(57)【要約】  欠陥のない繊維複合材料を形成するためのプロセス。より具体的には、プライの積層体の成形中にブリスター形成を積極的に監視又は制御する必要なく、ブリスターのない繊維複合材を形成するためのプロセス、及びそれにより製造されたブリスターのない複合材料に関する。繊維状プライは、結合剤でプライを含浸させることなく、乾燥した粒子状結合剤でコーティングされる。繊維／テープ間の間隙は、結合剤コーティングに影響することなく、積層体から外に空気が拡散することを可能にし、それによりブリスター形成を回避する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維状プライを含む、ブリスターのない弾道抵抗性複合材であって、前記繊維状プライの各々が、単回溶融熱履歴を有する不連続の非液体分散ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、前記複数の繊維状プライが、一体型複合材として一体化され、前記複合材が、０％〜最大５％の空隙体積を含む、弾道抵抗性複合材。
【請求項２】
各繊維状プライが、表面積を有し、各プライの前記表面積の５０％未満が前記ポリマー結合剤によって覆われている、請求項１に記載のブリスターのない弾道抵抗性複合材。
【請求項３】
前記複合材が、０％の空隙体積を有する、請求項１に記載のブリスターのない弾道抵抗性複合材。
【請求項４】
各繊維状プライが、８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有する、請求項１に記載のブリスターのない弾道抵抗性複合材。
【請求項５】
弾道抵抗性複合材を形成する方法であって、
ａ）複数の繊維及び／又は複数のテープを含む第１のプライを提供するステップであって、前記第１のプライが、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、前記第１のプライ内に存在し、それによって前記第１のプライが空隙体積を有する、ステップと、
ｂ）前記第１のプライ上に第２のプライを適用するステップであって、前記第２のプライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、前記第２のプライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、前記第２のプライ内に存在し、それによって前記第２のプライが空隙体積を有する、ステップと、
ｃ）任意選択的に、前記第１のプライ及び／又は前記第２のプライ上に１つ以上の追加プライを適用するステップであって、各追加プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、各追加プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、各追加プライ内に存在し、それによって前記追加プライの各々が空隙体積を有する、ステップと、
ｄ）前記第１のプライ、第２のプライ、及び任意の追加プライを、各プライ中の前記粒子状ポリマー結合剤を少なくとも部分的に溶融するのに十分な条件下で熱及び圧力を用いて圧密化し、それによって全てのプライを一体化して一体型複合材を形成するステップであって、前記一体型複合材が、前記圧密化ステップの前に、各個々のプライの合計された空隙体積未満である、総空隙体積を有する、ステップと、を含む、方法。
【請求項６】
前記圧密化ステップの前の各個々のプライの合計された空隙体積が、２０％よりも大きく、前記圧密化ステップの後の前記一体型複合材の前記総空隙体積が、０％〜最大約１０％である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各プライ中の前記粒子状ポリマー結合剤が、ステップｄ）で十分かつ完全に溶融される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
各プライ中の前記粒子状ポリマー結合剤が、ステップｄ）で部分的にのみ溶融され、前記プライのうちの少なくとも１つの前記繊維／テープのうちの少なくともいくつかが、ポリマー結合剤の盛り上がった不連続のパッチによって部分的に覆われている表面を有し、前記ポリマー結合剤の盛り上がった不連続のパッチが、前記繊維／テープ表面に結合されかつそこから伸長している、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
請求項５に記載のプロセスによって製造された、ブリスターのない弾道抵抗性複合材であって、各プライの前記粒子状ポリマー結合剤が、十分かつ完全に溶融され、前記一体型複合材内に空隙が全く存在しない、ブリスターのない弾道抵抗性複合材。
【請求項１０】
弾道抵抗性複合材を形成する方法であって、
ａ）複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有する第１の繊維状プライを提供するステップであって、前記第１の繊維状プライが、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、前記第１の繊維状プライ内に存在し、それによって前記第１の繊維状プライが空隙体積を有する、ステップと、
ｂ）前記第１の繊維状プライの表面に少なくとも１つの熱可塑性オーバレイを適用するステップであって、前記少なくとも１つの熱可塑性オーバレイが、前記表面を部分的にのみ覆い、前記少なくとも１つの熱可塑性オーバレイが、前記ポリマー結合剤の融点未満の融点を有する、ステップと、
ｃ）前記少なくとも１つの熱可塑性オーバレイ上に第２の繊維状プライを適用するステップであって、前記第２の繊維状プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有し、前記第２の繊維状プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、前記第２の繊維状プライ内に存在し、それによって前記第２の繊維状プライが、空隙体積を有する、ステップと、
ｄ）任意選択的に、１つ以上の中間の熱可塑性オーバレイを介して、任意選択的に、前記第１の繊維状プライ及び／又は前記第２の繊維状プライ上に１つ以上の追加繊維状プライを適用するステップであって、各追加繊維状プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、各々が約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有し、各追加繊維状プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、各追加繊維状プライ内に存在し、それによって前記追加プライの各々が、空隙体積を有し、前記熱可塑性オーバレイの各々が、前記ポリマー結合剤の各々の融点未満の融点を有する、ステップと、
ｅ）前記第１の繊維状プライ、第２の繊維状プライ、及び任意の追加繊維状プライを、各繊維状プライ中の前記粒子状ポリマー結合剤を少なくとも部分的に溶融するのに十分な条件下で熱及び圧力を用いて圧密化し、それによって全ての前記繊維状プライを一体化して一体型複合材を形成するステップであって、前記一体型複合材が、前記圧密化ステップの前に、各個々の繊維状プライの合計された空隙体積未満である、総空隙体積を有する、ステップと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その開示全体が参照として本明細書に援用される、２０１６年４月１５日出願の同時係属中の米国特許仮出願第６２／３２２，８４１号の利益を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、欠陥のない繊維複合材料を形成するための改良されたプロセスに関する。より具体的には、本開示は、ブリスター形成を積極的に監視又は制御する必要なく、ブリスターのない繊維複合材を形成するためのプロセス、及びそれにより製造されたブリスターのない複合材料に関する。
【０００３】
（関連技術の記述）
弾道抵抗性ベスト、ヘルメット、車両パネル及び軍用装備の構造部材などの弾道抵抗性物品は、典型的には、高強度繊維を含む複合材アーマーから作製される。複合材アーマーを製造するために従来使用されている高強度繊維としては、ポリエチレン繊維、特に超高分子量ポリエチレン繊維、及びアラミド繊維、特にパラ−アラミド繊維が挙げられる。いくつかの用途では、繊維は、繊維が機械的に互いに連結された織布に形成される。他の用途では、繊維は、繊維がポリマー結合剤材料のコーティングなどで共に接着された、不織布に形成される。織布及び／又は不織布から形成された、様々な弾道抵抗性物品構造物が知られている。例えば、これらの全てが同一所有者のＨｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．社によって所有されている、米国特許第４，４０３，０１２号、同第４，４５７，９８５号、同第４，６１３，５３５号、同第４，６２３，５７４号、同第４，６５０，７１０号、同第４，７３７，４０２号、同第４，７４８，０６４号、同第５，５５２，２０８号、同第５，５８７，２３０号、同第６，６４２，１５９号、同第６，８４１，４９２号及び同第６，８４６，７５８号は、超高分子量ポリエチレン繊維から形成された弾道抵抗性複合材について記載している。これらの複合材は、銃弾、シェル、榴散弾などの発射体からの高速衝撃による貫通に対して、異なる度合の耐性を示す。
【０００４】
対弾道複合材アーマー用途の大部分では、アーマーは、複数の繊維状プライを、単一の一体型構造へと合体することによって製造され、異なる弾丸による脅威に対するレベルに対して、耐弾道性のレベルが異なり、組み込まれるプライの合計数に依存して得られることができる。一例として、国立司法省研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｊｕｓｔｉｃｅ）（ＮＩＪ）は、安全かつ信頼性があると分かるように装備の度合いを特定する、様々な産業によって認識された装備基準を確立し、確立された最小限の要件に従って実施されることが期待されている。例えば、ＮＩＪ規格０１０１．０６は、増大する危険の脅威に対する５つの脅威レベル：脅威レベルＩＩＡ（タイプＩＩＡアーマー）；脅威レベルＩＩ（タイプＩＩアーマー）；脅威レベルＩＩＩＡ（タイプＩＩＩアーマー）；脅威レベルＩＩＩ（タイプＩＩＩアーマー）及び脅威レベルＩＶ（タイプＩＶアーマー）、にボディアーマーを分類している。最初の３つのレベルは、典型的には、特定のエネルギーレベル評価を有する各脅威により、９ｍｍ  ＦＭＪ  ＲＮ（フルメタルジャケットラウンドノーズ）弾、０．４０スミス＆ウェッソンＦＭＪ弾、０．３５７マグナムＪＳＰ（ジャケテッドソフトポイント）弾、０．３５７ＳＩＧ  ＦＭＪ  ＦＮ（シグザウエルフルメタルジャケットフラットノーズ）弾、及び０．４４マグナムＳＪＨＰ（セミジャケッテッドホローポイント）弾からユーザを保護するように設計された、ソフトアーマー物品として分類される。最後の２つの脅威レベルは、典型的には、特定のエネルギーレベル評価でそれぞれ、Ｍ８０ボールライフル弾及びスプリングフィールドＭ２アーマーピアシング（ＡＰ）ライフル弾からユーザを保護するように設計された、ハードアーマー物品として分類される。
【０００５】
一般に、アーマーの脅威レベルの増大は、複合材に組み込まれる繊維状プライの数を増加することによって達成される。繊維状プライを圧密化して一体型複合材を形成する方法は公知であり、積層体をカレンダーニップセットに通過させることか、フラットベッドラミネータ若しくは別のタイプのプレスでプレスすることか、オートクレーブでか、又は真空下に置かれた金型内で材料を真空成形することによって、などが挙げられる。これらの方法の各々は、圧力及び任意選択的に熱を使用して、複数のプライを互いにプレスし、それらを繊維上の結合剤コーティング又は他の接着剤で共に接着結合する。
【０００６】
単一の一体型層に繊維複合材を圧密化するための任意の既知の方法を使用するとき、隣接するプライ間に空気が封入され得ることが一般的に知られている。繊維状プライが共にプレスされる際、この封入された空気は、印加される力の方向と反対の方向に強制的に移動され、これにより複合材が膨らんだ領域、すなわち「気泡」が複合材の外面上に形成される、当該技術分野においてブリスタリングとして知られる現象を引き起こす。弾道抵抗性アーマーにおけるブリスタリングは、単に見苦しいために望ましくないわけではなく、ブリスターが、繊維層の一部分が互いから剥離している、発射体との衝突時の破局的なアーマーの故障に至る場合のある脆弱な領域であるためである。したがって、アーマー製造業者は、典型的には、複合材料が完成物品に製造される前に、ブリスター形成を積極的に監視し、ブリスターを除外するための中間処理ステップに積極的に携わる。例えば、米国特許第６，１８３，８３４号、及び同第６，８９３，７０４号は、ブリスター形成を積極的に監視する方法について各々教示しており、これらは、単層の積層体を所望の圧縮温度に加熱し、次いで３つ以上の不連続なステップで圧縮し、各連続するステップで圧縮圧力を増加する。米国特許第８，３２９，０８４号及び国際公開特許第ＷＯ２０１２／００４３９２号は、プライの積層体を圧密化する前に、まず金型内で低圧の予備成形を施す、ブリスター形成を監視するマルチステップ方法について各々教示している。この予備成形ステップの後、金型を開き、ブリスターの存在を検査し、ブリスターが存在する場合には、鋭利な物体でブリスターに穴をあけることなどによって除去する。ブリスター形成を積極的に防止するための、確認されている他の方法としては、成形中の脱気、又は真空下での成形が挙げられる。米国特許第６，５２４，５０４号に記載のように、脱気は、プレス金型内の力を低減し、次いでプレス金型をわずかな距離で分離し、次いでその位置をその離間した位置に所望の時間保持し、金型内の圧力を解放する、手間のかかるプロセスである。所望の時間静置した後、次いで型を開き、製品を取り出す。最後に、米国特許第８，２５１，６８８号に記載のように、封入された空気は、真空成形によって複合材から引き出されることができるが、これは不連続な段階での真空成形による積極的なブリスター制御、及び複合材に対するブリスターの検査を依然として必要とする。
【０００７】
したがって、ブリスターを積極的に監視及び除外することを製造者に負担させることなく、かつブリスターの形成が防止されることを確実にするための非効率的な品質管理手順を導入する必要なく、繊維複合物品の製造におけるブリスターの形成を防止する効率的な手段が、当該技術分野において必要とされている。本開示は、この必要性に対する解決策を提供する。
【発明の概要】
【０００８】
本開示は、乾式処理技術を使用して製造される弾道抵抗性複合材であって、繊維及び／又はテープ（好ましくはマルチフィラメントテープ）から形成された複合材繊維状プライが、熱履歴を有さない、不連続の非液体分散ポリマー結合剤で部分的にコーティングされている、すなわち、繊維状プライが、液体又は溶融結合剤でコーティングされるよりもむしろ、例えば粉末結合剤などの乾燥した粒子状結合剤で部分的にコーティングされている、弾道抵抗性複合材を提供する。処理中に、粒子状結合剤は、結合剤が少なくとも部分的に溶融されるように加熱され、それによりそれぞれの各繊維状プライの繊維／テープの上及び間を、少なくとも部分的に流れることを可能にする。これが、繊維状プライを共に結合するが、プライは乾燥した粒子状結合剤で部分的にのみコーティングされているため、プライの領域は、コーティングされていないままであり、各プライ内の隣接する繊維／テープの一部分は、互いに結合されていないままである。その結果、幾分かの空隙体積が、各繊維状プライ内に残される、すなわち、各繊維状プライは、プライ内に開放領域、すなわち間隙を有し、部分的に「開放」されている。複数のかかる開放プライのその後の積層及び成形の際に、封入された空気は、開放領域を通って拡散され、ブリスターを形成することなく積層体から出るであろう。
