(57)【要約】  高靱性繊維の網状構造を含む少なくとも１つの繊維層、および薄いチタンフィルムの少なくとも１つの層から形成された耐衝撃性複合材料であって、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある複合材料。好ましくは複数のかかる層が存在し、そしてチタンフィルム層は隣接する繊維層間に配置される。本複合材料から形成された防弾チョッキは、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体に対して所望の抵抗性を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）高靱性繊維の網状構造を含んでなる少なくとも１つの繊維層と、
（ｂ）薄いチタンフィルムの少なくとも１つの層と
を含む耐衝撃性複合材料であって、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある複合材料。
【請求項２】
前記高靱性繊維がデニール当たり少なくとも約３０グラムの靱性を有する、請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記繊維層中の繊維の少なくとも約５０重量パーセントが前記高靱性繊維を含んでなる、請求項１に記載の複合材料。
【請求項４】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、高分子量ポリプロピレン、アラミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリベンザゾール、ポリエステルおよび剛性ロッド繊維ならびにそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項１に記載の複合材料。
【請求項５】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項１に記載の複合材料。
【請求項６】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレンを含んでなる、請求項１に記載の複合材料。
【請求項７】
前記繊維層が織布、不織布および編布からなる群から選択される、請求項１に記載の複合材料。
【請求項８】
複数の前記繊維層および複数の前記チタンフィルム層を含む、請求項１に記載の複合材料。
【請求項９】
前記繊維層が不織布の形態である、請求項８に記載の複合材料。
【請求項１０】
隣接する繊維層が互いに０°／９０°に配向する、請求項９に記載の複合材料。
【請求項１１】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項１０に記載の複合材料。
【請求項１２】
前記繊維層が織布の形態である、請求項８に記載の複合材料。
【請求項１３】
前記複合材料がナイフ突き刺しに対して抵抗性がある、請求項１に記載の複合材料。
【請求項１４】
前記複合材料がアイスピック突き刺しに対して抵抗性がある、請求項１に記載の複合材料。
【請求項１５】
前記複合材料が弾道発射体に対して抵抗性がある、請求項１に記載の複合材料。
【請求項１６】
前記複合材料が
第１および第２面を有する第１熱可塑性フィルム；
第１および第２面を有し、かつ、高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択された繊維を含み、そしてその第１面によって前記第１熱可塑性フィルムの第１面に付着させられた第１繊維層；
第１および第２面を有する薄いチタンフィルムの層；
前記チタンフィルムの第１面を前記第１繊維層の第２面に付着させる第１接着剤層；
第１および第２面を有し、かつ、高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択された繊維を含む第２繊維層；
前記第２繊維層の前記第１面を前記チタンフィルムの前記第２面に付着させる第２接着剤層；ならびに
第１および第２面を有し、かつ、前記第２繊維層の前記第２面に付着させられている第２熱可塑性フィルム
を含んでなる少なくとも１つのラミネート層から形成される、請求項１に記載の複合材料。
【請求項１７】
前記複合材料が複数の前記ラミネート層から形成される、請求項１６に記載の複合材料。
【請求項１８】
前記チタンフィルムが約０．０５〜約０．３５ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載の複合材料。
【請求項１９】
前記複合材料がＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性試験基準ＮＩＪ−ＳＴＤ−０１１５．００によって試験されたときに２０ｍｍ以下のアイスピック貫入を有する、請求項１に記載の複合材料。
【請求項２０】
前記複合材料がＰ１ナイフを用いてＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性試験基準ＮＩＪ−ＳＴＤ−０１１５．００によって試験されたときに２０ｍｍ以下のナイフ突き刺し貫入を有する、請求項１に記載の複合材料。
【請求項２１】
（ａ）それぞれが高靱性繊維の網状構造を含んでなる複数の繊維層と、
（ｂ）少なくとも２つの隣接する繊維層間に配置される、薄いチタンフィルムの少なくとも１つの層と
を含む耐衝撃性複合材料であって、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある複合材料。
【請求項２２】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、高分子量ポリプロピレン、アラミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリベンザゾール、ポリエステルおよび剛性ロッド繊維ならびにそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項２１に記載の複合材料。
【請求項２３】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項２１に記載の複合材料。
【請求項２４】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレンを含んでなる、請求項２１に記載の複合材料。
【請求項２５】
ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある防弾チョッキであって、請求項１に記載の複合材料の少なくとも１つの層を含む少なくとも１つの複合材料を含んでなる防弾チョッキ。
【請求項２６】
前記高靱性繊維がデニール当たり少なくとも約３０グラムの靱性を有する、請求項２５に記載の防弾チョッキ。
【請求項２７】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、高分子量ポリプロピレン、アラミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリベンザゾール、ポリエステルおよび剛性ロッド繊維ならびにそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項２５に記載の防弾チョッキ。
【請求項２８】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項２５に記載の防弾チョッキ。
【請求項２９】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレンを含んでなる、請求項２５に記載の防弾チョッキ。
【請求項３０】
前記複合材料が複数の前記繊維層および複数の前記チタンフィルム層を含んでなる、請求項２５に記載の防弾チョッキ。
【請求項３１】
前記繊維層が不織布の形態である、請求項２５に記載の防弾チョッキ。
