(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維製防弾複合材料物品の防弾特性のむらを抑制するため、隣接する繊維間の空間を最小限に抑える織布材料の提供。【解決手段】複数の繊維テープを含む織布であり、織布は経及び緯方向に織られた繊維テープを有し、各繊維テープは、一方向に実質的に平行に配列されている複数の繊維、または織布の細片を含み、繊維は、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されているか、或いは高分子結合剤で被覆されておらず、繊維はそれぞれ７ｇ／デニール以上の引張強度及び１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、高分子結合剤が存在する場合、高分子結合剤が各繊維テープの４０重量％未満を構成し、経及び緯方向において１インチ（２．５４ｃｍ）当たり０．２５〜６本のテープを有する織布。各繊維テープが２本以上の繊維を含み、５〜１０ｍｍの幅を有し、４００〜３０００デニールを有する織布。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維テープを含む織布であって、該織布は経および緯方向に織られた該繊維テープを有し、各繊維テープは、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含み、該繊維は、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されているか、あるいは高分子結合剤で被覆されておらず、該繊維はそれぞれ７ｇ／デニール以上の引張強度および１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する織布。
【請求項２】
防弾織布の形成方法であって、
ａ）各々が、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含む複数の繊維テープであって、該繊維は、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されているか、あるいは高分子結合剤で被覆されておらず、該繊維はそれぞれ７ｇ／デニール以上の引張強度および１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する複数の繊維テープを用意する工程と、
ｂ）該複数の繊維テープを織り合わせることにより織布を形成する工程と、
を含む、経および緯方向に織られた該繊維テープを有する防弾織布の形成方法。
【請求項３】
一体化された複数の織布を含む多層防弾複合材料であって、各織布は複数の繊維テープを含み、該織布は経および緯方向に織られた該繊維テープを有し、各繊維テープは、一方向の実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含み、該繊維は、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されているか、あるいは高分子結合剤で被覆されておらず、該繊維はそれぞれ７ｇ／デニール以上の引張強度および１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する多層防弾複合材料。
【請求項４】
該各繊維テープが５〜５０ｍｍの幅を有し、該各繊維テープが４００〜３０００のデニールを有する、請求項１に記載の織布。
【請求項５】
該織布が、それぞれ経方向および緯方向に２〜１０の繊維テープを含み、該各繊維テープが２〜２０の繊維を含み、該各繊維テープが６５０〜２４００のデニールを有する、請求項４に記載の織布。
【請求項６】
該各繊維テープが１０００〜２０００のデニールを有する、請求項１に記載の織布。
【請求項７】
３０〜８０ｇ／ｍ２の面密度を有する、請求項１に記載の織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１０月１９日に出願された同時係属中の米国仮出願第６１／５４９，００４号の利益を主張するものであり、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、織布テープ、不織布テープまたは一方向に配向された不織繊維配列で形成された均一性の高い製織繊維構造、ならびにその製造プロセスに関する。
【背景技術】
【０００３】
高強度合成繊維を含む複合材料で作られた防弾物品がよく知られている。防弾ベスト、ヘルメット、車両用パネルおよび軍用機器の構造部材などの物品は、典型的には、ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）ポリエチレン繊維、またはＫＥＶＬＡＲ（登録商標）およびＴＷＡＲＯＮ（登録商標）のようなアラミド繊維などの高強度繊維を含む布で作られている。ベストまたはベストの一部などの多くの用途では、これらの繊維を織布または編布に用いることがある。他の用途では、これらの繊維を高分子マトリックス材料に封入するかまたは埋め込んで不織布に形成することがある。例えば、ある一般的な不織布構造では、一方向に配向された複数の繊維をほぼ同一平面内に位置する関係となるように配列し、マトリックス材料で被覆して繊維同士を結合する。典型的に、このような一方向に配向された繊維の複数のプライを結合してマルチプライ複合材料とする。例えば、不織繊維プライのマルチプライを含む防弾複合材料を開示した米国特許第４，４０３，０１２号、第４，４５７，９８５号、第４，６１３，５３５号、第４，６２３，５７４号、第４，６５０，７１０号、第４，７３７，４０２号、第４，７４８，０６４号、第５，５５２，２０８号、第５，５８７，２３０号、第６，６４２，１５９号、第６，８４１，４９２号、第６，８４６，７５８号（それらの開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる）を参照のこと。
【０００４】
繊維製防弾複合材料物品の防弾特性を最大限に高めるために、隣接する繊維間の空間を最小限にし、繊維の発射体衝撃との最大限の係合を促すことが望ましい。これを達成するための一つの方法は、より多くの繊維または繊維層を複合材料に組み込むことである。しかしながら、繊維量が増えると装甲が重くなり、望ましくない。特に平行な繊維から不織材料を製造する場合に、繊維間の間隔を最小限にする別の方法は、繊維またはそれらの成分フィラメントを、互いの上に位置する繊維が少なくなるように拡幅させることである。このようにすると、期待される複合材料の厚さを変えることなく、より多数の繊維層または一方向性繊維プライを互いの上に積層することができるようになり、これにより繊維重量を増大させることなく繊維の発射体脅威との係合を強化することができる。
【０００５】
しかしながら、繊維を拡幅させる場合、特に連続繊維を拡幅させる場合には、単一の一方向繊維配列において全ての繊維の重なり合いをなくすのは難しいままである。さらに、繊維拡幅を用いる否かにかかわらず、繊維を平行な配列に配置する場合、特に長い連続繊維を配向させる場合には、配列の幅全体にわたって繊維の均一性を維持するのは難しい。一方向性繊維配列は典型的に、長さ数キロメートル、幅数センチメートルの連続繊維ウェブとして加工される。繊維は相当長いので、加工中に配列の幅全体に沿って均一な繊維配向を維持することは難しい。これは問題である、というのは繊維が不均一に配列すると、防弾性能にむらができ予測不能になり、配列の幅全体に沿って均一な繊維配向を維持できないからである。さらに、大きな繊維ウェブの加工には、商業規模での複合材料の製造にはコストがかかりすぎる可能性がある高価な設備の使用が必要になる。
【０００６】
より強力な発射体との係合と、より高い防弾特性とをもたらすことが可能な、厚さがより小さく、かつ、より高い繊維均一性を有する繊維複合材料を提供することが望まれる。また、より安価な加工設備を使用できる複合材料の製造方法を提供することも望まれる。本発明は、これらの必要性のそれぞれに対する解決法を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，４０３，０１２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４５７，９８５号明細書
【特許文献３】米国特許第４，６１３，５３５号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６２３，５７４号明細書
【特許文献５】米国特許第４，６５０，７１０号明細書
【特許文献６】米国特許第４，７３７，４０２号明細書
【特許文献７】米国特許第４，７４８，０６４号明細書
【特許文献８】米国特許第５，５５２，２０８号明細書
【特許文献９】米国特許第５，５８７，２３０号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，６４２，１５９号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，８４１，４９２号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，８４６，７５８号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、複数の繊維テープを含む織布であって、各繊維テープは、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含み、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約７ｇ／デニール以上の引張強度および約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する織布を提供する。
【０００９】
本発明は、防弾織布の形成方法であって、
ａ）  各々が、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含む複数の繊維テープであって、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約７ｇ／デニール以上の引張強度および約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する複数の繊維テープを用意する工程と、
