(57)【要約】  改善された耐久性を有する耐弾性複合材料。より詳細には、複合材料の耐摩耗性を向上させると同時に下地のバインダー系の特性の活用も可能とする保護熱可塑性上張り層を含む耐弾性複合材料。【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐弾性物品であって；
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維、及び前記繊維の表面上および周囲のポリマー物質を含んでおり、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を有する、繊維複合材料、及び
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層であって、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆っているものである、少なくとも１つの熱可塑性上張り層、
を含む耐弾性物品。
【請求項２】
熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および前記外側底部表面の両方に接着されている、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項３】
前記ポリマー物質の一部が、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層を通して露出されている、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項４】
前記上張り層が、非連続熱可塑性ウェブ、規則的な非連続熱可塑性ネット、非連続不織布、非連続不織スクリム、非連続溶融粉末、多孔性フィルム、または複数の熱可塑性ポリマー条片、を含む、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項５】
前記上張り層が、非連続熱可塑性スクリムを含む、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項６】
前記繊維複合材料が、１つ以上の不織繊維層を含む、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項７】
前記繊維複合材料が、１つ以上の織り繊維層を含む、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項８】
前記繊維複合材料が、複数の繊維層を含み、ここで、連続ポリマーフィルムが、各繊維層間に存在する、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項９】
前記ポリマー物質が、水による溶解に対する耐性、および１つ以上の有機溶媒による溶解に対する耐性を有する加水分解安定性極性ポリマーを含む、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項１０】
前記ポリマー物質が、フッ素含有物質を含む、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項１１】
前記ポリマー物質が、前記繊維複合材料の約７重量％から約２０重量％を成す、請求項１に記載の耐弾性物品。
【請求項１２】
耐弾性物品を作製する方法であって、
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維、ならびに前記繊維の表面上および周囲のポリマー物質を含んでおり、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を有するものである繊維複合材料を提供すること、
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面へ少なくとも１つの熱可塑性上張り層を適用し、それによって、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆うようにすること、及び
ｃ）前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層を、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面へ接着すること、
を含む耐弾性物品を作製する方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および前記外側底部表面の両方に接着される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面に熱接着される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
耐弾性物品であって、
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維を含み、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を含む、繊維複合材料、及び
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層であって、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆っているものである、少なくとも１つの熱可塑性上張り層、
を含む耐弾性物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連先願の相互参照
本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる２０１１年３月２５日出願の同時係属出願番号第１３／０７２，５２３号の一部継続出願である。本出願はまた、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる２０１１年９月６日出願の同時係属米国特許仮出願番号第６１／５３１，３３４号の利益も主張するものである。
【０００２】
本発明は、改善された耐久性を有する防弾性複合材料に関する。より詳細には、本発明は、複合材料の耐摩耗性を高めると同時に、下地のバインダー系の特性の活用も可能とする保護熱可塑性上張り層を含む防弾性複合材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
投射物に対する非常に優れた特性を有する高強度繊維を含有する耐弾性物品は周知である。耐弾丸ベスト、ヘルメット、車両パネル、および軍用設備の構造部材などの物品は、通常、高強度繊維を含む布地から作られる。従来から用いられる高強度繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリ（フェニレンジアミンテレフタラミド）などのアラミド繊維、グラファイト繊維、ナイロン繊維、ガラス繊維などが挙げられる。ベストまたはベストの部材などの多くの用途において、繊維は、織布または編物として用いられ得る。その他の用途では、繊維は、ポリマーバインダー物質中に封入されて、または埋め込まれて、剛性、もしくは柔軟な可撓性である多層の織布または不織布が形成され得る。
【０００４】
ソフト可撓性防弾衣料の特徴が、その防弾衣料が、織布から、または不織布から作製されたものであるかに応じて異なることは公知である。ポリマーバインダー物質で含浸された繊維の不織一方向性複合材料は、防弾衣料産業の中でも最も性能の高い物質であり、それらは、個人用ソフト防弾衣料の製造において特に効果的である。それらの耐弾性能は、一般的に、織布から作製された個人用ソフト防弾衣料よりも優れている。しかし、防弾衣料産業の中には、不織布から形成された複合材料よりも織布の方が良好な耐久性を、特には、良好な表面耐摩耗性を有するという考えもある。不織布の耐摩耗性を改善する１つの公知の方法は、ポリエチレンフィルムなどの薄い連続ポリマーフィルムを布地の外側表面にラミネートすることによるものである。しかし、そのようなフィルムラミネート品は、非ラミネート品よりも早い速度で水を吸収する傾向を有することが観察されている。別の選択肢として、ポリエチレンワックスなどの可融性ワックスで布地表面を被覆することで耐摩耗性を改善することが知られている。ワックスは、効果的ではあるが、望ましくないことに、布地の硬さを増加させてしまうことが見出されている。また、そのような外側表面の保護被覆は、それが連続ポリマーフィルムであれ、またはワックスであれ、外側表面の保護被覆の下にあるいずれの下地耐化学薬品性被覆または耐環境性バインダー系にも干渉する傾向にあるということも見出されている。従って、本技術分野において、ソフト防弾衣料の耐久性を、布地の硬さを増加させることなく改善し、同時に耐化学薬品性被覆または耐環境性バインダー系などのその他の有益な布地特性の活用も可能にする新しい技術が求められている。本発明は、本技術分野におけるこの要求に対する解決策を提供するものである。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、外側最上部表面および／または外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層を有する耐弾性物品を提供し、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、布地の外側表面の一部分のみを覆っている。このことが、布地の耐化学薬品および／または耐環境特性に干渉することなく、布地の耐摩耗性および耐久性を大きく改善するものであることが見出された。
【０００６】
本発明は：
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維、ならびに繊維表面上および繊維周囲にあるポリマー物質を含んでおり；前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を有する、繊維複合材料；ならびに、
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層であって、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆っているものである、少なくとも１つの熱可塑性上張り層、
を含む耐弾性物品を提供する。
【０００７】
本発明はまた：
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維、ならびに繊維表面上および繊維周囲にあるポリマー物質を含んでおり；前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を有するものである繊維複合材料を提供すること；
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面へ少なくとも１つの熱可塑性上張り層を適用し、それによって、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆うようにすること；ならびに、
ｃ）少なくとも１つの熱可塑性上張り層を、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面へ接着すること、