【請求項３２】
前記繊維層が織布の形態である、請求項２５に記載の防弾チョッキ。
【請求項３３】
前記複合材料が、
第１および第２面を有する第１熱可塑性フィルム；
第１および第２面を有し、かつ、高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択された繊維を含み、そしてその第１面によって前記第１熱可塑性フィルムの第１面に付着させられた第１繊維層；
第１および第２面を有する薄いチタンフィルムの層；
前記チタンフィルムの第１面を前記第１繊維層の第２面に付着させる第１接着剤層；
第１および第２面を有し、かつ、高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択された繊維を含む第２繊維層；
前記第２繊維層の前記第１面を前記チタンフィルムの前記第２面に付着させる第２接着剤層；ならびに
第１および第２面を有し、かつ、前記第２繊維層の前記第２面に付着させられている第２熱可塑性フィルム
を含んでなる少なくとも１つのラミネート層から形成される、請求項２５に記載の防弾チョッキ。
【請求項３４】
ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある防弾チョッキであって、請求項２１に記載の複合材料を含む少なくとも１つの複合材料を含む防弾チョッキ。
【請求項３５】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、高分子量ポリプロピレン、アラミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリベンザゾール、ポリエステルおよび剛性ロッド繊維ならびにそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項３４に記載の防弾チョッキ。
【請求項３６】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレン、アラミドおよびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項３４に記載の防弾チョッキ。
【請求項３７】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレンを含んでなる、請求項３４に記載の防弾チョッキ。
【請求項３８】
前記チタンフィルムが約０．０５〜約０．３５ｍｍの厚さを有する、請求項３６に記載の防弾チョッキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度繊維が組み込まれ、様々な用途、特に防弾チョッキ用途などで突き刺し保護、アイスピック保護および弾道発射体保護に対し有用である複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
チョッキ用などの耐弾性製品が当該技術分野で知られている。これらの製品の多くは、伸び切り鎖ポリエチレン繊維などの高靱性繊維をベースにしている。耐弾丸性チョッキなどの防弾チョッキは、剛性複合材料および／または可撓性複合材料で形成されてもよい。
【０００３】
堅い防弾チョッキは、ナイフ刃などの尖った物体による穿刺に対する良好な抵抗性を提供するが、それらはまた非常に堅く、かつ、比較的嵩高い。結果として、一般に堅い防弾チョッキ衣（例えば、チョッキ）は、柔らかい防弾チョッキ衣よりも着用するのに快適ではない。しかしながら、後者は、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しなどに対する十分な抵抗性を提供しないかもしれない。
【０００４】
着用者を保護するために、ナイフ突き刺し、アイスピックおよび／または弾道発射体に対して抵抗性がある複合材料を提供することは望ましいであろう。鋭いナイフ、アイスピックおよび／または弾道発射体に対して抵抗性がある防弾チョッキを提供することもまた望ましいであろう。このような防弾チョッキは、快適性を提供するために柔らかくても堅くてもよいが、厚い金属板などで感じるほど重すぎてはならない。かかる防護具は望ましくは着用するのに快適であり、かつ、製造するのにコストがかからないであろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によって、
（ａ）高靱性繊維の網状構造を含んでなる少なくとも１つの繊維層と、
（ｂ）薄いチタンフィルムの少なくとも１つの層と
を含む耐衝撃性複合材料であって、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある複合材料が提供される。
【０００６】
さらに本発明によって、
（ａ）それぞれが高靱性繊維の網状構造を含んでなる複数の繊維層と、
（ｂ）少なくとも２つの隣接する繊維層間に配置される、薄いチタンフィルムの少なくとも１つの層と
を含む耐衝撃性複合材料であって、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある複合材料が提供される。
【０００７】
また本発明によって、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある防弾チョッキであって、
（ａ）高靱性繊維の網状構造を含んでなる少なくとも１つの繊維層と、
（ｂ）薄いチタンフィルムの少なくとも１つの層と
を含む少なくとも１つの複合材料を含む防弾チョッキが提供される。
【０００８】
加えて、本発明は、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある防弾チョッキであって、
（ａ）それぞれが高靱性繊維の網状構造を含んでなる複数の繊維層と、
（ｂ）少なくとも２つの隣接する繊維層間に配置される、薄いチタンフィルムの少なくとも１つの層と
を含む少なくとも１つの複合材料を含む防弾チョッキを提供する。
【０００９】
本発明は、強化チタンフィルムをベースとする複合材料を提供する。かかる強化チタンフィルム複合材料を組み込んだ構成により、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体に対する優れた抵抗性が付与されることが分かった。本複合材料から形成された防弾チョッキは着用するのに快適であり、かつ、費用効果的な方法で製造することができる。
【００１０】
加えて、本発明の複合材料およびそれから製造された防弾チョッキは、本発明でのように高靱性繊維で強化されていない厚い金属層を含む構造体の特徴である金属的感触または金属音がない。この特徴により、本発明の製品の望ましい感触および快適性が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、高靱性繊維で強化された薄いチタンフィルムを含む複合材料を包含する。本複合材料は、薄いチタンフィルムの少なくとも１つの層および高靱性繊維を含む少なくとも１つの層から形成される。本発明の目的のためには、繊維は、その長さ寸法が幅および厚さの横断寸法よりはるかに大きい細長い物体である。したがって、「繊維」という用語には、規則的なまたは不規則な断面を有するフィラメント、リボン、ストリップなどが含まれる。糸は、多くの繊維またはフィラメントからなる連続ストランドである。
【００１２】
本明細書では、「高靱性繊維」という用語は、約７ｇ／ｄ以上の靱性を有する繊維を意味する。好ましくは、これらの繊維は、ＡＳＴＭ（米国材料試験協会）Ｄ２２５６によって測定されるように少なくとも約１５０ｇ／ｄの初期引張弾性率および少なくとも約８Ｊ／ｇの破壊エネルギー（ｅｎｅｒｇｉｅｓ−ｔｏ−ｂｒｅａｌ）を有する。本明細書では、「初期引張弾性率」、「引張弾性率」および「弾性率」という用語は、糸についてはＡＳＴＭ  Ｄ２２５６、エラストマーまたはマトリックス材料についてはＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定される弾性率を意味する。
