〜約80重量%の範 囲を占めることができる。本発明の好ましい実施態様では、繊維層の量は複合体 の約20重量%〜約80重量%の範囲内であり、堅い硬質層の量は複合体の約8 0重量%の範囲内である:本発明の特に好ましい実施態様では、繊維層の量は複 合体の約20〜60重量%の範囲内であり、堅い硬質層の量は複合体の重量を基 準にして約60〜約40重量%の範囲内である。これらの特に好ましい実施態様 の中では、繊維層の量が複合体の約25〜約50重量%の範囲内であり、堅い硬 質層の量が複合体の約75〜約50重量%の範囲内である実施態様が最も好まし い。The relative weight percentages of the fibrous layer and stiff rigid layer in the composite can vary over a wide range. in general , the amount of either the fibrous layer or the rigid rigid layer ranges from about 20% to about 80% by weight of the composite. can occupy the surrounding area. In a preferred embodiment of the invention, the amount of fibrous layer is from about 20% to about 80% by weight of the composite, and the amount of stiff hard layer is about 8% by weight of the composite. In a particularly preferred embodiment of the invention, the amount of fiber layer is within the range of 0% by weight. The amount of stiff hard layer is within the range of about 20-60% by weight of the composite, based on the weight of the composite. in the range of about 60 to about 40% by weight. Particularly preferred embodiments of these in which the amount of fibrous layer is within the range of about 25 to about 50% by weight of the composite, and Most preferred are embodiments in which the amount of mass layer is within the range of about 75% to about 50% by weight of the composite. stomach.
繊維層の構造は広範囲に変化することができる。本発明の複合体物品では繊維層 中のフィラメントは種々の形状のネットワークで配置されつる。例えば、複数の フィラメントがまとめられて、種々な配向の捩れたもしくは捩れないヤーン束を 形成する。本発明の好ましい実施態様では、各層中のフィラメントは実質的に平 行に、単方向に配列し、マトリックス物質がフィラメントの個々のフィラメント を実質的に被覆する。フィラメントもしくはヤーンは、通常の方法のいずれかに よって、フェルトとして形成されるか、又は組織に編まれるもしくは織られる[ 平織り、バスケット織り、サテン織り、タロフィート織り(CrOfeetwe a v e)等]、又はこれらは不織布に製造されるか、平行列に配置され、 積層され、又は布帛に形成される。これらの方法の中では、急所抵抗性用途のた めに急所抵抗性物品用のアラミド布帛の製造に一般に用いられる変更を用いるこ とが好ましい。例えば、米国特許j1g4,181,768号とエム、アール、 シリクイスト(M、R,Si 1yquist)等のジエイ、マクoモル、サイ 、 ケム。The structure of the fibrous layer can vary within a wide range. In the composite article of the present invention, the fiber layer The filaments inside are arranged in networks of various shapes. For example, multiple The filaments are brought together to form twisted or untwisted yarn bundles of various orientations. Form. In a preferred embodiment of the invention, the filaments in each layer are substantially flat. Individual filaments of matrix material filament arranged unidirectionally in rows to substantially cover. The filament or yarn can be prepared in any of the usual ways. Thus, it can be formed as felt or knitted or woven into a tissue [ Plain weave, basket weave, satin weave, tallophyte weave (CrOfeetwe) a, v, e), etc.], or these are made into a non-woven fabric or arranged in parallel rows, Laminated or formed into fabric. Among these methods, for vital point resistance applications, Using modifications commonly used in the manufacture of aramid fabrics for vital point resistant articles. is preferable. For example, U.S. Patent No. J1G4,181,768 and M.R. Jiei, Makomol, Sai such as Siquist (M, R, Si 1yquist) etc. , Kem.
(J、Macromol Sci、Chem、)、A7 (1)、203頁以下 参照(1973)とに述べられている方法が特に適切である。(J, Macromol Sci, Chem,), A7 (1), 203 pages and below The method described in Reference (1973) is particularly suitable.
本発明の物品の繊維層の製造に用いられるフィラメントの種類は広範囲に変化可 能であり、金属フィラメント、半金属フィラメント、無機フィラメント及び/又 は有機フィラメントでありうる。本発明の実施に用いるための好ましいフィラメ ントは約10g/d以上の強力、約150g/d以上の引張り弾性率及び約8ジ ユール/g以上の破断エネルギーを有するフィラメントである。特に好ましいフ ィラメントは約20g/d以上の強力、約500g/d以上の引張り弾性率及び 約30ジユール/g以上の破断エネルギーを有するフィラメントである。これら の特に好ましい実施態様では、フィラメントの強力が約25g/d以上、引張り 弾性率が約1000g/d以上、破断エネルギーが約35ジユール/g以上でネ ルギーが約40ジユール/g以上である。The type of filament used to manufacture the fibrous layer of the article of the invention can vary widely. metal filament, metalloid filament, inorganic filament and/or can be an organic filament. Preferred filaments for use in practicing the invention The agent has a tensile strength of about 10 g/d or more, a tensile modulus of about 150 g/d or more, and about 8 di The filament has a breaking energy of Yule/g or more. Especially preferred The filament has a strength of about 20 g/d or more, a tensile modulus of about 500 g/d or more, and The filament has a breaking energy of about 30 Joules/g or more. these In particularly preferred embodiments, the tenacity of the filament is greater than or equal to about 25 g/d; The elastic modulus is about 1000 g/d or more and the breaking energy is about 35 joules/g or more. energy is about 40 joules/g or more.
繊維層に用いるためのフィラメントは金属、半金属、無機及び/又は有機であり うる。有用な無機フィラメントの具体例はS−ガラス、炭化ケイ素、アスベスト 、パサルト(basa 1 t) 、E−ガラス、アルミナ、アルミナ−シリケ ート、石英、ジルコニア−シリカ、セラミックフィラメント、ホウ素フィラメン ト、炭素フィラメント等から形成されるフィラメントである。有用な金属又は半 金属フィラメントの例はホウ素、アルミニウム、鋼及びチタンから構成されるフ ィラメントである。有用な有機フィラメントの具体例はアラミド(芳香族ポリア ミド)、ポリ(m−キシリレンアジパミド)、ポリ(p−キシリレンアジパミド )、ポリ(2,2,2−トリメチルへキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ( ビベラジンセバカミド)、ポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)(Nome x) 、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)(Kevlar)、及び脂肪 族と脂環式ポリアミド、例えばヘキサメチレンジアンモニウムイソフタレート3 0%とへキサメチレンジアンモニウムアジペート70%とのコポリアミド、30 %までのビス−(−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 クタムのコポリアミド、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリ (プチロラクタ幻 (ナイロン4)、ポリ(9−アミノノナン酸)(ナイロン9 )、ポリ(エナントラクタム)(ナイロン7)、ポリ(カプリルラクタム)(ナ イロン8)、ポリカプロラクタム(ナイロン6)、ポリ(p−フェニレンテレフ タルアミド)、ポリへキサメチレンセバカミド(ナイロン6.10)、ポリアミ ノウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリカプロラクタム(ナイロン12)、 ポリへキサメチレンイソフタルアミド、ポリカプロアミド、ポリ(ノナメチレン アゼルアミド)(ナイロン9.9)、ポリ(デカメチレンアゼルアミド)(ナイ ロン10゜9)、ポリ(デカメチレンセバカミド)(ナイロン10.10)、ポ リ [ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン1,10−デカンジカルボキサ ミドコ (キアナ(Qiana))()ランス)、又はこれらの組合せ;並びに 脂肪族、脂環式及び芳香族ポリエステル、例えばポリ(1,4−シクロへキシリ デンジメチル−エネテレフタレート)シス及びトランス、ポリ (エチレン−1 ,5−ナフタレート)、ポリ(エチレン−2,6−ナフタレート)、ポリ(1, 4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)(トランス)、ポリ(デカメチ レンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンイソ フタレート)、ポリ(エチレンオキシベンゾエート)、ポリ(バラ−ヒドロキシ ベンゾエート)、ポリ(α、βシアメチルプロピオラクトン)、ポリ (デカメ チレンアジペート)、ポリ(エチレンスクシネート)等から構成されるフィラメ ントである。The filaments for use in the fiber layer may be metallic, semimetallic, inorganic and/or organic. sell. Examples of useful inorganic filaments are S-glass, silicon carbide, and asbestos. , Basa 1T, E-glass, alumina, alumina-silica quartz, zirconia-silica, ceramic filament, boron filament It is a filament formed from carbon filament, carbon filament, etc. useful metal or semi- Examples of metal filaments are filaments made of boron, aluminum, steel and titanium. filament. Specific examples of useful organic filaments include aramids (aromatic polyamides). poly(m-xylylene adipamide), poly(p-xylylene adipamide) ), poly(2,2,2-trimethylhexamethylene terephthalamide), poly( biverazine sebaamide), poly(metaphenylene isophthalamide) (Nome x), poly(p-phenylene terephthalamide) (Kevlar), and fat and cycloaliphatic polyamides, such as hexamethylene diammonium isophthalate 3 Copolyamide of 0% and 70% hexamethylene diammonium adipate, 30 Bis-(-amidocyclohexyl)methylene and terephthalic acid and caprola up to % ctam copolyamide, polyhexamethylene adipamide (nylon 66), poly (Petitrolacta phantom (nylon 4), poly(9-aminononanoic acid) (nylon 9) ), poly(enantlactam) (nylon 7), poly(capryllactam) (na nylon 8), polycaprolactam (nylon 6), poly(p-phenylene tereph) talamide), polyhexamethylene sebacamide (nylon 6.10), polyamide Noundecanamide (nylon 11), polycaprolactam (nylon 12), Polyhexamethylene isophthalamide, polycaproamide, poly(nonamethylene azelamide) (nylon 9.9), poly(decamethylene azelamide) (nylon 9.9), Poly (decamethylene sebaamide) (Nylon 10.10), Poly (decamethylene sebaamide) (Nylon 10.10) Li [bis(4-aminocyclohexyl)methane 1,10-decanedicarboxer Midoko (Qiana) () Lance), or a combination thereof; and Aliphatic, cycloaliphatic and aromatic polyesters, such as poly(1,4-cyclohexyl) dendimethyl-eneterephthalate) cis and trans, poly(ethylene-1 , 5-naphthalate), poly(ethylene-2,6-naphthalate), poly(1, 4-cyclohexane dimethylene terephthalate) (trans), poly(decamethyl) lenterephthalate), poly(ethylene terephthalate), poly(ethylene iso phthalate), poly(ethyleneoxybenzoate), poly(bara-hydroxy) benzoate), poly(α,β-thiamethylpropiolactone), poly(decame Filament composed of poly(ethylene succinate), poly(ethylene succinate), etc. It is
有用な有機フィラメントの具体例は式:%式% [式中、R1とR2は同一もしくは異なるものであり、水素、ヒドロキシ、)1 0ゲン、アルキルカルボニル、カルボキシ、アルコキシカルボニル、複素環式基 又は非置換の、もしくはアルコキシ、シアノ、ヒドロキシ、アルキル及びアリー ルから成る群から選択される1個以上の置換基によって置換されたアルキルもし くはアリールである] で示されるα、β−不飽和不飽和−ツマ−によって形成される長鎖ポリマーから 構成されるフィラメントでもある。α、β−不飽和不飽和−ツマ−ようなポリマ ーの具体例はポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(1−オクタ デセン)、ポリイソブチレン、ポリ(l−ペンテン)、ポリ(2−メチルスチレ リ(4−メチルペンテン)、ポリ(1−ブテン)、ポリ(3−メチル−1−ブテ ン)、ポリ(3−フェニル−1−プロペン)、ポリビニルクロリド、ポリブチレ ン、ポリアクリロニトリル、ポリ(メチルペンテン−1)、ポリ(ビニルアルコ ール)、ポリ(ビニルアセテート)、ポリ(ビニルアセテートの、ポリ(ビニル クロリド)、ポリ(ビニリデンクロリド)、ビニルクロリド−ビニルアセテート クロリドコポリマー、ポリ (ビニリデンクロリド)、ポリ (メチルアクリレ ート)、ポリ (メチルメタクリレート)、ポリ(メタアクリロニトリル)、ポ リ(アクリルアミド)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ (ビニルホルマール )、セン)、ポリ(ビニルシクロベンクン)、ポリ(ビニルシクロヘキサン)、 ポリ(a−ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルメチルエーテル)、ポリ(ビニル エチルエーテル)、ポリ(ビニルプロピルエーテル)、ポリ(ビニルカルバゾー ル)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(2−クロロスチレン)、ポリ(4−ク ロロスチレン)、ポリ(ビニルホルメート)、ポリ(ビニルブチルエーテル)、 ポリ(ビニルオクチルエーテル)、ポリ(ビニルメチルケトン)、ポリ(メチル イソプロペニルケトン)、ポリ(4−フェニルスチレン)等である。A specific example of a useful organic filament is the formula:% formula% [In the formula, R1 and R2 are the same or different, hydrogen, hydroxy,)1 0gen, alkylcarbonyl, carboxy, alkoxycarbonyl, heterocyclic group or unsubstituted or alkoxy, cyano, hydroxy, alkyl and ary Alkyl substituted with one or more substituents selected from the group consisting of is an aryl] From long-chain polymers formed by α, β-unsaturated It is also a filament composed of α, β-unsaturated unsaturated polymers such as -Specific examples of polystyrene, polyethylene, polypropylene, poly(1-octa) decene), polyisobutylene, poly(l-pentene), poly(2-methylstyrene) poly(4-methylpentene), poly(1-butene), poly(3-methyl-1-butene) ), poly(3-phenyl-1-propene), polyvinyl chloride, polybutylene Polyacrylonitrile, Poly(methylpentene-1), Poly(vinyl alcohol) poly(vinyl acetate), poly(vinyl acetate), poly(vinyl acetate), poly(vinyl acetate), poly(vinyl acetate) chloride), poly(vinylidene chloride), vinyl chloride-vinyl acetate Chloride copolymer, poly(vinylidene chloride), poly(methyl acrylate) ), poly(methyl methacrylate), poly(methacrylonitrile), poly(methacrylonitrile), poly(acrylamide), poly(vinyl alcohol), poly(vinyl formal) ), sen), poly(vinylcyclobenkune), poly(vinylcyclohexane), Poly(a-vinylnaphthalene), poly(vinyl methyl ether), poly(vinyl ethyl ether), poly(vinylpropyl ether), poly(vinyl carbazole) ), poly(vinylpyrrolidone), poly(2-chlorostyrene), poly(4-chlorostyrene), poly(vinylpyrrolidone), poly(2-chlorostyrene), lorostyrene), poly(vinyl formate), poly(vinyl butyl ether), Poly(vinyl octyl ether), poly(vinyl methyl ketone), poly(methyl isopropenylketone), poly(4-phenylstyrene), etc.
