KR20040103983A

KR20040103983A - 탄도성 직물 라미네이트

Info

Publication number: KR20040103983A
Application number: KR10-2004-7016836A
Authority: KR
Inventors: 바트나갈아쇼크; 탄촉빈씨.
Original assignee: 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-12-09
Also published as: EP1501673B1; JP4332035B2; CA2483031A1; MXPA04010300A; WO2003089235A3; JP2005523179A; AU2003231039A1; US20030199215A1; TWI263591B; IL164689A; CN100496969C; AU2003231039A8; IL164689A0; EP1501673A2; NZ536629A; TW200404672A; WO2003089235A2; ATE432164T1; US6846758B2; DE60327760D1

Abstract

탄도발사체, 이들의 어셈블리에 의한 침투를 우세하게 방지하는 직물 라미네이트 및 그 제조방법을 제공한다. 일 구현에 있어서, 본 발명의 라미네이트는 고강도, 고 모듈러스사, 저모듈러스 탄성체의 표면코팅 및 그 코팅된 탄성체에 결합된 플라스틱 필름으로 구성되는 직물로 구성된다.

Description

탄도성 직물 라미네이트{Ballistic Fabric Laminates}

신체 보호를 위한 방호복의 구조는 고대부터 있었다. 방호복의 근원 및 최초의 사용은 역사시대 이전으로 거슬러 올라간다. 금속 방호복은 이미 1500 B.C에 이집트인들에게 잘 알려져 있었다. Amenhotep Ⅱ(1436-1411) 통치시대의 무덤 벽화에서는 청동 스케일을 중복하여 제조된 방어복을 명확하게 보여준다. 이는 짧은 소매와 목의 오프닝을 갖는 긴셔츠와 비슷한 의복 후부에 꿰메어 제조되었다.("A Historical Guide to Arms and Armor", Steven Bull, Edited by Tony North, Studio Editions Ltd., London, 1991)

신체 방호복의 사용은 대략 17세기 말까지 지속되었다. 방호복은 구식소총 발사에 대하여 생존하기 위하여 그 중량이 증가되었다. 그러나, 이와 동시에, 새로운 전략과 전술로 인해 보다 많은 보병의 이동이 요구되었다. 방호복은 사용하지 않게 되었으며 2차 세계대전까지 다시 사용되지 않았다. 2차 세계대전 중에, 포탄조각에 의한 사상자수가 80%에 이르렀으며, 모든 상처의 70%가 흉상이었으며, 이에 따라, 적합한 신체 방호복의 제조가 요구되었다. 폭탄병 선원 및 지상부대를 위한 방호복이 강철, 알루미늄 및 수지-결합된 섬유 유리 플레이트 뿐만 아니라 무거운 나일론 의복으로 발전되었다.

최근에는, 아라미드 및 고분자량 폴리에틸렌과 같은 새로운 강섬유의 도입으로, 신체 방호복의 중량이 민간 경찰관이 매일 사용할 수 있도록 실질적인 수준으로 감소되었다. 1924년에, 직무로 순직한 연방 및 지방 경찰관은 132명이었으며; 이중 128명은 총기에 의한 사고였으며, 대부분의 살인무기는 0.38구경 이하의 권총이었다. 그 후에 경량 신체 방호복이 도입되었다. 이는 이듬해 설립된 2,500의 법무관을 확실하게 보호하였다(Selection and Application Guide to Personal Body Armor by the National Institute of Justice, November 2001)

헬멧, 패널 및 조끼와 같은 충격 및 탄도 저항에 사용되는 다양한 섬유-강화 복합체가 알려져 있다. 이러한 복합체는 BB's, 소총탄, 탄환, 파편, 유리파편등과 같은 발사체로부터의 고속충격에 의한 침투에 대하여 다양한 정도의 저항성을 나타낸다. 예를 들어, 미국 특허 6,268,301 B1, 6,248,676 B1, 6,219,842 B1; 5,677,029, 5,587,230; 5,552,208; 5,471,906; 5,330,820; 5,196,252; 5,190,802; 5,187,023; 5.185,195; 5,175,040; 5,167,876; 5,165,989; 5,124,195; 5,112,667; 5,061,545; 5,006,390; 4,953,234; 4,916,000; 4,883,700; 4,820,568; 4,748,064; 4,737,402; 4,737,401; 4,681,792,; 4,650,710; 4,623,574; 4,613,535; 4,584,347; 4,563,392; 4,543,286; 4,501,856; 4,457,985; 및 4,403,012; PCT 공개번호 WO 91/12136; 및 E.I. Dupont De Nemours International S.A.의 1984 간행물 "Lightweight Composite Hard Armor Non Apparel Systems with T-963 3300 dtex Dupont Kevlar 29 Fibre"에서는 고분자량 폴리에틸렌, 아라미드 및 폴리벤즈아졸과 같은 물질로부터 제조된 고강도 섬유를 포함하는 탄도 저항성 복합체를 개시하고 있다. 이러한 복합체는 사용되는 구조 및 물질의 특성에 따라서 가요성 또는 경성이다.

1985년 12월 9일자로 출원된 Harpell et al.의 미국 특허 4,737,401호에서는 탄도 저항성의 미세한 직물 물품을 개시하고 있다.

1985년 1월 14일자로 출원된 Harpell et al.의 미국특허 4,623,574호에서는 탄성 매트릭스에 삽입된 고강도 섬유를 포함하는 단순한 복합체를 개시하고 있다.

1996년 12월 12일자로 출원된 Prevorsek et al.의 미국 특허 5,677,029호에서는 강섬유의 그물구조로 구성된 최소 하나의 섬유층 및 동면되는 최소 하나의 연속 중합체 층 및 최소 부분적으로 결합된 섬유층의 일표면을 포함하는 가요성 침투 저항성 복합체를 개시하고 있다.

1993년 10월 29일자로 출원된 미국특허 5,552,208호에서는 매트릭스내에 고강도 섬유 및 매트릭스-함침된 섬유 그물구조의 최소 일측에 인접한 필름으로 제조된 제 2매트릭스 물질로 구성된 탄도 저항성 물품을 개시하고 있다.

Bachner, Jr. et al.,의 미국특허 5,471,906호에서는 방호층 및 착용자에 닿도록 배향된 방수 시트 및 수증기 투과 직물을 포함하는 방호층을 둘러싸고 밀봉하는 커버를 포함하는 신체 방호복이 개시된다.

Brown, Jr. et al.,의 미국특허 5,788,907 및 5,958,804호에서는 탄도 저항성 캘린더(calendered) 직물을 개시하고 있다.

일면 또는 양면에 코팅된 아라미드 직물은 상표명이 Ultra X인 제품으로서 Verseidag Industrietextilien Gmbh로부터 상업적으로 제조된다. 가열 및 가압하에서 고무-코팅된 직물을 결합하여 제조된 경성 패널이 또한 이용가능하다.

탄도 저항성 복합체는 함께 적층되는(plied) 직물 또는 섬유의 시이트의 층으로 일반적으로 제조된다. 시이트에서 섬유는 일방향으로 배향되거나 또는 불규칙한 배양으로 펠트될 수 있다. 독립적인 플라이(plies)가 단일 방향으로 배향된 섬유인 경우에, 연속적인 플라이가 서로에 대하여 회전되며, 예를 들어, 0°/90° 또는 0°/45°/90°/45°/0°의 각으로 또는 다른 각으로 서로에 대하여 회전된다. 이전 공정에서, 일부 예외가 있으나, 직물 또는 섬유의 독립적인 플라이가 일반적으로 코팅되지 않거나 또는 섬유 사이의 공극 공간을 채우는 중합체 매트릭스 물질에 삽입되었다. 매트릭스가 존재하는 않는 경우에, 상기 직물 또는 섬유 시이트는 본래 가요성이었다. 구조의 반대형태는 섬유 및 단일 주요 매트릭스 물질로 구성되는 복합체이다. 이러한 형태의 경성 복합체를 구성하기 위하여, 독립적인 플라이는 가열 및 가압을 사용하여 서로 결합되어 각각의 플라이내의 매트릭스에 접착되며, 그 사이의 결합을 형성하며 단일 물품으로 전체를 강화시킨다.

상기된 각각의 구조는 이들이 배향되는 목적으로 진행된다. 그러나, 본 발명의 라미네이트 및 어셈블리와 같은 특정한 구조가 개시된 바 없으며 본 발명에 의한 필요성도 만족시키지 못한다.

이러한 종래 구조는 몇몇 문제점을 갖는다. 일반적으로 직물은 교차-적층된(cross-plied) 단일방향성 섬유 복합체 보다 불량한 탄도 저항성을 가졌다. 반면에, 직물은 보다 저렴한 비용으로 제조되며 교차-적층된 단일방향성 섬유 복합체보다 이용가능한 장치를 이용하여 쉽게 제조할 수 있다. 직물의 탄도 저항성은 낮은모듈러스 탄성 매트릭스의 편입에 의해 개선된다. 그러나, 섬유 사이의 공극공간을 완전히 채우는 매트릭스 수지의 사용으로 직물의 중량이 증가되며 그 가요성을 감소시킨다. 교차-적층된 단일 방향성 복합체와 비교하여 보다 저렴한 비용으로 보다 쉽게 제조할 수 있는 잇점을 가지며, 통상적인 직물에 비하여 우수한 탄도 저항성을 갖는 직물 구조가 요구된다. 바람직하게, 상기 직물 구조는 가요성이 높으나 그 자체에 또는 경성 외장(facing)에 결합되어 경성 패널을 제조할 수 있다.