【００１３】
好ましくは、高靱性繊維は、約１０ｇ／ｄ以上、より好ましくは約１６ｇ／ｄ以上、さらにより好ましくは約２２ｇ／ｄ以上、最も好ましくは約２８ｇ／ｄ以上の靱性を有する。
【００１４】
本発明の複合材料に使用される繊維の網状構造は、高靱性繊維から形成された織布、編布または不織布の形態であってもよい。好ましくは、布中の繊維の少なくとも５０重量％は高靱性繊維であり、より好ましくは布中の繊維の少なくとも約７５重量％は高靱性繊維であり、最も好ましくは布中の繊維の実質的にすべてが高靱性繊維である。
【００１５】
本発明の糸および布は、１つ以上の異なる高強度繊維からなってもよい。糸は本質的に平行の配列であってもよいし、または糸は撚られ、上包みされ、または交絡されてもよい。本発明の布は、たて糸およびよこ糸方向に、または他の方向に異なる繊維を有する糸で織られてもよい。
【００１６】
本発明の糸および布で有用な高強度繊維には、剛性ロッドポリマー繊維だけでなく、高配向高分子量ポリオレフィン繊維、特に高弾性率ポリエチレン繊維、アラミド繊維、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）などのポリベンザゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、液晶コポリエステル繊維、ガラス繊維、炭素繊維または玄武岩もしくは他の鉱物繊維、ならびにそれらの混合物およびブレンドが含まれる。本発明で有用な好ましい高強度繊維には、ポリオレフィン繊維、アラミド繊維およびポリベンザゾール繊維、ならびにそれらの混合物およびブレンドが含まれる。高分子量ポリエチレン繊維が最も好ましい。
【００１７】
米国特許第４，４５７，９８５号明細書は、かかる高分子量ポリエチレンおよびポリプロピレン繊維について主に議論しており、この特許の開示は、本明細書と矛盾しない程度に参照により本明細書に記載されていることとする。ポリエチレンの場合、好適な繊維は少なくとも約１５０，０００、好ましくは少なくとも約１，０００，０００、より好ましくは約２，０００，０００〜約５，０００，０００の重量平均分子量のものである。かかる高分子量ポリエチレン繊維は溶液で紡糸されてもよいし（米国特許第４，１３７，３９４号明細書および同第４，３５６，１３８号明細書を参照）、またはフィラメントは溶液から紡糸されてゲル構造体を形成してもよいし（米国特許第４，４１３，１１０号明細書、独国特許出願公開第３，００４，６９９号明細書および英国特許第２０５１６６７号明細書を参照）、またはポリエチレン繊維は圧延法および延伸法によって製造されてもよい（米国特許第５，７０２，６５７号明細書を参照）。本明細書では、「ポリエチレン」という用語は、主として線状のポリエチレン材料を意味し、わずかな量の鎖分岐または１００主鎖炭素原子当たり５改質単位を超えないコモノマーを含有してもよく、かつ、アルケン−１−ポリマー、特に低密度ポリエチレン、ポリプロピレンもしくはポリブチレン、主モノマーとしてモノオレフィンを含有する共重合体、酸化ポリオレフィン、グラフトポリオレフィン共重合体およびポリオキシメチレンなどの約５０重量％以下の１つ以上のポリマー添加物、または一般に組み込まれる酸化防止剤、滑剤、紫外線遮断剤、着色剤などの低分子量添加剤をそれと混ぜ合わせてまた含有してもよい。
【００１８】
高靱性ポリエチレン繊維（伸び切り鎖または高分子量ポリエチレン繊維とも言われる）が好ましく、ニュージャージー州モリスタウンのハネウェル・インターナショナル社（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．ｏｆ  Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）によって商標スペクトラ（ＳＰＥＣＴＲＡ）（登録商標）で販売されている。
【００１９】
形成技法、延伸比および温度、ならびに他の条件に依存して、様々な特性をこれらの繊維に与えることができる。ポリエチレン繊維の靱性は、少なくとも約７ｇ／ｄ、好ましくは少なくとも約１５ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約２０ｇ／ｄ、さらにより好ましくは少なくとも約２５ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約３０ｇ／ｄである。同様に、繊維の初期引張弾性率は、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）引張試験機によって測定されるように、好ましくは少なくとも約３００ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約５００ｇ／ｄ、さらにより好ましくは少なくとも約１，０００ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約１２，００ｇ／ｄである。初期引張弾性率および靱性についてのこれらの最高値は一般に、溶液成長またはゲル紡糸法を用いることによってのみ得ることができる。フィラメントの多くは、それから形成されたポリマーの融点より高い融点を有する。このように、例えば、約１５０，０００、約１，０００，０００および約２，０００，０００の分子量の高分子量ポリエチレンは一般に、バルクで１３８℃の融点を有する。これらの材料でできた高配向ポリエチレンフィラメントは、約７℃〜約１３℃より高い融点を有する。このように、融点のわずかな上昇は、バルクポリマーと比べてフィラメントの結晶完全性およびより高い結晶配向を反映している。
【００２０】
同様に、少なくとも約２００，０００、好ましくは少なくとも約１，０００，０００、より好ましくは少なくとも約２，０００，０００の重量平均分子量の高配向高分子量ポリプロピレン繊維が使用されてもよい。かかる伸び切り鎖ポリプロピレンは、上に言及された様々な参考文献に規定されている技法によって、そして特に米国特許第４，４１３，１１０号明細書の技法によって、適度に良く配向したフィラメントへ成形されてもよい。ポリプロピレンはポリエチレンよりはるかに結晶性に劣り、そしてペンダントメチル基を含有するので、ポリプロピレンで達成できる靱性値は一般に、ポリエチレンについての相当値より実質的に低い。したがって、好適な靱性は好ましくは少なくとも約８ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約１１ｇ／ｄである。ポリプロピレンについての初期引張弾性率は好ましくは少なくとも約１６０ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約２００ｇ／ｄである。ポリプロピレンの融点は一般に、ポリプロピレンフィラメントが好ましくは少なくとも１６８℃、より好ましくは少なくとも１７０℃の主要な融点を有するように、配向プロセスによって数度上げられる。上記パラメーターについて特に好ましい範囲は、最終品での向上した性能を有利に提供することができる。上記パラメーター（弾性率および靱性）について好ましい範囲に加えて少なくとも約２００，０００の重量平均分子量を有する繊維の使用は、最終品での向上した性能を有利に提供することができる。
【００２１】
