JPH06502480A - 改良された侵入抵抗性を有する三次元繊維構造物 - Google Patents
改良された侵入抵抗性を有する三次元繊維構造物Info
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- JPH06502480A JPH06502480A JP3517957A JP51795791A JPH06502480A JP H06502480 A JPH06502480 A JP H06502480A JP 3517957 A JP3517957 A JP 3517957A JP 51795791 A JP51795791 A JP 51795791A JP H06502480 A JPH06502480 A JP H06502480A
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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。
Description
【発明の詳細な説明】
改良された侵入抵抗性を有する三次元繊維構造物本発明は改良された侵入抵抗性
を有する物品に関する。更に詳しくは、本発明は身体防護外装(body ar
mor) 、例えば防弾チョッキのような侵入抵抗性物品に成型するのに特に適
した、繊維に基づくそのような物品に関する。
2、従来の技術
高強力繊維を含有する防弾チョッキ、ヘルメット、ヘリコプタ−その他の軍用装
備の構造部材、車両パネル、ブリーフケース、レインコート及び傘等の急所(b
allistic)抵抗性物品は知られている。常用される繊維にポリ(フェニ
レンジアミンテレフタルアミド)等のアラミド繊維、黒鉛繊維、ナイロン繊維、
セラミック繊維、ガラス繊維等がある。チョッキ又はチョッキ部品等の多(の用
途にはこれら繊維は織地又は編地として使用される。これらの用途の多(には、
繊維はマトリックス材料の中に封入又は埋入される。
米国特許第3,971,072号及び同第3.988.780号明細書は軽量防
護外装及びその製造法に関する。強化された身体防護外装等は薄い急所抵抗性金
属の外側シェル(shell) 、即ち外殻を弾道(ballistic)侵入
抵抗性を有する複数の可撓性材料層に固定することによって製造される。これら
の材料層は、その布帛層の横及び縦方向運動を制限し、かつそれら層を圧縮して
弾性密集体となすように、選択された所定の範囲内で離間された路に沿って一緒
に縫い合わされて、材料に対して改良された弾道弾(ballistic m1
ssile)侵入抵抗性を与え、かつ背後の標的の歪みを減するようになってい
る。
米国特許第4,183,097号明細書は小火器の弾丸及び破砕片に対する婦人
の胴体保護用の、身体に合った、全て布帛から成る、軽量の身体防護外装衣に関
する。この防護外装衣はアラミドポリマーのヤーンからできている布帛の急所防
護ブライの複数の重ね合わされた層から構成された身体に合った前面防護外装パ
ネルを含んで成る。この前面防護外装パネルは、それをその身体防護外装衣の婦
人装着者のバストの湾曲に合わせるようにパネルの両側部を中央部に接合する重
なり合っているシームを与えることによって身体に合ったものとされ、かくして
良好な急所防護を与え、かつ装着者によい着ごごちを与える。
米国特許第3.855.sa2号明細書は柔らかい、吸収性の、綿様材料から作
られ、縫い合わされた、装着者の胴体の胸部領域と腹部領域及び背中の領域を覆
うアンダーシャッタイブの衣類に関する。パネルの各々とそれらパネルが覆って
いるアンダーシャツの部分との間には密に織られた太いナイロン糸の多数のノー
トから形成されたバンドが挿入されている。それらシートは一緒に及びシャツに
対して一般にそれらの外縁に沿って縫い付けられており、そのためシートの主要
部分は一般に互いに積極的には固定されておらず、従ってそれら部分は屈曲し、
互いに対しである程度運動することができる。かくして、この衣類はそのバンド
挿入領域において実質的に防弾性で、しかも軽量、可撓性、非嵩高性及び汗吸収
性である。
米国特許第4.522,871号明細書はアラミド、例えばケプラー(KeyI
ar+登録商標)の糸で織られた急所抵抗性生地の多数のブライを含んで成り、
それらプライの1つ又は2つ以上がアラミド糸を被覆し、かつ糸間の隙間を充填
するようにレゾルシノールホルムアルデヒドラテックスで処理されている改良さ
れた急所抵抗性材料に関する。
米国特許第4,510,200号明細書は互いの上に配置された多数のラミネー
トから形成される防弾性衣類において有用な材料に関する。ラミネートは押し潰
された熱硬化性フオームで被覆され、順次アクリル系ポリマーであってもよい表
面フィルムで覆われているサブストレートから形成されているのが好ましい。
フィルムはその複合材料の最外層を構成すべきである。複合材料はフオーム層と
一緒になってサブストレートの劣化を防ぐ。サブストレートは、典型的には、ケ
ブラーから織られた布帛から形成される。
米国特許第4,331.091号明細書には布帛ブライのラミネートから作られ
た三次元の厚い布帛が記載される。その布帛ブライはその構造物にある穴にルー
プを形成して通されたヤーンで一緒に保持されている。米国特許第4. 584
゜228号明細書には、衝撃吸収体の上に重ね合わされた数層の繊維材料布帛又
は箔を含む防弾衣類が記載される。この防弾衣類において、衝撃吸収体はワツフ
ルに似た表面を有する三次元の布帛である。
米国特許第4.623,574号、同第4.748,064号、同第4,916
.000号、同第4,403.012号、同第4,457,985号、同第4゜
650.710号、同第4.681,792号、同第4,737,401号、同
第4,543,286号、同第4.563.392号及び同第4. 501.8
56号明細書には、マトリックス中に布帛又は0°790°−軸プレプレグのよ
うな繊維網状構造物を含んで成る急所抵抗性物品が記載される。
発明の要約
本発明は2層又は3層以上の可撓性繊維層を含んで成る侵入抵抗性物品にして、
各層中の繊維が共通の繊維方向に沿って相互に平行に又は実質的に平行に配列さ
れており、その際少なくとも2層の隣接する層はそれらの層に含まれる繊維の共
通の繊維方向に対しである角度で整列されており、そしてそれら層の少なくとも
2層は少なくとも2つの隣接するl#1rj1シた路に沿って延在する固定手段
で一緒に固定されている前記侵入抵抗性物品に関する。
本発明のもう1つの態様は
(a)2層又は3層以上の可撓性繊維層にして、各層中の繊維が共通の繊維方向
に沿って相互に平行に又は実質的に平行に配列されており、その際少なくとも2
層の隣接する層はそれらの層に含まれる繊維の共通の繊維軸方向に対しである角
度で整列されており、そしてそれら繊維層の少な(とも2層は少な(とも2つの
離間した平行な路に沿って延在する固定手段で一緒に固定されている前記可撓性
繊維層、及び
(b)前記の複数の可撓性繊維層に対して配置される複数の硬質物体から成る少
なくとも1層の硬質層
を含んで成る侵入抵抗性物品に関する。
本発明のさらにもう1つの態様は、2層又は3層以上の可撓性繊維層を含み、か
つ固着されて成る侵入抵抗性物品にして、各層の繊維が共通の繊維方向に沿って
相互に平行に又は実質的に平行に配列されており、その際隣接する層はそれらの
層中に含まれる繊維の共通の繊維方向に対しである角度で整列されており、そし
てそれら繊維層の少なくとも2層は約20グラム/デニール以上の引っ張り弾性
率及び約5グラム2/デニール以上の引っ張り強度を有する繊維から成る(好ま
しくは隣接する、更に好ましくは隣接しかつ平行な又は実質的に平行な、そして
0.3175cm (1層8インチ)以下の距離モ隔てられている)複数のステ
ッチで一緒に固定されている前記侵入抵抗性物品に関する。
本発明において用いられる、物品の゛侵入抵抗性“とは、例えば弾丸、アイスビ
ック、ナイフ等の指定された凶器(threat)による侵入に対する抵抗性で
ある。
指定された凶器の侵入抵抗性は指定された凶器(発射体、速度、及びピークの力
に影響を及ぼす当業者に公知の他の凶器パラメーター)のピークの力(F)を標
的の面密度(A D T )で割った比として表すことができる。本発明におい
て用いられる“ピークの力゛とは、打撃面領域が7.13cm(3インチ)の直
径を有する場合に、約3.66m/秒(12Ft/秒)の衝突速度を育するモデ
ル1331の高速のイ〉ストロン高速試験機を用いて凶器を指定された標的に侵
入させることによって加えられる最大の力である(実施例を参照されたい)、、
本発明において用いられる“面密度“即ち“ADT”とは、全標的重量対標的打
撃面の面積の重量の比である。
本発明から幾つかの利点が得られる。例えば、本発明の物品は比較的可撓性であ
り、そして同じ構成と組成を持つが固定手段が異なる他の物品と比較して相対的
に改良された侵入抵抗性を示す。その他の利点に厚さが小さいこと、皺の形成が
排除されること、構成部材の可撓性の制御性が良好なこと、及び前駆体の組成と
固定手段の張力とによりパネルの厚さを良好に制御できることがある。
図面の簡単な説明
本発明は次の本発明の詳細な説明と添付図面を参照するとき、更に十分に理解さ
れ、そして更なる利点が明らかになるだろう。添付図面において、図1は本発明
による強化された急所抵抗性材料から製造されたチヨ・ツキの形の身体防護外装
の正面図であろう
図2は複数の急所抵抗性繊維層を示し、その繊維層が固定手段で一緒に固定さえ
れている、図1の綜2−2で取った拡大破断断面図である。
図3はある特定の選択された構成部材が説明の目的から切り取らilている本発
明の身体防護外装の正面透視図である。
図4は図3の線4−4において取った、複数の繊維層の外表面に複数の硬質の電
断抵抗性要素を含む図3の本発明の身体防護外装の拡大破断断面図である。
図5は図3の線4−4において取った、2つの繊維層の一方の面に複数の硬質急
所抵抗性要素を含む図3の本発明の身体防護外装の拡大破断断面図である。
図6は縫い合わされた布帛の両面に積層、縫い付けられた正三角形の形状をした
硬質パネルをを示すためにある特定の選択された層が切り取られている図3の本
発明の身体防護外装の破断正面図である。
図7は縫い合わされた布帛の両面に積層、縫い付けられた直角三角形の形状をし