본 출원은 2000년 8월 16일자로 출원된 계류중인 출원번호 제 09/639,903호 "Impact Resistant Rigid Composite and Method of Manufacture"과 관련된 것이다.

본 발명은 탄도 발포체, 그 어셈블리에 의한 침투에 우수한 저항성을 갖는 직물 라미네이트(woven fabric laminates) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 탄도 프로젝틸에 대한 우수한 내관통성을 갖는 새로운 직물 라미네이트(fabric laminates), 이들의 어셈블리 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 일 구현에서, 다른 것중 본 발명의 내탄도성 라미네이트는 ASTM D2256으로 측정된 인장강도(tenacity)가 약 7g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 약 150g/d 이상, 파괴 에너지(energies-to-break)가 약 8J/g이상인 고강도 얀(yarn) 최소 50중량%로 구성되는 직물(woven fabric); 상기 직물의 최소 일면의 적어도 일부에 코팅되고 ASTM D638로 측정된 약 6,000psi(41.3MPa)이하의 초기 인장 모듈러스를 갖는 탄성중합체; 및 상기 탄성중합체가 코팅된 표면의 최소 일부에 결합된 플라스틱 필름을 포함한다.

다른 구현에서, 본 발명의 내탄도성 라미네이트는 적어도 대부분(a majority portion)이 인장강도가 약 7g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지(energies-to-break)가 최소 약 8J/g인 고강도사로 이루어진 정련(scoured) 및 코로나(corona) 처리된 직물; 경화되는 경우, 약 300,000psi(2.07GPa)이상의 초기 인장 모듈러스를 갖는 매트릭스 수지; 및 상기 직물의 최소 일표면의 적어도 일부에 결합되는 플라스틱 필름을 포함한다.

본 발명의 어셈블리는 다른 것중, 경성 패널(rigid panels)을 포함하며, 여기서 최소 일 성분은 적층 배열에서 서로 결합된 다수의 본 발명의 라미네이트로 이루어진다.

본 발명의 라미네이트 및 어셈블리는 단단한 방호체(armor) 및 부드러운 방호체에 대한 개선된 탄도보호성을 제공한다.

일 구현에서, 본 발명의 방법은 적어도 대부분(a majority portion)이 인장강도가 약 7g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지(energies-to-break)가 최소 약 8J/g인 사로 이루어진 직물을 형성하는 단계; 초기 인장 모듈러스가 약 6,000psi(41.3MPa)이하인 탄성중합체를 상기 직물의 일면의 최소 일부에 코팅하는 단계; 및 플라스틱 필름을 상기 탄성중합체-코팅된 표면의 최소 일부에 결합(bonding)하는 단계를 포함한다.

다른 구현에서, 본 발명의 방법은 적어도 대부분(a majority portion)이 인장강도가 약 7g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지(energies-to-break)가 최소 약 8J/g인 사로 이루어진 직물을 형성하는 단계; 상기 직물을 경련 및 코로나 처리하는 단계; 상기 직물에 경화되는 경우, 약 300,000psi(2.07GPa)이상의 초기 인장 모듈러스를 갖는 수지를 함침(impregnating)하는 단계; 및 플라스틱 필름을 상기 직물의 일 표면의 최소 일부에 결합하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 새로운 직물 라미네이트, 이들의 어셈블리 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 일 구현에서, 다른 것중, 본 발명의 내탄도성 라미네이트는 ASTM D2256으로 측정된 인장강도(tenacity)가 약 7g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지(energies-to-break)가 최소 약 8J/g인 고강도얀 최소 50중량%로 이루어지는 직물(woven fabric); 상기 직물의 일면의 적어도 일부에 코팅되고 ASTM D638로 측정된 약 6,000psi(41.3MPa)이하의 초기 인장 모듈러스를 갖는 탄성중합체; 및 상기 탄성중합체가 코팅된 표면의 최소 일부에 결합된 플라스틱 필름을 포함한다.

본 발명은 또한, 내탄도성의 경성 패널(rigid panels)을 포함하며, 여기서 최소 일 성분은 적층 배열에서 상기 서로 결합된 다수의 본 발명의 라미네이트로이루어진다.

본 명세서에서 사용된 용어 초기 인장 모듈러스, 인장 모듈러스 및 모듈러스는 사에 대하여 ASTM 2256으로 그리고 탄성중합체 혹은 매트릭스 물질에 대하여 ASTM D638로 측정된 탄성 모듈러스를 의미한다.

다른 구현에서, 본 발명의 내탄도성(ballistically resistant) 라미네이트는 최소 50중량%가 ASTM 2256으로 측정된 인장강도가 약 7g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지(energies-to-break)가 최소 약 8J/g인 사로 이루어진 정련(scoured) 및 코로나(corona) 처리된 직물; 경화시, ASTM D638로 측정된 약 300,000psi(2.07Gpa)이상의 초기 인장 모듈러스를 갖는 매트릭스 수지; 및 상기 직물 일면의 적어도 일부에 결합된 플라스틱 필름을 포함한다.

본 발명은 또한, 내탄도성의 경성 패널(rigid panels)을 포함하며, 여기서 최소 일 성분은 적층 배열에서 상기 서로 결합된 다수의 본 발명의 라미네이트이다.

본 발명의 상기 라미네이트가 탄도 프로젝틸(projectiles)에 대한 우수한 내관통성을 갖는다는 사실에도 불구하고, 방호체를 관통하도록 디자인된 프로젝틸에대하여 부가적인 보호를 필요로할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서, 상기한 내탄도성의 경성 패널은 하나 또는 그 이상의 금속, 세라믹, 유리, 금속-충진된 복합체, 세라믹 충진된-복합체 혹은 유리-충진된 복합체로 구성되는 경성 플레이트 멤버의 일면 혹은 양면에 결합된다.

본 발명에서, 섬유(fiber)는 이의 길이 치수가 폭 및 두께를 가로기르는 치수에 비하여 현저하게 큰 신장체(elongate)이다. 따라서, 용어 섬유는 규칙적인(regular) 혹은 불규칙적인 교차단면을 갖는 필라멘트, 리본, 스트립등을 포함한다. 사(yarn)는 다수의 섬유 혹은 필라멘트로 이루어진 연속적인 스트랜드(strand)이다.

섬유-보강된 복합체의 관통(penetration)에 대한 완전한 분석은 현재의 능력의 범위를 벗어나나, 몇몇 메카니즘이 확인되었다. 작은 포인트 프로젝틸(projectile)는 방호체를 파괴하지 않고 섬유를 측면으로 옮김으로써 방호체를 관통한다. 이 경우에, 내관통성은 섬유가 얼마나 쉽게 옆으로 밀리는지에 의존하며, 따라서, 섬유 망상구조의 특성에 의존하다. 중요한 요소는 교차-플라이된(cross-plied) 단일방향(unidirectional) 복합체에서 크로스-오버(cross-over) 위브(weave)의 밀함(tightness) 및 주기성, 얀및 섬유의 데니어, 섬유 대 섬유의 마찰, 매트릭스 특성, 인터라미너(interlaminar) 결합세기등이다. 예리한 파편은 시어링 섬유(shearing fibers)를 관통한다.

프로젝틸는 또한, 섬유를 장력(tension)에 의해 파괴할 수 있다. 직물에 대한 프로젝틸의 충격에 의해 직물을 통해 스트레인 웨이브(strain wave)가 전달된다. 스트레인 웨이브가 빨리 전파되고 직물을 통과함에 따라 방해받지 않고, 보다 큰 부피의 섬유가 관여하면, 내탄도성은 더욱 증대된다. 시험 및 분석작업은 실제의 모든 경우에, 모든 관통모드가 존재하며, 이들의 상대적인 중요성은 복합체의 디자인에 의해 크게 영향을 받는다.

본 발명에 의한 라미네이트의 직물 부분은 평직(plain weave), 능직(twill), 새틴(satin), 3차원 직물 및 어떠한 이들의 몇몇 변형을 포함하는 어떠한 위브(weave) 패턴일 수 있다. 평직물이 바람직한 것이다. 보다 바람직한 것은 같은 경사와 위사수(count)를 갖는 평직물이다. 평직물의 바람직한 경사 및 위사수는 표 1에 대략적인 범위로 나타낸 바와 같이 구성 사의 데니어와 반대되는 관계이다.

[표 1]

얀데니어 범위	직물 얀수(Fabric Yarn Count)의 바람직한 범위
얀데니어 범위	엔즈/인치(ends/inch)	엔즈/cm
50-150	60-100	24-39
150-1,500	17-60	7-24
1,500-3,000	13-17	5-7

상기한 사항은 일반적인 가이드라인이며 이로서 사전에(priori) 물질, 섬유 데니어, 및 얀데니어의 어떠한 특정한 배합에 대한 최적 위브(weave)의 수(count)를 특정할 수는 없다. 한편, 최고의 피복율을 갖는 위브가 보다 타이트(tight)할 수록 프로젝틸가 홀(holes)을 찾아 얀및 섬유를 옆으로 밀기 더욱 어려워진다. 반면에, 얀크로스-오버(cross-overs)의 높은 빈도(frequency)는 직물을 통과하는 탄도 사건의 전파를 제한하며 프로젝틸로 부터 에너지를 흡수할 수 있는 섬유의 부피를 감소시킨다. 이 기술분야의 기술자는 실험으로 각 섬유 물질, 얀데니아 및 필라멘트 데니어에 대한 최적의 얀카운트(yarn count)를 쉽게 알 수 있다.