を含む、耐弾性物品を作製する方法も提供する。
【０００８】
本発明はさらに、
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維を含み、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を含む、繊維複合材料；ならびに、
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層であって、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆っているものである、少なくとも１つの熱可塑性上張り層、
を含む耐弾性物品も提供する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、繊維複合材料の外側表面を修飾するための方法、および改善された耐久性を有する得られた耐弾性物品を提供する。前記繊維複合材料は、織布であっても、または不織布であってよく、複合材料の成分繊維の表面を被覆するポリマーバインダー物質で含浸されていても、または含浸されていなくてもよい。本発明は、複数の繊維層を含んでいて、各繊維層が、複数の繊維、ならびに繊維表面上および繊維周囲にあるポリマー物質を含んでいるものである不織布の耐久性を改善するために特に有用である。本明細書で用いられる場合、「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非統合プライ、一方向に配向された繊維の複数の統合プライ、織布、複数の統合織布、またはフェルト、マット、およびランダム配向繊維を含むその他の構造を含む複数の繊維から形成されたその他のいかなる布地構造を含んでいてもよい。「層」は、概して平面である配列を示す。各繊維層は、外側最上部表面および外側底部表面の両方を有する。一方向に配向された繊維の「単一プライ」は、一方向の実質的に平行であるアレイとして整列される重なり合わない繊維の配列を含む。このタイプの繊維配列は、本技術分野にて、「ユニテープ（unitape）」（一方向性テープ）としても知られる。本明細書で用いられる場合、「アレイ」とは、繊維または糸のサイドバイサイド型の規則正しい配列を示し、「平行アレイ」とは、繊維または糸の規則正しい平行配列を示す。「配向された繊維」の文脈で用いられる場合の「配向された」の用語は、繊維の延伸とは対照的に、繊維の整列を意味する。
【００１０】
本発明の目的のために、「繊維」は、その長さ寸法が幅および厚さの横寸法よりも非常に大きい長尺体である。本発明で用いるための繊維の断面は、広く様々であってよく、それらは、円形状、扁平形状、または横長形状の断面であってよい。従って、「繊維」の用語には、規則的または不規則的な断面を有するフィラメント、リボン、条片（strips）などが含まれるが、繊維は、実質的に円形状の断面を有することが好ましい。本明細書で用いられる場合、「糸」の用語は、複数繊維から成る単一のストランドとして定義される。単一の繊維は、ただ１つのフィラメントから、または複数のフィラメントから形成されてよい。ただ１つのフィラメントから形成される繊維は、本明細書にて、「単一フィラメント」繊維または「モノフィラメント」繊維と称し、複数のフィラメントから形成される繊維は、本明細書にて、「マルチフィラメント」繊維と称する。
【００１１】
「布地」の用語は、１つ以上の繊維プライを、そのプライの成型もしくは統合を行って、または行わずに含んでよい構造を示す。例えば、織布またはフェルトは、単一の繊維プライを含み得る。一方向性繊維から形成される不織布は、通常、互いに積み重ねられ、統合された複数の繊維プライを含む。本明細書にて用いられる場合、「単一層」構造は、１つ以上の個別のプライから成る一体構造を意味し、ここで、複数の個別のプライが、ポリマーバインダー物質と共に単一の単体構造に統合されている。「統合する」とは、ポリマーバインダー物質が、各繊維プライと共に単一の単体層に合わせられることを意味する。統合は、乾燥、冷却、加熱、加圧、またはこれらの組み合わせを介して行われてよい。湿式ラミネーションプロセスの場合がそうであるように、繊維または布地層がそれだけで互いに接着される場合があるため、熱および／または圧力が必要でない場合がある。「複合材料」の用語は、繊維と少なくとも１つのポリマーバインダー物質との組み合わせを意味する。本明細書で用いられる場合、「複雑な複合材料」とは、複数の繊維層の統合された組み合わせを意味する。本明細書で述べるように、「不織」布は、製織によって形成されるものではないすべての布地構造を含む。例えば、不織布は、少なくとも部分的にポリマーバインダー物質で被覆され、積み重ねられ／重ね合わされ、統合されて単一層の一体要素とされた複数のユニテープ、さらにはポリマーバインダー組成物で（好ましくは）被覆された非平行ランダム配向繊維を含むフェルトまたはマットを含み得る。本明細書で用いられる場合、「熱可塑性上張り層」とは、布地または繊維層の表面に接着されていてよく、前記表面の一部のみを覆っているいずれの熱可塑性物質をも意味する。布地／繊維層表面全体を覆い、水および有機溶媒などの環境要素に対して不透過性である非多孔性連続フィルムは、それから明確に除外される。しかし、一方の外側布地／繊維層表面のみが連続フィルムで被覆され、他方の外側布地／繊維層表面は本明細書で述べる上張り層で部分的に覆われているという状態、または一方の外側表面は覆われておらず、他方の外側表面は部分的に上張り層で覆われているという状態は本発明の範囲内である。両方の外側布地／繊維層表面が本明細書で述べる上張り層で部分的に覆われており、それによって下地のポリマーバインダー物質（存在する場合）の一部が前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層を通して露出されている状態が最も好ましい。また、複数の繊維層を含む繊維複合材料が、隣接する繊維層の一部またはすべての間に存在する連続ポリマーフィルムを有する状態も本発明の範囲内である。
【００１２】
明確に連続非多孔性フィルムではないが、熱可塑性上張り層は、それが適用される表面が部分的にのみ覆われる限りにおいて、例外なく、いかなる構造を有していてもよい。これは、例えば、非連続熱可塑性ウェブ、規則的な非連続熱可塑性ネット、非連続不織布、非連続不織スクリム、非連続溶融粉末、多孔性フィルム、または複数の熱可塑性ポリマー条片であってよい。複数の熱可塑性ポリマー条片が適用される場合、各条片は、１つの上張り層である。これらの物質は、様々な方法によって布地／繊維層に接着されてよく、これらに限定されないが、カレンダーニップもしくはフラットベッドラミネーターによる熱ラミネーション、または樹脂バインダーが繊維に適用される被覆プロセスの一部としての湿式ラミネーションが挙げられる。別の選択肢として、熱可塑性樹脂またはバインダーの非連続可融性粉末の被覆が外側表面に適用されてもよく、続いて、フラットベッドラミネーターなどを介しての表面への粉末の接着、溶融、および／または融合が行われる。これらの好ましい方法は、考え得る技術の単なる限定されない例であり、記載の目的を達成するために有用である方法すべてを網羅したリストであることを意図するものではない。さらに、繊維プライ／繊維層の統合およびポリマーの適用／接着の工程は、２つの別個の工程、または単一の統合／ラミネーション工程のいずれかを含んでよいことは理解されるべきである。
【００１３】
上張り層は、必要に応じて、布地／繊維層の一方または両方の表面上に適用されてよい。また、その適用は、アレイ状に配列されるが、被覆の段階では布地と見なされても、または見なされなくてもよい複数の繊維上へ行われてもよい。組み合わされた上張り層が、それが適用された外側最上部表面および／または外側底部表面の一部分のみを覆うものである限りにおいて、複数の上張り層が互いの上に適用されてもよい。熱可塑性上張り層の布地／繊維層への接着は、一般的に、プロセスのいかなる段階で行われてもよい。例えば、耐弾性物品の作製において最も一般的であるポリマーバインダー物質と統合された複数の繊維層または繊維プライを含む耐弾性物品が形成される場合、熱可塑性上張り層の物品の外側繊維層／プライへの接着は、ｉ）複数の繊維層／プライとポリマーバインダー物質とを統合して複合材料とする統合工程の前、またはｉｉ）複数の繊維層／プライとポリマーバインダー物質とを統合して複合材料とする統合工程の過程のインラインにて、またはｉｉｉ）複数の繊維層／プライとポリマーバインダー物質とを統合して複合材料とする統合工程の後に行われてよい。
【００１４】
繊維層およびそれから形成された複合材料は、好ましくは、高強度高引張モジュラスポリマー繊維から形成される耐弾性複合材料を構成する。最も好ましくは、繊維は、耐弾性物質および物品の形成に有用である高強度高引張モジュラス繊維を含む。本明細書で用いられる場合、「高強度高引張モジュラス繊維」とは、各々いずれもＡＳＴＭ  Ｄ２２５６によって測定される、少なくとも約７ｇ／デニール以上の好ましい引張強度、少なくとも約１５０ｇ／デニール以上の好ましい引張モジュラス、および少なくとも約８Ｊ／ｇ以上の好ましい破断エネルギーを有する繊維である。本明細書で用いられる場合、「デニール」の用語は、線密度の単位を意味し、繊維または糸の９０００メートルあたりのグラム単位での質量に等しい。本明細書で用いられる場合、「引張強度」の用語は、無応力下の検体の単位線密度（デニール）あたりの力（グラム）として表される引張応力を意味する。繊維の「初期モジュラス」は、変形に対するその耐性を表す物質の特性である。「引張モジュラス」の用語は、デニールあたりの力‐グラム（ｇ／ｄ）で表される引張強度の変化の、初期繊維長の比（インチ／インチ）として表される歪みの変化に対する比率を意味する。
【００１５】
繊維を形成するポリマーは、好ましくは、耐弾性複合材料／布地の製造に適する高強度高引張モジュラス繊維である。耐弾性複合材料および物品の形成に特に適切である特に適する高強度高引張モジュラス繊維物質としては、高密度および低密度ポリエチレンを含むポリオレフィン繊維が挙げられる。高配向高分子量ポリエチレン繊維、特には、超高分子量ポリエチレン繊維、およびポリプロピレン繊維、特には、超高分子量ポリプロピレン繊維などの鎖伸長ポリオレフィン繊維が特に好ましい。また、アラミド繊維、特には、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レート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、鎖伸長ポリビニルアルコール繊維、鎖伸長ポリアクリロニトリル繊維、ポリベンゾキサゾール（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、ならびにＭ５（登録商標）繊維などのその他の剛性ロッド繊維（rigid rod fibers）も適している。これらの繊維タイプの各々は、本技術分野にて従来から公知である。また、ポリマー繊維の作製には、コポリマー、ブロックポリマー、および上記物質のブレンドも適している。
【００１６】