た硬質パネルをを示すためにある特定の選択された層が切り取られている図3の
本発明の身体防護外装の破断正面図である。
図8は布帛の一方の面に積層された正三角形及び正六角形の形状をした賦形硬質
パネルをを示すためにある特定の選択された層が切り取られている、図3の態様
と同様の本発明のもう1つの態様の破断正面図である。
図9は布帛の一方の面に積層された正三角形及び正六角形の形状をした賦形硬質
パネルを有する、図3の態様と同様の本発明のもう1つの態様の破断正面図であ
る。
図10は切頭正三角形の正面図である。
発明の好ましい態様の詳細な説明
本発明の好ましい態様は上記の図面を参照することによって当業者によりよ(理
解されるだろう。図面において例証される本発明の好ましい態様は本発明を余す
ところなく示すものでも、或いは本発明を開示された正確な形に限定するもので
もない。それら態様は本発明の原理及びその応用と実際の用途を記述し、又は最
もよく説明し、それによって当業者をして本発明を最もよく利用できるようにす
るために選ばれたものである。
図1及び2を参照して説明すると、数字10は、本発明のこの好ましい態様にお
いて複数の繊維層12を含んで成る侵入抵抗性の身体外装である急所抵抗性物品
10を示すものである。
繊維!112は繊維の網状構造物から成る。本発明の目的に対して、繊維は長さ
寸法が幅と厚さの:を法よりはるかに大きい細長体と定義される。従って、本発
明で使用される繊維なる用語はモノフィラメント細長体、マルチフィラメント細
長体、リボ、・、ストリ、ブ及び規則的な又は不規則な断面を有する同様の細長
体を包含する。wt維なる用語は複数の、上記細長体の任意の1つ又はそれらの
組み合わせも包含する。
本発明において使用するための繊維の断面は広範囲にわたって変えることがでさ
るっq用な繊維は円形断面、長方形断面、又は繊維の直線軸即ち軸線から突出若
し、くは不規則な多張出部イ4き断面を有することができる。本発明の特に好ま
しい態様において、繊維は断面が実質的に円形又は長方形のものであり、そして
最も好ましい態様においては断面が円形又は実質的に円形のものである。
本発明の1つの重要な特徴はta錐層12a〜12jを形成している繊維の配置
である。本発明の有利な効果は少なくとも1つの、好ましくは全ての繊維層12
中の1i!維がン−1・様繊錐配列において平行な又は実質的に平行な一方向様
式で整列され、その際少なくとも2層の隣接する繊維N12がそれら繊維層に含
まれる繊維の軸線に対しである角度で整列されている場合に得えられることが見
いだされた。隣接する一軸層120間の角度は大幅に変えることができる。本発
明の好ましい態様において、その角度は約45°〜約90°であり、そして本発
明の最も好ましい態様においてはv′J90″である。例えば、1つの適当なそ
のような配置は、繊維層12が、繊維がシ・−ト様配列で配置され、かつ共通の
繊維方向に沿って相互に平行に整列されている複数の層又はラミネートから成る
場合である。そのような一方向1層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。そのようなラミネート構造物の1例は、必ずしも次の順序である
必要はないが、第111に対して箪2!ii、第3層、第411及び第5層が+
45°、−45°、90゜及び00回転されている複合材料である。他の例にヤ
ーン又は繊維が0’/900のレーアウドで配!された複合材料がある。これら
のマトリックス中積層構造物の製造技術は米国特許第4.916.000号、同
第4.623.574号、同第4.748.064号、同第’4.457.98
5号及び同第4. 403. 012号明細書に更に詳細に説明されている。こ
れら積層構造物の色々な層は、例えば縫製のような適当な固定手段で一緒に固定
することができる。マトリックス材料を含有していない構造物は、例えば溶剤抽
出、溶融、分解(酸化、加水分眸等)及び同様の技術のような常用技術でマトリ
ックス材料の一部又は全部を単に除去することによって製造することができる。
前駆体構造物を形成して層を一緒に固定する操作中(二繊維を適正な配置で安定
化するのに高範囲の高分子又は非高分子マトリックス材料を用いることができる
。その唯一の要件はマトリックス材料がこの安定化機能を奏し、かつそのマトリ
ックス材料が固定化工程後に構造物からある種適当な手段で一部又は完全に除去
可能なことである。
繊維層12はまた、繊維が必要とされる配置を有していると言う条件で、例えば
ポリオレフィン、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、アリル樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリブタジェンのようなポリジエン、ポリ
ウレタン等のような適当なポリマーで被覆された繊維から形成することもできる
。繊維層14はまた、米国特許第4.623.574号、同第4. 748.
064号、同第4.916.000号、同第4.403.012号、同第4.4
57.985号、同第4.650.710号、同第4.681.792号、同第
4゜737.401号、同第4.543.286号、同第4.563.392号
支び同第4.501.856号明細書に更に詳細に説明される通りの可撓性複合
材料を形成するために、例えば上記ポリマーの1つ又は2つ以上のマトリックス
のような高分子マトリックス中に分散された繊維の網状構造物から成ることもで
きる。
繊維層14は、その構成に関係な(、物品10が必要とされる可撓性の程度を有
するそのようなものである。
繊維層12の製造に用いられる繊維のタイプは広範囲にわたり変えることができ
、そして任意の有機繊維又は無機繊維であることができる。本発明を実施する際
に用いるのが好ましい繊維は約10グラム/デニール(g/d)以上の強度、約
150g/d以上の引っ張り弾性率及び約30ジユール/グラム以上の破断エネ
ルギーを有するものである。これらの引っ張り特性はバレルクランプ(barr
elclaIlp)にクランプ止めされたゲージ長25.4cm(10インチ)
の繊維をインストロン引っ張り試験機で25.4cm(10インチ)の速度で引
っ張ることによって測定される。これらの特に好ましい態様の内で、繊維の強度
が約25g76以上、引7張り弾性率が約1000 g/d以上及び破断エネル
ギーが約35ジユール/グラム以上である態様が最も好ましい。本発明の実施に
際して、格別好ましい繊維は約30g/d以上の強度を有し、引っ張り弾性率が
約1300g/d以上、かつ破断エネルギーが約40ジユール/グラム以上のも
のである。
繊維の繊度は広い範囲で変えることができる。繊維繊度は一般に約4000デニ
ール以下である。本発明の好ましい態様において、繊維繊度は約10〜約400
0デニールであり、本発明の更に好ましい態様においては繊維繊度は約10〜約
1000デニールであり、そして本発明の最も好ましい態様においては繊維繊度
は約10〜約400デニールである。
有用な無機繊維にS−ガラス繊維、E−ガラス繊維、炭素繊維、硼素繊維、アル
ミナ繊維、ジルコニアシリカ繊維、アルミナ−珪酸塩繊維等がある。
有用な有機繊維の具体例はポリエステル、ポリオレフィン、ポリエーテルアミド
、フルオロポリマー、ポリエーテル、セルロース、フェノール樹脂、ポリエステ
ルアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アミノプラスチック、ポリスルホン、
ポリエーテルケトン、ポリエーテル二一テルーケトン、ポリエステルイミド、ポ
リフェニレンスルフィド、ポリエーテルアクリルケトン、ポリ(アミドイミド)
及びポリイミドから構成されるものである。有用な他の有機フィラメントの具体
例は次のものから構成されるものである:アラミド(芳香族ポリアミド)、例え
ばポリ(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)、(ケブラー)
(Kevlar) :脂肪族と脂環式のポリアミド、例えばヘキサメチレンジア
ンモニウムイソフタレート30%とへキサメチレンジアンモニウムアジペート7
0%のコポリアミド、30%以下のビス−(−アミドシクロヘキシル)メチレン
とテレフタル酸とカプロラクタムとのコポリアミド、ポリヘキサメチレンアジパ
ミド(ナイロン66)、ポリブチロラクタム(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、ポリへキサメチ
レンテレフタルアミド、ポリカプロアミド、ポリ(ノナメチレンアゼラミド)(
ナイロン9゜9)、ポリ(デカメチレンアジペート)(ナイロン10.9)、ポ
リ(デカメチレンセバケート)(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デカンジカルポ牛サミド][キアナ(
Qiana) E (トランス)又はこれらの組み合わせ;並びに脂肪族、脂環
式及び芳香族のポリエステル、例えば(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(パラ−ヒドロキシベンゾエート)
、ポリ(ジ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)、ポリ(エチレンアゼレート)、ポリ(デカメチレン
セバケート)、ポリ(ジメチルプロピオラクトン)等。
また、有用な有機フィラメントの具体例は次のもののフィラメントである:液晶
ポリマー、例えば、ポリーχ−ベンジル し−グルタメート等のようなポリペプ
チドを含むリオトロピック液晶ポリマー;芳香族ポリアミド、例えばポリ(1゜
4−ベンザミド)、ポリ(クロロ−1,4−フェニレンテレフタルアミド)、ポ
リ(1,4−)ユニしンフマルアミド)、ポリ(クロロ−1,4−フェニレンフ
マルアミド)、ポリ(4,4’ −ベンズアニリド トランス、トランス−ムコ
ンアミド)、ポリ(1,4−フェニレンメサコンアミド)、ポリ(1,4−フェ
ニレン)(トランス−1,4−シクロヘキシレンアミド)、ポリ(クロロ−1,
4−フェニレン 2,5−ピリジンアミド)、ポリ(3,3’−ジメチル−4,
4′−ビフェニレン 2.5−ピリジンアミド)、ポリ(1,4−フェニレン
4゜4°−スチルベンアミド)、ポリ(クロロ−1,4−フェニレン 4.4′
