(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特殊アルミニウム合金から形成され、且つ第一表面及び第二表面を有する第一プレートと、
チタンから形成され、且つ第一表面及び第二表面を有する第二プレートと、
前記第一プレートの第一表面、及び前記第二プレートの第一表面に接着したバリスティックギャップ発泡体のシートと、
前記第一プレートの第二表面に接着した複数層のバリスティック織物プレートと、
前記複数層のバリスティック織物プレート上に配されたバリスティックラップの第一シートであって、前記バリスティックラップの第一シートは前記複数層のバリスティック織物プレートの端上で、前記第二プレートの前記第二表面の一部を覆うように折り曲げられているバリスティックラップの第一シートと、
前記バリスティックラップの第一シートによって覆われていない前記第二プレートの第二表面の一部に接着したバリスティックラップの第二シートと、を含むバリスティックストライクプレート組立体。
【請求項２】
前記特殊アルミニウム合金プレートの厚さが約０．１２５インチである請求項１に記載のバリスティックストライクプレート組立体。
【請求項３】
前記チタンプレートの厚さが約０．１２５インチである請求項１に記載のバリスティックストライクプレート組立体。
【請求項４】
前記複数層のバリスティック織物プレートが、第一積層体を形成するバリスティック織物の第一の複数のシート、第二積層体を形成するバリスティック織物の第二の複数のシートから形成され、且つ前記第一及び前記第二積層体の間に配された金属シートを含む請求項１に記載のバリスティックストライクプレート組立体。
【請求項５】
前記バリスティックラップの第一及び第二シート間の継ぎ目上に配されたエラストマー材料をさらに含む請求項１に記載のバリスティックストライクプレート組立体。
【請求項６】
前記複数層のバリスティック織物プレート内の前記金属シートはチタンから形成される請求項４に記載のバリスティックストライクプレート組立体。
【請求項７】
前記チタン金属シートは約０．０５インチの厚さを有する請求項６に記載のバリスティックストライクプレート組立体。
【請求項８】
アーマーベストのポケットにストライクプレートが入るように選択された長さ及び幅を有する請求項１に記載のバリスティックストライクプレート組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年７月６日に出願された米国特許出願番号１２／８３０７９８の優先権を主張し、それは本明細書で参照することによって、本明細書にすべて含まれる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、バリスティックストライクプレート、特にボディアーマープレート及び他の防弾ストライクプレート、ボディアーマープレート及び他の防弾ストライクプレートを含むバリスティックストライクプレートの組立体、及びこれらの製品の製造方法に関する。
【０００３】
ボディアーマー及び類似の用途のための他の保護用アーマーは通常、それぞれが異なる材料の複数の層を含む一連のプレートから形成される。合金化セラミックなどの材料は、ボディアーマープレート内にうまく用いられてきた。加えて、例えばチタンから形成される金属プレートは、バリスティックストライクプレート及びバリスティックストライクプレート組立体に用いられてきた。２００９年１１月６日に出願された同時係属の米国特許出願“ＳＯＬＩＤ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＨＡＶＩＮＧ  ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＡＬ  ＡＮＤ  ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ  ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ，”は複数層のバリスティックストライクプレート組立体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１１７２５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