Honeywell International Inc.,에서 생산되는 SPECTRA®900 사와 같은 1200 데니어 폴리에틸렌사에 대하여는 약 17 x 17 ends/inch(6.7 ends/cm)∼약 45 x 45 ends/inch(17.7 ends/cm)의 평직물이 바람직하다. 보다 바람직한 것은 약 19 x 19 ends/inch(7.5 ends/cm)∼약 23 x 23 ends/inch(9.0 ends/cm)의 평직물이다. 650 데니어 SPECTRA®900 폴리에틸렌사에 대하여는, 약 20x 20 ends/inch(7.9 ends/cm)∼약 40x 40 ends/inch(16 ends/cm)의 평직물이 바람직하다. 215 데니어 SPECTRA®1000 폴리에틸렌사에 대하여는, 약 40x 40 ends/inch(16 ends/cm)∼약 60x 60 ends/inch(24 ends/cm)의 평직물이 바람직하다.

본 발명에 의한 라미네이트의 직물성분은 모든 피니쉬(finishes)를 제거하기 위해 정련하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 정련공정은 약 50℃에서 비-이온성 계면활성제와 트리소디움 포스페이트 용액과 함께 교반한 후, 깨끗한 물로 약 50℃에서 헹구고 건조하는 단계로 구성된다. 본 발명에서, 정련된 직물(scouredfabric)은 상기 방법으로 처리된 것으로 이해될 수 있다.

상기 직물은 표면 코팅제 혹은 매트릭스 수지를 적용하기 전에 코로나 처리되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 직물은 약 0.5∼3kVA-min/m²으로 코로나 처리된다. 보다 바람직하게, 상기 코로나 처리 수준은 약 1.7 kVA-min/m²이다. 적합한 코로나 처리 유니트는 Enercon Industries Corp.(Menomonee Falls, WI) 및 Sherman Treaters Ltd.(Thame, Oxon, UK.)에서 이용가능하다.

직물을 코로나 처리하기 전에 캘렌더화하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 캘렌더링(calendering)은 직물을 같은 속도로 회전하는 대향된 롤에 통과시키고 약 100∼130℃에서 직물폭에 약 800 lbs/inch(140 kN/m)∼약 1200 lbs/inch(210 kN/m)의 압력을 적용하여 행하여진다. 바람직하게, 상기 칼렌더링 압력은 약 115∼125℃에서 직물폭에 약 900 lbs/inch(158kN/m)∼약 1000 lbs/inch(175 kN/m)이다.

본 발명에 의한 라미네이트의 사를 포함하는 직물 성분은 약 50데니어-약 3000데니어일 수 있다. 상기 섹션은 탄도 효과 및 비용을 고려하여 관리된다. 보다 미세한 사의 제조 및 위브에 보다 많은 비용이 소비되나, 단위 중량당 보다 큰 탄도 효력을 나타낸다. 본 발명에 의한 라미네이트에서 사는 바람직하게는 약 200-3000데니어이다. 보다 바람직하게, 상기 사는 약 650-1500 데니어이다. 가장 바람직하게, 상기 사는 약 800-1300 데니어이다.

상기 사를 포함하는 섬유는 바람직하게 약 0.4-20데니어이다. 보다 바람직하게, 상기 섬유는 약 0.8-15데니어이다. 가장 바람직하게, 상기 섬유는 약 1-12데니어이다.

본 발명에 사용되는 섬유의 교차단면은 광범위하게 변화될 수 있다. 이들은 교차단면이 원형, 플랫형(flat) 혹은 장방형(oblong)일 수 있다. 이들은 또한, 섬유의 직선 혹은 세로축으로 부터 돌출된 하나 또는 그 이상의 규칙적인 혹은 불규칙적인 로우브(lobes)를 갖는 불규칙적인 혹은 규칙적인 멀티-로벌(multi-lobal) 교차단면일 수 있다. 바람직하게, 상기 섬유는 실질적으로 원형, 플랫 혹은 장방형 교차단면이며, 가장 바람바람직하게는 전자인 것이다.

본 발명에 사용되는 고강도사는 인장강도가 약 7g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 약 150g/d이상 그리고 파괴 에너지(energies-to-break)가 약 8J/g이상인 것이다. 본 발명에서, 사의 인장강도, 초기 인장 모듈러스(탄성 모듈러스) 및 파괴에너지는 ASTM D2256으로 측정된다. 바람직한 사는 인장강도가 약 10g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 약 200g/d이상 그리고 파괴 에너지(energies-to-break)가 약 20J/g이상인 것이다. 특히 바람직한 사는 인장강도가 약 16g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 약 400g/d이상 그리고 파괴 에너지(energies-to-break)가 약 27J/g이상인 것이다. 가장 바람직한 사는인장강도가 약 22g/d(grams per denier)이상, 초기 인장 모듈러스가 약 900g/d이상 그리고 파괴 에너지(energies-to-break)가 약 27J/g이상인 것이다. 본 발명의 실시에서, 선택된 사는 약 28g/d이상의 인장강도를 갖는다. 초기 인장 모듈러스는 약 1200g/d이상 그리고 파괴 에너지(energies-to-break)는 약 40J/g이상이다.

본 발명의 얀및 직물은 하나 또는 그 이상의 다른 고강도 섬유로 이루어질 수 있다. Dunbar등의 미국 특허 5,773,370에 개시되어 있는 바와 같이 상기 사는 본질적으로 평행하게 정렬되는 하나 또는 그 이상의 다른 고강도 섬유로 구성될 수 있으며 혹은, 상기 사는 트위스트(twist)되거나, 오버-랩(over-wrap)되거나 혹은 엉킬(entangle)수 있다. 본 발명의 직물은 경사와 위사방향에서, 혹은 다른 방향에서 다른 섬유를 갖는 사로 제직(weave)될 수 있다.

본 발명의 얀및 직물에 유용한 고강도사는 고도로 배향된 고분자중량 폴리올레핀 섬유, 특히 폴리에틸렌 섬유, 아라미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸(PBO) 및 폴리벤조티아졸(PBT)과 같은 폴리벤즈아졸(polybenzazole) 섬유, 폴리비닐 알코올 섬유, 폴리아크릴로니트릴, 액정 코폴리에스테르, 글라스, 카본섬유 혹은 현무암(basalt) 혹은 다른 미네랄 섬유를 포함한다.

미국특허 제 4,457,985호에서는 일반적으로 이러한 고분자량 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 섬유를 개시하고 있으며, 이는 본 발명에 참고문헌으로 편입되어 있다. 폴리에틸렌의 경우에, 적합한 섬유는 최소 150,000, 바람직하게는 최소 1백만, 보다 바람직하게는 최소 2백만에서 5백만 사이의 중량평균 분자량이 적합하다. 이러한 고분자량 폴리에틸렌 섬유는 Meihuzen et al.,의 미국특허 제 4,137,394호 또는 1982년 10월 26일자로 출원된 Kavesh et al.,의 미국특허 제 4,356,138호에 개시된 바와 같은 용액내에서 성장될 수 있거나 또는 German Off. No 3,004,699 및 GB No. 2051667 및 특히 미국특허 제 4,413,110호에 개시된 바와 같이, 겔구조를 형성하기 위한 용액에서 방사된 필라멘트 또는 폴리에틸렌 섬유가 미국특허 제 5,702,657호에 개시된 롤링 및 연신 공정에 의해 제조될 수 있으며, 이는 ITS Industries Inc에서 TENSYLON®로 판매된다. 본 발명에서 사용되는 용어, 폴리에틸렌은 100 주요사슬 탄소원자 당 5개의 개질 유니트를 초과하지 않는 소량의 사슬 가지 또는 공단량체를 함유할 수 있으며, 알켄-l-중합체, 특히, 본 발명에 참고문헌으로 편입되어 있는, 저밀도의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리부틸렌, 1차 단량체로서 모노-올레핀을 함유하는 공중합체, 산화된 폴리올레핀, 그래프트 폴리올레핀 공중합체 및 폴리옥시메틸렌 또는 항산화제, 윤활제, 자외선 차단제, 착색제등과 같은 저분자량 첨가제와 같은 하나 이상의 중합 첨가제를 약 50중량% 이하로 혼합된 것을 함유할 수 있는 우세한 선형의 폴리에틸렌 물질을 의미한다.

