TWM472830U - 防彈複合緩衝墊體素材結構 - Google Patents

Description

防彈複合緩衝墊體素材結構

本創作係有關於一種防彈材料之加強防護構造，尤指一種用以防止高速彈頭及尖銳物刺穿，並可避免或降低非侵入式傷害，用以吸收高速彈頭或尖銳物能量，分散衝擊力並加強防護之防彈緩衝墊體結構。

習知的防彈材料初期是以硬式材料如金屬合金材料、陶瓷等為主，此種硬式材料之防彈原理係利用高剛性阻擋彈頭並使彈頭變形耗損部分動能，再經材料破裂來吸收衝擊，其重量大使穿著人員笨重緩慢，且材料破裂後無法防護多次射擊。

目前常用之防彈材料以尼龍、克維拉等軟式材料為主，其係憑藉高強度之纖維材料受彈頭衝擊造成彈頭變形、纖維拉伸變形或破壞而吸收衝擊，達到防彈之目的，大多以織物型態疊層而成，重量較輕且較柔軟，在機動性方面已大幅改善，但在防護超高速(初速大於1,000m/s)槍械上仍無法達到較佳之效果。現代防彈衣通常以多層克維拉材料製成，可以擋住一般手槍子彈，如果要防護步槍或衝鋒槍子彈，還要另外加上特製金屬板或陶瓷板等。防彈衣防護等級各國有不同分類標準，一般最常用的是美國司法協會(The National Instituteof Justice,NIJ)的標準NIJ 0101.03和0101.04，目前美國國內有兩家NIJ認 證合格的實驗室。一家為United States Test Laboratory另一家為H.P.White Laboratory。這兩家實驗室目前為美國境內僅有的測試及認證實驗室。

防彈材料需兼具安全性及輕盈性，但目前常用的輕盈之防彈材料是防彈纖維材料，並無法完全兼具完整安全性，即使阻擋了子彈的侵入式傷害，但非侵入式傷害仍然會造成受保護者的受傷，甚至人體會因強力衝擊，導致休克。

目前最具創新性的防彈材料是非牛頓流體防彈材料，又稱液態裝甲，其中較知名D3O是由英國工程師理查德‧帕爾默(Richard Palmer)發明的材料，是由一種由黏膠液液及一種聚合物化合而成的抗衝擊材料，可在不同的重力衝擊下會呈現出來兩種狀態，堅硬與柔軟。D3O材料在常態下保持柔軟、鬆弛具有彈性的狀態，一旦遭到劇烈撞擊或擠壓的時候，分子間立刻相互固定，迅速收緊變硬，形成一層防護層吸收外力，當外力消失後，材料會回復到柔軟狀態。但此種材料由於過於柔軟，如直接以夾層方式處理會有受重力向下流動導致上方並無防彈材料或材料分佈不均，影響其防護安全的問題。

有鑑於習用防彈纖維布料以及目前液態裝甲所發生的各項問題，本創作主要目的即在於提供一種複合性材料的組成，不僅可供一般流體填充作為緩衝，更可與流體防彈材料結合使其均勻分佈，並輔以緩衝墊體之結構支撐力，本創作可提供更好的緩衝及吸收能量之能力，藉此對於人體或受保護物之非侵入性傷害減至最低。

本創作提供一種防彈用緩衝墊體素材結構，主要包括有多層防彈纖維材料、一或數層內層緩衝墊體、內層緩衝墊體內填充流體所組成；其中內層緩衝墊體，中間為獨立筒式多孔室緩衝墊體結構材，上下覆蓋緩衝墊體面 材，皆係以高拉力，高破裂強度之材質組成；另內層緩衝墊體內填充之流體可為氣體、液體、液態裝甲、剪切厚化液、液固體混合、非牛頓流體等流體型態。外層防彈纖維材料可阻擋子彈進入人體或受保護物內，造成侵入式傷害，內層緩衝墊體及內部填充流體可防止或降低子彈造成之非侵入式傷害。

其中外層之防彈纖維材料，可根據需求使用適當層數或可替換為硬質之防彈材料，提升防彈等級。內層緩衝墊體更可製作不同孔徑大小之孔室、不同軟硬材質、不同厚度、不同層數等來調整軟硬程度及緩衝功能。填充流體亦可依功能所需，填充防護效果較佳的液態裝甲，或需要較輕磅化可以氣體填充、或依考量填充不同的流體，可達到客製化的需求。

10‧‧‧防彈纖維材料

2‧‧‧緩衝墊體(20、21、22、23組合)