本発明の最も好ましい実施態様では、繊維層の全て又は一部はフィラメントネッ トワークを含み、高分子量ポリエチレンフィラメント、高分子量ポリプロピレン フィラメント、アラミドフィラメント、高分子量ポリビニルアルコールフィラメ ント、高分子量ポリアクリロニトリルフィラメント又はこれらの混合物を含みう る。米国特許第4,457,985号は一般にこのような高分子量ポリエチレン とポリプロピレンフィラメントを開示し、この特許の開示はここに参考文献とし てこれと矛盾しない程度に関係する。ポリエチレンの場合には、適当なフィラメ ントは分子量が少なくとも150.00、好ましくは少なくとも100万、より 好ましくは200万〜500万の分子量を有するものである。このような長鎖ポ リエチレン(E CP E)フィラメントはメイフゼン(Meihuzen)等 への米国特許第4,137.394号もしくは1982年10月26日発行のカ ベツシュ(Kavesh)等の米国特許第4,356.138号に述べられてい るように溶液中で成長しつる、又はドイツ公開(German Of f、)第 3,004.699号と英国特許第2051667号に述べられている、特に1 984年1月20日出願のカベツシュ(Kavesh)等の出願第572,60 7号(ヨーロッパ特許出願第64,167号、1982年11月10日発行参照 )に述べられているように、溶液から紡糸されたフィラメントはゲル構造を形成 する。In a most preferred embodiment of the invention, all or part of the fibrous layer is a filament network. high molecular weight polyethylene filament, high molecular weight polypropylene filament, aramid filament, high molecular weight polyvinyl alcohol filament filaments, high molecular weight polyacrylonitrile filaments or mixtures thereof. Ru. U.S. Pat. No. 4,457,985 generally describes such high molecular weight polyethylene. and polypropylene filaments, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. It is related to the extent that it does not contradict this. In the case of polyethylene, use a suitable filament. The agent has a molecular weight of at least 150.00, preferably at least 1 million, and more. Preferably, it has a molecular weight of 2 million to 5 million. Such a long chain Liethylene (E CP E) filament is manufactured by Meihuzen etc. No. 4,137.394 or issued Oct. 26, 1982. As described in U.S. Pat. No. 4,356.138 to Kavesh et al. Vines grown in solution as shown in 3,004.699 and British Patent No. 2051667, in particular 1 Application No. 572,60 of Kavesh et al., filed January 20, 1984. No. 7 (see European Patent Application No. 64,167, published November 10, 1982) ), filaments spun from solution form a gel structure. do.
ここで用いられるポリエチレンなる用語は主に、主鎖炭素原子100につき改質 単位5以下の分枝鎖もしくはモノマーの少量を含み、これと混合して約50重量 %以下の1種以上のポリマー添加剤、例えばアルケン−1−ポリマー、特に低密 度ポリエチレン、ポリプロピレンもしくはポリブチレン、主要モノマーとしてモ 特表千4−506325 (4) ジオレフィンを含むコポリマー、酸化ポリオレフィン、グラフトポリオレフィン コポリマー及びポリオキシメチレン、又は低分子量添加剤、例えば酸化防止剤、 潤滑剤、紫外線遮断剤、着色剤等(これらは一般に参考までにここに関係する) をも含みうる線状ポリエチレン物質を意味しつる。成形方法、延伸比、温度、そ の他の条件に依存して、これらのフィラメントに種々の性質が与えられる。フィ ラメントの強力は少なくとも15g/デニール、好ましくは少な(とも20g/ デニール、より好ましくは少なくとも25g/デニール、最も好ましくは少なく とも30g/デニールである。同様に、インストロン引張り試験機によって測定 した、フィラメントの引張り弾性率は少な(とも300 g/デニール、好まし くは少な(とも500 g/デニール、より好ましくは少なくとも1000g/ デニール、さらに好ましくは少なくとも1.200g/デニールである。引張り 弾性率と強力とのこれらの最高値は一般に溶液成長プロセス又はゲルフィラメン トプロセスを用いることによってのみ得られる。The term polyethylene as used herein refers primarily to modified polyethylene per 100 main chain carbon atoms. Contains a small amount of branched or monomer units of up to 5 units, mixed with about 50% by weight % or less of one or more polymeric additives, such as alkene-1-polymers, especially low-density polyethylene, polypropylene or polybutylene as the main monomer Special Table Sen4-506325 (4) Copolymers containing diolefins, oxidized polyolefins, grafted polyolefins copolymers and polyoxymethylene, or low molecular weight additives such as antioxidants, Lubricants, UV blockers, colorants, etc. (these are generally relevant here for reference) means a linear polyethylene material that may also contain Molding method, stretching ratio, temperature, etc. Depending on other conditions, these filaments are given different properties. Fi The strength of the lament is at least 15 g/denier, preferably less (both 20 g/denier) denier, more preferably at least 25g/denier, most preferably less than Both are 30g/denier. Similarly, measured by Instron tensile testing machine The tensile modulus of the filament is low (both 300 g/denier, preferably (at least 500 g/denier, more preferably at least 1000 g/denier) denier, more preferably at least 1.200 g/denier. tension These highest values of modulus and strength are generally achieved by solution-grown processes or gel filaments. can only be obtained by using a process.
同様に、少なくとも200,000.好ましくは少なくとも100万、より好ま しくは200万の分子量の高度に配向したポリプロピレンフィラメントヲ用いる ことができる。このような高分子量ポリプロピレンは上記の種々の参考文献に述 べられている方法によって、特にカベッシュ等の1984年1月20日に出願さ れ、共通に譲渡された米国出願第572.607号に述べられている方法によっ て、妥当に良好に配向されたフィラメントに成形される。このようなポリプロピ レンはポリ・エチレンよりも非常に低結晶性物質であり、ペンダントメチル基を 含むので、ポリプロピレンによって得られる強力値は一般にポリエチレンの対応 値よりも実質的に低い。従って、適当な強力は少なくとも8g/デニールであり 、好ましい強力は少なくとも11g/デニールである。ポリプロピレンの引張り 弾性率は少な(とも160 g/デニール、好ましくは少なくとも200g/デ ニールである。Similarly, at least 200,000. Preferably at least 1 million, more preferably Alternatively, highly oriented polypropylene filaments with a molecular weight of 2 million are used. be able to. Such high molecular weight polypropylenes are described in the various references cited above. In particular, the patent application filed on January 20, 1984 by Kabesh et al. and by the method described in commonly assigned U.S. Application No. 572.607. and formed into reasonably well oriented filaments. Polypropylene like this Ren is a much less crystalline material than polyethylene and contains pendant methyl groups. strength values obtained with polypropylene are generally comparable to those of polyethylene. substantially lower than the value. Therefore, a suitable strength is at least 8g/denier. , the preferred tenacity is at least 11 g/denier. polypropylene tensile The modulus of elasticity is low (both 160 g/denier and preferably at least 200 g/denier). It's Neil.
高引張り弾性率を有する高分子量ポリビニルアルコールフィラメントは、本発明 と矛盾しない程度に参考文献としてここに関係するワイ、クオン(Y、 Kw。High molecular weight polyvinyl alcohol filaments with high tensile modulus are Y, Kw is hereby referred to as a reference to the extent consistent with the above.
n)等への米国特許第4.440.711号に述べられている。ポリビニルアル コール(PV−OH)の場合には、少なくとも約200.000の分子量のpv −OHフィラメント。特に有用なPV−OHフィラメントは少な(とも約300 g/デニールの弾性率、少なくとも約7g/デニール(好ましくは少なくとも約 10g/デニール、より好ましくは少なくとも約14g/デニール、最も好まし くは少なくとも約17g/デニール)の強力、及び少なくとも約8ジユール/g の破断エネルギーを有するべきである。少な(とも約200,000の重量平均 分子量、少なくとも約10g/デニールの強力、少なくとも約300 g/デニ ールの弾性率、及び少なくとも約8ジユール/gの破断エネルギーを有するPv −OHフィラメントが急所抵抗性物品の製造により有用である。このような性質 を有するPV−ORフィラメントは例えば米国特許第4.599.267号に開 示されている方法によって製造される。No. 4,440,711 to n) et al. polyvinyl aluminum In the case of cole (PV-OH), a pv of molecular weight of at least about 200,000 -OH filament. Particularly useful PV-OH filaments are small (approximately 300 g/denier modulus of at least about 7 g/denier (preferably at least about 10 g/denier, more preferably at least about 14 g/denier, most preferably strength of at least about 17 g/denier) and at least about 8 joules/g should have a breaking energy of small (with a weight average of about 200,000 Molecular weight, strength of at least about 10 g/denier, at least about 300 g/denier Pv having a modulus of elasticity of 100 joules and an energy of rupture of at least about 8 joules/g. -OH filaments are more useful in making vital point resistant articles. This kind of property A PV-OR filament having a Manufactured by the method shown.