【０００９】
したがって、本開示は、複数の繊維状プライを含む、ブリスターのない弾道抵抗性複合材であって、それらの繊維状プライの各々が、単回溶融熱履歴を有する不連続の非液体分散ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、それらの複数の繊維状プライが、一体型複合材として一体化され、この複合材が、０％〜最大５％の空隙体積を含む、弾道抵抗性複合材を提供する。
【００１０】
また、提供されるのは、弾道抵抗性複合材を形成する方法であって、
ａ）複数の繊維及び／又は複数のテープを含む第１のプライを提供するステップであって、第１のプライが、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、第１のプライ内に存在し、それによって第１のプライが空隙体積を有する、ステップと、
ｂ）第１のプライ上に第２のプライを適用するステップであって、第２のプライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、第２のプライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、第２のプライ内に存在し、それによって第２のプライが空隙体積を有する、ステップと、
ｃ）任意選択的に、第１のプライ及び／又は第２のプライ上に１つ以上の追加プライを適用するステップであって、各追加プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、各追加プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、各追加プライ内に存在し、それによって追加プライの各々が空隙体積を有する、ステップと、
ｄ）第１のプライ、第２のプライ、及び任意の追加プライを、各プライ中の粒子状ポリマー結合剤を少なくとも部分的に溶融するのに十分な条件下で熱及び圧力を用いて圧密化し、それによって全てのプライを一体化して一体型複合材を形成するステップであって、一体型複合材が、圧密化ステップの前に、各個々のプライの合計された空隙体積未満である、総空隙体積を有する、ステップと、を含む、方法である。
【００１１】
更に、提供されるのは、弾道抵抗性複合材を形成する方法であって、
ａ）複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有する第１の繊維状プライを提供するステップであって、第１の繊維状プライが、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、第１の繊維状プライ内に存在し、それによって第１の繊維状プライが空隙体積を有する、ステップと、
ｂ）第１の繊維状プライの表面に少なくとも１つの熱可塑性オーバレイを適用するステップであって、少なくとも１つの熱可塑性オーバレイが、その表面を部分的にのみ覆い、少なくとも１つの熱可塑性オーバレイが、ポリマー結合剤の融点未満の融点を有する、ステップと、
ｃ）少なくとも１つの熱可塑性オーバレイ上に第２の繊維状プライを適用するステップであって、第２の繊維状プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有し、第２の繊維状プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、状第２の繊維状プライ内に存在し、それによって第２の繊維状プライが、空隙体積を有する、ステップと、
ｄ）任意選択的に、１つ以上の中間の熱可塑性オーバレイを介して、任意選択的に、第１の繊維状プライ及び／又は第２の繊維状プライ上に１つ以上の追加繊維状プライを適用するステップであって、各追加繊維状プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、各々が約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有し、各追加繊維状プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、各追加繊維状プライ内に存在し、それによって追加プライの各々が、空隙体積を有し、熱可塑性オーバレイの各々が、状ポリマー結合剤の各々の融点未満の融点を有する、ステップと、
ｅ）第１の繊維状プライ、第２の繊維状プライ、及び任意の追加繊維状プライを、各繊維状プライ中の粒子状ポリマー結合剤を少なくとも部分的に溶融するのに十分な条件下で熱及び圧力を用いて圧密化し、それによって全ての繊維状プライを一体化して一体型複合材を形成するステップであって、一体型複合材が、圧密化ステップの前に、各個々の繊維状プライの合計された空隙体積未満である、総空隙体積を有する、ステップと、を含む、方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】プライ間に平坦な樹脂パッチを有する、２プライの目の粗い布の上面の実体顕微鏡画像である。
【図２】円形の樹脂パッチを有する、図１の上面の実体顕微鏡画像の複製である。
【図３Ａ】図１の布の樹脂パッチの上面の（７０倍での）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図３Ｂ】白い四角形によって特定されている、図３Ａに示されている樹脂パッチの一部分の上面の（２５０倍での）ＳＥＭ写真である。
【図４Ａ】図１の布の樹脂パッチの上面の（７０倍での）ＳＥＭ写真である。
【図４Ｂ】白い四角形によって特定されている、図４Ａに示されている樹脂パッチの一部分の上面の（２５０倍での）ＳＥＭ写真である。
【図５Ａ】図１の布の樹脂パッチの上面の（７０倍での）ＳＥＭ写真である。
【図５Ｂ】白い四角形によって特定されている、図５Ａに示されている樹脂パッチの一部分の上面の（２５０倍での）ＳＥＭ写真である。
【図６Ａ】図１の布の樹脂パッチの上面の（７０倍での）ＳＥＭ写真である。
【図６Ｂ】白い四角形によって特定されている、図６Ａに示されている樹脂パッチの一部分の（２５０倍での）上面のＳＥＭ写真である。
【図７】図１の布の３つの樹脂パッチの上面の（７０倍での）ＳＥＭ写真であり、また結合剤粒子の存在も示されている。
【図８】フラットベッドラミネータの概略図である。
【図９】粉末結合剤及び中間スクリムでコーティングされた２つの繊維状プライを有する多層弾道抵抗性材料の上面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書で提供される複合材料は、特に弾道抵抗性アーマーの製造用を意図し、したがって、複合材料が、高引張強度繊維及び／又は高引張強度繊維から形成されたテープを使用して製造されることを特に意図する。しかしながら、乾燥した結合剤処理技術は、ブリスターのない非アーマー物品の製造にも等しく適用可能であり、したがって、本開示は、アーマー用途のみに限定されるか、又は高靭性繊維／テープを含む繊維複合材のみに限定されると解釈されるべきではない。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「繊維」は、長さ寸法が、幅及び厚さの横断寸法よりもはるかに大きい、ポリマー材料のストランドなどの、材料の長いストランドである。繊維は、「ステープル」又は「ステープル繊維」と当該技術分野において称されるストランドの短い区分よりもむしろ、長い、連続した（しかし明確に限定された長さの）ストランドが好ましい。通常の定義による「ストランド」は、糸又は繊維などの単一の、薄い、長さのものである。本明細書で使用するための繊維の断面は、大きく異なってもよく、断面が円形、平坦、又は長円であってもよい。ストランドはまた、フィラメントの直線軸又は長手方向軸から突出している、１つ以上の規則的な又は不規則な突出部を有する、不規則な又は規則的な複数の突出部のある断面のものであってもよい。したがって、用語「繊維」は、規則的な又は不規則な断面を有する、フィラメント、リボン、ストリップ等を含む。実質的に円形断面を有する繊維が好ましい。
【００１５】
単繊維は、１本のフィラメントからか、又は複数本のフィラメントから形成されてもよい。一本だけのフィラメントから形成された繊維は、本明細書では、「単一フィラメント」繊維、又は「モノフィラメント」繊維のいずれかと称され、複数のフィラメントから形成された繊維は、本明細書では、「マルチフィラメント」繊維と称される。本明細書で定義されるように、マルチフィラメント繊維としては、２〜約３０００フィラメント、より好ましくは２〜１０００フィラメント、更により好ましくは３０〜５００フィラメント、更により好ましくは４０〜５００フィラメント、更により好ましくは約４０フィラメント〜約２４０フィラメント、及び最も好ましくは約１２０〜約２４０フィラメントが挙げられる。マルチフィラメント繊維はまた、多くの場合、当該技術分野において、繊維束又はフィラメントの束と称される。本明細書で使用される場合、用語「糸（ｙａｒｎ）」は、複数のフィラメントからなる単一ストランドとして定義され、「マルチフィラメント繊維」と交換可能に使用される。用語「靭性」は、応力を受けていない試料の、線密度（デニール）単位当たりの力（グラム）として表現される、引張強度を指す。用語「初期引張弾性率」は、引張の変化に対するデニール当たりの重力グラム（ｇ／ｄ）で表され、元の繊維／テープの長さ（インチ／インチ）の分数として表される、靭性の変化の比を指す。
【００１６】
用語「デニール」は、繊維／糸の９０００メートル当たりのグラムにおける質量と等しい、線密度の単位である。この点については、各層を形成する繊維は、任意の好適なデニールのものであってもよい。例えば、繊維は、約５０〜約５０００デニール、より好ましくは約２００〜約５０００デニール、更により好ましくは約２００〜約３０００デニール、更により好ましくは約２００〜約１０００デニール、及び最も好ましくは約２００〜約５００デニールのデニールを有してもよい。
【００１７】
本明細書で使用される場合、「繊維層」は、一方向に配向されたか、又はランダムに配向された（すなわちフェルト）不織繊維の単一プライ、単一の一体型構造に圧密化されている不織繊維／テープの複数のプライ、織布の単一プライ、単一の一体型構造に圧密化されている複数の織布プライ、編地の単一プライ、又は単一の一体型構造に圧密化されている複数の編地プライを含む、任意のタイプの単軸布又は多軸布を含み得る。この点については、一般に、「層」は、外側頂部（第１の）平面及び外側底部（第２の）平面を有する、平面的な配置を説明している。本明細書で使用される場合、用語「繊維状プライ」は、一方向に配向された繊維／テープの単一の配列、単一の織布、単一の編地又は単一のフェルト布を指す。各繊維状プライはまた、外側頂面及び外側底面の両方を有し、複数の「繊維状プライ」は、繊維構造の１つ以上のプライを説明している。一方向に配向された繊維／テープの「単一プライ」は、一方向に、実質的に平行な配列に整列された繊維／テープの配置を含む。このタイプの配置はまた、当該技術分野において、「ユニテープ（ｕｎｉｔａｐｅ）」、「一方向テープ」、「ＵＤ」、又は「ＵＤＴ」としても知られている。本明細書で使用される場合、「配列（ａｒｒａｙ）」は、織布及び編地を除く、繊維、糸又はテープの規則正しい配置を説明し、「平行な配列」は、繊維、糸、又はテープの規則正しい、隣り合った、平面配向の平行な配置を説明している。「配向された繊維／テープ」との関係で使用される場合、用語「配向された（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）」は、繊維／テープの延伸よりはむしろ、繊維／テープの整列方向を指す。用語「布（ｆａｂｒｉｃ）」は、プライの圧密化／成形の有無にかかわらず、１つ以上の繊維状プライを含み得る構造を説明している。一方向繊維／テープから形成された不織布は、典型的には、実質的に同一の広がりを持つ様式で互いに面と面で積層され、圧密化されている複数の不織繊維状プライを含む。本明細書で使用されるとき、「単一層」構造は、複数のプライが、圧密化又は成形技術によって合体されている、１つ以上の個々のプライで構成された任意のモノリシック繊維構造を指す。本開示との関係での用語「複合材」は、繊維／糸／テープのポリマー結合剤材料との組み合わせを指し、用語「繊維（ｆｉｂｒｏｕｓ）」は、繊維／糸並びにテープで作製された材料を示す。
【００１８】
本明細書で使用される場合、「高引張強度」繊維は、各々ＡＳＴＭ  Ｄ２２５６によって測定された、少なくとも１０ｇ／デニールの靭性、少なくとも約１５０ｇ／デニール以上の初期引張弾性率、少なくとも約８Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有するものである。高引張強度繊維は、好ましくは、１０ｇ／デニールよりも大きく、より好ましくは少なくとも約１５ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２７ｇ／デニールの靭性、より好ましくは約２８ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは約３３ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは３９ｇ／デニール以上、更により好ましくは少なくとも３９ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは４０ｇ／デニール以上、更により好ましくは４３ｇ／デニール以上、又は少なくとも４３．５ｇ／デニール、更により好ましくは約４５ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも４５ｇ／デニール、少なくとも約４８ｇ／デニール、少なくとも約５０ｇ／デニール、少なくとも約５５ｇ／デニール、又は少なくとも約６０ｇ／デニールの靭性を有する。
【００１９】
特に好適な高靭性繊維としては、高分子量ポリエチレン繊維、特に超高分子量ポリエチレン繊維、及びポリプロピレン繊維などのポリオレフィン繊維が挙げられる。また、好適なのは、アラミド繊維、特にパラ系アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、伸びきり鎖（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｃｈａｉｎ）ポリビニルアルコール繊維、伸びきり鎖ポリアクリロニトリル繊維、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリベンゾチアゾール（ＰＢＴ）繊維、液晶コポリエステル繊維、Ｍ５（登録商標）繊維などの剛直棒状繊維、並びに電気的なグレードの繊維ガラス（Ｅ−ガラス；良好な電気的特性を有する低アルカリボロシリケートガラス）、構造的なグレードの繊維ガラス（Ｓ−ガラス；高強度のマグネシア−アルミナ−シリケート）、及び耐久性グレードの繊維ガラス（Ｒ−ガラス；酸化マグネシウム又は酸化カルシウムを含まない高強度アルミノシリケートガラス）を含むガラス繊維である。これらの繊維タイプの各々は、当該技術分野で従来既知である。また、ポリマー繊維を製造するために好適なのは、コポリマー、ブロックポリマー、及び上記の材料のブレンドである。