−スチルベンアミド)、ポリ(1,4−)エコしン 4,4″−アゾベンゼン
アミド)、ポリ(4,4’ −アゾベンゼン 4,4° −アゾベンゼンアミド
)、ポリ(1゜4−フェニレン 4,4′−アゾキシベンゼンアミド)、ポリ(
4,4’ −アゾベンゼン 4,4゛ −アゾキンベンゼンアミド)、ポリ(1
,4−シクロヘキシレン 4.4′−アゾベンゼンアミド)、ポリ(4,4’
−アゾベンゼンテレフタルアミド)、ポリ (3,8−フエナントリジノンテレ
フタルアミド)、ポリ(4,4’ −ビフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(
4,4’ −ビフェニレン4.4′ −ビベンゾアミド)、ポリ(1,4−)エ
コしン 4,4゛ −ビベンゾアミド)、ポリ(1,4−フェニレン 4,4°
−テレフェニレンアミド)、ポリ(1,4−フェニレン 2.6−ナツタルアミ
ド)、ポリ(1,5−ナフタレンテレフタルアミド)、ポリ(3,3’−ジメチ
ル−4,4−ビフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(3,3’−ジメトキシ−
4,4′ −ビフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(3,3°−ジメトキシ−
4,4−ビフエニレンービベンゾアミド)等;ポリオキサミド、例えば2,2′
−ジメチル−4,4°−ジアミノビフェニルとクロロ−1,4−フェニレンジア
ミンから誘導されたちの;ポリヒドラジド、例えばポリクロロテレフタル酸ヒド
ラジド、2,5−ピリジンジカルボン酸ヒドラジド、ポリ(テレフタル酸ヒドラ
ジド)、ポリ(テレフタル酸−クロロテレフタル酸ヒドラジド)等:ポリ(アミ
ド−ヒドラジド)、例えばポリ(テレフタロイル 1.4−アミノ−ベンズヒド
ラジド)並びに4−アミノ−ベンズヒドラジド、蓚酸ジヒドラジド、テレフタル
酸ジヒドラジド及びバラー芳香族二酸クロリドから製造されたちのコポリエステ
ル、例えば塩化メチレン−〇−クレゾール中にポリ(オキシ−トランス−1,4
−シクロヘキシレンオキシカルボニル−トランス−1,4−シクロヘキンレンオ
キシ力ルボニルートランス−1゜4−フェニレンオキシテレフタロイル)を含む
組成物、0−クロロフェノール中の1. 1. 2. 2−テトラクロロ−エタ
ン−0−シクロヘキシレンオキシカルボニル−トランス−1,4−シクロヘキシ
レンオキシカルボニル−β−オキシ(2−メチル−1,3−フェニレン)オキシ
−テレフタロイル)中にポリ(オキシ−トランス−1,4−シクロヘキシレン−
オキシカルボニル−トランス−1,4−ンクロヘキシレン力ルボニルーβ−オキ
シ−(2−メチル−1,4−フェニレン)オキシ−テレフタロイル)を含む組成
物のもの等:ポリアゾメチン、例えば4゜4゛−ジアミノベンズアニリドとテレ
フタルアルデヒド、メチル−1,4−フェニレンジアミンとテレフタルアルデヒ
ド等から製造されたちの;ポリイソシアニド、例えばポリ(−フェニルエチルイ
ソノアニド)、ポリ(n−オクチルイソシアニド)等:ポリイソシアネート、例
えばポリ(n−アルキルイソシアネート)、例えばポリ(n−ブチルイソシアネ
ート)、ポリ(n−ヘキシルイソシアネート)等;複素環単位を有するリオトロ
ピック結晶性ポリマー、例えばポリ(1,4−フェニレン−2,6−ベンゾビス
オキサゾール)(PBO)、ポリ(1,4−フェニレン 1. 3. 4−オキ
サジアゾール)、ポリ(1,4−)ユニしンー2.6−ペンゾビスイミダゾール
)、ポリ[2,5(6)−ベンズビスイミダゾール](AB−FBI) 、ポリ
(2,6−(1,4−フェニレン)−4−フェニルキノリン]、ポリ[1,1’
−ビフェニレン)−6,6’−ビス(4−フェニルキノリン)]等;ポリオルガ
ノホスファジン、例えばポリホスファジン、ポリビスフェノキシホスファジン、
ポリ−ビス(2,2,2’ −トリフルオロエチレン)ホスファジン等:金属ポ
リマー、例えばトランス−ビス(トリーn−ブチルホスフィン)白金ジクロリド
とビスアセチレン又はトランス−ビス(トリーn−ブチルホスフィン)ビス(1
,4−ブタジニニル)白金及び同様の組み合わせとの、ヨウ化第−銅及びアミド
の存在下における縮合によって誘導されたちの;セルロース及びセルロース誘導
体、例えばセルロースのエステル、例えば三酢酸セルロース、酢酸セルロース、
酢酸−酪酸セルロース、硝酸セルロース及び硫酸セルロース、セルロースのエー
テル、例えばエチルエーテルセルロース、ヒドロキシメチルエーテルセルロース
、ヒドロキシプロピルエーテルセルロース、カルボキシメチルエーテルセルロー
ス、エチルヒドロキシエチルエーテルセルロース、シアノエチルエチルエーテル
セルロース、セルロースのエーテルエステル、例えばアセトキシエチルエーテル
セルロース及びベンゾイルオキシプロビルエーテルセルロース、並びにウレタン
セルロース、例えばフェニルウレタンセルロース:熱互変性液晶ポリマー、例え
ばセルロース及びそれらの誘導体、例えばヒドロキシプロピルセルロース、エチ
ルセルロース、プロピオンオキシプロビルセルロース:熱互変性コポリエステル
、例えば6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸とp−ヒドロキシ安息香酸とのコポリ
マー、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、テレフタル酸及びp −アミノフェノ
ールのコポリマー、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、テレフタル酸及びヒドロ
キノンのコポリマー、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、p−ヒドロキシ安は香
酸、ヒドロキシン及びテレフタル酸のコポリマー、2.6−ナフタレンジカルボ
ン酸、テレフタル酸、イソフタル酸及びヒドロキノンのコポリマー、2.6−ナ
フタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリマー、p−ヒドロキシ安は香酸
、テレフタル酸及び4.4゛ −ジヒドロキ/ジフェニルのコポリマー、p−ヒ
ドロキシ安は香酸、テレフタル酸、イソフタル酸及び4,4” −7ヒドロギシ
ジフエニルのコポリマー、p−ヒドロキシ安息香酸、イソフタル酸、ヒドロ謬ノ
ン及び4.4”−ジヒドロキ/ベンゾフェノンのコポリマー、フェニルテレフタ
ル酸とヒドロキノンとのコポリマー、クロロヒドロキノン、テレフタル酸及びp
−アセトキノ桂皮酸のコポリマー、クロロヒドロキノン、テレフタル酸及びエチ
レンジオキシー4.4′−ン安り香酸のコポリマー、ヒドロキノン、メチルヒド
ロキノン、p−1ニトロキン安巨香酸及びイソフタル酸のコポリマー、(1−フ
ェニルエチル)ヒドロキノン、テレフタル酸及びヒドロキノンのコポリマー及び
ポリ(玉子1ツノテレフタレート)とp−ヒドロキシ安息香酸とのコポリマー。
熱互変性ポリアミド並びに熱互変性コポリ(アミド−エステル)。
また、繊維層14の製造における使用に有用な有機フィラメントの實例は式%式
%
(式中、R1及びR3は同一または異なる原子又は基であって、水素、ヒドロキ
シ、ハロゲン、γルキルカルボニル、カルボキン、アルコキシカルボニル、複素
環式基、或いは非置換若しくはアルコキン、ンアノ、ヒドロキシ、アルキル及び
アリールより成る群から選択される1種又は2種以上の置換基によって置換され
たアルキル、(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延長鎖ポリマー
から構成されるフィラメントである。α、β−不飽和上ノマーのこのようなポリ
マーの具体例は次の通りである 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(]−ペンテン)、ポ
リ(2−メチルスチレン)、ポリ(4−メチルスチレン)、ポリ(1−ヘキセン
)、ポリ(1−ペンテン)、ポリ(4−メトキシスチレン)、ポリ(5−メチル
−1=ヘキセ〉)、ポリ(4−メチルペンテン)、ポリ(1−ブテン)、ポリ塩
化ビニル、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(酢酸ビニル)、ポリ(ビニルブチラール)
、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(塩化ビニリデン)、塩化ビニル−酢酸ビニルクロ
リドコポリマー、ポリ(弗化ビニリデン)、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(弗化ビニル)、ポリ(ビニルホルマール)、ポリ(3−メチル−
1−ブテン)、ポリ(1−ペンテン)、ポリ(4−メチル−1−ブテン)、ポリ
(1−ペンテン)、ポリ(,4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(1−ヘキセン
)、ポリ(5−メチル−1−ヘキセン)、ポリ(1−オクタデセン)、ポリ(ビ
ニルーンクロベンタン)、ポリ(ビニルピロリドン)、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i・)、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lノン)等。
本発明の最も好ましい態様では、複合材料物品はフィラメントの網状構造物を含
み、そのフィラメントには高分子量ポリエチレン繊維、高分子量ポリプロピレン
繊維、アラミド繊維、高分子量ポリビニルアルコール繊維、液晶コポリエステル
のような液晶ポリマーの繊維及びそれらの混合物がある。米国特許第4,457
.985号明細書において斯かる高分子量ポリエチレンと同ポリプロピレンの繊
維が一般的に議論されている。この米国特許の開示を本発明と矛盾しない範囲で
本発明において引用、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150.000、好ましくは少なくとも百方、更に好ましく
は2百万乃至5百万のものである。このような延長鎖ポリエチレン(ECPE)
繊維はメイフゼン(Meihuzen)等に付与された米国特許第4,137.