ポリアクリロニトリル(PAN)の場合には、少なくとも約400,000の分 子量のPANフィラメント。特に有用なPANフィラメントは少なくとも約10 g/デニールの強力、及び少なくとも約8ジユール/gの破断エネルギーを有す るべきである。少なくとも約400.000の分子量、少なくとも約15〜約2 0g/デニールの強力、及び少なくとも約8ジユール/gの破断エネルギーを有 するPANフィラメントが急所抵抗性物品の製造に最も有用であり、このような フィラメントは例えば米国特許第4,535,027号に開示される。In the case of polyacrylonitrile (PAN), at least about 400,000 min. molecular weight PAN filament. Particularly useful PAN filaments are at least about 10 g/denier and a breaking energy of at least about 8 joules/g. Should. molecular weight of at least about 400,000, at least about 15 to about 2 0 g/denier and a breaking energy of at least about 8 Joules/g. PAN filaments are most useful for making vital point resistant articles; Filaments are disclosed, for example, in US Pat. No. 4,535,027.
アラミドフィラメントの場合には、原則として芳香族ポリアミドから形成される 適当なアラミドフィラメントは米国特許第3.671.542号に述べられてお り、この特許はここに参考文献として関係する。好ましいアラミドフィラメント は少なくとも約8ジユ−ルの強力、少な(とも約400g/dの引張り弾性率及 び少なくとも約8ジユール/gの破断エネルギーを有し、特に好ましいアラミド フィラメントは少な(とも約20g/デニールの強力、少なくとも約480g/ dの弾性率及び少な(とも約20ジユール/gの破断エネルギーを有する。In the case of aramid filaments, as a rule they are formed from aromatic polyamides Suitable aramid filaments are those described in U.S. Pat. No. 3,671,542. and this patent is incorporated herein by reference. Preferred aramid filament has a tensile modulus of at least about 8 joules and a tensile modulus of about 400 g/d. and an energy to break of at least about 8 joules/g; The filament is small (both about 20g/denier strong, at least about 480g/denier) It has a modulus of elasticity of d and a low energy to break of about 20 joules/g.
最も好ましいアラミドフィラメントは少なくとも約20g/デニールの強力、生 新エネルギーを有する。例えば、ケブラー!29と49の商品名でデュポン コ ーボレーシaン(DuPont Corporation)によって商業的に製 造され、中等度に高い弾性率と強力値を有するポリ(フェニレンシアミンチレフ アルアミド)フィラメントは急所抵抗性物品の製造に特に有用である。(それぞ れ弾性率値と強力値として、ケブラー29は500 g/デニールと22g/デ ニールを有し、ケブラー49は1000g/デニールと22g/デニールを有す る)。The most preferred aramid filaments are strong, raw materials of at least about 20 g/denier. It has new energy. For example, Kevlar! DuPont Co. with the product names 29 and 49 - Commercially manufactured by Boresian (DuPont Corporation) poly(phenylenethia mintilef) with moderately high elastic modulus and strength values. Alamide) filaments are particularly useful in making vital point resistant articles. (That's it As for the elastic modulus value and strength value, Kevlar 29 has 500 g/denier and 22 g/denier. Kevlar 49 has 1000g/denier and 22g/denier ).
商品名ノメックス(Nomex)でデュポンによって商業的に製造されるポリ( メタフェニレンインフタルアミド)フィラメントも本発明の実施に有用である。Poly( Metaphenylene inphthalamide) filaments are also useful in the practice of this invention.
繊維層では、フィラメントは種々な形態を取りうるネットワークに配置される。In the fibrous layer, the filaments are arranged in a network that can take various forms.
例えば、複数のフィラメントがまとめられて、捩れた又は捩れないヤーンを形成 することができる。フィラメントもしくはヤーンは、通常の方法のいずれかによ って、フェルトとして形成されるか、又はネットワークに編まれるもしくは織ら れる[平織り、バスケット織り、サテン織り、クロフィート織り(cro fe et weave)等]、又はネットワークに成形される。本発明の好ましい実 施態様では、フィラメントは捩れないモノフィラメントヤーンであり、フィラメ ントは平行であり、単方向に配列される。例えば、フィラメントは通常の方法に よって不織布層に成形される。For example, multiple filaments are brought together to form twisted or untwisted yarns. can do. The filament or yarn is prepared by any of the conventional methods. may be formed as felt or knitted or woven into a network. [plain weave, basket weave, satin weave, crofe weave etc.] or formed into a network. Preferred embodiments of the present invention In embodiments, the filament is an untwisted monofilament yarn; The components are parallel and unidirectionally aligned. For example, the filament can be Therefore, it is formed into a nonwoven fabric layer.
繊維層では、フィラメントは最も好ましくはマトリックス物質の連続相中に分散 され、マトリックス物質はフィラメント束中に含まれる各フィラメントを好まし くは実質的に被覆する。フィラメントが分散される方法は広範囲に変化しうる。In the fibrous layer, the filaments are most preferably dispersed in a continuous phase of matrix material. and the matrix material favors each filament contained in the filament bundle. or substantially covered. The manner in which the filaments are dispersed can vary widely.
フィラメントは実質的に平行に、単方向に配列される、又はフィラメントは多重 (multidirectional)方向に配列され、フィラメントは相互に 種々な角度をなして多重方向に配列される。本発明の好ましい実施態様では、各 層のフィラメントは製造された、引き抜き成形シー)(pultruded 5 heet)におけるように実質的に平行に、単方向に配列される。The filaments may be arranged substantially parallel, unidirectionally, or the filaments may be arranged in multiple directions. The filaments are arranged in the (multidirectional) direction, and the filaments are mutually aligned. Arranged in multiple directions at various angles. In a preferred embodiment of the invention, each The filaments of the layer are manufactured by pultruded 5 unidirectionally arranged substantially parallel as in heet).
用いるマトリックス物質は広範囲に変化することができ、金属、半金属物質、有 機物質及び/又は無機物質でありうる。マトリックス物質はフレキシブル(低弾 性率)又は硬質(高弾性率)でありうる。有用な高弾性率すなわち硬質マトリッ クス物質は例えばポリカーボネート、ポリエーテル、エーテルケトン、ポリアリ −レンスルフィド、ポリアリーレンオキシド、ポリエステルカーボネート、ポリ エステルイミド及びポリイミドのような熱可塑性樹脂、例えばエポキシ樹脂、フ ェノール樹脂、改質フェノール樹脂、アリル樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエ ステル、芳香族ビニルエステル、例えばビニル芳香族モノマー(例えばスチレン もしくはビニルトルエン)中で希釈したビスフェノールAとメタクリル酸との縮 合生成物、ウレタン樹脂、アミノ(メラミンとエリア(area))樹脂、又は これらの混合物でありうる。主要な判定基準はこのような物質がフィラメントを 一緒に保持し、好ましい条件下で繊維層の幾何学的統合性を維持することである 。The matrix materials used can vary widely and include metals, metalloid materials, It can be organic and/or inorganic. The matrix material is flexible (low It can be hard (high modulus) or hard (high modulus). Useful high modulus or hard matrices Examples of carbonaceous materials include polycarbonate, polyether, etherketone, and polyaryl. - Ren sulfide, polyarylene oxide, polyester carbonate, poly Thermoplastic resins such as esterimides and polyimides, e.g. epoxy resins, Phenolic resin, modified phenolic resin, allyl resin, alkyd resin, unsaturated polyester esters, aromatic vinyl esters, e.g. vinyl aromatic monomers (e.g. styrene) condensation of bisphenol A and methacrylic acid diluted in vinyltoluene). synthetic products, urethane resins, amino (melamine and area) resins, or It can be a mixture of these. The main criterion is that such substances is to hold together and maintain the geometric integrity of the fiber layers under favorable conditions. .
本発明の好ましい実施態様では、マトリックス物質は低弾性率エラストマー物質 である。本発明の好ましい実施態様には多様なエラストマー物質と組成物を用い ることができる。マトリックスの形成に用いるための適当なニジストマー物質の 代表的な例は、エンサイクロベジア オブ ポリマー サイエンス(Encyc lopedia of Polymer 5cience)、5巻、エラストマ ーシンセチック(Elastmers−8ynthetics))(ジョンウィ リー アンド サンズ社、1964)に架橋方法と共に要約されている構造、性 質及び組成を有するものである。例えば、下記エラストマー物質のいずれかを用 いることができる。ポリブタジェン、ポリイソプレン、天然ゴム、エチレン−プ ロピレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエン、ターポリマー、ポリスル フィドポリマー、ポリウレタンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレン、 ポリクロロプレン、技術上周知のンオクチルフタレートその他の可塑剤を用いた 可塑化ポリビニルクロリド、ブタジェンアクリロニトリルエラストマー、ポリ( イソブチレンーコーイソブレン)、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリエー テル、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、熱可塑性エラストマー 、エチレンコポリマー。In a preferred embodiment of the invention, the matrix material is a low modulus elastomeric material. It is. Preferred embodiments of the invention utilize a variety of elastomeric materials and compositions. can be done. of suitable nidistomeric materials for use in forming the matrix. A typical example is Encyclavesia of Polymer Science. ropedia of Polymer 5science), 5 volumes, elastomer - Synthetics (Elastmers-8 synthetics) (John Wie) The structure and properties are summarized together with the crosslinking method in Lee & Sons, 1964). It has quality and composition. For example, use any of the elastomeric materials listed below. I can be there. Polybutadiene, polyisoprene, natural rubber, ethylene rubber Ropylene copolymer, ethylene-propylene-diene, terpolymer, polysulfate fido polymer, polyurethane elastomer, chlorosulfonated polyethylene, using polychloroprene, octyl phthalate and other plasticizers well known in the art. Plasticized polyvinyl chloride, butadiene acrylonitrile elastomer, poly( isobutylene-coisobrene), polyacrylate, polyester, polyether elastomer, fluoroelastomer, silicone elastomer, thermoplastic elastomer , ethylene copolymer.
