(57)【要約】  防護具、特に防弾衣は、発射体破砕機として機能するために、交差で糸の上に通されるチタンビーズまたはディスクを有する弾道織布の少なくとも一つの層および好ましくは多層を有する。チタンビーズ布地層は、防弾衣または他のタイプの遮蔽体または防護具において、結果として生じる発射体断片を捕え捕捉するために設計される他の弾道布地および防護具と併せて用いることが可能である。
2007527498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横糸および縦糸間の糸交差を持つ弾道織布、および発射体との衝突の際に分解に対して耐性があり、交差での横糸および縦糸の少なくとも一つにより孔を通される金属ディスクを有すると共に、それらの縁が発射体破壊層中に進入する発射体の側面に提供され、発射体を破砕するように前記ディスクを方向付ける少なくとも一つの発射体破壊層；および
前記発射体破壊層の裏側に発射体断片を捕捉するための弾道繊維を含有する少なくとも一つの層、
を含む防護具。
【請求項２】
前記弾道織布が発射体との衝突の際に分解に対して耐性がある高引張強度繊維からなり、アラミド、ポリエチレンおよびポリ−ｐ−フェニレンベンゾ−ビスオキサゾール糸からなる群から選択される、請求項１に記載の防護具。
【請求項３】
前記糸が１９〜１５００デシテックスのデニールを有する請求項２に記載の防護具。
【請求項４】
前記弾道織布がインチ当り５糸〜インチ当り１００糸の糸密度を有する請求項３に記載の防護具。
【請求項５】
複数の前記発射体破壊層、および防弾衣を形成する弾道織布シェル中の発射体断片を捕捉するための複数の前記層を含む請求項１に記載の防護具。
【請求項６】
前記ディスクが、チタン、チタン合金、または他の高引張強度延性金属または合金からなる請求項１に記載の防護具。
【請求項７】
前記ディスクが円形である請求項６に記載の防護具。
【請求項８】
前記ディスクが不規則または多角形輪郭を有する請求項６に記載の防護具。
【請求項９】
前記弾道繊維が発射体との衝突の際に分解に対して耐性がある高引張強度繊維からなり、アラミド、ポリエチレンまたはポリ−ｐ−フェニレンベンゾ−ビスオキサゾール繊維からなる群から選択される、請求項１に記載の防護具。
【請求項１０】
防護具用であり、縦糸および横糸間の糸交差を持つ弾道織布、および前記交差で縦糸および横糸の少なくとも一つにより孔を通されると共に、発射体との衝突の際に分解に対して耐性があり、少なくとも前記交差の一部で固定され、前記層に進入する発射体を破壊することができる金属からなる金属ディスクを含み、且つそれらの縁が発射体破壊層中に進入する発射体の側面に提供され、発射体を破砕するように前記ディスクを方向付ける発射体破壊層。
【請求項１１】
前記ディスクが、チタン、チタン合金、または他の高引張強度延性金属または合金からなる請求項１０に記載の発射体破壊層。
【請求項１２】
前記布地が発射体との衝突の際に分解に対して耐性がある高引張強度繊維からなり、アラミド、ポリエチレンまたはポリ−ｐ−フェニレンベンゾ−ビスオキサゾール繊維からなる群から選択される、請求項１１に記載の発射体破壊層。
【請求項１３】
前記ディスクが平方インチ当り１０〜５００の密度で提供される請求項１２に記載の発射体破壊層。
【請求項１４】
前記布地がインチ当り５〜１００糸の縦糸および横糸に対する糸密度を有する請求項１３に記載の発射体破壊層。
【請求項１５】
前記糸が１０〜１５００デシテックスの径を有する請求項１４に記載の発射体破壊層。
【請求項１６】
請求項１０に記載の複数の層からなる防護具用の発射体破壊構造体。
【請求項１７】
２〜１５５層を含む請求項１６に記載の構造体。
【請求項１８】
防護具における、進入する発射体の側面を拘束し、発射体を破砕するように位置付けられる縁を持つビーズを有する布地からなる少なくとも一つの発射体破損層であって、該布地は破砕発射体の断片を捕捉する。
【請求項１９】
前記ビーズがディスクである請求項１８に記載の層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された防護具、特に防弾衣、さらに詳細には、高速弾丸による侵入に耐える改善された能力を有する軽量の防弾衣に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速弾丸に対する障壁を提供するように意図される防弾衣および他の目的用の防護具は、一般に、ベストまたは他の構造体において、セラミック、鋼、または熱硬化性または他の具体化された樹脂を用いて硬質板中に積層されるアラミド、ポリエチレンまたはポリ−ｐ−フェニレンベンゾ−ビス−オキサゾール繊維などの高引張強度繊維のいずれかの硬質板を含む。
