(57)【要約】【課題】  本発明は防弾多層配置（１）のための防弾層に関する。【解決手段】  該防弾層は、全体又は大部分が発泡ガラス（２１）からなる吸収層（２、２ａ、２ｂ）によって形成される。本発明は、接触面（Ａ）及び裏面（Ｂ）を有し、層の少なくとも１つが全体又は大部分が発泡ガラス（２１）からなるこのような吸収層（２、２ａ、２ｂ）によって形成される、防弾多層配置（１）にも関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防弾多層配置（１）のための防弾層であって、
全体又は大部分が発泡ガラス（２１）を含む吸収層（２、２ａ、２ｂ）によって形成されることを特徴とする防弾層。
【請求項２】
前記発泡ガラス（２１）が焼結発泡ガラス顆粒（２２）の形態で存在することを特徴とする、請求項１に記載の防弾層。
【請求項３】
前記発泡ガラス（２１）が、前記発泡ガラス顆粒を封入するマトリックス（２４）によって高密度充填又は充満が保たれた発泡ガラス顆粒（２２）の形態で存在することを特徴とする、請求項１に記載の防弾層。
【請求項４】
前記発泡ガラス顆粒（２２）が０．０１ｍｍ〜５ｍｍの顆粒サイズを具備することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の防弾層。
【請求項５】
前記発泡ガラス（２１）又は前記発泡ガラス顆粒（２２）が主としてＳｉＯ２を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の防弾層。
【請求項６】
前記発泡ガラス（２１）又は前記発泡ガラス顆粒（２２）がＮａ２Ｏ及びＣａＯを更なる成分として含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の防弾層。
【請求項７】
前記発泡ガラス（２１）又は前記発泡ガラス顆粒（２２）が、それぞれの場合に１０重量％未満の少量のＡｌ２Ｏ３及び／又はＭｇＯ及び／又はＫ２Ｏを更なる成分として含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の防弾層。
【請求項８】
前記マトリックス（２４）が合成材料又は合成樹脂又は合成材料／合成樹脂の混合物を含み、この混合物が、特に、耐衝撃性であることを特徴とする、請求項３〜７のいずれか一項に記載の防弾層。
【請求項９】
合成材料混合物が、ポリウレタン及び／又はポリエチレン及び／又はエポキシ樹脂及び／又はシリコーン及び／又は耐衝撃性合成材料及び／又は衝撃抵抗性合成材料を含むことを特徴とする、請求項８に記載の防弾層。
【請求項１０】
衝撃側（Ａ）及び裏側（Ｂ）及び請求項１〜９のいずれか一項に記載の防弾層（２）を有する防弾多層配置（１）であって、
層の少なくとも１つがアラミド繊維又は同等繊維の層を含む多層繊維層（４、４１、４２、４３）によって形成され、前記多層繊維層（４、４１、４２、４３）が、特に、織物材料又は多層織物材料の形態で設計されることを特徴とする、防弾多層配置。
【請求項１１】
層の少なくとも１つが、精せっ器又は天然石又はセラミック又はセラミック混合物を含む、特に複合構造材料を含む、プレート（５）によって形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の防弾多層配置。
【請求項１２】
少なくとも１つの層が、セラミック又はセラミック金属又は精せっ器又は天然石の破片（６１）を含む破片層（６）であって、破片（６１）がマトリックス（６２）内に拘束されていることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の防弾多層配置。
【請求項１３】
少なくとも１つの層が金属プレート（７、７１、７２）によって形成されることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の防弾多層配置。
【請求項１４】
少なくとも１つの層が高粘着合成層によって形成されることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の防弾多層配置。
【請求項１５】
前記高粘着合成層が吸収層（２）のマトリックス（２４）を形成する、請求項１４に記載の防弾多層配置。
【請求項１６】
前記配置が衝撃側（Ａ）及び裏側（Ｂ）の少なくとも一方が合成被覆層（８）又は繊維強化合成ブレーディング層によって囲まれていることを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の防弾多層配置。
【請求項１７】
前記層配置において、その側面の少なくとも一方で吸収層（２）の後に繊維層（４）が続くことを特徴とする、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の防弾多層配置。
【請求項１８】
前記配置が、マット又は毛布と同程度に柔軟であるように設計されることを特徴とする、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の防弾多層配置。
【請求項１９】
