(57)【要約】  本技術は、刺創、スパイク、及び弾道耐性である材料、並びに一軸方向に配向された不織布を組み込む、刺創、スパイク、及び弾道耐性複合物品に関する。厚い領域及び薄い領域を有する、不均一な面密度を有する布層が形成され、厚い領域は、薄い領域と比較して、より高いフィラメント／テープ濃度を有する。当該厚い領域では、凝集したテープ／フィラメントは、布層表面から突出する。次いで、追加の層が不均一層に隣接して、刺創、スパイク、及び弾道耐性を有するパネルを形成し、突出部が、追加の層を、不均一布層の表面との完全直接接触から少なくとも部分的に離間させ、それによって全体の可撓性、並びに刺創、スパイク、及び弾道耐性を増強させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の不織布層を含む、不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネルであって、前記布層の各々が、複数の軸方向に配向された繊維を含み、前記布層のうちの少なくとも１つが、不均一な厚さを有する不均一層であり、前記不均一層が、厚い領域及び薄い領域を有し、前記厚い領域の面密度が、前記薄い領域の面密度よりも高く、各不均一層が、前表面及び後表面を有し、前記厚い領域の各々が、前記表面のうちの少なくとも１つから個々に突出している、不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネル。
【請求項２】
各不均一布層が、前表面及び後表面を有し、前記厚い領域の各々が、前記表面の両方から個々に突出している、請求項１に記載の不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネル。
【請求項３】
前記厚い領域が、前記薄い領域の面密度の少なくとも２倍の面密度を有する、請求項１に記載の不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネル。
【請求項４】
前記パネルが、２つの結合された布層を含み、前記結合された布層が、共に結合されている、第１の不均一層と、第２の不均一層と、を含み、それによって、それらが、互いに対して定位置に固定されておらず、前記結合された布層が、前記結合された布層間の前記突出している厚い領域によって、互いから少なくとも部分的に離間している対向する表面を有する、請求項１に記載の不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネル。
【請求項５】
前記結合された布層の前記対向する表面が、互いから部分的に分離され、互いに部分的に接触している、請求項４に記載の不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネル。
【請求項６】
前記第２の不均一布層に結合された少なくとも１つの追加の不均一布層を更に含み、前記布層が、互いに対して定位置に固定されておらず、前記布層が、前記結合された布層間の前記突出している厚い領域によって、互いから少なくとも部分的に離間している対向する表面を有する、請求項４に記載の不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネル。
【請求項７】
請求項４に記載の不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネルから形成される、刺創、スパイク、及び弾道耐性衣類。
【請求項８】
第１のパネルと、前記第１のパネルに接続された第２のパネルと、を含む、刺創、スパイク、及び弾道耐性物品であって、前記第１のパネルが、２つの結合された布層を含み、前記結合された布層が、共に結合されている、第１の不織の不均一布層と、第２の不織の不均一布層と、を含み、それによって、それらが、互いに対して定位置に固定されておらず、前記結合された布層が、前記結合された布層間の前記突出している厚い領域によって、互いから少なくとも部分的に離間している対向する表面を有し、前記第２のパネルが、複数の布層を含み、前記複数の布層が、圧密化されており、前記布層の各々が、複数の繊維を含み、前記繊維が、約７ｇ／デニール以上の靭性及び約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、前記繊維の各々が、表面を有し、前記繊維の前記表面が、ポリマー組成物でコーティングされ、前記第１のパネル及び前記第２のパネルが、隣接しているが、互いに対して定位置に固定されていない、刺創、スパイク、及び弾道耐性物品。
【請求項９】
前記第１のパネル及び前記第２のパネルが、共に仮縫い又は仮接着され、前記第１のパネル及び前記第２のパネルが、前記突出している厚い領域によって互いから少なくとも部分的に離間している、請求項８に記載の刺創、スパイク、及び弾道耐性物品。
【請求項１０】
前記第２のパネルが、圧密化された複数の不織布を含む、請求項８に記載の刺創、スパイク、及び弾道耐性物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、刺創、スパイク、及び弾道耐性である材料、並びに一軸方向に配向された不織布を組み込んだ、刺創、スパイク、及び弾道耐性複合物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）ポリエチレン繊維などの高靭性繊維は、優れた弾道耐性を有する物品の形成に有用であることが知られている。高靭性テープから形成された弾道耐性物品も知られている。弾丸耐性ベスト、ヘルメット、車両パネル、及び軍用装置の構造部材などの物品は、典型的には、高い強度対重量性能により、高靭性繊維又はテープを含む布から作製される。多くの用途に対して、繊維又はテープは、織布又は編布に形成され得る。他の用途に対して、繊維又はテープは、ポリマーマトリックス材料でコーティングされ得、かつ不織布に形成され得る。１つの一般的な不織布構造では、複数の一方向に配向された繊維は、概ね同一平面上の同一の広がりを持つ関係で配置され、接着マトリックス樹脂でコーティングされて、繊維を共に接着する。典型的には、かかる一方向に配向された繊維の複数のプライは、多プライ複合体に合体される。例えば、米国特許第４，４０３，０１２号、同第４，４５７，９８５号、同第４，６１３，５３５号、同第４，６２３，５７４号、同第４，６５０，７１０号、同第４，７３７，４０２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、及び同第６，８４６，７５８号を参照されたく、これらは全て、本明細書と一致する範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
不織布から製造された複合体は、不織布中の構成要素繊維が織材料中の繊維のようにけん縮されていないため、織布複合体よりも良好に発射体を止めることが知られている。繊維のけん縮は、繊維が張力を維持し、発射体のエネルギーを直ちに吸収する能力を低減させ、それらの有効性を損なう。加えて、不織布への発射体の損傷は、織布と比較してより局所的であり、マルチヒット性能の増強を可能にする。しかしながら、機械的に連動する織布構造は、ブレードが布を貫通することの防止により良好な優れた摩擦を作り出すため、織複合体は、平行繊維配列から形成される従来の不織布よりも、刺創、スパイク耐性であることが知られている。
【０００４】
それにもかかわらず、関連技術の刺創／スパイク耐性織布物品は、不完全なままである。かかる織布は、非常に緊密な織り（すなわち、１インチ当たり５６×５６超のピックカウント）を必要とし、その結果、布又は布層は、ブレードの衝撃で移動せず、ブレードが布を貫通するのを防止するのに十分な摩擦を作り出すか、又はセラミック、サーメット、若しくは剪断増粘流体などの重質材料のコーティングを必要とする。かかる高密度の織布を作り出すには、製造に費用がかかり、織るのが困難な、非常に微細な、フィラメント当たりの低デニール（ｄｐｆ）の糸／糸の束を使用する必要がある。かかる低ｄｐｆ糸はまた、繊維のタイプに応じて、より高いｄｐｆ糸に対して比較的低い破断強度を有し、したがって、それらは、弾道耐性複合物品を形成するために使用される場合、裏面変形を防止するのに有効ではない。また、かかる微細な糸の使用は、典型的には、高度に撚り合わされ、且つ／又は高度に混ぜ合わされて、布に加工されることを必要とするが、微細な糸は、繊細であり、多くの場合、撚り合わせ又は混ぜ合わせの間に破断し、生産性を低くする。撚り合わされた繊維から形成された複合体はまた、撚り合わされていない繊維から形成された複合体よりも、弾丸又は他の発射体を止めるのに有効ではない。コーティングを必要とする布はまた、可撓性の低下又は望ましくない追加重量などの欠点も有する。したがって、優れた刺創及びスパイク耐性、並びに優れた弾道耐性の両方を有する、弾道耐性複合体の改善への必要性が当該技術分野において存続している。本技術は、この必要性に対する解決策を提供する。
【発明の概要】
【０００５】
一軸方向に配向された繊維の２つ以上の結合された層を含む不織布材料が、有効な刺創、スパイク、及び弾道耐性複合材料に製造され得ることが、予想外に見出された。結合された層は、仮縫いなどの縫合、又は仮接着などの方法（すなわち、それらの接触表面の全領域に沿って層を共に接合するのではなく、組み合わされた層の区域又は一部の局所的な取り付け又は接着）によって、互いに取り付けられ得、それによって、それらの表面（複数可）全体に沿って互いに対して定位置に固定されておらず、又は結合された層は、任意の形態の取り付けなしに緩く共に位置付けられ得、パウチ（例えば、リップストップナイロンの布パウチ）又はポリマーエンベロープ内に共に保持され得る。これらの実施形態の各々は、ナイフブレードなどの鋭利な物体からの突き刺す衝撃に応答して、層が移動することを可能にする。結合された層の１つ又は各々は、厚い領域及び薄い領域を有する、不均一な面密度を有し、厚い領域は、布表面のうちの少なくとも１つから突出し、それによって結合された層を互いから少なくとも部分的に離間させ、更に物品の可撓性を増強する。
【０００６】
特に、本開示は、複数の隣接する不織布層を含む、不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネルを提供し、当該布層の各々は、複数の軸方向（一方向）に配向された繊維を含み、当該布層のうちの少なくとも１つは、不均一な厚さを有する不均一層であり、当該不均一層は、厚い領域及び薄い領域を有し、当該厚い領域の面密度は、当該薄い領域の面密度よりも大きく、各不均一層は、前表面及び後表面を有し、当該厚い領域の各々は、当該表面のうちの少なくとも１つから個別に突出し、突出部が当該２つの層間に位置する場合、互いから２つの層を少なくとも部分的に分離する。
【０００７】