洗浄処理剤は、アセトン、真鍮顆粒、カーボンナノチューブ材料、銀顆粒、黄鉄鉱顆粒、及び銅顆粒を含む。洗浄処理剤の作成方法は、アセトンと共に真鍮顆粒を混合、アセトン真鍮混合物中での銀顆粒、カーボンナノチューブ材料、黄鉄鉱顆粒及び銅顆粒の混合、並びに残った固体材料からの液体の濾過を含む。真鍮顆粒、黄鉄鉱顆粒、カーボンナノチューブ材料、及び真鍮顆粒などの材料の処理方法は、洗浄処理剤中での材料の洗浄、続いて、処理された材料の濾過及び乾燥を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、アルミニウム合金から形成されるプレートは、バリスティックストライクプレート組立体の組み立て、特にボディアーマー組立体に有利に用いられる。合金は、ここでの明細書に従って準備された処理された材料、及び銀パウダーから成り、アルミニウム中に溶解される。プレートは、合金の熱間圧延インゴットによって形成され得る、又は溶融合金からの鋳造によって形成され得る。完成したプレートの厚さは、ボディアーマー、車両用アーマー、又はビル若しくはビルの一部などの構造物に用いられるアーマーを含む特定の用途に応じて変化するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一側面による洗浄処理剤の作成プロセスを示す図である。
【図２Ａ】本発明の他の一側面によるバリスティックストライクプレート組立体の前面図を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の他の一側面によるバリスティックストライクプレート組立体の上面図を示す図である。
【図３Ａ】本発明の他の一側面によるバリスティックストライクプレート組立体を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の他の一側面によるバリスティックストライクプレート組立体を示す図である。
【図４Ａ】本発明の他の一側面によるバリスティックストライクプレートを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の他の一側面によるバリスティックストライクプレートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
当業者は、以下の本発明の記載が単なる一例に過ぎず、いかなる限定をするものではないことを十分に理解するであろう。本発明の他の実施形態は、それら自身をそのような当業者に容易に示唆するであろう。
【０００９】
本発明は、強化された物理的及び電気的特性を有する固体材料の構成、前記材料を用いて形成された製品、並びに前記材料及び前記製品の製造方法に関する。
【００１０】
多数の製品が本発明の構成を用いて作成され得る。本発明の一態様は、本発明によるバリスティックストライクプレート及び組立体を形成するために用いられる材料を処理するために用いられる洗浄液又は溶解槽を含む。洗浄液又は溶解槽の容積は特定の用途に応じて変化するので、１ガロンのアセトンを用いる洗浄液を形成するための実施形態例が与えられる。実施例で開示された原料の量を直線的に見積もることで、より大きい又はより小さい洗浄液のバッチを考案できることを、当業者は十分に理解するであろう。
【００１１】
図１に示された一実施形態例において、参照番号１０で、真鍮はアセトンと共に工業用ミキサー内で混合される。実施例では、略４５４グラムの（略１００メッシュ又はより微細な）真鍮が、１ガロンのアセトンと共に、高速で略１０分間、又はミキサーが停止した際にアセトン表面に金色が現れるまで、工業用ミキサー内で混合される。参照番号１２で、略２グラムの銀顆粒が追加及び混合される。参照番号１４で、カーボンナノチューブ材料が追加及び混合される。例示的実施例において、略１グラムの多層カーボンナノチューブ材料が追加され及び高速で略５分間混合される。参照番号１６で、黄鉄鉱が追加及び混合される。例示的実施例において、略３３．５グラムの、略０．１２５インチの粒径を有する黄鉄鉱が追加され及び高速で、最短で略３分間混合される。参照番号１８で、銅が追加及び混合される。例示的実施例において、略５１７グラムの（略１００メッシュ又はより微細な）銅が追加され、ミキサーが止まった後に表面上にスラリーが形成され始めるまで、高速で略８分間混合される。カーボンナノチューブ材料、銀、黄鉄鉱、及び銅が追加される順序は重要ではない。