ｂ）  該複数の繊維テープを織り合わせることにより織布を形成する工程と、
を含む防弾織布の形成方法も提供する。
【００１０】
本発明は、さらに、一体化された複数の織布を含む多層防弾複合材料であって、各織布は複数の繊維テープを含み、各繊維テープは、一方向の実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含み、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約７ｇ／デニール以上の引張強度および約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する多層防弾複合材料も提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書で用いられる用語「テープ」は、複数の繊維または糸を含む細長い帯状の繊維材料を指す。テープは、織布の細片を含んでもよく、または、実質的に平行な複数の繊維
の実質的に一方向の配列となるように並べられた複数の繊維または糸を含み、該繊維または糸は任意ではあるが好ましくは高分子結合剤で被覆されたものであってもよい。このようなテープを用いて、織布の経および緯をそれぞれこのテープによって構成した織布を製造する。
【００１２】
特に好ましい実施形態においては、織布技術と不織布技術の双方を融合させた技術を用いて、織布の経および緯をそれぞれ不織マルチ繊維（またはマルチ糸）テープによって構成した織成繊維複合材料を製造する。かかる繊維複合材料は、軟質および硬質の双方の装甲物品の製造に有用である。製織による繊維の機械的な絡み合いと任意の高分子結合剤での接着結合によって、防弾性能を犠牲にすることなく、従来の不織材料と比べて高分子結合剤含有量を少なくすることができる。
【００１３】
複数の繊維または糸を直接的に薄く細長い構造に組み合わせることによってテープを製造してもよい。あるいは、まず一方向繊維プライ、不織布または不織繊維層と複数の一方向繊維プライとの組み合わせ、あるいは織布または製織繊維層を形成し、その後、上記繊維プライ、繊維層または布を薄切りにするかまたは切断して薄い細片を形成することによってテープを製造してもよく、この場合、各細片が単一のテープを構成する。
【００１４】
テープは、厚さが好ましくは約３ミル（７６．２μｍ）以下、より好ましくは約０．３５ミル（８．８９μｍ）〜約３ミル（７６．２μｍ）、最も好ましくは約０．３５ミル（８．８９μｍ）〜約１．５ミル（３８．１μｍ）の平らな構造であることが好ましい。テープは、一般的に幅が約６インチ（１５．２４ｃｍ）以下、好ましくは約５ｍｍ〜約５０ｍｍ、より好ましくは約５ｍｍ〜約２５．４ｍｍ（１インチ）、さらに好ましくは約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、最も好ましくは約５ｍｍ〜約１０ｍｍである。各繊維テープは、繊維を少なくとも２本、好ましくは２本〜約２０本、より好ましくは約２本〜約１５本、最も好ましくは約５本〜約１０本含む。
【００１５】
本明細書で用いられる用語「繊維」は、その長さ寸法が幅および厚さの横断寸法よりもかなり大きな長尺体である。本発明で使用される繊維の断面は大きく異なってもよく、円形、扁平または長楕円形の断面であってもよい。従って、「繊維」という用語は、規則的もしくは不規則的断面を有するフィラメント、リボン、細片などを含むが、繊維は、実質的に円形の断面を有することが好ましい。単一の繊維は、ただ１本のフィラメントから形成されていても複数のフィラメントから形成されていてもよい。ただ１本のフィラメントから形成された繊維を、本明細書では「単一フィラメント」繊維または「モノフィラメント」繊維のいずれかで呼び、複数のフィラメントから形成された繊維を本明細書では「マルチフィラメント」繊維と呼ぶ。本明細書で用いられる用語「糸」は、複数の繊維からなる単一のストランドとして定義される。
【００１６】
本明細書で用いられる「層」は、繊維のほぼ平らな配置を表し、「繊維層」は、一方向に配向された繊維の単一プライ、一方向に配向された繊維の複数のプライ、一方向に配向された繊維の複数のプライ、織布、またはフェルト、マットおよびランダムに配向された繊維からなる構造などの他の構造を含む複数の繊維で形成された任意の他の布構造を含んでもよい。各繊維プライ、繊維層およびテープは、外側上面および外側底面の両方を有する。
【００１７】
当該技術分野において従来から知られている通り、一方向に配向された繊維の「単一プライ」は、実質的に平行な一方向の横並びの繊維の配列に揃えられた、実質的に重なり合っていない同一平面内にある複数の繊維の配置を含む。この種の繊維配置は、「ユニテープ」、「一方向性テープ」、「ＵＤ」または「ＵＤＴ」としても当該技術分野で知られている。本明細書で用いられる「配列」は、織布を除く繊維または糸の整然とした配置を表
し、「平行な配列」は、繊維または糸の整然とした平行な配置を表す。「配向された繊維」という文脈で使用されるような「配向された」という用語は、繊維の伸張とは対語的な繊維の配置を指す。「布」という用語は、プライ同士を成形または一体化するか否かにかかわらず、１つ以上の繊維プライを含み得る構造を表す。例えば、織布またはフェルトは、単一の繊維プライを含んでもよい。一方向性繊維で形成された不織布は典型的に、互いに積み重ねられて一体化された複数の繊維プライを含む。「単一層」構造とは、本明細書で使用する場合、低圧貼り合わせまたは高圧成形によって高分子結合剤と共に単一の単位構造に統合すなわち一体化された１つ以上の個々のプライまたは個々の層からなる任意の一体化繊維構造を指す。「一体化」とは、各繊維プライと共に高分子結合剤を単一の単位層に組み合わせることを意味する。一体化は、乾燥、冷却、加熱、加圧、カレンダー加工またはそれらの組み合わせで起こり得る。湿式貼り合わせ法の場合のように、単に繊維または布層を互いに接着させることができるため、熱および／または圧力は必須でなくてもよい。「複合材料」という用語は、繊維と少なくとも１種の高分子結合剤との組み合わせを指す。本明細書で用いられている「多重複合材料」とは、複数の繊維層の一体化された組み合わせを指す。本明細書に記載されている「不織」布は、製織によって形成されていない全ての布構造を含む。例えば、不織布は、高分子結合剤で少なくとも部分的に被覆され、積み重ね／重ね合わせられ、単一層に一体化された複数のユニテープ、一体化要素、ならびに好ましくは高分子結合剤組成物で被覆された平行でなくランダムに配向された繊維を含むフェルトまたはマットを含んでもよい。本発明の目的では、優れた弾道貫通抵抗を有する物品とは、弾丸などの変形可能な発射体および弾丸の破片などの断片の貫通に対して優れた特性を示すものを表す。
【００１８】
不織テープは、一方向性不織繊維プライまたは一方向性不織繊維層を形成するのに従来から当該技術分野で用いられている技術を用いて製造してもよい。一方向性不織繊維プライを形成する典型的なプロセスでは、繊維束をクリールから供給し、案内装置および１つ以上の拡幅棒により平行化櫛(collimating comb)内に導き、次いで、任意ではあるが好ましくは、繊維を高分子結合剤で被覆する。あるいは、繊維が拡幅棒に遭遇する前に繊維を被覆することができ、あるいは、１組が被覆区域前にあり、もう１組が被覆区域後にある２組の拡幅棒の間で繊維を被覆してもよい。典型的な繊維束（例えば、糸）は、約３０本〜約２０００本の個々のフィラメントを有し、各繊維は典型的に、約１２０本〜約３６０本の個々のフィラメントを含むが、これに限定されない。拡幅棒および平行化櫛は、束になっている繊維を分散および拡幅し、それらを同一平面的に横並びに再編成する。理想的な繊維の拡幅により、単一の繊維平面に互いに隣接して配置され、繊維が互いに重なり合わない状態で実質的に一方向に平行な繊維の配列を形成している個々のフィラメントまたは個々の繊維が得られる。繊維の拡幅および平行化後には、そのような平行な配列の繊維は典型的に、繊維の厚さに応じて１インチ当たり約３本〜１２本の繊維端（１ｃｍ当たり１．２〜４．７本の繊維端）を含む。
【００１９】
この方法に従って製造された一方向性不織繊維プライは、典型的には、幅が約２０インチ（５０．８ｃｍ）〜約７０インチ（１７７．８ｃｍ）となるように加工されるが、テープの幅を所望の範囲内に限定するようにこの加工を制限または変更してもよい。例えば、より少ない繊維束を用いて従来の加工手順を踏襲し、繊維束を案内装置および拡幅棒により平行化櫛内に導いて繊維束を離間させることにより、薄い繊維の配列を形成してもよい。この実施形態では、各繊維束は単一のマルチフィラメント糸（マルチフィラメント繊維）を供給するため、用いる繊維束の本数を制御すると共に、繊維の拡散範囲を制御することにより、このような薄い配列の幅を管理してもよい。その後、各薄い配列は、好ましくは当該技術分野における従来技術に従って高分子結合剤で被覆される。
【００２０】
他の様々な方法を用いてテープを所望の幅に限定してもよい。例えば、標準的な厚さのユニテープを切断またはスリット加工して、所望の幅を有するテープとしてもよく、これ
は、マルチプライ不織繊維層からテープを製造するのに望ましい方法である。スリット加工装置の一例は、前記ロールに巻かれたシート材料ウェブをスリット加工する装置を教示する米国特許第６，０９８，５１０号に開示されている。スリット加工装置の別の一例は、複数の刃で高分子フィルムのシートをスリット加工して複数のフィルム細片とする装置を教示する米国特許第６，１４８，８７１号に開示されている。米国特許第６，０９８，５１０号および第６，１４８，８７１号の開示内容はいずれも参照により、本明細書に矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれる。
【００２１】
別の方法では、成形型を有した成形装置に繊維／糸の配列を通すことにより、所望の幅を有する連続した不織テープを製造してもよい。例えば、複数の繊維／糸を長方形断面の成形型に通して平らな矩形テープを形成してもよい。必要に応じて他の断面形状としてもよい。複数の繊維を成形する前または後のいずれかに、繊維を高分子結合剤または樹脂材料で被覆してもよい。好ましくは、複数の繊維を成形型に通す前に繊維を結合剤／樹脂で被覆し、保形の助けとする。その際、結合剤／樹脂が完全に硬化していない状態で繊維を型に通すことが好ましい。