第１のパネルと、第１のパネルに接続された第２のパネルと、を含む、刺創、スパイク、及び弾道耐性物品も提供され、第１のパネルは、２つの結合された布層を含み、当該結合された布層は、共に結合された、第１の不織の不均一布層と、第２の不織の不均一布層と、を含み、それによって、それらは、互いに対して定位置に固定されておらず、当該結合された布層は、当該結合された布層間の当該突出している厚い領域によって、互いから少なくとも部分的に離間している対向する表面を有し、第２のパネルは、複数の布層を含み、当該複数の布層は、圧密化されており、布層の各々は、複数の繊維を含み、当該繊維は、約７ｇ／デニール以上の靭性及び約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、当該繊維の各々は、表面を有し、当該繊維の表面は、ポリマー組成物でコーティングされており、第１のパネル及び第２のパネルは隣接しているが、互いに対して定位置に固定されていない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】各プライを形成するモノフィラメント繊維を有する従来技術の従来の２プライの一方向不織布層の上面斜視図の図式表現であり、繊維は、布層の長手方向軸に対して０°／９０°に配向されている。
【図２】各プライを形成する一方向繊維を有する従来技術の従来の２プライの、０°／９０°の交差重ね一方向不織布層の形成の斜視図の図式表現であり、取り付けられたプライの繊維は、互いに垂直に配向されている。
【図３】繊維が、０°に配向され、比較的高い面密度及び低い面密度の領域を有する、本開示の単一プライの一方向不織布層の上面図の図式表現であり、高い面密度領域は、低い面密度領域よりも高いフィラメント濃度を有する４つの長手方向区分であり、フィラメントは、プライの主表面のうちの１つから突出している。
【図４】線１に沿って見たときの、高い面密度の４つの長手方向領域を有する、図３に示される単プライの一方向不織布層の側面図の図式表現である。
【図５】繊維が、０°に配向され、比較的高い面密度及び低い面密度の領域を有する、本開示の単一プライの一方向不織布層の側面図の図式表現であり、高い面密度領域は、低い面密度領域よりも高いフィラメント濃度を有する４つの長手方向区分であり、フィラメントは、布の両方の主表面から突出している。
【図６】図２に示される均一な０°／９０°不織布層２０（単一層として示される層２０）と、その主表面のうちの１つで結合している、図３に示される不均一布層を用いて形成された、２プライの刺創、スパイク、弾道耐性パネルの側面図の図式表現である。
【図７】図２に示されるような均一な０°／９０°不織布層２０（単一層として示される層２０）と、その主表面のうちの両方で結合している、図３に示される不均一布層を用いて形成された、３層の刺創、スパイク、弾道耐性パネルの側面図の図式表現である。
【図８】均一な面密度を有する先行技術の一方向繊維プライの形成の上方斜視図の図式表現である。
【図９】不均一な面密度を有する一方向布層の形成の上方斜視図の図式表現であり、等しくない数の繊維端部が、ヘドルの各スロットに挿入されて、不均一層を作り出す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
刺創、スパイク、及び弾道耐性を有する本開示の複合物品は、互いに取り付けられていても、取り付けられていなくてもよいが、互いから少なくとも部分的に分離されている複数の不織布層を含む、少なくとも１つの刺創、スパイク、及び弾道耐性パネルを組み込む。当該不織布層のうちの少なくとも１つは、厚い領域及び薄い領域を有するように、不均一な面密度を有する。厚い領域は、薄い領域に対して高いフィラメント密度の領域であり、この厚い領域は、不均一布層の少なくとも１つの表面から突出している。これらのタイプの領域（又は部分）の各々は、図３に示されるように、布の長さ全体に軸方向に下方に延在し、厚い及び薄い領域は、布の幅にわたって横断方向に交互になっている。図６及び図７に示されるように、突出している領域は、不均一層と結合された他の布層が、当該不均一層の表面上に平坦に横たわることを防止し、それによって層を離間させ、層の対向する表面が互いに完全に接触することを防止する。対向する表面の一部は、互いに接触してもよい、又は特定の状況下で（例えば、圧力を受けた場合に）互いに接触することが少なくとも可能であるが、それらは互いに完全に接触せず、すなわち、いくつかの空間が布層の間に存在する。
【００１０】
対向する表面が互いに接触している領域では、本明細書では直接結合と称される。対向する表面が、突出しているフィラメントの領域によって、互いに接触することが阻止されている領域では、本明細書では間接結合と称される。したがって、２つの結合された層は、互いに直接結合されても、間接結合されてもよい、又はそれらは、互いに完全に間接結合されてもよい。不均一布層からの突出部に起因して、それらの間に突出部を有する、刺創、スパイク、弾道耐性パネルのこれらの結合された布層は、互いに完全に直接結合することはできない。
【００１１】
刺創／スパイク／弾道耐性パネルを形成する不織布層の各々は、１つ以上の不織布プライから形成され、各不織布プライは、実質的に平行で、一軸方向に配向された、一方向性の細長い本体の配列を含む。当該細長い本体は、モノフィラメント繊維、マルチフィラメント繊維、繊維テープ、又は非繊維テープであってもよい。本明細書で使用される場合、「布」という用語は、プライの成形又は圧密化の有無にかかわらず、繊維状（すなわち、繊維又は繊維とテープ（繊維及び／又は非繊維テープ）との組み合わせを含む）であっても、又は非繊維状（すなわち、非繊維テープから形成され、繊維を含まない）であってもよい、１つ以上のプライを含み得る構造を表す。したがって、「布」は、繊維（モノフィラメント、マルチフィラメント、若しくはこれらの組み合わせ）、又はテープ（繊維状、又は繊維状）、若しくはこれらの組み合わせで形成され得る構造を表す。「布層」は、複数の繊維／テープから形成され、外側頂部／前表面、及び外側底部／後表面の両方を有する材料の配置又はシートである。かかる布層は平坦であってもよいか（均一な面密度及び厚さの場合）、又は非平面形状に形状化されてもよく、したがって、それを形成する繊維／テープよりも大幅に広い幅を有してもよく、同じ厚さ及び同じ長さを有してもよい。本明細書で使用される場合、「繊維状」とは、細長い本体、並びにそれから形成される布層及びプライが、少なくともいくつかの繊維を含むことを意味する。
【００１２】
好ましい実施形態では、均一又は実質的に均一な面密度を有する、刺創／スパイク／弾道耐性パネルの各々の不織布層は、２つの圧密化された不織布プライを含み、２つの圧密化されたプライの細長い本体は、最も好ましくは、図１〜図３に示されるような異なる方向に配向される。図１は、２つの一方向交差重ね平行繊維配列（モノフィラメント又はマルチフィラメント）を含む、従来の不織２プライ布層１０を示し、２つのプライの繊維は、互いに垂直であり、プライは隣接しているが、単体のモノリシック層に圧密化されていない。図２は、２つの一方向不織布繊維プライ（２つの繊維の配列）を含む、先行技術の単体のモノリシック２プライ布層２０の形成を図式的に示し、２つのプライの繊維は、互いに垂直である。第１の繊維プライ１８を形成する繊維は、０°に配向され、第２の繊維プライ１９を形成する繊維は、布層の長手方向軸に対して各々９０°に配向される。マトリックス／結合剤コーティングで圧力下で圧密化すると、プライは、合体されて、０°／９０°の布層２０を形成する。図３は、モノフィラメント又はマルチフィラメント繊維を含む本開示の単一プライの一方向不織布層３０を示し、単一プライは、不均一な面密度を有する。図式的に示されるように、不均一布層は、厚い領域１２及び薄い領域１４を有し、厚い領域１４は、薄い領域１２よりも高いフィラメント濃度（より高いフィラメント密度）、又はより高いテープ濃度を有する。厚い領域は、布表面のうちの少なくとも１つから突出し、それによって結合された層を互いから少なくとも部分的に離間させ、更に物品の可撓性を増強する。図４に示されるように、厚い領域は、示されるように、主布表面のうちの１つのみから突出して、層３０を形成し得る。図５に示されるように、厚い領域は、示されるように、主布表面の両方から突出して、層４０を形成し得る。図６及び図７に示されるように、層３０及び４０は、次いで、本開示の刺創／スパイク／弾道耐性パネルを形成する少なくとも１つの層２０と結合される（５０、６０）。図６は、不均一布層３０が、その表面の一方に０°／９０°で布層２０と結合されて、刺創／スパイク／弾道耐性パネル５０を形成する実施形態を示すが、層３０は、２プライ層２０ではなく、単一の０°プライ１８又は単一の９０°プライ１９と代替的に結合されてもよい。図７は、不均一布層４０が、その主表面の両方に０°／９０°で布層２０と結合されて、刺創／スパイク／弾道耐性パネル６０を形成する実施形態を示す。代替的に、層４０は、単一の０°プライ１８といずれか若しくは両方の表面上で、単一の９０°プライ１９といずれか若しくは両方の表面上で、又は２プライ層２０ではなくこれらの組み合わせと結合されてもよい。
【００１３】
図３及び図４に示されるように、共に見ると、厚い領域１２は、最も好ましくは、不均一布層の全長（すなわち、長手方向軸）に沿って延在する、均一な軸方向隆起部である。このような軸方向隆起部を有する不均一布層は、例えば、複数のモノフィラメント／マルチフィラメント繊維又はテープから一方向不織布を形成するために使用される従来技術を修正することによって製造され得る。図８に示されるように、均一な面密度を有する一方向繊維プライを形成するための先行技術の従来の方法では、複数の繊維は、クレール３２から供給され、均一又は実質的に均一な繊維の平行配列に配置される。フィラメント束６は、ヘドル３４を通過し、フィラメント束６は、典型的には（ただし、任意に）、結合剤／樹脂コーティング装置８を通過し、それによって、フィラメント束６は、フィラメントを束の形態で共に保持するのに役立つ結合剤／樹脂でコーティングされる。その後、コーティングされた又はコーティングされていないフィラメント束６は、フィラメント束６を、概ね矩形の断面を有するストリップに平坦化するか、又は束を、同一平面上の様式で隣り合わせに再編して、連続的な布層を形成する、装置３６を通過する。この点については、形状化装置３６は、例えば、一対の移動ロール、一対の固定ロール、移動ロールと固定ロールとの組み合わせ、溝付きロール／バー、移動／固定ロールと溝付きバーとの組み合わせ、又は当業者によって決定されるようなこれらのニーズに好適である別の装置を備え得る。形状化装置３６が溝付きロール／バーであるか、又はそれを含む場合、平坦化された束は、ストリップ／テープの形態で溝内の所定の位置に保持される。形状化装置３６が、溝付きロール／バーを有さずに、一対の移動ロール、一対の固定ロール、移動ロールと固定ロールとの組み合わせであるか、又はそれを含む場合、次いで、形状化装置３６は、フィラメントを広げ、束を互いに押圧し合い、それらを同一平面上の様式で隣り合わせに連続的な布層に再編する。