特に有用なエラストマーは共役ジエンとビニル芳香族モノマーとのブロックコポ リマーである。ブタジェンとイソプレンは好ましい共役ジエンエラストマーであ る。スチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレンが好ましい共役芳香族モノ マーである。ポリイソプレンを含むブロックコポリマーを水素化し、飽和炭化水 素エラストマーセグメントを有する熱可塑性エラストマーを製造することができ る。ポリマーはA−B−A型の簡単な三ブロックコポリマー、(AB)、(n= 2〜10)型の多重ブロックコポリマー又はR−(BA)、(x=3〜150) 型のラジカル形状コポリマーであり、Aはポリビニル芳香族モノマーから成るブ ロックであり、Bは共役ジエンエラストマーからのブロックである。これらのポ リマーの多くはシェル ケミカル社(Shell Chemical Co、) によって商業的に製造され、冊子「クレイトン サーモプラスチック ラバー( Kraton Thermoplastic Rubber)JSC−58−8 1に述べられている。A particularly useful elastomer is a block copolymer of a conjugated diene and a vinyl aromatic monomer. It's Rimmer. Butadiene and isoprene are the preferred conjugated diene elastomers. Ru. Conjugated aromatic monomers preferably include styrene, vinyltoluene, and t-butylstyrene. It's Ma. Hydrogenation of block copolymers containing polyisoprene to produce saturated hydrocarbons It is possible to produce thermoplastic elastomers with elementary elastomer segments. Ru. The polymer is a simple triblock copolymer of type A-B-A, (AB), (n= 2-10) type multiblock copolymers or R-(BA), (x=3-150) A is a radical-shaped copolymer of the type, where A is a polyvinyl aromatic monomer polymer. B is a block from a conjugated diene elastomer. These ports Many of the remers are manufactured by Shell Chemical Co. Manufactured commercially by and published in the booklet ``Craton Thermoplastic Rubber ( Kraton Thermoplastic Rubber) JSC-58-8 1.
最も好ましくは、エラストマーマトリックス物質は上記エラストマーの少なくと も1種から本質的に成る。低弾性率エラストマーマトリックスは例えばカーボン ブラック、シリカ、ガラスマイクロバルーン等のような充填剤を好ましくはエラ ストマー物質の約50体積%を越えない量まで、さらに好ましくは約40重量% を越えない量まで含むこともでき、オイルで増量することもでき、例えばハロゲ ン化パラフィンのような難燃剤を含むことができ、またゴム技術者に周知の方法 を用いて硫黄、過酸化物、酸化金属、もしくは放射線硬化系によって硬化するこ とができる。種々なエラストマー物質のブレンドも共に用いることできる、又は 1種以上のエラストマー物質に1種以上の熱可塑性樹脂をブレンドすることもで きる。高密度、低密度、線状低密度ポリエチレンを架橋して、適当な性質を有す るマトリックス物質を単独で又はブレンドとして得ることができる。全ての場合 に、エラストマーマトリックス物質の弾性率は約6,000psi (41,3 QQkPa)を越えるべきではなく、好ましくは約5. 0OOps i (3 4,5QQkPa)未満、より好ましくは1,000ps i (6900kP a)未満、最も好ましくは約500ps i (3450kPa)未満である。Most preferably, the elastomeric matrix material comprises at least one of the above elastomers. also consists essentially of one species. Low modulus elastomeric matrices are e.g. carbon Preferably fillers such as black, silica, glass microballoons etc. up to no more than about 50% by volume, more preferably about 40% by weight of the stomer material. The amount can be increased by adding oil, for example, halogen. can include flame retardants such as paraffin nitrides and methods well known to rubber engineers. Can be cured using sulfur, peroxide, metal oxide, or radiation curing systems. I can do it. Blends of various elastomeric materials can also be used together or One or more thermoplastic resins may also be blended with one or more elastomeric materials. Wear. High-density, low-density, and linear low-density polyethylene are crosslinked to have appropriate properties. The matrix materials can be obtained alone or as blends. in all cases The elastic modulus of the elastomeric matrix material is approximately 6,000 psi (41,3 QQkPa), preferably about 5. 0OOps i (3 4,5QQkPa), more preferably less than 1,000 ps i (6900 kP a), most preferably less than about 500 ps i (3450 kPa).
本発明の好ましい実施態様では、マトリックス物質は低弾性率エラストマー物質 である。低弾性率エラストマー物質は約6.000psi (41,300kP a)未満の約23℃で測定の引張り弾性率を有する。より改良された性能を得る ために、好ましくは、エラストマー物質の引張り弾性率は約5,0OOpsi( 34,500kPa)未満、より好ましくは1.000psi (6900kP a)未満、最も好ましくは約500ps i (3450kPa)未満である。In a preferred embodiment of the invention, the matrix material is a low modulus elastomeric material. It is. The low modulus elastomer material has a pressure of approximately 6,000 psi (41,300 kP a) has a tensile modulus measured at about 23°C of less than a). Get more improved performance Therefore, preferably the tensile modulus of the elastomeric material is about 5,0 OOpsi ( 34,500 kPa), more preferably less than 1.000 psi (6900 kP a), most preferably less than about 500 ps i (3450 kPa).
エラストマー物質のガラス転移温度(Tg)(物質の延性と弾性の急激な低下に よって実証)は約0℃未満である。エラストマー物質のTgは好ましくは約−4 0℃未満、より好ましくは約−50℃未満である。エラストマー物質は少なくと も約50%の破断点伸びをも有する。エラストマー物質の破断点伸びは好ましく は少なくとも約100%であり、より好ましくは少なくとも約300%である。The glass transition temperature (Tg) of an elastomeric material (the rapid decrease in ductility and elasticity of the material) thus demonstrating) is below about 0°C. The Tg of the elastomeric material is preferably about -4 Below 0°C, more preferably below about -50°C. Elastomeric materials are at least It also has an elongation at break of about 50%. The elongation at break of the elastomeric material is preferably is at least about 100%, more preferably at least about 300%.
繊維層中のマトリックス対フィラメントの割合は決定的ではなく、マトリック ス物質がそれ自体の急所抵抗性を有する(一般にはこの状態ではない)か否かを 含めた多くの要素及び剛性、形状、耐熱性、耐摩耗性、難燃性及び複合体物品の 望ましい他の性質に依存して広範囲に変化しうる。一般に、複合体中のマトリッ クス対フィラメントの割合はマトリックス量がフィラメントの約10体積%であ る比較的少量から、マトリックス量がフィラメントの約90体積%までである比 較的多量まで変化しうる。本発明の好ましい実施態様では、約15〜約80体積 %のマトリックス量が用いられる。体積%は全で複合体の総体積を基準とする。The ratio of matrix to filament in the fiber layer is not critical; whether the substance has its own vital point resistance (generally does not have this condition) Many factors including stiffness, shape, heat resistance, abrasion resistance, flame retardancy and composite article It can vary widely depending on other properties desired. Generally, the matrix in the composite The ratio of matrix to filament is such that the amount of matrix is about 10% by volume of the filament. from a relatively small amount of matrix up to about 90% by volume of the filament. It can vary up to a relatively large amount. In a preferred embodiment of the invention, about 15 to about 80 volumes % matrix amount is used. All volume percentages are based on the total volume of the composite.
本発明の特に好ましい実施態様では、本発明の急所抵抗性物品は、急所抵抗性が 殆ど完全にフィラメントに起因するので、比較的少量(例えば複合体の約10〜 約30体積%)のマトリックスを含み、本発明の特に好ましい実施態様では、複 合体中のマトリックスの割合はフィラメント重量の約10〜約30重量%の範囲 内である。In a particularly preferred embodiment of the invention, the vital point resistant article of the invention has a vital point resistant Because it is almost entirely due to the filaments, a relatively small amount (e.g. about 10 to 100% of the complex) In particularly preferred embodiments of the invention, the The proportion of matrix during coalescence ranges from about 10% to about 30% by weight of the filament weight. It is within.
繊維層は多くの方法を用いて製造することができる。一般に、層はマトリックス 物質とフィラメントの組合せを好ましい形態及び量で熱と圧力にさらして成形す ることによって製造する。The fibrous layer can be manufactured using many methods. Generally, the layers are matrix Shaping the combination of material and filament in the desired form and amount by exposing it to heat and pressure. Manufactured by
フィラメントを熱と圧力にさらして予成形することができる。ECPEフィラメ ントでは、成形温度は約20〜約150℃、好ましくは約80〜約145℃、− より好ましくは約100〜約135℃、さらに好ましくは約110〜約130℃ の範囲内である。圧力は約Lops i (69kPa) 〜約10.0OOp si(69,000kPa)の範囲内である。約10ps j (69kPa) 〜約10Opsi (690kPa)の範囲内の圧力を約100℃未満の温度 と約1.0分未満の時間組み合わせて用いて、隣接フィラメントを簡単に粘着さ せることができる。約Loops i (6900kPa) 〜約10,0OO psi (69,000kPa)の範囲内の圧力を約100〜約155℃の範囲 内の温度と約1〜約5分の範囲内の時間組み合わせて用いると、フィラメントを 変形及び−緒に圧縮することができる(一般にフィルム様形状)。約100ps i (690kPa)〜約10,000psi (69,000kPa)の範 囲内の圧力を約150〜約155℃の範囲内の温度と約1〜約5分の範囲内の時 間組み合わせて用いると、フィラメントを半透明又は透明にすることができる。The filament can be preformed by exposing it to heat and pressure. ECPE filament The molding temperature ranges from about 20°C to about 150°C, preferably from about 80°C to about 145°C, - More preferably about 100 to about 135°C, even more preferably about 110 to about 130°C is within the range of The pressure is approximately Lops i (69kPa) ~ approximately 10.0OOp si (69,000 kPa). Approximately 10 ps (69 kPa) Pressure within the range of ~10 Opsi (690 kPa) and temperature below approximately 100°C for a time of less than about 1.0 minutes to easily attach adjacent filaments. can be set. Approximately Loops i (6900kPa) ~ Approximately 10,0OO psi (69,000kPa) and a pressure in the range of about 100 to about 155℃ When used in combination with a temperature within the range and a time within the range of about 1 to about 5 minutes, the filament It can be deformed and compressed together (generally into a film-like shape). Approximately 100ps i (690kPa) to approximately 10,000psi (69,000kPa) When the pressure within the surrounding area is within the range of about 150 to about 155°C and the temperature is within the range of about 1 to about 5 minutes. When used in combination, the filament can be made translucent or transparent.
ポリプロピレンフィラメントでは、湿炭範囲の上限はECPEフィラメントより 約10〜約20℃高くなる。For polypropylene filaments, the upper end of the wet carbon range is higher than for ECPE filaments. The temperature increases by about 10 to about 20°C.
本発明の好ましい実施態様では、フィラメント(望ましい場合には、予成形)を 、上記のようにネットワーク又は型に配置する前に好ましいマトリックス物質で 予被覆することができる。被覆層は種々な方法でフィラメントに塗布することが でき、フィラメント被覆のための当業者に周知の方法を用いることができる。In a preferred embodiment of the invention, the filament (preformed if desired) is , with a preferred matrix material before placing into the network or mold as described above. Can be pre-coated. The coating layer can be applied to the filament in various ways. and methods well known to those skilled in the art for filament coating can be used.
例えば、1方法は延伸した高弾性率フィラメントにマトリックス物質を液体とし て、粘着性固体もしくはサスペンション中の粒子として、又は流動化床として塗 布することである。又は、マトリックス物質を塗布温度においてフィラメントの 性質に不利に影響しない適当な溶剤中の溶液もしくはエマルジョンとして塗布す ることができる。これらの具体的な実施態様では、マトリックス物質を熔解もし くは分散させる液体を用いることができる。しかし、マトリックス物質がエラス トマー物質である本発明の好ましい実施態様では、溶剤の好ましい群は水、パラ フィン油、ケトン、アルコール溶剤、芳香族溶剤、炭化水素溶剤又はこれらの混 合物を含み、具体的な特定の溶剤なパラフィン油、キシレン、トルエン及びオク タンを含む。マトリックスを溶剤に溶解もしくは分散させるために用いる方法は 同様なエラストマー物質を種々な基体に塗布するために通常用いる方法である。For example, one method involves adding a matrix material to a drawn high modulus filament as a liquid. and applied as sticky solids or particles in suspension, or as fluidized beds. It is to clothe. Alternatively, the matrix material can be applied to the filament at the application temperature. Applied as a solution or emulsion in a suitable solvent that does not adversely affect the properties. can be done. In these specific embodiments, the matrix material may be melted. Alternatively, a dispersing liquid can be used. However, the matrix material is elastomeric. In preferred embodiments of the invention which are tomeric materials, the preferred group of solvents is water, para Fin oil, ketones, alcohol solvents, aromatic solvents, hydrocarbon solvents, or mixtures thereof. Contains specific solvents such as paraffin oil, xylene, toluene and octane. Contains tongue. The method used to dissolve or disperse the matrix in a solvent is It is a commonly used method for applying similar elastomeric materials to a variety of substrates.
