TW531494B - Penetration-resistant material - Google Patents

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TW531494B
TW531494B TW091104804A TW91104804A TW531494B TW 531494 B TW531494 B TW 531494B TW 091104804 A TW091104804 A TW 091104804A TW 91104804 A TW91104804 A TW 91104804A TW 531494 B TW531494 B TW 531494B
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Christian Bottger
Achim Dr Fels
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Teijin Twaron Gmbh
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Description

531494
五、發明說明（1) 發明之詳細說明 本發明乃有關抗穿透材料。 歐洲專利E P - A 0 1，2 0 0，9 7 9號提出之抗穿透材料含至少 一組雙層織布，其特徵爲雙層包含第一層布和第二層布，第 一層布含有一組線[3 · 5 - 2 0線/厘米，線密度至少2 1 〇分特 (dtex)，佔至少65%布重]及第二組線（0.5-16線/厘米，線密 至少50分特），第二組線和第一組線垂直，第一組對第二組 之線/厘米數比> 1;第二層布含第一組線（0 · 5 -1 6線/厘米，線 密度至少5 0分特）及第二組線（3 · 5 - 2 0線/厘米，線密度至少 210分特，佔至少65%布重），第二組對第一組之線/厘米數比 > 1，且第一層布之第一、二組線分別和第二層布之第一、 二組線平行。 歐洲專利EP-B0,397,696可記載一種抗衝擊複合材料，亦 即抗穿透材料。此材料含一層或多層，且有至少一層在基 材中合絲網，此等長絲之直徑相同，亦即截面圓形面積和層 中長絲平均截面積相同。形成線之此等絲加工形成織布。 歐洲專利EP-B0,3 97,696號指出層厚D對相同絲徑F之比 對抗穿透效果有決定的影響。依其指示，當此比値接近1， 時，可得最佳的抗穿透效果（以V5G値表示）。按照ΕΡ-Β0， 397,696號，當此比値上升時，抗穿透效果下降。當D/F比 値爲1 2 · 8，該專利認爲抗穿透效果會降到最低的平台（亦即 比値再上升亦同樣的低）。 爲尋求具有良好抗穿透性之其他材料，乃本發明之目的。 可滿足此目的之本發明抗穿透材料包含至少一層厚度D 531494 五、發明說明（2) 之複合布，此布含第一及二層織布，利用粘著材料將第一、 二層粘合，第一層含第一組織（3·5-20線/厘米，線密度至少 210分特，形成此線之絲徑爲F，佔至少65%之布重）及第二 · 組織（0.5-16線/厘米，線密度至少50分特），第二組線和第 一組線夾〉0 G至9 0 G之角，且第一組對第二組之線/厘米數比 > 1;而第二層布含第一組織（〇 · 5 -1 6線/厘米，線密度至少5 0 分特）及第二組線（3.5-20線/厘米，線密度至少50分特，佔 至少65%之布重，形成此線之絲爲F2)，第二組線和第一組線 # 夾至90'第二組對第一組之線/厘米數比>1，而第一層 布之第一、二組線分別和第二層布之第一、二組線平行， 且0/卩1及D/F2之比爲14.5-40。 絲徑指依長度平均之長絲直徑。若長絲截面未呈圓形， 則Fi及F2各指沿長度平均之截面積化成相當圓形截面積 之直徑。 依EP-B0,397,696號之教導，若DIF>12.8,則材料之抗穿 透效果變得很差。有鑑於EP-B0,397,696之教導，行家可知 D/F略大於12.8時，V5G已差；D/F再提升，則V5G更差。於 · 是行家無法在D/F比明顯超過12.8時，去預期有吸引力的 Vw値。行家無法想像在大於12.8時，提升D/F比値可提 升Vw値。