【００１２】
上述のように原料が全て混合された後、液体は濾過され、及び洗浄液又は溶液槽として用いられ得る。濾過された全ての固形物は、ここで開示されたさらなる使用のために貯蔵され得る。一度材料が処理されると、用いられる洗浄液は集められ、新しい洗浄液のバッチに加えられることでリサイクルされ得る。
【００１３】
一度洗浄液が形成されると、製造されることになる製品の構成材料は、洗浄液を用いて洗浄される。粘り気のある膜が構成材料と一体化する。構成材料は、オーブン温度内又は室温で、乾燥及び加圧によって一緒に結合される。
【００１４】
本発明の一態様によると、特殊アルミニウム合金から形成されるバリスティックストライクプレートはアーマー組立体、特にボディアーマー組立体に有利に用いられる。特定の寸法のプレートを形成するために必要とされる合金の量は特定の用途のために必要とされるプレートのサイズと共に変化するので、キログラムの合金を形成するための例示的実施例が与えられる。当業者は、実施例で開示された原料の量を直線的に見積もることで、より大きい又はより小さい量のアルミニウム合金の形成が可能であることを十分理解するであろう。
【００１５】
総重量略１キログラムの特殊アルミニウム合金のために、上記のように（ここでは“処理された材料”と呼ぶ）処理された１３０グラムの材料及び略１０グラムの銀パウダーが、略８６０グラムのアルミニウムの中に溶解される。上述した本発明により形成されるアルミニウム合金は、ここでは“特殊アルミニウム合金”と呼ぶ。
【００１６】
本発明のバリスティックストライクプレートは特殊アルミニウム合金の熱間圧延インゴットによって形成され得る、又は溶融合金からの鋳造によって形成され得る。本発明のバリスティックストライクプレートはアルミニウム若しくは他のアルミニウム合金の熱間圧延インゴットによって形成され得る、又は溶融アルミニウム若しくは他のアルミニウム合金からの鋳造によって形成され得るが、特殊アルミニウム合金よりも低い強度を有すると考えられる。完成したバリスティックストライクプレートの厚さは、特定の用途に応じて変化するであろう。ボディアーマー用では、ボディアーマーが遭遇すると考えられる脅威レベルに応じて、プレートが略０．０６２５インチから略０．２５０インチの厚さとなり得る。車両の又は構造物のアーマー用では、アーマーが遭遇すると考えられる脅威レベルに応じて、バリスティックストライクプレートが１インチ又はそれ以上の厚さまで有し得る。
【００１７】
ここで図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、本発明の他の一態様によるボディアーマーに用いられ得るバリスティックストライクプレート２０を形成するために、その構成が有効に用いられる。図２Ａは本発明によるバリスティックストライクプレート組立体の前面図を示す。図２Ｂはストライクプレート組立体２０の例示的な上面図を示す。図２Ａで示された例示的な下面図はプレート２０が曲がっていることを示し、当業者はプレート９０が用途に応じて平坦に形成され得ることを十分に理解できるであろう。例えば、ボディアーマーベストは時々、織物材料から作成されるベストを提供することによって組み立てられる。そのベストは、バリスティックストライクプレート又はプレート組立体が挿入されるポケットを含む。本発明によるバリスティックストライクプレート組立体は、このように形成された、及びこのような織物ベストのポケット内に挿入されるように構成された組立体を含む。
【００１８】
ここで図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、図は本発明の他の一態様によるバリスティックストライクプレート組立体３０の断面図、及び正面図をそれぞれ表す。
【００１９】