394号明細書又は1982年10月26日に発行された米国特許第4.356
.138号明細書に記載されるように溶液中で成長させることができ、或いはド
イツ特許公開公報第3.004.699号及び英国特許第2.051,667号
明細書に記載されるように、そして米国特許第4.551.296号明細書に特
に記載されるように′a維を溶液から紡糸してゲル構造を形成することがでさる
(1982年11月10[ヨ公開の欧州特許A第64.167号明細書を参唄さ
れたい)。本発明で用いられるポリエチレンなる用語は、主鎖の炭素原子1,0
0個につき5側層1’;o′)変成用単位の、少量の鎖分枝用コモノマーを倉有
していてもよい、そして約50重型層Fの1禰又は2種層−J:ID高分子添加
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
若しくはポリブチlノン、七ノー第1ノフィンを主モノマーと:〜でA′何する
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、或いは参考として一般的に挙げると、酸化防止剤、雨泄剤、紫
1線遮断剤、覆色剤等のような低分子量の添加剤もポリエチし・ンと混合して倉
荷していてもよい、主とし、て線状のポリエチレン物質を意味する。これらのフ
ィラメントにはその形成法、延伸比と温度、その他の条件に依存して色々な性質
を付与することができる。フィラメントの強度は少なくとも15グラム/デニー
ル、好ましくは少なくとも20グラム5./デニール、更に好ましく(ま少なく
とも25グラム/′デニール、最も好ましくは少な(とも30グラム、/デニー
ルであるのがよい。同様に、フィラメントの引っ張り弾性率は、インストロン引
っ張り試験機で測定して、少なくとも300グラム/デニール、好ましくは少な
くとも500グラム/デニール、更に好ましくは少なくともi、000グラム/
デニール、最も好ましくは少なくとも1.200グラム/デニールである。3引
っ張り特性は全てバレルクランプにクランプ止めされた25゜4cm(10イ:
・・チ)の繊維長をインストロン引っ張り試験機で25.4cm(10インチ)
の速、度で引っ張ることによって測定された。引っ張り弾性率と強度についての
これらの最大値は一般に溶液成長法又はゲルフィラメント法を用いることによっ
てのみ達成可能である。
同様に、少なくとも200.000、好ましくは少なくとも】00万、更に好ま
しく少なくとも200万の分子量を有する高度に配向したポリプロピレン繊維を
用いてもよい。このような高分子量のポリプロピレンは前記の種々の文献に記載
される方法によって、特に米国特許第4.551.296号明細書の方法によっ
て妥当かつ十分に配向されたフィラメントに形成することができる。ポリプロピ
レンは結晶性がポリエチレンよりもはるかに低度の物質であり、かつペンダント
メチル基を含むので、ポリプロピレンによって達成可能な強度値は一般にポリエ
チレンについての対応する値よりも實質的に低い。従って、適当な強度は少なく
とも8g/デニールであり、そして好ましい強度は少なくとも11g/デニール
である。ポリプロピレンについての引っ張り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。」二記の/<ラメ−
ターについての特に好ましい範囲で最終物品に改良さねた性能を有利に与える。
二とができる、
高引っ張13弾性率を有する高分子量ポリビニルアルコール繊維はY、クオン(
Y、 Kwon)等にイ」与された米国特許第4.440.711号明細書に述
べられている。この米国特許を本発明と矛盾しない範囲で本明細書において引用
、参照するものとするっポリビニルアルコール(PV−OR)の場合、PV−O
Hフィラメントは少なくとも約200.000の分子量のものである。
特に有用なPV’−OH繊維は少なくとも約300 g/dの弾性率、少なくと
も約7g/d(好ましくは少なくとも約10g/d、更に好ましくは少なくとも
約14g/d、最も好ましくは少なくとも約17g/d)の強度及び少なくとも
約8ジユール/グラムの破断エネルギーを有すべきである。少なくとも約200
゜000の重量平均分子量、少なくとも約Log/dの強度、少なくとも約30
0g/dの弾性率及び少なくとも約8ジユール/グラムの破断エネルギーを有す
るPV−OH繊維が急所抵抗性物品の製造に際してより有用である。このような
性質を有するPV−OH繊維は、例えば米国特許第4,599.267号明細書
に開示される方法によって製造することができる。
アラミド繊維の場合、主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
繊維は米国特許第3.671.542号明細書に記載されている。この米国特許
を本明細書において引用、参照するものとする。好ましいアラミド繊維は少なく
とも約20g/dの強度、少なくとも約400 g/dの引っ張り弾性率及び少
なくとも約8ジユール/グラムの破断エネルギーを有するものであり、特に好ま
しいアラミド繊維は少なくとも約20g/dの強度、少な(とも480 g/d
の弾性率及び少なくとも約20ジユール/グラムの破断エネルギーを有するもの
である。最も好ましいアラミド繊維は少なくとも約20g/dの強度、少なくと
も約900 g/デニールの弾性率及び少なくとも約30ジコール/グラムの破
断エネルギーを有するものであるっ例えば、ケブラー(登録商標)29.49.
129及び149の商標名でデュポン社(Dupont Corporatio
n)が商業的に製造している、中度に高い弾性率値と強度値を有するポリ(フェ
ニレンテレフタルアミド)繊維が電断抵抗性の複合材料の製造において特に有用
である。また、商標名ノメンクス(NoIIlex :登録商標)でデュポン社
が商業的に製造しているポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)の繊維も本発
明の実施に有用である。
液晶コポリエステルの場合、適当な繊維は、例えば米国特許第3. 975.
487号、同第4.118.372号及び同第4.161,470号明細書に開
示される。これらの米国特許を本明細書において引用、参照するものとする。約
15〜約30g/d、好ましくは約20〜約25g/dの強度、及び約500〜
1500g/d、好ましくは約1000〜約1200 g/dの弾性率が特に望
ましい。
物品10は、−軸繊維層12に加えて、追加の繊維層(図示されず)を含んでい
てもよい。このような層はフェルト化、編成又は織成[手職、バスケット織、朱
子織及びクローフィート織(crow feet weave)等]で網状構造
物に形成してもよいし、不織布に加工してもよいし、平行に整列、配置させても
よいし、層に形成してもよいし、或いは各種の常用の方法のいずれかによって織
物に形成してもよい。これらの方法の内で、急所抵抗性用途には、急所抵抗性物
品用のアラミド布帛の製造において一般に用いられた変法を用いるのが好ましい
。例えば、米国特許第4,181,768号明細書及びM、 R,シリクイスト
(M、 R,5flyquist)等のJ、 Macroa+o1. Sci、
Cheu、、A7 (1) 、pp203以降(1973)に記載される方法
が特に適している。
図2に示されるように、物品10は10層の層121〜12jから構成される。
しかし、物品10に含まれる層12の数は、少なくとも2層が存在すると言う条
件で、大幅に変えることができる。一般に、任意の態様における層の数は所望と
される急所防護と可撓性の程度に依存して変わる。繊維層12の数は好ましくは
2〜約70層、更に好ましくは約5〜約60層、最も好ましくは約20〜約50
層である。
10層の繊維層12a〜12jは各々、図面に示される例示態様においては縫製
(stitching)である水平固定手段14と垂直固定手段16で一緒に固
定されている。図面の態様において、繊維層12a〜12jは全て一緒に固定さ
れているが、−緒に固定される層12の数は2層程度の少数であってもよいし、
或いは物品10中の層12の任意に組み合わされた任意の数であってもよい。層
12の数が約80層以上である場合の本発明の好ましい態様において、層は全て
が一緒に固定されていない。これらの態様では、約2〜約80層、好ましくは約
2〜約40層、更に好ましくは約2〜約30層、最も好ましくは約2〜約20層
が一緒に固定され、複数のバラケト(図示されず)を形成しており、その際約2
〜約15層が一緒に固定されるような態様が格別に好ましい態様である。これら
のパケットは順次固定手段で一緒に固定することができる。
図1及び2に示されるように、繊維層12a〜12jは固定手段14及び及び垂
直固定手段16により一緒に保持されている。固定手段14と16との間の距離
は大幅に変えることができる。本発明の好ましい態様においては、隣接する固定
手段14及び16の間の距離は約0.3175cm (1層8インチ)以下であ
る。これらの好ましい態様において、隣接する固定手段14〜16の間の間隔の
下限には臨界がな(、理論的にはそのような隣接固定手段14〜16は可能な限
り接近させることができる。しかし、実際上の理由と便利さから、その距離は通
常約0.40mm (1層64インチ)以上である。本発明の好ましい態様にお
いて、固定手段14と16との間の間隔は約0,79〜約2.5mm (1/3
2〜1710インチ)である。更に好ましい間隔は約1,6〜約2.5mm (
1/16〜1/10インチ)であり、そして最も好ましい間隔は2.5〜約2.