【００２２】
不織布テープの製造方法も、例えば「高強度の超高分子量ポリエチレンのテープ物品」と題された米国特許第８，２３６，１１９号、および「超高分子量ポリエチレン製の高強度テープ物品」と題された２０１１年２月４日出願の米国特許出願第１３／０２１，２６２号に開示されている（これらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）。
【００２３】
テープが織布の薄い細片を含む別の態様では、防弾材料に使用することを目的とした織布も典型的に、約２０インチ（５０．８ｃｍ）〜約７０インチ（１７７．８ｃｍ）の幅を有するように加工される。不織材料と同様に、例えば米国特許第２，０３５，１３８号、第４，１２４，４２０号、第５，１１５，８３９号、第６，０９８，５１０号または第６，１４８，８７１号（これらの開示内容は参照により、本明細書に矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれる）に開示されたスリット加工装置を用いることなどにより、標準的な厚さの織布（例えば、広幅織りの布）を切断またはスリット加工して所望の長さのテープにしてもよい。広幅織りの布から細片を切り出す代わりに、薄い帯状の布を製織することによってリボン及び類似の細長い構造を形成することも知られている。これは一般的に、米国特許第２，０３５，１３８号、第４，１２４，４２０号、第５，１１５，８３９号に開示された織機などの任意の従来の織機の設定を調整することによって、あるいは細長い織布またはリボンの製織に特化されたリボン織機を使用することによって達成してもよい。代替し得るいかなるリボン織機も等しく有用であるが、有用なリボン織機は例えば、スイスのシュタンスシュタットのTextilma AG社に付与された米国特許第４，５４１，４６
１号、第５，５６４，４７７号、第７，４５１，７８７号および第７，８５７，０１２号（これらの開示内容は参照により、本明細書に矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれる）に開示されている。本明細書では、テープの幅を所望の範囲内に限定するように製織を制限する場合、任意の布の織り方を使用し、任意の従来法を利用してもよい。ただし、広幅織りの布から細片を切り出すことは、より効果的であり好ましい。それに応じて、薄い製織可能な布製細片を形成する任意の有用な方法を用いてもよい。
【００２４】
その後、複数のテープを織り合わせてテープ製織布を形成する。平織り、千鳥綾織り、バスケット織り、繻子織り、綾織りなどの任意の布織りを用いる当該技術分野でよく知られている技術を用いて織布を形成してもよい。平織りは最も一般的であり、繊維を互いに０°／９０°で直交に配向させて製織する。より好ましいのは、経および緯の本数が等しい平織りの布である。一態様では、織布は、好ましくは経方向および緯方向の両方向において１インチ当たり（２．５４ｃｍ当たり）約０．２５本〜約６本のテープを有し、より好ましくは経方向および緯方向の両方向において１インチ当たり（２．５４ｃｍ当たり）約０．５本〜約６本のテープを有し、最も好ましくは経方向および緯方向の両方向におい
て１インチ当たり（２．５４ｃｍ当たり）約２本〜約６本のテープを有する。その結果、織布は、好ましくは約２０ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）〜約１００ｇｓｍ、より好ましくは約３０ｇｓｍ〜約８０ｇｓｍ、最も好ましくは約３５ｇｓｍ〜約６０ｇｓｍの面密度を有するものとなる。
【００２５】
テープおよび繊維層（必要に応じそれからテープを切り出してもよい）を、好ましくは高強度および高引張弾性率の高分子繊維から形成する。最も好ましくは、繊維は、防弾材料および防弾物品の形成に有用な高強度および高引張弾性率の高分子繊維を含む。本明細書で用いられる「高強度および高引張弾性率の繊維」は、それぞれASTM D2256により測定した場合に、好ましくは少なくとも約７ｇ／デニール以上の引張強度、好ましくは少なくとも約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率、ならびに好ましくは少なくとも８Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有するものである。本明細書で用いられる用語「デニール」は、繊維または糸の９０００メートル当たりのグラム質量に等しい線密度の単位を指す。本明細書で用いられる用語「引張強度」は、応力を受けていない試料の単位線密度（デニール）当たりの力（グラム）で表される引張応力を指す。繊維の「初期弾性率」は、その耐変形性を表す材料特性である。用語「引張弾性率」は、１デニール当たりのグラム（力）（ｇ／ｄ）で表される強度の変化の歪みの変化に対する比を指し、元の繊維長の割合（インチ／インチ）として表される。
【００２６】
繊維を形成する高分子化合物は、防弾複合材料／布の製造に適した高強度および高引張弾性率の繊維であることが好ましい。防弾複合材料および防弾物品の形成に特に適した特に好適な高強度および高引張弾性率の繊維材料としては、高密度および低密度ポリエチレンなどのポリオレフィン繊維が挙げられる。高配向および高分子量のポリエチレン繊維、特に超高分子量のポリエチレン繊維ならびにポリプロピレン繊維、特に超高分子量のポリプロピレン繊維などの伸びきり鎖ポリオレフィン繊維が特に好ましい。アラミド繊維、特にパラアラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタラート繊維、ポリエチレンナフタラート繊維、伸びきり鎖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）およびポリベンゾチアゾール（ＰＢＴ）繊維などのポリベンザゾール繊維、液晶コポリエステル繊維、およびＭ５（登録商標）繊維などの硬質棒状繊維も好適である。これらの繊維種はそれぞれ、従来から当該技術分野で知られている。共重合体、ブロック共重合体および上記材料の混合物も高分子繊維の製造に好適である。
【００２７】
防弾布に最も好ましい繊維種としては、ポリエチレン、特に伸びきり鎖ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリベンザゾール繊維、液晶コポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、特に高配向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および硬質棒状繊維、特にＭ５（登録商標）繊維が挙げられる。特に最も好ましい繊維はアラミド繊維である。
【００２８】
ポリエチレンの場合、好ましい繊維は、少なくとも５００，０００、好ましくは少なくとも１００万、より好ましくは２００万〜５００万の分子量を有する伸びきり鎖ポリエチレンである。そのような伸びきり鎖ポリエチレン（ＥＣＰＥ）繊維は、米国特許第４，１３７，３９４号または第４，３５６，１３８号（それらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているような溶液紡糸法で成長させてもよく、あるいは、米国特許第４，５５１，２９６号および第５，００６，３９０号（それらの開示内容も参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているように、溶液から紡糸してゲル構造体を形成してもよい。本発明で使用するのに特に好ましい繊維種は、Honeywell International社からＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）という商標で販売されているポリエチレン繊維で
ある。ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）繊維は、当該技術分野でよく知られており、例えば、米国特許第４，６２３，５４７号および第４，７４８，０６４号に記載されている。
【００２９】
アラミド（芳香族ポリアミド）またはパラアラミド繊維も特に好ましい。そのような繊維は市販されており、例えば、米国特許第３，６７１，５４２号に記載されている。例えば、有用なポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）フィラメントは、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）という商標でＤｕＰｏｎｔ社によって商業的に製造されている。ＮＯＭＥＸ（登録商標）という商標でＤｕＰｏｎｔ社によって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、ＴＷＡＲＯＮ（登録商標）という商標で帝人株式会社によって商業的に製造されている繊維、ＨＥＲＡＣＲＯＮ（登録商標）という商標で韓国のKolon Industries社によって商業的に製造されているアラミド繊維、ロシアのKamensk Volokno社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）およびＲＵＳＡ
Ｒ（商標）、ならびにロシアのChim Volokno社によって商業的に製造されているＡＲＭＯＳ（商標）ｐ−アラミド繊維も本発明の実施において有用である。
【００３０】