本発明による例示されたバリスティックプレート組立体は、本発明により作成された特殊アルミニウム合金プレート３２を用いることで形成される。本発明の一例示的実施形態において、プレート３２は、略０．１２５インチの厚さを有し得る。ペンシルベニア州ブラッケンリッジのＡｌｌｅｇｈｅｎｅｙ  Ｌｕｄｌｕｍ  Ｃｏｒｐ．から入手可能な、例えば厚さ０．１２５インチのプレートのグレードＩＩチタンプレート３４（ＣＡＳ番号７４４０−３２−６）も用いられる。本例においては２つのプレートは同一の厚さを有するが、このことは本発明の実施において必須のことではない。当業者は、プレート３２及び３４の厚さはバリスティックストライクプレート組立体が遭遇すると考えられる脅威レベルに応じて選択されるであろうことを十分に理解できるであろう。
【００２０】
バリスティックギャップ発泡体のシート３６は、実施形態例中で略０．１２５インチの厚さを有し、例えばアリゾナ州テンピのＨｉｓｃｏ社の一部門であるＤＭＧ製のＤＭＧ−ＦＭ−００４型などの接着処理された両面を有し、あるプレートの第一表面に接着される。他のプレートの第一表面は、発泡体シート３６の他の表面に接着される。
【００２１】
バリスティック織物プレート３８は、バージニア州コロニアルハイツのＨｏｎｅｙｗｅｌｌから入手可能なＳｐｅｃｔｒａＩＩなどのバリスティック織物を複数層用いることで作成される。本願の好ましい実施形態において、このような織物の複数の層の第一積層体である。シート４０は、ペンシルベニア州ブラッケンリッジのＡｌｌｅｇｈｅｎｅｙ  Ｌｕｄｌｕｍ  Ｃｏｒｐ．製のＣＡＳ番号７４４０−３２−６プレートなどの、例示的実施形態において略０．０５インチの厚さを有するチタンシートなどの材料から形成され、積層体上に配され、且つこのような織物の複数の層の第二積層体はチタンシート上に配される。本発明の一例示的実施形態において、第一及び第二積層体中に５０枚のシートが用いられる。その後組み立てられた積層体は、バリスティック織物プレートを形成するために例えば１０トンの圧力下で略４時間華氏略２７５度まで加熱される。バリスティック織物プレートは、ミネソタ州セントポールの３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な３Ｍ−ＶＨＢ−４９５０などの両面接着テープ４２を用いて、アルミニウムプレート３２の露出された第二表面に接着される。
【００２２】
その後バリスティックプレート組立体３０は、アリゾナ州テンピのＨｉｓｃｏ社の一部門であるＤＭＧ製のＭ−７  Ｓｐａｌｌ  Ｓｙａｔｅｍ  Ｎｙｌｏｎ  ＰＳＡなどのバリスティックラップの第一シート４４によって覆われる。バリスティックラップの第一シート４４は、接着層４６によって所定の位置に固定される。バリスティックラップ４４の第一シートの端４８は、組立体の４つの端上に折り重ねられる。より小さな、バリスティックラップ５０の第二シートは、バリスティックラップの第一シートの折り畳まれた端で覆われていないチタンプレート３４の第二表面の一部の上に配される。バリスティックラップの第二シート５０も、接着層４６によって所定の位置に固定される。組立体のチタン表面は、外側を向き、脅威に向かう。
【００２３】
ここで図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、図はそれぞれ本発明の他の一態様によるボディアーマープレート組立体の断面図及び正面図を示す。
【００２４】
図４Ａ及び図４Ｂに示された本発明の側面によると、アーマープレート組立体６０は、本発明の技術によって作成された特殊アルミニウム合金プレート６２を用いることで形成される。本発明の一実施形態例において、プレート２２は略０．１２５インチの厚さを有し得る。ペンシルベニア州ブラッケンリッジのＡｌｌｅｇｈｅｎｅｙ  Ｌｕｄｌｕｍ  Ｃｏｒｐ．から入手可能な、厚さ０．１２５インチのプレート（ＣＡＳ番号７４４０−３２−６）などのグレードＩＩチタンプレート６４。本実施例においては２つのプレートは同一の厚さを有するが、このことは本発明の実施において必須のことではない。当業者は、プレート６２及び６４の厚さはバリスティックストライクプレート組立体が遭遇すると考えられる脅威レベルに応じて選択されるであろうことを十分に理解できるであろう。
【００２５】
アリゾナ州テンピのＨｉｓｃｏ社の一部門であるＤＭＧ製のＤＭＧ−ＦＭ−００４型などの接着処理がされた両面を有し、例示的実施形態例において略０．１２５インチの厚さを有するバリスティックギャップ発泡体のシート６６の第一表面は、プレート６２及び６４の１つの第一表面に接着される。他のプレートの第一表面は、発泡体シート６６の他の表面に接着される。