20‧‧‧上緩衝墊體面材

21‧‧‧緩衝墊體結構材

22‧‧‧下緩衝墊體面材

23‧‧‧填充流體

23'‧‧‧填充流體

3‧‧‧高速行進彈頭

3'‧‧‧生形變之彈頭

[圖1]係本創作之立體展開分解圖。

[圖2]係本創作之立體示意圖及剖視圖。

[圖3]係本創作使用狀態之剖視示意圖。

[圖4]係本創作使用多層緩衝墊體範例之剖視示意圖。

請參閱圖1、圖2、圖3及圖4，本創作提供一種防彈用緩衝墊體素材結構，該結構主要包括有多層防彈纖維材料10、一或數層內層緩衝墊體2，內層緩衝墊體2內填充流體23所組成；其中內層緩衝墊體2，中間為獨立筒式緩衝墊體結構材21，上下覆蓋緩衝墊體面材20、22，皆係以高拉力、高破裂強度之材質組成；另內層緩衝墊體內填充流體23部分可為氣體、液體、液態裝甲、剪切厚化液、液固體混合、非牛頓流體等流體。外層防彈纖 維材料10可阻擋子彈3之侵入式傷害，內層緩衝墊體2及內部填充流體23可防止或降低子彈3之非侵入式傷害。

圖1為本創作展開圖，有多層防彈纖維材料10，上緩衝墊體面材20，緩衝墊體結構材21，下緩衝墊體面材22，另內層緩衝墊體內填充流體23部分於製造時，填充入緩衝墊體2之獨立筒式之多孔室內。

圖2為本創作示意圖及剖面圖，多層防彈纖維材料10本身之間或與緩衝墊體2(包含上緩衝墊體面材20，獨立筒式緩衝墊體結構材21，下緩衝墊體面材22，內層緩衝墊體內填充流體23)之結合，可使用黏著劑黏接、熔接、外部包覆等方式。內層緩衝墊體內填充流體23，除單一流體外，亦可同時填充不同密度之流體，可發揮不同的緩衝效果，市場區隔上也可增加產品的多樣化。

圖3為本創作使用時示意圖，本創作使用時，外層防彈纖維材料10朝外，緩衝墊體2靠近人體或受保護物，子彈3高速射入本創作時，最外層防彈纖維布料10會將子彈3擋下使子彈扭曲變形成為3'，讓人體或受保護物不受到子彈侵入式的傷害，而緩衝墊體2可以吸收衝擊波，使人體或受保護物不受到或減少非侵入式的衝擊傷害。

圖4為本創作使用多複合層數的剖視示意圖，本創作使用時，可使用多層的緩衝墊體2，墊體之間也可使用防彈纖維布料10用以加強防護能力，而內層緩衝蜂巢墊體內填充流體23也可依緩衝的功能需求在不同的層數內填充不同的流體23'。

10‧‧‧防彈纖維材料

2‧‧‧緩衝墊體(20、21、22、23組合)

20‧‧‧上緩衝墊體面材

21‧‧‧緩衝墊體結構材

22‧‧‧下緩衝墊體面材

23‧‧‧填充流體

Claims (7)

1. 一種防彈複合緩衝墊體素材結構包括：外層防彈纖維材料：以適當層數置於保護物的最外層，用以防止高速子彈或尖銳物刺穿；內層緩衝墊體：可依需求使用一層或數層，置於多層防彈纖維材料之後方，中間為緩衝墊體結構材，上下分別覆蓋緩衝墊體面材，內層緩衝蜂巢墊體內獨立筒式多孔室可填充流體，可用以加強緩衝能力；填充流體：填充於緩衝墊體內，可為氣體、液體、液態裝甲、剪切厚化液、液固體混合、非牛頓流體等。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之防彈複合緩衝墊體素材結構，其中緩衝墊體結構材部分係以獨立筒式的多孔室排列而成，多孔室部分可為但不限於蜂巢狀、菱形、平行四邊形、圓形、非定形等，主要功能在於提供填充流體之空間及本身獨立筒結構提供緩衝功能。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之防彈複合緩衝墊體素材結構，其中緩衝墊體部分可使用高拉力高破裂強度之彈性材質組成，亦可使用高剛性之硬質材料製作，可加強提升防彈等級。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之防彈複合緩衝墊體素材結構，其中緩衝墊體內填充流體部分使用可為氣體、液體、液態裝甲、剪切厚化液、液固體混合、 非牛頓流體等，可增加其吸收衝擊能力；或亦可填充具緩衝功能之固體材質。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之防彈複合緩衝墊體素材結構，其中緩衝蜂巢墊體部分不限於僅一層，可以依需求使用多層，來加強緩衝吸收能力，增加其吸收衝擊能力，各層填充之流體也可使用不同材質。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之防彈複合緩衝墊體素材結構，其中防彈纖維材料部分除外層必須置放之外，亦可置放於多層內層緩衝蜂巢墊體之間或其與受保護物之間。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之防彈複合緩衝墊體素材結構，其中防彈纖維材料部分可置換為任何防彈材料，不僅限於纖維材質，可使用但不限於硬版、固態、非機織物等防彈材質，防彈材質用以阻擋高速子彈或尖銳物，防止其進入受保護物或人體造成侵入式傷害。