1mm(1/16〜1/工2インチ)である。
種々の繊維層を相互に連結する固定手段14及び16の各要素間距離は大幅に変
えることができる。固定手段14及び16は各種層12の連続相互連結であるこ
とができ、その場合手段14及び16を形成する路は各種層12が相互に連結さ
れていないいかなる領域も含まない。固定手段14及び16は不連続であっても
よく、その場合固定手段14及び16を形成している路は各種層12が相互に連
結されている路とそのような相互連結がない他の領域から構成される。各種層1
2が一緒に縫い合わされている図1及び2の態様において、固定手段14及び1
6の各種要素間の距離はステッチの長さであって、それは大幅に変えることがで
きる。本発明の好ましい態様において、個々の固定要素間の距離、例えばステッ
チ長は約6.4mm以下である。一般に、その下限は大幅に変えることができる
。
更に好ましい距離は約4mm以下であり、それより好ましい距離は約1〜約4m
mであり、そして格別に好ましい距離は約2.5〜約3.5mmである。
図1及び2の例示態様において、物品10は相互に直交し、90°の角度で交差
して、路の少な(とも2つが約0.3175cm (1層8インチ)以下、好ま
しくは約3.2mm以下の距離で隔てられている、物品10の表面に複数の実質
的に長方形の又は正方形の形状をしたパターンを形成している、隣接する実質的
に平行な水平固定手段14と実質的に平行な垂直の固定手段16の2つの組と共
に描かれている。これは本発明の最も好ましい局面を表している。1組の路を用
いることも可能であることも意図される。更に、これらの路は平行である必要が
な(、直角以外で交差していてもよい。その唯一の要件は路の少なくとも2つが
隣接しており、かつこれらの隣接路間の距離が約0.3175cm (1層8イ
ンチ)以下であると言うことである。
層12は、それらを相互に連結する固定手段14及び16の少な(とも2つが上
記の臨界的な離間距離内にある限り、任意、適当な固定手段14及び16で一緒
に固定し、相互に連結することができる。適当な固定手段の実例はステーブル留
め、リベット締め、溶接、熱接着、接着剤、縫製及び当業者に公知の他の手段で
ある。
図1及び2においては、固定手段14及び16を形成するのにステッチが利用さ
れている。o−/り縫い(lock stitching) 、鎖縫い(cha
fn stitching) 、ジグザグ縫い等の縫製、縫い付け(stiti
ching and sewing)方法が本発明における使用に対して好まし
い固定手段を構成する。これらの好ましい態様において使用される糸は大幅に変
えることができるが、比較的高引っ張り弾性率(約200グラム/デニール以上
)で、かつ比較的高引っ張り強度(約15グラム/デニール以上)の繊維を用い
るのが好ましい。これらの引っ張り特性は全てバレルクランプにクランプ止めさ
れた25.4cm (10インチ)の繊維長をインストロン引っ張り試験機で2
5.4cm/分(10インチ/分)の速度で引っ張ることによって評価される。
本発明の好ましい態様において、引っ張り弾性率は約400〜約3000グラム
/デニール、強度は約20〜約50グラム/デニールであり、更に好ましくは引
っ張り弾性率は約1000〜約3000グラム/デニール、強度は約25〜約5
0グラム/デニールであり、そして最も好ましくは引っ張り弾性率は約1500
〜約3000グラム/デニール、強度は約30〜約50グラム/デニールである
。有用な糸及び繊維は大幅に変えることができるが、これらについては後記で繊
維層12の製造において使用するための繊維に関する検討において更に詳細に説
明する。しかし、ステイフナにおいて使用される糸又は繊維はアラミドの繊維又
は糸[例えば、ケブラー(登録商標)29.49.129及び149アラミド繊
維]、延長鎖ポリエチレンの糸又は繊維[例えば、スペクトラ(登録商標)90
0及びスペクトラ1000ポリエチレン繊維]又はそれらの混合物であるのが好
ましい。図1及び2に示される本発明の態様において、層12の平面に対して垂
直な軸線を有するステイフナの糸の重量パーセントは好ましくは少なくとも約2
重量%、更に好ましくは約2〜約30重量%、最も好ましくは約4〜約15重量
%である。重量パーセントは全て物品の総重量に基づく。
図3.4.5及び6は物品18の破断正面図及び断面図を示すものである。この
物品18はその物品の2層又は3層以上の層12の1つの表面に又は複数の層1
2の両表面に貼り付けられた色々な幾何形状の複数の平らな又は実質的に平らな
物体20の付加によって図1及び2の物体10とは異なるものとされている。
弾道弾が平坦物体20に衝突すると、その弾丸(−issile)は破壊され、
及び/又は拡大及び平らにされてその衝突領域を増し、そして弾丸の速度を減す
る。図3.5及び6に断面で示されるように、物品18は各々水平ステイフナ1
4と垂直ステイフナ16(図示されず)で−緒に縫い合わされた複数の繊維層1
2より成る3つの異なる層22.24及び26を含む。層22は環境に露出され
る外層であり、層26は着用者の体に最も近い内層である。これら2つの被覆層
22及び26は急所抵抗検層24をサンドイッチしている。図の身体防護外装に
おいて急所抵抗検層24は複数の平坦物体20を有する複数の縫い合わされた層
12を含んで成る。平坦物体20はそれら複数の層12の両外表面を部分的に覆
い、覆わ第1.た領域28と1われていない領域30より成るバター−/をそれ
ら外表面上に形成している5、図3に示されるようj二、これら複数の平坦物体
20は一方の表面上の被N領域28が他方の表面上の非被覆領域30と整列され
るように両表面」二に位置決めされる。図3に示される本発明の好ましい態様に
おいて、各平坦物体20は、非被覆領域30に隣接する平坦物体20が複数の層
12の他方の外表面上の(領域30の)対応する平坦物体20とある部分32で
一部重なり合うように、その対応する非被覆領域30より大きさが均一に大であ
る。重なりの程度は大幅に変えることができるが、一般に、好ましくは複数の層
12の1つの外表面上の年波Fl領域30の約90%以上の面積、更に好ましく
は約95%以上の面積、最も好ましくは約99%以上の面積が複数の層12の他
方の外表面上の対応する平坦物体20で覆われるそのような程度である。
図4は平坦物体20を層26の表面上及び層24上に配置することによって異な
るものとされている図3の態様の変形を示すものである。対応する部分は同様の
数字で示されている。
これらの図に示されるように、平坦物体20の位置は大幅に変えることができる
。例えば、平坦物体20は繊維層12の外側の表面上にあってもよいし、或いは
複数の繊維層12の内側に包み込まれて内面上にあるようにされてもよい。図3
〜6に示されるように、平坦物体20はスペースフィリング(space fi
lling)であるのが好ましく、そして多重方向の曲げを可能にするために好
ましくは互いにある角度(更に好ましくは約606)で交差する異なる方向に1
つより多い連続の又は半一連続のシーム(seam) 、好ましくは2つ又は3
つの、更に好ましくは3つの連続の又は半一連続のシームを与える。
平坦物体20を繊維1112に連続ンートとして固定することはその構造物の剛
化を引き起こし、その可撓性の程度を低下せしめる。このことはある用途には、
物品10が必要とされる可撓性を有していると言う条件で許容されるだろうけれ
ども、比較的高い侵入抵抗性と可撓性が望まれる、急所抵抗性チョッキのような
多くの用途には平坦物体20を繊維層12に所望とされる可撓性が得られるよう
に貼り付けることが望ましい。これは、好ましくは、平坦物体20を不連続の幾
何形状として貼り付けることによって達成される。好ましい幾何形状はスペース
フィリングであり、そして図5皮び6に小されるように、3つのツなるシーム方
向を存して多重方向l二曲げる、ことを可能とする実質的に連続のシームを与え
るのが好ましい01つの好ましい構成は、三角形(好まし、くは直角三角形及び
正三角形、更に好ましくは正三角形)の形をした、図5及び6に示されるよ・う
にスペースフィリングとして配列される平坦物体20より成る。二の構成に対す
る望ましい修正は2個又は3個以上の三角形の適切な縁における融着により得る
ことができる形状に相当する六角形、平行四辺形、台形等のような、適合性の幾
何形状のものを含めることである。最も好ましい適合性形状は図7及び8に示さ
れる六角形である。図7及び8では六角形状体及び三角形状体が1ii12の同
じ表面上に配置されているが、このような位置決めは臨界的なものではなく、平
坦物体20は、例えば図3〜6におけるように1つより多い表面上に都合よく配
置することが可能である。、図9に示されるように、本発明の最も好ましい態様
においては、平坦物体20はその縁において切頭されているか又は丸くされてお
り、そして好ましくは平坦物体20を層12の表面にステイフナ36で縫い付け
るための目34を含む。これらの態様において、曲線で囲まれた平坦物体20.