【０００３】
高速弾丸に対する可撓性障壁を提供するように意図される防弾衣および他の目的用の防護具は、一般に、ベストまたは他の構造体において、弾丸の通過に対する障壁を造りだす、以後ビーズと呼ばれるセラミックディスクまたは粒子を含有する弾道布地を含む。
【０００４】
一般的なセラミック防弾布地は、布地に縛り付けられる複数層の布地およびセラミック構造体を含むケディアック（ＣＨＥＤＩＡＫ）らの特許第５，８２４，９４０号に見出される。
【０００５】
類似の原理を利用する他の防護具は、以下に開示されている。
Ｃｌａｕｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ  米国特許第４，１８６，６４８号
ＳＡＮＤＳＴＲＯＭ          米国特許第４，９６９，３８６号
ＤＵＮＢＡＲ                米国特許第５，２００，２５６号
ＧＲＯＶＥＳ                米国特許第５，３６４，６７９号
ＴＡＲＲＹ                  米国特許第５，４４３，９１７号
ＮＥＡＬ  ｅｔ  ａｌ        米国特許第６，０３５，４３８号
ＮＥＡＬ                    米国特許第６，５１０，７７７号
ＧＲＯＶＥＳ                米国特許第５，１１０，６６１号
ＧＲＯＶＥＳ                米国特許第５，０８７，５１６号
ＲＯＺＮＥＲ  ｅｔ  ａｌ    米国法定発明登録制度第Ｈ１０６１号
【０００６】
これらのシステムのすべては種々の欠点を有し、それらの一部は以後より詳細に検討される。しかし、セラミックまたはガラスビーズまたは類似材料のビーズを利用する防護具の主要欠点の一つは、セラミックが衝突すると砕ける傾向にあり、従って、高速度弾丸を減速させる過程において、それ自身が完全な状態および速度減衰過程に関与し続ける能力を失うことである。
【０００７】
セラミック防護具、またはあらゆる硬質板防護具の他の主要な欠点は、非可撓性（剛性）および重量である。
【０００８】
先行技術防護具は、有意な程度まで、それが防護具を通過する際に弾丸の正面に表面を提供することにより弾丸を減速させ最終的に捕捉するように設計される層を導入することを試みている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、軽量で且つ高可撓性であると共に、これまでに提供された分解性セラミック防護具と同じ意味で使用中の劣化に悩むことのない改善された防護具を提供することが、本発明の主要目的である。
【００１０】
本発明の別の目的は、これまでのシステムの欠点のない改善された防弾衣を提供することである。
【００１１】
用いられる層の数に応じて決まる多様な目的のために用いることができる改善された防護具を提供することも、また一つの目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの目的およびこれから明らかになる他の目的は、以下を含む防護具において本発明により達成される。
【００１３】
糸交差および金属ディスク、特に交差で編み糸により孔を通されるチタンディスクを持つ弾道織布を有する少なくとも一つの発射体破壊層；および
発射体破壊層の裏側に発射体断片を捕捉するための弾道繊維を含有する少なくとも一つの層。
【００１４】
全く驚くべきことに、防護具に進入する高速弾丸の正面に衝撃吸収性表面を置くことによるだけでなく、また、それが防護具を通過する際に、主として弾丸の側面に沿って作用して弾丸をそらせ、防護具における繊維が一層容易に弾丸を捕捉する点まで弾丸の側面を破損するように、防護具の少なくとも一つの層を設計することにより、および、その側面によるチタンディスクの関与のせいで弾丸を物理的に破壊することにより、防護具を一層効果的にすることができることを見出した。
【００１５】