제조 기술에 따라서, 연신비율 및 온도 및 다른 조건, 다양한 특성이 이러한 섬유에 부여될 수 있다. 상기 섬유의 인성(tenacity)은 최소 15g/d, 바람직하게는 최소 20g/d, 보다 바람직하게는 최소 25g/d 그리고 가장 바람직하게는 최소 30g/d여야 한다. 유사하게, Instron 인장시험기에 의해 측정된, 섬유의 초기 인강 모듈러스는 최소 300g/d, 바람직하게는 최소 500g/d 그리고 보다 바람직하게는 최소 1,000g/d, 가장 바람직하게는 최소 1,200g/d이다. 초기 인장 모듈러스 및 인성의 가장 높은 값은 일반적으로 성장된 용액 또는 겔 방사공정을 사용하여 얻어질 수 있다. 대부분의 필라멘트는 이들이 제조된 중합체의 용융점 보다 높은 용융점을 갖는다. 이에 따라, 예를 들어, 150,000, 1백만 및 2백만의 고분자량 폴리에틸렌은 138℃의 벌크에서의 용융점을 갖는다. 이러한 물질로 제조된 고도로 배향된 폴리에틸렌 필라멘트는 약 7~13℃ 이상의 용융점을 갖는다. 이에 따라서, 용융점에서의 약간의 증가는 벌크 중합체와 비교하여 결정성 완성 및 필라멘트의 보다 높은 결정성 배향을 반영하는 것이다.

유사하게, 중량평균 분자량이 최소 200,000, 바람직하게는 최소 1백만 그리고 보다 바람직하게는 최소 2백만인 고도로 배향된 고분자량 폴리프로필렌 섬유가 사용될 수 있다. 이러한 확장된 사슬 폴리프로필렌은 상기된 다양한 참고문헌, 특히 미국 특허 제 4,413,110호에 개시된 기술에 의해 적당하게 잘 배향된 필라멘트로 제조될 수 있다. 폴리프로필렌이 폴리에틸렌에 비하여 훨씬 결정성이 떨어지는 물질이며 펜던트 메틸기를 함유하기 때문에, 폴리프로필렌으로 달성될 수 있는 인성값은 일반적으로 폴리에틸렌의 상응하는 값보다 실질적으로 낮다. 따라서, 적합한 인성값은 최소 8g/d이며, 최소 11g/d의 인성값이 바람직하다. 플로프로필렌의 초기인장 모듈러스는 최소 160g/d, 바람직하게는 최소 200g/d이다. 폴리프로필렌의용융점은 상기 폴리프로필렌 필라멘트가 최소 168℃, 보다 바람직하게는 최소 170℃의 주요 용융점을 갖도록 배향 공정에 의해 몇도 정도가 상승된다. 상기 개시된 파라미터의 특히 바람직한 범위는 최종 물품에서의 개선된 수행성을 바람직하게 제공할 수 있다. 상기 개시된 파라미터(모듈러스 및 인성)의 바람직한 범위와 결합되는 최소 약 200,000의 중량평균 분자량을 갖는 섬유를 사용하여 최종 물품에서 개선된 수행성을 이롭게 제공할 수 있다.

고인장 모듈러스를 갖는 고분자량 폴리비닐알콜(PV-OH) 섬유가 Kwon et al.,의 미국 특허 제 4,440,711호에 개시되어 있으며, 이는 본 발명에 참고문헌으로 편입되어 있다. 고분자량 PV-OH 섬유는 최소 약 200,000의 중량평균분자량을 가져야 한다. 특히 유용한 PV-OH 섬유는 최소 약 300g/d의 모듈러스, 최소 약 7g/d의 인성, 바람직하게는 최소 약 10g/d, 보다 바람직하게는 최소 약 14g/d, 그리고 가장 바람직하게는 최소 약 17g/d의 인성을 가져야 하며, 최소 약 8J/g의 파괴 에너지(energy of break)를 갖는다. 최소 약 200,000의 중량평균분자량, 최소 약 10g/d의 인성, 최소 약 300g/d의 모듈러스 및 약 8J/g의 파괴 에너지를 갖는 PV-OH 섬유가 탄도 저항성 물품의 제조에 보다 유용하다. 이러한 성질을 갖는 PV-OH 섬유가 예를 들어, 미국 특허 제 4,599,267호에 개시된 바와 같이 제조될 수 있다.

폴리아크릴로니트릴(PAN)의 경우에, 상기 PAN 섬유는 최소 약 400,000의 중량평균 분자량을 가져야 한다. 특히 유용한 PAN 섬유는 최소 약 10g/d의 인장 및최소 약 8J/g의 파괴에너지를 가져야 한다. 최소 약 400,000의 분자량, 최소 약 15~20g/d의 인성 및 최소 약 8J/g의 파괴 에너지를 갖는 PAN 섬유가 가장 유용하며; 이러한 섬유가 예를 들어, 미국특허 제 4,535,027호에 개시되어 있다.

아라미드 섬유의 경우에, 방향족 폴리아미드로부터 제조된 적합한 섬유가 미국 특허 제 3,671,542호에 개시되어 있으며, 이는 본 발명에 참고문헌으로 편입되어 있다. 바람직한 아라미드 섬유는 최소 약 20g/d의 인성, 최소 약 400g/d의 초기 인장 모듈러스 및 최소 약 8J/g의 파괴 에너지를 가질 것이며, 특히 바람직한 아라미드 섬유는 최소 약 20g/d의 인성 및 최소 약 20J/g의 파괴 에너지를 가질 것이다. 가장 바람직한 아라미드 섬유는 최소 약 20g/d의 인성, 최소 약 900g/d의 모듈러스 및 최소 약 30J/g의 파괴 에너지를 가질 것이다. 예를 들어, 상표명이 KEVLAR®인 Dupont corporation에서 상업적으로 제조되는, 중간정도의 높은 모듈러스 및 인성값을 갖는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유가 특히 탄도 저항성 복합체의 제조에 유용하다. 초기 인장 모듈러스 및 인성값으로 각각 KEVLAR 29는 500g/d 및 22g/d를 가지며 그리고 KEVLAR 49는 1000g/d 및 22g/d를 갖는다. 또한, 상표명이 NOMEX®인 Dupont 사에서 상업적으로 제조되는 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드) 섬유가 유용하다.

본 발명의 실시에 적합한 액정 코폴리에스테르 섬유가 예를 들어, 미국 특허 제 3,975,487; 4,118,372 및 4,161,470호에 개시된다.

본 발명의 실시에 적합한 폴리벤즈아졸 섬유가 예를 들어, 미국 특허 제 5,286,833, 5,296,185, 5,356,584, 5,534,205 및 6,040,050호에 개시된다. 바람직하게, 상기 폴리벤즈아졸 섬유는 Toyobo Co의 ZYLON® 브랜드 섬유이다.

본 발명의 라미네이트에 유용한 탄성중합체는, 바람직하게 ASTM D638에 의해 측정되는 바와 같이 약 6,000psi(41.4MPa) 이하의 초기 인장 모듈러스(탄성 모듈러스)를 갖는다. 보다 바람직하게, 상기 탄성중합체는 약 2,400psi(16.5MPa) 이하의 초기 인장 모듈러스를 갖는다. 가장 바람직하게, 상기 탄성중합체는 약 1,200psi(8.23MPa)이하의 초기 인장 모듈러스를 갖는다.

적합하게 저 모듈러스를 갖는 광범위한 탄성중합체 물질 및 배합물이 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 다음 물질: 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 천연고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원혼성 중합체, 폴리술파이드 중합체, 폴리우레탄 탄성중합체, 클로로술폰화된 폴리에틸렌, 폴리클로로프렌, 디옥틸 프탈레이트를 사용한 가소성 폴리비닐 클로라이드 또는 이 기술분야에 잘 알려진 다른 가소제, 부타디엔 아크릴로니트릴 탄성중합체, 폴리(이소부틸렌-코-이소프렌), 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리에테르, 플루오로탄성중합체, 실리콘 탄성중합체, 열가소성 탄성중합체, 에틸렌의 공중합체 중 어떠한 물질이 사용될 수 있다.

바람직하게, 상기 탄성중합체 물질은 직물 물질에 매우 잘 또는 매우 느슨하게 결합되지 않는다. 폴리에틸렌 직물의 경우에 콘쥬게이트된 디엔 및 비닐 방향족 공중합체의 블록 공중합체가 바람직하다. 부타디엔 및 이소프렌이 바람직한 콘쥬게이트된 디엔 탄성중합체이다. 스티렌, 비닐 톨루엔 및 t-부틸 스티렌이 바람직한 콘쥬게이트된 방향족 단량체이다. 폴리이소프렌을 편입시킨 블록 공중합체를 수소화하여 포화된 탄화수소 탄성중합체 부분을 갖는 열가소성 탄성중합체를 제조할 수 있다. 상기 중합체는 타입 R-(BA)_x(x=3~150)의 단순한 삼-블록 공중합체일 수 있으며; 이 때, A는 폴리비닐방향족 단량체로부터의 블록이며 B는 콘쥬게이트된 디엔 탄성중합체로부터의 블록이다. 이러한 중합체의 대부분이 Kraton Polymers, Inc에서 상업적으로 제조된다.

저 모듈러스 탄성중합체는 카본블랙, 실리카등과 같은 충전재와 함께 혼합될 수 있으며 오일로 연장되고(extended) 고무 기술에 잘 알려진 방법을 사용하여 황, 퍼옥사이드, 금속 산화물 또는 방사선 경화 시스템에 의해 가황될 수 있다. 상이한 탄성중합체 물질의 혼합물이 함께 사용될 수 있거나 또는 하나 이상의 탄성중합체가 하나 이상의 열가소성 물질과 혼합될 수 있다.