耐弾性布地用に最も好ましい繊維タイプとしては、ポリエチレン、特には、鎖伸長ポリエチレン繊維、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、特には、高配向鎖伸長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、およびその他の剛性ロッド繊維、特には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。
【００１７】
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、２００万から５００万の分子量を有する鎖伸長ポリエチレンである。そのような鎖伸長ポリエチレン（ＥＣＰＥ）繊維は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，１３７，３９４号または同第４，３５６，１３８号に記載のものなどの溶液紡糸プロセスで成長されてよく、またはやはり参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，５５１，２９６号または同第５，００６，３９０号に記載のものなど、溶液から紡糸されてゲル構造が形成されてもよい。本発明での使用に特に好ましい繊維タイプは、ハネウェルインターナショナル社からＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）の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、本技術分野にて公知であり、例えば、米国特許第４，６２３，５４７号および同第４，７４８，０６４号に記載されている。ポリエチレンに加えて、別の有用なポリオレフィン繊維タイプは、ポリプロピレン（繊維またはテープ）であり、サウスカロライナ州スパータンバーグのミリケン＆カンパニー（Milliken & Company）から市販されているＴＥＧＲＩＳ（登録商標）繊維などである。
【００１８】
また、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。それらは市販されており、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ラミド）フィラメントは、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）の商標にてデュポンにより商業的に生産されている。また、本発明の実践において、ＮＯＭＥＸ（登録商標）の商標にてデュポンにより商業的に生産されているポリ（ｍ−フェニレンイソフタラミド）繊維、およびＴＷＡＲＯＮ（登録商標）の商標にて帝人により商業的に生産されている繊維；ＨＥＲＡＣＲＯＮ（登録商標）の商標にて韓国のコロンインダストリーズ社（Kolon Industries, Inc.）により商業的に生産されているアラミド繊維；ロシアのカメンスクボロクノＪＳＣ（Kamensk Volokno JSC）により商業的に生産されているｐ‐アラミド繊維ＳＶＭ（商標）およびＲＵＳＡＲ（商標）ならびにロシアのＪＳＣキムボロクノ（JSC Chim Volokno）により商業的に生産されているＡＲＭＯＳ（商標）ｐ−アラミド繊維も有用である。
【００１９】
本発明の実践に適するポリベンザゾール繊維は、市販されており、例えば、各々が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，２８６，８３３号、同第５，２９６，１８５号、同第５，３５６，５８４号、同第５，５３４，２０５号、および同第６，０４０，０５０号に開示されている。本発明の実践に適する液晶コポリエステル繊維は、市販されており、例えば、各々が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第３，９７５，４８７号；同第４，１１８，３７２号、および同第４，１６１，４７０号に開示されている。適切なポリプロピレン繊維としては、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，４１３，１１０号に記載のような高配向鎖伸長ポリプロピレン（ＥＣＰＰ）繊維が挙げられる。適切なポリビニルアルコール（ＰＶ−ＯＨ）繊維は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，４４０，７１１号および同第４，５９９，２６７号に記載されている。適切なポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，５３５，０２７号に開示されている。これらの各繊維タイプは、従来から公知であり、広く市販されている。
【００２０】
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、バージニア州リッチモンドのマゼランシステムズインターナショナル（Magellan Systems International）によって製造されており、例えば、各々が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，６７４，９６９号、同第５，９３９，５５３号、同第５，９４５，５３７号、および同第６，０４０，４７８号に記載されている。すべてが市販されているものである上記の物質のすべての組み合わせも適している。例えば、繊維層は、アラミド繊維、ＵＨＭＷＰＥ繊維（例：ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）繊維）、カーボン繊維など、ならびにガラス繊維およびその他の低性能（lower-performing）物質の１つ以上の組み合わせから形成されてよい。
【００２１】
繊維は、適切ないかなるデニールのものであってもよく、例えば、５０から約３０００デニール、より好ましくは、約２００から３０００デニール、さらにより好ましくは、約６５０から約２０００デニール、最も好ましくは、約８００から約１５００デニールなどである。選択は、耐弾性効果およびコストを考慮して決定される。繊維が細いほど、製造および製織のコストが上がるが、より大きい単位重量あたりの耐弾性効果を作製することができる。
【００２２】
上述のように、高強度高引張モジュラス繊維は、各々ＡＳＴＭ  Ｄ２２５６によって測定される、約７ｇ／デニール以上の好ましい引張強度、約１５０ｇ／デニール以上の好ましい引張モジュラス、および約８Ｊ／ｇ以上の好ましい破断エネルギーを有する繊維である。本発明の好ましい実施形態では、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、さらにより好ましくは、約３０ｇ／デニール以上、さらにより好ましくは、約３７ｇ／デニール以上、さらにより好ましくは、約４０ｇ／デニール以上、さらにより好ましくは、約４５ｇ／デニール以上、さらにより好ましくは、約５０ｇ／デニール以上、さらにより好ましくは、約５５ｇ／デニール以上、そして最も好ましくは、約６０ｇ／デニール以上であるべきである。好ましい繊維はまた、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１０００ｇ／デニール以上、そして最も好ましくは、約１５００ｇ／デニール以上の好ましい引張モジュラスも有する。好ましい繊維はまた、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以上の好ましい破断エネルギーも有し、最も好ましくは、約４０Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有する。これらの高強度特性の組み合わせは、公知のプロセスを用いることで得ることができる。米国特許第４，４１３，１１０号、同第４，４４０，７１１号、同第４，５３５，０２７号、同第４，４５７，９８５号、同第４，６２３，５４７号、同第４，６５０，７１０号、および同第４，７４８，０６４号には、好ましい高強度鎖伸長ポリエチレン繊維の形成全般について考察されている。溶液成長またはゲル繊維プロセスを含むそのような方法は、本技術分野にて公知である。パラ−アラミド繊維を含むその他の好ましい繊維タイプの各々を形成する方法もまた、本技術分野にて従来から公知であり、これらの繊維は、市販されている。
【００２３】
繊維層に含浸されるポリマーバインダーは、部分的に、または実質的に、繊維層の個々の繊維を被覆する。ポリマーバインダー物質は、本技術分野において「ポリマーマトリックス」物質としても一般的に知られており、これらの用語は、本明細書にて交換可能に用いられる。これらの用語は、本技術分野にて従来から知られており、その固有の接着性により、または公知の熱および／もしくは圧力条件に付された後に、繊維を一緒に接着する物質のことを示す。そのような「ポリマーマトリックス」または「ポリマーバインダー」物質は、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も布地に提供し得るものであり、従って、織布の場合など、その接着特性が重要ではない場合であっても、そのようなバインダー物質で繊維を被覆することが望ましい場合がある。低圧ラミネーション、または高圧成型もしくはラミネーションによって複数の織布を１つに合わせることが望まれる場合、何らかの形態のポリマーバインダー物質で織布を含浸または被覆することが一般的には必要である。従って、複数の織布を１つに合わせるためには、織布を構成する繊維は、好ましくは、ポリマーバインダーによって少なくとも部分的に被覆され、続いて、不織繊維層の場合に行われるものに類似の統合工程が行われる。
【００２４】
適切なポリマーバインダー物質としては、低モジュラス弾性物質および高モジュラス剛性物質の両方が挙げられる。本明細書全体を通して用いられる場合、引張モジュラスの用語は、繊維についてはＡＳＴＭ  ２２５６によって、ポリマーバインダー物質についてはＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定される弾性モジュラスを意味する。低または高モジュラスバインダーは、様々なポリマーおよび非ポリマー物質を含んでよい。好ましいポリマーバインダーは、低モジュラス弾性物質を含む。本発明の目的のために、低モジュラス弾性物質は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８の試験手順にしたがって約６０００ｐｓｉ（４１．４ＭＰａ）以下と測定される引張モジュラスを有する。低モジュラスポリマーは、好ましくは、有し、エラストマーの引張モジュラスは、約４０００ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）以下、より好ましくは、約２４００ｐｓｉ（１６．５ＭＰａ）以下、より好ましくは、約１２００ｐｓｉ（８．２３ＭＰａ）以下、そして最も好ましくは、約５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）以下である。エラストマーのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは、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。エラストマーはまた、少なくとも約５０％、より好ましくは、少なくとも約１００％の好ましい破断伸びも有し、最も好ましくは、少なくとも約３００％の破断伸びを有する。
