JPH0558449B2 - - Google Patents

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JPH0558449B2
JPH0558449B2 JP61006191A JP619186A JPH0558449B2 JP H0558449 B2 JPH0558449 B2 JP H0558449B2 JP 61006191 A JP61006191 A JP 61006191A JP 619186 A JP619186 A JP 619186A JP H0558449 B2 JPH0558449 B2 JP H0558449B2
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matrix
fiber
composite
yarn
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Aren Haaperu Gyarii
Keibetsushu Sherudon
Paarei Igooru
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    • Y10T442/2615—Coating or impregnation is resistant to penetration by solid implements
    • Y10T442/2623—Ballistic resistant

Description

【発明の詳細な説明】
発明の背景 防弾チヨツキ、ヘルメツト、ヘリコプター及び
他の軍事装備の構造部材、車両パネル、ブリーフ
ケース、レインコート及びかさのような高強力繊
維を含有するバリステイツク製品
（ballisticarticles）、すなわち耐衝撃性製品は公
知である。常用される繊維にポリ（フエニレンジ
アミンテレフタルアミド）繊維のようなアラミド
（aramid）繊維、グラフアイト繊維、ナイロン繊
維、ガラス繊維及び同様の繊維がある。チヨツキ
又はチヨツキ部品のような多くの用途には、繊維
は織布又は織布の形で用いられる。他の用途の多
くに対しては、繊維は複合材料中に封入又は埋入
される。 J.Macromol.Sci.−Chem.A7(1)、295〜322ペー
ジ（1973年）のアール・シー・レーブル（R.C.
Laible）等による“ゼ・アプリケーシヨン・オ
ブ・ハイ・モジユラス・フアイバース・ツー・バ
リステツク・プロテクシヨン（The Application
of High Modulus Fibers to Ballistic
Protection）”には、繊維材料が高度の耐熱性を
持つことが第４の要件であることが示されてい
る。例えば、融点が255℃のポリアミド物質は同
等の引張特性を持つが融点が低いポリオレフイン
繊維より衝撃上良好な衝突特性を持つようであ
る。NTISパブリケーシヨン、AD−AO18、958
のエー・エル・アレシ（A.L.Alesi）等による
“ニユー・マテリアルス・イン・コンストラクシ
ヨン・フオー・インプルーブド・ヘルメツツ
（New Materials in Construction for
Improved Helmets）”において、“XP”と称さ
れる多層の高配向ポリプロピレンフイルム材料
（マトリツクスなし）はアラミド繊維（フエノー
ル樹脂／ポリビニルブチラール樹脂マトリツクス
を有する）に対比して評価された。この結果、ア
ラミド系には戦斗用ヘルメツトの開発に対して性
能の優秀さと問題が最小限であるという最も有望
な組み合せがあると判定された。 アメリカ特許第4403012号及び同第4457985は高
分子量のポリエチレン又はポリプロピレン繊維の
ネツトワーク、並びにオレフイン重合体及び共重
合体、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂及
び繊維の融点より低い温度で硬化し得る他の樹脂
より構成されるマトリツクスから成る耐衝撃性
（ballistic−resistant）の複合製品を開示してい
る。 テクニカル・レポート・ナテイツク／TR−
84／030（Technical Report NATICK／TR−
84／030）（1984年６月８日）のエー・エル・ラス
トニツク（A.L.Lastnik）等による“改良された
フエノール樹脂により結合されたケブラー の布
帛に及ぼす樹脂濃度と積層圧力の影響（The
Effect of Resin Concentration and
Laminating Pressures on KEVLAR Fabric
Bonded with Modified Phenolic Resin）”は布
帛の繊維を封入、結合する〓間樹脂は得られる複
合製品の耐衝撃性を低下させることを開示してい
る。 発明の要約 本発明は個々の繊維のおのおのを実質的に被覆
する、25で測定して約6000psi以下の引張モジユ
ラス、すなわち引張弾性率を有するエラストマー
のマトリツクス物質中に少なくとも約500ｇ／デ
ニールの引張弾性率及び少なくとも約22ジユー
ル／グラムの破断エネルギーを有する高強力繊維
のネツトワークを含む改良された耐衝撃性の複合
製品を提供するものである。 本発明の複合製品は普通の耐衝撃性防護構造体
に比較して低い重量の防護材料を用いてある選ば
れた水準の衝撃防護性を有利に与えることができ
る。一方ではまた、本発明の製品は、普通に作ら
れた複合防護材品の重量に等しい重量を持つと
き、高し衝撃防護性を与えることができる。 発明の詳しい記述 本発明は次の詳細な説明及び添附図面を参照す
れば更に完全に理解することができ同時に更に他
の利点も明らかになるだろう。 本発明の目的のために、繊維はその長さ寸法が
幅及び厚さ又は太さの横断寸法よりはるかに大き
い細長い形態のものである。従つて、繊維という
用護は単なるフイラメント、リボン、ストリツプ
及び規則的断面又は不規則断面を有する同様の細
長体を包含するものである。 本発明の複合製品は繊維のネツトワークを含
み、その繊維として超高分子量ポリエチレン繊
維、超高分子量ポリプロピレン繊維、アラミド繊
維、超高分子量ポリビニルアルコール繊維、又は
それらの混合物を挙げることができる。 アメリカ特許第4457985号においては、そのよ
うな高分子量ポリエチレン及びポリプロピレン繊
維が一般的に検討されており、従つてこの特許の
開示を本発明と矛盾しない範囲で引用、参照する
ものとする。 ポリエチレンの場合、適当な繊維は分子量が少
なくとも500000、好ましくは少なくとも100万、
更に好ましくは200万乃至500万のものである。こ