【００１４】
本開示に関して、（薄い領域と比較して）比較的高いフィラメント濃度／密度の厚い領域、及び（厚い領域と比較して）比較的低いフィラメント濃度／密度の薄い領域を有する、不均一で連続的な布ウェブ／層（図４又は図５のいずれかに示される）は、必要に応じてヘドル３４の選択されたスロットに挿入されたフィラメント又はフィラメント束の数を増加させることによって達成される。例えば、図８及び図９に示されるようなヘドル３４は、１０個のスロットを含む。図８に示されるプロセスでは、等しい数のフィラメント束（各束は、等しい又は実質的に同様の数のフィラメントを含む）は、ヘドル３４の１０個のスロットの各々に通され、形状化装置３６を通るフィラメント束の通過時に実質的に等しい繊維の広がりをもたらす。図９に示されるプロセスでは、ヘドル３４の全ての他のスロットには、２倍の数のフィラメント、例えば、１本ではなく２本のフィラメント束（各束は、例えば２４０本のフィラメントを含む）が通されている。結果として、フィラメント１６の連続的で不均一な配列が製造され、当該配列は、例えば、２×フィラメント（又はそれ以上）が、ヘドル３４に通された領域において、高いフィラメント濃度／密度の厚い領域を有し、及び、例えば、１×フィラメントが、ヘドル３４に通された領域において、比較的低いフィラメント濃度／密度の比較的薄い領域を有する。フィラメント１６の連続的な配列は、使用に必要になるまで保管するために、貯蔵ロール３８上に任意に巻かれる。配列１６をロール３８上に巻くことによって、配列１６の１つの表面が平坦化され得、それによって、フィラメントが配列の単一の主表面のみから突出し、それによって、配列が所望の寸法にトリミングされる場合、図４に示されるような層３０を形成する。代替的に、連続的な配列は、図５に示されるように、所望の寸法に直ちにトリミングされ得る、又はシート形態に配置されて、両方の表面から突出部を維持し得る。別の実施形態では、両方の表面からの突出部は、連続的な配列のフィラメントを、ポリマー／樹脂でコーティングすることによって維持され得（例えば、コーティングされた配列の１重量％〜約２５重量％、好ましくは本明細書に開示される任意のポリマー／樹脂を使用して２〜約１６重量％）、ポリマー／樹脂を乾燥及び固化（及び硬化）することを可能にし、その後、配列は、任意に貯蔵ロール３８上に巻かれ得、どちらの表面も平坦化されない。
【００１５】
図８及び図９の例示は、縮尺どおりに描かれておらず、既知のヘドルは、任意の数のスロットを含むように一般的にカスタマイズされ得、必要に応じて任意のスロット寸法は、フィラメントを非常に薄く広げ、任意の所望の幅を有することを可能にする。この点については、配列／繊維層の厚い領域及び薄い領域は、必要に応じて、ヘドルに通されたフィラメント束の数を修正することによって、任意の所望の密度を有するようにカスタマイズされ得る。１つの好ましい実施形態では、厚い領域は、薄い領域の面密度の少なくとも２倍の面密度を有し、これにより、上記のような厚い領域は、ヘドルに通された１×のフィラメントを有する薄い領域と比較して、ヘドルに通された２倍（２×）のフィラメントを有する（すなわち、厚い領域のフィラメントと比較して半分のフィラメント、各領域内の全てのフィラメントは、同じデニールを有する）。別の実施形態では、厚い領域は、薄い領域の面密度の少なくとも３倍の面密度を有し、これにより、厚い領域は、薄い領域内のヘドルに通された１×のフィラメントを有する薄い領域と比較して、ヘドルに通された３倍（３×）のフィラメントを有する（すなわち、厚い領域のフィラメントと比較して３分の１のフィラメント、各領域内の全てのフィラメントは、同じデニールを有する）。より厚い領域及びより薄い領域もまた適切である。例えば、厚い領域は、薄い領域と比較して、４倍（４×）、５倍（５×）、６倍（６×）、７倍（７×）、８倍（８×）、９倍（９×）、１０倍（１０×）、又は１０倍超のフィラメントを有し得る。より厚い厚さ領域で形成された突出部の深さも同様に変化し、より薄い領域内のフィラメントの数に比例する。下記のとおり、典型的な２プライの一方向不織布は、約１２μｍ〜約６００μｍの好ましい厚さ、より好ましくは約５０μｍ〜約３８５μｍ、最も好ましくは約７５μｍ〜約２５５μｍを有する。したがって、典型的な単一プライの一方向不織布は、約６μｍ〜約３００μｍの好ましい厚さ、より好ましくは約２５μｍ〜約１９２．５μｍ、最も好ましくは約３７．５μｍ〜約１２７．５μｍを有する。例えば、厚い領域が、２×のフィラメント密度を有し、突出部が、１つの表面のみから伸びている複合体では、突出部の高さ／深さは、薄い領域の厚さが、５０μｍである場合、好ましくは１００μｍであり、突出部が、両方の表面から伸びている場合では、突出部の高さ／深さは、層厚さの１．５×、すなわち、７５μｍである。実際の層の厚さは変化し得るが、厚い領域対薄い領域の厚さの比は、少なくとも１．５：１、好ましくは２：１、より好ましくは３：１であるべきである。最も好ましくは１．５：１〜約４：１、又はより好ましくは約１．５：１〜約３：１の範囲である。しかしながら、結合された布層間の比及び離間距離は変化してもよく、結合されたプライは、好ましくは、それらの最も近い対向する分離表面において、約１ミル（０．０２５ｍｍ）〜約２０ミル（０．５ｍｍ）、より好ましくは５ミル（０．１２５ｍｍ）〜約１０ミル（０．２５ｍｍ）で分離されている。
【００１６】
厚い領域は、不均一布層の全長に沿って延在する軸方向隆起部として存在し、したがって、ほとんどの実施形態では、本開示の不織の刺創／スパイク／弾道耐性パネルの全長に沿って存在する。代替として、不均一布層は、軸方向突出部の一部分が、布層（例えば、上表面）の第１の表面に沿って延在するように、一方では当該軸方向突出部の別の部分は、布層（例えば、底表面）の第２の表面から延在するようにパターン化され得る。
【００１７】
いずれの実施形態でも、軸方向隆起部は、図３〜図７に示されるように、不均一布層（及び不織の刺創／スパイク／弾道耐性パネル）の幅にわたって互いから横方向に離間している。好ましくは、隆起部は、それらの最も近い長手方向縁部において、少なくとも約１／１６インチ（０．１５８７５ｃｍ）、好ましくは約１／１６インチ〜最大約１インチ（２．５４ｃｍ）、又はこれらの点の間の任意の範囲だけ離間している。より好ましくは、テープは、それらの最も近い長手方向縁部において、約１／１６インチ〜最大約１インチ（２．５４ｃｍ）、更により好ましくは約１／１６インチ〜最大約１／２インチ（１．２７ｃｍ）、更により好ましくは約１／１６インチ〜最大約１／４インチ（０．６３５ｃｍ）、更により好ましくは約１／１６インチ〜最大約１／８インチ（０．３１７５ｃｍ）互いから分離されている。これらの距離は、ヘドル内のフィラメント束端部を離間させることによって調節され、最も近い位置は、図９に示され、それによって、１×及び１×超の束が交互になっている。間隔は、１×以上の束スロットを更に互いから分離することによって広げられ得る。例えば、２×、３×などを挿入することによって、３、４、５ヘドルスロットごとなどの繊維束が所望され得る。
【００１８】
本開示の好ましい実施形態では、高密度領域／軸方向隆起部のより大きな離間距離が最も好ましい。この点については、全ての高密度領域／軸方向隆起部間の横方向間隔は、少なくとも約１．０ｃｍ、好ましくは１．０ｃｍ超、より好ましくは≧１．５ｃｍ、若しくは≧２．０ｃｍ、若しくは≧２．５ｃｍ、若しくは≧３．０ｃｍ、若しくは≧３．５ｃｍ、若しくは≧４．０ｃｍ、又は最大約５インチ（１２．７ｃｍ）のこれらの離間距離のいずれかであることが好ましい。本出願に提示される全ての範囲は、潜在的範囲の両端の点として、列挙された最小値と最大値との間の全ての値を含むと解釈されることも理解されたい。
【００１９】
図６及び図７に示されるように、必要に応じて、長さ及び幅の任意の寸法を有し得る布の部分図であり、少なくとも１つの従来の第１の布層２０は、０°／９０°に配向されるか、又は他の交差重ね配向で配向される繊維を有し、例えば、±４５°は、少なくとも１つの不均一布層と結合され、高面密度の突出している領域は、布層表面間のスペーサとして機能する。特に図６に関して、図２に示されるような単一の０°／９０°配向不織布層２０は、図４に示されるような不均一布層３０の１つの主表面（前表面又は後表面）と結合され、それによって、３プライ複合層５０を形成し、軸方向突出部は、布層２０の表面と接触して位置付けられる。特に図７に関して、図２に示されるような２つの０°／９０°配向不織布層２０は、図５に示されるような不均一布層４０の両方の主表面（前表面及び後表面）と結合され、それによって、５プライ複合層６０を形成し、軸方向突出部は、布層２０の表面と接触して位置付けられる。これらの実施形態の各々では、布層は、従来技術を使用して（例えば、手作業で又は従来の装置を使用して）隣接して、結合された布層／プライを形成し、ここで、突出部は、結合された布層の間に分離を作り出し、その結果、布層は、互いから少なくとも部分的に離間する。この点については、「少なくとも部分的に」布層を離間させることは、２つの結合された布層の全ての内側表面が完全に分離され、互いに接触していないことを意味するか、又はそれらは互いから部分的に分離され、部分的に互いに接触し得ることを意味する。互いに部分的に接触する場合、突出部が位置する領域を除いて互いに完全に接触し得る、又は突出部に隣接する領域内で分離され得る。完全な又十分な間隔は、概して、突出部と布層の可撓性との間の間隙（分離距離）の幅に依存する。次いで、本明細書で言及されるような隣接する布層は、仮縫いすることなどの共に縫合することよって、又は隣接する布層を共に仮接着することよって、互いに接続され得る。かかる方法は、当該技術分野において周知である。仮縫いすることは、組み合わされた層の区域又は部分の局所的な（部分的な）取り付け方法であり、層は、組み合わされた層の角部の周囲のみ、又は縁部に沿ってのみ、又は縁部の一部に沿ってのみなど、各縁部の中央部分、又は当該位置（縁部及び角部）の各々などで、多くの場合緩い縫合で、いくつかの箇所のみ共に縫合される。仮接着することも、それらの接触表面の全領域に沿って層を共に接着するのではなく、組み合わされた層の区域、部分、又は箇所の局所的な、多くの場合、相対的に低い圧力で達成される取り付け方法である。例えば、組み合わされた層は、（本明細書に既に記載されている結合剤又は樹脂のいずれか、並びにホットメルト接着剤などの他のものを非排他的に含む有用な接着剤を用いる）層の間への中間接着剤の塗布の有無にかかわらず、組み合わせた層に沿っていくつかの箇所で共に箇所接着され得るか、又は加熱された金属フレームなどの縁部及び／若しくは角部で押圧され得る。仮縫いすること及び仮接着することの両方は、例えば、Ｓｏｎｏｂｏｎｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ（Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から市販されている縫合機械又は���物接着機などの従来より知られる装置で達成される。