【００２０】
第２の繊維材料及び任意選択的な第３の繊維材料として最も好ましい繊維タイプは、ポリエチレン繊維（特に伸びきり鎖ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、液晶コポリマー繊維、ポリプロピレン繊維（特に高配向性伸びきり鎖ポリプロピレン繊維）、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ガラス繊維、及び剛直棒状繊維、特にＭ５（登録商標）剛直棒状繊維を含む高性能繊維である。具体的には最も好ましいのは、ポリエチレン繊維及びアラミド繊維である。
【００２１】
ポリエチレンの場合、好ましい繊維は、少なくとも３００，０００、好ましくは少なくとも百万、及びより好ましくは２百万〜５百万の分子量を有する、伸びきり鎖ポリエチレンである。かかる伸びきり鎖ポリエチレン（ＥＣＰＥ）繊維は、これらの全てが参照として本明細書に援用される、米国特許第４，１３７，３９４号又は同第４，３５６，１３８号に記載されているような溶液紡糸プロセスで成長され得るか、又は全て、参照として本明細書に援用される、米国特許第４，４１３，１１０号、同第４，５３６，５３６号、同第４，５５１，２９６号、同第４，６６３，１０１号、同第５，００６，３９０号、同第５，０３２，３３８号、同第５，５７８，３７４号、同第５，７３６，２４４号、同第５，７４１，４５１号、同第５，９５８，５８２号、同第５，９７２，４９８号、同第６，４４８，３５９号、同第６，７４６，９７５号、同第６，９６９，５５３号、同第７，０７８，０９９号、同第７，３４４，６６８号、及び米国特許公開公報第ＵＳ２００７／０２３１５７２号に記載されているようなゲル構造を形成するための溶液から紡績され得る。特に好ましい繊維タイプは、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．社よりＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）の商標で販売されているポリエチレン繊維のいずれかである。ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）繊維は、当該技術分野において公知である。
【００２２】
ＵＨＭＷ  ＰＥ繊維を形成するために特に好ましい方法は、最も好ましくは繊維がマルチフィラメント繊維である、少なくとも３９ｇ／デニールの靭性を有するＵＨＭＷ  ＰＥ繊維を製造可能なプロセスである。最も好ましいプロセスとしては、同一所有者の米国特許第７，８４６，３６３号、同第８，３６１，３６６号、同第８，４４４，８９８号、同第８，７４７，７１５号、並びに米国特許公開第ＵＳ２０１１／０２６９３５９号に記載されているものが挙げられ、これらの開示は、本明細書と矛盾のない限り、参照として本明細書に援用される。かかるプロセスは、超高高分子量ポリエチレンの溶液及び溶剤が形成され、続いて溶液をマルチオリフィス紡糸口金を通して押出して溶液フィラメントを形成し、溶液フィラメントをゲルフィラメントに冷却し、溶剤を抽出して乾燥フィラメントを形成する、「ゲル紡糸」プロセスと呼ばれ、また「溶液紡糸」とも称される。これらの乾燥フィラメントは、当該技術分野において繊維又は糸のいずれかとして称される、束に寄せ集められる。次いで、繊維／糸は、最大引き延ばし限度まで延伸されて（引き延ばされて）靭性を高める。
【００２３】
好ましいアラミド（芳香族ポリアミド）繊維は公知であり、市販されており、例えば、米国特許第３，６７１，５４２号に記載されている。例えば、有用なアラミドフィラメントは、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）の商標でＤｕＰｏｎｔ社によって商業的に製造されている。また、本明細書で有用なのは、ＤｕＰｏｎｔ社（デラウェア州ウィルミントン）によってＮＯＭＥＸ（登録商標）の商標で商業的に製造されているポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維、Ｔｅｉｊｉｎ  Ａｒａｍｉｄ  Ｇｍｂｈ社（ドイツ）によってＴＷＡＲＯＮ（登録商標）の商標で商業的に製造されている繊維、Ｋｏｌｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．社（韓国）によってＨＥＲＡＣＲＯＮ（登録商標）の商標で商業的に製造されているアラミド繊維、Ｋａｍｅｎｓｋ  Ｖｏｌｏｋｎｏ  ＪＳＣ社（ロシア）によって商業的に製造されているｐ−アラミド繊維ＳＶＭ（商標）及びＲＵＳＡＲ（商標）、並びにＪＳＣ  Ｃｈｉｍ  Ｖｏｌｏｋｎｏ社（ロシア）によって商業的に製造されているＡＲＭＯＳ（商標）ｐ−アラミド繊維である。
【００２４】
好適なＰＢＯ繊維は、市販されており、例えば、各々が参照として本明細書に援用される、米国特許第５，２８６，８３３号、同第５，２９６，１８５号、同第５，３５６，５８４号、同第５，５３４，２０５号、及び同第６，０４０，０５０号に開示されている。好適な液晶小ポリエステル繊維は市販されており、例えば、各々が参照として本明細書に援用される、米国特許第３，９７５，４８７号、同第４，１１８，３７２号、及び同第４，１６１，４７０号に開示されており、Ｋｕｒａｒａｙ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．社（日本、東京）より市販のＶＥＣＴＲＡＮ（登録商標）液晶コポリエステル繊維が挙げられる。好適なポリプロピレン繊維は、参照として本明細書に援用される米国特許第４，４１３，１１０号に記載のような、高配向性伸びきり鎖ポリプロピレン（ＥＣＰＰ）繊維が挙げられる。好適なポリビニルアルコール（ＰＶ−ＯＨ）繊維は、例えば、参照として本明細書に援用される米国特許第４，４４０，７１１号及び同第４，５９９，２６７号に記載されている。好適なポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維は、例えば、参照として本明細書に援用される米国特許第４，５３５，０２７号に開示されている。これらの繊維タイプの各々は、従来既知であり、広く市販されている。Ｍ５（登録商標）繊維は、ピリドビスイミダゾール−２，６−ジイル（２，５−ジヒドロキシ−ｐ−フェニレン）から形成され、これは最近Ｍａｇｅｌｌａｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社（バージニア州リッチモンド）によって製造され、例えば、各々が参照として本明細書に援用される米国特許第５，６７４，９６９号、同第５，９３９，５５３号、同第５，９４５，５３７号、及び同第６，０４０，４７８号に記載されている。用語「剛直棒状」繊維は、かかるピリドビスイミダゾール系繊維タイプに限定されず、多くのＰＢＯ及びアラミド繊維の品種が、多くの場合剛直棒状繊維と称される。市販のガラス繊維は、ＡＧＹ社（サウスカロライナ州エイキン）より市販のＳ２−ガラス（登録商標）Ｓ−ガラス繊維、３Ｂ  Ｆｉｂｒｅｇｌａｓｓ社（ベルギー、バティス）より市販のＨｉＰｅｒＴｅｘ（商標）Ｅ−ガラス繊維、及びＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ社（フランス、クールブヴォア）からのＶＥＴＲＯＴＥＸ（登録商標）Ｒ−ガラス繊維が挙げられる。
【００２５】
本明細書で使用される場合、用語「テープ」は、その幅よりも大きい長さ、及び少なくとも約３：１の平均断面アスペクト比、すなわち、テープ物品の長さ全体の平均断面の最大寸法対最小寸法の比を有する材料の、平坦で、細い、モノリシックストリップを指す。既知のテープは、繊維又は非繊維であってもよく、「繊維」テープは、１つ以上のフィラメントを含む。本開示のテープの断面は、長方形、楕円形、多角形、不規則な形状、又は、幅、厚さ、及び本明細書で略述されたアスペクト比要件を満たす任意の形状の断面であってもよい。
【００２６】
かかるテープは、好ましくは、約０．５ｍｍ以下、より好ましくは約０．２５ｍｍ以下、更により好ましくは約０．１ｍｍ以下、及び更により好ましくは約０．０５ｍｍ以下の厚さを有する実質的に長方形の断面を有する。最も好ましい実施形態では、ポリマーテープは、最大約３ミル（７６．２μｍ）、より好ましくは約０．３５ミル（８．８９μｍ）〜約３ミル（７６．２μｍ）、及び最も好ましくは約０．３５ミル〜約１．５ミル（３８．１μｍ）の厚さを有する。厚さは、断面の最も厚い領域で測定する。
【００２７】
本明細書で有用なテープは、約２．５ｍｍ〜約５０ｍｍ、より好ましくは約５ｍｍ〜約２５．４ｍｍ、更により好ましくは約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、及び最も好ましくは約５ｍｍ〜約１０ｍｍである。これらの寸法は、異なり得るが、本明細書で使用されるテープは、最も好ましくは、約３：１よりも大きく、より好ましくは少なくとも約５：１、更により好ましくは少なくとも約１０：１、更により好ましくは少なくとも約２０：１、更により好ましくは少なくとも約５０：１、更により好ましくは少なくとも約１００：１、更により好ましくは少なくとも約２５０：１の平均断面アスペクト比、すなわち、テープ物品の長さ全体の平均断面の最大寸法対最小寸法の比を達成する寸法を有するように製造され、及び最も好ましいテープは、少なくとも約４００：１の平均断面アスペクト比を有する。
【００２８】
テープは、従来既知の方法によって形成される。例えば、布は、所望の長さを有するテープに切断されるか、又は細長く切られてもよい。スリット装置の一例は、ロール上に巻かれる際にシート材料ウェブを細長く切るための装置について教示している米国特許第６，０９８，５１０号に開示されている。スリット装置の別の例は、複数のブレードを用いて、ポリマーフィルムのシートを複数のフィルムストリップへ細長く切るための装置について教示している米国特許第６，１４８，８７１号に開示されている。両米国特許第６，０９８，５１０号及び米国特許第６，１４８，８７１号の両開示は、本明細書と矛盾のない限り、参照として本明細書に援用される。かかる方法は、非繊維ポリマーテープを形成するために特に有用であるが、非繊維のポリマーテープの製造方法を限定することを意図していない。
【００２９】
マルチフィラメント繊維テープを形成するための特に有用な方法は、同一所有者の米国特許第８，２３６，１１９号、同第８，６９７，２２０号、同第８，６８５，５１９号、同第８，８５２，７１４号、同第８，９０６，４８５号に記載されており、各々が本明細書と矛盾のない限り、参照として本明細書に援用される。これらの特許の各々は、マルチフィラメント供給繊維／糸を圧縮し、かつ平坦化してテープを形成する方法について記載している。特に、米国特許第８，２３６，１１９号は、ポリエチレンテープ物品の製造プロセスであって、（ａ）少なくとも１つのポリエチレンマルチフィラメント糸を選択することであって、この糸が、少なくとも０．９６のｃ軸配向機能を有し、ＡＳＴＭ  Ｄ１６０１−９９によって１３５℃のデカリンで測定されたときの約７ｄｌ／ｇ〜約４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、糸が、１０インチ（２５．４ｃｍ）ゲージ長及び１００％／分の伸長速度でＡＳＴＭ  Ｄ２２５６−０２によって測定された約１５ｇ／ｄ〜約１００ｇ／ｄの靭性を有する、選択することと、（ｂ）糸を長手方向の引張力下に置き、少なくとも１つの横断方向圧縮ステップを糸に施して、糸を約２５℃〜約１３７℃の温度で平坦化、圧密化及び圧縮し、それによって、少なくとも約１０：１の平均断面アスペクト比を有するテープ物品を形成することであって、各圧縮ステップが、各圧縮ステップの最初での各糸又はテープ物品にかかる長手方向の張力の大きさが、同じ圧縮ステップの終わりでの糸又はテープ物品にかかる長手方向の張力の大きさと実質的に等しく、少なくとも０．２５キログラムの力（２．４５ニュートン）である、形成することと、（ｃ）約０．００１分−１〜約１分−１の延伸速度で、約１３０℃〜約１６０℃の範囲の温度で少なくとも一度テープ物品を延伸することと、（ｄ）任意選択的に、約１００℃〜約１６０℃の温度で一回以上ステップ（ｂ）を繰り返すことと、（ｅ）任意選択的に、一回以上ステップ（ｃ）を繰り返すことと、（ｆ）任意選択的に、ステップ（ｂ）〜（ｅ）いずれかの間に長手方向の張力を弛緩することと、（ｇ）任意選択的に、ステップ（ｂ）〜（ｅ）のいずれかの間に長手方向の張力を増加することと、並びに（ｈ）引張りながら約７０℃未満の温度にテープ物品を冷却することと、を含む、製造プロセスについて教示している。このプロセスはまた、ステップ（ｂ）の前に、任意選択的に、引張りながら約１００℃〜約１６０℃の温度で１つ以上の加熱区域に連続的に糸を通過させ、続いて約０．０１分−１〜約５分−１の延伸速度で加熱された糸を少なくとも一度延伸することによって、変更され得る。これらの同一所有者の特許の方法に従って形成された、圧縮されかつ平坦化されたマルチフィラメントテープは、本明細書では特に望ましい。
【００３０】
特に好適な高強度、高引張弾性率の非繊維ポリマーテープ材料は、ポリオレフィンテープである。好ましいポリオレフィンテープとしては、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ社（デラウェア州ウィルミントン）より市販されている、ＴＥＮＳＹＬＯＮ（登録商標）の商標で市販のものなどのポリエチレンテープが挙げられる。例えば、これらの全てが参照として本明細書に援用される、米国特許第５，０９１，１３３号、同第７，９６４，２６６号、同第７，９６４，２６７号、及び同第７，９７６，９３０号を参照されたい。また好適なのは、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ社（サウスカロライナ州スパータンバーグ）よりＴＥＧＲＩＳ（登録商標）の商標で市販のものなどのポリプロピレンテープである。例えば、参照として本明細書に援用される、米国特許第７，３００，６９１号を参照されたい。本明細書で耐スポール基材として有用であるポリオレフィンテープ系複合材はまた、例えば、Ｒｏｙａｌ  ＤＳＭ  Ｎ．Ｖ．Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（オランダ、ヘールレン）よりＤＹＮＥＥＭＡ（登録商標）ＢＴ１０の商標で、及びＴｅｉｊｉｎ  Ａｒａｍｉｄ  Ｇｍｂｈ（ドイツ）よりＥＮＤＵＭＡＸ（登録商標）の商標で市販されている。また有用なのは、各々が本明細書と矛盾のない限り、参照として本明細書に援用される、同一所有者の米国特許公報第８，９８６，８１０号、同第９，１３８，９６１号、及び同第９，２９１，４４０号に記載の繊維及び非繊維テープである。本明細書で有用な非繊維ポリマーテープは、繊維系テープと同じ好ましい厚さ及びアスペクト比を有するが、約２．５ｍｍ〜約２１ｃｍ、より好ましくは約２．５ｍｍ〜約１０ｃｍ、更に好ましくは約２．５ｍｍ〜５ｃｍ、更に好ましくは約２．５ｍｍ〜約２５ｍｍ、更により好ましくは約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、及び最も好ましくは約５ｍｍ〜約１０ｍｍのより広い幅を有するように製造され得る。
【００３１】