本発明の実施に適したポリベンザゾール繊維は市販されており、例えば、米国特許第５，２８６，８３３号、第５，２９６，１８５号、第５，３５６，５８４号、第５，５３４，２０５号および第６，０４０，０５０号に開示されており、それらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。本発明の実施に適した液晶コポリエステル繊維は市販されており、例えば、米国特許第３，９７５，４８７号、第４，１１８，３７２号および第４，１６１，４７０号に開示されており、それらの各開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。好適なポリプロピレン繊維としては、米国特許第４，４１３，１１０号に開示されている高配向伸びきり鎖ポリプロピレン（ＥＣＰＰ）繊維が挙げられ、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。好適なポリビニルアルコール（ＰＶ−ＯＨ）繊維は、例えば、米国特許第４，４４０，７１１号および第４，５９９，２６７号に記載されており、それらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。好適なポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維は、例えば、米国特許第４，５３５，０２７号に開示されており、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。これらの繊維種はそれぞれ従来から知られており、広く市販されている。
【００３１】
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）から形成されており、ヴァージニア州リッチモンドのMagellan
Systems International社によって製造されており、例えば、米国特許第５，６７４，９６９号、第５，９３９，５５３号、第５，９４５，５３７号および第６，０４０，４７８号に記載されており、それらの各開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。上記全ての材料の組み合わせも好適であり、それらは全て市販されている。例えば、繊維層は、アラミド繊維、ＵＨＭＷＰＥ繊維（例えば、ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）繊維）、炭素繊維などのうちの１種以上の組み合わせ、ならびに繊維ガラスおよび他のより性能の低い材料から形成されていてもよい。防弾特性が繊維種によって異なってもよいことは理解すべきである。
【００３２】
テープを形成する個々の繊維は、例えば５０〜約３０００デニール、より好ましくは約２００〜３０００デニール、さらにより好ましくは約６５０〜約２０００デニール、最も好ましくは約８００〜約１５００デニールなどの任意の好適なデニールであってもよい。その選択は、防弾有効性およびコストを考慮して決定される。より細い繊維は、製造および製織によりコストがかかるが、単位重量当たりの防弾有効性を高めることができる。複数の繊維を含む各繊維テープは、好ましくは約４００〜約３，０００デニール、より好ましくは約６５０〜約２，４００デニール、最も好ましくは約１，０００〜約２，０００デニールである。
【００３３】
先に述べたように、高強度および高引張弾性率の繊維は、それぞれASTM D2256により測定した場合に、好ましくは約７ｇ／デニール以上の引張強度、好ましくは約１５０ｇ／デ
ニール以上の引張弾性率、ならびに好ましくは８Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有するものである。本発明の好ましい態様では、繊維の引張強度は約１５ｇ／デニール以上、好ましくは約２０ｇ／デニール以上、より好ましくは約２５ｇ／デニール以上、最も好ましくは３０ｇ／デニール以上であることが望ましい。好ましい繊維は、好ましくは約３００ｇ／デニール以上、より好ましくは約４００ｇ／デニール以上、より好ましくは約５００ｇ／デニール以上、より好ましくは約１，０００ｇ／デニール以上、最も好ましくは１，５００ｇ／デニール以上の引張弾性率も有する。最も好ましいポリエチレン繊維は、３０ｇ／デニール以上の引張強度と約１０００ｇ／デニール以上の引張弾性率の両方を有する。最も好ましいアラミド繊維は、２０ｇ／デニール以上の引張強度と約１０００ｇ／デニール以上の引張弾性率の両方を有する。好ましい繊維は、好ましくは約１５Ｊ／ｇ以上、より好ましくは約２５Ｊ／ｇ以上、より好ましくは約３０Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーも有し、最も好ましくは４０Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有する。これらの組み合わされた高強度特性は、よく知られている方法を用いて得ることができる。高強度繊維を製造するための他の公知の方法は、例えば、米国特許第４，４１３，１１０号、第４，４４０，７１１号、第４，５３５，０２７号、第４，４５７，９８５号、第４，６２３，５４７号、第４，６５０，７１０号および第４，７４８，０６４号は、一般的に、好ましい高強度伸びきり鎖ポリエチレン繊維の形成について議論している。溶液成長法またはゲル繊維法などのそのような方法は当該技術分野でよく知られている。パラアラミド繊維などの他の好ましい各繊維種の形成方法は、従来から当該技術分野で知られており、上記繊維は市販されている。本発明の繊維複合材料は、好ましくは、約１．７ｇ／ｃｍ３以下の繊維面密度を有する繊維も含む。
【００３４】
製織の前に、不織テープを高分子結合剤で被覆または含浸することが好ましい。高分子結合剤は、テープの個々の繊維を部分的にまたは実質的に被覆し、好ましくは各テープの個々の繊維をそれぞれ実質的に被覆する。高分子結合剤は一般に、当該技術分野では「高分子マトリックス」材料としても知られており、本明細書ではこれらの用語を同義で使用する。これらの用語は、従来から当該技術分野で知られており、その固有の接着特性により、あるいは周知の熱条件および／または圧力条件に供した後に、繊維を互いに結合する材料を表す。そのような「高分子マトリックス材料」または「高分子結合」剤は、耐摩耗性および有害な環境条件に対する耐性などの他の望ましい特性を布に付与してもよい。
【００３５】
好適な高分子結合剤としては、低弾性率のエラストマー材料および高弾性率の硬質材料の両方が挙げられる。本明細書全体を通して用いられる用語「引張弾性率」は、繊維ではASTM 2256、高分子結合剤ではASTM D638により測定される弾性率を意味する。低弾性率または高弾性率の結合剤は、各種高分子材料および非高分子材料を含んでもよい。好ましい高分子結合剤は、低弾性率のエラストマー材料を含む。本発明の目的では、低弾性率のエラストマー材料は、ASTM D638試験手順に従って測定した約６，０００ｐｓｉ（４１．４
ＭＰａ）以下の引張弾性率を有する。低弾性率の高分子化合物であるエラストマーは、約４，０００ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）以下、より好ましくは約２４００ｐｓｉ（１６．５ＭＰａ）以下、より好ましくは１２００ｐｓｉ（８．２３ＭＰａ）以下、最も好ましくは約５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）以下の引張弾性率を有することが好ましい。エラストマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、約０℃未満、より好ましくは約−４０℃未満、最も好ましくは約−５０℃未満であることが好ましい。エラストマーは、少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約１００％の破断伸び率（elongation to break）も有するこ
とが好ましく、少なくとも約３００％の破断伸び率を有することが最も好ましい。
【００３６】
低弾性率を有する多種多様な材料および製剤を高分子結合剤として利用してもよい。代表的な例としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、ポリスルフィド重合体、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−イソプレン）共重合体、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、エチレンの共重合体、ポリアミド（いくつかの繊維種と共に有用）、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネートおよびそれらの組み合わせ、ならびに繊維の融点未満で硬化可能な他の低弾性率の高分子化合物および共重合体が挙げられる。異なるエラストマー材料の混合物、またはエラストマー材料と１種以上の熱可塑性物質との混合物も好ましい。
【００３７】
共役ジエンとビニル芳香族単量体とのブロック共重合体が特に有用である。ブタジエンおよびイソプレンは、好ましい共役ジエンエラストマーである。スチレン、ビニルトルエンおよびｔ−ブチルスチレンは、好ましい共役芳香族単量体である。ポリイソプレンを含むブロック共重合体を水素化して、飽和炭化水素エラストマー部分を有する熱可塑性エラストマーを生成してもよい。高分子化合物は、Ａ−Ｂ−Ａ型の単純な三元ブロック共重合体、（ＡＢ）ｎ（ｎ＝２〜１０）型の多元ブロック共重合体、またはＲ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３〜１５０）型の放射状型の共重合体（式中、Ａはビニル芳香族単量体からのブロックであり、Ｂは共役ジエンエラストマーからのブロックである）であってもよい。これらの高分子化合物の多くは、テキサス州ヒューストンのKraton Polymers社によって商業的に
製造されており、技報"Kraton Thermoplastic Rubber（Ｋｒａｔｏｎ社製熱可塑性ゴム）", SC-68-81に記載されている。ＰＲＩＮＬＩＮ（登録商標）という商標で販売され、か
つドイツのデュッセルドルフを本拠地とするHenkel Technologies社から市販されている
スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）ブロック共重合体の樹脂分散系も有用である。特に好ましい低弾性率の高分子結合剤高分子化合物は、Kraton Polymers社によって商
業的に製造され、ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）という商標で販売されているスチレン系ブロック共重合体を含む。特に好ましい高分子結合剤は、ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）という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共重合体を含む。