【００２０】
代替的に、層は、本明細書に記載されるようにパウチ又はポリマーエンベロープ内に共に保持されることなどによって、互いに取り付けずに共に隣接し得る。
【００２１】
上記実施形態の各々では、層３０／４０は、好ましくは、布層（複数可）２０の表面（複数可）と接触しているが取り付けられていない。代替的に、結合された層は、当該技術分野において従来の条件に従って、熱及び／又は圧力で積層することによって、又は仮接着／仮縫いによって互いに取り付けられ得る。更なる代替的な実施形態では、結合された層は、布層を共に取り付けるための当該技術分野において従来より知られる方法である縫製、縫合、ボルト締め、リベット留めによるなどの方法によって、互いに接着剤を使用せずに取り付けられ得る。
【００２２】
不均一な面密度を有する不織布層と、均一な面密度の少なくとも１つの従来の不織布層との組み合わせであって、２つの布層の対向表面は、突出部１２によって分離され、本明細書では、不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネルと称される。刺創、スパイク、及び弾道耐性パネルはまた、両方が不均一な面密度を有する、２つの隣接する不織の一方向層から形成され得る。本開示と一致して、不織の刺創／スパイク／弾道耐性パネルは、追加の布層を更に含み得、各一対の布層（すなわち、２つの布層の各結合された／隣接する群）は、少なくとも１つの不均一布層を含み、したがって、不均一布層から中間突出部によって離間されているか、又は層の隣接する積層体内の層のうちの１つ以上のみが不均一布層である。好ましくは、不織布層の積層体内の各交互の層は、不均一な面密度を有して、可撓性を最大化し、刺創／スパイク／弾道耐性パネルの刺創及びスパイク耐性を最大化する。
【００２３】
本明細書で論じられるように、本開示の布層の各々は、複数の繊維、複数の繊維テープ、又は複数の非繊維テープのいずれかから形成され得る。本明細書で「繊維状」と記載されている任意のものは、繊維から形成されるが、非繊維状は、構成要素が繊維から形成されていないことを意味する。本開示の最も好ましい実施形態では、刺創／スパイク／弾道耐性パネルを形成する不織布層は全て、繊維層である。本明細書で使用される場合、「繊維」は、長さ寸法が、幅及び厚さの横断寸法よりもはるかに大きい、ポリマー材料のストランドなどの、材料の長いストランドである。繊維は、「ステープル」又は「ステープル繊維」と当該技術分野において称されるストランドの短い区分よりもむしろ、長い、連続した（しかし明確に限定された長さの）ストランドが好ましい。通常の定義による「ストランド」は、糸又は繊維などの単一の、薄い、長さのものである。本明細書で使用するための繊維の断面は、大きく異なってもよく、断面が円形、平坦、又は長円であってもよい。ストランドはまた、フィラメントの直線軸又は長手方向軸から突出している、１つ以上の規則的な又は不規則な突出部を有する、不規則な又は規則的な複数の突出部のある断面のものであってもよい。したがって、「繊維」という用語は、規則的な又は不規則な断面を有する、フィラメント、リボン、ストリップ等を含む。実質的に円形断面を有する繊維が好ましい。
【００２４】
単繊維は、１本だけのフィラメントからか、又は複数本のフィラメントから形成されてもよい。一本だけのフィラメントから形成された繊維は、本明細書では、「単一フィラメント」繊維、又は「モノフィラメント」繊維のいずれかと称され、複数のフィラメントから形成された繊維は、本明細書では、「マルチフィラメント」繊維と称される。本明細書で定義されるように、マルチフィラメント繊維としては、好ましくは２〜約３０００フィラメント、より好ましくは２〜１０００フィラメント、更により好ましくは３０〜５００フィラメント、更により好ましくは４０〜５００フィラメント、更により好ましくは約４０フィラメント〜約２４０フィラメント、及び最も好ましくは約１２０〜約２４０フィラメントが挙げられる。マルチフィラメント繊維はまた、多くの場合、当該技術分野において、繊維束又はフィラメントの束と称される。本明細書で使用される場合、「糸（ｙａｒｎ）」という用語は、複数のフィラメントからなる単一ストランドとして定義され、「マルチフィラメント繊維」と交換可能に使用される。
【００２５】
「デニール」という用語は、繊維／糸又はテープの９０００メートル当たりのグラムにおける質量と等しい、線密度の単位である。この点については、繊維布層を形成する繊維は、任意の好適なデニールのものであってもよい。例えば、繊維は、約５０〜約５０００デニール、より好ましくは約２００〜約５０００デニール、更により好ましくは約２００〜約３０００デニール、更により好ましくは約２００〜約１０００デニール、及び最も好ましくは約２００〜約５００デニールのデニールを有してもよい。かかるテープは、かかる繊維の圧縮及び平坦化によって形成されるため、繊維のように、繊維テープは、繊維について上述の全く同じポリマータイプから製造され得る。したがって、繊維のように、テープは、好ましくは約５０〜約３０，０００デニール、より好ましくは約２００〜約１０，０００デニール、更に好ましくは約６５０〜約２０００デニール、及び最も好ましくは約８００〜約１５００デニールのデニールを有する、任意の好適なデニールのものであってもよい。
【００２６】
不均一布層を除いて、各不織布層は、一方向に配向された（一軸性）繊維若しくはテープの単一プライ、複数の相互接続がされている（例えば、縫合（例えば、仮縫い）、縫製、接着、仮接着されている）が、圧密化されていない（すなわち、単一で単体の要素に合体されていない）一方向に配向された繊維若しくはテープのプライ、又は一方向に配向された繊維若しくはテープの複数の圧密化されたプライを含み得る。「層」は、非平面形状に形状化され得る、概ね平面のシート状配置を表す。一方向に配向された繊維／テープの「プライ」又は「単一プライ」は、一方向（一軸）に、実質的に平行な配列に整列された、実質的に重ならない繊維又はテープの配置を含む。このタイプの繊維／テープ配置はまた、当該技術分野において、「ユニテープ（ｕｎｉｔａｐｅ）」、「一方向テープ」、「ＵＤ」、又は「ＵＤＴ」としても知られている。各布層及び各個々のプライは、外側頂部／前表面、及び外側底部／後表面の両方を有する。本明細書で使用される場合、「配列」は、織布を除く、繊維又はテープの規則正しく隣り合った、同一平面上の平行な配置を表し、「平行な配列」は、繊維／テープの規則正しい、平行な配置を表す。「配向された繊維」又は「配向されたテープ」という文脈において使用される場合、「配向された（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）」という用語は、繊維／テープの延伸よりはむしろ、繊維／テープの整列を指す。各不均一布層は、平行繊維の単一プライ（モノフィラメント繊維又はマルチフィラメント束）、平行テープ、又は繊維とテープとの組み合わせのみを含む。
【００２７】
（均一な面密度又は不均一な面密度を有する）本開示の任意の布層は、少なくとも１０インチ（２５．４ｃｍ）の幅、より好ましくは少なくとも約１２インチ（３０．４８ｃｍ）の幅、更により好ましくは少なくとも約１５インチ（３８．１ｃｍ）の幅、更により好ましくは少なくとも約１８インチ（４５．７２ｃｍ）の幅、更により好ましくは少なくとも約２０インチ（５０．８ｃｍ）の幅、更により好ましくは少なくとも約２４インチ（６０．９６ｃｍ）の幅、及び最も好ましくは少なくとも約３０インチ（７６．２ｃｍ）の幅を有する。
【００２８】
本明細書で有用な従来の不織布層、すなわち、均一又は実質的に均一な面密度を有するものに関して、かかる層が一方向繊維から形成される場合、典型的には、実質的に同一の広がりを持つ様式で互いに表面間に積み重ねられ、圧密化された複数の布プライを含む。本明細書で使用されるとき、「単一層」構造は、低圧積層によって又は高圧成形によって、任意にポリマー結合剤材料と共に単一の単体構造に合体された、すなわち圧密化された１つ以上の個々のプライ／個々の層から構成された任意のモノリシックの布／複合構造を指す。「圧密化する」とは、各布プライ／布層と共に任意のポリマー結合剤材料が組み合わされて、単一の単体層に合体されることを意味する。圧密化は、乾燥、冷却、加熱、加圧又はそれらの組み合わせによって生じ得る。繊維又は布プライ／層は、ウェットラミネーションプロセスの場合と同様に、共に貼り合わせるだけでもよいので、加熱及び／又は加圧が必要でない場合がある。「複合体」という用語は、典型的には、少なくとも１種のポリマー結合剤材料を有する繊維又はテープの組み合わせを指し、また、複数の繊維層及び／又は複数のパネルの組み合わせも含む。本明細書に記載されるように、全ての「不織」材料（すなわち、不織プライ、層、布）は、織ることによって形成されない任意の布構造を指す。例えば、不織布は、少なくとも部分的にポリマー結合剤材料でコーティングされ、積み重ねられ／重ね合わされ、圧密化されて単一層のモノシリック要素になる複数のユニテープ、並びに好ましくはポリマー結合剤複合材料でコーティングされている非平行でランダムに配向された繊維を含むフェルト又はマットを含み得る。
【００２９】
本明細書に開示される各不織布プライ／層は、複数の高引張強度（すなわち、高靭性）、高引張弾性率ポリマー繊維、及び／又は非繊維状高引張強度、高引張弾性率ポリマーテープを含む。本明細書で使用される場合、「高引張強度、高引張弾性率」繊維又はテープは、各々、繊維についてＡＳＴＭ  Ｄ２２５６によって測定された、ポリマーテープについてＡＳＴＭ  Ｄ８８２（又は当業者によって決定される別の好適な方法）によって測定された、少なくとも約７ｇ／デニール以上の好ましい靭性、少なくとも約１５０ｇ／デニール以上の好ましい引張弾性率、及び好ましくは少なくとも約８Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有するものである。高引張強度繊維は、好ましくは、１０ｇ／デニールよりも大きく、より好ましくは少なくとも約１５ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２７ｇ／デニールの靭性、より好ましくは約２８ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは約３３ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは３９ｇ／デニール以上、更により好ましくは少なくとも３９ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは４０ｇ／デニール以上、更により好ましくは４３ｇ／デニール以上、又は少なくとも４３．