のような鎖伸長ポリエチレン（exten−ded
chain polyethylen：ECPE）繊維はメーフゼン
（Meihuzen）等に付与されたアメリカ特許第
4137394号又はカベツシユ（Kavesh）等に付与さ
れた1982年10月26日発行のアメリカ特許第
4356138号に記載されるように溶液中で生長させ
ることができ、また西ドイツ公開公報第3004699
号及びイギリス特許第2051667号に記載されるよ
うに、そして特に1984年１月20日に出願されたカ
ベツシユ等のアメリカ特許出願第572607号（1982
年11月10日に公刊されたEPA64167号を参照され
たい）に記載されるように、溶液からゲル構造体
を形成するように紡糸して得た繊維でもよい。形
成技術、延伸率及び延伸温度、並びに他の条件に
応じて様々の性質をそれら繊維に付与することが
できる。繊維の強力は少なくとも15ｇ／デニール
でなければならないが、好まくくは少なくとも20
ｇ／デニール、更に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、繊維の引張弾性率はインス
トロン引張試験機で測定して少なくとも300ｇ／
デニール、好ましくは少なくとも500ｇ／デニー
ル、更に好ましくは少なくとも1000ｇ／デニー
ル、最も好ましくは少なくとも1500ｇ／デニール
である。引張弾性率及び強力についてのこれらの
最も高い値は溶液生長法又はゲル繊維形成法を用
いることによつてのみ一般に得ることができる。
これら繊維の多くはそれらを形成した重合体の融
点より高い融点を持つ。かくして、例えば分子量
500000、100万及び200万の超高分子量ポリエチレ
ンは一般に大部分138℃の融点を持つ。これらの
物質から造つた高度に配向したポリエチレン繊維
は上記より７〜13℃高い融点を持つ。かくして、
融点におけるわずかの上昇は繊維の結晶の完全性
を反映するものである。それにもかゝわらず、こ
れら繊維の融点は依然としてナイロンより実質的
に低く、従つてこれら繊維の耐衝撃性製品に対す
る有効さは温度抵抗性を耐衝撃性材料を選択する
際の臨界的因子として示す前記引用のいろいろな
教示には反するものである。 同様に、分子量が少なくとも750000、好ましく
は少なくとも100万、更に好ましくは少なくとも
200万の高度に配向したポリプロピレンも用いる
ことができる。このような超高分子量ポリプロピ
レンは上記の色々な文献に記載される技術特に
1984年１月20日に出願され、かつ普通に譲渡され
たカベツシユ等のアメリカ特許出願第572607号の
技術でかなりよく配向した繊維に形成することが
できる。ポリプロピレンはポリエチレンよりはる
かに低結晶性の物質であつて、かつペンダントメ
チル基を含むから、ポリプロピレンにより達成さ
れ得る強力値は一般にポリエチレンについての対
応する値より実質的に低い。従つて、適当な強力
は少なくとも８ｇ／デニールで好ましくは少なく
とも11ｇ／デニールである。ポリプロピレンにつ
いての引張弾性率は少なくとも160ｇ／デニール、
好ましくは少なくとも200ｇ／デニールである。
ポリプロピレンの融点は、ポリプロピレン繊維が
好ましくは少なくとも168℃、更に好ましくは少
なくとも170℃の主融点を持つように、配向処理
で一般に数度上昇せしめられる。上記パラメータ
ーの特に好ましい範囲で最終製品に改良された性
能を有利に与えることができる。 高引張弾性率を有する高分子量ポリビニルアル
コール繊維はワイ・ノン（Y.Kwon）等に付与さ
れたアメリカ特許第4440711号に記載されている。
この特許の開示を本発明と矛盾しない範囲で本発
明で引用、参照するものとする。 上記のような繊維を含有する複合製品において
それらの繊維はネツトワーク状に配列されている
が、このネツトワークは色々な組織を取ることが
できる。例えば、複数の繊維を一緒にまとめて加
撚又は無撚のヤーンに形成することができる。こ
れらの繊維又はヤーンはフエルト、編布又は織布
（平織、ナナコ織、朱子及びクロウ〔crow〕感の
ある織組織のもの等）としてネツトワークに形成
することができ、あるいは様々の常用技法でネツ
トワークに形成することができる。例えば、繊維
は常法で不織布層に形成してもよい。 繊維又はネツトワークはそれらを熱及び圧力に
付することによつて成形することができる。 ECPE繊維又はネツトワークの成形温度は約20
〜145℃、好ましくは約100〜135℃、更に好まし
くは約110〜130℃の範囲であることができる。良
好な耐衝撃性は145℃までの温度で成形された製
品に認められる。室温で成形された製品も良好な
耐衝撃性を与えることができる。 繊維は様々の重合体物質及び非重合体物質で被
覆することができるが、エラストマーから成る低
モジユラスのエラストマー性物質により被覆する
のが好ましい。エラストマー性物質は約23℃で測
定して約6000psi（41300kPa）以下の引張弾性率
を有する。好ましくは、エラストマー性物質の引
張弾性率は約5000psi（34500kPa）以下であり、
そして更に好ましくは1000psi（6900kPa）以下で
あり、そして最も好ましくは約500psi（3450kPa）
以下であつて、更に改良された性能を与える。エ
ラストマー性物質のエラストマーのガラス転移温
度（Tg）（その物質の延性及び弾性の急激な降下
によつや証明される）は約０℃以下である。好ま
しくは、エラストマーのTgは約−40℃以下であ
り、更に好ましくは約−50℃以下である。エラス
トマーはまた少なくとも約50％の破断伸度を持
つ。好ましくは、破断伸度は少なくとも約100％
であり、そして更に好ましくは約300℃であつて、
改良された性能を与える。 被覆された繊維は（未被覆繊維と同じ方法で）
織布、不織布又は綿布に配置することができる。
更に、繊維は、単独又は被覆剤と共に、いずれで
も用いられるが、これを常法で巻き、又は接続す
ることができる。 繊維に対する被覆割合は被覆用材料がそれ自身
耐衝撃性を持つ（一般にこのケースはない）かど
うかに依存して、及び複合製品に所望される剛
性、形状、耐熱性、耐摩耗性、耐炎性及び他の性
質に依存して比較的少量（例えば、繊維に対して
１重量％）から比較的多量（例えば繊維に対して
150重量％）まで変えることができる。一般に、
被覆繊維を含有する本発明の耐衝撃性製品は、耐
衝撃性はほとんど全て繊維に帰し得るから、相対
的に少被覆割合（例えば、繊維に対して10〜30重
量％）を有すべきである。それにも係わらず、よ
り高被覆剤含量の被覆繊維も用いることができ
る。一般的にはしかしながら、被覆剤含量が（繊
維重量に対して）約60％を越えると、被覆繊維は