【００３８】
低弾性率の高分子マトリックス結合剤は、防弾性ベストなどの柔軟な装甲を形成するのに最も有用であるが、ヘルメットなどの硬質装甲物品を形成するのに有用な高弾性率の硬質材料が、本明細書では特に好ましい。好ましい高弾性率の硬質材料は一般に、６，０００ｐｓｉよりも高い初期引張弾性率を有する。本明細書で有用な好ましい高弾性率の硬質高分子結合剤としては、ポリウレタン（エーテルおよびエステル系の両方）、エポキシ樹脂、ポリアクリレート、フェノール系／ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）高分子化合物、ビニルエステル高分子化合物、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、ならびにビニルエステルとフタル酸ジアリルまた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高分子化合物の混合物が挙げられる。本発明で使用するのに特に好ましい硬質高分子結合剤は、好ましくはメチルエチルケトンなどの炭素−炭素飽和溶媒に可溶であり、かつ硬化させるとASTM D638によって測定した場合に少なくとも約１×１０６ｐｓｉ（６８
９５ＭＰａ）の高引張弾性率を有する熱硬化性高分子化合物である。特に好ましい硬質高分子結合剤は、米国特許第６，６４２，１５９号に開示されているものであり、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。高分子結合剤は、低弾性率材料であるか高弾性率材料であるかに拘わらず、カーボンブラックまたはシリカなどの充填剤も含んでいてもよく、油展されていてもよく、あるいは当該技術分野でよく知られているように、硫黄、過酸化物、金属酸化物または放射線加硫系で加硫されていてもよい。最も特に好ましいのは、約２，０００ｐｓｉ（１３．７９ＭＰａ）〜約８，０００ｐｓｉ（５５．１６ＭＰａ）の範囲の引張弾性率の軟質材料および硬質材料の両方の範囲に含まれる水性ポリウレタン分散系であり、この水性ポリウレタン分散系は、好ましくは水性陰イオン性ポリウレタン分散系であり、好ましくは水性脂肪族ポリウレタン分散系であり、最も好ましくは水性脂肪族陰イオン性ポリウレタン分散系であるかまたは水性陰イオン性脂肪族ポリウレタン分散系を含み、それらは全て、共溶媒非含有分散系であることが好ましい。そのような
ものとしては、水性陰イオン性ポリエステル系ポリウレタン分散系、水性脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散系および水性陰イオン性脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散系が挙げられ、それらは全て、共溶媒を含まない分散系であることが好ましい。
【００３９】
本発明の複合材料から形成される物品の硬性、衝撃および弾道特性は、繊維を被覆する高分子結合剤高分子化合物の引張弾性率による影響を受ける。例えば、米国特許第４，６２３，５７４号には、約６，０００ｐｓｉ（４１，３００ｋＰａ）未満の引張弾性率を有するエラストマー系マトリックスと共に構築された繊維強化複合材料が、より高い弾性率の高分子化合物と共に構築された複合材料および高分子結合剤を含まない同じ繊維構造体の両方と比べた場合に優れた弾道特性を有することが開示されている。但し、低引張弾性率の高分子結合剤高分子化合物により、複合材料の剛性も低下する。さらに、特定の用途、特に複合材料が防弾モードおよび構造モードの両方で機能しなければならない用途には、防弾性および硬性の優れた組み合わせが必要となる。従って、使用するのに最も適した種類の高分子結合剤高分子化合物は、本発明の複合材料から形成される物品の種類に応じて異なる。両特性の妥協点に到達するために、好適な高分子結合剤は、低弾性率の材料および高弾性率の材料の両方を組み合わせて単一の高分子結合剤を形成したものであってもよい。
【００４０】
高分子結合剤を複数の繊維または複数のテープに同時にかつ／または順次に塗布して、好ましくはウェブとして並べられた繊維またはテープ（例えば平行な繊維の配列または平行なテープの配列）に同時に塗布して、被覆されたウェブを形成してもよく、その際、好ましくはテープまたは繊維プライ／層を結合剤で含浸する。本明細書で用いられる用語「〜で含浸する」は、「〜に埋め込まれた」ならびに「〜で被覆した」またはそれ以外の方法で被覆物を塗布したという言葉と同義であり、ここでは、結合剤が単にテープまたは繊維プライ／層の表面にあるのではなくテープまたは繊維プライ／層の中に拡散される。含浸した不織繊維プライ、層および布を形成する技術は当該技術分野でよく知られている。
【００４１】
高分子結合剤は、個々の繊維の表面全体または繊維の部分的な表面のみに塗布してもよい。高分子結合剤被覆物を、本発明のテープを形成する個々の繊維それぞれの実質的に全ての表面に塗布することが最も好ましい。各テープを形成する各繊維および／または各糸を高分子結合剤で被覆することが好ましい。
【００４２】
あらゆる適当な塗布方法を利用して高分子結合剤を塗布してもよく、用語「被覆」は、フィラメント／繊維に高分子結合剤を塗布する方法を限定するものではない。高分子結合剤を、当業者によって容易に決定される任意の適当な方法を用いて繊維表面に直接塗布し、次いで、結合剤は典型的にテープ／繊維プライ／繊維層の中に拡散する。例えば、高分子結合剤を溶液、乳液または分散液の形で吹き付けることによって、あるいは樹脂を溶かして高分子材料の溶液を繊維表面に押し出すかまたはロール塗工することによって塗布し、この場合、溶液の部分は所望の１種以上の高分子化合物を含み、かつ溶液の部分は該１種以上の高分子化合物を溶解または分散させることができる溶媒を含んでおり、その後、乾燥させてもよい。あるいは、高分子結合剤を周知の技術を用いて、例えばスロットダイを通じて、または直接グラビア、マイヤーロッドおよびエアナイフシステムなどの他の技術を通じて繊維に押し出してもよく、このような技術は当該技術分野でよく知られている。別の方法は、結合剤の純高分子化合物を液体、粘着固体または懸濁液中の粒子として、あるいは流動床として繊維に塗布することである。あるいは、被覆物を、溶液、乳液、または塗布温度で繊維の特性に悪影響を及ぼさない適切な溶媒の分散系として塗布してもよい。例えば、繊維を高分子結合剤の溶液に通して該繊維を実質的に被覆し、その後、乾燥させることができる。
【００４３】
もう１つの被覆技術では、適切な溶媒に溶解または分散させた高分子結合剤を含む溶液
の浴に繊維を浸漬し、その後、溶媒を蒸発または揮発させることによって乾燥させてもよい。この方法は、好ましくは個々の繊維をそれぞれ高分子材料で少なくとも部分的に被覆し、好ましくは個々の繊維をそれぞれ実質的に被覆または封入して全てまたは実質的に全てのフィラメント／繊維表面を高分子結合剤で覆う。所望量の高分子材料を繊維に付着させるために、必要であれば浸漬手順を数回繰り返してもよい。
【００４４】
適当であれば、所望の被覆物を得られる条件下で適当な被覆高分子化合物の溶液にゲル繊維を通すことなどによってゲル繊維前駆体を被覆することを含む、繊維に被覆物を塗布する他の技術を用いてもよい。あるいは、繊維を適当な高分子化合物の粉末の流動床の中に押し出してもよい。
【００４５】
繊維を並べて１つ以上のプライ、層またはテープにする前または後のいずれかにおいて繊維を高分子結合剤で被覆してもよい。但し、本発明は、高分子結合剤を繊維に塗布する段階や高分子結合剤を塗布するために使用される手段によって限定されるものではない。
【００４６】
繊維層（それからテープを切り出してもよい）は、好ましくは、単一層すなわち一体化要素に一体化してカレンダー加工した複数の重なりあった繊維プライ（ユニテープ）を含む。典型的な不織布構造では、複数の積み重ねられて重なりあったユニテープを形成し、ここでは、各単一のプライ（ユニテープ）の平行な繊維が、各単一のプライの長手繊維方向に対して各隣接する単一のプライの平行な繊維に直交配置されている。重なり合っている不織布繊維プライの積層体を、熱および圧力下で、あるいは個々の繊維プライの被覆物を接着させることにより一体化させて単一層すなわち一体化要素を形成し、それを、当該技術分野では単一層の一体化網状構造とも呼び、ここで、「一体化網状構造」とは、繊維プライと高分子マトリックス／結合剤との一体化された（統合された）組み合わせを表す。
【００４７】
最も典型的には、そのような不織布繊維層または不織布は、１個〜約６個のプライを含むが、求めによっては約１０個〜約２０個もの多くのプライを含んでもよい。プライの数が多くなる程、防弾性がさらに高まるが、重量も増加し、製織が困難になるおそれもある。テープを織布に製織した後、複数のテープ製織布を一体化または成形することにより統合して多重複合材料としてもよい。本発明の複合材料または物品を形成する繊維層の数は、当該複合材料または物品の所望の最終用途に応じた当業者の決定によって異なってもよい。例えば、軍事用の胴体装甲ベストでは、所望の１平方フィート当たり１．０ポンド以下の面密度（４．９ｋｇ／ｍ２）を達成する物品複合材料を形成するために、計約２０プライ（または層）〜約１００個の個々のプライ（または層）が必要になることがある。別の態様では、法執行機関用の胴体装甲ベストは、ＮＩＪ脅威レベルに基づき複数のプライ／層を有していてもよい。例えば、ＮＩＪ脅威レベルＩＩＩＡのためのベストには、合計４０個のプライが存在してもよい。より低いＮＩＪ脅威レベルでは、より少ないプライ／層を用いてもよい。本発明により、他の公知の防弾構造体と比べて布重量を増加させることなく、所望のレベルの弾道保護を達成するために、より多くの数の繊維プライを組み込むことができる。
【００４８】
従来から当該技術分野で知られているように、１つのプライの繊維整列方向を別のプライの繊維整列方向に対してある角度で回転させるように、個々の繊維プライを交差して貼り合わせると、優れた防弾性が達成される。本発明のテープが切り出される不織布の繊維プライを０°および９０°の角度で直交させて交差して貼り合わせることが最も好ましいが、隣接するプライを、別のプライの長手繊維方向に対して約０°〜約９０°の実質的に任意の角度に揃えることができる。例えば、５プライ不織構造体は、０°／４５°／９０°／４５°／０°または他の角度に配向されたプライを有してもよい。そのように回転させた一方向の整列については、例えば、米国特許第４，４５７，９８５号、第４，７４８