前記配置が、剛性板として設計されることを特徴とする、請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の防弾多層配置。
【請求項２０】
少なくとも１つの精せっ器層、天然石層又はセラミック層、繊維層及び金属層が提供されることを特徴とする、請求項１０〜１７又は１９のいずれか一項に記載の防弾多層配置。
【請求項２１】
層配列が次のように選択されることを特徴とする、請求項１０〜１９又は１９〜２０のいずれか一項に記載の防弾多層配置：
−外被層、
−セラミック層、特に、後に金属層が続く、
−繊維層及び吸収層配列、
−金属層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾丸又はその他の高加速コンポーネントから防御するための防弾多層配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
防弾プレートは、車両、航空機、建築物上に、又は個人が直接携帯して、あらゆる種類の装甲に使用されている。ほとんどの場合、防弾プレートが非常に重いことが欠点であり、プレートは特定の防弾レベルの要求を満足するため必然的に十分な厚さを必要とする。
【０００３】
重さが欠点となるのは、例えば厚鋼板を含む装甲を用いて弾丸の脅威に対する防護を提供する必要がある旅客輸送車両において、プレートが重いために車両が低速で扱いにくいものにもなる場合である。
【０００４】
このため、更に高水準の技術においては多層プレートが使用されるが、これは製造コストが高いか又は要求される高い防弾レベルに適合しない。図５は、既知の防弾プレート９を示し、その衝突側に、弾丸を減速し、最善の場合には部分的に分解する手段であるセラミックプレート９１、続いて１つ又は複数のアラミド繊維層９２、最後に鋼板９３を含む。
【０００５】
セラミック材料のコア（例えば、タングステンカーバイド）を有する最新の弾丸又は高エネルギー弾の場合は特に、防御に必要な層厚により、これらのプレートは重くなりすぎるか又は製造コストが非常に高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、信頼性があり、かつ製造時に材料を節約する防弾多層配置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴を有する防弾多層配置及び請求項１０の特徴を有する防弾多層配置の防弾層によって達成される。
【０００８】
本発明によると、本発明の第１の態様によると、全体的又は大部分に発泡ガラスを含む吸収層によって形成されるような方法で防弾多層配置のための防弾層を設計することが提案される。同じ特徴を有する好適な発泡ガラスが、本発明の意味において包含される。
【０００９】
この方法で、入ってくる弾丸又は破片を特に有効な方法で止めることが可能になる。エネルギーはかなりの程度まで吸収層に吸収される。
【００１０】
「発泡ガラス」という用語は、ガス又空気で満たされた細孔を有する発泡ガラスを指す。発泡ガラスは、種々の粒径で製造できる。
【００１１】
本発明の非常に経済的で、したがって有利な変形は、焼結発泡ガラス顆粒の形態で存在する発泡ガラスを提供する。
【００１２】
本発明において、層の柔軟性はマット又は毛布と同じ位であることができ、特に更なる実施形態では剛体板と同じ位であることもできる。
【００１３】
剛性複合構造として、防弾層は発泡ガラスとして存在することができ、本発明の更なる有利な実施形態によると、焼結発泡ガラス顆粒の形態であることができる。
【００１４】
特に有利であり、従って好ましい本発明の実施形態は、発泡ガラス顆粒を封入するマトリックスによって高密度充填又は充満が保たれる発泡ガラス顆粒の形態で存在する発泡ガラスを提供する。この配置において、顆粒ビーズは互いに緊密に接合し、少なくとも部分的にマトリックスに封入される。
【００１５】
好ましくは、発泡ガラス顆粒は、０．０１ｍｍ〜５ｍｍの顆粒サイズを具備する。
【００１６】
更に、発泡ガラス又は発泡ガラス顆粒は、主としてＳｉＯ２を含むことが好ましい。更に好ましくは、発泡ガラス又は発泡ガラス顆粒は更なる成分としてＮａ２Ｏ及びＣａＯを含み、同じく好ましくは更なる成分として、それぞれの場合で１０重量％未満の少量のＡｌ２Ｏ３及び／又はＭｇＯ及び／又はＫ２Ｏを含む。
【００１７】
本発明の特に有利な実施形態によると、発泡ガラス顆粒のマトリックスは、合成材料又は合成樹脂又は合成材料／合成樹脂の混合物を含み、この混合物は、特に耐衝撃性である。これにより、弾丸のエネルギーの特に良好な吸収を達成することができる。
【００１８】
従って、有利には、合成材料混合物がポリウレタン及び／又はポリエチレン及び／又はエポキシ樹脂及び／又はシリコーン及び／又は耐衝撃性合成材料及び／又は衝撃抵抗性合成材料を含むことが条件とされる。
【００１９】
本発明の更なる実施形態によると、衝撃側及び裏側及び請求項１〜９のいずれか一項に記載の防弾層を有する防弾多層配置が提案され、この防弾多層配置の層の少なくとも１つが、アラミド繊維又は同等の繊維の層を含む多層繊維層によって形成され、前記多層繊維層が、特に、織物材料又は多層織物材料の形態で設計される。