例えば円形体又は楕円形体が追加の侵入抵抗性を与えるように切頭縁において配
置される。別法として、完全に又は一部切頭された平坦物体20と一部切頭され
るか又は非切頭の平坦物体20の混合体を、これら各種平坦物体20を切頭端に
おけるオーブンスペースがその一部切頭された又は切頭されていない隣接する平
坦物体20の切頭端で覆われるように配置させるときに用いることができる。平
坦物体20の取り付は点をその物体の境界から離すことによって可撓性も向上さ
せることができる(図5及び6を参照されたい)。これは層12を平坦物体20
から離して屈曲させるようにするもので、これによって可撓性が向上せしめられ
る。層12と平坦物体20との間にスペーサー(図示されず)を与えることによ
って追加の可撓性を得ることが可能である。このようなスペースフィリング構成
はシームの可撓性及び最少化と侵入抵抗性との間で広範囲の歩み寄りを可能にす
る。
不連続の幾何形状に代わる態様はスリット、孔等を含有する比較的硬質の侵入抵
抗性平坦物体20の使用である。スリット、孔等の使用により向上した急所防護
性を得ることができると共に、その際同時に急所抵抗性物品の可撓性に対しては
有意の影響はない。スリット、孔等は、平坦物体20が個々の幾何形状物につい
て前に説明したと類似の方法で容易に屈曲することができる2つ又は3つ(好ま
しくは2つ又は3つ、更に好ましくは3つ)の方向が存在するように整列させる
のが望ましい。
平坦物体20の位置は大幅に変えることができる。例えば、平坦物体20は繊維
層12の外側表面にあってもよいし、或いは複数の繊維層12の内側に包み込ま
れて内面上に存在してもよい。図3〜6に示されるように、平坦物体20はスペ
ースフィリングであるのが好ましく、そして多重方向における屈曲を可能にする
ために1つより多い連続シーム方向、好ましくは3つ又は4つ以上の連続シーム
を与える。
図3及び4に示されるように、本発明の好ましい態様においては、物品20は隣
接する繊維層12中の硬質の実質的に平らな物体20が連続的かつ重なり合う硬
質急所防護を与えるべく補い合う複数の繊維層12を含む。これらの態様におい
ては、図4〜7に示されるように、物体10は、各層12が平坦物体20で一部
覆われて、好ましくは被覆領域28と非被覆領域30とが交互に配列されたパタ
ーンを形成している少なくとも2層の層12を含むのが好ましい。これらの層は
1つの層12の非被覆領域30がもう1つの層12(好ましくは隣接する層)の
被覆領域28と整列され、1つの層12の非被覆領域がもう1つの層12の被覆
領域で部分的に又は完全に覆われるように物品10の中に配置される。別法とし
て、図3.4.5及び6に示されるもう1つの好ましい態様は層12の各面が平
坦物体20で部分的に覆われている層12を含む。この場合、平坦物体20は層
の一方の面上の被覆領域28がその層の他方の面上の非被覆領域30と整列され
るように配置される。本発明の好ましい態様において、層12の表面は平坦物体
20が他方の112の被覆されていない釣り合った表面又は同じ層の他の表面よ
り大きさが均一に大となっていて、完全な重なり合いを与えるように平坦物体2
0で覆われている。これは物体20の先端を切るか、さもなければそのような先
端を1つの被覆領域が相補関係にある非被覆領域30より大となるようにその表
面における物体20の最接近配置を可能にすべく修正することによって達成する
のが好ましい。各種繊維層12間の大きな整列不一致は固定手段14及び16に
よって防がれるう
平坦物体20の形状は大幅に変えることができる。例えば、平坦物体20は六角
形、三角形、正方形、六角形、台形、平行四辺形等のような規則的な形状のもの
であってもよいし、或いは任意の形状又は形の不規則に賦形された物体であつ
−てもよい。本発明の好ましい態様において、平坦物体20は規則的形状のもの
であり、そして本発明の更に好ましい態様においては平坦物体20は三角形(好
ましくは直角三角形又は正三角形、更に好ましくは正三角形)の形状をした物体
又は三角形形状体と六角形状体の組み合わせであり、これらは同じ面積の他の形
状を持つ平坦物体20を有する急所抵抗性物品に比較して相対的に改良された可
撓性を与える。
平坦物体20を繊維層12に結合する手段は広範囲にわたり変えることができ、
それにはこの機能を与えるこの技術分野で通常使用される任意の手段が包含され
る。有用な結合手段の実例はエルセピア−サイエンテフ什ツク バブリ、、シン
グ社(Elsevier 5cientific Publishing Co
、 )刊(1980年)のR,C,ライルト、ねじ、ステープル、機械的インタ
ーロック、接着剤、縫製等又はこれらの常用の方法のいずれかの組み合わせがあ
る。図5及び6に示されるように、本発明の好ましい態様において、平坦物体2
0は層12の表面にステイフナ36及び目34により縫い付けられる。所望によ
っては、縫製は接着剤で補足することができる。
平坦物体20は物品18の用途に依存して広い範囲にわたり変えることができる
硬質の急所抵抗性材料から構成される。本明細書及び請求の範囲で使用されてい
る“硬ii (ridid)−なる用語は自由に立っている(free sta
nding)ことを意味するもので、くずれずには自由に立っていることができ
ない半一可撓性の及び半一硬質の構造物も包含する。平坦物体20の製造に用い
られる材料は広い範囲にわたり変えることができ、金属又は半一金属材料、有機
材料及び/又は無機材料であることができる。このような材料の実例はG、B、
ブラデイ−(G、 B、 Brady)及びH,R,クローザ−(H,R,C1
auser)著、材料/%ンドブツク(Ilaterials Handboo
k) 、第12版(1986年)に記載されるものである。
平坦物体の製造に有用な材料にセラミック材料がある。有用な金属材料及び非金
属のセラミック材料を例示すると、C,F、 ライアブル著、急所抵抗性材料と
侵入機構、第5〜7章(1980年)に記載されるものがあり、これには単一酸
化物(single oxide) 、例えば酸化アルミニウム(Al、03)
、酸化バリウム(Bad)、酸化ベリリウム(Bed) 、酸化カルシウム(
Cab) 、酸化セリウム(Ce、03及びCeO、ン、酸化クロム(Cr20
g) 、酸化ディスプロシウム(D3T203) 、酸化エルビウム(Er2’
s) 、酸化ユーロピウム(EuO1Eu103及びEuzo4) (Eu+a
Oi+) 、酸化ガドリニウム(Gd10s) 、酸化ハーフニウム(HfO,
) 、酸化ホルミウム(Ho203) 、酸化ランタン(Law’s) 、酸化
ルテチウム(LL+201) 、酸化マグネシウム(Mgの、酸化ネオジム(N
dtOs) 、酸化ニオブ(NbO1Nb203及びNb0z) (Nbt(i
s) 、酸化プルトニウム(PuOlPuzO,及びPuO,) 、酸化プラセ
オジム(Pr04、Pr60. l及びPr20、)、酸化プロメチウム(Pa
nt’s) s酸化サマリウム(SaO及び31203) 、酸化スカンジウム
(Sc20.)、二酸化珪素(SzO2) 、酸化ストロンチム(S4の、酸化
タンタル(Tatoi) 、酸化テルビウム(Tb20s及びTb、0.) 、
酸化トリウム(The2)、酸化ツリウム(TmtOs) 、酸化チタン(Ti
O1Ti203、Ti 303及びTi02) 、酸化ウラニウム(UO2、u
、08及びUO,) 、酸化バナジウム(vO1v203、vO!及ヒv20s
)、酸化イッテルビウム(YbxOs) 、酸化イツトリウム(Y、O,)及び
酸化ジルコニウム(Zr01 )がある。有用なセラミック材料には次のものも
ある:炭化硼素、炭化ジルコニウム、炭化ベリリウム、アルミニウムベライド(
beride) 、炭化アルミニウム、炭化硼素、炭化珪素、炭化アルミニウム
、窒化チタン、窒化硼素、炭化チタン、二硼化チタン、炭化鉄、窒化鉄、チタン
酸バリウム、窒化アルミニウム、ニオブ酸チタン、炭化硼素、硼化珪素、チタン
酸バリウム、窒化珪素、チタン酸カルシウム、炭化タンタル、黒鉛、タングステ
ン:セラミック合金−これにはコーディエライト(cordierite) /
MAS、ジルコン酸チタン酸鉛/PLZT、アルミナ−炭化チタン、アルミナ−
ジルコニア、ジルコニア−コーディエライト/ZrMAS;繊維強化セラミック
及びセラミック合金ニガラス質セラミック;並びにその他の有用な物質。好まし
いセラミック物質は酸化アルミニウム並びに金属及び非金属の窒化物、硼化物及
び炭化物である。
平坦物体18は1種又は2種以上の熱可塑性物質、1種又は2種以上の熱硬化性
物質又はそれらの混合物からも形成することができる。有用な物質に次の比較的
高弾性率[約41.300kPa (6000psi)以上]の高分子物質力す
る:ポリアミド、例えばアラミド、ナイロン−66、ナイロン−6等;ポリエス
テル、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等:ア
セタール:ボリスルホン:ポリエーテルスルホン:ポリアクリレート;アクリロ
ニトリル/ブタジェン/スチレンコポリマー、ポリ(アミドイミド);ポリカー
ボネート;ポリフェニレンスルフィド;ポリウレタン;ポリフェニレンオキシド
;ポリエステルカーボネート;ポリエステルイミド;ポリイミド;ポリエーテル
エーテルケトン:エポキシ樹脂;フェノール樹脂;シリコーン樹脂;ポリアクリ
レート;ポリアクリル樹脂;ビニルエステル樹脂:変性フェノール樹脂;不飽和
ポリエステル:アリル樹脂;アルキド樹脂;メラミン樹脂及び尿素樹脂;熱可塑