かかるテープは、かかる繊維の圧縮及び平坦化によって形成されるため、繊維のように、マルチフィラメントテープは、繊維について上に記載されている、全く同じポリマータイプから製造され得る。したがって、繊維のように、テープは、好ましくは約５０〜約３０，０００デニール、より好ましくは約２００〜約１０，０００デニール、更に好ましくは約６５０〜約２０００デニール、及び最も好ましくは約８００〜約１５００デニールのデニールを有する、任意の好適なデニールのものであってもよい。加えて、有用なテープは、好ましくは、１０インチ（２５．４ｃｍ）ゲージ長及び１００％／分の伸長速度でＡＳＴＭ  Ｄ８８２−０９によって各々測定された、少なくとも１０ｇ／デニールの靭性、少なくとも１５０ｇ／デニール以上の初期引張弾性率、及び少なくとも約８Ｊ／ｇ以上の破断力を有する、「高引張強度」テープである。この高引張強度テープは、１０インチ（２５．４ｃｍ）ゲージ長及び１００％／分の伸長速度で、ＡＳＴＭ  Ｄ８８２−０９によって各々測定された、好ましくは、１０ｇ／デニールよりも大きい、より好ましくは少なくとも約１５ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２０ｇ／デニール、更に好ましくは少なくとも約２７ｇ／デニールの靭性、より好ましくは約２８ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは約３３ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは３９ｇ／デニール以上、更により好ましくは少なくとも３９ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは４０ｇ／デニール以上、更により好ましくは４３ｇ／デニール以上、又は少なくとも４３．５ｇ／デニール、更により好ましくは約４５ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも４５ｇ／デニール、少なくとも約４８ｇ／デニール、少なくとも約５０ｇ／デニール、少なくとも約５５ｇ／デニール、又は少なくとも約６０ｇ／デニールの靭性を有する。
【００３２】
本開示の繊維状プライは、一方向に配向された繊維／テープから形成された織布、不織布、ランダムに配向された繊維から形成された不織フェルト布、又は編地を含む、単軸又は多軸布のいずれかのタイプを個々に含み得る。織布は、平織り、千鳥綾織り、バスケット織り、朱子織り、綾織り、三次元織布、及びそれらのいくつかの変形のいずれかなどの、任意の布の織り方を使用する当該技術分野において公知である技術を使用して形成され得る。横糸の繊維／テープが縦糸（経糸（ｆｉｌｌ））繊維／テープに対して垂直に配向された、直交した０°／９０°配向に繊維／テープが共に織られる平織りが、最も一般的であり、かつ好ましい。「丁数（ｐｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ）」又は「メッシュ数」として当該技術分野において既知である、横糸及び縦糸（経糸）の数は、織布の密度の尺度である。平織布は、等しいか、又は等しくない数の横糸及び縦糸の数を有し得る。この点については、好ましい第１の繊維材料は、横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２０の縦の打ち込み本数（ｅｎｄ）〜インチ当たり約８０の縦の打ち込み本数、より好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２５の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約７０の縦の打ち込み本数、及び最も好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２５の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約６０の縦の打ち込み本数の好ましい丁数を有する。好ましい第２の繊維材料は、横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約１５の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約７０の縦の打ち込み本数、より好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２０の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約６０の縦の打ち込み本数、より好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２０の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約５０の縦の打ち込み本数、及び最も好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２５の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約４０の縦の打ち込み本数の好ましい丁数を有する。
【００３３】
編布構造は、典型的には、テープよりもむしろ繊維から形成され、４つの主なタイプがトリコット、ラッシェル、ネット、及び配向構造である噛み合ったループで構成された構造である。ループ構造の性質のために、最初の３つの分類の編物は、繊維の強度の利点を十分に生かせないため、好適ではない。しかしながら、配向された編物構造は、微細なデニールの編目によって所定の位置に保持された、まっすぐに編み込まれた糸を使用する。繊維は、糸の交錯効果のために、織布に見られるクリンプの影響がなく、非常にまっすぐである。これらの撚られた糸は、技術的な要件に依存して、単軸、二軸、又は多軸方向に配向されることができる。耐荷重性の糸に撚るために使用される特定の編み器は、糸が貫通されないものが好ましい。
【００３４】
フェルトはまた、テープよりもむしろ繊維から形成され、カーディング又は流体設置、メルトブロー、及びスピン設置などによって、当該技術分野において既知のいくつかの技術のうちの１つによって、形成され得る。フェルトは、ランダムに配向された繊維、好ましくは少なくとも一方が不連続繊維、好ましくは約０．２５インチ（０．６４ｃｍ）〜約１０インチ（２５．４ｃｍ）の範囲の長さを有する短繊維の不織網目構造である。
【００３５】
本開示の不織一方向繊維状プライは、当該技術分野における従来の方法によって形成され得るが、以下論じるように、プライは樹脂で含浸されない。例えば、不織一方向繊維状プライを形成する好適な方法では、複数の繊維／テープは配列に配置され、典型的には、実質的に平行な一方向配列に整列された複数の繊維／テープを含むフェブとして配置される。マルチフィラメント繊維を利用する典型的なプロセスでは、繊維束は、クリールから供給され、ガイド及び１つ以上のスプレッダバーを通り、平行化櫛（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ  ｃｏｍｂ）へと誘導される。典型的には、続いて粒子状ポリマー結合剤材料で繊維をコーティングする。典型的な繊維束（並びに典型的なマルチフィラメントテープ）は、個々のフィラメントを約３０〜約２０００有するであろう。スプレッダバー及び平行化櫛は、束繊維を、分散し、広げ、平面配向の様式で隣り合わせに再編する。理想的な繊維の広がりは、個々のフィラメント又は個々の繊維が、単一繊維平面に互いに隣り合って位置され、繊維が互いに重なり合うことなく、実質的に一方向の平行な繊維の配列を形成することをもたらす。繊維束よりもむしろテープが利用されるとき、テープは、隣り合った配列に、好ましくは、隣接するテープが互いに重なり合うことなく、スプレッダバー又は平行化櫛を使用してフィラメントを広げる必要なく、クリールから直接、縁と縁が並んで配置される。
【００３６】
一方向不織布、フェルトの不織布、織布か又は編地かにかかわらず、複合材料の弾道有効性は、複数の繊維状プライを一体型複合材に組み合わせ、合体することによって最大化される。この点については、選択された布／繊維状プライのタイプの複数の単一プライは、同一の広がりを持つ様式で互いの上に積層され、共に合体、すなわち圧密化される。一体型複合材中のプライの数は、所望の最終用途並びに所望の弾道抵抗性及び重量要件に依存して異なるであろう。好ましい実施形態では、マルチプライ繊維材料は、好ましくは２〜約１００の繊維状プライ、より好ましくは２〜約８５の繊維状プライ、及び最も好ましくは２〜約６５の繊維状プライを含む。マルチプライ複合材が、複数の一方向不織繊維状プライを含むとき、典型的には、複数のかかるプライは、まず、当該技術分野においてまた「プリプレグ」とも称される、２プライ又は４プライの一方向不織繊維「層」に形成され、次に、複数のかかる「層」又は「プリプレグ」を共に組み合わせて区画を形成する。典型的には、各繊維「層」又は「プリプレグ」は、典型的には０°／９０°に交差して重ねられている２〜約６の繊維状プライを含むが、様々な用途に対して望ましいであろうように、（他の角度配向もまた有用であるが）交互層が好ましくは０°／９０°配向で交互に交差して重なっている、多くとも約１０〜約２０の繊維状プライを含み得る。
【００３７】
複数の繊維状プライをマルチプライ構造に共に結合するための、使用可能な多くの手段がある。機械的手段（例えば、縫製、ステープル、リベット、ボルト、ネジなど）、及び接着接合が最も一般的である接着手段（すなわち、多くの場合当該技術分野において「ポリマーマトリックス」と称される、ポリマー結合剤を用いる）を含む。特に不織プライを組み合わせるときには、一般に、プリプレグの形成及び／又は複数のプライを共に合体する前に、繊維／テープを個々のプライの形態に共に合体するために、ポリマー結合剤もまた最初に必要である。繊維状プライ／層にポリマー結合剤材料を適用する方法は、従来技術において公知である。先行分野の従来の方法では、結合剤が連続的なコーティングとして適用され、典型的には溶融ポリマー又はポリマー溶液で繊維をコーティングすることによって、典型的には繊維が、結合剤によって十分にコーティングされるか又は封入され、それによって特に布を熱プレスするときに結合剤が繊維周辺及び間に流れることが可能になる。加えて、先行技術分野の従来の方法では、繊維状プライは、結合剤でプライを「含浸させる」ことによって形成され、結合剤材料が、単にプライの表面ではなく、すなわち、繊維が結合剤ポリマーによって埋め込まれるか又は封入されるように、繊維状プライに拡散される。しかしながら、本開示では、繊維／テープは、溶融ポリマー又はポリマー溶液ではなく、むしろ粒子状結合剤材料でコーティングされ、繊維状プライは、接着手段を使用して互いに接合されるが、繊維状プライは樹脂によって含浸されるか、埋め込まれるか、又は封入されていない。むしろ、結合剤で表面のみがコーティングされ、より具体的には、部分的な表面のみがコーティングされている。粒子状形態で繊維／テープ上にコーティングされた後、コーティングされたプライは、好ましくは、全ての粒子を軟化及び／又は溶融するのに、好ましくは全ての粒子が十分かつ完全に溶融するのに十分な温度に加熱される。この点については、本明細書に記載のように、「十分に溶融される」は、全ての結合剤粒子が、少なくとも部分的に溶融される、好ましくは完全に溶融されることを意味することを意図している。本明細書で使用される場合、「完全に溶融される」は、いくらかの又は全ての粒子が、部分的にのみ溶融されるよりもむしろ、全ての粒子が全体的に溶融されていることを意味するように意図している。しかしながら、結合剤が、十分かつ完全に溶融されるときでさえ、粒子は非常に小さく、適用された元の位置に局在したままである。この点については、粒子は好ましくは、約５０μｍ〜約７００μｍ、より好ましくは約８０μｍ〜約６００μｍ、更により好ましくは約８０μｍ〜約５００μｍ、更により好ましくは約８０μｍ〜約４００μｍ、更により好ましくは約８０μｍ〜約３００μｍ、更により好ましくは約８０μｍ〜約２００μｍ、及び最も好ましくは約１００μｍ〜約２００μｍの平均粒径（直径）を有する。好ましくは、粒子の少なくとも約９０％は、平均粒子径が４０μｍ以内である粒径（直径）を有する。
【００３８】
以下で論じられるように、微粒子コーティングされた繊維状プライが最初にフラットベッドラミネータなどのプレスを通過してプリプレグを形成する好ましい実施形態では、圧力の印加によって、結合剤は少量だけ拡げられるであろう。しかしながら、結合剤は、不連続なままであり、繊維／テープを封入しないか、又は繊維状プライに含浸しない。加えて、プライの加熱／プレスに続く任意選択的な冷却ステップは、溶融された結合剤のいくらかを再固化を引き起こす。結合剤が結晶性ポリマーであるとき、結合剤のいくらかの溶融によってポリマーを非晶質状態へ転移させる一方で、転移温度未満に冷却することによって再固化及び再結晶化をもたらす。ポリマーが溶融状態から冷却される際に収縮し、及びしたがって、繊維／テープの結合剤で覆われた表面積は、溶融結合剤の冷却及び再固化時に低減され得る。これによって、成形／圧密化の前にプリプレグ内の開放された空隙を一意的に維持するため、成形／圧密化時に繊維／テープ層及び／又はマルチプライ複合材内に存在する空気は、樹脂コーティングされた領域を通って押し出される代わりに、プライ／プライの積層体の開放領域を通って押し出されるか、又は排気される。
【００３９】
市販のコロナ又はトリボ粉末噴霧装置を備えたコロナ粉末噴霧器又はトリボ粉末噴射器などの従来の静電噴霧方法を含む、粒子／粉末噴霧器を含む、粒子状結合剤を適用する任意の有用な方法が採用され得る。また、有用なのは、液体担体を使用することなく、繊維／テープに乾燥した粒子状結合剤を効果的にコーティングする、手動で達成されることができるか、若しくは自動的であり得るか、又は任意の他の公知の粉末コーティング技術であり得る、重力散布などの粒子／粉末散布である。好適な粉末噴霧装置は、例えば、Ｍｉｔｓｕｂａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社（インド、ムンバイ）より、Ｍｕｌｔｉｓｔａｔｉｃ  Ｓｅｒｉｅｓ  ７００、Ｓｐｒａｙｒｉｇｈｔ  Ｓｅｒｉｅｓ  ７００、Ｔｒｉｂｏ  Ｓｅｒｉｅｓ及びＩｃｏａｔ  Ｓｅｒｉｅｓ装置などがＭｉｔｓｕｂａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社より市販されており、またＭｉｔｓｕｂａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社よりＡｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ装置が市販されている。また好適なのは、Ｎｏｒｄｓｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（オハイオ州ウエストレイク）より市販の粉末アプリケータである。本明細書で有用な粉末噴霧装置の一例としては、本明細書と矛盾のない限り、参照として本明細書に援用される、Ｍｉｔｓｕｂａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社に対する米国特許第５，６７８，７７０号に記載されている。他の有用な方法は、米国特許付与前公開（Ｕ．Ｓ．  ｐｒｅ−ｇｒａｎｔ  ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ）第２００９／０１６９８３６号に記載されており、これは本明細書と矛盾のない限り、参照として本明細書に援用される。また、有用なのは、公知の粉末適用技術である、静電流動（乾式）浸漬コーティング（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ（ｄｒｙ）ｂｅｄ  ｃｏａｔｉｎｇ）方法及び静電磁気ブラシコーティング（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｂｒｕｓｈ  ｃｏａｔｉｎｇ）方法である。粒子適用方法は、粒子が乾燥した状態で適用され、溶剤を含まないことを除き、厳密に限定することを意図するものではなく、これは具体的に、溶液、乳濁液、又は分散液の形態での粒子状樹脂の適用を含まない。溶融／液体樹脂で一方向繊維配列をコーティングするときに従来必要とされる、剥離紙／フィルム上に繊維／テープを支持する必要なく、樹脂が繊維／テープ表面に適用されることを可能にするため、この乾燥した結合剤の適用方法は、特に望ましい。前述の従来の方法では、かかる剥離紙は、更なる処理の前に除去されなければならず、これは、追加の望ましくない複雑さを製造プロセスに加える。