被覆層をフィラメントに塗布する他の方法を用いることができ、これにはフィラ メントからの溶剤の除去の前もしくは後の高温延伸操作の前の高弾性率先駆体( ゲルフィラメント)の塗布がある。次にフィラメントを高温で延伸して、被覆フ ィラメントを形成することができる。ゲルフィラメントを適当なマトリックス物 質の溶液、例えばパラフィン油、芳香族溶剤もしくは脂肪族溶剤中に溶解したエ ラストマー物質に、好ましい被覆層が得られるような条件で通すことができる。Other methods of applying the coating layer to the filament can be used, including High modulus precursor ( Gel filament) is applied. The filament is then drawn at high temperature to A filament can be formed. Gel filament in a suitable matrix Enamels dissolved in quality solutions, e.g. paraffin oil, aromatic or aliphatic solvents. The lastomeric material can be passed under conditions such that the desired coating layer is obtained.
フィラメントが冷却溶液中に達する前にゲルフィラメント中のポリマーの結晶化 は生ずることも、生じないこともある。又は、フィラメントを粉末形の適当なマ トリックス物質の流動化床中に押し出すこともできる。Crystallization of the polymer in the gel filament before the filament reaches the cooling solution may or may not occur. Alternatively, the filament can be powdered into a suitable matrix. It can also be extruded into a fluidized bed of trix material.
被覆フィラメント又は布帛上の被覆層の割合は比較的少量(例えばフィラメント の1重量%)から比較的多量(例えばフィラメントの150重量%)まで、被覆 物質がそれ自体の耐衝撃性もしくは急所抵抗性を有する(一般にはこの状態では ない)か否かに依存して及び剛性、形状、耐熱性、耐摩耗性、難燃性及び複合体 物品の望ましい他の性質に依存して変化しうる。一般に本発明の被覆フィラメン トを含む急所抵抗性物品は、急所抵抗性が殆ど完全にフィラメントに起因するの で、比較的少量(例えばフィラメントの約10〜約30体積%)のマトリックス を含む。それにも拘わらず、被覆層含量の大きい被覆フィラメントを用いること ができる。しかし、一般には被覆成分が約60%(フィラメントの体積基準)よ り大きくなると、フィラメントは同様な被覆フィラメントと結合して、マトリ。The proportion of the coating layer on the coated filament or fabric is relatively small (e.g. from 1% by weight of the filament to relatively large amounts (e.g. 150% by weight of the filament). The substance has its own impact resistance or vital point resistance (generally in this state (not) and stiffness, shape, heat resistance, abrasion resistance, flame retardancy and composites It may vary depending on other desired properties of the article. Generally coated filaments of the invention The vital point resistant article containing the filament is characterized in that the vital point resistance is almost entirely due to the filament. and a relatively small amount (e.g., about 10 to about 30% by volume of the filament) of the matrix. including. Nevertheless, using coated filaments with a high coating layer content Can be done. However, in general, the coating component is about 60% (based on filament volume). As the filaments grow larger, they combine with similar coated filaments to form matrices.
クスをさらに用いなくとも、単純な複合体を形成する。A simple complex is formed without the use of additional alcohol.
さらに、フィラメントが延伸操作又はその他の例えば溶媒交換、乾燥等の処置プ ロセス後にのみ、その最終性質を得るならば、最終フィラメントの先駆体に被覆 層を塗布することもできると考えられる。このような場合には、フィラメントの 望ましい及び好ましい強力、弾性率、その他の性質を被覆フィラメント先駆体に 用いた方法に一致する方法でフィラメント先駆体への処置プロセスを続けること によって判定するべきである。従って、例えば、カベッシュ等の米国特許出願第 572.607号に述べられているキセロゲルフィラメントに被覆層を塗布し、 次に被覆キセロゲルフィラメントを一定温度と延伸比の条件で延伸する場合には 、・フィラメント強力とフィラメント弾性率値を、同様に延伸した非被覆キセロ ゲルフィラメントで測定する。Additionally, the filament may undergo a drawing operation or other treatment such as solvent exchange, drying, etc. coating on the precursor of the final filament if it obtains its final properties only after processing It is contemplated that layers could also be applied. In such cases, the filament Adding desirable and favorable tenacity, modulus, and other properties to coated filament precursors Continue the treatment process on the filament precursor in a manner consistent with the method used. It should be determined by Thus, for example, U.S. patent application no. Applying a coating layer to the xerogel filaments described in No. 572.607, Next, when drawing the coated xerogel filament at a constant temperature and drawing ratio, , ・Filament strength and filament elasticity values were similarly stretched for uncoated xero Measure with gel filament.
改良された衝撃保護及び/又は最大急所抵抗性を有する繊維層を製造するために 各フィラメントをマトリックス物質で実質的に被覆することが、本発明の好まし い態様である。上記被覆プロセスのいずれかを用いてフィラメントを実質的に被 覆する、又は前記プロセスによって(例えば公知の高圧成形方法を用いて)被覆 したフィラメントと本質的に同程度に被覆されたフィラメントを製造しうる他の プロセスを用いてフィラメントを被覆することができる。To produce fibrous layers with improved impact protection and/or maximum vital point resistance It is preferred according to the invention that each filament is substantially coated with matrix material. It is in a bad condition. Substantially coat the filament using any of the above coating processes. overturning or coating by said process (e.g. using known high pressure molding methods) Other methods that can produce filaments that are coated to essentially the same extent as those coated with The process can be used to coat the filament.
これから製造したフィラメントとネットワークとを「単純複合体コである繊維層 に形成する。ここで用いる「単純複合体」なる用語は1個以上の層から成り、各 層が上記のようなフィラメントを、前記のような例えば充填剤、潤滑剤等のよう な少量の他の物質を含みつる単一の主要マトリックス物質と共に含むことから成 る複合体を意味するものとする。単純複合体のエラストマーマトリックス物質: フィラメントの割合は可変であり、マトリックス物質はフィラメントの約5〜約 150体積%を占め、これは広い一般的範囲を表す。この範囲内で、比較的高い フィラメント含量を有する複合体、例えばマトリックス物質を複合体の体積の僅 か約10〜約50体積%含む、より好ましくはマトリックス物質を複合体の体積 の約10〜約30体積%含む複合体を用いることが好ましい。The filament and network produced from this are described as ``simple composite fiber layer''. to form. As used herein, the term "simple composite" consists of one or more layers, each layer The layer is a filament as described above, a filler, a lubricant, etc. as described above. consisting of a single primary matrix material containing small amounts of other materials. shall mean a complex. Simple composite elastomeric matrix materials: The proportion of filaments is variable, with matrix material comprising about 5 to about 50% of the filaments. 150% by volume, which represents a wide general range. Within this range, relatively high A composite with a filament content, e.g. a matrix material, is or more preferably about 10% to about 50% by volume of the matrix material. It is preferred to use a composite comprising about 10 to about 30% by volume of.
換言すると、フィラメントのネットワークは単純複合体の総体積の種々な割合を 占める。しかし、フィラメントネットワークが単純複合体の少なくとも約30体 積%を占めることが好ましい。急所保護のためには、フィラメントネットワーク が少なくとも約50体積%を占め、好ましくは約70体積%を占め、最も好まし くは少なくとも約75体積%を占め、マトリックスが残りの体積を占める。In other words, the network of filaments covers various proportions of the total volume of the simple complex. occupy However, the filament network consists of at least about 30 simple complexes. It is preferable that it accounts for % by product. Filament network for vital point protection accounts for at least about 50% by volume, preferably accounts for about 70% by volume, most preferably The matrix occupies at least about 75% by volume, and the matrix occupies the remaining volume.
実質的に平行な、単方向に配列したフィラメントから成る、本発明の好ましい複 合体に用いるための繊維層の特に有効な製造方法は、マトリックス物質、好まし くはエラストマーマトリックス物質の溶液を含む浴を通してフィラメントもしく はフィラメント束を引き出す工程:及び例えばシリンダーのような適当な形状の 長尺物の周囲にフィラメントの束に沿ってこのフィラメントを単シート状層に円 周巻きする工程を含む。次に溶媒を蒸発させると、シリンダー形から取り出すこ とのできる、マトリックス中に埋封されたフィラメントのシート状層が残される 。又は、複数のフィラメントもしくはフィラメント束をマトリックス物質の溶液 もしくは分散液を含む浴から同時に引き出し、適当な表面上に相互に実質的に平 行に密接に配置させて置くことができる。溶媒を蒸発させると、マトリックス物 質で被覆され、実質的に平行に、共通のフィラメント方向に配列されたシート様 層が残される。シートは他のシートに積層して2層以上を含む複合体を形成する 次の処理に適する。Preferred composites of the invention are comprised of substantially parallel, unidirectionally aligned filaments. A particularly effective method of producing a fibrous layer for use in coalescence is to use a matrix material, preferably or through a bath containing a solution of elastomeric matrix material. is the process of drawing out a filament bundle: and forming it into a suitable shape, e.g. a cylinder. Circle this filament into a single sheet-like layer along the filament bundle around the long object. Including the process of wrapping around. Then, once the solvent has evaporated, it can be removed from the cylinder shape. A sheet-like layer of filaments embedded in the matrix is left behind, which can be . Alternatively, multiple filaments or filament bundles may be placed in a solution of matrix material. or simultaneously drawn from the bath containing the dispersion and deposited on a suitable surface substantially flat with each other. They can be placed closely spaced in rows. When the solvent evaporates, the matrix material sheet-like material coated with fibers and arranged substantially parallel and in a common filament direction A layer is left behind. Sheets can be laminated to other sheets to form composites containing two or more layers. Suitable for the following processing.
フィラメント束の群をマトリックス物質の分散液又は溶液に通して引き出し、個 々のフィラメントの各々を実質的に被覆し、次に溶媒を蒸発させて被覆ヤーンを 形成することによって、ヤーンタイプの単純な複合体を製造することができる。Groups of filament bundles are drawn through a dispersion or solution of matrix material and individually separated. each of the filaments and then evaporate the solvent to form the coated yarn. By forming, simple composites of yarn type can be produced.
ヤーンを次に例えば用いて、布帛を形成し、布帛を次に用いてさらに複雑な複合 体構造を形成することができる。さらに、被覆ヤーンを通常のフィラメント巻き 取り方法を用いることによつて単純な複合体に加工し、例えば、単純な複合体は 重複フィラメント層に形成された複合ヤーンを含むことができる。The yarns are then used to form fabrics, for example, and the fabrics are then used to make more complex composites. Can form body structure. In addition, the coated yarn can be wound using conventional filament winding. For example, a simple composite can be Composite yarns formed in overlapping filament layers can be included.
繊維層中に含まれる層の数はこの複合体の使用に依存して広範囲に変化しうる。The number of layers included in the fibrous layer can vary widely depending on the use of the composite.