【００２０】
有利には、層の少なくとも１つは、精せっ器又は天然石又はセラミック又はセラミック混合物を含むプレート、特に複合構造材料を含むプレートによって形成されることが規定される。この方法で、弾丸を、避けられないプレートの破壊力によって非常に有効に減速することができ、更には部分的に分解し、弾道から離れさせることができ、その結果接触面が広がることにより、後の層の有効性が向上する。
【００２１】
軽量弾丸又は低エネルギー弾丸は、このような層に完全に保持され得る。
【００２２】
弾丸が層を貫通する際に、破片層、好ましくは本発明の改良に従って提供される破片層によって弾丸を非常に有効に偏向させることもできる。そのために、破片層はセラミック又はセラミック金属又は精せっ器又は天然石を含む破片によって形成され、その破片がマトリックス内に拘束されていることが提案される。
【００２３】
好ましくは、防弾多層配置の少なくとも１つの層は金属プレートによって形成される。
【００２４】
有利には、少なくとも１つの層が、この配置において好ましくは吸収層のマトリックスの高粘着性合成層によって形成され得る高粘着合成層によって形成され得る。
【００２５】
有利には、本配置は、衝撃側と裏側のうち少なくとも一方が合成被覆層又は繊維強化合成編組層によって囲まれる。その結果、衝撃近傍の領域の構造がより保存され、例えば、破砕又は破断されたセラミックプレートは衝撃の場所の近傍領域においてその機能を維持する。
【００２６】
好ましくは、層配列において、吸収層の側面の少なくとも１つで、後に繊維層が続く。
【００２７】
プレート様の設計において、吸収プレートとは別に、有利には少なくとも１つの精せっ器層、天然石層又はセラミック層、繊維層及び金属層が提供される。
【００２８】
特定の実施形態は、層配列が以下のように選択されることを規定する：
−外被層、
−セラミック／精せっ器／天然石層、特に、後に金属層が続く、
−繊維層及び吸収層配列、
−金属層。
【００２９】
更なる有利な実施形態は、更なる従属請求項又は可能な従属項の組み合わせに記載される。
【００３０】
以下に、図を参照して本発明をより詳細に説明する。以下の事項が図式的に示される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による吸収層を衝撃側から見て繊維層の上流に有する防弾多層配置の線図である。
【図２】本発明による吸収層を衝撃側から見て繊維層の下流に有する防弾多層配置の線図である。
【図３】発泡ガラス顆粒及び該発泡ガラス顆粒を封入するマトリックスを有する吸収層の線図である。
【図４】発泡ガラス顆粒の断面を例示する線図である。
【図５】最新技術による防弾プレートの線図である。
【図６】第１の変形による、本発明の吸収層を有する例示的な防弾多層配置の線図である。
【図７】第２の変形による、本発明の吸収層を有する例示的な防弾多層配置の線図である。
【図８】第３の変形による、本発明の吸収層を有する例示的な防弾多層配置の線図である。
【図９】破片層を有する第４の変形による、本発明による吸収層を有する例示的な防弾多層配置の線図である。
【図１０】本発明による複数の吸収層配置を有する第５の変形による例示的な防弾多層配置の線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図中の同一の参照番号は、同一の要素又は同一の効果を有する要素を表す。
【００３３】
図１は、本発明による防弾多層配置１の線図を示す。この配置において、弾丸衝撃側Ａから見たときのアラミド繊維層４の下流に、多層織物材料の形態の吸収層２が配置されている。図２は、吸収層２及び繊維層４の配列が逆になっている別の配列を示す。
【００３４】
すべての例示的実施形態において、層は機械的に又は適切な接着剤の使用により相互接続される。
【００３５】
吸収層２は、発泡ガラス顆粒を封入するマトリックス２４によって高密度充填が保たれた発泡ガラス顆粒２２の形態の発泡ガラス２１を含む（図３参照）。マトリックス２４は、耐衝撃性合成混合物の形態である。耐衝撃性ポリウレタン混合物を用いて良好な結果が得られている。
【００３６】
発泡ガラス２１は、非常に軽量で、破損粒子がなく、高断熱性、遮音性、耐圧性、不燃性、耐酸性及び耐害虫性である。
【００３７】
この例において、発泡ガラス顆粒２２の組成は以下の通りである：
ＳｉＯ２  ７１±２重量％
Ｎａ２Ｏ  １３±１．５重量％
ＣａＯ  ８±２重量％
Ａｌ２Ｏ３  ２±１．３重量％
ＭｇＯ              ２±１重量％
Ｋ２Ｏ            １±０．２重量％
及び
Ｆｅ２Ｏ３  ０．５±０．２重量％
微量元素＜０．５重量％。
【００３８】
顆粒２２自体は、閉気孔であることも開気孔であることもでき、顆粒サイズは０．０１ｍｍ〜５ｍｍであり得る。実施例として図４の断面図に示すように、発泡ガラス顆粒２２は気泡サイズ２３が０．００１〜０．５ｍｍである。
【００３９】
エネルギーが吸収される構成に応じて、吸収層の層厚は０．５〜５０ｍｍの間とすることができる。