상기 탄성중합체 코팅은 바람직하게, 본 발명의 라미네이트의 약 1~10중량%를 형성한다. 보다 바람직하게, 상기 탄성중합체 코팅은 상기 라미네이트의 약 2~8중량%를 형성한다.

상기 탄성중합체 코팅은 직물의 표면에 탄성중합체 용액을 분무 또는 롤코팅하여 적용된 다음 건조될 수 있다. 선택적으로, 상기 탄성중합체는 필름 또는 시이트로 제조될 수 있으며 압력 및/또는 가열의 수단에 의해 직물의 표면에 적용될 수 있다. 스티렌-이소프렌-스티렌 또는 스티렌-부타디엔-스티렌 형태의 블록 공중합체 탄성중합체는 용액의 롤코팅에 의해 적용된 다음 건조하는 것이 바람직하다.

본 발명의 라미네이트에 유용한 매트릭스 수지는 ASTM D638에 의해 측정된 바와 같이, 약 300,000psi(2.07GPa) 이상의 초기 인장 모듈러스(탄성 모듈러스)를 바람직하게 갖는다. 보다 바람직하게, 상기 매트릭스 수지는 약 400,000psi(2.76GPa) 이상의 초기 인장 모듈러스를 갖는다.

본 발명의 라미네이트에 유용한 매트릭수 수지는 열경화성 알릴, 아미노, 시아네이트, 에폭시드, 페놀계, 불포화 폴리에스테르, 비스말레이미드, 경성 폴리우레탄, 실리콘, 비닐 에스테르 및 그 공중합체 및 혼합물을 포함한다. 상기 매트릭스 수지는 요구되는 초기 인장 모듈러스를 갖는 것이 중요하다. 열경화성 비닐 에스테르 수지가 바람직하다. 바람직하게, 상기 비닐 에스테르는 폴리작용성 에폭시 수지와 불포화된 모노 카르복시산, 유용하게는 메타크릴 또는 아크릴산과의 에스테르화에 의해 제조된다. 비닐 에스테르로는 디글리시딜 아디페이트, 디글리시딜 이소프탈레이트, 디-(2,3-에폭시부틸)아디페이트, 디-(2,3-에폭시부틸)옥살레이트, 디-(2,3-에폭시헥실)숙시네이트, 디-(3,4-에폭시부틸)말레이트, 디-(2,3-에폭시옥틸)피멜레이트, 디-(2,3-에폭시부틸)프탈레이트, 디-(2,3-에폭시옥틸)테트라하이드로프탈레이트, 디-(4,5-에폭시도데실)말레이트, 디-(2,3-에폭시부틸)테레프탈레이트, 디-(2,3-에폭시펜틸)티오디프로프리오네이트, 디-(5,6-에폭시테트라데실)디페닐디카르복실레이트, 디-(3,4-에폭시헵틸)술포닐디부티레이트, 트리-(2,3-에폭시부틸)-1,2,4-부탄트리카르복실레이트, 디-(5,6-에폭시펜타데실)말레이트, 디-(2,3-에폭시부틸)아젤레이트, 디-(3,4-에폭시펜타데실)시트레이트, 디-(4,5-에폭시옥틸)시클로헥산-1,3-디카르복실레이트, 디-(4,5-에폭시옥타데실) 말로네이트, 비스페놀-A-퓨마르산 폴리에스테르 및 유사한 물질을 포함한다.

Dow Chemical Company에서 제조되는 DERAKANE® 수지와 같은 에폭시 기초 비닐 에스테르 수지가 가장 바람직하다.

상기 매트릭스 수지는 바람직하게 라미네이트의 약 5~25중량%를 형성한다. 보다 바람직하게, 상기 매트릭스 수지는 상기 라미네이트의 약 5~15중량%를 형성한다.

상기 매트릭스 수지는 완전한 함침을 이루기 위하여 상기 직물을 경화되지않은 액체 매트릭스 수지 또는 매트릭스 수지의 용액에 담그거나 또는 침윤시켜 바람직하게 적용된다.

본 발명의 라미네이트에 유용한 플라스틱 필름은 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 비닐 중합체, 플루오로중합체 및 공중합체 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게, 상기 플라스틱 필름은 상기 탄성중합체 코팅에 또는 상기 매트릭스 수지에 매우 잘 또는 매우 느슨하게 결합되지 않는다. 상기 탄성중합체 코팅이 콘쥬게이트 디엔 및 비닐 방향족 공중합체의 블록 공중합체인 경우, 상기 플라스틱 필름은 바람직하게 선형의 저밀도 폴리에틸렌이다. 유사하게, 상기 매트릭스 수지가 비닐 에스테르 수지인 경우에, 상기 플라스틱 필름은 바람직하게 선형의 저밀도 폴리에틸렌이다.

상기 플라스틱 필름은 두께가 바람직하게 0.0002인치(5.1마이크로미터)~약 0.005인치(127마이크로미터)이다. 보다 바람직하게, 상기 플라스틱 필름은 두께가 약 0.0003인치(7.6마이크로미터)~약 0.003인치(76마이크로미터)이다.

상기 플라스틱 필름은 바람직하게 상기 라미네이트의 약 0.5~5중량%를 형성한다. 바람직하게, 상기 플라스틱 필름은 이축으로 배향된다. 바람직하게, 상기 플라스틱 필름은 가열 및 압력의 수단에 의해 라미네이트의 기저물질에 결합된다.

다른 구현에 있어서, 본 발명은 본 발명의 라미네이트의 제조방법을 포함한다. 일 구현에 있어서 본 발명의 방법은: 인성이 약 7g/d이상이며, 초기 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지가 최소 약 8J/g인 고강도사의 최소 주요부분을 구성하는 직물을 제조하는 단계; 상기 직물의 일표면의 최소 부분에 초기인장 모듈러스가 약 6,000psi(41.3MPa)이하인 탄성중합체를 코팅하는 단계; 및 플라스틱 필름을 상기 탄성중합체 코팅된 표면의 최소 일부에 결합시키는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 직물은 세정되고, 캘린더(calendered)되고 코로나 처리된다. 바람직하게, 상기 캘린더는 동일한 속도로 회전하는 마주보는 롤을 통하여 직물을 통과시키는 단계 및 약 100~130℃에서 직물 너비 당 약 800lbs/inch(140kN/m) ~ 1200lbs/inch(210kN/m)의 압력을 적용하여 수행한다.

다른 구현으로, 본 발명의 방법은 약 7g/d이상을 테너시티, 적어도 약 150g/d의 초기 인장 탄성률, 적어도 약 8J/g의 파괴 에너지를 갖는 적어도 주요부의 얀; 직물을 포함하여 구성되는 직물을 형성하는 단게; 상기 직물을 정련 및 코로나 처리하는 단계, 상기 직물을 경화시 300,000psi(2.07GPa)이상의 초기 인장 탄성률을 갖는 수지로 함침하는 단계; 및 상기 직물 표면의 한쪽면의 적어도 일부에 플라스틱 필름을 결합시키는 단계를 포함한다.

바람직하게 상기 직물은 정련후 및 코로나 처리전에 칼렌더링된다.

하기 실시예는 본 발명의 보다 완전한 이해를 제공하기위해 나타낸다. 본 발명의 원리를 설명하기위해 나타낸 특정 기술, 조건, 재료, 비율 및 기록된 데이타 세트는 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 이에 한정하려는 것은 아니다.

실시예 1(비교예)

30g/d 테너시티, 850g/d 모듈러스 및 63J/g 파괴 에너지의 인장특성을 갖는 1200 데니어 x 120 필라멘트 폴리에틸렌 얀(SPECTRA®900, Honeywell International Inc.)을 21 X 21 ends/inch(8.27 ends/cm) 평직물로 엮었다. 상기 직물을 정련하여 피니쉬를 제거하고 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다.

실시예 2(비교예)

비교예 1에 기술된 바와 동일한 폴리에틸렌 직물을 정련, 칼렌더링 및 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다. 칼렌더링은 직물을 동일한 속도로 회전하고 121℃에서 직물 너비의 952lbs/inch(163kN/m)의 압력이 적용된 반대편 롤을 통과시킴으로써 수행되었다.

실시예 3(비교예)

비교예 1에 기술된 바와 동일한 폴리에틸렌 직물을 정련 및 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다. 0.00035인치(8.89마이크로미터)의 두께를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 상기 직물을 통과시킴으로써 직물의 한 표면에 라미네이팅하고, 상기 폴리에틸렌 필름 및 외부의 폴리에스테르는 121℃에서 635lbs/inch(109kN/m)의 롤 압력하에서 동일한 속도 작동하는 반대편 롤을 통해 필름을 방출하였다. 그다음 방출 필름은 상기 폴리에틸렌-직물 라미네이트로부터 스트리핑되었다. 이 폴리에틸렌 필름은 상기 라미네이트 3.5wt%를 포함하여 구성되었다.

실시예 4(비교예)

비교예 1에 기술된 바와 동일한 폴리에틸렌 직물을 비교예 2에 기술된 바와 같이 정련, 칼렌더링하고 그리고 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다. 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체(KRATON®D1107) 20중량%를 포함하여 구성된 시클로헥산 용액을 상기 직물의 한 표면에 적용하였다. 건조후, 이 탄성중합체는 코팅된 직물 5wt%를 포함하여 구성되었다. KRATON®D1107 탄성중합체 자체의 초기 인장탄성률은 200psi(1.38kPa)이었다.