然而本發明之抗穿透材料就正好有此種表現，由 實例可知。 布層之厚度乃依德國工業標準D/F EN ISO5084於0.1 牛頓/厘米2之荷重下測得。 在較佳的本發明抗穿透材料的實例中，D/Fi及D/F2爲16 531494 五、發明說明（3) 至3 6 〇 在另一本發明較佳抗穿透材料實例中，。 在又一本發明抗穿透材料之較佳實例中，第一層布中第 一組線對第二組線之線密度比，及第二層布中第二組線對 第一組線之線密度比爲>1，較佳爲>4.2,最好是>5.9。 此外，在本發明抗穿透材料之較佳實例中，第一層布中有 至少一第二組線及第二層布中之第一組線的線數爲0.5至 8線/厘米。 用於本發明抗穿透材料中之粘著劑可選自熱塑性，彈性 體及熱固性材料或至少兩種此等聚合物之混合物。尤佳之 熱塑性材料爲聚烯烴，如聚乙烯（例如LDPE)，聚丙烯-聚醯 胺、聚酯，或此等聚合物之混合物；或熱塑性彈性體，如彈性 體橡膠，砂橡膠等；及熱固性材料，如環氧樹脂，聚酯，酣樹脂 及乙烯酯樹脂。在本發明之抗穿透材料中，亦可採用兩種 或以上前述聚合物之混合物做爲粘著材料。 粘著材料可含有和本發明抗穿透材料所有層中相同之聚 合物或聚合物混合物。在本發明之抗穿透材料中不同層的 粘著材料亦可爲前述類型之不同聚合物或聚合物、混合物。 在另一較佳之本發明抗穿透材料實例中，第一層布之第 一組線和第二層布之第二組線含高強度及較佳爲高模數紗， 選自芳族醯胺，聚乙烯或聚對苯撐苯並雙噁π坐。 在又一較佳之本發明抗穿透材料實例中，第一層布之第 一組線和第二層布之第二組線含高強度，較佳爲高模數紗， 選自芳族聚醯胺，聚乙烯或聚-對-苯撐苯並雙嚼Π坐；在芳族 531494 五、發明說明（4) 醯胺中尤佳爲對-芳族醯胺，最好是聚對苯撐對酞醯胺。 原則上，第一層布之第二組線及第二層布之第一組線通 常是由強度低於第一層布之第一組線及第二層布之第一組 線之任何線材所製，例如是棉、粘膠絲、亞麻、亞克力等 所製。第一層布之第二組線及第二層布之第一組線較佳爲 由聚乙烯、聚丙烯或芳族醯等之紗所製。較佳爲此等紗具 高強度及高模數。 在另一較佳之本發明抗穿透材料實例中，第一層布之第 一組線及第二層布之第二線乃芳族醯胺線，而第一層布之 第二組線及第二層布之第一組線乃由聚酯線所製。 在又一較佳之本發明抗穿透材料實例中，第一層布之第 一組線及第二層布之第二組線的線密度爲210至6720分 特，較佳爲420至3360分特，尤佳爲420至1 680分特，最好 是550至1100分特。線密度爲840分特時，在本應用中最 理想。 在更一較佳之本發明抗穿透材料實例中，第一層布之第 二組線及第二層布之第一組線的線密度爲5 0至2 8 0分特， 特佳爲80至210分特。第一層布之第二組線及第二層布 之第一組線之線密度爲1 40分特時，經發現是有利的。 在其他較佳之本發明抗穿透材料實例中，第一層布之第 一組線和第二層布之第一組線乃經線，而第一層布之第二 組線及第二層布之第二組線乃緯經。 在一較佳之實例中，本發明之抗穿透材料之至少一外層塗 有保護層，得自例如熱塑性，熱固性或彈性材料，或此等聚合
五、發明說明（5) 物之混合物。塗上保護層後，可防止材料外層受到過度的 磨耗而改善防彈作用。 如前所述，本發明之防抗穿透材料含至少一層所述類型 之材料。行家可容易地利用例如射擊測試及測定其v50値 而得知特殊防彈作用所需之層數。 本發明之抗芽透材料之製法例如先選一'種刖述第一及二 層布及一種所提之粘著材料，該粘著材料可呈薄膜形式。 接著，按某一順序將第一、二層布及粘著薄膜重疊以合乎 抗穿透材料之特殊目的。就軟質防彈材料而言，例如依下 列順序形成複合層並壓合之：粘著膜/第一層布/粘著膜/第 二層布/粘著膜。就硬質防彈材料而言。例如依下列順序 形成複合層：粘著材料膜/第一層布/粘著材料膜/第二層布， 然後視所欲之防彈效果而定，可將數個複合層重疊並壓合 成板。在製造軟質防彈材针亦可同時將許多前述類型之複 合層同時疊在一起壓合，只要後來可利用合適的方法（例如 用分離紙）分離即可。壓合後，在形成被複合層時，同時使保 護膜面朝外，在布層外層形成保護層。靜態壓榨機即適合 此壓合操作。靜態壓榨機之壓合較佳爲在80至220 °c之 溫度，5至100巴之壓力，每層進行15至150秒。