【００４０】
適用される際、結合剤はまた、熱履歴を有さないであろう。この点については、「熱履歴」を有さない結合剤とは、粉末自身の重合／製造中に起こり得る任意の加熱／溶融以外、繊維上への適用前に溶融されたことのない結合剤である。結合剤が適用され、その後溶融された後、そのとき結合剤は、「単回溶融（ｓｉｎｇｌｅ−ｍｅｌｔ）」熱履歴を有し、これは、一回のみ加熱されたことがあることを意味する。適用後に、例えば冷却によって結合剤が再固化し、次いで成形／圧密化ステップにおいて再び溶融された場合、そのとき結合剤は、「二回溶融（ｄｏｕｂｌｅ−ｍｅｌｔ）」熱履歴を有するであろう。
【００４１】
本開示の繊維材料の対弾道特性を最適化するために、好ましくは、結合剤は、繊維材料中の結合剤の総重量が、繊維／テープの重量プラス結合剤の重量に基づき、繊維材料の約３０重量％以下、より好ましくは約２０％重量以下、更により好ましくは約１０重量％以下、更により好ましくは７％重量以下、更により好ましくは約６重量％以下、及び最も好ましくは約５重量％以下を構成する。より好ましい実施形態では、結合剤は、繊維／テープの重量プラス結合剤の重量の、約２重量％〜約３０重量％、より好ましくは約２重量％〜約２０重量％、更により好ましくは約２重量％〜約２０重量％、更に好ましくは約２重量％〜約２０重量％、及び最も好ましくは約２重量％〜約１０重量％を構成する。
【００４２】
好適なポリマー結合剤材料は、低引張弾性、すなわちエラストマー材料、及び高引張弾性材料の両方を含む。本明細書を通して使用される場合、引張弾性率という用語は、ポリマー結合剤材料がＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定された場合の、弾性の係数を意味する。本開示の目的として、低弾性率エラストマー材料は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８試験手順に従って、約６，０００ｐｓｉ（４１．４ＭＰａ）以下で測定された引張弾性率を有する。低弾性率ポリマーは、好ましくは、約４，０００ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）以下、より好ましくは約２４００ｐｓｉ（１６．５ＭＰａ）以下、更により好ましくは１２００ｐｓｉ（８．２３ＭＰａ）以下、及び最も好ましくは約５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）以下の引張弾性率を有するエラストマーである。低弾性率エラストマー材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは約０℃未満、より好ましくは約−４０℃未満、及び最も好ましくは約−５０℃未満である。好ましい低弾性率エラストマー材料はまた、少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約１００％、及び最も好ましくは少なくとも約３００％の好ましい破断伸びを有する。低弾性率材料か高弾性率材かにかかわらず、ポリマー結合剤はまた、カーボンブラック若しくはシリカなどの充填材を含んでもよいか、油で増量されてもよいか、又は当該技術分野において公知であるように硫黄、過酸化物、金属酸化物若しくは放射線硬化系によって加硫されてもよい。
【００４３】
多種多様な低弾性率のポリマー及び配合物は、本開示に従って、結合剤が粒子状形態で適用されることが可能であるゾルである限り利用されてもよい。代表例としては、ポリブタジエン、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−ジエンターポリマー、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、可塑化ポリ塩化ビニル、ブタジエンアクリロニトリルエラストマー、ポリ（イソブチレン−ｃｏ−イソプレン）、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、ポリエチレン及びエチレンのコポリマーを含むポリオレフィン（好ましくは熱可塑性ポリオレフィン）、ポリアミド（いくつかの繊維／テープタイプと共に使用するのに有用な）、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、及びそれらの組み合わせ、並びに繊維の融点未満で硬化可能な他の低弾性率ポリマー及びコポリマーが挙げられる。また有用なのは、異なるエラストマー材料のブレンド、又は１つ以上の熱可塑性物質とエラストマー材料とのブレンドである。
【００４４】
特に有用なのは、共役ジエンとビニル芳香族モノマーとのブロックコポリマーである。ブタジエン及びイソプレンが、好ましい共役ジエンエラストマーである。スチレン、ビニルトルエン、及びｔ−ブチルスチレンが、好ましい共役芳香族モノマーである。ポリイソプレンを組み込んだブロックコポリマーを、水素化して飽和炭化水素エラストマーのセグメントを有する熱可塑性エラストマーを製造してもよい。ポリマーは、タイプＡ−Ｂ−Ａの単純な三元ブロックコポリマー、タイプ（ＡＢ）ｎ（ｎ＝２−１０）の多元ブロックコポリマー、又はタイプＲ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３−１５０）の放射状に構成されたコポリマーであってもよく、式中、Ａが、ポリビニル芳香族モノマーからのブロックであり、Ｂが、共役ジエンエラストマーからのブロックである。これらのポリマーの多くは、Ｋｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社（テキサス州ヒューストン）によって商業的に製造されており、「Ｋｒａｔｏｎ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｒｕｂｂｅｒ」，ＳＣ−６８−８１の報告書に記載されている。また有用なのは、ドイツ、デュッセルドルフを本拠地とするＨｅｎｋｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社よりＰＲＩＮＬＩＮ（登録商標）の商標で市販されている、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）ブロックコポリマーの樹脂分散液である。弾道抵抗性複合材に採用されている従来の低弾性率のポリマー結合剤ポリマーとしては、Ｋｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社によって商業的に製造されている、商標ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）で販売されている、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロックコポリマーが挙げられる。
【００４５】
好適な粒子状ポリエチレンとしては、非限定的に、ＶＬＤＰＥ（超低密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ポリ（メチレン）、ｍ−ＬＤＰＥ（メタロセン−ＬＤＰＥ）、ｍ−ＬＬＤＰＥ（メタロセン−ＬＬＤＰＥ）、ｍ−ＭＤＰＥ（メタロセン−中密度ポリエチレン）、及びＣＯＣｓ（環状オレフィンコポリマー）が挙げられる。かかるポリエチレンは、Ｇｏｏｄｆｅｌｌｏｗ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（ペンシルベニア州コラオポリス）、又はＲｅｓｉｎｅｘ社（英国バッキンガムシャー）などより、市販されている。有用なエチレンコポリマーとしては、非限定的に、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、エチレンアクリル酸（ＥＡＡ）、及び好ましくは高いエチレン含有率を有する他のものが挙げられる。
【００４６】
好適な粒子状ナイロンとしては、非限定的に、約５，０００〜約２００，０００の分子量を有する脂肪族ポリアミド及び脂肪族／芳香族ポリアミドから選択された、ホモポリマー又はコポリマーが挙げられる。ポリアミドの調製に有用な一般手順は、当該技術分野には公知である。このようなものは、二酸とジアミンとの反応生成物が挙げられる。ポリアミドを作製するために有用な二酸としては、ジカルボン酸が挙げられ、これは一般式
ＨＯＯＣ−−Ｚ−−ＣＯＯＨ
によって表され、式中、Ｚが、アジピン酸、セバシン酸、オクタデカン二酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、及びグルタル酸などの、少なくとも２個の炭素原子を含有する二価脂肪族ラジカルを表す。ジカルボン酸は、脂肪酸、又はイソフタル酸及びテレフタル酸などの芳香族酸であってもよい。ポリアミドを作製するための好適なジアミンは、次の式
Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）ｎＮＨ２
を有するものを含み、式中、ｎが、１〜１６の整数値を有し、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、ヘキサデカメチレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなどの芳香族ジアミン、２，２−ジメチルペンタメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、及び２，４，４トリメチルペンタメチレンジアミンなどのアルキル化ジアミン、並びにジアミノジシクロヘキシルメタンなどの脂環式ジアミン、並びに他の化合物などの化合物を含む。他の有用なジアミンしては、ヘプタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミンなどが挙げられる。
【００４７】
有用なポリアミドホモポリマーとしては、ポリ（４−アミノブチル酸）（ナイロン４）、ポリ（６−アミノヘキサン酸）（ポリ（カプロラクタム）としても知られるナイロン６）、ポリ（７−アミノヘプタン酸）（ナイロン７）、ポリ（８−アミノオクタン酸）（ナイロン８）、ポリ（９−アミノノナン酸）（ナイロン９）、ポリ（１０−アミノデカノン酸）（ナイロン１０）、ポリ（１１−アミノウンデカン酸）（ナイロン１１）、ポリ（１２−アミノドデカン酸）（ナイロン１２）が挙げられ、一方で有用なコポリマーとしては、ナイロン４，６，ポリ（ヘキサメチレンアジポアミド）（ナイロン６，６）、ポリ（ヘキサメチレンセバカミド）（ナイロン６，１０）、ポリ（ヘプタメチレンピメロアミド）（ナイロン７，７）、ポリ（オクタメチレンスベルアミド）（ナイロン８，８）、ポリ（ヘキサメチレンアゼラミド）（ナイロン６，９）、ポリ（ノナメチレンアゼラミド）（ナイロン９，９）、ポリ（デカメチレンアゼラミド）（ナイロン１０，９）、ポリ（テトラメチレンジアミン−ｃｏ−シュウ酸）（ナイロン４，２）、ｎ−ドデカン二酸とヘキサメチレンジアミンとのポリアミド（ナイロン６，１２）、ドデカメチレンジアミンとｎ−ドデカン二酸とのポリアミド（ナイロン１２，１２）等が挙げられる。他の有用な脂肪族ポリアミドコポリマーとしては、カプロラクタム／ヘキサメチレンアジパミドコポリマー（ナイロン６，６／６）、ヘキサメチレンアジパミド／カプロラクタムコポリマー（ナイロン６／６，６）、トリメチレンアジポアミド／ヘキサメチレンアゼライアミド（ａｚｅｌａｉａｍｉｄｅ）コポリマー（ナイロントリメチル６，２／６，２）、ヘキサメチレンアジポアミド−ヘキサメチレン−アゼライアミドカプロラクタムコポリマー（ナイロン６，６／６，９／６）となどが挙げられる。また、本明細書で特に描写されていない他のナイロンも含まれる。
【００４８】
これらのポリアミドのうちで、好ましいポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６／６，６、並びにそれらの混合物が挙げられる。これらのうちで、ナイロン６が最も好ましい。
【００４９】
本発明の実施に使用される脂肪族ポリアミドは、民間の供給元から入手されるか、又は既知の予備技術に従って調製されてもよい。例えば、ポリ（カプロラクタム）は、ＣＡＰＲＯＮ（登録商標）の商標でＨｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．社（ニュージャージー州モリスタウン）より入手することができる。
【００５０】
脂肪族／芳香族ポリアミドの例としては、ポリ（テトラメチレンジアミン−ｃｏ−イソフタル酸）（ナイロン４，Ｉ）、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド（ナイロン６，Ｉ）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレン−イソフタルアミド（ナイロン６，６／６Ｉ）、ヘキサメチレンアジポアミド／ヘキサメチレンテレフタルアミド（ナイロン６，６／６Ｔ）、ポリ（２，２，２−トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド）、ポリ（ｍ−キシリレンアジポアミド）（ＭＸＤ６）、ポリ（ｐ−キシリレンアジポアミド）、ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ポリ（ドデカメチレンテレフタルアミド）、ポリアミド６Ｔ／６Ｉ、ポリアミド６／ＭＸＤＴ／Ｉ、ポリアミドＭＸＤＩなどが挙げられる。２つ以上の脂肪族／芳香族ポリアミドのブレンドも、使用することができる。脂肪族／芳香族ポリアミドは、既知の予備技術によって調製されてもよく、又は民間の供給元から入手されてもよい。他の好適なポリアミドは、参照として本明細書に援用される、米国特許第４，８２６，９５５号及び同第５，５４１，２６７号に記載されている。
【００５１】
高弾性率の剛性材料は、一般に、６，０００ｐｓｉよりも大きい初期引張弾性率を有する。有用な高弾性率の剛性ポリマー結合剤材料としては、ポリウレタン（エーテル及びエステル系の両方）、エポキシ、ポリアクリレート、フェノール／ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）ポリマー、ビニルエステルポリマー、スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、並びにビニルエステルとジアリルフタレート、又はフェノールホルムアルデヒドとポリビニルブチラールなどのポリマーの混合物が挙げられる。しかしながら、低弾性率結合剤材料は、高弾性率結合剤材料よりも好ましい。また有用なのは、参照として本明細書に援用される、米国特許第６，６４２，１５９号に記載の結合剤材料である。しかしながら、溶液、乳濁液、又は分散液の形態で入手可能であるか、販売されている任意の樹脂は、繊維／テープ上への堆積よりも前に、その溶剤又は液体担体から必ず分離されなければならない。