アラミド繊維の場合、芳香族ポリアミドから形成された好適な繊維は、本明細書と矛盾しない程度に参照により本明細書に記載されていることとする米国特許第３，６７１，５４２号明細書に記載されている。好ましいアラミド繊維は少なくとも約２０ｇ／ｄの靱性、少なくとも約４００ｇ／ｄの初期引張弾性率および少なくとも約８Ｊ／ｇの破壊エネルギーを有するであろうし、特に好ましいアラミド繊維は少なくとも約２０ｇ／ｄの靱性および少なくとも約２０Ｊ／ｇの破壊エネルギーを有するであろう。最も好ましいアラミド繊維は少なくとも約２０ｇ／ｄの靱性、少なくとも約９００ｇ／ｄの弾性率および少なくとも約３０Ｊ／ｇの破壊エネルギーを有するであろう。例えば、適度に高い弾性率および靱性値を有するポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）フィラメントが耐弾性複合材料を形成するのに特に有用である。例は、４００、６４０および８４０デニールで入手可能であるケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）１２９およびＫＭ２だけでなく、初期引張弾性率および靱性の値として、それぞれ、５００ｇ／ｄおよび２２ｇ／ｄを有するケブラー（登録商標）２９である。他の製造業者製のアラミド繊維もまた本発明に使用することができる。商品名ノメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）でデュポン（ｄｕ  Ｐｏｎｔ）によって商業的に生産されているポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維もまた本発明の実施に有用である。
【００２２】
高い引張弾性率を有する高分子量ポリビニルアルコール（ＰＶ−ＯＨ）繊維は、本明細書と矛盾しない程度に参照により本明細書に記載されていることとするクォン（Ｋｗｏｎ）らに付与された米国特許第４，４４０，７１１号明細書に記載されている。高分子量ＰＶ−ＯＨ繊維は少なくとも約２００，０００の重量平均分子量を有するべきである。特に有用なＰＶ−ＯＨ繊維は少なくとも約３００ｇ／ｄの弾性率、好ましくは少なくとも約１０ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約１４ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約１７／ｄの靱性、および少なくとも約８Ｊ／ｇの破壊エネルギーを有するべきである。かかる特性を有するＰＶ−ＯＨ繊維は、例えば、米国特許第４，５９９，２６７号明細書に開示されている方法によって製造することができる。
【００２３】
ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）の場合、ＰＡＮ繊維は少なくとも約４００，０００の重量平均分子量を有するべきである。特に有用なＰＡＮ繊維は好ましくは少なくとも約１０ｇ／ｄの靱性および少なくとも約８Ｊ／ｇの破壊エネルギーを有するべきである。少なくとも約４００，０００の分子量、少なくとも約１５〜２０ｇ／ｄの靱性および少なくとも約８Ｊ／ｇの破壊エネルギーを有するＰＡＮ繊維が最も有用であり、かかる繊維は、例えば、米国特許第４，５３５，０２７号明細書に開示されている。
【００２４】
本発明の実施のための好適な液晶共重合体繊維は、例えば、米国特許第３，９７５，４８７号明細書、同第４，１１８，３７２号明細書および同第４，１６１，４７０号明細書に開示されている。
【００２５】
本発明の実施のための好適なポリベンザゾール繊維は、例えば、米国特許第５，２８６，８３３号明細書、同第５，２９６，１８５号明細書、同第５，３５６，５８４号明細書、同第５，５３４，２０５号明細書および同第６，０４０，０５０号明細書に開示されている。好ましくは、ポリベンザゾール繊維は東洋紡績株式会社製のザイロン（Ｚｙｌｏｎ）（登録商標）ブランド繊維である。
【００２６】
剛性ロッド繊維は、例えば、米国特許第５，６７４，９６９号明細書、同第５，９３９，５５３号明細書、同第５，９４５，５３７号明細書および同第６，０４０，４７８号明細書に開示されている。かかる繊維はマゼラン・システムズ・インターナショナル（Ｍａｇｅｌｌａｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）からＭ５（登録商標）繊維との商品名で入手可能である。
【００２７】
上述のように、高強度繊維は織布、編布または不織布の形態であってもよい。好ましい一材料は、スペクトラ（登録商標）ポリエチレン繊維から形成された織布である。一実施形態では、布は好ましくは、たて糸およびよこ糸方向の両方にインチ当たり約１５〜約５５エンド（ｃｍ当たり約５．９〜約２１．６エンド）、より好ましくはインチ当たり約１７〜約４５エンド（ｃｍ当たり約６．７〜約１７．７エンド）を有する。糸は好ましくはそれぞれ、約２００〜約１２００デニールである。結果は、好ましくは平方ヤード当たり約２〜約１５オンス（約６７．８〜約５０８．６ｇ／ｍ２）、より好ましくは平方ヤード当たり約５〜１１オンス（約１６９．５〜約３７３．０ｇ／ｍ２）の重さがある織布である。かかる布の例は、スペクトラ（登録商標）布スタイル９０２、９０４、９５２、９５５および９６０と称されるものである。当業者が理解するであろうように、本明細書に記載される布構成はあくまでも例示であり、それに本発明を限定することを意図するものではない。
【００２８】
高強度布は、当該技術で公知であるように、一方向に配向した繊維の、または好適な樹脂マトリックスに埋め込まれている、ランダム配向でフェルト状にされている繊維の層などの、不織布の形態であってもよい。繊維層として本明細書で有用な別の好ましい布材料は、一方向に伸びる繊維の１層と第１繊維から方向９０°に伸びる繊維の第２層とを典型的に有する、一方向に配向した繊維から形成された布である。個々の層が一方向に配向した繊維である場合、次に続く層は好ましくは、例えば０°／９０°もしくは０°／４５°／９０°／４５°／０°の角度でまたは他の角度で、互いに回転させられる。これらの一方向に配向した不織布の例は、それらのすべてがハネウェル・インターナショナル社から入手可能な次のものである：
（テープが０°／９０°でクロスプライされ、そして通常硬い防護具用途に使用される、樹脂を含むスペクトラ（登録商標）伸び切り鎖ポリエチレン繊維テープの不織布である）スペクトラ・シールド（ＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ）（登録商標）ＰＣＲ、
（スペクトラ・シールド（登録商標）ＰＣＲ布のより軽いバージョンである）スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲ（ＰＬＵＳ  ＰＣＲ）、
（テープが０°／９０°でクロスプライされ、熱可塑性フィルムで挟まれ、そして通常柔らかい防護具用途に使用される、樹脂を含むスペクトラ（登録商標）伸び切り鎖ポリエチレン繊維テープの不織布である）スペクトラ・シールド（登録商標）ＬＣＲ、
（スペクトラ・シールド（登録商標）ＬＣＲ布のより軽いバージョンである）スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＬＣＲ（ＰＬＵＳ  ＬＣＲ）、および
（０°／９０°、０°／９０°でクロスプライされ、そして熱可塑性フィルムで挟まれる、樹脂を含む一方向アラミド繊維テープの４層のアラミド・シールド材料である）ゴールド・フレックス（ＧＯＬＤ  ＦＬＥＸ）（登録商標）。
【００２９】
一方向に配向した繊維層用の樹脂マトリックスは、所望の特性を有する多種多様なエラストマー材料から形成されてもよい。一実施形態では、かかるマトリックスに使用されるエラストマー材料は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定されるように約６，０００ｐｓｉ（４１．４ＭＰａ）以下の初期引張弾性率（弾性率）を有する。より好ましくは、エラストマーは約２，４００ｐｓｉ（１６．５ＭＰａ）以下の初期引張弾性率を有する。最も好ましくは、エラストマー材料は約１，２００ｐｓｉ（８．２３ＭＰａ）以下の初期引張弾性率を有する。これらの樹脂材料は典型的には本来熱可塑性である。
【００３０】
あるいはまた、樹脂マトリックスは、少なくとも約１×１０６ｐｓｉ（６８９５ＭＰａ）のような、硬化したときに高い引張弾性率を有するように選択されてもよい。かかる材料の例は、例えば、その開示が参照により本明細書に明確に記載されていることとする米国特許第６，６４２，１５９号明細書に開示されている。