【００２５】
低モジュラスを有する広範囲の様々な物質および配合が、ポリマーバインダーとして用いられてよい。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‐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、エチレンのコポリマー、ポリアミド（ある繊維タイプの場合に有用）、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、およびこれらの組み合わせ、ならびに繊維の融点未満で硬化可能であるその他の低モジュラスポリマーおよびコポリマーが挙げられる。また、種々の弾性物質のブレンド、または弾性物質と１つ以上の熱可塑性物質とのブレンドも好ましい。
【００２６】
特に有用であるのは、共役ジエンおよびビニル芳香族モノマーのブロックコポリマーである。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。ポリイソプレンが組み込まれたブロックコポリマーは、水素化されて、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が生成されてよい。このようなポリマーは、単純なＡ−Ｂ−Ａタイプのトリブロックコポリマー、（ＡＢ）ｎ（ｎ＝２〜１０）タイプのマルチブロックコポリマー、またはＲ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３〜１５０）タイプの放射形状のコポリマーであってよく；ここで、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。これらのポリマーの多くは、テキサス州ヒューストンのクレイトンポリマーズ（Kraton Polymers）によって商業的に生産されており、会報"Kraton Thermoplastic Rubber", SC-68-81に記載されている。また、ＰＲＩＮＬＩＮ（登録商標）の商標で販売されており、ドイツ、デュッセルドルフに本社を置くヘンケルテクノロジーズ（Henkel Technologies）から市販されているスチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）ブロックコポリマーの樹脂分散液も有用である。特に好ましい低モジュラスポリマーバインダーのポリマーは、クレイトンポリマーズによって商業的に生産されておりＫＲＡＴＯＮ（登録商標）の商標で販売されているスチレン系ブロックコポリマーを含む。最も好ましいポリマーバインダー物質は、ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）の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を含む。
【００２７】
また、水による、特に海水による溶解に対する耐性を有し、および／またはディーゼルもしくは非ディーゼルガソリン、砲身用潤滑剤（gun lube）、石油、および石油由来有機溶媒などの１つ以上の有機溶媒による溶解に対する耐性を有するポリマーバインダー物質も特に好ましい。これらのバインダー物質は、繊維および繊維層を１つに合わせる補助となり、さらには、環境汚染物に起因する分解に対する良好な耐性を有する複合材料物質を提供する。極性および加水分解安定性の両方であるポリマーは、効果的な耐弾性物品に必要である所望される耐弾特性を維持した状態で、耐水性および耐有機溶媒性の両方を示す。極性ポリマーは、一般的に、非極性有機溶媒による溶解に対して耐性を有し、加水分解安定性ポリマーは、水による加水分解に対して安定であり、すなわち、水への暴露時における化学的分解に対する耐性を有する。従って、そのようなポリマーマトリックス物質が組み込まれて形成された耐弾性物品は、そのような液体への長時間にわたる暴露後であっても、その耐弾特性を維持する。
【００２８】
適切な耐溶解性ポリマーマトリックス物質としては、好ましくは、極性修飾合成ゴム、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）およびスチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）を含む極性修飾ジエンゴムならびに極性修飾スチレン系ブロックコポリマー、極性ビニル系ポリマー、極性アクリルポリマー、ポリ塩化ビニルホモポリマー、ポリ塩化ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニルターポリマー、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン  極性エチレン酢酸ビニルコポリマー、極性エチレンアクリル酸コポリマー、シリコーン、熱可塑性ポリウレタン、ニトリルゴム、Ｎｅｏｐｒｅｎｅ（デュポン製）などのポリクロロプレン、ポリカーボネート、ポリケトン、ポリアミド、セルロース系、ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、アルキド、フェノール系、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルスルホン、およびこれらの組み合わせが挙げられる。また、本明細書で指定されないその他の極性加水分解安定性ポリマーも適切である。非極性合成ゴム、ならびにＳＩＳおよびＳＢＳなどのスチレン系ブロックコポリマーは、一般的に、カルボキシル基のグラフト化または酸もしくはアルコール官能基の付加によるなど極性基によって、またはその他のいずれかの極性基によって修飾されて、充分に撥油性とされるべきである。例えば、非極性ポリマーは、アクリル酸もしくはマレイン酸などのカルボン酸基を含有するモノマー、またはアミノ、ニトロ、もしくはスルホネート基などの別の極性基を含有するモノマーと共重合されてよい。そのような技術は、本技術分野にて周知である。
【００２９】
Ｃ−Ｃポリマーバックボーンを有する極性ポリマーが特に好ましい。本明細書で述べるように、極性ポリマーは、一般的に、非極性有機溶媒による溶解に対して耐性を有する。例えばアクリル系、エチレン酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどを含むビニル系ポリマーなどのＣ−Ｃバックボーンを有するポリマーは、加水分解安定性である分子構造を有する。また、極性熱可塑性ポリウレタン、特には加水分解安定性を高めるように構築されたものも特に好ましい。Ｃ−Ｃ結合とは異なり、ウレタン結合およびエステル結合は、一般的に、加水分解を受けやすい。従って、そのような結合を有するポリマーは、一般的に、撥水性および加水分解安定性を高めるように構築または修飾される。例えば、ポリウレタンは、ポリエーテルポリオールもしくは脂肪族ポリオール成分、または加水分解安定性を高めることが公知であるその他の成分との共重合を通して、加水分解性を高めるように構築されてよい。主たるポリウレタン生成反応は、触媒の存在下における、脂肪族または芳香族ジイソシアネートとポリオール、通常は、ポリエチレングリコールまたはポリエステルポリオールとの間の反応である。共反応体であるイソシアネートの選択も、加水分解安定性に影響を与え得る。共反応体の一方または両方におけるかさ高いペンダント基も、ウレタン結合を攻撃から保護し得る。ポリウレタンは、用いられるモノマーの種類を変更すること、ならびに撥水剤、ｐＨ緩衝剤、架橋剤、およびキレート化剤などのその特性の修飾またはその加水分解安定性の向上のためのその他の物質を添加することによって、様々な密度および硬度にて作製することができる。
【００３０】
熱可塑性ポリウレタンは、ホモポリマー、コポリマー、またはポリウレタンホモポリマーおよびポリウレタンコポリマーのブレンドであってよい。そのようなポリマーは市販されている。そのようなポリウレタンは、一般的には、水溶液、分散液、またはエマルジョンとして入手可能であり、その中での固体成分は、約２０重量％から８０重量％、より好ましくは、約４０重量％から約６０重量％の範囲であってよく、残りの重量分は水である。水性系が、使用の容易さのために好ましい。約２０００ｐｓｉ（１３．７９ＭＰａ）から約８０００ｐｓｉ（５５．１６ＭＰａ）の範囲の引張モジュラスである柔軟性および剛性物質の両方の範囲内の極性ポリウレタンが最も特に好ましい。好ましいポリウレタンは、必須ではないが最も好ましくは共溶媒を含有しないものである、水性ポリウレタン分散液として適用される。そのようなものとしては、水性アニオン性ポリウレタン分散液、水性カチオン性ポリウレタン分散液、および水性非イオン性ポリウレタン分散液が挙げられる。特に好ましいものは、水性アニオン性ポリウレタン分散液；水性脂肪族ポリウレタン分散液であり、最も好ましいものは、水性アニオン性脂肪族ポリウレタン分散液であり、これらはすべて、好ましくは、共溶媒非含有分散液である。そのようなものとしては、水性アニオン性ポリエステル系ポリウレタン分散液；水性脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散液；および水性アニオン性脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散液が挙げられ、これらはすべて、好ましくは、共溶媒非含有分散液である。また、そのようなものとしては、水性アニオン性ポリエーテルポリウレタン分散液；水性脂肪族ポリエーテル系ポリウレタン分散液；および水性アニオン性脂肪族ポリエーテル系ポリウレタン分散液も挙げられ、これらはすべて、好ましくは、共溶媒非含有分散液である。同様に好ましいものは、水性カチオン性および水性非イオン性分散液の対応するすべての変形（ポリエステル系；脂肪族ポリエステル系；ポリエーテル系；脂肪族ポリエーテル系など）である。最も好ましいものは、１００％伸びにおけるモジュラスが約７００ｐｓｉ以上、特に好ましくは、７００ｐｓｉから約３０００ｐｓｉの範囲である脂肪族ポリウレタン分散液である。より好ましいものは、１００％伸びにおけるモジュラスが約１０００ｐｓｉ以上、さらにより好ましくは、約１１００ｐｓｉ以上である脂肪族ポリウレタン分散液である。最も好ましいポリウレタンマトリックス物質は、極性加水分解安定性ポリエーテル系熱可塑性ポリウレタンまたは脂肪族系熱可塑性ポリウレタンを含み、これらはポリエステル系ポリウレタンよりも好ましく、特には、１０００ｐｓｉ以上、好ましくは１１００ｐｓｉ以上のモジュラスを有する脂肪族ポリエーテル系アニオン性ポリウレタン分散液を含む。
【００３１】
また、海水による溶解、浸透、および／または蒸散に対するその耐性、ならびに１つ以上の有機溶媒による溶解、浸透、および／または蒸散に対するその耐性のために望ましいものであるフッ素含有ポリマーも好ましい。有用なフッ素含有ポリマーとしては、フルオロポリマーおよびフルオロカーボン樹脂物質が挙げられる。有用なフルオロポリマーおよびフルオロカーボン樹脂物質としては、本技術分野にて公知であるように、フルオロポリマーホモポリマー、フルオロポリマーコポリマー、またはこれらのブレンドが挙げられ、例えば、米国特許番号第４，５１０，３１０号、同第４，５４４，７２１号、および同第５，１３９，８７８号に記載されている。有用なフルオロポリマーの例としては、これらに限定されないが、クロロトリフルオロエチレンのホモポリマーおよびコポリマー、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、フッ素化エチレン‐プロピレンコポリマー、パーフルオロアルコキシエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ならびにこれらのコポリマーおよびブレンドが挙げられる。