５ｇ／デニール、更により好ましくは約４５ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも４５ｇ／デニール、少なくとも約４８ｇ／デニール、少なくとも約５０ｇ／デニール、少なくとも約５５ｇ／デニール、又は少なくとも約６０ｇ／デニールの靭性を有する。有用なテープは、好ましくは、１０インチ（２５．４ｃｍ）ゲージ長及び１００％／分の伸長速度でＡＳＴＭ  Ｄ８８２−０９によって各々測定された、少なくとも１０ｇ／デニールの靭性、少なくとも１５０ｇ／デニール以上の初期引張弾性率、及び少なくとも約８Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有する、「高引張強度」テープである。この高引張強度テープは、１０インチ（２５．４ｃｍ）ゲージ長及び１００％／分の伸長速度で、ＡＳＴＭ  Ｄ８８２−０９によって各々測定された、好ましくは、１０ｇ／デニールよりも大きい、より好ましくは少なくとも約１５ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２０ｇ／デニール、更に好ましくは少なくとも約２７ｇ／デニールの靭性、より好ましくは約２８ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは約３３ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは３９ｇ／デニール以上、更により好ましくは少なくとも３９ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは４０ｇ／デニール以上、更により好ましくは４３ｇ／デニール以上、又は少なくとも４３．５ｇ／デニール、更により好ましくは約４５ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも４５ｇ／デニール、少なくとも約４８ｇ／デニール、少なくとも約５０ｇ／デニール、少なくとも約５５ｇ／デニール、又は少なくとも約６０ｇ／デニールの靭性を有する。これらの特性に関して、本明細書で使用される場合、「靭性」という用語は、応力を受けていない試験片の、線密度（デニール）単位当たりの力（グラム）として表現される、引張応力を���す。繊維又はテープの「初期弾性率」は、変形に対する耐性を表す材料の特性である。「引張弾性率」という用語は、歪みの変化に対するデニール当たりのグラム力（ｇ／ｄ）で表され、元の繊維又はテープの長さ（インチ／インチ）の割合として表される、靭性の変化の比を指す。
【００３０】
布層が繊維系材料を含む実施形態では、特に好適な高靭性繊維としては、高分子量ポリエチレン繊維、特に超高分子量ポリエチレン繊維、及びポリプロピレン繊維などのポリオレフィン繊維が挙げられる。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レート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、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）繊維、ポリベンゾチアゾール（ＰＢＴ）繊維、液晶コポリエステル繊維、剛性ロッド繊維（Ｍ５（登録商標）繊維など）、並びに電気グレード繊維ガラス（Ｅガラス、良好な電気特性を有する低アルカリホウケイ酸ガラス）、構造グレード繊維ガラス（Ｓガラス、高強度マグネシア−アルミナ−ケイ酸）、及び耐性グレード繊維ガラス（Ｒガラス、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムを有しない高強度アルミノケイ酸ガラス）を含むガラス繊維もまた好適である。これらの繊維タイプの各々は、当該技術分野で従来既知である。また、ポリマー繊維を製造するために好適なのは、コポリマー、ブロックポリマー、及び上記の材料のブレンドである。
【００３１】
最も好ましい繊維タイプは、ポリエチレン繊維（特に伸びきり鎖ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、液晶コポリマー繊維、ポリプロピレン繊維（特に高配向性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、ガラス繊維、及び剛直棒状繊維、特にＭ５（登録商標）剛直棒状繊維を含む、高性能繊維である。具体的に最も好ましいのは、ポリエチレン繊維及びアラミド繊維である。
【００３２】
ポリエチレンの場合、好ましい繊維は、少なくとも３００，０００、好ましくは少なくとも百万、より好ましくは２百万〜５百万の分子量を有する、伸びきり鎖ポリエチレンである。かかる伸びきり鎖ポリエチレン（ＥＣＰＥ）繊維は、参照により本明細書に援用される、米国特許第４，１３７，３９４号若しくは同第４，３５６，１３８号に記載されているような溶液紡糸プロセスで成長され得るか、又は全てが参照により本明細書に援用される、米国特許第４，４１３，１１０号、同第４，５３６，５３６号、同第４，５５１，２９６号、同第４，６６３，１０１号、同第５，００６，３９０号、同第５，０３２，３３８号、同第５，５７８，３７４号、同第５，７３６，２４４号、同第５，７４１，４５１号、同第５，９５８，５８２号、同第５，９７２，４９８号、同第６，４４８，３５９号、同第６，７４６，９７５号、同第６，９６９，５５３号、同第７，０７８，０９９号、同第７，３４４，６６８号、及び米国特許出願公開第２００７／０２３１５７２号に記載されているようなゲル構造を形成するための溶液から紡績され得る。特に好ましい繊維タイプは、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓ  Ｐｌａｉｎｓ，ＮＪ）よりＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）の商標で販売されているポリエチレン繊維のいずれかである。ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）繊維は、当該技術分野において公知である。
【００３３】
ＵＨＭＷ  ＰＥ繊維を形成するために特に好ましい方法は、最も好ましくは繊維がマルチフィラメント繊維である、少なくとも３９ｇ／デニールの靭性を有するＵＨＭＷ  ＰＥ繊維を製造可能なプロセスである。最も好ましいプロセスとしては、共同所有される米国特許第７，８４６，３６３号、同第８，３６１，３６６号、同第８，４４４，８９８号、同第８，７４７，７１５号、及び米国公開第２０１１−０２６９３５９号に記載されているものが挙げられ、それらの開示が、参照により本明細書と首尾一貫した範囲で本明細書に援用される。かかるプロセスは、超高分子量ポリエチレンの溶液及び溶剤が形成され、続いて溶液を、マルチオリフィス紡糸口金を通して押出して溶液フィラメントを形成し、溶液フィラメントをゲルフィラメントに冷却し、溶剤を抽出して乾燥フィラメントを形成する、「ゲル紡糸」プロセスと呼ばれ、また「溶液紡糸」とも称される。これらの乾燥フィラメントは、当該技術分野において繊維又は糸のいずれかとして称される、束に寄せ集められる。次いで、繊維／糸は、最大引き延ばし限度まで延伸されて（引き延ばされて）靭性を高める。
【００３４】
好ましいアラミド（芳香族ポリアミド）繊維は公知であり、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、有用なアラミドフィラメントは、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）の商標でＤｕＰｏｎｔ社によって商業的に製造されている。また、本明細書で有用なのは、ＤｕＰｏｎｔ社（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）によってＮＯＭＥＸ（登録商標）の商標で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）繊維及びＴｅｉｊｉｎ  Ａｒａｍｉｄ  Ｇｍｂｈ社（Ｇｅｒｍａｎｙ）によってＴＷＡＲＯＮ（登録商標）の商標で商業的に製造されている繊維、Ｋｏｌｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．社（Ｋｏｒｅａ）によってＨＥＲＡＣＲＯＮ（登録商標）の商標で商業的に製造されているアラミド繊維、Ｋａｍｅｎｓｋ  Ｖｏｌｏｋｎｏ  ＪＳＣ社（Ｒｕｓｓｉａ）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）及びＲＵＳＡＲ（商標）、並びにＪＳＣ  Ｃｈｉｍ  Ｖｏｌｏｋｎｏ社（Ｒｕｓｓｉａ）によって商業的に製造されているＡＲＭＯＳ（商標）ｐ−アラミド繊維である。
【００３５】
好適なＰＢＯ繊維は、市販されており、例えば、各々が参照として本明細書に援用される、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、及び同第６，０４０，０５０号に開示されている。好適な液晶コポリエステル繊維は市販されており、例えば、それらの各々が参照により本明細書に援用される、米国特許第３，９７５，４８７号、同第４，１１８，３７２号、及び同第４，１６１，４７０号に開示されており、それらには、Ｋｕｒａｒａｙ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から市販されているＶＥＣＴＲＡＮ（登録商標）液晶コポリエステル繊維が含まれる。好適なポリプロピレン繊維としては、参照として本明細書に援用される米国特許第４，４１３，１１０号に記載のような、高配向性伸びきり鎖ポリプロピレン（ＥＣＰＰ）繊維が挙げられる。好適なポリビニルアルコール（ＰＶ−ＯＨ）繊維は、例えば、参照として本明細書に援用される米国特許第４，４４０，７１１号及び同第４，５９９，２６７号に記載されている。好適なポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維は、例えば、参照として本明細書に援用される米国特許第４，５３５，０２７号に開示されている。これらの繊維タイプの各々は、従来既知であり、広く市販されている。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、これは最近Ｍａｇｅｌｌａｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ）によって製造され、例えば、各々が参照として本明細書に援用される米国特許第５，６７４，９６９号、同第５，９３９，５５３号、同第５，９４５，５３７号、及び同第６，０４０，４７８号に記載されている。「剛直棒状」繊維という用語は、かかるピリドビスイミダゾール系繊維タイプに限定されず、多くのＰＢＯ及びアラミド繊維の品種が、多くの場合剛直棒状繊維と称される。市販のガラス繊維としては、ＡＧＹ社（Ａｉｋｅｎ，Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）より市販のＳ２−ガラス（登録商標）Ｓ−ガラス繊維、３Ｂ  Ｆｉｂｒｅｇｌａｓｓ社（Ｂａｔｔｉｃｅ，Ｂｅｌｇｉｕｍ）より市販のＨｉＰｅｒＴｅｘ（商標）Ｅ−ガラス繊維、及びＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ社（Ｃｏｕｒｂｅｖｏｉｅ，Ｆｒａｎｃｅ）からのＶＥＴＲＯＴＥＸ（登録商標）Ｒ−ガラス繊維が挙げられる。