【００３１】
複合材料層中の樹脂マトリックス材料対繊維の割合は、最終用途に依存して広く変わってもよい。エラストマー材料は、一方向に配向した繊維層の、好ましくは約１〜約９８重量パーセント、より好ましくは約１０〜約９５重量パーセントを形成する。
【００３２】
多種多様なエラストマー材料が樹脂マトリックスとして利用されてもよい。例えば、次の材料のいずれかが用いられてもよい：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、ジオクチルフタレートまたは当該技術で周知の他の可塑剤を使用した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−コ−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、熱可塑性エラストマー、およびエチレンの共重合体。熱硬化性樹脂の例としては、メチルエチルケトン、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサン、エチルアセトン、およびそれらの組み合わせなどの炭素−炭素飽和溶剤に可溶であるものが挙げられる。熱硬化性樹脂のうちには、前述の米国特許第６，６４２，１５９号明細書に開示されているような、ビニルエステル、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、ジアリルフタレート、フェノールホルムアルデヒド、ポリビニルブチラールおよびそれらの混合物がある。ポリエチレン繊維布にとって好ましい熱硬化性樹脂は、少なくとも１つのビニルエステル、ジアリルフタレート、および場合によりビニルエステル樹脂を硬化させるための触媒を含む。
【００３３】
ポリエチレン繊維布にとって好ましい一群の材料は、共役ジエンのブロック共重合体およびビニル芳香族共重合体である。ブタジエンおよ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、ビニルトルエンおよび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共重合体は、飽和炭化水素エラストマーセグメントを有する熱可塑性エラストマーを製造するために水素化されてもよい。ポリマーは、タイプＲ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３〜１５０）（式中、Ａはポリビニル芳香族モノマー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）の単純トリブロック共重合体であってもよい。
【００３４】
高靱性一方向繊維層は、マトリックス組成物を繊維に塗布し、そして次に公知の方法でマトリックス組成物／高靱性繊維を一体化することによって、選ばれたマトリックス樹脂で含浸されてもまたはそれに埋め込まれてもよい。「一体化する」とは、マトリックス材料および繊維網状構造層が単一ユニタリー層へ組み合わせられることを意味する。一体化は、乾燥、冷却、加熱、圧力またはそれらの組み合わせによって起こり得る。
【００３５】
本発明に使用されるチタンフィルムは薄いフィルムの形態である。「薄いフィルム」とは、フィルムの厚さが約１ｍｍ以下であることを意味する。例えば、チタンフィルムは約０．０１〜約０．５ｍｍ、より好ましくは約０．０５〜約０．３５ｍｍ、最も好ましくは約０．１〜約０．２ｍｍの範囲の厚さを有してもよい。好ましい一フィルムは、独国のドイチェ・チタン（Ｄｅｕｔｓｃｈｅ  Ｔｉｔａｎ  ｏｆ  Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能な０．１２７ｍｍチタンフィルムである。
【００３６】
１つ以上のチタンフィルム層が高靱性繊維を含む１つ以上の層と配列され、好ましくはそれらに積層される。任意の好適な接着剤システムおよび積層方法を用いることができる。例えば、接着剤は、チタンフィルムの一面または両面へ吹き付けることができる。好ましくは、フィルムは、接着剤の塗布前にアセトンまたは他の洗浄剤などの材料で洗浄される。本発明に用いられてもよい接着剤の例としては、樹脂形態かキャストフィルム形態かのどちらかでの、熱可塑性および熱硬化性接着剤が挙げられる。
【００３７】
容易に体の形を形成し、かつ容易に着用されるよう、１つ以上のプラスチックフィルムを複合材料に含めて異なる複合層が互いに滑り合うのを可能にすることができる。ポリオレフィンでできたフィルムなどの、任意の好適なプラスチックフィルムが用いられてもよい。かかるフィルムの例は、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）フィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリカーボネートフィルムなどである。これらのフィルムは、任意の望ましい厚さのものであってもよい。典型的な厚さは約０．１〜約１．２ミル（２．５〜３０μｍ）、より好ましくは約０．２〜約１ミル（５〜２５μｍ）、最も好ましくは約０．３〜約０．５ミル（７．５〜１２．５μｍ）の範囲である。
【００３８】
本発明の複合層は任意の好適な方法で形成されてもよい。例えば、接着剤が薄いチタンフィルムの両面へ吹き付けられ、強化層がチタンフィルムの一（好ましくは両）面に提供され、ＬＬＤＰＥフィルムが接着剤でコートされたチタンフィルムの一（好ましくは両）面に付着される。複合材料は次に、当該技術で公知の方法で、複合材料を一体化するために熱および圧力下に成形される。例えば、圧力は約１〜約２５０ｐｓｉ（６．９〜１７２５ｋＰａ）の範囲であってもよい。温度は約７５〜約２６０°Ｆ（２４〜１２７℃）の範囲であってもよい。成形時間は、例えば、約１〜約３０分の範囲であってもよい。
【００３９】
本発明の一実施形態では、防弾チョッキは弾道発射体に対して抵抗性がある。この実施形態では、高靱性繊維の網状構造を含む弾道学的に抵抗力のある複合材料が存在する。これらの繊維は低弾性率材料のマトリックス中にあってもよい。一般に、ナイフ突き刺し抵抗性層に関して上に議論されているそれらの繊維は、耐弾性層での使用に好適である。好ましくは、弾道学的に抵抗力のある複合材料中の繊維の少なくとも５０重量パーセントは高靱性繊維を含み、より好ましくは、かかる複合材料中の繊維の少なくとも７５重量パーセントは高靱性繊維を含む。同じか、または異なる高靱性繊維がナイフ突き刺し抵抗性層および耐弾性層に使用されてもよいことが注目されるべきである。
【００４０】
様々な構成が、ヘルメット、パネル、およびチョッキなどの耐衝撃性および耐弾性物品に使用される繊維強化複合材料について公知である。これらの複合材料は、弾丸、榴散弾および破片などの発射体からの高速衝撃による貫入に対して異なる程度の抵抗性を示す。例えば、米国特許第６，２６８，３０１  Ｂ１号明細書、同第６，２４８，６７６  Ｂ１号明細書、同第６，２１９，８４２  Ｂ１号明細書、同第５，６７７，０２９号明細書、同第５，５８７，２３０号明細書、同第５，５５２，２０８号明細書、同第５，４７１，９０６号明細書、同第５，３３０，８２０号明細書、同第５，１９６，２５２号明細書、同第５，１９０，８０２号明細書、同第５，１８７，０２３号明細書、同第５，１８５，１９５号明細書、同第５，１７５，０４０号明細書、同第５，１６７，８７６号明細書、同第５，１６５，９８９号明細書、同第５，１２４，１９５号明細書、同第５，１１２，６６７号明細書、同第５，０６１，５４５号明細書、同第５，００６，３９０号明細書、同第４，９５３，２３４号明細書、同第４，９１６，０００号明細書、同第４，８８３，７００号明細書、同第４，８２０，５６８号明細書、同第４，７４８，０６４号明細書、同第４，７３７，４０２号明細書、同第４，７３７，４０１号明細書、同第４，６８１，７９２号明細書、同第４，６５０，７１０号明細書、同第４，６２３，５７４号明細書、同第４，６１３，５３５号明細書、同第４，５８４，３４７号明細書、同第４，５６３，３９２号明細書、同第４，５４３，２８６号明細書、同第４，５０１，８５６号明細書、同第４，４５７，９８５号明細書、および同第４，４０３，０１２号明細書、ＰＣＴ出願公開番号である国際公開第９１／１２１３６号パンフレット、ならびに「Ｔ−９６３  ３３００デシテックス・デュポン・ケブラー２９繊維を使った軽量複合材料硬チョッキ非アパレルシステム（Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｈａｒｄ  Ａｒｍｏｒ  Ｎｏｎ  Ａｐｐａｒｅｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｔ−９６３  ３３００  ｄｔｅｘ  ＤｕＰｏｎｔ  Ｋｅｖｌａｒ  ２９  Ｆｉｂｒｅ）」という表題のイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・インターナショナルＳ．