실시예 5

비교예 1에 기술된 바와 동일한 폴리에틸렌 직물을 정련하고 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다. 이 직물의 한 표면을 실시예 4에 기술된 바와 같은 5중량%의 KRATON®D1107 탄성중합체로 코팅하였다. 0.00035인치(8.89마이크로미터)의 두께를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 121℃에서 635lbs/inch(109kN/m)의 롤 압력하에서 상기 직물의 탄성중합체 코팅된 표면에 라미네이팅하였다. 이에 따라 본 발명의 라미네이트가 형성되었다.

실시예 6

비교예 1에 기술된 바와 동일한 폴리에틸렌 직물을 정련하고 비교예 2에 기술된 바와 같이 칼렌더링하고 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다. 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체(KRATON®D1107) 20중량%를 포함하여 구성된시클로헥산 용액을 상기 직물의 한 표면에 적용하였다. 0.00035인치(8.89마이크로미터)의 두께를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 121℃에서 635lbs/inch(109kN/m)의 롤 압력하에서 상기 직물의 탄성중합체-코팅된 표면에 라미네이팅하였다. 이에 따라 본 발명의 라미네이트가 형성되었다.

탄도 시험

탄도 표적물은 비교예 1-4 및 실시예 5 및 6에 기술된 각 직물 및 라미네이트로부터 형성되었다. 각 탄도 표적물은 상기 실시예에서 제조된 물질로부터 9개의 18 x 18 인치(45.7 X 45.7 cm)정사각형 컷으로 구성되었다. 이 정사각형물은 그 파일을 연결하는 어떠한 커넥션없이 표적물을 형성하도록 함께 쌓아올려졌다.

표적물의 탄도 저항성은 NIJ(National Institute of Justice) 스탠다드 0101.03에 따라 클레이 배킹 및 9mm 풀 메탈 재킷, 124 그레인(8.0g) 프로젝틸을 이용하여 평가되었다. 상기 표적물의 면적당 기억용량(areal densities), 프로젝틸의 50%가 표적물을 침투하는데 실패하는 경우의 속도(V50) 및 표적물의 특정 에너지 흡수율(SEAT)을 하기 표 II에 열거하였다.

비교예 2 와 비교예 1의 검사시 직물의 칼렌더링은 실질적으로 그 탄도 효과를 증가시키는 것으로 나타났다(SEAT: 72 대 34).

비교예 3 대 비교예 2의 검사결과 칼렌더링 대신 직물에 폴리에틸렌 필름을 라미네이팅하는 것은 마찬가지로 거의 동일한 정도로 탄도 효과를 증가시키는 것으로 나타났다(SEAT: 68 대 72).

비교예 4와 비교예 2의 검사결과 칼렌더링된 직물의 한 표면상에 5wt%의 저 모듈러스 탄성중합체 코팅은 탄도 효과를 더욱 증가시키는 것으로 나타났다(SEAT: 100 대 72).

예기치않게, 칼렌더링되지않은 직물, 및 그 직물표면상에 저 모듈러스 탄성중합체 코팅 및 코팅된 상기 탄성중합체에 결합된 플라스틱 필름의 혼합물을 포함하는 본 발명의 라미네이트는 종래의 어떠한 직물 혹은 라미네이트에 대하여 우수한 탄도 저항성을 나타내었다(SEATL: 112). 예기치않게, 또한 동일한 저 모듈러스 탄성중합체 코팅 및 칼렌더링된 직물상에 플라스틱 필름을 포함하는 실시예 6, 본 발명의 라미네이트는 그중에서 특히 탄도 저항성이 더욱 증가되었다(SEAT: 117).

특정 이론으로 한정하려는 것은 아니나, 본 발명의 라미네이트에서 저 모듈러스 탄성중합체의 역할은 얀 사이 및 얀내 필라멘트사이의 마찰을 증가시키고 따라서 그 프로젝틸이 필라멘트와 얀을 멀리 밀어내는 것을 보다 어렵게 하는 것으로 여겨진다. 플라스틱 필름의 역할은 탄도 영향에 기인한 스트레인 웨이브를 분산시키는 것을 돕고 탄도 이벤트에서 보다 큰 체적의 섬유를 포함시키는 것으로 여겨진다. 결국, 탄성중합체와 플라스틱 필름은 모두 보다 높은 강도 얀을 브레이킹하는 프로젝틸을 요구하기위해 함께 작용하며 보다 많은 에너지를 흩뜨린다.

표 II

표적물의 탄도 성능

직물 성분: 1200 데니어 SPECTRA® 900; 21 x 21 ends/inch

실시예 번호	직물 처리	탄성중합체, wt%	PE 필름 wt%	표적 면적당 기억용량, kg/㎡	V50	SEAT, J-㎡/kg
실시예 번호	직물 처리	탄성중합체, wt%	PE 필름 wt%	표적 면적당 기억용량, kg/㎡	ft/sec	SEAT, J-㎡/kg	m/sec
비교예 1	SC, CT	0	0	4.26	618	188.4	34
비교예 2	SC, CAL, CT	0	0	4.26	903	275.2	72
비교예 3	SC, CT	0	3.5	4.41	894	272.5	68
비교예 4	SC, CAL, CT	5	0	4.56	1105	336.8	100
5	SC, CT	5	3.5	4.93	1215	370.3	112
6	SC, CAL, CT	5	3.5	4.95	1246	379.8	117

SC: 정련

CAL: 칼렌더링

CT: 코로나 처리

실시예 7(비교예)

35g/d 테너시티, 1320g/d 모듈러스 및 65J/g 파괴 에너지의의 인장특성을 갖는 215 데니어 x 60 필라멘트 폴리에틸렌 얀(SPECTRA®1000, Honeywell International Inc.)을 56 x 56 ends/inch(22 ends/cm) 평직물로 엮었다. 상기 직물을 정련하여 피니쉬를 제거하고 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다.

탄도 표적물은 상기 직물로부터 잘려진 21개의 18 X 18 인치(45.7 X 45.7 cm) 정사각형으로 형성되었으며, 이는 그 파일을 연결하는 어떠한 커넥션없이 함께 쌓아올려졌다.

실시예 8

비교예 7에 기술된 바와 동일한 폴리에틸렌 직물을 비교예 2에 기술된 바와같이 정련, 칼렌더링하고 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다. 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체(KRATON®D1107) 20중량%를 포함하여 구성된 시클로헥산 용액을 상기 직물의 한 표면에 적용하였다. 건조후, 상기 탄성중합체는 코팅된 직물 5wt를 포함하였다. 0.00035인치(8.89마이크로미터)의 두께를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 121℃에서 635lbs/inch(109kN/m)의 롤 압력하에서 상기 직물의 탄성중합체-코팅된 표면에 라미네이팅하였다. 이에 따라 본 발명의 라미네이트가 형성되었다.

탄도 표적물은 상기 라미네이트로부터 잘려진 39개의 18 X 18 인치(45.7 X 45.7 cm) 정사각형으로 형성되었으며, 이는 그 파일을 연결하는 어떠한 커넥션없이 함께 쌓아올려졌다.

실시예 9

비교예 7에 기술된 바와 동일한 폴리에틸렌 직물을 비교예 2에 기술된 바와 같이 정련, 칼렌더링하고 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다. 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 탄성중합체(KRATON®D1107) 20중량%를 포함하여 구성된 시클로헥산 용액을 상기 직물의 한 표면에 적용하였다. 건조후, 상기 탄성중합체는 코팅된 직물 10wt를 포함하였다. 0.00035인치(8.89마이크로미터)의 두께를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 실시예 8에 기술된 바와 같이 탄성중합체-코팅된 표면에 라미네이팅하였다. 이에 따라 본 발명의 라미네이트가 형성되었다.

탄도 표적물은 상기 라미네이트로부터 잘려진 37개의 18 X 18 인치(45.7 X45.7 cm) 정사각형으로 형성되었으며, 이는 그 파일을 연결하는 어떠한 커넥션없이 함께 쌓아올려졌다.

탄도 시험

비교예 7 및 실시예 8 및 9에서 제조된 표적물의 탄도 저항성은 NIJ(National Institute of Justice) 스탠다드 0101.03에 따라 클레이 배킹 및 두개의 프로젝틸: 9mm 풀 메탈 재킷, 124 그레인(8.0g) 프로젝틸 및 357 매그넘 158 그레인(10.2g) 프로젝틸을 이용하여 평가되었다. 상기 표적물의 면적당 기억용량(areal densities), 프로젝틸의 50%가 표적물을 침투하는데 실패하는 경우의 속도(V50) 및 표적물의 특정 에너지 흡수율(SEAT)을 하기 표 III에 열거하였다.

본 발명의 두 라미네이트(실시예 8 및 9)는 다소 보다 낮은 면적당 기억용량에서도 비교예 7의 비변형된 직물에 비해 2.5배이상의 V50 속도로 프로젝틸의 50%가 침투억제되었음을 알 수 있다. 보다 낮은 탄성중합체 코팅 중량(실시예 8에서 5wt%)을 함유하는 라미네이트에 의한 특정 에너지 흡수율은 보다 높은 탄성중합체 코팅 중량(실시예 9에서 10wt%)을 함유하는 라미네이트에서 보다 약간 우수하였다.