マトリツクス材料を追加使用せずとも合体結合さ
れて複合材料を形成する。 被覆は色々なやり方で繊維に施すことができ
る。１つの方法は被覆用物質の純粋な樹脂を液
体、粘着性固体又は懸濁粒子、あるいは流動床の
いずれかとして繊維に適用することである。別法
として被覆剤は適用温度において繊維の性質に悪
影響を及ぼさない適当な溶媒の溶液又はエマルジ
ヨンとして適用することができる。被覆用重合体
を溶解又は分散することができるいかなる液体も
用いることができるが、好ましい溶媒群としては
水、パラフイン油、芳香族溶媒又は炭化水素系溶
媒がある。特定の溶媒を例示すると、パラフイン
油、キシレン、トルエン及びオクタンがある。被
覆用重合体を溶媒に溶解又は分散するのに用いら
れる方法は同様のエラストマー性物質を様々の支
持体に被覆するために常用されるものである。 高モジユラスの前駆体（ゲル繊維）の高温延伸
操作前の、繊維からその溶剤を除去する前又は後
での被覆を含めて、繊維に被覆を適用する他の技
術も用いることができる。繊維は次に昇温下で延
伸して被覆繊維を製造することができる。ゲル繊
維は所望の被覆を得る条件下で適当な被覆用重合
体の溶液（溶剤はパラフイン油、芳香族系又は脂
肪族系溶剤）に通すことができる。ゲル繊維中の
高分子量ポリエチレンの結晶化は繊維が冷却溶液
に入る前に起こしてもよいし、あるいは起こさな
くてもよい。別法として、繊維は適当な重合体粉
末の流動床に押し出してもよい。 繊維が延伸操作又は他の処理工程、例えば溶媒
交換、乾燥又は同様の処理の後だけにその最終の
性質を達成するような場合は、被覆は前駆物質に
適用するものとする。この態様において、繊維に
ついての所望の、そして好ましい強力、モジユラ
ス及び他の性質は被覆された繊維前駆体に用いら
れるものに相当するやり方で繊維前駆体について
前記処理工程を続けることによつて判定されるべ
きである。かくして、例えば、被覆がアメリカ特
許出願第572607号に記載されるキセロゲル繊維に
適用され、被覆されたキセロゲル繊維が次に規定
された温度と延伸率の条件下で延伸される場合、
そのとき繊維の強力値及びモジユラス値は同様に
延伸される未被覆キセロゲル繊維について測定さ
れる。 被覆されたストリツプ又はリボン（アスペクト
比、すなわち幅対厚さ又は太さの比が少なくとも
約５の繊維）は耐衝撃性複合材料を製造するとき
他の形態（断面形状）の被覆された繊維より更に
効果的であることが発見された。本発明の特定の
態様において、ストリツプのアスペクト比は少な
くとも50、好ましくは少なくとも100、更に好ま
しくは改良された性能について少なくとも150で
ある。驚くべきことに、ECPEのストリツプ材料
がたとえ同デニールであるがほゞ円形の断面を持
つECPEのヤーン材料よりかなり低い引張特性を
有していたとしても、ECPEストリツプから造つ
た複合材料の耐衝撃性はECPEヤーンから造つた
複合材料の耐衝撃性よりはるかに高かつた。 単純複合材料は様々のマトリツクス物質を用い
て製造することができる。単純複合材料という用
語は、充填材、潤滑剤及び同様の添加剤が存在す
るか否かに係わずに、繊維と単一の主要マトリツ
クス物質との組み合わせを意味するものとする。
低モジユラスのエラストマー性物質で比覆された
繊維を用いる場合、適当なマトリツクス物質とし
てポリエチレン、架橋したポリエチレン、ポリプ
ロピレン、エチレン共重合体、プロピレン共重合
体及び他のオレフイン重合体及び共重合体があ
る。このような他のマトリツクス物質の例に不飽
和ポリエステル類、フエノリツクス類、ポリブチ
ラール類、エポリキシ樹脂類及びポリウレタン樹
脂類、並びに繊維の融点より低い温度で硬化し得
る他の低モジユラス樹脂がある。 驚くべきことに、繊維ネツトワークの個々の繊
維のおのおのを実質的に被覆するため用いたエラ
ストマー性物質と同様のエラストマーから成る低
モジユラスのエラストマー性マトリツクス物質は
相当に増加した耐衝撃性を持つ複合材料を与え得
ることが発見された。得られた複合材料は繊維ネ
ツトワーク及び、個々の繊維の各々を実質的に被
覆し又は埋入し、かつマトリツクスとして機能す
る低モジユラスのエラストマー性マトリツクスか
ら成る。このエラストマー性のマトリツクス物質
は約23℃で測定して約6000psi（41300kPa）以下
の引張弾性率、すなわち引張モジユラスを有す
る。好ましくは、エラストマー性マトリツクスの
引張弾性率は約5000psi（34500kPa）、更に好まし
くは1000psi（6900kPa）以下であり、そして最も
好ましくは、約500psi（3450kPa）以下であつて、
更に改良された性を与える。エラストマー性のマ
トリツクス物質のエラストマーのガラス転移温度
（Tg）（その物質の延性と弾性の急激な降下によ
つて証明される）は約０℃以下である。好ましく
は、エラストマーのTgは約−40℃以下、更に好
ましくは約−50℃以下である。エラストマーはま
た少なくとも約50％の破断伸度を持つ。好ましく
は、破断伸度は少なくとも約100％であり、そし
て更に好ましくは、改良された性能によつて約
300％である。 本発明においては、広範囲のエラストマー性物
質及び処方物が用いることができる。本発明のマ
トリツクス物質は適度に低いモジユラスを持つと
いうのが本質的な要件である。このエラストマー
性物質のマトリツクスについて適当なエラストマ
ーの代表例はエンサイクロペデイア・オブ・ポリ
マー・サイエスンス（Encyclopedia of
Polymer Science）、第５巻のエラストマースー
シンセテイツク（Elastomers−Synthetic）の意
（ジヨン・ワイリー・アンドサンズ社〔John
Wiley＆SonsInc.〕、1964年）に要約される構造、
性質、処方を持つもので、この刊行物にはそれら
と共に架橋操作も示されている。例えば、次のエ
ラストマーがどれも用いることができる：ポリブ
タジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、エチレン
−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−
ジエン三元共重合体、ポリスルヒド重合体、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、ジオクチルフタレー
ト又はこの技術分野で周知の他の可塑剤を用いて
可塑化されたポリ塩化ビニル、ブタジエン−アク
リロニトリルエラストマー、ポリ（イソブチレン
−コ−イソプレン）、ポリアクリレート、ポリエ
ステル、ポリエーテル、フロロエラストマー、シ
リコーンエラストマー、熱可塑性エラストマー、