【００３２】
本明細書で用いられる場合、コポリマーは、２つ以上のモノマー成分を有するポリマーを含む。好ましいフルオロポリマーとしては、ポリクロロトリフルオロエチレンのホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。ＡＣＬＯＮ（商標）の商標で販売されており、ニュージャージー州モーリスタウンのハネウェルインターナショナル社から市販されているＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレンホモポリマー）物質が特に好ましい。最も好ましいフルオロポリマーまたはフルオロカーボン樹脂としては、フルオロカーボン修飾ポリマー、特には、フルオロカーボン側鎖のグラフト化を従来のポリエーテル（すなわち、フルオロカーボン修飾ポリエーテル）、ポリエステル（すなわち、フルオロカーボン修飾ポリエステル）、ポリアクリル酸（すなわち、フルオロカーボン修飾ポリアクリル酸）またはポリアクリレート（すなわち、フルオロカーボン修飾ポリアクリレート）などのポリアニオン（すなわち、フルオロカーボン修飾ポリアニオン）、およびポリウレタン（すなわち、フルオロカーボン修飾ポリウレタン）へ行うことによって形成されるフルオロ−オリゴマーならびにフルオロポリマーが挙げられる。これらのフルオロカーボン側鎖またはパーフルオロ化合物は、一般的に、テロメリゼーションプロセスによって作製され、Ｃ８フルオロカーボンと称される。例えば、フルオロポリマーまたはフルオロカーボン樹脂は、不飽和フルオロ化合物のテロメリゼーションから誘導されてフルオロテロマーが形成されてよく、ここで、前記フルオロテロマーは、さらに修飾されて、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアニオン、ポリアクリル酸、ポリアクリレート、またはポリウレタンとの反応が可能とされ、およびここで、フルオロテロマーは、次に、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアニオン、ポリアクリル酸、ポリアクリレート、またはポリウレタン上へグラフト化される。これらのフルオロカーボン含有ポリマーの良好な代表例は、スイスのクラリアントインターナショナル社（Clariant International, Ltd.）から市販されているＮＵＶＡ（登録商標）フルオロポリマー製品である。パーフルオロ酸系およびパーフルオロアルコール系側鎖を有するその他のフルオロカーボン樹脂、フルオロ‐オリゴマー、およびフルオロポリマーも、最も好ましい。Ｃ６、Ｃ４、またはＣ２など、より長さの短いフルオロカーボン側鎖を有するフルオロポリマーおよびフルオロカーボン樹脂も適しており、オハイオ州ファエローンのオムノバソリューションズ社（Omnova Solutions, Inc.）から市販されているＰｏｌｙＦｏｘ（商標）フルオロケミカルなどである。特に好ましいポリマーバインダー物質は、フルオロポリマーまたはフルオロカーボン含有樹脂と、ポリウレタンまたはスチレン系コポリマーなどの少なくとも１つのフルオロカーボン非含有ポリマー物質とのブレンドである。
【００３３】
また、その耐環境性のために、ニトリルゴム、好ましくは未硬化（非架橋）ニトリルゴムを含むポリマーバインダー物質も好ましい。硬化または架橋したニトリルゴムは、未硬化ニトリルゴムよりも高いモジュラスを有し、従って、未硬化物質よりも硬く、いくつかのソフト防弾衣料用途では問題である。ニトリルゴムポリマーは、水、例えば塩水、およびガソリンなどの有機溶媒に対する所望される耐性を達成し、同時に、いずれも非常に優れた耐久性の指標である良好な剥離強度および可撓性を布地に付与することから、特に望ましい。ニトリルゴムポリマーは、アクリロニトリルおよびブタジエンの不飽和コポリマーのファミリーであり、異なる特性を有する多くの異なる種類が入手可能である。例えば、ニトリルゴムのブタジエン含有量に対するアクリロニトリル含有量を調節することによって、油およびガソリンなどの有機溶媒に対する耐性が制御され、極限温度に対する耐性などのその他の特性とバランスが取られ得る。その極性に起因して、アクリロニトリル含有量が高いニトリルゴムは、アクリロニトリル含有量が低いニトリルゴムよりも良好な油およびガソリンに対する耐性を有し、また引張強度も高い。アクリロニトリル含有量が低いニトリルゴムも、良好な油およびガソリンに対する耐性を示すが、高アクリロニトリル含有量ポリマーほど良好ではなく、しかし、非常に優れた可撓性および弾力性を示し、一方、高アクリロニトリル含有量ポリマーは、より高い硬度およびより低い可撓性を示す。ソフト防弾衣料用途の場合、ニトリルゴムは、好ましくは、約１５重量％から約３０重量％、より好ましくは、約２０重量％から約３０重量％のアクリロニトリル含有量を有する。ハード防弾衣料用途の場合、ニトリルゴムは、好ましくは、約３１重量％から約５０重量％、より好ましくは、約４０重量％から約５０重量％の好ましいアクリロニトリル含有量を有する。高アクリロニトリル含有量であるニトリルゴムバインダーは、一般的に、低アクリロニトリル物質よりも高い引張モジュラスを有し、従って、剛性防弾衣料用途に特に良く適している。また、架橋されたニトリルゴムは、非架橋ゴムよりも高い引張モジュラスを有する。
【００３４】
好ましいニトリルゴムポリマーは、アクリロニトリルモノマー、ブタジエンモノマー、およびＮ−メチロールアクリルアミドまたはメタクリル酸などのカルボン酸などの別のモノマー成分を含むニトリルゴムターポリマーを含む。好ましくは、ニトリルゴムは、カルボキシル化ニトリルゴム（ＸＮＢＲ）ターポリマーを含む。そのようなターポリマーは、本技術分野にて周知であり、例えば、ノースカロライナ州リサーチトライアングルパークのダウライチホールドスペシャリティラテックス社（Dow Reichhold Specialty Latex, LLC.）からＴＹＬＡＣ（登録商標）６８０７３の商標で市販されている。有用なカルボキシル化ニトリルゴムターポリマーは、例えば、その開示事項が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，１２７，４６９号、同第６，５４８，６０４号、および同第７，０３０，１９３号にも記載されている。別の好ましいターポリマーは、アクリロニトリルモノマー、ブタジエンモノマー、およびＮ−メチロールアクリルアミド（ＮＭＡ）を含む。このタイプのターポリマーの１つの例は、オハイオ州アクロンのエメラルドパーフォーマンスマテリアルズ（Emerald Performance Materials）から市販されているＨＹＣＡＲ（登録商標）１５７２Ｘ６４である。このタイプのその他の有用なターポリマーは、例えば、その開示事項が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，７８３，６２５号およびカナダ特許第ＣＡ１１９０３４３号に記載されている。所望される場合、本発明のニトリルゴムは、耐久性および耐環境性を改善するために、水素化されてもよい。特に、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）は、非常に優れた機械特性、熱酸化および化学薬品耐性、ならびに非常に優れた操作温度範囲を有する。水素化ニトリルゴムは、本技術分野にて周知である。
【００３５】
熱可塑性上張り層は、繊維複合材料の外側最上部表面および／または外側底部表面を部分的にのみ覆うものであることから、下地複合材料およびそのポリマー物質の一部は、上張り層を通して、または複数の上張り層の間から露出されることになる。既に述べたように、上張り層を通してのこの露出により、特に選択されたバインダー物質の有益性の活用が可能となる。
【００３６】
低モジュラスポリマーマトリックスバインダーが、耐弾性ベストなどの可撓性防弾衣料の形成に最も有用である一方で、ヘルメットなどのハード防弾衣料物品の形成に有用である高モジュラス剛性物質は、本発明にて特に好ましい。好ましい高モジュラス剛性物質は、一般的に、６０００ｐｓｉよりも高い初期引張モジュラスを有する。本発明にて有用である好ましい高モジュラス剛性ポリマーバインダー物質としては、ポリウレタン（エーテル系およびエステル系の両方）、エポキシ、ポリアクリレート、フェノール系／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、ならびにビニルエステルおよびジアリルフタレートまたはフェノールホルムアルデヒドおよび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。本発明で用いるための特に好ましい剛性ポリマーバインダー物質は、熱硬化性ポリマーであり、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性であり、硬化時には、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８で測定される少なくとも約１×１０６ｐｓｉ（６８９５ＭＰａ）の高引張モジュラスを有する。特に好ましい剛性ポリマーバインダー物質は、その開示事項が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，６４２，１５９号に記載されているものである。低モジュラス物質であっても、または高モジュラス物質であっても、ポリマーバインダーはまた、カーボンブラックまたはシリカなどのフィラーを含んでよく、油展されてよく、または本技術分野で公知であるように、硫黄、過酸化物、金属酸化物、もしくは放射線硬化系によって加硫されてもよい。約２０００ｐｓｉ（１３．７９ＭＰａ）から約８０００ｐｓｉ（５５．１６ＭＰａ）の範囲のモジュラスである柔軟性および剛性物質の両方の範囲内のポリウレタンポリマーマトリックスバインダーが最も特に好ましい。
【００３７】
本発明の複合材料から形成された物品の剛性、衝撃特性、および耐弾性は、繊維を被覆するポリマーバインダーポリマーの引張モジュラスによって影響される。例えば、米国特許第４，６２３，５７４号には、引張モジュラスが約６０００ｐｓｉ（４１３００ｋＰａ）未満である弾性マトリックスで構築された繊維強化複合材料が、高モジュラスポリマーで構築された複合材料、およびさらにはポリマーバインダー物質のない同じ繊維構造の両方と比較して、優れた耐弾性を有することが開示されている。しかし、低引張モジュラスポリマーバインダー物質ポリマーから、より剛性の低い複合材料も得られる。さらに、特定の用途において、特に、複合材料が耐弾性および構造の両モードで機能する必要がある用途では、耐弾性と剛性とのより優れた組み合わせが要求される。
【００３８】