Ａ．（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  Ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓ．Ａ．）の１９８４年刊行物はすべて、高分子量ポリエチレン、アラミドおよびポリベンザゾールなどの材料から製造された高強度繊維を含む耐弾性複合材料を記載している。かかる複合材料は、それらの構成および用いられる材料の性質に依存して可撓性であるか、剛性であるかのどちらかであると言われる。
【００４１】
弾道学的に抵抗力のある複合材料は典型的には、撚り合わせられている繊維の織布もしくは編物またはシートから形成される。シート中の繊維は、かかる一方向に配向した繊維の２層が０°／９０°配置でクロスプライされて、またはランダム配向でフェルト状にされて、一方向に配向させられてもよい。個々の層が一方向に配向した繊維である場合、次に続く層は好ましくは、例えば０°／９０°もしくは０°／４５°／９０°／４５°／０°の角度でまたは他の角度で、互いに回転させられる。織布または繊維の個々の層は、コートされていないか、繊維間の隙間を満たすポリマーマトリックス材料に埋め込まれているかのどちらかである。マトリックスが全く存在しない場合、布または繊維シートは本質的に可撓性であり、マトリックスが使用される場合、それは好ましくは可撓性のものである。好ましくは、本発明の耐弾性層は、ポリエチレンまたはアラミド繊維から形成された布である。当該技術で公知であるように、耐弾性複合材料の典型的に幾つかの層が、必要な耐弾性を提供するために防弾チョッキに用いられ、個々の層は異なる繊維から形成されても、または隣接層とは異なる形状であってもよい。
【００４２】
弾道学的に抵抗力のある層の布部分は、平織、綾織、繻子織、三次元織布、およびそれらの幾つかの変形をはじめとする、任意の織目のものであるかもしれない織布であってもよい。平織布が好ましく、等しいたて糸およびよこ糸番手を有する平織布がより好ましい。
【００４３】
材料、繊維デニールおよび糸デニールの任意の特定の組み合わせについて最良の織り方番手を演繹的に特定することは現在可能ではないことは当業者に理解されるであろう。一方では、最高の可能なカバレージを有するよりタイトな織り方は、発射体が穴を見つけ、そして糸および繊維を押しのけることをより困難にする。他方では、糸クロスオーバーの高い頻度は、布を通しての弾道事象の伝播を制限し、発射体からのエネルギーを吸収することができる繊維の体積を減少させる。当業者は、各繊維材料、糸デニールおよびフィラメントデニールにとって最良の糸番手を実験によって容易に見いだすであろう。
【００４４】
耐弾性層に有用なラミネートの糸は約５０デニール〜約３０００デニールであってもよい。その選択は弾道学的有効性およびコストを考慮して決定される。より細かい糸は製造したり、織るのによりコストがかかるが、単位重量当たりより大きい弾道学的有効性を生み出すことができる。糸は好ましくは約２００デニール〜約３０００デニールである。より好ましくは、糸は約６５０デニール〜約１５００デニールである。最も好ましくは、糸は約８００デニール〜約１３００デニールである。
【００４５】
本明細書で有用な繊維の断面は広範囲にわたって変わってもよい。それらは、断面が円形、フラットまたは長方形であってもよい。それらはまた、繊維の直線軸または長手方向軸から突出する１つ以上の規則的なまたは不規則な葉を有する不規則なまたは規則的な多葉断面のものであってもよい。繊維は実質的に円形の、フラットのまたは長方形の断面のものであることが好ましく、前者が最も好ましい。
【００４６】
一実施形態では、チョッキは複合材料の複数の層から通常の方法で形成される。これらの層は好ましくは一緒に積層されないが、まくらなどでは通常ルーズに配置される。層を一緒に縫い合わせて個々の層の互いの滑りを回避することが望ましいかもしれない。あるいはまた、それらは互いに積層することができよう。ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび／または弾道発射体に対する所望の抵抗性を提供するために、薄いチタンフィルムを組み込んだ層は、これらの層がチョッキまたは他の防弾チョッキの外側の方へ置かれ、こうして着用者から外を向くように好ましくは配置される。
【００４７】
本発明の複合材料およびそれから形成された防弾チョッキは、使用される樹脂およびシステムのタイプに依存して、それらが半剛性か、または剛性材料の形態であることもできるが、好ましくは可撓性材料である。複合材料および防弾チョッキの適切なデザインを選択することによって、当業者は、ナイフ突き刺しに対して抵抗性があり、アイスピック突き刺しに対して抵抗性があり、弾道発射体に対して抵抗性があり、かかる脅威の２つに対して抵抗性があり、またはすべての３つの脅威に対して抵抗性がある構造体を容易に達成することができる。
【００４８】
次の非限定的な実施例は、本発明のより完全な理解を提供するために提示される。本発明の原理を例示するために示される具体的な技法、条件、材料、割合および報告されるデータは例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００４９】
実施例１
耐弾性である複合材料を、一方向に配向した伸び切り鎖ポリエチレン繊維およびチタンフィルムの層を含む構造体から形成した。複合材料を、スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲ層および独国のドイチェ・チタンから入手可能な０．１２７ｍｍ厚さのチタンフィルムの層から形成した。構成はスペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの１層、チタンフィルムの１層、スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの４層、チタンフィルムの１層、およびスペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの３６層であった。伸び切り鎖ポリエチレン繊維層を、接着剤（スーパー（Ｓｕｐｅｒ）７７、３Ｍから入手可能な一般スプレー接着剤）によってチタンフィルム層に接着させた。スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲ層は、ハネウェル・インターナショナル社から入手可能な、１１００デニールを有するスペクトラ（登録商標）１０００ポリエチレン糸から形成した。これらの糸は３６ｇ／ｄ靱性および１２５０ｇ／ｄ弾性率の引張特性を有した。０．２１０インチ（５．３３４ｍｍ）の厚さおよび４５９グラムの重量を有する、１２×１２インチ（３０．５×３０．５ｃｍ）のパネルを形成した。
【００５０】