エチレンの共重合体。 特に有用なエラストマーは共役ジエンとビニル
芳香族単量体のブロツク共重合体である。ブタジ
エンとイソプレンが好ましい共役ジエンエラスト
マーである。スチレン、ビニルトルエン及びｔ−
ブチルスチレンが好ましい共役芳香族単量体であ
る。ポリイソプレンを結合して含むブロツク共重
合体はこれを水素化して飽和炭化水素のエラスト
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。これらの重合体はＡ−Ｂ
−Ａタイプの単なるトリーブロツク共重合体、
（AB）o（ｎ＝２〜10）タイプのマルチブロツク共
重合体又はＲ−（BA）x（ｘ＝３〜150）タイプの
ラジアル配置（radial configuration）の共重合
体であることができる。こゝで、Ａはポリビニル
芳香族単量体からのブロツクであり、Ｂは共役ジ
エンエラストマーからのブロツクである。これら
の重合体の多くはシエル・ケミカル社（Shell
Chemical Co.）によつて商業生産されており、
かつザ・ブレテイン（the bulletin）の“クラト
ン・サーモプラスチツク・ラバー（Kraton
Thermoplastic Rubber）”、SC−68−81に記載
されている。 エラストマー性のマトリツクス物質は少なくと
も１種の上記エラストマーから本質的に成るのが
最も好ましい。この低モジユラスのエラストマー
性マトリツクスはまた充填材、例えばカーボンブ
ラツク、シリカ等を含んでいることができ、かつ
油で増量し、また硫黄、過酸化物、金属酸化物又
は放射線硬化系で、ゴムの技術者には周知の方法
を用いて加硫することができる。色々なエラスト
マー性物質のブレンドも用いることができ、また
１種又はそれ以上のエラストマー性物質を１種又
はそれ以上の熱可塑プラスチツクと混合してもよ
い。高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及
び線状の低密度ポリエチレンを架橋して単独又は
ブレンドとして適切な性質を持つマトリツクス物
質を得ることができる。どの例でも、エラストマ
ー性のマトリツクス物質のモジユラスは約
6000psi（41300kPa）を越えてはならない。好ま
しくは、モジユラスは約5000psi（34500kPa）以
下、更に好ましくは、1000psi（6900kPa）以下、
最も好ましくは500psi（3450kPa）以下である。 マトリツクスの繊維に対する割合は単純複合材
料については特に重要でなく、繊維に対して５〜
150重量％のマトリツクス量が広い一般的範囲で
ある。この範囲内で、繊維に対して10〜50重量％
だけのマトリツクス量を有する複合材料のような
比較的高繊維含量の複合材料を形成するのが好ま
しい。このような高繊維含量の複合材料を形成す
る１つの適当な方法は繊維をマトリツクス物質で
被覆し、次いで一緒に複数のそのような被覆繊維
を、被覆用物質が融解して連続又は不連続のいず
れであつてもよいマトリツクスになるまで加圧す
ることである。 実質的に平行な、一方向に整列した繊維から成
る好ましい単純複合材料のプレプレグを造る特に
有効な方法に高モジユラスの繊維をエラストマー
性物質の溶液が入つている浴に通して引き取るス
テツプとこの繊維をシリンダーのような適当な形
状のものの全長のまわりに、そしてそれに沿つて
螺旋巻きに巻回して単一シート様の層にするステ
ツプを含むものである。溶剤を次に蒸発させる
と、円筒形から除くことができるマトリツクスに
埋入れた繊維のプレプレグシートが残る。別法と
して、複数の繊維をエラストマー溶液の浴を通し
て同時に引き取り、互いに密接に位置付けられた
実質的に平行な関係で適当な表面の上に置くこと
もできる。溶剤を蒸発させると、実質的に平行
で、共通の繊維方向に沿つて整列されたエラスト
マーで被覆された繊維から成るプレプレグシート
が残る。このシートは互いに積層する処理のよう
な次の処理に適している。 被覆ヤーンは一群の繊維をエラストマーのマト
リツクス物質の溶液を通して引き取つて個々の繊
維の各々を実質的に被覆し、次いで溶剤を蒸発さ
せることによつて製造することができる。このヤ
ーンは、同様に処理して布帛を形成することがで
き、そしてこの布帛は順次所望の複合構造体を形
成するために用いることができる。 被覆された繊維又はヤーンはまた常用のフイラ
メントワインデイング法を用いて単純複合材料に
加工することができる。フイラメントワインデイ
ングに続いて、例えば複数層の単純複合材料を接
合する成形工程が実施される。 単純複合材料は色々な形態で製造、配置するこ
とができる。このような複合材料の形状は繊維の
形態で特徴付け、次いでマトリツクス物質が繊維
のネツトワークによつて残される空〓スペースの
一部又は全部を占めることを示すのが便利であ
る。１つのこのような適当な配置例は、被覆繊維
がシート様形態に配置され、かつ共通の繊維方向
に沿つて互いに平行に整列されている複数の層又
はラミネートである。このような被覆された一方
向繊維の連続する層は前の層に対して回転させる
ことができる。このような積層構造体の例は第一
層に対して＋45゜、−45゜、90゜及び0゜回転させた第
二層、第三層、第四層及び第五層を持つ複合材料
である。ただし、各回転角度は必ずしもそのオー
ダーである必要はない。他の例として、交互の層
を互いに関して90゜回転させた複合材料がある。 上記から分かるように、エラストマー性物質で
被覆された繊維を非エラストマー性のマトリツク
スに含む複合材料も本発明の範囲に入る。しか
し、好ましい複合材料は熱可塑性エラストマーの
マトリツクス、エラストマー若しくは架橋された
エラストマーのマトリツクス又は低モジユラスの
熱硬化性マトリツクスの中に上記のエラストマー
物質で被覆された繊維を有するものである。 被覆繊維の複合材料を形成する上記の１つの方
法に、被覆繊維を配置して所望のネツトワーク構
造にし、次いでその構造全体を合体、熱硬化させ
て被覆剤をネツトワークの残留空〓スペースに流
動、占有させ、それによつてマトリツクスを形成
するステツプを含むものがある。もう１つの意図
した方法は各種形態のマトリツクス物質、例えば
フイルムに隣接して、又はフイルム間に被覆繊維
の層又は他の構造体を配置し、次いで合体し、構
造体全体を熱硬化させることである。上記の場合
はまた、マトリツクスを完全に溶融させないで粘
着又は流動させることもできる。一般的にはしか
しながら、マトリツクス物質を溶融させる場合は
複合材料を形成するのに必要な圧力は比較的小さ
く、一方マトリツクス物質を粘着点まで加熱する
だけの場合は一般により大きな圧力が必要にな
る。このことに係わらず、複合材料を硬化させ、
最適の性質を達成するための圧力と時間はマトリ