従って、使用に最も適切であるタイプのポリマーバインダーポリマーは、本発明の複合材料から形成されることになる物品のタイプに応じて様々となる。両特性の妥協点を得る目的で、適切なポリマーバインダーは、低モジュラスおよび高モジュラス物質の両方を組み合わせて、単一のポリマーバインダーが形成されてよい。
【００３９】
ポリマーバインダー物質は、繊維ウェブとして配列された複数の繊維へ（例：平行アレイまたはフェルト）同時にもしくは順次に適用されて被覆されたウェブが形成されてよく、織布に適用されて被覆された織布が形成されるか、または別の構成として、それによって繊維層がバインダーで含浸されてよい。本明細書で用いられる場合、「含浸される」の用語は、「埋め込まれる」、ならびに「被覆される」、またはそうでなければ、バインダー物質が単に繊維層の表面に存在するのではなく、繊維層の中に拡散するものである被覆が適用される、と同義である。ポリマー物質はまた、繊維ウェブの一部ではない繊維のアレイの少なくとも１つの上に適用されてよく、続いて、その繊維が織布へと製織されるか、または続いて、本明細書にて既に述べた方法に従って不織布が構築されてよい。織りおよび不織の繊維プライ、層、ならびに布地を形成する技術は、本技術分野にて周知である。
【００４０】
必要とされてはいないが、織り繊維層を形成する繊維は、少なくとも部分的にポリマーバインダーで被覆され、続いて、不織繊維層で行われるものに類似の統合工程が行われる。そのような統合工程は、複数の織り繊維層を互いに１つに合わせるために、または前記織布の繊維とバインダーとをさらに１つに合わせるために行われてよい。例えば、複数の織り繊維層は、必ずしも統合される必要はなく、従来の接着剤などを用いたその他の手段により、または縫い合わせにより接着されてよい。
【００４１】
一般的に、ポリマーバインダーの被覆は、複数の不織繊維プライを効率的に１つに合わせるために、すなわち統合するために必要である。ポリマーバインダー物質は、個々の繊維の表面領域全体に適用されてよく、または繊維の表面領域の一部にのみ適用されてもよい。最も好ましくは、ポリマーバインダー物質の被覆は、本発明の繊維層を形成する各個別の繊維の実質的にすべての表面領域に適用される。繊維層が複数の糸を含む場合、糸の単一ストランドを形成する各繊維がポリマーバインダー物質で被覆されることが好ましい。
【００４２】
ポリマーバインダー物質の適用には、適切であるいかなる適用方法が用いられてもよく、「被覆される」の用語は、ポリマー層がフィラメント／繊維上に適用される方法に限定することを意図するものではない。ポリマーバインダー物質は、当業者であれば容易に特定される適切ないずれかの方法を用いて繊維表面上へ直接適用され、続いてバインダーは、本明細書にて考察されるように、通常は繊維層中へ拡散する。例えば、ポリマーバインダー物質は、溶液、エマルジョン、または分散液の形態にて、ポリマー物質の溶液を繊維表面へスプレー、押出し、またはロール被覆することによって適用されてよく、ここで、溶液の一部は、所望される１もしくは複数のポリマーを含み、溶液の一部は、１もしくは複数のポリマーを溶解または分散させることができる溶媒を含み、続いて、乾燥される。別の選択肢として、ポリマーバインダー物質は、スロットダイスによるなどの従来の公知の方法を用いて繊維上に押出されてよく、またはダイレクトグラビア、マイヤーロッド、もしくはエアナイフシステムなどのその他の技術であってもよく、これらは本技術分野にて周知である。別の方法は、バインダー物質の純ポリマーを、液体、粘稠固体、もしくは懸濁した粒子として、または流動床として繊維上に適用するものである。別の選択肢として、被覆は、適用の温度にて繊維の特性に有害な影響を与えることのない適切な溶媒中の溶液、エマルジョン、または懸濁液として適用されてよい。例えば、繊維がポリマーバインダー物質の溶液を通して運搬されることにより、繊維の実質的な被覆が行われ、続いて乾燥されてよい。
【００４３】
別の被覆技術では、繊維は、適切な溶媒中に溶解または分散されたポリマーバインダー物質を含有する溶液浴に浸漬され、続いて溶媒の蒸発または揮発によって乾燥されてよい。この方法は、好ましくは、個別の繊維の各々をポリマー物質によって少なくとも部分的に被覆するものであり、好ましくは、個別の繊維の各々を実質的に被覆または封入し、フィラメント／繊維表面領域のすべて、または実質的にすべてをポリマーバインダー物質で覆うものである。浸漬手順は、ポリマー物質の所望される量を繊維上に付着させるために、必要に応じて複数回繰り返されてよい。
【００４４】
繊維へ被覆を適用するためのその他の技術が用いられてよく、該当する場合のゲル繊維前駆体の被覆が挙げられ、所望される被覆が得られる条件下にて適切な被覆用ポリマーの溶液中にゲル繊維を通すことなどによる。別の選択肢として、繊維が、適切なポリマー粉末の流動床中へ押出されてもよい。
【００４５】
ポリマーバインダーによる繊維の被覆は、繊維が１つ以上のプライ／層に配列される前もしくは後、または繊維が織布に製織される前もしくは後に行われてよい。織布は、本技術分野にて周知の技術を用いて形成されてよく、平織り、千鳥綾織り、バスケット織り、サテン織り、綾織りなどのいかなる布の織り方が用いられてもよい。平織りが最も一般的であり、この場合、繊維は互いに直行する０°／９０°の配向で製織される。製織の前または後のいずれかにて、各織布物質の個々の繊維は、ポリマーバインダー物質で被覆されても、または被覆されなくてもよい。通常、布地の製織は、繊維をポリマーバインダーで被覆する前に行われ、この場合、織布が、ここでバインダーによって含浸される。しかし、本発明は、ポリマーバインダーが繊維に適用される段階によっても、またはポリマーバインダーの適用に用いられる手段によっても限定されることを意図するものではない。
【００４６】
不織布を作製するための方法は、本技術分野にて周知である。本明細書での好ましい実施形態では、複数の繊維が、少なくとも１つのアレイへと配列され、通常は、実質的に平行である一方向アレイとして整列された複数の繊維を含む繊維ウェブとして配列される。不織一方向整列繊維プライの形成のための典型的なプロセスでは、繊維束がクリールから供給され、ガイドおよび１つ以上のスプレッダーバー（spreader bar）を通してコリメーティングコーム（collimating comb）へと導かれ、続いて、ポリマーバインダー物質によって繊維が被覆される。典型的な繊維束は、約３０から約２０００本の個別の繊維を有する。スプレッダーバーおよびコリメーティングコームは、束の繊維を分散および拡散し、それらを同一平面内の形でのサイドバイサイド型に再配向する。理想的に繊維が拡散されると、個々のフィラメントまたは個々の繊維が、単一の繊維面内にて互いに隣接して配置されることになり、繊維が互いに重なり合うことなく、繊維の実質的に一方向性である平行アレイが形成される。この時点で、この拡散工程の前または過程にて繊維を精練することにより、そのような平行アレイへの繊維の拡散が向上し、促進され得る。繊維の精練は、繊維（または布地）が化学溶液に通され、製造の過程または後に繊維へ適用された可能性のある繊維仕上げ剤（または製織補助剤（weaving aid））の望ましくないいずれの残留分をも除去されるプロセスである。繊維精練はまた、続いて適用されるポリマーバインダー物質（または、続いて適用される保護フィルム）の繊維上での接着力も改善し得るものであり、従って、必要とされるバインダーが少なくなり得る。バインダーの量が低減されることにより、布地中に含まれる繊維の数が増加されて、強度が改善されたより軽量の耐弾性物質が作製され得る。これはまた、繊維による投射物の噛み合わせ（projectile engagement）が高められることにも繋がり、得られる布複合材料の耐突き刺し性が改善され、繰り返される衝撃に対する複合材料の耐性が高められる。繊維の拡散および平行化の後、そのような平行アレイの繊維は、通常、フィラメント／繊維の太さに応じて、約３から１２のインチあたり打ち込み本数（１．２から４．７のｃｍあたり打ち込み本数）を含有する。
【００４７】
繊維がバインダー物質で被覆された後、被覆繊維は、単層一体要素へと統合される複数の重なり合う不織繊維プライを含む不織繊維層へと形成される。本発明の好ましい不織布構造では、積み重ねられ、重なり合う複数のユニテープが形成され、ここで、各単一プライ（ユニテープ）の平行繊維は、各単一プライの繊維の長さ方向に関して、隣接する各単一プライの平行繊維に対して直角となるように配置される。重なり合う不織繊維プライの積み重なりは、熱および圧力下にて、または個々の繊維プライの被覆を接着させることによって統合されて、本技術分野にて単層統合ネットワークとも称される単層一体要素が形成され、ここで、「統合ネットワーク」とは、ポリマーマトリックス／バインダーによって統合された（１つに合わされた）繊維プライの組み合わせを示す。本発明の物品はまた、織布および不織布がハイブリッドに統合された組み合わせ、さらには一方向繊維プライから形成された不織布および不織フェルト布の組み合わせも含んでよい。
【００４８】
最も典型的には、不織繊維層または織布は、１から約６のプライを含むが、種々の用途で所望され得るように、約１０から約２０までのプライを含む場合もある。プライの数が多いほど、耐弾性は高くなるが、重量も重くなると解釈される。従って、繊維層複合材料および／または布複合材料または本発明の物品を形成する繊維プライの数は、布地または物品の最終用途に応じて様々である。例えば、軍事用途の場合の防弾ベストでは、所望される１平方フィートあたり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、合計で約１００のプライ（または層）から約５０の個別のプライ（または層）が必要とされ得るものであり、ここで、プライ／層は、本明細書で述べる高強度繊維から形成される織布、編布、フェルト布、または不織布（平行配向の繊維、またはその他の配列）であってよい。別の実施形態では、警察用途（law enforcement use）の場合の防弾ベストは、米国国立司法研究所（ＮＩＪ）の脅威レベル（Threat Level）に基づいた数のプライ／層を有し得る。例えば、ＮＩＪ脅威レベルＩＩＩＡのベストの場合、合計で４０のプライが存在し得る。より低いＮＩＪ脅威レベルの場合、より少ない数のプライ／層が用いられ得る。本発明は、所望されるレベルの耐弾防護を達成するために、他の公知の耐弾性構造と比較して、布重量を増加させることなく、より多い数の繊維プライを組み込むことを可能とするものである。
【００４９】
本技術分野にて従来から公知であるように、１つのプライの繊維整列方向が別のプライの繊維整列方向に対してある角度で回転した状態となるように、個々の繊維プライがクロスプライされる（cross-plied）場合に、非常に優れた耐弾性が達成される。繊維プライは、０°および９０°の角度にて直角にクロスプライされることが最も好ましいが、隣接するプライは、別のプライの繊維の長さ方向に関して、約０°から約９０°の間の実質的にいかなる角度で整列されてもよい。例えば、５プライの不織構造は、０°／４５°／９０°／４５°／０°、またはその他の角度で配向されたプライを有し得る。そのような回転された一方向配列については、例えば、すべてが本明細書と相反しない程度にて参照により本明細書に組み込まれる米国特許第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；および同第４，７３７，４０２号に記載されている。