，０６４号、第４，９１６，０００号、第４，４０３，０１２号、第４，６２３，５７４号および第４，７３７，４０２号に記載されており、その開示内容全体が参照により、本明細書に矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれる。
【００４９】
米国特許第６，６４２，１５９号に記載されている方法のように、複数の繊維プライを一体化して繊維層を形成する方法ならびに複数の繊維層を一体化して多重複合材料を形成する方法は、よく知られている。一体化は、乾燥、冷却、加熱、加圧、カレンダー加工またはそれらの組み合わせにより生じさせることができる。熱および／または圧力は、湿式貼り合わせ法の場合のように繊維または布層をそれだけで互いに接着することができる場合には必要でないこともある。典型的には、プライを単位布に組み合わせるのに十分な熱および圧力条件で個々の繊維プライまたは繊維層を互いの上に配置して一体化が行われる。一体化は、約５０℃〜約１７５℃、好ましくは約１０５℃〜約１７５℃の温度および約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）〜約２５００ｐｓｉｇ（１７ＭＰａ）の圧力で、約０．０１秒間〜約２４時間、好ましくは約０．０２秒間〜約２時間行ってもよい。加熱する場合、高分子結合剤被覆物を完全に融解させずに固着または流動させることができる。但し、一般に、高分子結合剤を融解させれば、複合材料を形成するのに必要とされる圧力は比較的小さくなるが、結合剤を単に固着点まで加熱する場合、典型的により大きな圧力が必要となる。従来から当該技術分野で知られているように、カレンダー装置、平台型貼合装置、加圧機またはオートクレーブで一体化を行ってもよい。最も一般に、複数の直交な繊維ウェブを結合剤高分子化合物で互いに「接着」し、平台型貼合装置に通して、結合の均一性および強度を高める。さらに、一体化および高分子化合物の塗布／結合工程は、２つの別個の工程すなわち単一の一体化／貼り合わせ工程を含んでもよい。
【００５０】
あるいは、好適な成形装置内で熱および圧力で成形することにより、一体化を達成してもよい。一般に、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）の圧力で成形を行う。あるいは、約５，０００ｐｓｉ（３４，４７０ｋＰａ）〜約１５，０００ｐｓｉ（１０３，４１０ｋＰａ）、より好ましくは約７５０ｐｓｉ（５，１７１ｋＰａ）〜約５，０００ｐｓｉ、より好ましくは約１，０００ｐｓｉ〜約５，０００ｐｓｉのより高い圧力で成形を行ってもよい。成形工程は、約４秒間〜約４５分間を要してもよい。好ましい成形温度は、約２００°Ｆ（約９３℃）〜約３５０°Ｆ（約１７７℃）、より好ましくは、約２００°Ｆ〜約３００°Ｆ、最も好ましくは、約２００°Ｆ〜約２８０°Ｆである。本発明の複合材料を成形する圧力は、得られる成形製品の硬さまたは柔軟性に直接的な影響を及ぼす。特に、複合材料を成形する圧力が高いほど硬さが増し、逆もまた同様である。成形圧力に加えて、繊維プライの量、厚さおよび組成ならびに高分子結合剤被覆物の種類も、本複合材料から形成される物品の硬さに直接的な影響を及ぼす。
【００５１】
本明細書に記載されている成形および一体化技術はそれぞれ類似しているが、各プロセスは異なる。特に、成形はバッチ処理であり、一体化は一般に連続処理である。さらに、成形は典型的に、扁平パネルを形成する場合は成形鋳型(shaped mold)またはマッチドダ
イ鋳型などの鋳型の使用を必要とし、必ずしも平らな製品が得られるわけではない。通常は、平台型貼合装置で、カレンダー装置のロール間隙で、あるいは湿式貼り合わせとして一体化を行って、軟質（柔軟な）胴体装甲布を製造する。成形は典型的に、硬質装甲、例えば硬質板の製造のためのものである。いずれか一方のプロセスに適した温度、圧力および時間は一般に、高分子結合剤被覆物の種類、高分子結合剤の含有量、使用されるプロセスおよび繊維種に依存する。
【００５２】
十分な防弾特性を有する布物品を製造するために、結合剤／マトリックス被覆物の総重
量は、繊維＋被覆物重量の約２重量％〜約４０重量％、より好ましくは約５％〜約３０％、より好ましくは約１０％〜約２０％、最も好ましくは約１１重量％〜約１６重量％を構成していることが好ましく、１６％が最も好ましい。
【００５３】
テープの織り合わせ後、またはマルチ繊維層テープの一体化後に、任意の熱可塑性高分子層を、従来の方法により繊維層またはテープ製織複合材料の外面の片側または両側に貼り付けてもよい。熱可塑性高分子層に適した高分子化合物としては、限定されるものではないが、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ラート（ＰＥＴ）およびＰＥＴ共重合体）、ポリウレタン、ビニル重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−オクタン共重合体、アクリロニトリル共重合体、アクリル重合体、ビニル重合体、ポリカルボナート、ポリスチレン、フッ素重合体など、ならびにエチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）およびエチレン−アクリル酸などの共重合体およびそれらの混合物からなる群から選択される熱可塑性高分子化合物が挙げられる。天然および合成のゴム重合体も有用である。これらのうち、ポリオレフィン層およ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は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、直鎖状中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、直鎖状超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖状極超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）および共重合体ならびにそれらの混合物である。オハイオ州カイホーガフォールズのＳｐｕｎｆａｂ社から市販されているＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ポリアミドウェブ（Keuchel Associates社が登録している商標）、ならびにフランスのセルネのＰｒｏｔｅｃｈｎｉｃ社から市販されているＴＨＥＲＭＯＰＬＡＳＴ（商標）およびＨＥＬＩＯＰＬＡＳＴ（商標）ウェブ、網状構造およびフィルムも有用である。熱可塑性高分子層は、熱貼り合わせ法などの周知の技術を用いて複合材料表面に結合してもよい。典型的には、層を組み合わせて単位フィルムにするのに十分な熱および圧力条件で個々の層を互いの上に配置することにより貼り合わせが行われる。個々の層を互いの上に配置し、次いでその組み合わせを典型的に、当該技術分野でよく知られている技術により、一対の加熱された貼り合わせローラーのロール間隙に通す。貼り合わせ加熱は、約９５℃〜約１７５℃、好ましくは約１０５℃〜約１７５℃の温度および約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）〜約１００ｐｓｉｇ（０．６９ＭＰａ）の圧力で、約５秒間〜約３６時間、好ましくは約３０秒間〜約２４時間行ってもよい。
【００５４】
テープ製織布の厚さは、個々の繊維および個々のテープの厚さに対応し、多重複合材料の厚さは、多重複合材料に組み込まれる織布の数に依存する。好ましくは、テープ製織布は、１層当たり約２５μｍ〜約６００μｍ、より好ましくは約５０μｍ〜約３８５μｍ、最も好ましくは約７５μｍ〜約２５５μｍの厚さを有する。好ましい織布または不織布前駆体（それからテープを切り出してもよい）は、約１２μｍ〜約６００μｍ、より好ましくは約５０μｍ〜約３８５μｍ、最も好ましくは約７５μｍ〜約２５５μｍの好ましい厚さを有し、単一層の一体化網状構造は典型的に、２つの一体化プライ（すなわち２つのユニテープ）を含む。複合材料の外面に貼り付ける任意の熱可塑性高分子層は非常に薄いことが好ましく、約１μｍ〜約２５０μｍ、より好ましくは約５μｍ〜約２５μｍ、最も好ましくは約５μｍ〜約９μｍの好ましい層厚を有する。ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）不織ウェブなどの不連続ウェブは、６グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の基本重量で塗布することが好ましい。上記のような厚さは好ましいが、当然のことながら、特定の必要性を満たし、かつなお本発明の範囲内に含まれるような他の厚さを生成し得る。
【００５５】
本発明のテープ製織複合材料は、一体化／成形前に約２０グラム／ｍ２（０．００４ポンド／平方フィート（ｐｓｆ））〜約１０００ｇｓｍ（０．２ｐｓｆ）の好ましい面密度を有する。一体化／成形前の本発明のテープ製織複合材料のより好ましい面密度は、約３０ｇｓｍ（０．００６ｐｓｆ）〜約５００ｇｓｍ（０．１ｐｓｆ）の範囲である。本発明
のテープ製織複合材料の最も好ましい面密度は、一体化／成形前に約５０ｇｓｍ（０．０１ｐｓｆ）〜約２５０ｇｓｍ（０．０５ｐｓｆ）の範囲である。互いに積み重ねられて一体化された複数のテープ製織複合材料を含む本発明の物品は、約１０００ｇｓｍ（約０．２ｐｓｆ）〜約４０，０００ｇｓｍ（８．０ｐｓｆ）、より好ましくは約２０００ｇｓｍ（約０．４０ｐｓｆ）〜約３０，０００ｇｓｍ（６．０ｐｓｆ）、より好ましくは約３０００ｇｓｍ（約０．６０ｐｓｆ）〜約２０，０００ｇｓｍ（４．０ｐｓｆ）、最も好ましくは約３７５０ｇｓｍ（０．７５ｐｓｆ）〜約１５，０００ｇｓｍ（３．０ｐｓｆ）の好ましい複合材料面密度を有する。ヘルメットに成形された複合材料物品の典型的な面密度は、約７，５００ｇｓｍ（１．５０ｐｓｆ）〜約１２，５００ｇｓｍ（２．５０ｐｓｆ）の範囲である。
【００５６】