ツクス物質の性状（化学的組成及び分子量）及び
処理温度に一般に依存する。 各種形態の本複合材料において、繊維のネツト
ワークは複合材料の前容量に対して色々な割合を
占める。好ましくは、しかしながら、繊維ネツト
ワークは複合材料に対して少なくとも約50容量
％、更に好ましくは少なくとも約70容量％、最も
好ましくは少なくとも約75容量％であつて、残り
の容積はマトリツクス（及び被覆繊維が用いられ
ているときは被覆剤）によつて占められる。 耐衝撃性複合材料についてのほとんどの選別研
究では、特定の重量、硬度及び寸法の、22口径
〔キヤリバー（caliber）〕の非変形性スチール・
フラグメント〔Mil−Spec.MIL−Ｐ−46593A
（ORD）〕が用いられる。ある構造体の防護力は
普通発射体の50％が止まる衝突速度を示すことに
よつて表わされ、V50値と示される。 通常、複合材料の防護体はシエル又は板の幾何
形状を取る。シエル及び板のような複合材料の比
重量は面密度で表わすことができる。この面密度
は複合材料構造体の単位面積当りの重量に相当す
る。繊維強化複合材料の場合、耐衝撃性はほとん
どその繊維に依存するが、もう１つの有用な重量
特性は複合材料の繊維に関する面密度である。繊
維の面密度は複合材料の単位面積当りの繊維強化
材の重量に相当する。 色々なV50値と色々な面密度を有する構造体を
比較するために、次の実施例は繊維又は複合材料
の面密度（Kg／m2）(b)に対するV50の速度におけ
る発射体の運動エネルギー（ジユール）(a)の比を
説明している。これらの比は比エネルギー吸収率
（Specific Energy Absorption：SEA）及び複合
材料の比エネルギー吸収率（Specific Energy
Absorption of Composite：SEAC）とそれぞれ
示される。 次の実施例は本発明を更に完全に理解できるよ
うにするために示されるものである。本発明の原
理を例証するためにこゝに示される特定の技術、
条件、材料、割合及びデータは単なる例示であつ
て、本発明の範囲を限定するものと解すべきでは
ない。 実施例 １ 熱可塑性のエラストマ−マトリツクスで含浸さ
れた一方向の、高強力の、鎖伸長ポリエチレン
（ECPE）ヤーンから成る複数のシートを合体し
て耐衝撃性の標的（試料１）を作つた。試料１を
作るために、ヤーン１を前駆体調製法１及び成形
操作１に従つて処理した。 ヤーン１： このヤーンはヤーン強力約29.5ｇ／デニール、
モジユラス約1250ｇ／デニール、破断エネルギー
約55ジユール／ｇ、ヤーンデニール約1200及び
個々のフイラメントのデニール約10（フイラメン
ト数118本、無撚ヤーン）を有していた。 前駆体調製法１： 熱可塑除エラストマー含浸シートは次の方法で
調製した。 ヤーン１を２個のスプールから同時に引き出
し、この２本のヤーンストランドを熱可塑性エラ
ストマーの揮発性溶剤溶液が入つているビーカー
に浸漬された滑らかなガイドをめぐらして通し
た。被覆ヤーンを密接に位置付けられた並行配置
で直径１フイートの回転ドラムに螺旋巻きに巻回
し、その間浸漬したローラー及びビーカーをドラ
ムの全長に沿つて横断させた。ドラムの全長を横
断させた後、２本のヤーンストランドを切断し、
ドラムを溶剤が蒸発してしまうまで回転させた。
ドラムを停止し、プレプレグをドラムの全長に沿
つて切断し、次いで剥ぎ取つて繊維の面密度
0.148Kg／m2及び繊維の重量％72.7％のシートを
作つた。得られたプレプレグシートは共通の方向
に沿つて整列した被覆ヤーンの、複数の実質的に
並行なストランドから成つていた。 使用した熱可塑性エラストマーはシエル・ケミ
カル社（Shell Chemical Company）の市販品で
あるクラトン（Kraton）D1107であつた。この
エラストマーはスチレン約14重量％のポリスチレ
ン−ポリイソプレン−ポリスチレンのトリブロツ
ク共重合体である。被覆溶液は溶剤のトリクロロ
メタンのリツター当り約70ｇのゴム（エラストマ
ー）から成つていた。 成形操作１： この成形操作においては、プレプレグを各辺の
長さが30.5cm（1t）の複数の正方形のシートに
切断した。これらの正方形シートを、各プレプレ
グシート中の繊維の長さ方向を隣接シート中の繊
維の長さ方向に対して垂直にして一緒に積み重ね
た。この積み重ねられたプレプレグシートの上面
の上及び下面の下に薄い正方形のアルミニウム箔
を置いた。熱電対のプローブをこの試料の角から
約２cmの距離まで２枚の中心プレプレグシート層
間に挿入した後、一般用の離型剤を塗布した２枚
のアポロ板（Apollo plate）（厚さ0.05cmのクロ
ム被覆スチール板）を用いてこの試料をサンドイ
ツチした。この冷集成体を油圧機の２枚の定盤間
に置き、約130℃の温度と約552kPa（80psi）の圧
力をかけた。熱電対が120℃の温度を示してから
５分後に、定盤に水冷却剤を通した。試料温度が
50℃未満になつたとき、圧力を解放した。 実施例２及び３ モジユラス950ｇ／デニール、強力25.9ｇ／デ
ニール及び破断エネルギー58.5J／ｇのECPE繊維
から前駆体調製法１を用いて試料２を作つた。成
形操作は、試料が辺の長さ15.2cmの正方形であつ
た点を除いて成形操作１（実施例１）と同一であ
つた。 ECPE繊維がモジユラス1650ｇ／デニール、強
力36.9ｇ／デニール及び破断エネルギー60.0ｇ／
デニールであつた点を除いて試料２と同一の方法
で試料３を作つた。 実施例 ４ 無撚ヤーン１から作つた平織物のヤーン密度は
経緯両方向で共に11本／cm（28本／インチ）であ
つた。この織物を辺の長さ16.5cmの正方形19枚に
切断した。これらの正方形織物をそれぞれ熱可塑
性エラストマーの溶液（ジクロロメタンのリツタ
ー当りクラトンD1107 120ｇ）に浸漬し、次いで
乾燥した。溶剤を蒸発させた後、これらの織物片
を再浸漬した。 成形操作1A： 試料４を製造するために、上記正方形織物を、
アルミニウム箔の代りに厚さ0.00252cmのポリエ
チレンフイルムを用いた点を除いて成形操作１に
従つて成形した。 実施例 ５ ヤーン１をクラトンD1107のジクロロメタン溶
液（20ｇ／）を通過させ、次いで60℃に加熱さ
れた長さ90cmのチユーブを通過させることによつ
て乾燥して12wt％のゴム被覆を有するヤーンを
作つた。このヤーンを用いて経緯両方向のヤーン
密度が11本／cmの平織物を作つた。この織物は実
施例４の織物と構造が実質的同一であつた。織物
片（22枚）をクラトンD1107溶液（クラトン
D1107−90ｇ／−ジクロロメタン）に浸漬し、
そして成形操作1A（実施例４）に従つて成形して