層の数は望ましい急所保護度を含む多(の要素と、急所保護分野に熟練した人に 周知の他の要素とに依存する。この用途のためには一般に、望ましい保護度が大 きければ大きいほど、一定重量の物品の繊維層に含まれる層の数は大きくなる。The number of layers depends on the number of factors including the desired degree of vital point protection and a person skilled in the field of vital point protection. and other factors known in the art. For this application, a large degree of protection is generally desired. The higher the weight, the greater the number of layers included in the fibrous layer for a given weight article.
繊維層の形態(geometry)をフィラメントの形態によって特性化し、マ トリックス物質がフィラメントネットワークによって残された空隙空間の一部も しくは全てを占めるか否かを示すことが便利である。このような適当な配置の1 つは、被覆フィラメントがシート状列に配置され、共通のフィラメント方向に沿 って相互に平行に配列された複数のフィラメント層である。このような被覆され た無方向性(undirectional)フィラメントは先の(previo uS)層を基準にして回転することができる。このようなラミネート構造の例は 第1層を基準+:L、T+45’、−45’、90’及びO’OO転した第2、 第3、第4及び第5層を、必ずしもこの順序ではな(、含む複合体である。他の 例は隣接層がそれらの共通のフィラメント方向を基準にしてOD/90t′配向 する被覆着方同性フィラメント層から成る繊維層を含む。The geometry of the fiber layer is characterized by the morphology of the filaments, and The trix material also fills some of the void space left by the filament network. It is convenient to indicate whether or not the area occupies all of the area. One of these suitable arrangements In one, the coated filaments are arranged in sheet-like rows along a common filament direction. A plurality of filament layers arranged parallel to each other. coated like this The unidirectional filament is the previo can be rotated with respect to the uS) layer. An example of such a laminate structure is Based on the first layer +: L, T+45', -45', 90' and the second rotated O'OO, A composite comprising the third, fourth and fifth layers (not necessarily in this order; other An example is an example in which adjacent layers are oriented OD/90t' with respect to their common filament direction. The coating comprises a fibrous layer consisting of a layer of homogeneous filaments.
2層以上を含む繊維層を形成する1方法は好ましいネットワーク構造へ被覆フィ ラメントを配置する工程と次に全構造を結合させ、熱硬化させて被覆剤を流動さ せ、残留空隙空間を占めさせ、連続マトリックスを形成する工程を含む。他の方 法は被覆もしくは非被覆フィラメントの層もしくは他の構造を種々な形状(例え ばフィルム)のマトリックス物質に隣接して又はそれらの間に配置させ、次に全 構造を結合させ、熱硬化させることである。上記場合に、マトリックス物質を完 全に溶融せずに粘着させ、流動させることが可能である。一般に、マトリックス 物質を溶融させる場合に、複合体の形成に殆ど圧力は必要ないが、マトリックス 物質を粘着点にまでのみ加熱する場合には、一般に大きい圧力が必要である。す なわち、複合体を硬化させて、最適な性質を得るための圧力と温度は一般にマト リックス物質の性質(化学組成と分子量)と加工温度に依存する。One method of forming a fibrous layer, including two or more layers, is to form a covering fiber into a preferred network structure. The process of placing the filament and then bonding the entire structure and heat curing the coating to flow. and filling the residual void space to form a continuous matrix. others The method involves forming layers or other structures of coated or uncoated filaments into various shapes (e.g. (e.g. film) and then the entire The structure is bonded and heat cured. In the above case, the matrix material is completely removed. It is possible to make it stick and flow without completely melting it. In general, the matrix When melting materials, little pressure is required to form a complex, but the matrix If a substance is to be heated only to the sticking point, high pressure is generally required. vinegar That is, the pressure and temperature used to cure the composite and obtain optimum properties are generally depends on the nature of the substance (chemical composition and molecular weight) and processing temperature.
本発明の複素複合体(collplex coIIposit、e)は、耐衝撃 性物質を含むことが好ましい、少な(とも1つの硬質層を含む。有用な耐衝撃性 物質の具体例は鋼プレート、複合体防護服プレート、セラミック強化金属複合体 、セラミックプレート、コンクリート及び高強度フィラメント複合体[例えば、 S−ガラス、E−ガラスもしくはアラミフィラメントと、高弾性率樹脂マトリッ クス例えばエポキシもしくはフェノール樹脂ビニルエステル、不飽和ポリエステ ル、熱可塑性樹脂、ナイロン6、ナイロン6.6、もしくはボリビニリデンハリ ドリーン(rean)]である。好ましくは、硬質耐衝撃層は例えばセラミック プレート又はセラミック強化金属複合体のような、急所抵抗的に有効な層である 。本発明の好ましい実施態様は、例えば酸化アルミニウム、炭化ホウ素、炭化ケ イ素、ホウ化チタン、酸化バリウム等のようなセラミックから成る層及び/又は 例えばステンレス鋼、銅、アルミニウム、チタン等のような金属から形成された 層のように、発射体の初期衝撃面を少なくとも部分的に変形させる、又は発射体 を粉砕させる硬質の耐衝撃性層の使用である[付加的に有用な硬質層に関して、 ライプル(Laible)、上記文献、5〜7章参照]。The complex composite of the present invention (collplex coIIposit, e) is impact resistant. Contains at least one hard layer, preferably containing a hard material with useful impact resistance. Examples of materials are steel plates, composite protective clothing plates, and ceramic reinforced metal composites. , ceramic plates, concrete and high strength filament composites [e.g. S-glass, E-glass or aramid filament and high modulus resin matrix e.g. epoxy or phenolic resin vinyl esters, unsaturated polyesters thermoplastic resin, nylon 6, nylon 6.6, or polyvinylidene halide Doreen]. Preferably, the hard impact layer is made of e.g. ceramic vital point resistively effective layers, such as plates or ceramic-reinforced metal composites; . Preferred embodiments of the invention include, for example, aluminum oxide, boron carbide, silicon carbide, etc. A layer of ceramic such as ion, titanium boride, barium oxide, etc. and/or Made from metals such as stainless steel, copper, aluminum, titanium, etc. layer that at least partially deforms the initial impact surface of the projectile, or [Additionally useful hard layers include: See Laible, supra, chapters 5-7].
本発明の好ましい実施態様では、複素複合体は例えば酸化アルミニウム、炭化ケ イ素、炭化ホウ素及びニホウ化チタンのようなセラミック物質から成る少なくと も1つの硬質層を含む。種々なセラミック物質は例えば純度、密度、硬度、強度 、弾性率等のような好ましい種々な物理的性質を有する種々な等級に、原料の加 工と製造方法によって製造する。In a preferred embodiment of the invention, the complex complex is, for example, aluminum oxide, carbide at least one of ceramic materials such as iron, boron carbide and titanium diboride. also includes one hard layer. Various ceramic materials differ in purity, density, hardness, strength, etc. processing of raw materials into different grades with desirable different physical properties such as modulus of elasticity etc. Manufactured using engineering and manufacturing methods.
比較的高純度、高密度、高硬度、高弾性率及び高靭性のセラミック物質から通常 、良好な急所性能が得られ、本発明の最も好ましい実施態様にこのような物質が 用いられる。Usually from ceramic materials with relatively high purity, high density, high hardness, high modulus and high toughness , good vital point performance is obtained and such materials are included in the most preferred embodiment of the invention. used.
セラミック物質の形状は広範囲に変化しつる。本発明の最も好ましい実施態様で は、セラミック層は種々なサイズの平たいセラミックタイルから形成される。The shapes of ceramic materials vary widely. In the most preferred embodiment of the invention In this case, the ceramic layer is formed from flat ceramic tiles of various sizes.
本発明に用いるためのセラミック物質はセラミック技術に熟練した人に周知の種 々な方法によって製造されうる。典型的に、セラミック粉末は原料物質から粉砕 とふるい分けによって製造される。生成粉末を特定の処置と技術上公知の混和添 加剤の添加によってさらに処理して、次のプロセスでの良好な加工性を得る。Ceramic materials for use in the present invention are of types well known to those skilled in the ceramic art. It can be manufactured by various methods. Ceramic powders are typically ground from raw materials and sieving. The resulting powder is subjected to specific treatments and admixtures known in the art. It is further processed by addition of additives to obtain good processability in the next process.
生成した加工粉末を次にプレス加工又は成形によって任意の形状に常温成形し、 その後に、成形粉末を高温において焼結又は熱間プレスによって圧縮する。ある 場合には、圧縮生成物をダイヤモンド又は他の手段で切削することによって仕上 げする。The produced processed powder is then molded into any desired shape at room temperature by pressing or molding, The compacted powder is then compacted by sintering or hot pressing at elevated temperatures. be In some cases, the compacted product may be finished by cutting with diamond or other means. give.
本発明の更に好ましい実施態様では、複合体は少なくとも3層を含み、その1つ は例えばポリマーマトリックス中の例えば高分子量ポリエチレンのような繊維層 、セラミック層、ガラス又はガラス強化層である。これらの複合体が鋼から成る ような金属層をも含むことが好ましい。最も好ましい実施態様では、金属層は有 孔である。孔は発射体を傾斜させ、回転させ、小片に好ましく破壊し、小片は繊 維層によってより効果的に停止される。発射体の傾斜又は回転は発射体を繊維層 にそのノーズではなくその側面で衝突させるため複合体は衝撃を広い面積で受け ることができ、急所抵抗性能は改良される。有孔度は広範囲に変化可能であり、 好ましくは金属層の全体積を基準にして少なくとも約20体積%であり、さらに 好ましくは金属層の全体積を基準にして少なくとも約70体積%であり、最も好 ・ましくは金属層の全体積を基準にして少なくとも約30〜60体積%である。In a further preferred embodiment of the invention, the composite comprises at least three layers, one of which is a fibrous layer, e.g. of high molecular weight polyethylene, in a polymer matrix. , a ceramic layer, a glass or glass reinforced layer. These composites are made of steel It is preferable to also include such a metal layer. In the most preferred embodiment, the metal layer It is a hole. The hole tilts and rotates the projectile, preferably breaking it into small pieces, and the pieces are It is more effectively stopped by the fibrous layer. Tilt or rotation of the projectile causes the projectile to become fibrous The composite body receives the impact over a wide area because it collides with the side of the body rather than its nose. The vital point resistance performance is improved. Porosity can vary over a wide range; Preferably at least about 20% by volume based on the total volume of the metal layer, and Preferably at least about 70% by volume based on the total volume of the metal layer, most preferably - Preferably at least about 30-60% by volume based on the total volume of the metal layer.
一般に金属層中の孔の間隔とサイズは広範囲に変化可能である。脅威の発射体の サイズが大きければ大きいほど、複合体の質量効率への大きい衝撃に対して適す る金属層の中の孔の間隔とサイズは大きくなる。有孔鋼プレートの1例を図9に 示す。孔のサイズは広範囲に変化可能である。一般に、サイズは直面される特定 の急所脅威に依存し、通常は発射体を傾斜及び/又は回転させるようなサイズで ある。孔の形状も広範囲に変化可能である。このような孔は円形、長方形、方形 、矩形等でありうる。本発明の好ましい実施態様では、孔は長方形である。Generally, the spacing and size of the pores in the metal layer can vary over a wide range. of a threatening projectile The larger the size, the greater the impact on the mass efficiency of the composite The spacing and size of the holes in the metal layer increases. Figure 9 shows an example of a perforated steel plate. show. The size of the pores can vary within a wide range. In general, the size is faced with the specific depending on the vital threat, typically sized to tilt and/or rotate the projectile. be. The shape of the pores can also vary within a wide range. Such holes can be circular, rectangular or square. , rectangle, etc. In a preferred embodiment of the invention, the holes are rectangular.