さらに詳細には、チタンディスクが弾道布地の横糸／縦糸の交差で編み糸上に通されてビーズ布地を作製する場合に、ディスクが弾丸の側面をしっかり掴む傾向があり、実際にそれらの側面を破損させ、実際に防護具を通しての直線通路から弾丸をそらせるが、そこで、弾丸を拘束する布地の繊維およびディスクの数が有意に増大することを見出した。さらに、チタン金属からなるディスクは脆くはなく、従って、弾丸と噛み合っても砕かれず、その結果、それらはそれらの完全性を保持すると共に、弾丸をその側面から容易に捕捉し発射体を分裂させることができる。
【００１６】
従って、本発明は、発射体の鈍化に相反して突入弾丸の破砕およびその断片の捕捉において、およびそれらの縁が発射体に対して与えられるような（編み糸上のディスクの糸通しの理由で）ビーズまたはディスクの位置決めにおいて存在する。
【００１７】
本発明の態様により、弾道織布は、スペクトラ（Ｓｐｅｃｔｒａ）、ゴールドフレックス（ＧｏｌｄＦｌｅｘ）、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）、トワロン（Ｔｗａｒｏｎ）、ザイロン（Ｚｙｌｏｎ）、およびＤＹＮＥＥＭＡなどの繊維または布地名で市販されていることが可能である、アラミド、超高分子量ポリエチレン、またはポリ−ｐ−フェニレンベンゾ−ビス−オキサゾール、ＰＢＯなどの高引張強度繊維からなる。チタンディスクは、それらが弾道布地の交差での横糸および縦糸両方上に容易に固定されることを可能とするあらゆるサイズであることが可能であり、３／３２インチ径および１／３２インチ厚さを有するディスクは、特に効果的であることが見出されてきた。一般事項として、ディスクは０．１〜０．５インチの径、０．０１〜０．０２５インチの厚さの範囲にあることが可能であり、０．０１〜０．２インチの径を有する中心に合わせるかまたは中心を外れた孔を有することができる。
【００１８】
あらゆる商業的チタン金属またはチタン金属合金、または他の高引張強度延性金属または合金は、用いることが可能であり、ディスクは円形である必要はないが、しかし、不規則または多角形の外囲いを有することが可能である。多層が存在することが可能であり、弾道布地およびチタンディスクの層または複数の層は、弾道布地の１以上の層により裏打ちすることが可能であるが、防護具は弾道布地およびチタンディスクの少なくとも一つの層を有することが好ましい。ディスクは、非円形である孔、またはそれらを通して縦糸および横糸が通過することができる複数の孔を有することができる。
【００１９】
必要ならば、接着剤は交差で皿を編み糸に結合することができる。
【００２０】
本発明の態様により、１以上の層におけるチタンディスク弾道布地および１以上の裏当て弾道布地層は、好ましくは、また、弾道材料の適切な布地シェル中に組み合わせて防弾衣を形成することが可能である。
【００２１】
私は、本発明による２〜２５ビーズ層、好ましくは５〜２０、なおさらに好ましくは６〜１５層を用いることができる。布地上で用いることが可能である編み糸は、２０デニール〜１５００デニール（デシテックス）、好ましくは５０〜１００デニールであることができる。ビーズ布地層当りのチタンディスク密度は、平方インチ当り１０〜５００、好ましくは平方インチ当り５０〜２５０、さらに好ましくは平方インチ当り７５〜１５０であった。糸密度は、縦および横両方に対して、インチに５〜１００糸の範囲にあることが可能である。
【００２２】
ビーズ部内のビーズ層および／または弾道布地部内の弾道布地層の数および／またはビーズ層および弾道布地層の組合せおよび／または部内の市販されている弾道繊維のタイプ（防護具産業内の慣行）を変えることにより、種々のレベルの弾道保護具を達成することができる。例えば、ビーズ布地３層を弾道布地５層と組み合わせることにより、米司法省警察官用防弾衣規格ＮＩＪ０１０１．０４レベルＩに定義される弾丸からの保護は、達成することが可能である。ビーズ布地６層をゴールドフレックス１５層と組み合わせることにより、ＮＩＪ０１０１．０４レベルＩＩＩ保護は達成することができる。
【００２３】
上記および他の目的、態様、および利点は、以下の説明、添付図面への参照からさらに容易に明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の基本的な発射体破砕性布地を利用する防護具を記載してくると共に、防弾衣としての使用に焦点を絞ってきたが、一方で、この基本的な材料が、また、シールド用の自動車防護具として、および、それを同じ材料または弾道布地または両方の他層と共に組み立てることにより、および先行技術の発射体捕捉およびエネルギー吸収層さえ利用することにより、すべてのタイプの且つ保護のすべてのレベルでの発射体に耐える防護具として用いることができることは理解される。