표 III

표적물의 탄도 성능

직물 성분: 215데니어 SPECTRA® 1000; 56 ×56 ends/inch

실시예	직물처리	탄성중합체(중량%)	PE필름(중량%)	표적물의 면적당 기억용량 km/㎡	9mm FMJ	357MAG
실시예	직물처리	탄성중합체(중량%)	PE필름(중량%)	표적물의 면적당 기억용량 km/㎡	V50ft/sec(m/sec)	SEATJ-㎡㎏	V50ft/sec(m/sec)	SEATJ-㎡㎏
7	SC,CT	0	0	5.35	<600(<196)	n.a.	<600(<196)	n.a.
8	SC,CAL,CT	5	1.70	4.97	1617(530)	198	1656(543)	262
9	SC,CAL,CT	10	1.71	4.93	1588(521)	190	1566(514)	236

SC: 정련 CAL: 칼렌더링

CT: 코로나처리 n.a.: 사용할 수 없음

실시예 10(비교예)

테너시티 30g/d, 모듈러스 850g/d 및 파괴에너지 63J/g의 인장특성을 갖는 1200데니어 ×120필라멘트 폴리에틸렌 얀(SPECTRA®900,Honeywell International)을 21 ×21ends/inch(8.27ends/cm)의 평직물로 직조하였다. 상기 직물을 정련하여 피니쉬를 제거하고, 1.7kVA-min/㎡에서 코로나를 처리하였다. 상기 직물을 1.5%의 2,5 디메틸-2,5(2-에틸헥사노일 퍼옥시)헥산 경화제를 함유하는 20중량%의 에폭시 비닐 에스테르 수지(다우 케미칼 Co.의 스티렌 모노머를 제거하여 개조된 데레칸 411)로 함침하였다. 함침된 직물층을 압력 500psi(3.45MPa)하에서 120℃로 수지를 가열 및 경화하여 적층 및 결합하였다. 경화된 상태에서 순수한 수지의 초기 인장모듈러스는 460,000psi(GPa)이다. 강체 패널 탄도 표적물은 구역 밀도 4.89㎏/㎡를 갖는 것으로 형성되었다.

실시예 11

비교예 10에서 기술된 직물과 동일한 것을 정련하고, 비교예 2에서 기술된 바와 같이 칼렌더링하고, 1.7kVA-min/㎡에서 코로나 처리하였다.

상기 직물을 1.5%의 2,5 디메틸-2,5디(2-에틸헥사노일 퍼옥시)헥산 경화제를 함유하는 10중량%의 개조된 에폭시 비닐 에스테르 수지(다우 케미칼 Co.의 스티렌 모노머를 제거하여 개조된 데레칸 411)로 함침하였다. 경화된 상태에서 순수한 수지의 초기 인장 모듈러스는 460,000psi(3.17GPa)이다. 두께 0.0035인치(88.9마이크로미터)인 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 폭(109kN/m)의 635lbs/inch의 롤 압력하에서 탄성중합체 코팅된 직물 표면에 라미네이트하였다. 이에 따라 본 발명의 라미네이트가 형성되었다.

라미네이트 층을 압력 500psi(3.44MPa)하에서 120℃로 수지를 가열 및 경화하여 적층 및 결합하였다. 본 발명의 강체 패널 탄도 표적물은 구역 밀도 4.89㎏/㎡를 갖는 것으로 형성되었다.

탄도 시험

비교예 10 및 실시예 11에서 제조된 상기 강체 패널의 탄도 저항은 MIL-STD-662F(1997.12.18 개정됨)의 과정, 즉, MIL-P-46593A에 일치하는 칼리버(caliber).22, 타입2, 17.0그레인(1.166g) 프래그먼트 시뮬레이터 프로젝틸(FSP)을 사용하여 평가되었다. 상기 시험편은 시험 배럴(barrel)의 총구(muzzle)에서부터 12.5피트 범위내에 0도의 경사 탄도을 만들기 위해 설치되었다. 루밀린 스크린(Lumiline screen)은 5 및 10피트에 위치되고, 경과시간 카운터(크로노그래프;chronograph)에 의해 총구로부터 7.5피트 프로젝틸 속도를 측정하기 위해 사용되었다. 침투도는 시험편에 2인치 뒤에 평행하게 위치된 0.020인치(0.0508cm)두께의 2024-T3 알루미늄을 육안관찰하여 결정하였다.

각 시험편 V50은 초속 125피트 내의 퍼지는 속도로 칼리버.22, 타입2, 17.0그레인 FSP의 일부 침투의 최대 침투속도와 전체 침투의 최저 침투속도의 평균으로 계산되었다. 통상의 업-앤드-다운 발포 공정이 사용되었다. 4부분의 부분 침투도와 4부분의 전체 침투도는 초속 125피트 내의 퍼지는 속도로 수행되었다.

상기 V50은 초속 125피트의 속도 범위 내에서 일부의 최고 및 전체의 최저 침투 탄도 속도의 평균의 산술평균을 취하여 계산된다.

상기 표적의 면적당 기억용량, V50 및 타겟의 에너지 흡수비(SEAT)는 아래의 표 IV에 기록되어 있다. 본 발명의 강체 패널은 제어패널에 비하여 보다 우수한 탄도 저항을 갖는 것으로 보여진다.

비교예 12

듀퐁(Dupont)사의 상품명 케블라(KEVLAR)49로 명명된 아라미드(폴리(페닐렌 테레프탈아미드))로서 테너시티 28g/d, 모듈러스 976g/d 및 파괴에너지 24J/g의 인장특성을 갖는 1140데니어 얀을 17 ×17ends/inch(6.7ends/cm)의 평직물로 직조하였다. 상기 직물을 1.5%의 2,5 디메틸-2,5디(2-에틸헥사노일 퍼옥시)헥산 경화제를 함유하는 10중량%의 에폭시 비닐 에스테르 수지(다우 케미칼 Co.의 스티렌 모노머를 제거하여 개조된 데레칸 411)에 함침하였다. 함침된 직물층은 압력500psi(3.45MPa)하에서 120℃로 수지를 가열 및 경화하여 적층 및 결합되었다. 경화된 상태에서 순수한 수지의 초기 인장모듈러스는 460,000psi(GPa)이다. 강체 패널 탄도 표적물은 구역 밀도 4.89㎏/㎡를 갖는 것으로 형성되었다.

표 IV

표적물의 탄도 성능

직물 성분: 1200데니어 SPECTRA® 900; 21 ×21 ends/inch

실시예	직물처리중량%	수지매트릭스중량%	PE필름중량부	표적물의 면적당기억용량 km/㎡	V50	SEATJ-㎡/㎏
실시예	직물처리중량%	수지매트릭스중량%	PE필름중량부	표적물의 면적당기억용량 km/㎡	ft/sec	SEATJ-㎡/㎏	ft/sec
10	SC,CT	20	0	4.89	1550	472	24.3
11	SC,CAL,CT	10	1.67	4.89	1656	505	28.5

실시예 13

비교예 12에서 기술된 것과 동일한 케블라49를 정련하고고 비교예 2에서 기술된 바와 같이 칼렌더링하였다. 상기 직물을 1.5%의 2,5 디메틸-2,5(2-에틸헥사노일 퍼옥시)헥산 경화제를 함유하는 10중량%의 개조된 에폭시 비닐 에스테르 수지(다우 케미칼 Co.의 스티렌 모노머를 제거하여 개조된 데레칸 411)에 함침하였다. 경화된 상태에서 순수한 수지의 초기 인장 모듈러스는 460,000psi(3.17GPa)이다. 두께 0.0035인치(88.9마이크로미터)인 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 본 발명의 라미네이트를 형성하여 폭(109kN/m)의 635lbs/inch의 롤 압력하에서 탄성중합체 코팅된 직물 표면에 라미네이트하였다.

라미네이트 층을 압력 500psi(3.44MPa) 하에서 120℃로 수지를 가열 및 경화하여 적층 및 결합하였다. 본 발명의 강체 패널 탄도 표적물은 면적당 기억용량 4.89㎏/㎡를 갖는 것으로 형성되었다.

비교예 14

토요보(Toyobo) Co.의 HM등급인 상품명 질론(ZYLON®) PBO 섬유(폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸))로서, 테너시티 42g/d, 모듈러스 1900g/d 및 26J/g의 인장특성을 갖는 1090dTex 얀을 17 ×17ends/inch(6.7 ends/cm)의 평직물로 직조하였다. 상기 직물을 1.5%의 2,5 디메틸-2,5디(2-에틸헥사노일 퍼옥시)헥산 경화제를 함유하는 20중량%의 에폭시 비닐 에스테르 수지(다우 케미칼 Co.의 스티렌 모노머를 제거하여 개조된 데레칸 411)로 함침하였다. 함침된 직물층은 압력 500psi(3.45MPa)하에서 120℃로 수지를 가열 및 경화하여 적층 및 결합되었다. 경화된 상태에서 순수한 수지의 초기 인장모듈러스는 460,000psi(GPa)이다. 강체 패널 탄도 표적물은 면적당 기억용량 4.89㎏/㎡를 갖는 것으로 형성되었다.