性樹脂及び/又は熱硬化性樹脂のポリマーアロイ及びブレンド;並びに相互貫入
ポリマーネツトワーク(interpenetrating polymer
network) 、例えばビスフェノールAのジシアノエステルのようなポリ
オールのポリシアネートエステルとポリスルホンのようの熱可塑性樹脂の相互貫
入ポリマーネットワーク。
平坦物体の製造に有用な物質にはまた比較的低弾性率の高分子物質[約41゜3
00kPa (6000ps i)] 、例えばエラストマー性物質がある。適
当なエラストマーの代表的な例とそれらの構造、性質、処方が架橋法と共にエン
サイクロペディア オブ ポリマー サイエンス(Encyclopedia
of Po1yIler 5cience)[ジョン ワイレー アンド サン
ズ社(John 1iley & 5ons Inc、 ) 、 1964年]
、第5巻、エラストマースーシンセティック(Elastmers−3ynth
etic)なる節に要約されている。例えば、次の物質のいずれも使用すること
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−ジェンターポリマー、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、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使用して
可塑化されたポリ塩化ビニル、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〜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、エチレンとブタジェン及びイソプレンのような共役モノマー又はスチレン、
ビニルトルエン若しくはt−ブチルスチレンのようなビニル芳香族モノマーとの
コポリマー。
これらの高分子物質は繊維層12の製造において使用するための前記の高強力繊
維、例えばアラミド繊維、ポリエチレン繊維及びそれらの混合物のような有機繊
維で強化してもよい。加えて、高分子物質は平坦物体20を製造するための前記
の無機質、金属質又は半一金属質の物質から形成された繊維、例えば硼素繊維、
る。マトリックス物質は繊維束に含まれる各フィラメントを実質的に被覆するの
が好ましい。フィラメントを分散させる方法は大幅に変えることができる。フィ
ラメントは繊維層12の中で繊維網状構造物の色々な配置を取ることかできる。
例えば、フィラメントは織物又は不織布の形をしていることができる。フィラメ
ントは実質的に平行な一方向様式で整列させてもよいし、又は多方向様式で整列
させてもよいし、或いはフィラメントと相互に色々な角度で多方向様式で整列さ
せてもよい。本発明の好ましい態様において、各層中のフィラメントは、例えば
プレプレグ、引き抜きシート等の中に実質的に平行な一方向様式で整列される。
1つのこのような適当な配置は平坦物体20が、被覆されたフィラメントがシー
ト様配列で配置され、かつ共通のフィラメント方向に沿って相互に平行に整列さ
れている複数の層又はラミネートを含んで成る場合である。このような被覆され
た一方向フィラメントの連続する層は前の層に対して回転される。このようなラ
ミネート構造物の1例は第2、第3、第4、第5層等を、必ずしも次の回転順序
である必要はないが、+45°、−45°、90°及び0°回転させた複合構造
物である。他の例に0’/90°のレーアウドで配置されたヤーン又はフィラメ
ントを有する複合構造物がある。これらの強化積層構造物の製造技術は米国特許
第4.916,000号、同第4,623.547号、同第4,748,064
号、同第4.457.985号及び同第4,403.012号明細書に更に詳し
く説明されている。
平坦物体20の製造に有用な材料はまた、例えばニッケル、マンガン、タングス
テン、マグネシウム、チタン、アルミニウム及び鋼の板等のような金属も含む。
有用な1117)”JNはグレーt’Al5r ・1005−ArSr−103
0の軟11、グレードAl5I・1030〜ATSI・1055の中炭素鋼、グ
レードAl5I・1060〜All・1095の高炭素鋼、快削鋼、低温炭素鋼
、レール鋼及び超塑性鋼を含む炭素鋼:高速度鋼、例えばタングステン鋼及びコ
バルト鋼:熱間金型鋼;低合金鋼:低膨張合金:鋳型鋼;窒化鋼、例えば低炭素
鋼及び中炭素鋼をクロム及びアルミニウム、又は二yケル、クロム及びアルミニ
ウムと組み合わせて構成されるもの:珪素鋼、例えばトランスフォーマ−(tr
ansformer)鋼及び珪素−マンガン鋼:超高強力鋼、例えば中炭素低合
金鋼、クロム−モリブデン鋼、クロム−ニッケルーモリブデン鋼、鉄−クロム−
モリブデン−コバルト鋼、急冷・焼き戻し鋼、冷間加工高炭素鋼;並びにステン
レス鋼、例えば鉄−クロム合金のオーステナイト鋼、クロム−ニッケルのオース
テナイトステンレス鋼及びクロム−マンガン鋼である。有用な材料にはまた次の
合金がある:マンガン合金、例えばマンガンアルミニウム合金、マンガン青銅合
金等;ニッケル合金、例えばニッケル青銅合金、ニッケル鋳鉄合金、ニッケルー
クロム合金、ニッケルークロム鋼合金、ニッケル銅合金、ニッケルーモリブデン
鉄合金、ニッケルーモリブデン鋼合金、ニッケルー銀合金、ニッケルー鋼合金等
;鉄−クロムーモリブデン−コバルト−鋼合金;マグネシウム合金ニアルミニウ
ム合金、例えば商業的に純粋なアルミニウムのアルミニウム合金1000シリー
ズのもの、アルミニウムーマグネシウム−マンガン合金、アルミニウムーマグネ
シウム合金、アルミニウムー銅合金、6000シリーズのアルミニウムー珪素−
マグネシウム合金、7000シリーズのアルミニウムー銅−クロム合金、アルミ
ニウムキャスト合金;アルミニウム黄銅合金及びアルミニウム青銅合金等。
平坦物体20はまた複数の繊維層、例えば織物又は不織布、0°790°配置を
有する繊維ラミネート等から形成された硬質の多層ラミネートからも形成するこ
とができる。これらの層は常用の合体手段、例えば接着、ボルト、ステープル、
ねじ、縫製等により本体に合体させることができる。
本発明の複合材料は普通の目的に使用することができる。例えば、このような複
合材料は常用の方法を使用して侵入抵抗性物品等の製造に使用することができる
1、例えば、このような侵入抵抗性物品には食用獣肉カッターエプロン、保護手
袋、ブーツ、インド、釣り道具等がある。
本望明の物品は、その可撓性とその向上した侵入抵抗性の故に、例えば“防弾゛
うrニシグのような身体防護外装、即ち侵入抵抗性物品、或いはレインフートの
製造において特にa用である。次の実施例は本発明を更に完全に理解できるよう
にするために与えられるものであって、これらを本発明に対する限定と解しては
ならない。
弾道研究において、外殻とプレートとの比重量は面密度(ADT)によって表す
ことができる。この面密度は2断抵抗性防護外装の単位面積当たりの重量に相当
する1、フィラメントで強化された複合材料の場合、その急所抵抗性は生として
フィラメントに依存する。もう1つの有用な重量特性は複合材料のフィラメント
面密度である。この用語は複合材料の崖位面積当たりのフィラメント強化材の重
量(AD)に相当する。
実施例1
スペクトラ−シールド(SPECTRA−3HIELD :登録商標)の前置て
合体された12要素を縫製することによってパネルを製造した(0’ /90’
パネル、スペクトラ(登録商標>1000繊維80重量%、クラトン(登録商標
> D1107・20重量%、AD=0.105kg/m2、ADT=0.13
1kg/mす。縫製は正確に平行なシームを保証するためにジグを用いてシンガ
ー インダストリアルソーイング マノン(Singer Industria
l Sewing Machine) 、モデル111W113で行った。シー
ムは繊維方向に平行に縫い付けられてクロスステインチ構造を形成した。試料を
トルエンに24時間浸漬し、次いで取り出した。このプロセスを2回より多い回
数繰り返し、マトリックス物質が全て試料から確実に除去されるようにした。
得られたパネルを、色々な直径の先端の尖った鋼プローブに対して評価した(先
端の夾角は536であった)。その際、パネルの侵入抵抗性を評価するために衝
突速度5.3m/秒でサーボ油圧式インストロン試験機を用いた。衝突試験の結
果を表1に示す。比較のために1、密に織られた細デニールのスペクトラ(登録
商標)1000手織布も試験した。表2に示される比較は、クロススティッチの
格子・1法が減少すると、プローブの直径が減少するにつれで侵入抵抗性が改良
されることを示す。
縫糸 K−40OS−58OS−580−、A D (kg/a+2) 1.3
0 1.31 1.32 1.28ADT (kg/m2) 1.39 1.4
6 1.64 1.28シーム距離(in) l/8 1/8 1/16 −(
器) 3.18 3.18 1.59プローブ1(直径0.05in/1.27
mm)F/ADT (N−m”/kg) 43.9 41,5 79.2 51
.2Ep/ADT (Lm2/kg) 0.139 0.159 0.253
0.122Eb/ADT(J’m2/kg) 0.200 0.222 0.3
14 0.183D、於ヒ−り(in)(1,325Q、359 0.371
0.320(in) 8.26 9.12 9.42 8.13プローブ2(直
径0.07in/1.78mm)F / A D T (N−m2/kg) 6
9.4 100 148 −Ep/ADT(J−m2/kg) 0.22 0.