試料５を作製した。 実施例 ６ 無捲縮の布帛を２層のヤーン１から構成した。
各ヤーン層は一方向の平行なヤーンがシート様に
配列された構成で11本／cmであつた。これら２つ
のヤーン層を、第一ヤーン層のヤーン方向を第二
ヤーン層のヤーン方向に垂直に配向させて、面対
面の関係で合わせた。２枚のヤーン層をポリエチ
レンテレフタレートの低デニールヤーンで縫い合
せた。ポリエチレンテレフタレートヤーンは全布
帛重量の約６％であつた。この布帛20層を個々に
クラトンD1107のジクロロメタン溶液（120ｇ／
）に浸漬した。乾燥後、これらの布帛層を成形
操作1A（実施例４）に従つて成形して試料６を作
成した。 実施例 ７ ヤーン１を実施例５で述べた方法と同じ方法で
クラトンD1107により被覆して11wt％のエラスト
マーの被覆を有するヤーンを得た。このヤーンに
22回／インチの撚りをかけた。このゴム含浸加撚
ヤーンから前駆体調製法１を用いてプレプレグを
作成した。この方法において、ヤーンはジクロロ
メタンのリツター当り約110ｇのクラトンD1107
から構成される熱可塑性エラストマーの溶液を通
過せしめられた。プレプレグの複数層を一緒に成
形操作1A（実施例４）を用いて成形して試料７を
作成した。 実施例 ８ ヤーン１にまず捲りをかけて撚数３個／インチ
の加撚ヤーンを作り、続いてジクロロメタンに溶
解したクラトンD1107（110ｇ／）を用いて前駆
体調製法１に従つてプレプレグを作つた。成形は
成形操作1Bを用いて行つた。この操作は６イン
チ平方のプレプレグを成形し、かつアルミニウム
箔の代りに低密度ポリエチレンフイルム（厚さ
0.0025cm）を用いた点を除いて成形操作１と同様
であつた。 実施例 ９ 別の熱可塑性エラストマーと溶剤（トルエンの
リツター当り100ｇのクラトンG1650）を用いて
前駆体調製法１によりプレプレグを作つた。クラ
トンG1650はシエル・ケミカル社が商業生産する
トリブロツク熱可塑性エラストマーである。この
エラストマーはポリスチレン−ポリエチレンブチ
レン−ポリスチレンの構造を有し、スチレン含量
は29wt％である。 成形操作２： この操作ではプレプレグを成形操作1B（実施例
８）によつて集成したが、中心の１面に熱電対を
挿入した６インチ（15.2cm）平方の型を用いて成
形した。試料９はその型を油圧機の２枚の定盤間
に置いて135℃、7.57MPa（1100psi）で成形した。
型の温度が125℃に達した後、加熱を10分間続け、
その後定盤を循環水で冷却した。 実施例 10 プレプレグを作るために用いた熱可塑性エラス
トマー溶液がクラトンG1650−60ｇ／−トルエ
ンから構成されていたことを除いて試料９を作成
するのに用いたものと同じ方法で試料10を作成し
た。 実施例11及び12 被覆用溶液が130ｇのクラトンD1107／−ジ
クロロメタンで、成形操作1B（実施例８）により
成形したことを除いて前駆体調製法1Aを用いて
６インチ（15.2cm）平方の耐衝撃性標的（試料
11）を作つた。 被覆用溶液がクラトンD1107−30ｇ／−ジク
ロロメタンであつたことを除いて試料11を作るの
に用いた方法と同一の方法で試料12を作製した。 実施例 13 前駆体調製法１によりプレプレグを作成した。
ただし、被覆用溶液はジクロロメンタのリツター
当りポリイソプレンエラストマー（ナトシン
〔Natsyn〕2200、グツドイヤー・タイヤ・アン
ド・ラバー社〔Goodyear Tire and Rubber
Company〕の製品）を30ｇ含むものであつた。
これらのプレプレグ（23.3ｇのエラストマーマト
リツクス中に126ｇの繊維が含まれる）にヘキサ
ン100ml中0.5ｇのベンゾイルパーオキサイドの溶
液を塗布した。ヘキサンを蒸発させた後、６イン
チ（15.2cm）平方の試料（試料13）を成形操作
1B（実施例８）により成形した。ただしこの試料
は成形温度120℃、成形圧力1.53MPa（222psi）、
成形時間10分で成形された。 実施例 14 前駆体調製法１により６インチ平方の耐衝撃性
標的（試料14）を作つた。ただし、被覆用溶液は
80℃に保持された低密度ポリエチレンのトルエン
溶液（67ｇ／）から成るものであつた。成形は
成形操作２（実施例９）により行つた。 実施例 15 前駆体調製法１により６インチ平方の耐衝撃性
標的（試料15）を作つた。ただし、被覆用溶液は
ジクロロメタンのリツター当り53ｇのポリカプロ
ラクトン（ユニオン・カーバイド社〔Union
Carbide Company〕の市販製品、PCL−700）
から構成されていた。成形操作は成形操作２（実
施例９）と同じであつた。ただし、成形圧力は成
形温度が125℃に達するまで3.5MPa（500psi）に
保持し、125℃に達した時点で圧力を２倍にした。
このより高い圧力で５分経過した後、試料を通常
の方法で冷却した。 実施例 16 前駆体被覆溶液が更に高重合体濃度（ポリカプ
ロラクトン120ｇ／−ジクロロメンタン）を有
していたことを除いて実施例15と同一の方法で試
料16を作製した。 実施例 17 前駆体調製法１により６インチ（15.2cm）平方
の耐衝撃性標的（試料17）を作つた。ただし被覆
溶液はジクロロメタンに溶解した標準のエポキシ
樹脂系（ジクロロメタンのリツター当り400ｇの
エポン〔Epon〕828及び24.3mlのジエチルアミノ
プロピルアミン硬化剤）であり、そして回転ドラ
ムを被覆するために離型紙を用いた。成形はプレ
プレグ調製の開始の２時間以内に行つた。試料は
成形操作1B（実施例８）に従つて成形した。ただ
し成形温度は110℃で90分であり、成形圧力は
765kPa（110psi）であつた。 実施例 18 前駆体調製法１に従つてプレプレグを作り、成
形操作1B（実施例８）に従つて成形して試料18を
作つた。 実施例19及び20 前駆体調製法１により試料19及び20を作成し、
成形操作２（実施例９）により成形した。 実施例 21 ジエンテツクス社（Gentex Corporation）が
供給するプレプレグから30.5cm（1t）平方のプ
ラツクを成形した。このプレプレグはこの技術分
野の状態を示すもので、軍事用の耐衝撃性ヘルメ
ツト用プレプレグであつた。これらのプレプレグ
150デニールのヤーンから織成した２×２のバス
ケツト織のケブラー（Kevlar）29織物から成つ
ていた。この織物は経緯両方向で35本／インチ
（14本／cm）であり、またプレプレグは約18wt％
のポリビニルブチラール改質フエノール樹脂を含
んでいた。プラツクは145℃、2.9MPa（416psi）
において15分間成形した。 実施例 22 前駆体調製法１によりケブラー繊維のドラム巻
きプレプレグを作り、成形操作1B（実施例８）を