【００２５】
本発明による防護具の基本構造は、図１に示される。
【００２６】
そこで、防護具１０は、薄い布地層１１と１２により表されるケーシング材料を含み、それらの間に、１３でのあらゆる数のチタンビーズ発射体−破砕層を、チタンビーズにより破砕された発射体の粒子を捕まえ捕捉するための１４でのあらゆる数の弾道布地層と一緒に提供することが可能である。
【００２７】
図１においてディスク１５として示されるチタンビーズは、それらの交差でアラミド、ポリエチレン、またはＰＢＯ糸などの高引張強度繊維からなることができる弾道布地の横１６および縦１７中に固定される。
【００２８】
弾道布地１４がアラミド、ポリエチレン、ＰＢＯ高引張強度繊維群からの同じ編み糸または異なる編み糸からなることができると共に、あらゆる数の層で提供することができることは理解される。
【００２９】
例えば、ディスク防護具の２以上の層は、ディスクなしの弾道布地、先行技術のセラミックビーズ布地またはそれらのあらゆる組合せにより分離することが可能である。
【００３０】
図２において、私は、それらの交差で円形のチタンビーズを有する縦糸１６および横糸１７を示すと共に、すべてのチタンディスクが同じ方向を向くと共に交差で規則的に分布することを示す。
【００３１】
必要ならば、図２の層に対して反対方向を向き千鳥状のチタンディスクを有する追加層は、それと共に組み立てることが可能である。加えて、チタンディスクを通してまたはチタンディスクの周りを通ることができる斜めの編み糸１８および１９は、縦糸および横糸と織り混ぜることが可能である。
【００３２】
一般に、チタンビーズは、３／３２インチ径および１／３２インチ＋１５％厚さを有する。チタンビーズは、中心孔または中心線から外れた孔、規則的な周辺または不規則な周辺、または規則的または不規則な多角形構造を有することが可能である。例えば、図３において、私は、円形孔２１を有する円形チタンディスク２０を示し、他方、図４において、チタンビーズは円形孔２３を有する２２の三角形構造からなる。図５において、ディスク２４の周辺は不規則であり孔２５は円形であり、他方、星形ディスクは、円形孔２７を有する図６中の２６で示される。星の頂点は均一であるか、または、図６に示されるように不規則であることができる。
【００３３】
図７において、私は、ディスクが編み糸を切断する危険をより少なくするようにその縁が３０で丸められる孔２９を有するディスク２８を示す。
【００３４】
図８において、私は、各層中のディスク３４、３５が中で各種方向を向き、層から層へとジグザグに並ぶ、前述の多重ディスク防護具層３２、３３から組み立てられる防護具３１を示す。弾道布地はこれらの層間に提供することができる。しかし、少なくとも一つの弾道織布３６は、ディスクにより引きはがされる発射体の粒子を捕捉するための抗跳ね返り層として提供される。さらなる弾道布地層３７は、また、その目的のために役立つことが可能であり、少なくとも一つのさらなるチタンディスク破砕層を、少なくとも一つの弾道層３７の後方に３８で、さらに、その後方に弾道織布繊維３９層を提供することは、有利であることが見出されてきた。カバー層４０および４１は、また、記載されてきたように提供することができる。矢印４２は、発射体が導かれる方向を表す。
【００３５】
使用において、ディスク防護具層のチタンディスクは、発射体がディスク防護具層およびディスク防護具層の布地を進入する際に、それを拘束し破砕することに役立ち、および追加の弾道織布は発射体が破砕された粒子を捕えるために役立つ。
【００３６】
種々のタイプの層の数に応じて、すべての種類の発射体は、捕えるかまたは止めることができる。例えば、１５５層は対戦車弾丸を止めることができるし、一方で、ディスク防護具および弾道織布の３２層はすべての拳銃弾丸を止めることができると共に、低出力拳銃弾丸を止めるためには約２０層のみが必要である。
【実施例】
【００３７】
ショットパックの構成は、１８”掛け１８”の「ビーズ化」布地６層であり、次に、その後６”に置かれるハネウェル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）の「ゴールドフレックス」材料を有した。ゴールドフレックスを、また、１５００デニール「弾道」ナイロン布地によりすっぽり包んだ。
【００３８】