【００３６】
上記のように、本開示の布層は、繊維ではなくテープから製造され得る。本明細書で使用される場合、「テープ」という用語は、その幅よりも大きい長さ、及び少なくとも約３：１の平均断面アスペクト比、すなわち、テープ物品の長さ全体の平均断面の最大寸法対最小寸法の比を有する材料の、平坦で、細い、モノリシックストリップを指す。既知のテープは、繊維状又は非繊維状であってもよく、「繊維」テープは、１つ以上のフィラメントを含む。本開示のテープの断面は、長方形、楕円形、多角形、不規則な形状、又は、幅、厚さ、及び本明細書で略述されたアスペクト比要件を満たす任意の形状の断面であってもよい。
【００３７】
かかるテープは、好ましくは、約０．５ｍｍ以下、より好ましくは約０．２５ｍｍ以下、更により好ましくは約０．１ｍｍ以下、及び更により好ましくは約０．０５ｍｍ以下の厚さを有する実質的に長方形の断面を有する。最も好ましい実施形態では、ポリマーテープは、最大約３ミル（７６．２μｍ）、より好ましくは約０．３５ミル（８．８９μｍ）〜約３ミル（７６．２μｍ）、及び最も好ましくは約０．３５ミル〜約１．５ミル（３８．１μｍ）の厚さを有する。厚さは、断面の最も厚い領域で測定する。
【００３８】
本明細書で有用なテープは、約２．５ｍｍ〜約５０ｍｍ、より好ましくは約５ｍｍ〜約２５．４ｍｍ、更により好ましくは約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、及び最も好ましくは約５ｍｍ〜約１０ｍｍである。これらの寸法は、異なり得るが、本明細書で使用されるテープは、最も好ましくは、約３：１よりも大きく、より好ましくは少なくとも約５：１、更により好ましくは少なくとも約１０：１、更により好ましくは少なくとも約２０：１、更により好ましくは少なくとも約５０：１、更により好ましくは少なくとも約１００：１、更により好ましくは少なくとも約２５０：１の平均断面アスペクト比、すなわち、テープ物品の長さ全体の平均断面の最大寸法対最小寸法の比を達成する寸法を有するように製造され、及び最も好ましいテープは、少なくとも約４００：１の平均断面アスペクト比を有する。テープから布層を形成する場合、複数のテープは、実質的に同一平面上の様式で同一の広がりを持って、隣り合わせに配置されて、上記のような好ましい寸法を有する幅広層を形成する。
【００３９】
テープは、従来既知の方法によって形成される。例えば、布は、所望の長さを有するテープに切断されるか、又は細長く切られてもよい。スリット装置の一例は、ロール上に巻かれる際にシート材料ウェブを細長く切るための装置について教示している米国特許第６，０９８，５１０号に開示されている。スリット装置の別の例は、複数のブレードを用いて、ポリマーフィルムのシートを複数のフィルムストリップへと細長く切るための装置について教示している米国特許第６，１４８，８７１号に開示されている。米国特許第６，０９８，５１０号及び米国特許第６，１４８，８７１号の両開示は、本明細書と矛盾のない限り、参照として本明細書に援用される。かかる方法は、非繊維ポリマーテープを形成するために特に有用であるが、非繊維のポリマーテープの製造方法を限定することを意図していない。
【００４０】
マルチフィラメント繊維テープを形成するための特に有用な方法は、共同所有される米国特許第８，２３６，１１９号、同第８，６９７，２２０号、同第８，６８５，５１９号、同第８，８５２，７１４号、同第８，９０６，４８５号に記載されており、それらの各々が、本明細書と一致する範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。これらの特許の各々は、マルチフィラメント供給繊維／糸を圧縮し、かつ平坦化してテープを形成する方法について記載している。特に、米国特許第８，２３６，１１９号は、（ａ）少なくとも１種のポリエチレンマルチフィラメント糸を選択することであって、当該糸が、少なくとも０．９６のｃ軸配向機能、ＡＳＴＭ  Ｄ１６０１−９９によって１３５℃でデカリン中で測定される場合、約７ｄｌ／ｇ〜約４０ｄｌ／ｇの固有粘度を有し、当該糸が、１０インチ（２５．４ｃｍ）ゲージ長さ及び１００％／分の伸長速度でＡＳＴＭ  Ｄ２２５６−０２によって測定される場合、約１５ｇ／ｄ〜約１００ｇ／ｄの靭性を有する、選択することと、（ｂ）当該糸を長手方向引張力下に置き、当該糸を少なくとも１つの横断圧縮工程に供して、約２５℃〜約１３７℃の温度で当該糸を平坦化し、圧密化し、圧縮することであって、それによって、少なくとも約１０：１の平均断面アスペクト比を有するテープ物品を形成し、各当該圧縮工程が、着手及び終結を有し、そこで、各当該圧縮工程の着手での各当該糸又はテープ物品への当該長手方向引張力の大きさが、同じ圧縮工程の終結での糸又はテープ物品への長手方向引張力の大きさに実質的に等しく、少なくとも約０．２５キログラム力（２．４５ニュートン）である、平坦化し、圧密化し、圧縮することと、（ｃ）約０．００１分−１〜約１分−１の延伸速度で、約１３０℃〜約１６０℃の範囲の温度で少なくとも１回当該テープ物品を延伸させることと、（ｄ）任意に、工程（ｂ）を約１００℃〜約１６０℃の温度で１回以上繰り返すことと、（ｅ）任意に、工程（ｃ）を１回以上繰り返すことと、（ｆ）任意に、工程（ｂ）〜（ｅ）のいずれかの間で、長手方向引張力を緩和させることと、（ｇ）任意に、工程（ｂ）〜（ｅ）のいずれかの間で、長手方向引張力を増加させることと、（ｈ）当該テープ物品を、張力下で約７０℃未満の温度に冷却することと、を含む、ポリエチレンテープ物品の生成方法を教示している。このプロセスはまた、工程（ｂ）の前に、任意に、張力下で約１００℃〜約１６０℃の温度で１つ以上の加熱区域に連続的に糸を通過させ、続いて約０．０１分−１〜約５分−１の延伸速度で加熱された糸を少なくとも一度延伸することによって、修正され得る。これらの同一所有者の特許の方法に従って形成された、圧縮されかつ平坦化されたマルチフィラメントテープは、本明細書では特に望ましい。
【００４１】
特に好適な高強度、高引張弾性率の非繊維ポリマーテープ材料は、ポリオレフィンテープである。好ましいポリオレフィンテープとしては、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ社（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）より市販されている、ＴＥＮＳＹＬＯＮ（登録商標）の商標で市販のものなどのポリエチレンテープが挙げられる。例えば、米国特許第５，０９１，１３３号、同第７，９６４，２６６号、同第７，９６４，２６７号、及び同第７，９７６，９３０号を参照されたい。これら全ては、参照により本明細書に組み込まれる。また好適なのは、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ社（Ｓｐａｒｔａｎｂｕｒｇ，Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）よりＴＥＧＲＩＳ（登録商標）の商標で市販のものなどのポリプロピレンテープである。例えば、参照として本明細書に援用される、米国特許第７，３００，６９１号を参照されたい。本明細書で耐スポール基材として有用であるポリオレフィンテープ系複合材はまた、例えば、Ｒｏｙａｌ  ＤＳＭ  Ｎ．Ｖ．Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（Ｈｅｅｒｌｅｎ，Ｔｈｅ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）よりＤＹＮＥＥＭＡ（登録商標）ＢＴ１０の商標で、及びＴｅｉｊｉｎ  Ａｒａｍｉｄ  Ｇｍｂｈ（Ｇｅｒｍａｎｙ）よりＥＮＤＵＭＡＸ（登録商標）の商標で市販されている。また、共同所有される米国特許公開第８，９８６，８１０号に記載されている繊維及び非繊維テープも有用である。同第９，１３８，９６１号、及び同第９，２９１，４４０号（それらの各々が、参照により本明細書と首尾一貫した範囲で本明細書に援用される）に記載されているように繊維テープへと変換された圧縮繊維で形成された織布である。本明細書で有用な非繊維ポリマーテープは、繊維系テープと同じ好ましい厚さ及びアスペクト比を有するが、約２．５ｍｍ〜約２１ｃｍ、より好ましくは約２．５ｍｍ〜約１０ｃｍ、更に好ましくは約２．５ｍｍ〜５ｃｍ、更に好ましくは約２．５ｍｍ〜約２５ｍｍ、更により好ましくは約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、及び最も好ましくは約５ｍｍ〜約１０ｍｍのより広い幅を有するように製造され得る。
【００４２】
かかるテープは、かかる繊維の圧縮及び平坦化によって形成されるため、繊維のように、マルチフィラメントテープは、繊維について上に記載されている、全く同じポリマータイプから製造され得る。したがって、繊維のように、テープは、好ましくは約５０〜約３０，０００デニール、より好ましくは約２００〜約１０，０００デニール、更に好ましくは約６５０〜約２０００デニール、及び最も好ましくは約８００〜約１５００デニールのデニールを有する、任意の好適なデニールのものであってもよい。加えて、有用なテープは、好ましくは、１０インチ（２５．４ｃｍ）ゲージ長及び１００％／分の伸長速度でＡＳＴＭ  Ｄ８８２−０９によって各々測定された、少なくとも１０ｇ／デニールの靭性、少なくとも１５０ｇ／デニール以上の初期引張弾性率、及び少なくとも約８Ｊ／ｇ以上の破断エネルギーを有する、「高引張強度」テープである。この高引張強度テープは、１０インチ（２５．４ｃｍ）ゲージ長及び１００％／分の伸長速度で、ＡＳＴＭ  Ｄ８８２−０９によって各々測定された、好ましくは、１０ｇ／デニールよりも大きい、より好ましくは少なくとも約１５ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも約２０ｇ／デニール、更に好ましくは少なくとも約２７ｇ／デニールの靭性、より好ましくは約２８ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは約３３ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは３９ｇ／デニール以上、更により好ましくは少なくとも３９ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは４０ｇ／デニール以上、更により好ましくは４３ｇ／デニール以上、又は少なくとも４３．５ｇ／デニール、更により好ましくは約４５ｇ／デニール〜約６０ｇ／デニール、更により好ましくは少なくとも４５ｇ／デニール、少なくとも約４８ｇ／デニール、少なくとも約５０ｇ／デニール、少なくとも約５５ｇ／デニール、又は少なくとも約６０ｇ／デニールの靭性を有する。