用いて成形した。この試料22を作るために1000デ
ニールのケブラー29ヤーンを用いた。 実施例 23 実施例４と同様の方法で試料23を作成した。実
施例４に記載のものと同じ平織布を用いて辺の長
さが17.8cmの正方形の耐衝撃性標的を作つた。 実施例 24 リボン幅0.64cm、モジユラス865ｇ／デニール
及び破断エネルギー約45.8J／ｇの平織ECPEリボ
ン布帛をクラトンD1107の溶液（10ｇ／−ジク
ロロメタン）中に24時間浸漬し、乾燥し、そして
更に濃厚な溶液（クラトンD1107−60ｇ／−ジ
クロロメタン）に浸漬した。標的（試料24）は成
形操作1B（実施例８）により成形した。 実施例 24A 16.5cm平方の布帛層をエポキシ樹脂（エポン
828−400ｇ／24.3ml−ジエチルアミノプロピルア
ミン硬化剤）で含浸した。試料24Aは成形圧力が
325kPa、成形温度が110℃、成形時間が90分であ
つたことを除いて成形操作1B（実施例８）を用い
て作成した。 実施例 25 繊維の性質の影響を評価するために、試験試料
は真直ぐの捲縮していないフイラメントを低モジ
ユラスの熱可塑性エラストマーマトリツクス中に
十分よく分布して有する構造体を作るためにドラ
ム巻回フイラメントのプレプレグから調製した。
第１表は３種のプラツクについての衝撃試験結果
を代表的に示すもので、プラツクは全てポリスチ
レン−ポリイソプレン−ポリスチレンの熱可塑性
エラストマーマトリツクス中に約73wt％の繊維
を含むが、繊維は色々な応力−歪特性を持つもの
であつた。試験結果は、衝撃性能は繊維物性の改
善（より高いモジユラス、強力及び破断エネルギ
ー）と共に向上することを示した。各試料の性能
は現技術状態を示す複合材料の性能より優れてい
る。 実施例１、２及び３に記載の複合材料標的（そ
れぞれ試料１、２及び３と示される）について
V50値を得た。衝撃試験は１フイート平方の試料
１及びこの大きさの他の全試料についてミリタリ
ー・スタンダート（Military Standard）662Cに
従つて行つた。衝撃試験は１フイート平方未満の
試料２及び３、並びに他の全試料について、標的
を3.8平方角に切つた厚さ１cmの合板の前に置い
て行つた。口径22のフラグメント（fragment）
をこの3.8cm平方の板の中において発射し、そし
て標的を各弾丸の前に標的の未損傷部分が試験さ
れるように再位置付けした。V50値を確立するた
めに十分数の弾丸をそれら標的に発射した。
【表】 ＊ ポリスチレン−ポリイソプレン−
ポリスチレンのブロツク共重
合体(クラトンD−1107)マトリツク
スを用いてフイラメント巻き
プレプレグから成形した複合材料。
実施例 26 クラトンD1107エラストマーを用いて略同じマ
トリツクス濃度で同じECPEヤーン（ヤーン１）
から多数の標的試料を全て作成した。第２表に示
される結果は真直くの、均一に整列され、かつ分
散された繊維を含む複合材料（試料１）が最良の
耐衝撃性を与えることを示している。織物を含む
試料複合材料はヤーンが織成前に予備含浸されて
いる場合良好な耐衝撃性を有していた（試料４と
５を比較されたい）。予備含浸ヤーンに撚りをか
けるとこれらのヤーンで作られた複合材料の耐衝
撃性は低下した。試料１と７を比較されたい。プ
レプレグの調製前にヤーンに撚りをかけるとヤー
ンの完全な被覆と含浸が阻害され、また更に衝撃
性も低下した。試料７と８を比較されたい。予備
含浸され、ドラム巻きされた一方向フイラメント
から作られた複合材料は織物層に織られた予備含
浸フイラメントから作つた複合材料より大きい耐
衝撃性を有していた。試料１と５を比較された
い。
【表】 たフイラメント巻きプレプレグ
実施例 27 ECPE複合材料の衝撃性能に及ぼすマトリツク
スの剛性の影響を繊維の面密度約６Kg／m2及びマ
トリツクス含量約25％において調べた。第３表及
び第４表に示されるデータは低モジユラスのマト
リツクスが優れた衝撃性能を与えることを説明し
ている。 ドラム巻きプレプレグに基づく複合材料（第３
表）については、最も耐衝撃性の複合材料は低モ
ジユラスのエラストマー物質を用いるものであつ
た。耐衝撃性が最も小さい複合材料は高モジユラ
スのエポキシマトリツクス物質を用いるものであ
つた。
【表】 布帛強化複合材料について（第４表）、最も高
い比エネルギー（SEA＝33.1Jm2／Kg）はクラト
ンD1107エラストマーマトリツクスを用いている
複合材料から得られた。強化用布帛はクラトンエ
ラストマにより予備含浸されたヤーンから造るこ
とが重要であつた。高モジユラスのエポキシマト
リツクスを用いた複合材料は非常に劣る衝撃結果
（SEA＝23.5Jm2／Kg）を与えた。
【表】 ふたたび、ドラム巻きフイラメントの複合材料
が布帛強化複合材料より優れていたことに注目す
べきである。 実施例 28 ２つの実験で複合材料の高い衝撃性能の、−90
℃から＋90℃の広い範囲の環境温度にわたる顕著
な安定性が示された。両実験共マトリツクスにつ
いてはクラトンD1107を、試験には22口径のフラ
グメントを用いた。 第一の実験では面密度2.84Kg／m2の12″×12″複
合材料板を４つの異なる温度：90℃、22℃、−40
℃及び−89℃で試験した。発射体の衝突速度は約
1950フイート／秒であつた。結果を第５表に示
す。SEAの値は27〜29Jm2／Kgの範囲で、低温度
値に向うにつれて増加する若干の傾向があつた。
エネルギー損は発射体の衝突速度と発射速度から
計算した。
【表】 第二の実験では、繊維の面密度6.0Kg／m2、樹
脂含量23％の２つの同一の複合材料プラツク（試
料19及び20）を前記終端テスト（Terminal
test）で試験し、V50を求めた。一方のプラツク
は−90℃で試験し、もう１つは対照として室温で
試験した。両ケース共、（V50＝2100フイー
ト）／秒、SEA＝38.5Jm2／Kgであつた。マトリ
ツクスのTg（クラトンD1107については、Tg＝
−55℃）以下の温度における、エラストマーマト
リツクスを含む複合材料の、動的弾性率、即ち動
的モジユラス（DMAデーター）が室温での約
300psiから約100000psiまで増加している、この
高い性能は一見して驚くべき結果である。ただ
し、こゝで衝撃性能を大きく左右する繊維の機械
的性質、例えば繊維のモジユラスは温度が低下す
ると増大し得るということを思い起こさなければ
ならない。 実施例 29 マトリツクスは複合材料のより弱い相に相当す
るから、また複合材料の衝撃効率は、結局は、
SEAC（複合材料の比エネルギー吸収率）に基づ
いて評価されるから、過剰のマトリツクスを用い
ることは望ましくない。しかし、良好な合体性と