【００５２】
最も具体的に好ましい結合剤ポリマーは、極性樹脂又は極性ポリマー、特に、約２，０００ｐｓｉ（１３．７９Ｍｐａ）〜約８，０００ｐｓｉ（５５．１６Ｍｐａ）の範囲の引張弾性率で、軟質及び硬質材料の両方の範囲内のポリウレタンである。このようなものとしては、脂肪族ポリエステル系ポリウレタン及び脂肪族ポリエーテル系ポリウレタンを含む、ポリエステル系ポリウレタン及びポリエーテル系ポリウレタンが挙げられる。最も好ましいポリウレタンは、約７００ｐｓｉ以上、特に好ましい範囲で７００ｐｓｉ〜約３０００ｐｓｉの１００％伸びでの弾性率を有するものである。より好ましいのは、約１０００ｐｓｉ以上の、及びより好ましくは約１１００ｐｓｉ以上の１００％伸びでの弾性率を有する脂肪族ポリウレタンである。最も好ましいのは、１０００ｐｓｉ以上、より好ましくは１１００ｐｓｉ以上の弾性率を有する脂肪族ポリエーテル系ポリウレタンである。
【００５３】
結合剤が上記の材料のいずれかのブレンドを含む実施形態では、ブレンドが、異なる融点を有する２つの異なる結合剤を含むことが好ましい。この実施形態では、結合剤をコーティングした繊維状プライは、第１の結合剤の全てが軟化及び／又は部分的に溶融されるように第１の結合剤の融点を超えるが、第２の結合剤が全く軟化されないか又は部分的に溶融されないように第２の結合剤の融点未満である温度で加熱／積層されてもよい。例えば、粒子状結合剤ブレンドは、低弾性率結合剤と、異なる溶融点を有する高弾性率結合剤とのブレンドを含んでもよい。このようなものは、当業者によって決定されるであろうように、化学的に異なる（例えば、ポリエステルとアクリルポリマーとのブレンド）、又は化学的に同じ（例えば、低弾性率ポリウレタンと、高弾性率ポリウレタンとのブレンド）であるポリマーを含んでもよい。
【００５４】
開示のプロセスでは、粒子状結合剤でコーティングする前に、繊維／テープはまず、従来の製造方法に従って、所望の繊維構造の連続ウェブ（すなわち、不織一方向、不織フェルト、織編物）に予め配置される。例えば、不織一方向繊維状プライの典型的な形成方法では、複数の連続繊維／テープは、実質的に平行な、隣り合った一方向の配列に整列された繊維／テープを含む、繊維／テープウェブに形成される。上述のように、繊維状プライが、テープよりもむしろマルチフィラメント繊維から形成されるとき、典型的には、クリールから繊維束を供給し、束をガイド及び１つ以上のスプレッダバーを通って平行化櫛へと誘導することによって達成される。スプレッダバー及び平行化櫛は、束にされた繊維を、分散し、広げ、平面配向の様式で隣り合わせに再編する。理想的な繊維の広がりは、個々のフィラメント又は個々の繊維が、単一繊維平面に互いに隣り合って位置され、繊維が互いに重なり合うことなく、実質的に一方向の平行な繊維の配列を形成することをもたらす。繊維束よりもむしろテープが利用されるとき、テープは、隣り合った配列に、好ましくは、隣接するテープが互いに重なり合うことなく、スプレッダバー又は平行化櫛を使用してフィラメントを広げる必要なく、クリールから直接、縁と縁が並んで配置される。
【００５５】
テープがテープベースのウェブ（テープの隣り合った配列）に配置された後、又は、繊維を広げて繊維ベースのウェブを形成した後（又は、代替的な繊維状ウェブ構造のうちの１つが織り、編み又はフェルト化することによって形成された後）、次いで、粒子状結合剤は、好ましい適用方法に従って繊維状ウェブに適用される。その後、コーティングされたウェブは、次いでフラットベッドラミネータに移送され、ここでウェブは、結合剤ポリマーの融点以上の温度で加熱されかつプレスされ、任意選択的に、続いてフラットベッドラミネータの冷却区画で冷却される。この連続積層ステップは、結合剤を少なくとも軟化及び／又は部分的に溶融するため、結合剤は繊維／テープ表面に結合する。一実施形態では、結合剤は、ラミネータの加熱ステップによってのみ、軟化及び／又は部分的に溶融される。別の実施形態では、全ての結合剤粒子は、少なくとも部分的に溶融されるが、必ずしも完全に溶融される必要はない。別の実施形態では、結合剤全体は、十分かつ完全に溶融され、未溶融なままの結合剤粒子はない。
【００５６】
好ましい実施形態では、フラットベッドラミネータは、図８に示される装置などの、デュアルベルトフラットベッドラミネータである。この好ましいフラットベッドラミネータは、本明細書と矛盾のない限り、参照として本明細書に援用される、同一所有者の米国特許出願第１５／０６０，８６２号に更に詳細に記載されている。図８に示されるように、結合剤でコーティングされた繊維状ウェブ２０は、複数のローラ３３周囲を回転可能である第１の又は上部ベルト３２、及び複数のローラ３５周囲を回転可能である第２の又は下部ベルト３４を含む、フラットベッドラミネータ３０を通って移動される。第１及び第２のベルト３２、３４は、非粘着性コーティング、例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ社（デラウェア州ウィルミントン）より市販のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）などのフルオロポリマー系材料でコーティングされてもよい。第１及び第２のベルト３２、３４は、繊維状ウェブ２０が通過するための通路３６によって互いから離間されている。図８に示されるように、例示的な第１のベルト３２は、時計と反対周り方向に回転し、第２のベルト３４は、時計回り方向に回転し、繊維状ウェブ２０を、フラットベッドラミネータ３０に通して前進させる。一実施形態では、第１及び第２のベルト３２、３４は、１〜２５メートル／秒、好ましくは３メートル／秒〜約１５メートル／秒の速度で回転する。例示的に、第１及び第２のベルト３２、３４は、繊維状ウェブ２０が、およそ同じ時間の長さの間、第１及び第２のベルト３２、３４の両方と接触するように、およそ同じ長さを有する。
【００５７】
図８のフラットベッドラミネータ３０は、加熱部又は区域３８と、冷却部又は区域４０と、加熱部３８と冷却部４０との間に位置する複数のニップ又は加圧ローラ４２と更に含む。繊維状ウェブ２０がフラットベッドラミネータ３０内を前進する際、繊維状ウェブ２０は、加熱部３８で加熱される。例えば、加熱部３８は、最低で５０℃、６０℃、７０℃、８０℃、又は最高で９０℃、１００℃、１１０℃、１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、又は前述の値のいずれかの組によって定められる任意の範囲の温度で動作するように構成され得る。好ましい実施形態では、加熱部３８の温度は、結合剤が、加熱部３８で十分に溶融し、任意選択的に完全に溶融するように、粒子状結合剤の溶融温度を上回って設定される。あるいは、以下詳細に論じられるように、任意選択的な前処理ステップでは、加熱部３８は、粒子状結合剤の溶融温度範囲内だが、溶融温度範囲を上回らない温度に設定され、コーティングされたウェブは、第１のラミネータ通過のために送られ、ここでは結合剤は十分に溶融されていない。この第１の通過は、任意選択的に、結合剤が十分に溶融される高温の第２の通過が続いてもよく、あるいは結合剤の十分かつ完全な溶融は、以下更に詳細に論じられるように、その後の繊維材料の圧密化／成形の間に達成されてもよい。最も好ましい実施形態では、加熱部３８は、約１００℃〜約１５０℃、より好ましくは約１００℃〜約１４０℃の温度に設定され、動作し、選択された結合剤が、その範囲内の融点を有する。粒子状結合剤が完全に溶融することを確実にするために、繊維状ウェブ２０は、最低で約０．０１秒、約０．０５秒、約０．２５秒、約０．４秒、約０．５０秒、約１．０秒、約１．５秒、約２．０秒、約２．５秒、約３．０秒、約４．０秒、約５．０秒、約３０秒、約４０秒、又は最大で約１分、約２分、約３分、約４分、若しくは約５分、又は選択された結合剤の融点及び加熱部３８の温度を含む要因に依存して、当業者によって決定される際に、前述の値のいずれかの組によって定められる任意の範囲に加熱される。
【００５８】
繊維状ウェブ２０が加熱部３８を離れる際、好ましくは結合剤が溶融／溶融された状態にある間に、繊維状ウェブ２０に、加圧ローラ４２を介して圧力が印加される。加圧ローラは、金属（例えば、鋼鉄）、ポリマー（例えば、弾性ゴム）、及び／又はセラミックなどの様々な材料で構成され得る。加えて、加圧ローラ４２のうちの１つに力が印加されると力は繊維状ウェブ２０にも印加されるように、力が印加されると、加圧ローラ４２のうちの１つは固定位置を有し得、他の加圧ローラ４２は移動可能であり得る。より詳細には、加圧ローラ４２は、１バール未満の圧力を繊維状ウェブ２０に印加してもよい。例えば、加圧ローラ４２は、１０ｐｓｉ、３０ｐｓｉ、５０ｐｓｉ、７０ｐｓｉ、９０ｐｓｉ、１１０ｐｓｉ、１３０ｐｓｉ、１５０ｐｓｉ、１７０ｐｓｉ、１９０ｐｓｉ、２１０ｐｓｉ、２３０ｐｓｉ、２５０ｐｓｉ、２７０ｐｓｉ、２９０ｐｓｉ、３１０ｐｓｉ、又は前述の値のいずれかの組によって定められる任意の範囲内で、繊維状ウェブ２０にニップ圧を印加してもよい。一実施形態では、加圧ローラは、１４ｐｓｉの圧力を繊維状ウェブ２０に印加してもよい。図８に示されるように、フラットベッドラミネータ３０では、繊維状ウェブ２０に印加される最大圧力が、第１及び第２のベルト３２、３４に対して平行である、加圧ローラ４２の接線５０で生じる。異なる設計のフラットベッドラミネータ３０は、繊維状ウェブ２０に異なる圧力を印加し得る。
【００５９】
加圧ローラ４２からの圧力は、約０．０２秒〜約５秒間、繊維状ウェブ２０に印加される。より詳細には、圧力は、最小で約０．０１秒、約０．０４５秒、約０．４秒、約０．５０秒、約１．０秒、約１．５秒、約２．０秒、約２．５秒、又は最大で約３．０秒、約３．５秒、約４．０秒、約４．５秒、約５．０秒、又は前述の値のいずれかの組によって定められる任意の範囲内の継続時間の間、繊維状ウェブ２０に印加され得る。一実施形態では、圧力は、約０．０４５秒〜約０．４秒の継続時間の間、繊維状ウェブ２０に印加されてもよい。加えて、加圧ローラ４２は、円形の断面を有するため、前述の時間は、繊維状ウェブ２０が圧力を受ける合計継続時間が重要である。
【００６０】
圧力をローラ４２で繊維状ウェブ２０に印加した後、繊維状ウェブ２０は、冷却部４０を通って移動し、次いでフラットベッドラミネータ３０を退出する。一実施形態では、冷却部４０は、結合剤ポリマーの溶融温度未満の温度に構成される。例えば、冷却部４０は、０℃、５℃、１０℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃、９０℃、又は粒子状結合剤ポリマーに依存して、前述の値のいずれかの組によって定められる任意の範囲内の温度で動作するように構成され得る。冷却部４０の長さは加熱部３８の長さとおよそ同じであるため、繊維状ウェブ２０は、加熱される時間とおよそ同じ時間の間冷却され得る。より詳細には、繊維状ウェブ２０は、最低で、約０．０１秒、約０．０５秒、約０．２５秒、約０．４秒、約０．５０秒、約１．０秒、約１．５秒、約２．０秒、約２．５秒、約３．０秒、約４．０秒、約５．０秒、約３０秒、約４０秒、又は最大で約１分、約２分、約３分、約４分、若しくは約５分、又は前述の値のいずれかの組によって定められる任意の範囲の間、冷却され得る。代替的実施形態では、冷却部４０は、フラットベッドラミネータ３０から除外されてもよく、結合剤／複合材は、結合剤の融点未満の温度に自然に冷却されるであろう。
【００６１】
繊維状ウェブ２０が通路３６を通過する際、第１及び第２のベルト３２、３４は、繊維状ウェブ２０に低い圧力（すなわち、ローラ４２によって印加される圧力未満である圧力）を印加してもよい。あるいは、ベルト３２、３４は、チャンバ３６を通過するときに繊維状ウェブ２０に圧力を印加しなくてもよい。一例では、繊維状ウェブ２０が加熱部３８及び冷却部４０を通過する際、第１及び第２のベルト３２、３４は、最低で約０．０１ｐｓｉ、約０．０５ｐｓｉ、約０．１０ｐｓｉ、約０．１５ｐｓｉ、約０．２０ｐｓｉ、若しくは約０．２５ｐｓｉ、又は最大で約１．０ｐｓｉ、約２．０ｐｓｉ、約３．０ｐｓｉ、約４．０ｐｓｉ、約５．０ｐｓｉ、約６．０ｐｓｉ、約７．０ｐｓｉ、約８．０ｐｓｉ、約９．０ｐｓｉ、若しくは約１０．０ｐｓｉ、又は前述の値のいずれかの組によって定められる任意の範囲内の圧力を、繊維状ウェブ２０に印加し得る。一実施形態では、第１及び第２のベルト３２、３４によって印加される圧力は、約０．５ｐｓｉ未満である。より詳細には、第１及び第２のベルト３２、３４によって印加される圧力は、フラットベッドラミネータ３０のベルト速度に反比例する継続時間の間、印加される。一実施形態では、第１及び第２のベルト３２、３４によって繊維状ウェブ２０に圧力が印加される滞留時間は、最低で約１秒、約３秒、約５秒、約７秒、約９秒、若しくは約１１秒、又は最大で約１分、約２分、約３分、約４分、若しくは約５分、又は前述の値のいずれかの組によって定められる任意の範囲である。したがって、繊維状ウェブ２０は、２つの異なる圧力−加熱及び／又は冷却部３８、４０を通過するときに第１及び第２のベルト３２、３４によって印加される第１の低い圧力、並びに加圧ローラ４２によって印加される第２の高い圧力−を受け得る。
【００６２】
この特定の上述のフラットベッドラミネータ３０及び前述の積層条件が最も好ましいが、本開示特有の材料は、他のフラットベッドラミネータ又はフラットベッドラミネータ３０の変更されたバージョンを使用して製造されてもよく、図８に示されるこの特定のフラットベッドラミネータの使用を厳密に限定することを意図していない。
【００６３】
上記のように、十分に粒子状結合剤を溶融する前に、まず、加熱部を結合剤（類）の溶融温度範囲以下の温度に設定した第１の低い温度で、コーティングされたウェブをフラットベッドラミネータ（又は他の同様の／同等の装置）に通過させ、それによって粒子の一部分を軟化及び／又は部分的に溶融することが望ましくあり得る。軟化／部分的に溶融された粒子のプレスのその後、例えば、ベルト３２／３４の間で、軟化／部分的に溶融された粒子を、繊維（又はテープ）に結合される平坦なパッチに成形し、更なる処理のために、プライの安定性を高める。例えば、図３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、及び７を参照すると、繊維状プライの構造的な安定を向上する、互いに隣接する繊維（又は隣接するテープ、図示せず）の結合剤結合部分のパッチを示し、これらの拡大図中に描かれているパッチの各々は、図１及び２に示されている繊維複合材の一部分である。図２は、図３の複製であるが、明確性を期するために９個の局在的なパッチがマーキングされている。この前駆体の実施形態では、結合剤の一部分もまた、好ましくは乾燥した粒子状の形態のままであり、繊維／テープ表面に結合しておらず、プライ内のかかる隣接する繊維／テープの他の一部分は、互いに接合されないままであろう。不連続パッチと組み合わせられた、かかる乾燥した粒子の存在は、図１、２、３Ａ及び７に最も明確に示されるように、空隙がプライ内に維持される部分的な開放構造として、繊維状プライを維持することを助ける。その後、フラットベッドラミネータ（又は第２の同様の／同等の装置）にウェブを通過させて、結合剤粒子を十分に溶融してもよく、又は十分に溶融されていない結合剤を有するウェブは、その後処理されて結合剤を十分かつ完全に溶融されてもよい。