【００５０】
繊維プライを統合して繊維層および複合材料を形成する方法は周知であり、米国特許第６，６４２，１５９号に記載される方法などによる。統合は、乾燥、冷却、加熱、圧力、またはこれらの組み合わせを介して行われてよい。湿式ラミネーションプロセスの場合がそうであるように、繊維または布地層がそれだけで互いに接着される場合があるため、熱および／または圧力が必要でない場合もある。通常、統合は、プライを合わせて単体布とするのに充分な熱および圧力の条件下にて、個々の繊維プライを互いの上に配置することによって行われる。統合は、約５０℃から約１７５℃、好ましくは、約１０５℃から約１７５℃の範囲の温度、および約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）から約２５００ｐｓｉｇ（１７ＭＰａ）の範囲の圧力にて、約０．０１秒から約２４時間、好ましくは、約．０２秒から約２時間行われてよい。加熱される際、ポリマーバインダー被覆は、完全に溶融されるのではなく、粘着または流動が引き起こされ得ることも可能性である。しかし、一般的には、ポリマーバインダー物質が（それが溶融可能なものである場合）溶融される場合、複合材料の形成に要する圧力は比較的小さく、一方バインダー物質が粘着点まで加熱されるだけである場合は、より大きい圧力が通常は必要とされる。本技術分野にて従来から公知であるように、統合は、カレンダーセット、フラットベッドラミネーター、プレス、またはオートクレーブによって行われてよい。最も一般的には、複数の直交繊維ウェブが、バインダーポリマーと一緒に「接着」され、フラットベッドラミネーターを通されて、接着の均一性および強度が改善される。さらに、統合、およびポリマーの適用／接着工程は、２つの別々の工程を含んでいても、または単一の統合／ラミネーション工程を含んでいてもよい。
【００５１】
別の選択肢として、統合は、適切な成型装置中、熱および圧力下にて成型されることによって達成されてもよい。一般的に、成型は、約５０Ｐｐｓｉ（３４４．７ｋＰａ）から約５０００ｐｓｉ（３４，４７０ｋＰａ）、より好ましくは、約１００ｐｓｉ（６８９．５ｋＰａ）から約３０００ｐｓｉ（２０，６８０ｋＰａ）、最も好ましくは、約１５０ｐｓｉ（１０３４ｋＰａ）から約１５００ｐｓｉ（１０，３４０ｋＰａ）の圧力で行われる。成型は、別の選択肢として、約５０００ｐｓｉ（３４，４７０ｋＰａ）から約１５，０００ｐｓｉ（１０３，４１０ｋＰａ）、より好ましくは、約７５０ｐｓｉ（５１７１ｋＰａ）から約５０００ｐｓｉ、より好ましくは、約１０００ｐｓｉから約５０００ｐｓｉというより高い圧力で行われてもよい。成型工程に掛かる時間は、約４秒から約４５分であってよい。好ましい成型温度は、約２００°Ｆ（約９３℃）から約３５０°Ｆ（約１７７℃）、より好ましくは、約２００°Ｆから約３００°Ｆの温度、最も好ましくは、約２００°Ｆから約２８０°Ｆの温度の範囲である。本発明の繊維層および布複合材料が成型される際の圧力は、通常、得られる成型品の硬さまたは可撓性に直接影響を有する。
【００５２】
より高い圧力での成型は、一般的に、ある限度までのより硬い物質を生成する。成型圧力に加えて、繊維プライの量、厚さ、および組成、ならびにポリマーバインダー被覆の種類も、その複合材料から形成される物品の硬さに直接影響する。
【００５３】
本明細書で述べる成型および統合技術の各々は類似してはいるが、各プロセスは異なっている。特に、成型は、バッチプロセスであり、統合は、全体として連続的なプロセスである。さらに、成型は、通常、金型の使用を含み、フラットパネルを形成する場合、定形金型（shaped mold）またはマッチダイ金型（match-die mold）などであり、必ずしも平面品が得られるわけではない。通常、統合は、フラットベッドラミネーター、カレンダーニップセットにて、または湿式ラミネーションとして行われ、ソフト（可撓性）防弾衣料布が生成される。成型は、通常、剛性プレートを例とするハード防弾衣料の製造用に確保される。いずれのプロセスにおいても、適切な温度、圧力、および時間は、一般的に、ポリマーバインダー被覆物質の種類、ポリマーバインダーの含有量、用いられるプロセス、および繊維の種類に応じて異なる。
【００５４】
充分な耐弾性を有する布物品を作製するために、バインダー／マトリックス被覆の総重量は、好ましくは、繊維プラス被覆の重量に対して約２重量％から約５０重量％、より好ましくは、約５重量％から約３０重量％、より好ましくは、約７重量％から約２０重量％、最も好ましくは、約１１重量％から約１６重量％を成し、ここで、不織布の場合は１６％が最も好ましい。織布の場合は、より低いバインダー／マトリックス含有量が適切であり、ここで、繊維プラス被覆の重量に対してゼロより多いが１０重量％未満であるポリマーバインダー含有量が通常は最も好ましい。これは、限定することを意図するものではない。例えば、フェノール系／ＰＶＢ含浸アラミド織布は、これよりも高い約２０％から約３０％の樹脂含有量で作製される場合があり、しかし、通常は、約１２％の含有量が好ましい。
【００５５】
上記で述べたように、熱可塑性上張り層は、例えば、非連続熱可塑性ウェブ、規則的な非連続熱可塑性ネット、非連続不織布、非連続不織スクリム、非連続溶融粉末、多孔性フィルム、または複数の熱可塑性ポリマー条片であってよい。熱可塑性上張り層に適するポリマーとしては、限定することなく、熱可塑性ポリマーが挙げられ、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）および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、さらには、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）およびエチレンアクリル酸を含むこれらのコポリマーならびに混合物から成る群より限定することなく選択されてよい。また、天然および合成ゴムポリマーも有用である。これらの中でも、ポリオレフィン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限定されない例は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、直鎖中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、直鎖超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ならびにこれらのコポリマーおよび混合物である。これらの中でも、最も好ましいポリエチレンはＭＤＰＥである。
【００５６】
最も好ましくは、熱可塑性上張り層は、熱活性化不織接着性ウェブであり、オハイオ州カイヤホガフォールズのスパンファブ社（Spunfab, Ltd）から市販されているＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）などである（ケウチェルアソシエーツ社（Keuchel Associates,Inc.）に登録された商標）。また、フランス、チェルネイ（Cernay）のプロテクニク社（Protechnic S.A.）から市販されているＴＨＥＲＭＯＰＬＡＳＴ（商標）およびＨＥＬＩＯＰＬＡＳＴ（商標）ウェブ、ネット、ならびにフィルムも適している。上記すべてのなかで、最も好ましいのは、ポリアミドウェブであり、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、通常約７５℃から約２００℃の融点を有するが、これに限定されるものではない。
【００５７】
熱可塑性上張り層は、好ましくは、熱ラミネーションなどの周知の技術を用いて繊維層と接着される。通常、ラミネーションは、層を合わせて単体フィルムとするのに充分な熱および圧力の条件下にて、個々の層を互いの上に配置することによって行われる。個々の層は、互いの上に配置され、次に、本技術分野にて周知の技術により、通常は、この組み合わせが、加熱されたラミネーションロール対のニップを通される。ラミネーション時の加熱は、約９５℃から約１７５℃、好ましくは、約１０５℃から約１７５℃の範囲の温度、約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）から約１００ｐｓｉｇ（０．６９ＭＰａ）の範囲の圧力にて、約５秒から約３６時間、好ましくは、約３０秒から約２４時間行われてよい。
【００５８】
繊維複合材料表面上の熱可塑性上張り層は、好ましくは、非常に薄く、約１μｍから約２５０μｍ、より好ましくは、約５μｍから約２５μｍ、最も好ましくは、約５μｍから約９μｍの好ましい層厚を有する。しかし、これらの厚さは、必ずしも非連続ウェブを記述するものではないことは理解されるべきである。例えば、ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ウェブは、物質が存在する所は数ミルの厚さを有するが、ウェブのほとんどは単に空気である。このような物質は、その坪量による方がより良く記述され、例えば、１平方メートルあたり６グラム（ｇｓｍ）の坪量を有するＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）ウェブが特に好ましい。個々の繊維層の厚さは、個々の繊維の太さに対応する。そのような厚さが好ましい一方で、特定の必要性を満足するためにその他の厚さが作られてよく、それも本発明の範囲内に含まれることは理解されたい。熱可塑性上張り層は、好ましくは、繊維複合材料の重量プラス（１もしくは複数の）上張り層の重量に基づいて、複合材料全体の約１重量％から約２５重量％、より好ましくは、複合材料全体の約１重量％から約１７重量％パーセント、最も好ましくは、１％から１２％を成す。ポリマーフィルム層の重量パーセントは、一般的に、含まれる繊維層および上張り層の数に応じて変動する。例えば、６ｇｓｍのＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）層は、５００ｇｓｍの最終製品の１重量％を僅かに超えるパーセントを成す。
【００５９】
繊維複合材料の厚さは、個々の繊維の太さおよび布地に組み込まれる繊維層の数に対応する。好ましい織布は、層あたり約２５μｍから約６００μｍ、より好ましくは、約５０μｍから約３８５μｍ、最も好ましくは、層あたり約７５μｍから約２５５μｍの好ましい層厚を有する。好ましい不織布、すなわち、不織単層統合ネットワークは、約１２μｍから約６００μｍ、より好ましくは、約５０μｍから約３８５μｍ、最も好ましくは、約７５μｍから約２５５μｍの好ましい層厚を有し、ここで、単層統合ネットワークは、通常、２つの統合プライ（すなわち、２つのユニテープ）を含む。そのような厚さが好ましい一方で、特定の必要性を満足するためにその他の厚さが作られてよく、それも本発明の範囲内に含まれることは理解されたい。
【００６０】