【００４３】
繊維から形成されるか又はテープから形成されるかにかかわらず、均一又は実質的に均一な面密度を有する従来の不織の一方向布構造は、当該技術分野において従来のものであり、それらの製造方法もまた、従来のものである。例示的なプロセスが図８に示され、複数の繊維（又はテープ）は、配列に配置され、典型的には、実質的に平行な一方向配列で整列された複数の繊維／テープを含む繊維／テープウェブとして配置される。図８に示される装置は、単なる例示であり、好ましいプロセスでは、繊維／テープ束は、クリールから供給され、ガイド及び１つ以上のスプレッダバーを通って、コリメート櫛（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ  ｃｏｍｂ）へと誘導される。繊維が使用される場合、典型的には、続いてポリマー結合剤材料で繊維をコーティングする。ポリマー結合剤コーティングは、テープにも塗布され得るが、テープが米国特許第８，２３６，１１９号に記載されているような溶融／接着されたフィラメントを含む場合、又は結合剤がその製造から既に存在する場合、結合剤は、特に必要ではない場合がある。スプレッダバー及びコリメート櫛は、（非テープの）束にされたフィラメントを、分散し、広げ、同一平面上の様式で隣り合わせに再編する。理想的な繊維の広がりは、個々のフィラメント又は個々の繊維が、単一繊維平面に互いに隣り合って位置され、繊維が互いに重なり合うことなく、実質的に一方向の平行な繊維の配列を形成することをもたらす。
【００４４】
上記のように、刺創／スパイク／弾道耐性パネル内に組み込まれる、従来の均一／実質的に均一な不織布層の各々は、最も好ましくは、圧密化、すなわち共に合体される複数の布プライを含んで、単一で単体の布層を形成する。複数の布プライは、当該技術分野において従来の方法に従って共に合体されて、布層の対を結合する前に、各個々の布層を形成する。この点については、選択された布プライのタイプの複数の単一プライは、同一の広がりを持つ様式で互いの上に積み重ねられ、共に圧密化される。従来の不織布層は、約１〜約１００の布プライ、より典型的には２〜約５０の布プライ、最も典型的には２〜約２０の布プライを含む。布層が４を超える布プライを含む場合、まず、複数の２プライ又は４プライの一方向不織繊維「プリプレグ」又は「プリプレグ層」を形成し、次に、複数のかかる「プリプレグ」又は「プリプレグ層」を共に組み合わせて、布層を形成することが典型的である。典型的には、これらのプリプレグ内の布プライは、互いに対してある角度、典型的には０°／９０°で交差重ねされ、各プリプレグは、好ましくは、交互の０°／９０°配向で他のプリプレグに対して交差重ねされる。しかしながら、任意の他の交差重ね角度も許容可能である。プリプレグを含む各布層を形成するプライは、ポリマー結合剤と共に典型的に合体される。本開示の好ましい実施形態では、刺創／スパイク／弾道耐性パネルの各均一／実質的に均一な布層構成要素は、刺創／スパイク／弾道耐性パネルの可撓性を最大化するために、好ましくは２つの布プライのみを含む。
【００４５】
（不均一布層を含む）本開示の各布層を形成する繊維／テープを、（当該技術分野において、一般的に、ポリマー「マトリックス」材料とも称される）ポリマー結合剤材料で少なくとも部分的にコーティングすることは、任意であり、好ましい。「ポリマー結合剤材料」及び「ポリマーマトリックス材料」という用語は、従来当該技術分野において既知であり、その固有の接着特性によって、又は周知の加熱及び／若しくは圧力条件を受けた後のどちらかで繊維／テープを共に結合させる材料を表す。本明細書で使用される場合、「ポリマー」結合剤材料又は「ポリマー」マトリックス材料は、樹脂及びゴムを含む。かかる結合剤が繊維系布層に使用される場合、ポリマー結合剤／マトリックス材料は、個々の繊維を部分的に又は実質的にコーティングし、好ましくは、繊維プライ若しくは繊維層を形成する個々のフィラメント／繊維の各々を実質的にコーティングするか、又は繊維プライ若しくは繊維層を形成する個々のフィラメント／繊維の各々を完全に封入する。かかる結合剤がテープ系布層に使用される場合、結合剤が、テープの全ての表面を実質的にコーティングするか、又はテープを封入するのに必要ではないが、むしろ少量の樹脂が必要に応じて使用されて、それは、典型的には、テープ系布層の５重量％未満であり、複数の布プライを共に接着するのを補助し得る。
【００４６】
好適なポリマー結合剤材料としては、低引張弾性率エラストマー材料、及び高引張弾性率材料の両方が挙げられるが、低弾性率熱可塑性結合剤が、可撓性を最大化するために、刺創／スパイク／弾道耐性パネルの布層に最も好ましい。本明細書をとおして使用される場合、引張弾性率という用語は、ポリマー結合剤材料がＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定された場合の、弾性の係数を意味する。低又は高弾性率結合剤は、様々なポリマー及び非ポリマー材料を含んでもよい。本開示の目的として、低弾性率エラストマー材料は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８試験手順に従って、約６，０００ｐｓｉ（４１．４ＭＰａ）以下で測定された引張弾性率を有する。低弾性率ポリマーは、好ましくは、約４，０００ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）以下、より好ましくは約２４００ｐｓｉ（１６．５ＭＰａ）以下、更により好ましくは１２００ｐｓｉ（８．２３ＭＰａ）以下、及び最も好ましくは約５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）以下の引張弾性率を有するエラストマーである。低弾性率エラストマー材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは約０℃未満、より好ましくは約−４０℃未満、及び最も好ましくは約−５０℃未満である。低弾性率エラストマー材料はまた、少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約１００％、最も好ましくは少なくとも約３００％の好ましい破断伸びを有する。低弾性率材料か高弾性率材かにかかわらず、着色剤に加えて、ポリマー結合剤はまた、カーボンブラック若しくはシリカなどの充填材を含んでもよいか、油で増量されてもよいか、又は当該技術分野において周知であるように硫黄、過酸化物、金属酸化物若しくは放射線硬化系によって加硫されてもよい。
【００４７】
低弾性率ポリマー結合剤として、多種多様な材料及び処方が用いられてよい。代表例としては、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−ｃｏ−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（いくつかの繊維タイプと共に使用するのに有用な）、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、及びそれらの組み合わせ、並びに繊維の融点未満で硬化可能な他の低弾性率ポリマー及びコポリマーが挙げられる。また有用なのは、異なるエラストマー材料のブレンド、又は１つ以上の熱可塑性物質とエラストマー材料とのブレンドである。
【００４８】
特に有用なのは、共役ジエンとビニル芳香族モノマーとのブロックコポリマーである。ブタジエン及びイソプレンが、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、及び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コポリマーを、水素化して、飽和炭化水素エラストマーのセグメントを有する熱可塑性エラストマーを製造してもよい。ポリマーは、タイプＡ−Ｂ−Ａの単純な三元ブロックコポリマー、タイプ（ＡＢ）ｎ（ｎ＝２〜１０）の多元ブロックコポリマー、又はタイプＲ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３〜１５０）の放射状に構成されたコポリマーであってもよい。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。これらのポリマーの多くは、Ｋｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）によって商業的に製造されており、ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）の商標で販売されている低弾性率ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロックコポリマーなどである。また有用なのは、ドイツ、デュッセルドルフを本拠地とするＨｅｎｋｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社よりＰＲＩＮＬＩＮ（登録商標）の商標で市販されている、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である。
【００４９】
高弾性率の剛性材料は、一般に、６，０００ｐｓｉよりも大きい初期引張弾性率を有する。有用な高弾性率の剛性ポリマー結合剤材料としては、ポリウレタン（エーテル及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／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、並びにビニルエステルとジアリルフタレート、又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ポリマーの混合物が挙げられる。また有用なのは、メチルエチルケトンなどカーボン−カーボン飽和溶剤に溶解する熱硬化性ポリマーであり、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定された場合、少なくとも約１×１０６ｐｓｉ（６８９５ＭＰａ）での硬化時に高引張弾性率を有する。また有用なのは、参照として本明細書に援用される、米国特許第６，６４２，１５９号に記載の結合剤材料である。
【００５０】