然後停止 壓榨機之加熱。 爲測定一多層壓合之材料（如硬質防彈板）的層厚，先測定 全厚度，然後除以層數，即可得抗穿透材料一層之厚度D。 最後利用原先定義之絲徑F，即可算出D/F比値。 茲以下列實例說明本發明。 531494 五、發明說明（6) 實例1:軟質防彈材料 下表1第一行之抗穿透材料a的製法如下： 在第一層布中採用聚對苯撐對酞醯胺經線（Teijn Twaron 公司出品之Twaron®)其線密度、線數及絲徑列於表1之a 行中）及聚酯緯線（赫期特公司：TREVIRA®,線密度140分特， 線數之2/厘米）。 在第一層布中採用聚對苯撐對酞醯胺緯線（T e i j η T w a r ο η 公司之Twaron®,其線密度、線數及絲徑F列於表1之a) 行及聚酯經線（赫斯特公司之TREVIRA®，其線密度140分 特，線數4線/厘米）。 低密度聚乙烯薄膜（LDPE透明膜，1〇微米厚，購自EKB 塑膠公司）用爲粘著材料。 將23層（每複合層依序爲粘著膜/第一層布/粘著膜/第二 層布/粘著膜，而兩複合層間以紙隔離）。複合層重疊，於120°C 及25巴下，在壓合機中加壓25分鐘。然後停止加熱。分離 諸複合層，拿掉紙張，又將23層重疊包裝起來。按德國工業 標準DIN-EN-ISO-5 084號之試法，於〇.1牛頓/厘米2之壓力 下測定所得包裝中每層的厚度（a)。按原先絲徑F之定義測 定D/F比値。單位面積複合層之重量亦列於表1中。 按照技術指南”德國警察防彈背心”之試法，以9x19 口徑 子彈（Para型DM41，DAG)測試V5G値。結果列於表1之a 行中。 同樣地測定b)及c)行之材料，其差異在於所用聚對-苯撐 對酞醯胺經線的線密度、線數及絲徑分別列於表1之b)及 531494 五、發明說明（7 ) c)行中。 表1: 材料 單位面 積重量 (克/米2) 線密度 (分特） 線數 (厘米， V 50 (米/秒） D (毫米） F (毫米） D/F a) 5050 840 9.5 507 0.27 0.0087 31.0 」） 5060 930 9.5 483 0.28 0.0092 30.4 c) 5040 1680 5.5 462 0.35 0.012 29.2 由表1可知雖D/F値遠大於1 2.8，此等材料均能獲得良好 V5〇値。此外，可看出雖然材料a)至c)之單位面積的重量實 質上恆定，但是D/F比値上升，v5G甚至隨之提升。 實ill 2:硬質防骝板 依下法製備抗穿透材料d)(見表2)。 在第一層布中採用聚對·苯撐對酞醯胺經線（Teijη Twaron公司之Twaron®，其線密度，線數及絲徑F列於表2) 及聚酯緯線（赫斯特公司之TREVIRA®，其線密度140分特， 線數2線/厘米）。 在第二層布中用聚對-苯撐對酞醯胺經線（Teijn Twaron 公司之Twaron'其線密度，線數及絲徑F列於表2)及聚酯 經線（赫斯特公司之TREVIRA®，其線密度140分特，線數爲 4線/厘米）。 在每層布之每一邊加上低密度聚乙烯膜（LDPE，德國 Cap 1 ast Kunststoffverarbeitumg 公司出品之 251-50)做爲粘 531494 五、發明說明（8) 著材料。 將28層（每一複合層依序含：粘著塗層/第一層布/粘著塗 層/第二層布）重疊，放入靜壓合機於12〇°C之溫度及30巴 的壓力加壓40分鐘。然後停止加熱。依DIN EN ISO 5 0 84試法於0.1牛頓/厘米2之壓力下測量所得板d)之厚 度，所測値除以層數，可得每層板之厚度（見表2)。最後利用 原先定義之絲徑F，求出D/F比値（見表2)。單位面積板之 重量亦列於表2中。 按照EN 1 063(B3級）試法，利用0.3 57 口徑子彈（Magnum VMKS 型 ”Geco’’Vollmantel Kegel Spitz”，Dynamite Nobel 公司）測量板d)之V5G，以評估其防彈作用，結果列於表2中。 表2 : 材料 單位面 積重量 (克/米2) 線密度 (分特） 線數 (厘米J Vso (米/秒） D (毫米） F (毫米） D/F d) 6900 930 9.5 496 0.19 0.092 20.6 由表2可知即使D/F遠高於12· 8,亦可得具良好V5〇之 材料。 -10-