本発明の布は、周知の技術を用いて柔軟な軟質装甲物品ならびに剛性の硬質装甲物品などの様々な異なる防弾物品を形成するための各種用途に使用することができる。例えば、防弾物品を形成するのに適した技術は、例えば、米国特許第４，６２３，５７４号、第４，６５０，７１０号、第４，７４８，０６４号、第５，５５２，２０８号、第５，５８７，２３０号、第６，６４２，１５９号、第６，８４１，４９２号および第６，８４６，７５８号に記載されており、それらの開示内容全体が参照により、本明細書に矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれる。本複合材料は、硬質装甲ならびに硬質装甲物品の製造プロセスで形成される成形もしくは非成形部分組立中間物の形成に特に有用である。「硬質」装甲とは、ヘルメット、軍用車両用パネルまたは、相当量の応力を受けた場合に構造剛性を維持し、かつ崩壊することなく自立することができるような十分な機械的強度を有する防護遮蔽体などの物品を意味する。そのような硬質物品は、限定されるものではないが、高引張弾性率の結合剤を用いて形成することが好ましい。
【００５７】
Ｖ０およびＶ５０の両方の弾道貫通抵抗ならびに背面痕跡（背面変形）を含む本発明の繊維複合材料の防弾特性を、当該技術分野においてよく知られている技術に従って測定してもよい。
【００５８】
以下の実施例は、本発明を例示するためのものである。
【実施例】
【００５９】
実施例１〜２および実施例３（比較例）
実施例１および２では、複数のテープ製織布層を緩く積み重ねることにより軟質装甲弾道射撃用束（soft armor ballistic shoot pack）を準備し、各織布層は、布の経および
緯の構成要素としての複数のマルチ繊維テープから形成した。これらの層は、一体成形せずに一緒に挟持固定して弾道試験に供した。
【００６０】
テープを形成するために、選択された繊維種の１６個のスプールから繊維を平行化櫛内に導き、乾燥した平行な繊維からなる２０ｍｍ幅の細いテープを形成した。繊維に均一な張力を加えた状態を維持して、乾燥した繊維をエポキシ熱硬化樹脂の樹脂浴に通して浸漬被覆した。テープを１組のローラー間に通すことにより、余分な樹脂を繊維テープから絞り出した。繊維の各スプールに校正したブレーキを設けることにより、均一な張力を維持した。繊維を被覆した後、このテープを、対応する幅の剥離紙テープに移動させた。その後、テープを乾燥炉に通し、その間、剥離紙テープおよび繊維テープの両方に均一な圧力を加え続けた。この剥離紙テープ付き繊維テープを幅の狭いスプールに巻き取った。数本のテープの幅の狭いスプールを集めるためにこの工程を繰り返し、スプールを集めて製織作業に用いた。各テープは、およそ幅２０ｍｍ、厚さ３ミルかつ１２００デニールであり、各テープは、不織の一方向性繊維の単一プライを含んでいた。各テープの樹脂含有量は、繊維＋樹脂の重量に基づき３０重量％であった。
【００６１】
２つの異なるポリエチレン繊維種から形成したテープ製布を試験したので、表１にこれらを掲げる。
比較例３では、テープ製織テープ布の代わりにSPECTRA SHIELD （登録商標）型の布か
ら２７層の軟質装甲弾道射撃用束を形成した。射撃用束を形成する前に、ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｄ１１０７熱可塑性結合剤樹脂を含む高分子結合剤組成物で含浸した、一方向性の高分子量ポリエチレン（ＨＭＰＥ）繊維からなる２個の一体化されたプライを交差するように重ね合わせたものを含む連続積層シート状材料から布層を切り出した。ＨＭＰＥ繊維は、Honeywell International社によって製造されたＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）１
３００であり、３５ｇ／デニールの引張強度、１１５０ｇ／デニールの引張弾性率および３．４％の破断伸び率を有していた。ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｄ１１０７樹脂は、１４重量％のスチレンを含むポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロック共重合体であり、Kraton Polymers社から市販されている。各布層は、当該布層の重量に基づき７
９．５重量％の繊維を含み、かつ２０．５重量％の樹脂を含んでいた。各層の２個の繊維プライを、各繊維プライの長手繊維方向に関して一方のプライの繊維が他方のプライの繊維に対し直角に配向される（０°／９０°配置）ように交差させて重ね合わせた。これらのプライを、それぞれ厚さが約９μｍで面密度が１６グラム／ｍ２（ｇｓｍ）の２枚の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルムの間に積層した。この構造も、当該技術分野では、Honeywell International社から市販されているＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬ
Ｄ（登録商標）ＬＣＲとして知られている。貼り合わせ工程では、１１０℃で２００ｐｓｉ（１３７９ｋＰａ）の圧力で３０分間、ＬＬＤＰＥフィルムを交差重ね合わせ材料に圧着して、厚さ０．０６インチ（１．５２４ｍｍ）の連続積層シート状材料を形成した。このシートを切断して、それぞれ縦横１８インチ×１８インチ（４５．７ｍｍ×４５．７ｍｍ）で１個の布層の総面密度が１５０ｇｓｍの２５個の層を形成した。その後、この２５個の層を緩く積み重ねて射撃束を形成した。これらの層は、一体成形せずに一緒に挟持固定して弾道試験に供した。射撃束の面密度は０．８４ｐｓｆであった。
【００６２】
ＭＩＬ−Ｐ−４６５９３Ａに準拠した形状、大きさおよび重さの１７グレイン破片模擬発射体（ＦＳＰ）に対する各射撃用束の破片貫通抵抗を測定した。ＭＩＬ−ＳＴＤ−６６２Ｆの手順に従ってＶ５０弾道試験を行い、発射体が試験対象を貫通する確率が５０％となる速度を実験的に測定した。各破片の速度を変えながら数発の１７グレインＦＳＰ破片を発射した。先に発射した破片が完全に貫通したか、または射撃用束の層を数個部分的に貫通したかによって各破片の速度を減速および加速させた。１２５ｆｐｓ（３８．１ｍｐｓ）の速度分散の範囲内で最低限の４回の部分的な貫通と４回の完全な破片の貫通から平均速度を得た。この８回の部分的および完全な貫通の平均速度を計算し、Ｖ５０と称した。射撃用束の総比エネルギー吸収率（ＳＥＡＴ）も測定した。総ＳＥＡＴは、発射体脅威の運動エネルギーを複合材料の面密度で割ったものである。ＳＥＡＴ値が高くなるほど、脅威に対する複合材料の耐久性が良くなる。
【００６３】
弾道試験の結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2018087404.tif 000002
【００６５】
実施例４〜５および実施例６（比較例）
実施例４および５では、実施例１および２を繰り返し、国立司法研究所（ＮＩＪ）０１０１．０４試験規格に準拠した形状、大きさおよび重さの９ｍｍ完全被甲（ＦＭＪ）弾に対する防弾性試験を行った。
【００６６】
比較例６では、弾道射撃用束に２７個ではなく２５個の布層を組み込んだこと以外は比較例３を繰り返し、実施例４，５で試験した９ｍｍＦＭＪ弾に対する防弾性試験を行った。射撃用束の面密度は０．７７ｐｓｆであった。
【００６７】
ＭＩＬ−ＳＴＤ−６６２Ｆの手順に従ってＶ５０弾道試験を行い、発射体が試験対象を貫通する確率が５０％となる速度を実験的に測定した。各弾丸の速度を変えながら数発の９ｍｍＦＭＪ弾を発射した。先に発射した弾丸が完全に貫通したか、または射撃用束の層を数個部分的に貫通したかによって各弾丸の速度を減速および加速させた。１２５ｆｐｓ（３８．１ｍｐｓ）の速度分散の範囲内で最低限の４回の部分的な貫通と４回の完全な弾丸の貫通から平均速度を得た。この８回の部分的および完全な貫通の平均速度を計算し、Ｖ５０と称した。射撃用束の総比エネルギー吸収率（ＳＥＡＴ）も測定した。
【００６８】
弾道試験の結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
2018087404.tif 000003
【００７０】
実施例７〜８および実施例９（比較例）
実施例７及び８では、射撃用束を一体成形して硬質装甲パネルを形成したこと以外は、実施例４および５を繰り返して９ｍｍＦＭＪ弾に対する防弾性試験を行った。成形は加圧機で、約２４０°Ｆ（１１５℃）で約２，７７７ｐｓｉの圧力で約１５〜３０分間行い、その後、成形したパネルを冷却した。
【００７１】
比較例９では、テープ製織テープ布の代わりにSPECTRA SHIELD（登録商標）PCRから硬
質装甲弾道パネルを成形した。各層は、SPECTRA（登録商標）S1000/1300デニール繊維か
ら形成した不織の一方向に配向した構造である４プライＨＭＷＰＥ繊維複合材料を含んでいた。繊維を、Kraton Polymers社から販売されているKraton（登録商標）D1107イソプレン−スチレン−イソプレンブロック共重合体を含む樹脂で被覆した。各テープの樹脂含有量は、繊維＋樹脂の重量に基づき１６重量％であった。４プライ構造は、０°／９０°／０°／９０°で交差するように重ね合わせた個々のプライを含んでいた。SPECTRA（登録
商標）ポリエチレン繊維は、３０ｇ／デニールの引張強度、８５０ｇ／デニールの引張弾性率、ならびに４５ｇ／ｄの破断エネルギーを有する。この構造も、Honeywell International社から市販されているSPECTRA SHIELD（登録商標）PCRとして当該技術分野で知られている。１つの布層の総面密度は１５０ｇｓｍであった。成形されたパネルの面密度は４．８８ｋｓｍであった。これらの層を一体成形して硬質装甲を形成した。
【００７２】
弾道試験の結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】
2018087404.tif 000004
【００７４】
実施例１０および実施例１１（比較例）
実施例１０では、各テープの成分繊維をポリエチレン繊維の代わりにTWARON（登録商標）T2000/1000デニールアラミド繊維としたこと以外は、実施例１および４と同様にして軟質装甲弾道射撃用束を準備した。各テープは、およそ幅２０ｍｍ、厚さ２．５ミルかつ１０００デニールであり、各テープは、不織の一方向性繊維の単一プライを含んでいた。各テープの繊維をエポキシ熱硬化樹脂で被覆した。各テープの樹脂含有量は、繊維＋樹脂の重量に基づき３０重量％であった。