실시예 15

비교예 14에서 기술된 것과 동일한 질론 PBO직물을 정련하고, 비교예 2에서 기술된 바와 같이 칼렌더링하였다. 상기 직물을 1.5%의 2,5 디메틸-2,5(2-에틸헥사노일 퍼옥시)헥산 경화제를 함유하는 10중량%의 개조된 에폭시 비닐 에스테르 수지(다우 케미칼 Co.의 스티렌 모노머를 제거하여 개조된 데레칸 411)로 함침하였다.경화된 상태에서 순수한 수지의 초기 인장 모듈러스는 460,000psi(3.17GPa)이다. 두께 0.0035인치(88.9마이크로미터)인 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 본 발명의 라미네이트를 형성하여 폭(109kN/m)의 635lbs/inch의 롤 압력하에서 탄성중합체 코팅된 직물 표면에 라미네이트하였다.

라미네이트 층은 압력 500psi(3.44MPa)하에서 120℃로 수지를 가열 및 경화하여 적층 및 결합되었다. 본 발명의 강체 패널 탄도 표적물은 면적당 기억용량 4.89㎏/㎡를 갖는 것으로 형성되었다.

탄도 시험

비교예 12 및 14, 그리고 본 발명의 실시예 13 및 15에서 제조된 상기 강체 패널의 탄도 저항을 MIL-STD-662F(1997.12.18 개정됨)의 과정, 즉, MIL-P-46593A에 일치하는 칼리버.22, 타입2, 17.0그레인(1.166g) 소량발사장치(FSP)를 사용하여 평가하였다. 상기 시험편은 시험 배럴(barrel)의 입구에 설치하여 12.5피트 범위 내에 0도의 경사 탄도을 만들도록 하였다. 루밀린 스크린을 5 및 10피트에 위치시키고, 경과시간 카운터(크로노그래프)에 의해 입구로부터 7.5피트 발사속도를 측정하기 위해 사용하였다. 침투도는 시험편에 2인치 뒤에 평행하게 위치된 0.020인치(0.0508cm)두께의 2024-T3 알루미늄을 육안관찰하여 결정하였다. 본 발명의 강체 패널은 각각의 제어패널에 비하여 보다 우수한 탄도 저항을 갖는 것으로 보여진다.

본 발명을 보다 상세하게 기술하였으므로, 본 발명의 기술 분야에서 당업자가 개조 변조할 수 있는 것은 첨부된 청구항으로 정의된 바와 같이 본 발명의 범위내에 속하는 것임을 부가하지 않더라도 이해할 수 있을 것이다.

Claims

a. ASTM D2256으로 측정된 인장강도가 약 7g/d이상, 초기 인장 모듈러스가 약 150g/d 이상, 파괴 에너지가 약 8J/g이상인 고강도야안최소 50중량%로 구성되는 직물;

b. 상기 직물의 일면의 적어도 일부에 코팅되고 ASTM D638로 측정된 약 6,000psi(41.4MPa)이하의 초기 인장 모듈러스를 갖는 탄성중합체; 및

c. 상기 탄성중합체가 코팅된 표면의 최소 일부에 결합된 플라스틱 필름;

을 포함하는 내탄도성 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 직물은 정련되고 코로나-처리된 직물임을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 직물은 정련되고, 코로나-처리되고, 칼렌더된 직물임을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 고강도사는 ASTM D2256으로 측정된 약 15g/d이상의인장강도, 약 400g/d 이상의 초기 인장 모듈러스 및 약 15J/g이상의 파괴에너지를 갖음을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 고강도사는 ASTM D2256으로 측정된 약 30g/d이상의 인장강도, 약 1000g/d 이상의 초기 인장 모듈러스 및 약 27J/g이상의 파괴에너지를 갖음을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 최소 하나의 고강도사는 폴리에틸렌사임을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 최소 하나의 고강도사는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)사임을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 최소 하나의 고강도사는 폴리벤즈옥사졸(PBO) 및 폴리벤조티아졸(PBT)사로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 폴리벤즈아졸(polybenzazole) 사임을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 탄성중합체는 ASTM D638로 측정된 약 2400psi(16.5MPa)이하의 초기 인장 모듈러스를 갖음을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 탄성중합체는 ASTM D638로 측정된 약 1200psi(8.23MPa)이하의 초기 인장 모듈러스를 갖음을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 탄성중합체는 라미네이트의 약 0.5-15중량%를 구성함을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 탄성중합체는 라미네이트의 약 1-10중량%를 구성함을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 탄성중합체는 라미네이트의 약 2-8중량%를 구성함을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 플라스틱 필름은 라미네이트의 약 0.5-5중량%를 구성함을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 플라스틱 필름은 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르 및 폴리플루오로카본으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 멤버로 이루어짐을 특징으로 하는 라미네이트.
제 1항에 있어서, 상기 플라스틱 필름은 폴리에틸렌으로 이루어짐을 특징으로 하는 라미네이트.
a. ASTM D2256으로 측정된 인장강도가 약 22g/d이상, 초기 인장 모듈러스가 약 400g/d 이상, 파괴 에너지가 약 22J/g이상인 고강도야안최소 50중량%로 구성되는 정련 및 코로나 처리된 직물;

b. 상기 직물의 일면의 적어도 일부에 코팅되고 ASTM D638로 측정된 약 1,200psi(8.23MPa)미만의 초기 인장 모듈러스를 갖으며, 라미네이트의 약 1-10중량%를 구성하는 탄성중합체; 및

c. 상기 탄성중합체가 코팅된 표면에 결합되며, 라미네이트의 약 0.5-5중량%를 구성하는 플라스틱 필름;을 포함하는 내탄도성 라미네이트.
a. ASTM D2256으로 측정된 인장강도가 약 22g/d이상, 초기 인장 모듈러스가 약 400g/d 이상, 파괴 에너지가 약 22J/g이상인 고강도 폴리에틸렌야안최소 50중량%로 이루어지는 정련 및 코로나 처리된 직물;

b. 상기 직물의 일면의 적어도 일부에 코팅되고 ASTM D638로 측정된 약 1,200psi(8.23MPa)미만의 초기 인장 모듈러스를 갖으며, 라미네이트의 약 1-10중량%를 구성하는 컨쥬게이트된 디엔과 비닐 방향족 공중합체의 블록 공중합체를 포함하는 탄성중합체; 및

c. 상기 탄성중합체가 코팅된 표면에 결합되며, 라미네이트의 약 0.5-5중량%를 구성하는 폴리에틸렌 필름;을 포함하는 내탄도성 라미네이트.
청구항 17 또는 18항에 있어서, 상기 직물은 정련, 코로나-처리 및 칼렌더된 직물임을 특징으로 하는 라미네이트.
a. 매트릭스 수지가 함침되며, 적어도 대부분이 ASTM D2256으로 측정된 인장강도가 약 7g/d이상, 초기 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지가 최소 약 8J/g인 사(yarn)로 구성되는 정련 및 코로나-처리된 직물;

b. 경화되는 경우, ASTM D638로 측정시 약 300,000psi(2.07GPa)이상의 초기 인장 모듈러스를 갖는 매트릭스 수지; 및

c. 상기 직물 표면의 최소 일면의 최소 일부에 결합된 플라스틱 필름;을 포함하는 내탄도성 라미네이트.
제 20항에 있어서, 상기 직물은 정련되고, 칼렌더되고 코로나-처리된 직물임을 특징으로 하는 라미네이트.
제 20항에 있어서, 상기 매트릭스 수지는 라미네이트의 약 5-15중량%를 구성함을 특징으로 하는 라미네이트.
최소 하나의 성분이 적층 배열에서 서로 결합된 청구항 1 혹은 청구항 20의 다수의 라미네이트로 이루어지는 내탄도성 경성패널.
제 23항에 있어서, 나아가, 금속, 세라믹, 글라스, 금속 충진된 복합체, 세라믹 충진된 복합체 혹은 유리 충진된 복합체로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 단단한 페이스 멤버를 포함함을 특징으로 하는 내탄도성 경성패널.
a) 적어도 대부분이 ASTM D2256으로 측정된 인장강도가 약 7g/d이상, 초기 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지가 최소 약 8J/g인 사(yarn)로 이루어진 직물을 형성하는 단계;

b) ASTM D638로 측정된 초기 인장 모듈러스가 약 6000psi(41.4MPa)미만인 탄성중합체를 상기 직물의 일표면의 최소 일부에 코팅하는 단계; 및

c) 상기 탄성중합체-코팅된 표면에 플라스틱 필름을 부착(adhering)하는 단계;를 포함하는 내탄도성 라미네이트 제조방법.
a) 적어도 대부분이 인장강도가 약 7g/d이상, 인장 모듈러스가 최소 약 150g/d, 파괴 에너지가 최소 약 8J/g인 사(yarn)로 이루어진 직물을 형성하는 단계;

b) 상기 직물을 정련 및 코로나-처리하는 단계;

c) 상기 직물에 경화시 300,000psi(2.07GPa)이상의 인장 모듈러스를 갖는 수지로 함침하는 단계; 및

d) 상기 직물의 일표면의 최소 일부에 플라스틱 필름을 결합하는 단계;

를 포함하는 내탄도성 라미네이트 제조방법.
부가적으로 상기 직물을 칼렌더링하는 단계를 포함하는 청구항 25항 또는 26항의 방법.