Claims (1)

  1. 531494
    Η、卑匕月’六、申請專利範圍 第91 104804號「抗穿透材料」專利案 (91年6月修正） 六申請專利範圍 1. 一種抗穿透材料，含至少一層厚度D之複合層，該層包含第 一及二層織布，利用粘著材料粘合在一起，第一層有含第一 組線（3.5-20線/厘米，線密度至少210分特，形成線之絲直 徑爲h，並佔至少65%的布重）及第二組線（0.5-16線/厘米， 線密度至少50分特），第二組線和第一組線夾>(^至90〇之 角，第一組對第二組之線/厘米數比>1;而第二層布包含第一 組線（0.5-16線/厘米，線密度至少50分特）及第二組線（3.5-20線/厘米，線密度至少210分特，並佔至少65%的布重，形 成線之絲直徑爲F2)，第二組線和第一組線夾X)0至900之角， 第二相對第一組之線/厘米數比>1，而第一層布之第一及二 組線分別和第二層布之第一及二組線平行，且0^1及D/F2 爲 14.5 至 40 。 2. 如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中D/Fi及D/F2爲 16 至 36 。 3. 如申請專利範圍第1或2項之抗穿透材料，其中D/F1 = D/F2 ο 4. 如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中第一層布之第 一組線對第二組線之線密度比，以及第二層布之第二組線 對第一組線之線密度比>1。 5. 如申請專利範圍第4項之抗穿透材料，其中第一層布之第 一組線對第二組線之線密度比，以及第二層布之第二組線 531494 六、申請專利範圍 對第一組線之線密度比>4.2。 6.如申請專利範圍第5項之抗穿透材料，其中第一層布之第 一組線對第二組線之線密度比，以及第二層布之第二組線 對第一組線之線密度比>5.9。
    7·如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中第一層布之第 二組線及第二層布之第一組線中有至少一組線之線數爲 0.5至8線/厘米。 8·如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中粘著材料選自 熱塑性，彈性體或熱固性材料，或至少其中兩種之混合物。 9·如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中第一層布之第 一組線及第二層布之第二組線材料爲高韌度紗，選自芳族 醯胺、聚乙烯或聚對苯撐苯並異噁唑。 10·如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中第一層布之第 二組線及第二層布之第一組線材料選自聚酯，聚乙烯、聚 丙烯或芳族醯胺。
    11.如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中第一層布之第 一組線及第二層布之第二組線材料爲芳族醯胺線；而第一 層布之第二組線及第二層布之第一組線爲聚酯線。 IZ如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中第一層布之第 一組線及第二層布之第二組線的線密度爲210至6720分 特。 ia如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中第一層布之第 二組線及第二層布之第一組線的線密度爲50至280分特 -2- 531494 六、申請專利範圍 14. 如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中第一層布之第 一組線及第二層布之第一組線爲經線，第一層布之第二組 線及第二層布之第二組線爲緯線。 15. 如申請專利範圍第1項之抗穿透材料，其中抗穿透材料之 至少一外側塗有保護層。
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