性能のためにはある最低レベルのマトリツクスが
必要である。 マトリツクス含量の影響をエラストマー（クラ
トン類）及びカプロラクトンについて代表的に第
６表に示す。10wt％のクラトンD1107を含む試料
は衝撃試験中合体性に不足をきたすことを示し、
従つて発射体は試験速度で浸入しなかつたが、実
験を完結まで行うことは不可能であつた。高い成
形圧（1100psi）を用いて作つたクラトンG1650
を13wt％含有する複合材料は良好な衝撃性能を
有していた。 マトリツクス含量が27wt％と48wt％である他
の２つのクラトンD1107試料及びマトリツクス含
量25wt％と49wt％のカプロラクトン複合材料を
比較すると、マトリツクスが30％以上に増加する
のは望ましくないことが示される。これらの場
合、SEAの値（繊維含量に基づく比エネルギー
吸収率）が低マトリツクス含量の複合材料に対し
て一層、良好であつたことをに注目すべきであ
る。
【表】 実施例 30 本発明の、被覆リボンにより強化された複合材
料はヤーンに基づく複合材料より劇的に有効であ
る。 クラトンD1107マトリツクス中にECPEヤーン
を含む試料23及びクラトンD1107マトリツクス中
にECPEのリボンを含む試料24の衝撃データーを
第７表に示す。ヤーンとリボンの性質の比較は第
８表に与えられる。リボンの引張特性はヤーンよ
り劣つていたにも係わらず、リボンの複合材料
は、驚くべきことに、耐衝撃上ヤーンの複合材料
より優れていた。
【表】
【表】 実施例 31 本発明のエラストマー被覆法を用いると、ケブ
ラー 29複合材料の衝撃特性を当該技術の状態を
示すものである従来のケブラー複合材料を越えて
向上させた。ケブラー 29のクラトンD1107エラ
ストマーマトリツクス中ドラム捲きプレプレグか
ら造つた複合材料は、試料21として述べられる同
一面密度を持つ普通のケブラー複合材料のSEA
＝26Jm2／Kgに比較して、29.2Jm2／KgのSEAを有
していた。 ケブラー29複合材料についてのSEA＝29.2J
m2／Kgという値を同様に同法で製造したECPE複
合材料のSEA＝48Jm2／Kgと比較することができ
る。すなわち、この比較はECPE繊維のケブラー
繊維を越える優秀性を例証するものである。 添附図面は本発明の範囲に入るECPE及びケブ
ラーに基づく若干の複合材料のSEAと繊維の面
密度を代表的に示すものである。比較のために、
本図はまた上記のECPE及びケブラー繊維に基づ
き、かつ常用技術で製造された当該技術の状態を
示す若干の代表的複合材料も示している。クラト
ンD1107マトリツクス中ケブラー29（試料31）と
共に、クラトンD1107エラストマーマトリツクス
中ECPE繊維複合材料（試料13）及びポリイソプ
レンエラストマーマトリツクス中ECPE繊維複合
材料（試料13）は本発明の範囲内の構造体であ
る。 ポリビニルブチラール改質フエノール樹脂中ケ
ブラー29繊維の複合材料（試料21、K1、K2、
K3）及びエポキシマトリツクス中ECPE繊維の
複合材料（試料24a）は常法で製造したもので、
従来の技術状態を示す。 本発明の複合材料は従来法の複合材料よりかな
り大きな耐衝撃性を有している。例えば、繊維の
面密度約６Kg／m2において、クラトンD1107中
ECPE複合材料のSEAは、エポキシマトリツクス
中の同ECPE繊維複合材料のSEA23.5Jm2／Kgと
比較して、38.2Jm2／Kgであり、またポリイソプ
レン中ECPE複合材料のSEAは38.5Jm2／Kgであ
る。クラトンD1107中ケブラー29複合材料に関し
ては、そのSEAは従来法で得られたポリビニル
ブチラール改質フエノール樹脂中同ケブラー繊維
の複合材料の23〜26Jm2／Kgと比較して、29.2J
m2／Kgである。 以上本発明を十分詳しく説明したが、これらの
詳細な説明はそれに厳密に忠実である必要はな
く、様々の変更、改変を加え得ることを当業者に
示すものであること、そしてこれらの変更、改変
も全て特許請求の範囲に規定される本発明の範囲
に入ることが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
図はECPE繊維含有複合材料及びケブラー含有
繊維強化複合材料である耐衝撃特性を代表的に示
すグラフであり、図中丸印（○）はECPE複合材
料、四角印（□）はケブラー複合材料、黒塗の印
（●、■）は本発明の範囲内の試料、白抜きの印
（○、□）は本発明の範囲外の試料をそれぞれ示
し、またK1はアメリカ陸軍、ナテイツク・アー
ル・アンド・デイー（NATICK Ｒ＆Ｄ）センタ
ー、TR−84／030から得たデーター、及びK2、
K3はイギリス特許第2022004B号から得たデータ
ーである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 約6000psi（41300kPa）以下の引張弾性率
    （25℃で測定）を有するエラストマー性物質のマ
    トリツクス中に少なくとも約500ｇ／デニールの
    引張弾性率及び少なくとも約22J／ｇの破断エネ
    ルギーを有する繊維のネツトワークを含むことを
    特徴とする複合製品。 ２ 該繊維が少なくとも約1000ｇ／デニールの引
    張弾性率及び少なくとも50J／ｇの破断エネルギ
    ーを有するポリエチレン繊維である特許請求の範
    囲第１項記載の製品。 ３ 該繊維の容量分率が少なくとも約0.5である
    特許請求の範囲第１項記載の製品。 ４ 該エラストマー性のマトリツクス物質がエラ
    ストマーから成る特許請求の範囲第１項記載の製
    品。 ５ 該エラストマー性のマトリツクス物質が約
    1000psi以下の引張弾性率を有する特許請求の範
    囲第１項記載の製品。 ６ 複数の繊維ネツトワークを含み、該ネツトワ
    ークのおのおのは該繊維がその共通の方向に沿つ
    て互いに実質的に平行に整列されているシート様
    配置の該繊維から成る特許請求の範囲第１項記載
    の製品。 ７ 選ばれたネツトワークにおける該繊維の整列
    方向が他の層の整列方向に対して回転している特
    許請求の範囲第６項記載の製品。 ８ 該ネツトワークが非エラストマー性物質から
    構成されるバインダーにより一緒に合体されてい
    る特許請求の範囲第６項記載の製品。 ９ 該繊維がアラミド繊維である特許請求の範囲
    第１項記載の製品。 １０ 該繊維がポリエチレンのストリツプから成
    る特許請求の範囲第１項記載の製品。
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