従って、防護条件として、ショットパックは、チタンビーズ布地６層、１５００デニール弾道ナイロン１層、ゴールドフレックス１５層、１５００デニール弾道ナイロン１層であった。
【００３９】
６層のビーズ布地は、縦およびフィル両方向において１８０デニールアラミド糸によりビーズとして織りこまれる、中央に０．０５０”径の孔を持つ０．１２５”径ｘ０．０３４”厚さのチタンディスクを有した。材料の各平方インチは、約１００ディスク（１０掛け１０）を有した。全体で、６層の厚さは約０．４００”であった。
【００４０】
弾道ナイロンおよびゴールドフレックス布地は、両方とも、市販されていた。ゴールドフレックスの全体厚さは、約０．３００”であった。ナイロンはさらに０．１００”を付加した。組み合わされたゴールドフレックスとナイロンは、０．９６ポンド／平方フィート（ｐｓｆ）の「面密度」を有した。
【００４１】
ショットパック（ビーズ化布地、ゴールドフレックスおよびナイロン組合せ）の全体重量は５．１ポンドであり、面密度は２．７ｐｓｆであった。
【００４２】
次に、ショットパックを、平均的な初夏の日（約７０度Ｆ／７０％相対湿度）に、屋外ライフル射撃場において、０．３０８口径ライフルの銃口から１６フィートの距離で木製フレームから吊るした。次に、０．０２０”厚さ６０６１−Ｔ６アルミニウム「証言」板をゴールドフレックス／ナイロン部の後６”に取り付けた。ライフルをコンクリート架台上部のサンドバッグ上に据えた。市販されている公認の（しかし、測定されていない）銃口速度２８２０ｆｐｓを有するアメリカン・イーグル０．３０８ウインチェスター１５０グレインＦＭＪボートテール弾丸を、防護具に撃ち、パックのゴールドフレックス部の１２番目の層により完全に捕捉した。アルミニウム板の変形または貫通は全くなかった。
【００４３】
この試験の方法論は、弾丸の速度がストップウオッチにより測定されないことを除いて、米司法省防護具材料規格ＮＩＪ０１０８．０１レベルＩＩＩ保護に記載されているものに近い。また、ＮＩＪ０１０８．０１試験は、弾道粘土を用いる鈍的外傷測定の欠如を除いてＮＩＪ０１０１．０４に同一である。しかし、ＮＩＪ０１０８．０１式試験におけるアルミニウム証言板に対する衝撃が全くないので、ＮＩＪ０１０１．０４レベルＩＩＩの鈍的外傷保護は、達成することができたということであろう。
【００４４】
私は上述のようにチタンビーズまたはディスクを用いることを選択するが、一方で、他の高強度材料も、代わりに、またはビーズまたはディスクとして追加的に用いることが可能である。特に、私は、バスコマックス（Ｖａｓｃｏｍａｘ）Ｃ−３００（０．１％Ａｌ、０．０２％Ｃ、８．８％Ｃ、０．０５％Ｍｎ、４．８％Ｍｏ、１８．５％Ｎｉ、０．００５％Ｐ、０．００５％Ｓ、０．０５％Ｓｉおよび０．７３％Ｔｉ、バランス分Ｆｅ）などのバスコマックス合金／化合物、インコネル合金（ＮｉＣｒＦｅ）、鋼またはハードコート陽極酸化アルミニウム（例えば、ハードコート６０６１−Ｔ６ＡＬ）を用いることが可能である。
【００４５】
布地は、指定されたフィラメントおよび繊維に加えて、金属フィラメントおよびクモの糸などから作製されるものなどの秘伝的なフィラメントを含む十分な引張強度のあらゆる繊維またはワイヤーを用いることができる。
【００４６】
さらに、編み糸上にディスクを通すことは、自動的に、発射体に対するディスクまたはビーズの縁を提供するが、一方で、ビーズは、それらを布地に接着剤で付けるかまたは結合することにより、代わりにまたは追加的に所定の位置に保持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】その層を示す防護具の断面概略図である。
【図２】本発明による防護具層の図式的な平面図である。
【図３】本発明により用いることができるチタンディスクの略図である。
【図４】本発明により用いることができるチタンディスクの略図である。
【図５】本発明により用いることができるチタンディスクの略図である。
【図６】本発明により用いることができるチタンディスクの略図である。
【図７】チタンビーズの中心における孔を通しての断面図である。
【図８】本発明の発射体破砕層および弾道布地の多層および適切なケーシング層を含む複合防護具の略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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