【００４０】
実施例において繊維層４（４１、４２、４３）は、アラミド繊維を含む多層織物材料である。ただし、同等の繊維を使用することもできる。
【００４１】
図１又は図２に従って、弾性であるように配置を設計すること、及び防弾多層配置をマット又は毛布として製造することができるように吸収層のマトリックスを選択することが考えられる。したがって、固定テント又はカーテン等が可能である。
【００４２】
図６は、吸収層２を有するプレートとしての防弾多層配置１の例示的設計を示す。
【００４３】
衝撃側Ａの方向から見た層配列は以下の通りである。一番外側に合成被覆層８が設けられている。この被覆層８は、外向きの仕上げとして使用され、その後の非常に硬いセラミック層５の破砕成分が弾丸による打撃で脱落しないこと、及びセラミック層５の亀裂が衝撃周辺で更に打撃を受けた場合でも一体構造が保たれることを確実とする。
【００４４】
この配置で、本発明の意味において、セラミック層５は、精せっ器又は天然石又はセラミック混合物又はセラミック−金属混合物のようなその他の材料をプレート形で含むこともできる。
【００４５】
「セラミック」層５が硬いことは重要である。硬さは、古典的なセラミックによって又は非常に硬い天然石（花崗岩等）若しくは精せっ器（非常に硬い高温焼成せっ器）のような代替材料によって与えることができる。
【００４６】
セラミック層５の後に、織物アラミド材料の繊維層４が続く。この後に吸収層２が続き、この層は弾丸又は破片のエネルギーを吸収することができる。吸収層では大量のエネルギーが弾丸によって吸収され、それ以後の弾道がはるかに広い基盤に分布することから、この金属プレート７の後が最終層として十分である。
【００４７】
更に高いエネルギーが入力された場合又は重量軽減のために層厚をより薄くなるように選択した場合、図７に従い、鋼板７の前、第１繊維層４１の後、前記第２繊維層４２の直前に提供される変形も実施することができる。
【００４８】
図８は更なる変更を示し、図７の実施例と比較したときに、セラミック層５の後に第１の鋼板７１が設置されている。この鋼板７１は衝撃の直近のセラミック層を一層安定化する。これは、複数の弾丸が入る場合に有利となり得る。示した例では、鋼板７２も裏側Ｂ上に提供される。前記鋼板７２は、すでに車両の軽度装甲外壁として、又は通常の外壁としてすでに設計されていることがあり得る。
【００４９】
図９は、更なる変更を示す。この場合、セラミック層５の後に、マトリックス６２内に拘束されたセラミック破片又はセラミック−金属破片又は精せっ器破片又は天然石破片６１を含む破片層６が続く。この設計において、層配列はそれほど不可欠な特徴ではなく、むしろマトリックス内に拘束された破片層が存在し、その破片層が弾丸又は硬い弾丸のコア（例えば、タングステンカーバイド）を偏向させる、緩く充填された非常に硬い破片を含むことが不可欠な特徴である。
【００５０】
図１０による実施例は、２つの連続する吸収層２ａ及び２ｂが繊維層４２によって互いに分離された配列を示す。この例において、吸収層２ａ及び２ｂはいずれも更なる繊維層４１及び４３に隣接して位置し、それに続く鋼板７１及び７２を含む。
【００５１】
上記の例に示す層は、いくつかの層が除外されるか又は複数回配置された、その他の配列で配置することもできる。
【００５２】
本発明による吸収層の使用において、前記層が顕著な断熱特性を与えることも非常に有利である。従って、車両、構造物又はテントを、更なる層又は何らかのその他の対策を必要とすることなく、高温又は低温に対して外界から断熱することができる。
【００５３】
同様に、本発明による吸収層の設計は遮音性である。この特徴も、提案された用途において有利である。
【符号の説明】
【００５４】
１    防弾多層配置
Ａ    衝撃側
Ｂ    裏側
２    吸収層
２ａ、２ｂ        吸収層
２１  発泡ガラス      
２２  発泡ガラス顆粒
２３  気泡
２４  マトリックス
４    繊維層
４１  繊維層
４２、４３  繊維層
５    セラミックプレート
６    破片層
６１  破片
６２  マトリックス
７    金属プレート
７１、７２  金属プレート
８    合成被覆層
９    防弾プレート（最新技術）
９１  セラミックプレート
９２  繊維層
９３  鋼板
【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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【図９】
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【図１０】
2014529719.tif 000012
【国際調査報告】
2014529719.tif 000013
2014529719.tif 000014
2014529719.tif 000015
2014529719.tif 000016
2014529719.tif 000017
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