本発明の複合体は例えば上陸用舟艇の艇体、他の種類の防護服、ヘルメットのよ うな急所抵抗性物品の製造に有用である。構造体の保護力はその質量効率(E、 )によって表現される。本発明の質量効率は少なくとも約2.5の良好な質量効 率である。本発明の好ましい実施態様では、質量効率は少なくとも約3であり、 特に好ましい実施態様では、少なくとも約3.5である。これらの特に好ましい 実施態様の中では、質量効率が少なくとも約4.0であるような実施態様が最も 好ましい。The composite of the invention may be used, for example, in the hull of a landing craft, in other types of protective clothing, in helmets, etc. It is useful in the production of vital point resistant articles. The protective power of a structure is determined by its mass efficiency (E, ) is expressed by The mass efficiency of the present invention is a good mass efficiency of at least about 2.5. rate. In preferred embodiments of the invention, the mass efficiency is at least about 3; In particularly preferred embodiments, it is at least about 3.5. These particularly preferred Among the embodiments, those in which the mass efficiency is at least about 4.0 are most preferred. preferable.
通常、複合体防護服はシェル又はプレートの幾何学的形状を有する。シェル及び プレートの比重は面密度(AD)として表現される。面密度は構造体の単位面積 あたりの重量に相当する。フィラメント強化複合体の場合には、その急所抵抗性 は主としてフィラメントに依存し、もう一つの有用な重量特性は複合体のフィラ メントの面密度である。この用語は複合体の単位面積あたりのフィラメント強化 材の重量(AD)に相当する。Typically, composite body armor has a shell or plate geometry. shell and The specific gravity of the plate is expressed as areal density (AD). Areal density is the unit area of the structure equivalent to the weight of In the case of filament-reinforced composites, their vital point resistance depends primarily on the filament, another useful weight property is the filament of the composite. is the areal density of the material. This term refers to the filament reinforcement per unit area of the composite. Corresponds to the weight of the material (AD).
下記例は本発明をさらに完全に理解させるために記載する。本発明を説明するた めに記載する特定方法、条件、材料、割合及び報告データは例示であり、本発明 の範囲をげんていするものと解釈すべきではない。The following examples are included to provide a more complete understanding of the invention. To explain the invention The specific methods, conditions, materials, ratios, and reported data described above are examples, and the present invention should not be construed as infringing on the scope of
口よ りレイトンD1107熱可塑性エラストマー(スチレン14重量%を含む、ポリ スチレン−ポリイソプレン−ブロックコポリマー、シェル ケミカルの製品)を 含浸させたスペクトデー900単方向性高強力長鎖ポリエチレン(E CP E )・ヤーンから成る複数のシートを成形することによって急所抵抗性パネルを製 造した。このヤーンは30g/デニールの強力、1,200g/デニールの弾性 率、55ジユ一ル/gの破断エネルギーを有した。ヤーンの破断点伸びは4%、 デニールは1.200、個々のフィラメントデニールは10もしくは118フイ ラメント/ヤーン末端であった。各フィラメントは0.0014” (0,00 36cm)であった。全体で360ヤーンを用いて、O’/90°ヤーン配向で スタックもしくはラミネートさせた、各層は隣接層のフィラメント長さに対して 垂直なフィラメント長さを有する。Mouth Leighton D1107 thermoplastic elastomer (containing 14% by weight styrene, polyester) Styrene-polyisoprene-block copolymer, a product of Shell Chemical) Impregnated Spectoday 900 unidirectional high strength long chain polyethylene (E CP E )・Produce vital point resistant panels by forming multiple sheets of yarn. Built. This yarn has a strength of 30g/denier and an elasticity of 1,200g/denier. It had a breaking energy of 55 units/g. The elongation at break of the yarn is 4%. Denier is 1.200, individual filament denier is 10 or 118 filament It was a lament/yarn end. Each filament is 0.0014” (0,00 36 cm). Using a total of 360 yarns, with O’/90° yarn orientation. Stacked or laminated, each layer has a length relative to the filament length of the adjacent layer. It has a vertical filament length.
ラミネート複合体パネルを次に24” (61cm)x24” (61cm)方 形の2個の平行パネルの間で124℃の温度及び420ps i (2900k Pa)の圧力において40分間成形した。成形後に、パネル−を30分間かけて 室温に冷却させた。成形パネルは24” (61cm)x24” (6層cm) xO,93”(2,36cm)のサイズであり、24kg/m2の面密度を有し た。Laminate composite panel then 24” (61cm) x 24” (61cm) temperature of 124 °C and 420 ps i (2900 k Molding was carried out for 40 minutes at a pressure of Pa). After molding, the panel was molded for 30 minutes. Allowed to cool to room temperature. Molded panel is 24” (61cm) x 24” (6 layers cm) xO,93” (2,36 cm) in size and has an areal density of 24 kg/m2. Ta.
97kg/m”の面密度を有するニホウ化チタンタイル[4” (10,1cm )x 4” (10,1cm)] xo、85B” (2,18cm)[セラロ イ(Cera l Joy)225、セラジン社(CeradyneS Inc 、)]と、スペクトラ1ポリエチレン繊維を含む繊維パネルを用いて複合急所抵 抗性パネルを製造した。ニホウ化チタンタイルは繊維パネルに接触した。複合急 所抵抗性物品の縁面密度は121kg/m2であった。Titanium diboride tile [4” (10,1 cm) with areal density of 97 kg/m” ) x 4” (10,1cm)] xo, 85B” (2,18cm) [Ceraro Cera Joy 225, CeradyneS Inc. , )] and composite vital point resistance using fiber panels containing Spectra 1 polyethylene fibers. A resistant panel was produced. The titanium diboride tile was contacted with the textile panel. Combined emergency The edge surface density of the resistive article was 121 kg/m2.
通常の試験方法を用いて、この複合急所抵抗性物品を所定発射体を用いて試験し た、この発射体を克服するには約400 k g/m”ロール硬化防護服プレー ト(RHA)が必要であった。発射体の衝撃速度は3.069ft/秒(935 m/秒)であった。この試験では、発射体はニホウ化チタンタイルを透過したが 、スペクトラ3繊維から形成された繊維複合体には部分的にのみ透過し、スペク トラ3複合体の12kg/m”は透過されなかった。物品のE、は約3.3であ った。This composite vital point resistant article was tested using a prescribed projectile using conventional test methods. In addition, to overcome this projectile, approximately 400 kg/m” roll-hardened protective clothing is required. (RHA) was required. The impact velocity of the projectile is 3.069 ft/s (935 m/sec). In this test, the projectile penetrated titanium diboride tiles, but , is only partially transparent to fiber composites formed from Spectra 3 fibers; 12 kg/m” of Tora 3 composite was not penetrated. The E of the article was approximately 3.3. It was.
例■ 例■の方法を用いて、表1に記載の構造特徴を有する複合急所抵抗性物品を製造 した。特徴はそれらが試験中に発射体に暴露される順序に記載する。Example ■ Using the method of Example ■, a composite vital point resistant article having the structural characteristics listed in Table 1 was manufactured. did. Features are listed in the order in which they are exposed to the projectile during testing.
(a)酸化アルミニウムタイル [4”(10,1cm)x4”(10,1on)]り了アースセラミック社トら 入手 49 k g/m2(b)RHAシートパネル 20” (50,8cm)x20” (50,8cm)0.9cmx2.1cm 長方IiNを有す 19kg/m”(c)空隙空間3in (7,6cm)(d ) スペクトラRubら繊維複合体24”(61cm)x24”(61cm)何 1とMlにIn 4 5 k g/m2物品の縁面密度は113kg/m”であ った。(a) Aluminum oxide tile [4” (10,1cm) x 4” (10,1on)] Riryo Earth Ceramic Co., Ltd. Obtained 49k g/m2 (b) RHA sheet panel 20” (50,8cm) x 20” (50,8cm) 0.9cm x 2.1cm 19kg/m” (c) void space 3in (7.6cm) (d ) Spectra Rub et al. fiber composite 24” (61cm) x 24” (61cm) 1 and Ml with In 4 5 k g/m2 The edge surface density of the article is 113 kg/m''. It was.
例■の方法を用いて、複合体物品に発射体を衝撃速度3,425ft/秒(95 3m/秒)で衝突させた。発射体は酸化アルミニウム層と鋼層を透過したが、繊 維スペクトラ3繊維の12kg/m”は透過されなかった。複素複合体のE。Using the method of Example 2, a projectile is delivered to a composite article at an impact velocity of 3,425 ft/sec (95 ft/sec). 3 m/sec). The projectile penetrated the aluminum oxide layer and the steel layer, but 12 kg/m'' of fiber Spectra 3 fiber was not penetrated. E of complex composite.
は約3.5であった。was about 3.5.
氾 例■の方法を用いて、表■に記載の構造特徴を有する複合急所抵抗性物品を製造 した。特徴はそれらが試験中に発射体に暴露される順序に記載する。flood Using the method in Example ■, manufacture a composite vital point resistant article having the structural characteristics listed in Table ■. did. Features are listed in the order in which they are exposed to the projectile during testing.
嚢且 層の組成 エ蜜! (a)酸化アルミニウムタイル [4”(10,1cm)x4”(10,1cm)コクアース セラミック社から 入手 49kg/m”(b)ガラス繊維強化パネル 7−チン マリエフタ社から入手 20’(50,8C!1)X20”(50,8CI11) 19 k g/m” (c)空隙空間3”(7,5) (d) スペクトラ−1緩から繊維複合体24” (61c+a)x24” ( 61cm)#11とIIにI!! 4 5 k g/m2物品の総画密度は12 2 k g/m”であった。Sac and Layer composition: Honey! (a) Aluminum oxide tile [4” (10,1cm) x 4” (10,1cm) from Kokuearth Ceramic Company Obtained 49kg/m” (b) Glass fiber reinforced panel 7-Chin Obtained from Mariefta 20’ (50,8C!1)X20” (50,8CI11) 19k g/m” (c) Void space 3” (7,5) (d) Spectra-1 loose to fiber composite 24” (61c+a) x 24” ( 61cm) #11 and II to I! ! 4 5 k g/m2 The total density of the article is 12 2kg/m”.
例Iの方法を用いて、複合体物品に発射体を衝撃速度3.058ft/秒(93 2m/秒)で衝突させた。発射体は酸化アルミニウム層とガラス強化層を透過し たが、繊維スペクトラ1複合体の21kg/m’は透過されなかった。複素複合 体のE、は約3.3であった。Using the method of Example I, a projectile is applied to a composite article at an impact velocity of 3.058 ft/sec (93 ft/sec). 2 m/sec). The projectile penetrates the aluminum oxide layer and the glass reinforcement layer. However, 21 kg/m' of fiber Spectra 1 composite was not transmitted. complex complex The E of the body was approximately 3.3.
例■ 例Iの方法を用いて、表■に記載の構造特徴を有する複合急所抵抗性物品を製造 した。特徴はそれらが試験中に発射体に暴露される順序に記載する。Example ■ Using the method of Example I to produce a composite vital point resistant article having the structural characteristics listed in Table ■ did. Features are listed in the order in which they are exposed to the projectile during testing.