パネルを試験方法ＭＩＬ−ＳＴＤ−６６２Ｆによって弾道破片保護について試験し、使用した破片はＭＩＬ−Ｐ−４６５９３Ａに準拠した。これらの破片は１７グレイン、２２口径、ＦＳＰ硬化破片シミュレータであった。サンプル複合材料の保護力の１つの尺度は、発射体の５０％が止められる衝突速度を引用することによって表される。フィート／秒の単位で表される、この速度はＶ５０と称される。
【００５１】
１７グレインＦＳＰについての結果はＶ５０＝１７６８ｆｐｓであった。
【００５２】
実施例２
パネルを実施例１と同様の方法で製造し、ライフル弾丸保護について試験した。パネル・サイズは実施例１と同じものであった。複合材料の構成は次の通りであった：スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの１層、チタンフィルムの１層、スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの４層、チタンフィルムの１層、スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの４層、チタンフィルムの１層、スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの４層、チタンフィルムの１層、スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの４層、チタンフィルムの１層、およびスペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲの１３９層であった。パネルは３．５９ポンド（１．６３ｋｇ）の重量および０．６８９インチ（１．７５０ｃｍ）の厚さを有した。
【００５３】
パネルを、Ｍ８０ボール、７．６２×５１ｍｍである弾丸で、試験方法ＭＩＬ−ＳＴＤ−６６２Ｆにしたがって試験した。結果は２５８５ｆｐｓのＶ５０であった。
【００５４】
実施例３
パネルを製造し、アイスピック保護について試験した。パネルは、強化チタン複合材料の４層およびゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布の３０層から形成した。強化チタン複合材料（本明細書ではＲＴ１と言われる）は、８×８インチ（２０．３×２０．３ｃｍ）の寸法を有し、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム／スペクトラ（登録商標）布スタイル９５５織布／接着剤／チタンフィルム／接着剤／スペクトラ（登録商標）布スタイル９５５織布／ＬＬＤＰＥフィルムの構造であった。ＬＬＤＰＥフィルムは０．３５ミル（８．７５μｍ）の厚さを有した。ＲＴ１複合材料は、３Ｍ製のスーパー７７接着剤の薄層をチタンフィルムの両面上に吹き付け、強化層をチタンフィルムの接着剤被覆面に加え、強化層の一面にＬＬＤＰＥフィルムを付着させ、そして２００ｐｓｉ（１３７５ｋＰａ）で、２４０°Ｆ（１１５．６℃）で３０分間成形することによって形成した。ゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布は１８×１８インチ（４５．７×４５．７ｃｍ）の寸法を有した。
【００５５】
パネルを、チタンフィルム層が外を向いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性（ＮＩＪ  Ｓｔａｂ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｂｏｄｙ  Ａｒｍｏｒ）試験基準ＮＩＪ−ＳＴＤ−０１１５．００によってアイスピック保護について試験した。結果を表１に示す。
【００５６】
実施例４
別の強化チタン複合材料を使用したことを除いては、実施例３を繰り返した。この複合材料（ＲＴ２と称される）は、ＬＬＤＰＥフィルム／スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲ／接着剤／チタンフィルム／スペクトラ・シールド（登録商標）プラスＰＣＲ／ＬＬＤＰＥフィルムの構成を有する不織繊維構造体であった。ＲＴ２構造体の寸法は実施例３と同じものであり、ＲＴ２構造体は、ＲＴ１構造体と同様の方法で形成した。本実施例では、実施例３と同じ寸法の、ゴールド・フレックス（登録商標）不織布の３０層もまた使用した。
【００５７】
パネルを、チタンフィルム層が外を向いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性試験基準ＮＩＪ−ＳＴＤ−０１１５．００によってアイスピック保護についても試験した。この結果も表１に示す。
【００５８】
実施例５
本実施例では、複合材料は、寸法が８×８インチ（２０．３×２０．３ｃｍ）のチタンフィルムの４層および寸法が１８×１８インチ（４５．７×４５．７ｃｍ）のゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布の３０層から形成した。チタンフィルム層を、ゴールド・フレックス（登録商標）層同様に、一緒に積み重ねた。
【００５９】
パネルを、チタンフィルム層が外を向いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性試験基準ＮＩＪ−ＳＴＤ−０１１５．００によってアイスピック保護についても試験した。この結果も表１に示す。
【００６０】
実施例６（比較）
複合材料を実施例３と同じ寸法のゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布の３０層で、そしていかなるチタンフィルムもなしに形成したことを除いては、実施例３を繰り返した。
【００６１】
このパネルも、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性試験基準ＮＩＪ−ＳＴＤ−０１１５．００によってアイスピック保護について試験した。この結果も表１に示す。
【００６２】
実施例７（比較）
複合材料をゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布の４３層で、そしていかなるチタンフィルムもなしに形成したことを除いては、実施例３を繰り返した。
【００６３】
パネルを、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性試験基準ＮＩＪ−ＳＴＤ−０１１５．００によってアイスピック保護についても試験した。この結果も表１に示す。
【００６４】
【表１】
2008546565.tif 000002
【００６５】
上記の実施例によって、エネルギーレベルＥ２および保護レベル１のスパイク（アイスピック）保護性能（柔らかいチョッキ構成についてのＮＩＪ基準０１１５．００によって指定される）が実証される。高靱性繊維層（それぞれ、３０および４３）だけの典型的なチョッキ構成（比較例６および７）は良好な耐弾性を有するが不満足な耐スパイク性を有することがわかる。限定数（４）の薄いフィルムチタン層を加えた３０層のチョッキ材料（実施例５）は所望の性能（２０ｍｍ未満の貫入）を達成し、試験に合格する。織られた高靱性ポリエチレン繊維を含有する限定数（４）の強化された薄いフィルムチタン層（ＲＴ１）を３０層チョッキ材料へ添加することにより貫入距離を著しく減少させた（実施例３）ということもまたわかる。さらに、不織高靱性ポリエチレン繊維を含有した強化された薄いフィルムチタンの４層を３０層チョッキ材料へ添加することにより（実施例４）基準に適合するように貫入をさらに減少させた。
【００６６】
実施例８
実施例４と同じサイズのパネルを製造し、ナイフ突き刺し保護について試験した。パネルは、一緒に積み重ねた強化チタン複合材料ＲＴ１の５層およびゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布の１９層から形成した。強化チタン層が外を向いた。
【００６７】