【００７５】
比較例１１では、テープ製織テープ布の代わりにSPECTRA SHIELD（登録商標）型の布から１７層の軟質装甲弾道射撃用束を形成した。射撃用束を形成する前に、エポキシを含む高分子結合剤組成物で含浸した、一方向性の高強度アラミド繊維からなるプライ４個を交差するように重ね合わせて一体化したものを含み、両方の外面にプラスチックフィルムを一体化した連続積層シート状材料から布層を切り出した。実施例１０と同様に、アラミド繊維はTWARON（登録商標）T2000/1000デニールアラミド繊維であった。この構造も、Honeywell International社から市販されているGOLD FLEX（登録商標）として当該技術分野で知られている。射撃用束の寸法は１６インチ×１６インチ×０．２１６インチ（４１ｃｍ×４１ｃｍ×０．５４９ｃｍ）であった。これらの層は、一体成形せずに、一緒に挟持固定して弾道試験に供した。射撃用束の面密度は０．８１ｐｓｆであった。
【００７６】
実施例１０および１１の両方の射撃用束を９ｍｍＦＭＪ弾に対して実施例４〜６と同様に試験した。
弾道試験の結果を表４に示す。
【００７７】
【表４】
2018087404.tif 000005
【００７８】
実施例１２および実施例１３（比較例）
実施例１２では、繊維層の積層体を一体成形して硬質装甲を形成したこと以外は、実施例１０を繰り返した。成形は加圧機で、約２４０°Ｆ（１１５℃）で約２７７７ｐｓｉの圧力で約１５〜３０分間行い、その後、成形したパネルを冷却した。射撃用束の面密度は０．８８ｐｓｆであった。
【００７９】
同様に、実施例１３では、繊維層の積層体を一体成形して硬質装甲を形成したこと以外は、実施例１１を繰り返した。
実施例１２および１３の両方の射撃用束を１７グレインＦＳＰに対して実施例１〜３と同様に試験した。
【００８０】
弾道試験の結果を表５に示す。
【００８１】
【表５】
2018087404.tif 000006
【００８２】
上の実施例から、本発明の製織テープ複合材料は、軟質装甲および硬質装甲のいずれに関しても、１７グレイン破片模擬発射体および９ｍｍＦＭＪ弾の良好な防弾性能の両方に対して良好な防弾性能を有することが分かった。ポリエチレン繊維系材料はアラミド繊維系材料よりも良好に機能した。SPECTRA SHIELD（登録商標）型の布の防弾性能は本発明の製織テープ複合材料よりも良好であったが、より重量が重かった。より重量が軽い場合には、軽量な本発明の材料が良好な防弾性能を有していた。特に、テープ製作法は、樹脂含有量が約１０重量％以下の軟質防弾装甲および成形硬質防弾装甲の両方に、樹脂含有量が
１０重量％を超える比較対象の複合材料と同等かそれよりも高い耐破片性および防弾性を発揮させる。
【００８３】
本発明を好ましい態様を参照しながら特に示しかつ記載してきたが、当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変更および修正をなし得ることが容易に分かるであろう。例えば、細いリボンなどの細い製織テープを含むテープは、高分子結合剤または樹脂で被覆されてもよく、必要に応じて１枚以上のポリエチレンフィルムなどの１枚以上の外側高分子フィルムと積層されてもよい。また、製織していない一方向に配向した繊維から形成するテープは、高分子結合剤または樹脂被覆物を設けずに製造してもよく、この場合、必要に応じて高分子表面フィルムを繊維外面に付着させて繊維同士の結合を助ける。特許請求の範囲は、開示されている態様、上に記載したそれらの代替形態およびそれらの全ての均等物を包含するように解釈されるものとする。
以下に本発明の態様を記載する。
［１］複数の繊維テープを含む織布であって、各繊維テープは、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含み、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約７ｇ／デニール以上の引張強度および約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する織布。
［２］各繊維テープが２本〜約２０本の繊維を含む、［１］に記載の織布。
［３］各繊維テープが、製織されていない一方向に配向された実質的に平行な繊維の単一のプライを含む、［１］に記載の織布。
［４］各繊維テープが複数の不織繊維プライを含み、各不織繊維プライが、複数の製織されていない一方向に配向された実質的に平行な繊維を含み、該複数の不織繊維プライが単一の単位テープとして一体化されている、［１］に記載の織布。
［５］各繊維テープが織布の細片を含み、各織布の細片が１つ以上の製織繊維層を含む、［１］に記載の織布。
［６］該高分子結合剤が存在し、該高分子結合剤が熱可塑性高分子化合物および／または熱硬化性高分子化合物を含む、［１］に記載の織布。
［７］防弾織布の形成方法であって、
ａ）各々が、一方向に実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含む複数の繊維テープであって、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約７ｇ／デニール以上の引張強度および約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する複数の繊維テープを用意する工程と、
ｂ）該複数の繊維テープを織り合わせることにより織布を形成する工程と、
を含む防弾織布の形成方法。
［８］該織布が約２本〜約１０本の繊維テープを含み、各繊維テープが２本〜約２０本の繊維を含む、［７］に記載の方法。
［９］一体化された複数の織布を含む多層防弾複合材料であって、各織布は複数の繊維テープを含み、各繊維テープは、一方向の実質的に平行に配列されているか、または織布の細片として配列された複数の繊維を含み、該繊維は、必要に応じて、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、該繊維はそれぞれ約７ｇ／デニール以上の引張強度および約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する多層防弾複合材料。
［１０］各繊維テープが複数の不織繊維プライを含み、各不織繊維プライが、複数の製織されていない一方向に配向された実質的に平行な繊維を含み、該複数の不織繊維プライが単一の単位テープとして一体化されている、［９］に記載の多層防弾複合材料。
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月8日(2018.2.8)
【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】
複数の繊維テープを含む織布であって、該織布は経および緯方向に織られた該繊維テープを有し、各繊維テープは、一方向に実質的に平行に配列されている複数の繊維、または織布の細片を含み、該繊維は、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されているか、あるいは高分子結合剤で被覆されておらず、該繊維はそれぞれ７ｇ／デニール以上の引張強度および１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成し、
経および緯方向において１インチ（２．５４ｃｍ）当たり０．２５〜６本のテープを有する、織布。
【請求項２】
防弾織布の形成方法であって、
ａ）各々が、一方向に実質的に平行に配列されている複数の繊維、または織布の細片を含む複数の繊維テープであって、該繊維は、少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されているか、あるいは高分子結合剤で被覆されておらず、該繊維はそれぞれ７ｇ／デニール以上の引張強度および１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、各繊維は複数のフィラメントを含み、かつ、該高分子結合剤が存在する場合には、該高分子結合剤は各繊維テープの４０重量％未満を構成する複数の繊維テープを用意する工程と、
ｂ）該複数の繊維テープを織り合わせることにより織布を形成する工程と、
を含む、経および緯方向に織られた該繊維テープを有し、かつ経および緯方向において１インチ（２．５４ｃｍ）当たり０．２５〜６枚のテープを有する、防弾織布の形成方法。
【請求項３】
一体化された複数の織布を含む多層防弾複合材料であって、各織布は複数の繊維テープを含み、該織布は経および緯方向に織られた該繊維テープを有し、各繊維テープは、一方向の実質的に平行に配列されている複数の繊維、または織布の細片を含み、該繊維は、高分子結合剤で被覆されておらず、該繊維はそれぞれ７ｇ／デニール以上の引張強度および１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有する多層防弾複合材料。
【請求項４】
該各繊維テープが少なくとも２本の繊維を含み、５〜１０ｍｍの幅を有し、４００〜３０００のデニールを有する、請求項１に記載の織布。
【請求項５】
該織布が、それぞれ経方向および緯方向に２〜１０の繊維テープを含み、該各繊維テープが２〜２０の繊維を含み、該各繊維テープが６５０〜２４００のデニールを有し、該すべてのテープが３０ｇ／デニール以上の引張強度および１０００ｇ／デニール以上の引張弾性率を有するポリエチレン繊維から形成される、請求項４に記載の織布。
【請求項６】
該各繊維テープが１０００〜２０００のデニールを有し、該各繊維テープが均一に、一方向に、平行に配列されている、請求項１に記載の織布。
【請求項７】
該各繊維テープが一方向に実質的に平行に配列されている複数の繊維を含み、該テープは少なくとも部分的に高分子結合剤で被覆されており、拡幅されるのではなく成形装置で形成されており、該各テープは５〜２５．４ｍｍの幅および０．３５ミル（８．８９μｍ）〜３ミル（７６．２μｍ）の厚みを有し、
３０〜８０ｇ／ｍ２の面密度を有する、請求項１に記載の織布。