本発明の繊維複合材料は、約２０グラム／ｍ２（０．００４ポンド／フィート２（ｐｓｆ））から約１０００ｇｓｍ（０．２ｐｓｆ）の好ましい面密度を有する。本発明の布地／複合材料のより好ましい面密度は、約３０ｇｓｍ（０．００６ｐｓｆ）から約５００ｇｓｍ（０．１ｐｓｆ）の範囲である。本発明の布地／複合材料の最も好ましい面密度は、約５０ｇｓｍ（０．０１ｐｓｆ）から約２５０ｇｓｍ（０．０５ｐｓｆ）の範囲である。互いの上に積み重ねられて統合された複数の繊維層を含む本発明の物品は、さらに、約１０００ｇｓｍ（０．２ｐｓｆ）から約４０，０００ｇｓｍ（８．０ｐｓｆ）、より好ましくは、約２０００ｇｓｍ（０．４０ｐｓｆ）から約３０，０００ｇｓｍ（６．０ｐｓｆ）、より好ましくは、約３０００ｇｓｍ（０．６０ｐｓｆ）から約２０，０００ｇｓｍ（４．０ｐｓｆ）、最も好ましくは、約３７５０ｇｓｍ（０．７５ｐｓｆ）から約１５，０００ｇｓｍ（３．０ｐｓｆ）の好ましい面密度を有する。ヘルメットに成形される複合材料物品の典型的な範囲は、約７５００ｇｓｍ（１．５０ｐｓｆ）から約１２，５００ｇｓｍ（２．５０ｐｓｆ）である。
【００６１】
本発明の布地は、様々な用途に用いられて、周知の技術を用いて、可撓性ソフト防弾衣料物品、さらには剛性ハード防弾衣料物品を含む様々な異なる耐弾性物品を形成することができる。例えば、耐弾性物品を形成するのに適する技術は、例えば、これらすべてが本明細書と相反しない程度にて参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，６２３，５７４号、同第４，６５０，７１０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、および同第６，８４６，７５８号に記載されている。
【００６２】
以下の実施例は、本発明を説明するためのものである。
実施例１
オハイオ州カイヤホガフォールズのケウチェルアソシエーツ社から市販されているＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）熱活性化接着性ウェブの不織ウェブを、極性加水分解安定性ポリウレタンポリマーバインダー物質で被覆された繊維を含む統合されたポリエチレン繊維系不織布の単一の外側表面に接着する。接着性ウェブの布地への接着は、２２５°Ｆ（１０７．２°）および５０ＰＳＩ（３４４．７ｋＰａ）にて、フラットベッドラミネーターを通して行う。
【００６３】
実施例２
ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）を不織複合材料の両方の外側表面に接着する以外は実施例１を繰り返す。
【００６４】
実施例３
ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）熱活性化接着性ウェブの不織ウェブを、フッ素含有ポリマーバインダー物質で被覆された繊維を含む統合されたポリエチレン繊維系不織布の単一の外側表面に接着する。接着性ウェブの布地への接着は、２２５°Ｆ（１０７．２°）および５０ＰＳＩ（３４４．７ｋＰａ）にて、フラットベッドラミネーターを通して行う。
【００６５】
実施例４
ＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）を不織複合材料の両方の外側表面に接着する以外は実施例３を繰り返す。
【００６６】
本発明を好ましい実施形態を参照して特に示し、記載してきたが、当業者であれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変形および改変を行ってよいことは容易に理解される。請求項は、開示される実施形態、上記で考察した別の選択肢としての実施形態、およびそれらに対するすべての均等物を含むものであると解釈されることを意図している。
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月9日(2014.5.9)
【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】
耐弾性物品であって；
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維、及び前記繊維の表面上および周囲のポリマー物質を含んでおり、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を有する、繊維複合材料、及び
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層であって、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆っているものである、少なくとも１つの熱可塑性上張り層、
を含む耐弾性物品。
【請求項２】
耐弾性物品を作製する方法であって、
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維、ならびに前記繊維の表面上および周囲のポリマー物質を含んでおり、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を有するものである繊維複合材料を提供すること、
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面へ少なくとも１つの熱可塑性上張り層を適用し、それによって、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆うようにすること、及び
ｃ）前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層を、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面へ接着すること、
を含む耐弾性物品を作製する方法。
【請求項３】
耐弾性物品であって、
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維を含み、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を含む、繊維複合材料、及び
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層であって、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆っているものである、少なくとも１つの熱可塑性上張り層、
を含む耐弾性物品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
本発明を好ましい実施形態を参照して特に示し、記載してきたが、当業者であれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変形および改変を行ってよいことは容易に理解される。請求項は、開示される実施形態、上記で考察した別の選択肢としての実施形態、およびそれらに対するすべての均等物を含むものであると解釈されることを意図している。
［１］耐弾性物品であって；
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維、及び前記繊維の表面上および周囲のポリマー物質を含んでおり、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を有する、繊維複合材料、及び
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層であって、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆っているものである、少なくとも１つの熱可塑性上張り層、
を含む耐弾性物品。
［２］熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および前記外側底部表面の両方に接着されている、［１］に記載の耐弾性物品。
［３］前記ポリマー物質の一部が、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層を通して露出されている、［１］に記載の耐弾性物品。
［４］前記上張り層が、非連続熱可塑性ウェブ、規則的な非連続熱可塑性ネット、非連続不織布、非連続不織スクリム、非連続溶融粉末、多孔性フィルム、または複数の熱可塑性ポリマー条片、を含む、［１］に記載の耐弾性物品。
［５］前記上張り層が、非連続熱可塑性スクリムを含む、［１］に記載の耐弾性物品。
［６］前記繊維複合材料が、１つ以上の不織繊維層を含む、［１］に記載の耐弾性物品。
［７］前記繊維複合材料が、１つ以上の織り繊維層を含む、［１］に記載の耐弾性物品。
［８］前記繊維複合材料が、複数の繊維層を含み、ここで、連続ポリマーフィルムが、各繊維層間に存在する、［１］に記載の耐弾性物品。
［９］前記ポリマー物質が、水による溶解に対する耐性、および１つ以上の有機溶媒による溶解に対する耐性を有する加水分解安定性極性ポリマーを含む、［１］に記載の耐弾性物品。
［１０］前記ポリマー物質が、フッ素含有物質を含む、［１］に記載の耐弾性物品。
［１１］前記ポリマー物質が、前記繊維複合材料の約７重量％から約２０重量％を成す、［１］に記載の耐弾性物品。
［１２］耐弾性物品を作製する方法であって、
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維、ならびに前記繊維の表面上および周囲のポリマー物質を含んでおり、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を有するものである繊維複合材料を提供すること、
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面へ少なくとも１つの熱可塑性上張り層を適用し、それによって、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆うようにすること、及び
ｃ）前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層を、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面へ接着すること、
を含む耐弾性物品を作製する方法。
［１３］少なくとも１つの熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および前記外側底部表面の両方に接着される、［１２］に記載の方法。
［１４］前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層が、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面に熱接着される、［１２］に記載の方法。
［１５］耐弾性物品であって、
ａ）少なくとも１つの繊維層を含む繊維複合材料であって、各繊維層は、複数の繊維を含み、前記繊維複合材料は、外側最上部表面および外側底部表面を含む、繊維複合材料、及び
ｂ）前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面と接着された少なくとも１つの熱可塑性上張り層であって、ここで、前記少なくとも１つの熱可塑性上張り層は、前記外側最上部表面および／または前記外側底部表面の一部のみを覆っているものである、少なくとも１つの熱可塑性上張り層、
を含む耐弾性物品。
【国際調査報告】
2014532156.tif 000002
2014532156.tif 000003
2014532156.tif 000004