【００６４】
上述のように、コーティングされた繊維／テープウェブは、フラットベッドラミネータを通って処理された後、ウェブは、次いで所望の長さに切断されて、所望の長さの複数の繊維状プライを形成し、その後、所望の数のプライは、実質的に同一の広がりを持つ様式で互いに面と面で積層され、一体型複合材に圧密化される。特に複数の一方向不織繊維状プライを含む繊維材料に関して、各繊維状プライ中で一方向に配向された繊維／テープが、各隣接するプライの繊維／テープの長手方向に対して非平行の繊維／テープ長手方向に配向されるように、互いの上に個々の繊維状プライを同一の広がりを持って積層することが、当該技術分野において従来知られている。最も典型的には、繊維状プライは、０°と９０°の角度で直交して交差して重ねられ、偶数層中の繊維／テープの角度が、好ましくは実質的に同じであり、奇数層中の繊維／テープの角度が、好ましくは実質的に同じであるが、上述のようなプリプレグ（例えば、２プライ、４プライ、６プライのプリプレグなど）の形成用を含む、隣接するプライが、別のプライの繊維／テープ長手方向に対して約０°〜約９０°の実質上任意の角度で整列され得る。例えば、５プライ不織構造は、０°／４５°／９０°／４５°／０°、又は他の角度で配向されたプライを有し得る。かかる回転された一方向整列は、例えば、本明細書と矛盾のない限り、これらの全てが参照として本明細書に援用される、米国特許第４，４５７，９８５号、同第４，７４８，０６４号、同第４，９１６，０００号、同第４，４０３，０１２号、同第４，６２３，５７４号、及び同第４，７３７，４０２号に記述されている。特に１つ以上の織布繊維状プライを含む繊維材料に関して、典型的には、単一の繊維材料を形成する横糸及び縦糸構成要素繊維／テープもまた、互いに対して直交して配向される。
【００６５】
複数のプライを一体型複合構造に合体することは、熱の有無にかかわらず低圧圧密化技術及び高圧成形技術の両方を含む、当該技術分野における従来の技術を使用して達成され得る。繊維状プライ／層を圧密化する方法は、米国特許第６，６４２，１５９号に記載の方法など、公知である。例えば、圧密化は、温和な条件下、すなわち、約５０℃〜約１７５℃、より好ましくは約９５℃〜約１７５℃、及び最も好ましくは約１０５℃〜約１７５℃の範囲の温度で、かつ約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）〜約２５００ｐｓｉｇ（１７ＭＰａ）、より好ましくは約５ｐｓｉｇ〜約１００ｐｓｉｇ（０．６９ＭＰａ）の範囲の圧力で、約０．０１秒〜約２４時間、より好ましくは約０．０２秒〜約２時間、更により好ましくは約５秒〜約２時間、及び最も好ましくは約３０秒〜約１時間の継続時間で、行われ得る。例えば、圧密化は、積層体をカレンダーニップセットに通過させることによってか、フラットベッドラミネータ（上述の、及び図８に示されるものなど）の二重ベルト若しくは鋼鉄ベルトプレスでか、又はオートクレーブでプレスすることによってかで、行われ得る。圧密化はまた、真空下に置かれた金型内で材料を真空成形することによって行われてもよい。真空成形技術は、当該技術分野において公知である。最も一般的には、圧密化は、フラットベッドラミネータを使用して行われる。
【００６６】
しかしながら、プライの積層体は、最も好ましくは、好適な成形装置で高圧高温成形技術を使用して共に合体され、それによって積層体は、柔軟なプライの積層体から硬質な剛性のアーマーに変わる。好適な実施形態では、積層体は、約５０ｐｓｉ（３４４．７ｋＰａ）〜約５，０００ｐｓｉ（３４，４７０ｋＰａ）、より好ましくは約１００ｐｓｉ（６８９．５ｋＰａ）〜約３，０００ｐｓｉ（２０，６８０ｋＰａ）、最も好ましくは約１５０ｐｓｉ（１，０３４ｋＰａ）〜約１，５００ｐｓｉ（１０，３４０ｋＰａ）の圧力で成形される。あるいは、成形は、約５，０００ｐｓｉ（３４，４７０ｋＰａ）〜約１５，０００ｐｓｉ（１０３，４１０ｋＰａ）、より好ましくは約７５０ｐｓｉ（５，１７１ｋＰａ）〜約５，０００ｐｓｉであり、より好ましくは約１，０００ｐｓｉから約５，０００ｐｓｉの更により高い圧力で行われてもよい。成形ステップは、約４秒〜約６０分、又は成形される物品の厚さに依存して、更にそれ以上かかる場合がある。しかしながら、結合剤が十分に溶融され、全ての空気が積層体から押し出されることを確実にするために、成形は、比較的高い温度及び比較的長い継続時間で行われるべきである。この点については、好ましい成形温度は、約２００°Ｆ（〜９３℃）〜約３５０°Ｆ（〜１７７℃）、より好ましくは約２００°Ｆ〜約３００°Ｆ（〜１４９℃）の温度で、及び最も好ましくは約２００°Ｆ〜約２８０°Ｆ（〜１３８℃）の温度の範囲であり、金型内に５分よりも長く、より好ましくは少なくとも約１０分、更により好ましくは少なくとも約１５分、更により好ましくは約１５分〜約４５分、更により好ましくは少なくとも約２０分、及び最も好ましくは約２０分〜約４５分の間保持される。
【００６７】
本明細書に記載の成形及び圧密化技術の各々は同様であり、用語は多くの場合、当該技術分野において互換性をもって使用されるが、本明細書で使用される場合は特に、「成形」はバッチプロセスにおいて繊維状プライ／層を共に結合することによって合体する方法を指し、一方で「圧密化」は、ほぼ連続したプロセスにおいて繊維状プライ／層を共に結合することによって合体する方法を指す。しかしながら、これは、厳密に制限されることを意図しない。また、いずれかのプロセスでは、好適な温度、圧力及び時間は、一般に、ポリマー結合剤コーティング材料のタイプ、ポリマー結合剤含有量、使用されるプロセス及び繊維／テープのタイプに依存する。
【００６８】
上述のように、本明細書に記載の乾燥コーティングプロセスの結果として、得られる材料は、繊維／テープ表面の一部分が結合剤でコーティングされていない、結合剤のない領域を有する。一般に、各繊維層の一面のみが、粒子状結合剤でコーティングされ、したがって各個々の繊維状プライの約５０％以下の繊維／テープ表面積が、粒子状結合剤でコーティングされるであろう。繊維状ウェブをフラットベッドラミネータに通過させるプロセス、及び溶融／溶融された結合剤が広がることを引き起こす繊維状プライのマルチプライ積層体の圧密化は、それによって覆われる表面積をわずかに増加させる。それにもかかわらず、これらの処理ステップの後であっても、各繊維状プライ中の繊維／テープの表面積の、好ましくは表面積の５０％未満、好ましくは表面積の約４０％未満、好ましくは約３０％未満、好ましくは約２０％未満、より好ましくは約２％〜約２０％、更により好ましくは約５％〜約１５％、及び最も好ましくは約５％〜約１０％の表面積が、結合剤によって覆われる。
【００６９】
液体結合剤又は溶融結合剤よりもむしろ粒子状粉末を利用することの利点によって、本開示の繊維状プライは、弾道抵抗性の有効なレベルを維持しながら、非常に低い面密度を有して製造され得る。好ましい実施形態では、本開示の各繊維状プライは、約１２５ｇ／ｍ２以下、より好ましくは約１００ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約９５ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約９０ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約８５ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約８０ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは７５ｇ／ｍ２以下、及び更により好ましくは約７０ｇ／ｍ２以下の好ましい総面密度（すなわち、繊維面密度（ＦＡＤ）プラス結合剤面密度）を有し、最も好ましい面密度は、約２０ｇ／ｍ２〜約８０ｇ／ｍ２、又は約３０ｇ／ｍ２〜約８０ｇ／ｍ２の範囲である。本開示の目的は、マルチフィラメントテープが同じ繊維のただ平坦化され、圧縮されたバージョンであるため、繊維系及びマルチフィラメントテープ系プライ／複合材料としては、ＦＡＤは同じである。
【００７０】
繊維状プライ当たりの総面密度が極端に低い、すなわち、個々のプライの総面密度が１００ｇ／ｍ２未満である実施形態では、これらの低い値は、典型的には、繊維状プライが、テープ形成中に広範囲にわたって繊維が広げられたか、又は広範囲にわたって平坦化／圧縮を施された一方向不織繊維状プライの形態である場合に得られる。これらの実施形態では、ＦＡＤレベルもまた格段に低く、すなわち、約８０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは約７０ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約６０ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約５０ｇ／ｍ２以下、及び最も好ましくは約４０ｇ／ｍ２以下であり、最も好ましい繊維面密度は、約１５ｇ／ｍ２〜約８０ｇ／ｍ２、又は約３０ｇ／ｍ２〜約６０ｇ／ｍ２の範囲である。好ましい結合剤コーティング重量は、約１ｇ／ｍ２〜約２０ｇ／ｍ２、より好ましくは約２ｇ／ｍ２〜約１５ｇ／ｍ２、及び最も好ましくは約３ｇ／ｍ２〜約１０ｇ／ｍ２の範囲である。しかしながら、かかる格段に低いＦＡＤ値では、繊維状プライは、安定性が低くかつ取扱いが非常に困難であり得、フラットベッドラミネータに通して処理することが非常に困難になるか、又は圧密化が困難になる。したがって、プライの安定性が懸念されるときには、１つ以上の薄い熱可塑性オーバレイを繊維状ウェブの表面上に適用することによって、安定性を改善してもよい。熱可塑性オーバレイは、例えば、不連続な熱可塑性ウェブ、規則正しい不連続熱可塑性ネット、不織不連続接着布、不織不連続接着剤スクリム、多孔質フィルム、又は複数の薄い熱可塑性ポリマーストリップであり得る。熱可塑性オーバレイに好適なポリマーとしては、非限定的に、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル（特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及びＰＥＴコポリマー）、ポリウレタン、ビニルポリマー、エチレンビニルアルコールコポリマー、エチレンオクタンコポリマー、アクリロニトリルコポリマー、アクリルポリマー、ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレン、フルオロポリマーなど、並びにエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及びエチレンアクリル酸を含むコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択され得る、熱可塑性ポリマーを非限定的に含む。また有用なのは、天然及び合成ゴムのポリマーである。これらのうちで、ポリオレフィン及びポリアミド層が好ましい。好ましいポリオレフィンは、ポリエチレンである。有用なポリエチレンの非限定的な例としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、線状中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、線状超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、線状超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及びそれらのコポリマー及び混合物である。これらのうちで、最も好ましいポリエチレンは、ＭＤＰＥである。
【００７１】
好ましい実施形態では、熱可塑性オーバレイは、Ｓｐｕｎｆａｂ，Ｌｔｄ．社（オハイオ州カヤホガフォールズ（Ｃｕｙａｈｏｇａ  Ｆａｌｌｓ））より市販のＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）（商標はＫｅｕｃｈｅｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．社に登録されている）などの熱活性化不織接着ウェブである。また好適なのは、Ｐｒｏｔｅｃｈｎｉｃ  Ｓ．Ａ．社（フランス、セルネー）より市販の、ＴＨＥＲＭＯＰＬＡＳＴ（商標）及びＨＥＬＩＯＰＬＡＳＴ（商標）ウェブ、ネット又はフィルムである。上記の全てのうちで、最も好ましいのは、ポリアミドウェブ、特にＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ポリアミドウェブである。ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ポリアミドウェブは、典型的には約７５℃〜約２００℃の融点を有するが、これに制限されない。
【００７２】
熱可塑性オーバレイは、ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ウェブなどのスクリムであり、オーバレイは好ましくは非常に薄く、約１μｍ〜約２５０μｍ、より好ましくは約５μｍ〜約２５μｍ、及び最も好ましくは約５μｍ〜約９μｍの好ましい層厚を有する。かかる厚さが好ましいが、特定の必要性を満たすように他の厚さのものが製造されてもよいが、本開示の範囲内にあることが理解されるものである。これらの厚さは、必ずしも連続ウェブで記載されていないことも、また理解されるべきである。例えば、ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ウェブは、材料が存在する場所で数ミルの厚さであるが、ウェブのほとんどはただの空気である。これらの材料は、その坪量によってより良好に記載され、例えば、特に好ましいのは、６ｇ／ｍ２の坪量を有するＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ウェブである。熱可塑性オーバレイは、繊維／テーププラス結合剤の重量プラスオーバレイ（複数可）の重量に基づいて、好ましくは複合材全体の約１重量％〜約２５重量％、より好ましくは複合材全体の約１重量％〜約１７重量％パーセント、及び最も好ましくは約１％〜１２％を構成する。加えて、スクリムは不連続であり、ほとんどが空気であるため、その存在は、繊維状プライの積層体から空気の拡散を防止しないか、又は成形中のブリスターの形成に影響しない。
【００７３】
別の好ましい実施形態では、熱可塑性オーバレイは、細長い結束本体（ｂｉｎｄｉｎｇ  ｅｌｏｎｇａｔｅ  ｂｏｄｉｅｓ）の形態の、薄い熱可塑性ポリマーストリップを含む。本明細書で使用される場合、細長い「結束」本体は、構造的な繊維／テープ（例えば、高靭性繊維／テープ）の溶融温度未満の溶融温度を有し、かつ好ましくはポリマー結合剤の溶融温度と同じ又はそれ以下の溶融温度を有する熱活性化熱可塑性ポリマーを、少なくとも部分的に含む繊維などの細長い本体である。かかる細長い結束本体は、当該技術分野において従来既知であり、非限定的に、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸コポリマー、スチレンブロックコポリマー、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、及び最も好ましくはポリエチレンを含むポリオレフィンを含む繊維などの本体を含む。本実施形態では、繊維状ウェブ又は繊維状プライを適切に安定化するためには、結束本体は最低量のみが必要であり、ほとんどの適用では、ウェブ／プライの長さ全体に１インチ又は２インチの間隔で、結束繊維を繊維状ウェブ又はプライの全幅にわたって適用することで十分である。