41 0.73 −Eb/ADT (J’+e”/kg) 0.28 0,55
0.85 −−D、 於ヒーク(in) 0.33 0,44 0.51 −
(+n) 8.38 11.2 13.1 −−プローブ3(直径0.105i
n/2.67mm)F / A D T (N−m2/kg) 371 397
50g −Ep/ADT (Lm”/kg) 2.23 2.67 3.35
−−E b/ADT (J−1!/kg) 2.52 3.08 3.78
−D1於ピークin 0.67 0.44 0.51 −(龍) (17,0)
(11g) (19,3) −プローブ4(直径0.11525in/3.8
7mm)F / A D T (N−i”/kg) 707 716 867
−−Ep/ADT(J−@’/kg) 5.47 5.36 7.13 −Eb
/ADT (J−@”/kg) 6.45 6,14 8.54 −D1於ピー
’) in O,8770,8770,97−(aui) (22,3) (2
2,3) (24,6)AD−平行繊維ウニブの面密度
ADT−平行繊維ウェブとミシン糸との面密度に−400−ケヴラー(登録商標
)29ミンン糸、410デニール、弾性率718g/d、強度19.1g/dS
−580−スペクトラ(登録商標)1000ミシン糸、581デニール、弾性率
!JOOg/d、強度31.4g/dF−侵入中にプローブに加えられたピーク
の力Ep〜ピークの力までのエネルギー
Eb−破断エネルギー
D−ピークの力における標的の歪み
布帛対照−スペクトラ(登録商標)1000の平織布帛、215デニール、24
.4X24.4ヤ一ン/cm(62x62ヤ一ン/インチ)表2
スペクトラ(登録商標’)1000ヤーンで縫製された可撓性パネルの相対侵入
抵抗性プローブの直径 相対侵入
★0.1588cm (1/10 in)のシーム距離についてのF/ADT対
0.3175cm (1/8 in)のシーム距離についてのF/Aミシン糸は
S−580であった。
実施例2
標的を次のようにして調製した:
標的A:構成は実施例1のパネルCと同一であった。この標的は6枚の同一パネ
ルより成る。各パネルはスペクトラ(登録商標>1000の、580デニールの
ミシン糸を用いて0.1588cm (1/16インチ)格子のクロスステイッ
チに縫製された9枚の0°/90°合体スペクトラーシールド(登録商標)パネ
ルより成る。パネルの各々はそのマトリックスを除去すべくトルエン溶剤で抽出
された。
標的B:この標的は8枚の同一のパネルより成る。各パネルはスペクトラ(登録
商標)1000の手織布(215デニールのヤーン24.4本/cm−52x6
2本/1n)6層より成る。ミシン糸は580デニールのスペクトラ(登録商標
)100Oミシン糸であった。パネルは辺寸法0.3175cm (1層8イン
チ)長の格子を形成するようにクロススティソチに&1製された。
表3
織成及び非織成スペクトラ(登録商標)1000の標的の比較対弾丸フラグメン
ト(fragments)の性能m的&i糸ADI ADT2V503SEAT
1 パネル数 熟さ 独ハリ 独力e” m/秒(Ft/秒) と触のりA 6
19 6,16 7.61 629(2063) 28.6B 8 12.5
6.44 7.36 626(2053) 29.31、 “AD”は繊維ウ
ェブの面密度である。
2、 “ADT”は繊維ウェブとミシン糸との面密度である。
3、 “V50°は発射体の50%が止めらえれる発射体速度である。
表3に示される弾道衝突結果は、パネルに一緒に縫製されてパネルを形成してい
る普通に織成された細デニールの布帛より成る標的に比較してそれに匹敵する弾
道衝突結果が非織成標的から得られることを示す。細デニールヤーンの布帛への
織成はコストが高くなり、また繊維を損傷させる。
実施例3
各パネルは指定されたデニールのミシン糸を用いて1.1588 (1/16イ
ンチ)格子のクロススティッチに縫製された9枚の合体パネル(0’/90°1
ケブラー(登録商標)40繊維80重量%、クラトン(登録商標)D1107・
20重量%)より成る。パネルの各々はクラトン(登録商標)D1107マトリ
ツクスを除去すべくトルエン溶剤で抽出された。実施例1の手順を用いて各パネ
ルの侵入抵抗性を測定した。侵入抵抗性の研究結果を表4に示す。
縫糸 S−580K−400
AD (kg/mリ 1.02 1.02A D T (kg/i2) 1.2
5 1.18シーム距離(in) l/16 1/16(Iam) 1.59
1.59
プローブ1(直径0.05in/1.27mm)F / A D T (N’s
/kg) 147 100E p / A、 D T (J’+a2/kg)
0.40 0.25Eb/ADT (J−が/kg) 0.48 0.25D1
於ピーク(in) 0.32 0.26(Iam) 8.1 6.6
D1於ピーク(in) 0.54 0.49(s鳳) 13.7 12.4
AD−平行繊維ウェブの面密度
ADT−平行繊維ウェブ+ミシン糸の面密度に−400−ケヴラー(登録商標)
29ミシン糸、410デニール、弾性率718g/d、強度19.1g/dS−
580−スペクトラ(登録商標)1000ミシン糸、581デニール、弾性率9
00 g/d、強度31.4g/dF−侵入中にプローブに加えられたピークの
力Ep−ピークの力までのエネルギー
Eb−破断エネルギー
D−ピークの力における標的の歪み
FIG、1
FIG、4
FIG、6
FIG。7
差し替え用紙束21〜22頁の翻訳文、原註訳文第17頁q行〜第rg頁19行
(これらの態様では、・・・連結することができる。)と差し替えるこれらの態
様では、約2〜約80層、好ましくは約2〜約40層、更に好ましくは約2〜約
30層、最も好ましくは約2〜約20層が一緒に固定され、複数のバラケト(図
示されず)を形成しており、その際約2〜約15層が一緒に固定されるような態
様が格別に好ましい態様である。これらのパケットは順次固定手段で一緒に固定
することができる。
図1及び2に示されるように、繊維層12a〜12jは固定手段14及び垂直固
定手段16により一緒に保持されている。固定手段14と16との間の距離は大
幅に変えることができる。本発明の好ましい態様においては、隣接する固定手段
14及び16の間の距離は約0.3175cm(1層8インチ)以下である。
これらの好ましい態様において、隣接する固定手段14〜16の間の間隔の下限
には臨界がなく、理論的にはそのような隣接固定手段14〜16は可能な限り接
近させることができる。しかし、実際上の理由と便利さから、その距離は通常約
0.40mm (1層64インチ)以上である。本発明の好ましい態様において
、固定手段14と16との間の間隔は約0.79〜約2.5mm (1/32〜
1/10インチ)である。更に好ましい間隔は約1.6〜約2.5mm (1/
16〜1/10インチ)であり、そして最も好ましい間隔は1.6〜約2.1m
m(1/16〜1/12インチ)である。
種々の繊維層を相互に連結する固定手段14及び16の各要素間距離は大幅に変
えることができる。固定手段14及び16は各種層12の連続相互連結であるこ
とができ、その場合手段14及び16を形成する路は各種層12が相互に連結さ
れていないいかなる領域も含まない。固定手段14及び16は不連続であっても
よく、その場合固定手段14及び16を形成している路は各種層12が相互に連
結されている路とそのような相互連結がない他の領域から構成される。各種層1
2が一緒に縫い合わされている図1及び2の態様において、固定手段14及び1
6の各種要素間の距離はステッチの長さであって、それは大幅に変えることがで
きる。本発明の好ましい態様において、個々の固定要素間の距離、例えばステッ
チ長は約6.4mm以下である。一般に、その下限は大幅に変えることができる
。
更に好ましい距離は約4mm以下であり、それより好ましい距離は約1〜約4m
mであり、そして格別に好ましい距離は約2,5〜約3.5mmである。
図1及び2の例示態様にお(−1で、物品10は相互に直交し、90’の角度で
交差して、路の少な(とも2つが約0.3175cm (1層8インチ)以下の
距離で隔てられている、物品10の表面に複数の実質的に長方形の又は正方形の
形状をしたパターンを形成している、隣接する実質的に平行な水平固定手段14
と実質的に平行な垂直の固定手段16の2つの組と共に描かれている。これは本
発明の最も好ましい局面を表している。1組の路を用いることも可能であること
も意図される。更に、これらの路は平行である必要がなく、直角以外で交差して
いてもよい。その唯一の要件は路の少なくとも2つが隣接しており、かつこれら
の隣接路間の距離が約0.3175cm (1層8インチ)以下であると言うこ
とである。
層12は、それらを相互に連結する固定手段14及び16の少なくとも2つが上
記の臨界的な離間距離内にある限り、任意、適当な固定手段14及び16で一緒
に固定し、相互に連結することができる。
差し替え用紙第41頁翻訳文(請求の範囲第1〜7項)、原註訳文WP34頁1
〜2.31.2層又は3層以上の可撓性繊維層を含んで成る改良された侵入抵抗
性物品にして、各層(12)中の繊維は共通の繊維方向に沿って相互に平行に又
(ま実質繊維方向に対しである角度で整列されており、そして少なくとも2層の
該層(ま第一の路の間の距離が領 3185cm (1層8インチ)以下である
少なくとも2つの隣接する路の第一の組に沿って延在する固定手段(14及び1
6)で−緒1こ固定されている前記侵入抵抗性物品。
2、固定手段(14及び16)が少なくとも2つの隣接する路の全部又1ま一部
分に沿って延在している複数の第一繊維ステイフナから成る、請求の範囲第1項
に記載の改良された物品。
3、複数の平行な又は実質的に平行な第二繊維ステインチを更に含み、該第二ス
ティッチ間の距離は0.3185cm(1層8インチ)以下であり、複数の該第
−繊維ステイフナと第二繊維ステイフナはある角度で交差してL)る、請求の範
囲第1項に記載の改良された物品。
4、繊維がポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維及びナイロン繊
維より成る群から選択されたものである、請求の範囲第3項に記載の改良された
物品。
5、糸がポリエチレン繊維、アラミド繊維又は両繊維の組み合わせである、請求
の範囲第4項に記載の改良された物品。
6、角度が45″〜90″である、請求の範囲第4項に記載の改良された物品。
7、角度が90″である、請求の範囲第6項に記載の改良された物品。
1.11.1.No PCT几S 91107435
Claims (10)
- 1.2層又は3層以上の可撓性繊維層を含んで成る改良された侵入抵抗性物品に して、少なくとも2層の各々における繊維は共通の繊維方向に沿って相互に平行 に、又は実質的に平行に配列されており、その際少なくとも2層の該層はそれら 層中の繊維の共通の繊維方向に対してある角度で整列されており、そして少なく とも2層の該層は第一路間の距離が約0.3185cm(1/8インチ)以下で ある少なくとも2つの隣接する路に沿って延在する固定手段で一緒に固定されて いる前記侵入低抗性物品。
- 2.固定手段が少なくとも2つの隣接する路の全部又は一部分に沿って延在して いる複数の第一繊維スティッチから成る、請求の範囲第1項に記載の改良された 物品。
- 3.複数の平行な又は実質的に平行な第二繊維スティッチを更に含み、該第二ス ティッチ間の距離は約0.3185(1/8インチ)以下であり、複数の該第一 繊維スティッチと第二繊維スティッチはある角度で交差している、請求の範囲第 2項に記載の改良された物品。
- 4.繊維がポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維及びナイロン繊 維より成る群から選択されたものである、請求の範囲第3項に記載の改良された 物品。
- 5.糸がポリエチレン繊維、アラミド繊維又は両繊維の組み合わせである、請求 の範囲第4項に記載の改良された物品。
- 6.角度が約45°〜約90°である、請求の範囲第4項に記載の改良された物 品。
- 7.角度が約90°である、請求の範囲第6項に記載の改良された物品。
- 8.繊維がポリエチレン繊維である、請求の範囲第5項に記載の改良された物。
- 9.繊維がアラミド繊維である、請求の範囲第5項に記載の改良された物品。
- 10.1個又は2個以上の硬質の平坦物体を物品表面に更に含にで成る、請求の 範囲第1項に記載の改良された物品。
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