【００２６】
バリスティック裏地プレート６８は、バージニア州コロニアルハイツのＨｏｎｅｙｗｅｌｌから入手可能なＳｐｅｃｔｒａＩＩなどのバリスティック織物を複数層用いることで作成される。現在好ましい実施形態において、積層体はこのような織物の複数の層から組み立てられている。シート７０は、ペンシルベニア州ブラッケンリッジのＡｌｌｅｇｈｅｎｅｙ  Ｌｕｄｌｕｍ  Ｃｏｒｐ．製のＣＡＳ番号７４４０−３２−６プレートなどの、実施形態例において略０．０５インチの厚さを有するチタンシートなどの材料から形成され、積層体上に配され、且つこのような織物の複数の層の第二積層体はチタンシート上に配される。本発明の一例示的実施形態において、第一及び第二積層体中に５０枚のシートが用いられる。その後組み立てられた積層体は、バリスティック織物プレート６８を形成するために例えば１０トンの圧力下で略４時間華氏略２７５度まで加熱される。バリスティック織物プレート６８は、ミネソタ州セントポールの３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な３Ｍ−ＶＨＢ−４９５０などの両面接着テープを用いて、アルミニウムプレート６２の露出された第二表面に接着される。
【００２７】
その後バリスティックプレート組立体６０は、アリゾナ州テンピのＨｉｓｃｏ社の一部門であるＤＭＧ製のＭ−７  Ｓｐａｌｌ  Ｓｙａｔｅｍ  Ｎｙｌｏｎ  ＰＳＡなどのバリスティックラップの第一シート７４によって覆われる。バリスティックラップの第一シート７４は、接着層７６によって所定の位置に固定される。バリスティックラップ７４の第一シートの端７８は、組立体の４つの端上に折り重ねられる。より小さな、バリスティックラップ８０の第二シートは、バリスティックラップの第一シートの折り畳まれた端で覆われていないアルミニウムプレートの第二表面の一部の上に配される。バリスティックラップの第二シート８０も、接着層７６によって所定の位置に固定される。組立体のチタン表面は、外側を向き、脅威に向かう。
【００２８】
コーティング８２は、例えばミネソタ州ブレインのＰｌａｓｔｉ−Ｄｉｐ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ製のＰｌａｓｔｉ−Ｄｉｐ  ｃｏａｔｉｎｇなどのエラストマーコーティングであり、バリスティックラップ層７４の第一シートの折り畳まれた部分７８の端の交差部分によって作成された継ぎ目８４上、及びバリスティックラップの第二シート８０の外縁８６に形成される。
【００２９】
前述の開示は、本発明の例示的実施形態を含む。本発明のあらゆる実際の実施形態における様々な層の厚さは、バリスティックストライクプレート組立体が遭遇すると考えられる脅威レベルに応じて選択されるであろう。
【００３０】
本発明の実施形態及び用途が示され、記述されたが、ここでの発明の概念から離れることなく、上述されたより多くの修正が可能であることは当業者にとって明白であろう。それ故、本発明は特許請求の範囲が意味するもの以外で限定されることはない。
【符号の説明】
【００３１】
２０  バリスティックストライクプレート
３０、６０  バリスティックプレート組立体
３２、６２  特殊アルミニウム合金プレート
３４、６４  チタンプレート
３６、６６  発泡体シート
３８、６８  バリスティック織物プレート
４０、７０  シート
４２、７２  両面接着テープ
４４、７４  バリスティックラップの第一シート
４６、７６  接着層
４８、７８  端
５０、８０  バリスティックラップの第二シート
８２  コーティング
８４  継ぎ目
８６  外縁
【図１】
0005917509.tif 000002
【図２Ａ】
0005917509.tif 000003
【図２Ｂ】
0005917509.tif 000004
【図３Ａ】
0005917509.tif 000005
【図３Ｂ】
0005917509.tif 000006
【図４Ａ】
0005917509.tif 000007
【図４Ｂ】
0005917509.tif 000008