【００７４】
熱可塑性オーバレイ（複数可）は、好ましくは熱積層などの公知の技術を使用して、少なくとも１つの繊維状プライに結合される。典型的には、積層は、上述のように繊維状プライ及びオーバレイ（複数可）を同一の広がりを持って互いの上に位置することによって実施され、その組み合わせは、十分な熱及び圧力の条件下で、及び当該技術分野において公知の技術に従って、一組の加熱された積層ローラのニップを通ってプレスされて、層の一体型層への組み合わせを引き起こす。かかる積層加熱は、フラットベッドラミネータ３０を通す結合剤でコーティングされた繊維状プライの処理について上述と同じ温度、圧力、速度及び他の条件で実施され得る。
【００７５】
一実施形態では、熱可塑性オーバレイ（複数可）は、単一の結合剤でコーティングされた繊維状プライに適用され、続いて、その組み合わせをラミネータに通過させることによって、オーバレイ（複数可）を単一プライに結合してもよい。別の実施形態では、熱可塑性オーバレイ（複数可）は、２つの結合剤でコーティングされた繊維状プライの間の中間接着層として機能し得、オーバレイ（複数可）が第１の繊維状プライ上に適用された後、オーバレイ（複数可）の上に、第２の結合剤でコーティングされた繊維状プライが適用され、続いてその組み合わせをラミネータに通過させる。１つの特に好ましい方法では、少なくとも１つの表面上に乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤を有する第１の不織繊維状プライが提供され、次いで少なくとも１つの熱可塑性オーバレイが、オーバレイ（複数可）が表面プライを部分的にのみ覆うように第１の不織繊維状プライの表面上に適用され、次いで任意選択的に熱可塑性オーバレイ（複数可）は、その溶融温度を超えて加熱され、それによって第１のプライの表面に結合され、次いで少なくとも１つの表面上に乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤を有する第２の不織繊維状プライは、第１の不織繊維状プライのオーバレイ（複数可）の上に適用され、次いでその組み合わせは、第１の不織繊維状プライの粒子状ポリマー結合剤及び第２の不織繊維状プライの粒子状ポリマー結合剤が共に溶融される熱及び圧力下で圧密化され、それによって、結合剤は、第１及び第２の不織繊維状プライを共に結合することを条件とする。
【００７６】
本方法によって形成された多層構造１００は、図９に概略的に示され、０°に配向された繊維を有する第１の一方向繊維状プライ１４０が、熱可塑性スクリム１６０、及び９０°に配向された繊維を有する第２の一方向繊維状プライ１８０と組み合わせられている。一方向繊維状プライの各々は、結合剤及びオーバレイが、各繊維状プライの反対側の面上に位置するように、粒子状結合剤１２０でその外面をコーティングされている。この方法の変形はまた、当業者によって決定されるであろうように実施されてもよい。例えば、オーバレイ（複数可）は、結合剤を反対側の面上に適用する前に、繊維状プライの表面上に適用されてもよく、又は２つの繊維状プライは、それらを接合する前に、反対の面上に粒子状結合剤及び１つ以上の熱可塑性オーバレイを有する各々と共に結合されてもよい。別の実施形態では、粒子状結合剤及び１つ以上の熱可塑性オーバレイの両方は、各繊維状プライの各外面上に適用されてもよい。
【００７７】
最後に、全ての成形ステップが完了した後、一体型の圧密化された複合材の１つ以上の表面は、撥水特性を提供するコーティングなど、保護コーティングでコーティングされてもよい。好適なコーティングとしては、当業者によって決定されるであろうように、非限定的に、天然ゴム、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、フルオロポリマー、及びワックスが挙げられる。特に好ましい耐水性ポリマーコーティングとしては、非限定的に、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  ＬＬＣ社（ユタ州ソルトレイクシティ）より市販のＯＬＥＯＰＨＯＢＯＬ（商標）撥水剤などのフルオロポリマー系コーティング、及びポリウレタンコーティングが挙げられる。
【００７８】
上記の本方法に従って本明細書で製造されたマルチプライ複合材料は、結合剤が十分に完全に溶融される、剛性材料／物品へと変える高温、高圧圧密化／成形の少なくとも前に、複合材物品の内側内に実質的な空隙体積を保持する、一体型複合構造を達成する。典型的な実施形態では、上記の方法に従って形成された複合材料は、複合材料の全体積の２０％よりも多い、好ましくは複合材料の全体積の約２０％〜約３０％の空隙を含むであろう。繊維層を共に圧密化／成形して一体型複合材を形成する際に、一体型複合材は、圧密化ステップの前に、各個々の繊維層の合計された空隙体積未満である総空隙体積を有する。繊維間の間隙は、結合剤コーティングに影響することなく、複合材表面又はプライ間に、ブリスタリング又は気泡を典型的にもたらす空気が、積層体から拡散されて出ることを可能にする。本開示によれば、完成複合材は、０％〜最大５％の空隙体積、より好ましくは０％〜最大約４％まで、より好ましくは０％〜最大約３％まで、より好ましくは０％〜最大２．５％、より好ましくは０％〜最大約２％、より好ましくは０％〜最大約１．５％、より好ましくは０％〜最大約１％、より好ましくは０％〜最大約０．５％、及び最も好ましくは０％の空隙体積を含む。
【００７９】
重要なことに、これらの材料は、脱気によるなど、プライの積層体の形成中に積極的にブリスター形成を監視するか、又はブリスター形成を制御する必要なく、ブリスターのない繊維複合材の効率的な形成を可能にし、それによって当該技術分野における長年存続している需要を満たす。これらの利点は、特にヘルメット又は車両パネルなどの剛性アーマーの成形中に認められるが、また同様に、多くの他の非弾道関連業界にもわたり、特に、建築構造物、車両部品、スポーツ用品（サッカー、野球、ソフトボール、ラクロス、雪上スポーツ、モータスポーツに使用されるためのヘルメット（例えば、自動二輪車のヘルメット）、自転車ヘルメット等）、並びに他の剛性な成形されたスポーツ装備／付属品（野球／ソフトボール用の複合材バット、ラクロススティックのシャフト、ホッケースティック、フィールドホッケースティック、運動用剛性パッド／保護具を含む）、並びにカヤック、カヌー、ボートなどの他の娯楽装備、並びに狩猟、釣り、及びアーチェリーの複合材装備及び道具などの剛性物品の形成にもわたる。これらの物品は、例示のみであり、限定を意図しない。
【００８０】
以下の非限定的な例は、本発明を説明するために提供される。
【実施例１】
【００８１】
平行なＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）繊維（１３００デニールＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）１０００繊維）の連続不織ウェブを、３８ｃｍの幅を有するように準備する。１つの面の表面積の２０％が粉末でコーティングされるように、表面を部分的にコーティングして、ウェブの一表面上に乾燥した低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）粉末を、手で散布した。このウェブから、３８ｃｍ×３８ｃｍの長さ×幅寸法を有する複数の正方形を切り出す。２つの正方形（プライ）を、それらの構成要素繊維の長手方向軸に対して０°／９０°交差して重ねられている配向に配置した積層体に形成し、樹脂は、組み合わせられた２プライ材料の約１０重量％を構成する。次いで、２プライ材料を、１４０℃で９０秒間、及び約５０ｐｓｉの接触圧力下で共にプレスするフラットベッドラミネータに通過させ、それによって互いに接合させ、プリプレグを形成する。ＬＤＰＥ粉末を、繊維表面で十分に溶融し広げるが、部分的にのみ繊維をコーティングする。ヘルメットシェルの形状を有する金型内に、７０枚のプリプレグ層を、同一の広がりを持って共に積層した。この層の積層体を、１９３メトリックトンの型締め圧力下で１０分間１２１℃で加熱して成形し、続いて１５分間１０４℃に冷却する。金型から分離した後、ヘルメットシェルの縁をトリミングする。得られた成形されたヘルメットシェルは、０％の空隙体積を有した。
【実施例２】
【００８２】
実施例１を繰り返すが、２つの０°／９０°プライを一緒に合わせてプリフォームを形成する前に、プライの片面又は両面を、その表面のうちの少なくとも１つに結合された熱可塑性オーバレイで安定化する。熱可塑性オーバレイは、繊維の長手方向軸に対して直角にプライの横方向にわたって適用した、複数の結束ポリマーストリップである。結束ポリマーストリップは、ＬＤＰＥ粉末の融点未満の融点を有する熱活性化ポリエチレンから形成される。
【実施例３】
【００８３】
熱可塑性オーバレイが、Ｓｐｕｎｆａｂ，Ｌｔｄ．社より市販の熱活性化された不織接着ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ウェブ（ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）４０８ＨＷＧ  ６−ｇｓｍ溶融性ポリオレフィン樹脂ウェブ）であることを除き、実施例２を繰り返す。ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）を底部プライの頂部側面（フラットベッドラミネータを通過したままのその位置）に加える。
【実施例４】
【００８４】
米国特許第８，２３６，１１９号に記載のプロセスに従って作製されたおよそ３３ｇ／デニールの靭性を有する、高靭性ＵＨＭＷＰＥ繊維テープからウェブを形成することを除き、実施例１を繰り返す。テープは、約３／１６インチの幅で平均化され、１０：１よりも大きいアスペクト比を有し、ウェブを、テープの縁が互いに接触するが、隣接するテープが互いに重なり合わないように配置する。
【００８５】
本開示は、特に、好ましい実施形態を参照しながら示され説明されてきたが、本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な変更及び修正が為され得ることは、当業者によって容易に理解されるであろう。特許請求の範囲は、開示の実施形態、上述されているそれらの代替物、及びそれらの全ての等価物を網羅するように解釈されることを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月9日(2018.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維状プライを含む、ブリスターのない弾道抵抗性複合材であって、前記繊維状プライの各々が、単回溶融熱履歴を有する不連続の非液体分散ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、前記複数の繊維状プライが、一体型複合材として一体化され、前記複合材が、０％〜最大５％の空隙体積を含む、弾道抵抗性複合材。
【請求項２】
弾道抵抗性複合材を形成する方法であって、
ａ）複数の繊維及び／又は複数のテープを含む第１のプライを提供するステップであって、前記第１のプライが、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、前記第１のプライ内に存在し、それによって前記第１のプライが空隙体積を有する、ステップと、
ｂ）前記第１のプライ上に第２のプライを適用するステップであって、前記第２のプライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、前記第２のプライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、前記第２のプライ内に存在し、それによって前記第２のプライが空隙体積を有する、ステップと、
ｃ）任意選択的に、前記第１のプライ及び／又は前記第２のプライ上に１つ以上の追加プライを適用するステップであって、各追加プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、各追加プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、各追加プライ内に存在し、それによって前記追加プライの各々が空隙体積を有する、ステップと、
ｄ）前記第１のプライ、第２のプライ、及び任意の追加プライを、各プライ中の前記粒子状ポリマー結合剤を少なくとも部分的に溶融するのに十分な条件下で熱及び圧力を用いて圧密化し、それによって全てのプライを一体化して一体型複合材を形成するステップであって、前記一体型複合材が、前記圧密化ステップの前に、各個々のプライの合計された空隙体積未満である、総空隙体積を有する、ステップと、を含む、方法。
【請求項３】
弾道抵抗性複合材を形成する方法であって、
ａ）複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有する第１の繊維状プライを提供するステップであって、前記第１の繊維状プライが、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、前記第１の繊維状プライ内に存在し、それによって前記第１の繊維状プライが空隙体積を有する、ステップと、
ｂ）前記第１の繊維状プライの表面に少なくとも１つの熱可塑性オーバレイを適用するステップであって、前記少なくとも１つの熱可塑性オーバレイが、前記表面を部分的にのみ覆い、前記少なくとも１つの熱可塑性オーバレイが、前記ポリマー結合剤の融点未満の融点を有する、ステップと、
ｃ）前記少なくとも１つの熱可塑性オーバレイ上に第２の繊維状プライを適用するステップであって、前記第２の繊維状プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有し、前記第２の繊維状プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、前記第２の繊維状プライ内に存在し、それによって前記第２の繊維状プライが、空隙体積を有する、ステップと、
ｄ）任意選択的に、１つ以上の中間の熱可塑性オーバレイを介して、任意選択的に、前記第１の繊維状プライ及び／又は前記第２の繊維状プライ上に１つ以上の追加繊維状プライを適用するステップであって、各追加繊維状プライが、複数の繊維及び／又は複数のテープを含み、各々が約８０ｇ／ｍ２未満の繊維面密度を有し、各追加繊維状プライが、任意選択的に、乾燥した、溶剤を含まない粒子状ポリマー結合剤で少なくとも部分的にコーティングされ、１つ以上の間隙が、各追加繊維状プライ内に存在し、それによって前記追加プライの各々が、空隙体積を有し、前記熱可塑性オーバレイの各々が、前記ポリマー結合剤の各々の融点未満の融点を有する、ステップと、
ｅ）前記第１の繊維状プライ、第２の繊維状プライ、及び任意の追加繊維状プライを、各繊維状プライ中の前記粒子状ポリマー結合剤を少なくとも部分的に溶融するのに十分な条件下で熱及び圧力を用いて圧密化し、それによって全ての前記繊維状プライを一体化して一体型複合材を形成するステップであって、前記一体型複合材が、前記圧密化ステップの前に、各個々の繊維状プライの合計された空隙体積未満である、総空隙体積を有する、ステップと、を含む、方法。
【国際調査報告】
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