(a)有孔RHA 銅プレート 20”(50,8cm)x20’(50,8cm)デトロイト パンチ アンE リテイナー社から人手 19kg/m”(b)酸化アルミニウムタイル [4”(10,1cm)x4°(10,lCw)]コクアースセラミック社から 入手 49 k g/m2(c)ガラス繊維強化パネル マーチン マリエアタ社から人手 20”(50,8c+a)x20”(50,8cm) 28 k g/m”(d ) スペクトラ−1雄がら繊維複合体24”(61cm)x24”(61cm) 偶1絹様に1造 24 k g/m” 物品の総画密度は120 k g/m”であった。(a) Perforated RHA copper plate 20” (50,8cm) x 20’ (50,8cm) Detroit Punch Anne E Manufactured by Retainer 19kg/m” (b) Aluminum oxide tile [4” (10,1cm) x 4° (10,1Cw)] From Kokuearth Ceramic Co. Obtained 49k g/m2 (c) glass fiber reinforced panel Manpower from Martin Marieta 20” (50,8c+a) x 20” (50,8cm) 28k g/m” (d ) Spectra-1 male hull fiber composite 24” (61cm) x 24” (61cm) Even 1 piece of silk 24k g/m” The total image density of the article was 120 kg/m''.
例Iの方法を用いて、複合体物品に発射体を衝撃速度3,047ft/秒(92 9m/秒)で衝突させた。発射体は鋼層、酸化アルミニウム層とガラス強化層を 透過したが、繊維スペクトラ8複合体の2 k g/m”は透過されなかった。Using the method of Example I, a projectile was delivered to a composite article at an impact velocity of 3,047 ft/sec (92 ft/sec). 9 m/sec). The projectile has a steel layer, an aluminum oxide layer and a glass reinforced layer 2 k g/m'' of the fiber Spectra 8 composite was not transmitted.
複素複合体のE、は約3.3であった。E of the complex complex was approximately 3.3.
例V 例Iの方法を用いて、表■に記載の構造特徴を有する複合急所抵抗性物品を製造 した。特徴はそれらが試験中に発射体に暴露される順序に記載する。Example V Using the method of Example I to produce a composite vital point resistant article having the structural characteristics listed in Table ■ did. Features are listed in the order in which they are exposed to the projectile during testing.
(a)RHA鋼プレート 20”(50,8cm)x20” (50,8cm)0.9CIIK2.1CI の長方形の孔ありデトロイト パンチ 77F リテイナー社がら入手 19k g/m”(b)空隙−2in (5,1cm) (C)酸化アルミニウムタイル [4”(10,1cm)x4”(10,1cm)コクアース セラミック社から 入手 49 k g/m”(d)ガラス繊維強化パネル 20” (50,8C11)X20” (50,8CIl) 45 k g / m ”(e)空隙1” (2,54cm) (f) スペクトラ−繊維から繊維複合体12”(30,5c+a)x12”( 30,5cm) 10 k g/m2例1と同上製造 物品の総画密度は123 k g/m”であった。(a) RHA steel plate 20" (50,8cm) x 20" (50,8cm) 0.9CIIK2.1CI Detroit punch 77F with rectangular hole, obtained from Retainer, 19k g/m” (b) Gap - 2in (5.1cm) (C) Aluminum oxide tile [4” (10,1cm) x 4” (10,1cm) from Kokuearth Ceramic Company Obtained 49k g/m” (d) Glass fiber reinforced panel 20" (50,8C11) x 20" (50,8CIl) 45 k g / m”(e) Gap 1” (2,54cm) (f) Fiber composite 12” (30,5c+a) x 12” ( 30,5cm) 10k g/m2 Example 1 and same production The total density of the article was 123 kg/m''.
例Iの方法を用いて、複合体物品に発射体を衝撃速度3,104ft/秒(94 6m/秒)で衝突させた。発射体は鋼層、酸化アルミニウム層とガラス強化層を 透過したが、繊維スペクトラ8複合体の2kg/m”は透過されなかった。複素 複合体のE、は約3.2であった。Using the method of Example I, a projectile is delivered to a composite article at an impact velocity of 3,104 ft/sec (94 ft/sec). 6 m/sec). The projectile has a steel layer, an aluminum oxide layer and a glass reinforced layer 2 kg/m” of fiber Spectra 8 composite was not transmitted. The E of the complex was approximately 3.2.
FIG、I FIG、2 FIG、3 FIG、 4 FIG、 5 FIG、6補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8)FIG, I FIG, 2 FIG, 3 FIG, 4 FIG, 5 FIG, 6 Translation submission form of amendment (Article 184-8 of the Patent Act)
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CA (1) | CA2059271A1 (en) |
WO (1) | WO1991000490A1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08188654A (en) * | 1995-01-13 | 1996-07-23 | Teijin Ltd | High-impact composite material |
JPH0985865A (en) * | 1995-09-27 | 1997-03-31 | Teijin Ltd | Hard composite product with excellent impact resistant performance |
JP2001507316A (en) * | 1996-11-12 | 2001-06-05 | アライドシグナル・インコーポレーテッド | Barrier unit and articles manufactured by the barrier unit |
JP2004531411A (en) * | 2001-05-03 | 2004-10-14 | バーデー、 インコーポレイテッド | Pseudo one-way fabric for bulletproof applications |
JP2009531648A (en) * | 2006-03-24 | 2009-09-03 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Ceramic opposed ballistic panel structure |
JP2010521639A (en) * | 2006-11-30 | 2010-06-24 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Lightweight composite protective articles spaced apart |
JP2010208287A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Railway Technical Res Inst | Method for applying porous metal to member to be fixed, and porous metal panel member |
JP2017114127A (en) * | 2010-12-15 | 2017-06-29 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | Controlled fiber-matrix adhesion in polymer fiber composites |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4300746C2 (en) * | 1993-01-14 | 1995-10-26 | Daimler Benz Aerospace Ag | Light armor |
FR2727508B1 (en) * | 1994-11-30 | 1997-01-17 | Giat Ind Sa | CHIPPING COVER FOR ARMORED VEHICLE |
DE19628105A1 (en) * | 1996-07-12 | 1997-11-06 | Daimler Benz Ag | Multilayered light armour element |
DE19629310C2 (en) * | 1996-07-20 | 1999-01-14 | Daimler Benz Ag | Armored element |
DE19635946A1 (en) * | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Krauss Maffei Ag | Mine protection |
DE19832255A1 (en) * | 1998-07-17 | 2000-01-27 | Sachsenring Entwicklungsgesell | Lightweight armor, e.g. for security vehicles, comprises at least two different fiber laminate layers which can be molded three-dimensionally. |
US6216579B1 (en) * | 1998-10-15 | 2001-04-17 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Solicitor General Acting Through The Commissioner Of The Royal Mounted Canadian Police | Composite armor material |
WO2005098343A1 (en) * | 2004-04-05 | 2005-10-20 | George Tunis | Armor panel system |
DE102005019455B4 (en) * | 2005-04-25 | 2010-09-30 | Schuberth Engineering Ag | Resistant layer package |
US20120017754A1 (en) * | 2006-09-15 | 2012-01-26 | Joynt Vernon P | Armor system and method for defeating high energy projectiles that include metal jets |
US8695112B2 (en) * | 2006-09-26 | 2014-04-15 | Honeywell International Inc. | Flexible body armor with semi-rigid and flexible component |
US8087339B2 (en) | 2007-07-24 | 2012-01-03 | Foster-Miller, Inc. | Armor system |
US8739675B2 (en) | 2007-10-19 | 2014-06-03 | Hardwire, Llc | Armor panel system to deflect incoming projectiles |
IT1394844B1 (en) * | 2009-07-09 | 2012-07-20 | Citterio Spa Flli | STRUCTURE FOR THE CREATION OF BALLISTIC PROTECTIONS |
ITMI20091223A1 (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-10 | Citterio Spa Flli | MULTILAYER STRUCTURE FOR THE CREATION OF BALLISTIC PROTECTIONS |
ITMN20090019A1 (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-10 | Citterio Spa Flli | STRUCTURE FOR THE CREATION OF BALLISTIC PROTECTIONS |
WO2012004392A1 (en) | 2010-07-08 | 2012-01-12 | Dsm Ip Assets B.V. | Ballistic resistant article |
AU2012267563B2 (en) | 2011-06-08 | 2017-05-25 | American Technical Coatings, Inc. | Enhanced ballistic protective system |
US9068802B2 (en) | 2011-08-11 | 2015-06-30 | F.Lli Citterio | Multi-layer structure for ballistic protection |
RU2488765C1 (en) * | 2012-01-16 | 2013-07-27 | Александр Александрович Свищев | Anti-ricochet and anti-fragmentation protection of living or cargo compartment |
WO2015179013A2 (en) | 2014-03-18 | 2015-11-26 | American Technical Coatings, Inc. | Lightweight enhanced ballistic armor system |
CN105066785B (en) * | 2015-08-28 | 2017-05-31 | 北京普凡防护科技有限公司 | A kind of the aramid fiber bulletproof composite helmet and its forming method of special construction design |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4404889A (en) * | 1981-08-28 | 1983-09-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Composite floor armor for military tanks and the like |
US4457985A (en) * | 1982-03-19 | 1984-07-03 | Allied Corporation | Ballistic-resistant article |
US4623574A (en) * | 1985-01-14 | 1986-11-18 | Allied Corporation | Ballistic-resistant composite article |
NL8600449A (en) * | 1986-02-22 | 1987-09-16 | Delft Tech Hogeschool | ARMOR PLATE-COMPOSITE WITH CERAMIC COLLECTION COAT. |
EP0287918A1 (en) * | 1987-04-13 | 1988-10-26 | Cemcom Corporation | Chemically bonded ceramic armor materials |
-
1990
- 1990-06-13 WO PCT/US1990/003358 patent/WO1991000490A1/en not_active Application Discontinuation
- 1990-06-13 JP JP51010490A patent/JPH04506325A/en active Pending
- 1990-06-13 EP EP19900911148 patent/EP0479902A1/en not_active Withdrawn
- 1990-06-13 CA CA 2059271 patent/CA2059271A1/en not_active Abandoned
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08188654A (en) * | 1995-01-13 | 1996-07-23 | Teijin Ltd | High-impact composite material |
JPH0985865A (en) * | 1995-09-27 | 1997-03-31 | Teijin Ltd | Hard composite product with excellent impact resistant performance |
JP2001507316A (en) * | 1996-11-12 | 2001-06-05 | アライドシグナル・インコーポレーテッド | Barrier unit and articles manufactured by the barrier unit |
JP2004531411A (en) * | 2001-05-03 | 2004-10-14 | バーデー、 インコーポレイテッド | Pseudo one-way fabric for bulletproof applications |
JP2009531648A (en) * | 2006-03-24 | 2009-09-03 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Ceramic opposed ballistic panel structure |
TWI457240B (en) * | 2006-03-24 | 2014-10-21 | Honeywell Int Inc | Ceramic faced ballistic panel construction |
JP2010521639A (en) * | 2006-11-30 | 2010-06-24 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Lightweight composite protective articles spaced apart |
JP2013224817A (en) * | 2006-11-30 | 2013-10-31 | Honeywell Internatl Inc | Spaced lightweight composite armor article |
JP2010208287A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Railway Technical Res Inst | Method for applying porous metal to member to be fixed, and porous metal panel member |
JP2017114127A (en) * | 2010-12-15 | 2017-06-29 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | Controlled fiber-matrix adhesion in polymer fiber composites |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2059271A1 (en) | 1990-12-31 |
WO1991000490A1 (en) | 1991-01-10 |
EP0479902A1 (en) | 1992-04-15 |
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