パネルを、Ｐ１ナイフ（１刃先付きの約１／１６インチ（１．５９ｍｍ）厚さの刃を有する）を用いてＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性ＮＩＪ基準０１１５．００によってナイフ刃突き刺し抵抗性について試験した。
【００６８】
結果を下の表２に示す。
【００６９】
実施例９
実施例３と同じサイズのパネルを製造し、ナイフ突き刺し保護について試験した。パネルは、強化チタン複合材料ＲＴ２の５層およびゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布の１９層から形成した。強化チタン層が外を向いて、層を一緒に積み重ねた。
【００７０】
パネルを、Ｐ１ナイフを用いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性ＮＩＪ基準０１１５．００によってナイフ刃突き刺し抵抗性について試験した。
【００７１】
この結果も下の表２に示す。
【００７２】
実施例１０
実施例３と同じサイズのパネルを製造し、ナイフ突き刺し保護について試験した。パネルは、強化チタン複合材料ＲＴ１の９層から形成した。
【００７３】
パネルを、Ｐ１ナイフを用いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性ＮＩＪ基準０１１５．００によってナイフ刃突き刺し抵抗性について試験した。
【００７４】
この結果も下の表２に示す。
【００７５】
実施例１１
実施例３と同じサイズのパネルを製造し、ナイフ突き刺し保護について試験した。パネルは、強化チタン複合材料ＲＴ１の３層から形成した。
【００７６】
パネルを、Ｐ１ナイフを用いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性ＮＩＪ基準０１１５．００によってナイフ刃突き刺し抵抗性について試験した。
【００７７】
結果を下の表２に示す。
【００７８】
実施例１２
実施例３と同じサイズのパネルを製造し、ナイフ突き刺し保護について試験した。パネルは、チタン層が外を向いて、一緒に積み重ねた薄いチタンフィルム（ドイチェ・チタン製の０．１２７ｍｍ厚さ）の５層およびゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布の１９層から形成した。
【００７９】
パネルを、Ｐ１ナイフを用いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性ＮＩＪ基準０１１５．００によってナイフ刃突き刺し抵抗性について試験し、この結果も下の表２に示す。
【００８０】
実施例１３（比較）
実施例３と同じサイズのパネルを製造し、ナイフ突き刺し保護について試験した。パネルは、ゴールド・フレックス（登録商標）不織アラミド布の３０層だけで、いかなるチタンフィルムもなしに形成した。
【００８１】
パネルを、Ｐ１ナイフを用いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性ＮＩＪ基準０１１５．００によってナイフ刃突き刺し抵抗性について試験した。
【００８２】
この結果も下の表２に示す。
【００８３】
実施例１４（比較）
実施例３と同じサイズのパネルを製造し、ナイフ突き刺し保護について試験した。パネルは、薄いチタンフィルム（ドイチェ・チタン製０．１２７ｍｍ厚さ）の９層だけで、いかなる繊維強化もなしに形成した。
【００８４】
パネルを、Ｐ１ナイフを用いて、ＮＩＪ個人用防弾チョッキの突き刺し抵抗性ＮＩＪ基準０１１５．００によってナイフ刃突き刺し抵抗性について試験した。
【００８５】
この結果も下の表２に示す。
【００８６】
【表２】
2008546565.tif 000003
【００８７】
本発明がナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび／または弾道発射体に対して抵抗性がある複合材料および防弾チョッキを提供することがわかる。本複合材料は製造するのが容易であり、着用者に望ましい保護を提供する。
【００８８】
上記の実施例により、エネルギーレベルＥ２および保護レベル１のナイフ抵抗性能（柔らかいチョッキ構成に対してＮＩＪ基準０１１５．００によって指定される）が実証される。高靱性繊維だけから形成されたチョッキ材料（比較例１３）は良好な耐弾性を有するが、不満足な耐スパイク性を有した。高靱性繊維で強化された形態の薄いチタンフィルムのわずか３層を使用することにより（実施例１１）、所望のナイフ抵抗性（２０ｍｍ未満のスパイク貫入）を達成した材料をもたらし、試験に合格する。強化された薄いチタンのより多くの層（実施例１０でのＲＴ１の９層）の添加は、最良の貫入抵抗性を提供した。強化された薄いチタンフィルム（織られた高靱性繊維を含む）の５層を１９層のみのチョッキ材料へ添加すること（実施例８）もまた、２０ｍｍ未満のスパイク貫入を有する複合材料を提供した。さらに、強化された薄いチタンフィルム（不織高靱性繊維を含む）の５層を１９層のみのチョッキ材料へ添加すること（実施例９）は高靱性繊維のみの３０層を有するチョッキ材料（比較例１３）と比較したときにスパイク貫入を著しく減少させたということがわかる。同様に、薄いチタンフィルムの５層を１９層のみのチョッキ材料へ添加すること（実施例１２）もまた同じ高靱性繊維の３０層を有するチョッキ材料（比較例１３）と比較したときにスパイク貫入を減少させたということがわかる。最後に、薄いチタンフィルム単独での９層の使用（比較例１４）は不満足な耐スパイク貫入性を有したということがわかる。
【００８９】
したがって、本発明は、表１および２に記載される実施例によって要約されるように、可撓性の強化チタンフィルムを使用した柔らかいチョッキがアイスピックおよびナイフ保護の両方を達成できることを実証する。
【００９０】
このように本発明をかなり十分詳細に記載してきたが、かかる詳細を厳密に支持する必要はないが、さらなる変更および修正自体が当業者に示唆され、すべてが添付の特許請求の範囲によって画定されるような本発明の範囲内に入ることは理解されるであろう。
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月19日(2008.2.19)
【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】
第１および第２面を有する第１熱可塑性フィルム；
第１および第２面を有し、かつ、高靱性繊維を含み、そしてその第１面によって前記第１熱可塑性フィルムの第１面に付着させられた第１繊維層；
第１および第２面を有する薄いチタンフィルムの層；
前記チタンフィルムの第１面を前記第１繊維層の第２面に付着させる第１接着剤層；
第１および第２面を有し、かつ、高靱性繊維を含む第２繊維層；
前記第２繊維層の前記第１面を前記チタンフィルムの前記第２面に付着させる第２接着剤層；ならびに
第１および第２面を有し、かつ、前記第２繊維層の前記第２面に付着させられている第２熱可塑性フィルム
を含んでなる少なくとも１つのラミネート層を含む耐衝撃性複合材料であって、ナイフ突き刺し、アイスピック突き刺しおよび弾道発射体の少なくとも１つに対して抵抗性がある複合材料。
【請求項２】
前記高靱性繊維が高分子量ポリエチレンを含んでなる、請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記チタンフィルムが約０．１〜約０．２ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載の複合材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合材料の少なくとも１つの層を含む少なくとも１つの複合材料を含んでなる、防弾チョッキ。
【国際調査報告】
2008546565.tif 000004
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2008546565.tif 000006