極性樹脂又は極性ポリマー、特に、約２，０００ｐｓｉ（１３．７９Ｍｐａ）〜約８，０００ｐｓｉ（５５．１６Ｍｐａ）の範囲の引張弾性率で、軟質及び硬質材料の両方の範囲内のポリウレタンも、結合剤ポリマーとして有用である。好ましいポリウレタンは、最も好ましくは共溶媒を含まないが、必ずしもそうではない、水性ポリウレタン分散液として塗布される。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、及び水性非イオン性ポリウレタン分散液が挙げられる。特に好ましいポリウレタンは、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水分散液であり、最も好ましいのは、水性アニオン、脂肪族ポリウレタン水分散液であり、これらの全ては、好ましくは無共溶媒分散液である。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、及び水性アニオン、脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散液が挙げられ、それらの全てが、好ましくは無共溶媒分散液である。そのようなものはまた、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、及び水性アニオン、脂肪族ポリエーテル系ポリウレタン分散液も挙げられ、それらの全てが、好ましくは無共溶媒分散液である。同様に好ましいのは、水性カチオン性及び水性非イオン性分散液の全ての対応する変形（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。最も好ましいのは、約７００ｐｓｉ以上、特に好ましい範囲で７００ｐｓｉ〜約３０００ｐｓｉの１００％伸びでの弾性率を有する脂肪族ポリウレタン分散液である。より好ましいのは、約１０００ｐｓｉ以上の、更により好ましくは約１１００ｐｓｉ以上の１００％伸びでの弾性率を有する脂肪族ポリウレタン分散液である。最も好ましいのは、１０００ｐｓｉ以上、より好ましくは１１００ｐｓｉ以上の弾性率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である。
【００５１】
本開示の布プライ／層が結合剤を含む場合、特定の布プライ／層の結合剤の総重量は、繊維及び結合剤の重量の、好ましくは約２重量％〜約５０重量％、より好ましくは約５重量％〜約３０重量％、より好ましくは約７重量％〜約２０重量％、最も好ましくは約１４重量％〜約２０重量％を含む。
【００５２】
繊維系布にポリマー結合剤材料を塗布する方法であって、繊維系布が結合剤で含浸されることは周知であり、当業者によって容易に決定される。「含浸される」という用語は、本明細書において、ポリマーコーティングが「埋め込まれる」、「コーティングされる」、又は別様に塗布される（ポリマー材料は、布プライ／層に分散し、プライ／層表面に存在するだけではない）と同義であるとみなされる。ポリマー結合剤材料の塗布には任意の適切な塗布方法が用いられてよく、「コーティングされた」などの用語の特定の使用は、フィラメント／繊維に塗布される方法を制限することを意図するものではない。有用な方法としては、例えば、ポリマー又はポリマー溶液の繊維への吹き付け、押出し、又はロールコーティング、並びに溶融ポリマー又はポリマー溶液を通じた繊維の搬送が挙げられる。最も好ましいのは、個々の繊維の各々を実質的にコーティングする、又は封入し、ポリマー結合剤材料で繊維の表面積の全体又は実質的に全体を被覆する方法である。これらのコーティング方法はまた、テープ系布層を結合剤でコーティングするためにも一般的に有用であるが、上述のようにより少ない量が好ましいので、噴霧又はロールコーティングなどの方法が、溶融ポリマー又はポリマー溶液を通してテープを移送するなどの方法よりも好ましい。
【００５３】
任意の結合剤でコーティングされる、単一の布層を形成する所望の数の布プライを共に組み合わせ又は積み重ねた後、次いで、それらは、圧力下、すなわち低圧圧密化／積層によって、又は高圧成形によって、共に接着されて、複合布層を形成し得る。ポリマー結合剤コーティングが塗布されない場合、プライは、中間接着層を使用して共に積層又は成形される。好適な接着剤としては、本明細書に記載されるものいずれかが挙げられる。代替的に、接着剤は、不連続熱可塑性ウェブ、規則的な不連続熱可塑性ネット、不織不連続接着布、及び不織不連続接着スクリムを非排他的に含む、接着ウェブ又は接着スクリムの形態であってもよい。最も好ましい接着ウェブ／スクリムは、Ｓｐｕｎｆａｂ，Ｌｔｄ．（Ｃｕｙａｈｏｇａ  Ｆａｌｌｓ，Ｏｈｉｏ）から市販されているＳＰＵＮＦＡＢ（登録商標）（商標はＫｅｕｃｈｅｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．に登録されている）などの熱活性化不織接着ウェブである。また好適なのは、Ｐｒｏｔｅｃｈｎｉｃ  Ｓ．Ａ．社（Ｃｅｒｎａｙ，Ｆｒａｎｃｅ）より市販の、ＴＨＥＲＭＯＰＬＡＳＴ（商標）及びＨＥＬＩＯＰＬＡＳＴ（商標）ウェブ、ネット又はフィルムである。上記の全てのうちで、最も好ましいのは、ポリアミドウェブ、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、典型的には約７５℃〜約２００℃の融点を有するが、これに制限されない。
【００５４】
不織の、刺創／スパイク／弾道耐性パネルの不均一かつ従来の（均一／実質的に均一な）布層の各々が製造されると、布層は、縫合（例えば、仮縫い）、縫製、又は仮接着などの手段によってのみ、機械的に共に接合され得、それによって、それらは共に固定されない、又は布層は、任意の形態の取り付けなしに互いに単純に隣接しており、それによって、それらは、好ましくは、ポケット若しくはパウチ（例えば、リップストップナイロンのパウチ）の一部の形態内、又は（例えば、無線周波数溶接によって）溶接可能な若しくは加熱封止可能なポリマーエンベロープ内の単位として共に保持される。層は、リベット留め、又はボルト締め、又は層を互いに対して定位置に固定する別の手段によって取り付けられる必要性はない。縫合方法は、当該技術分野において周知であり、高靭性の糸を使用して行われ得る。例えば、共同所有されて、本明細書と一致する範囲で、参照により本明細書に組み込まれる、米国事前付与特許出願第２０１７／００８０６７８号に記載されている縫合方法を参照されたい。
【００５５】
好適なポリマーエンベロープは、好ましくは、重ね合わされて封止されたポリマーシートから形成され、単一又は多層フィルム構造を含み得る。当該ポリマーシートのための好適なポリマーは、様々であってもよく、例えば、本明細書と一致する範囲で、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第４，５７９，７５６号、米国特許第５，９４３，８７６号、又は米国特許出願公開第２０１２／０１４８７８５号に記載されているような、ポリオレフィン又はポリアミドを含み得る。これらの参考文献の各々に記載されているように、ポリマーエンベロープは、単一又は多層構造であってもよく、真空下に配置され得る場合がある。好ましいポリマーエンベロープは、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、メタロセンポリエチレン（ｍＰＥ）、メタロセン直鎖状低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマー、エチレン−プロピレン（ＥＰ）コポリマー、若しくはエチレン−プロピレン−ブテン（ＥＰＢ）ターポリマー、若しくはこれらの組み合わせ、又は当該ポリマーの複数の層を含む多層フィルムを含む。当該ヒートシール層は、一軸又は二軸延伸され得る。有用なポリマーエンベロープは、ヒートシール層上に形成されたガスバリア層、例えば、ヒートシールポリマー基材の片面又は両面上に形成される金属又はその酸化物の１層又は複数層を更に含み得る。他の有用な追加の層としては、非排他的に、１種以上のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）層、ポリイミド（ＰＩ）層、エチレン／ビニルアルコール（ＥＶＯＨ）コポリマー層、１種以上のポリ塩化ビニリデン層、１種以上のポリビニルアルコール層、又はこれらの組み合わせが挙げられる。他のポリマーエンベロープは、アルミニウム、酸化アルミニウムで金属化され得るか、又は金属箔で積層され得、これは、着用者が爆発又は爆風に遭遇した場合に、部分的な衝撃波エネルギーを部分的に反映する追加の二次的利益を提供し得る。かかる箔層は、当業者によって決定されるように、アルミニウム箔、銅箔、又はニッケル箔などの任意の既知の有用な金属箔を含む。
【００５６】
好ましい布パウチは、リップストップ織布、好ましくはリップストップナイロン織布から形成される。リップストップ布は、当該技術分野において既知であり、典型的には、連動パターンで基材料全体にナイロン糸を織ることによって作製される。これらの布は、引き裂き及び破れに対して非常に耐性がある。特に好ましい布パウチ材料は、７０デニールのナイロン繊維から形成され、９５ｇ／ｍ２の重量を有し、典型的には、少なくとも１つのその表面上にポリウレタン樹脂でコーティングされる、リップストップナイロン織布である。リップストップパウチ自体は、縫合などの当該技術分野における従来の手段によって密閉され得る。
【００５７】
刺創／スパイク／弾道耐性パネルが、刺創／スパイク／弾道耐性パネルを含む第１のパネルを、圧密化された複数の布層を含む第２のパネルに隣接又は接続することによって、弾道耐性、刺創／スパイク耐性複合材料に形成され得、第１のパネル及び第２のパネルが、接続されているが、互いに対して定位置に固定されていないことは、本開示の更なる態様である。第２のパネルの布層の各々は、上記の好ましい特性、例えば、約７ｇ／デニール以上の靭性、及び約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率、を有する複数の高靭性繊維及び／又は複数の高靭性テープを含む。当該繊維／テープの各々はまた、布プライを共に圧密化するのを補助するための、ポリマー結合剤組成物又は接着剤ポリマーフィルムでコーティングされる表面を有する。
【００５８】
第１のパネルは不織でなければならないが、第２のパネルは、織布、不織一方向布、不織フェルト布、ニット布、又はこれらの組み合わせを含む、任意のタイプの一軸又は多軸布構造を含み得る。この点については、第２のパネルの布層は、単一の織布プライ、複数の圧密化されていない織布プライ、複数の圧密化された織布プライ、単一の不織布プライ、複数の圧密化されていない不織一方向布プライ、複数の圧密化された不織一方向布プライ、１つ以上のフェルトプライ（すなわち、不織のランダムに配向された繊維）、１つ以上のニットプライなどを含み得る。この点に関して、織布は、平織り、千鳥綾織り、斜子織り、繻子織り、綾織り、３次元織布、及びこれらのいくつかの変形例の任意のものなどの、任意の布織りを使用して、当該技術分野において周知の技術を使用して、形成され得る。横糸の繊維／テープが縦糸（経糸（ｆｉｌｌ））繊維／テープに対して垂直に配向された、直交した０°／９０°配向に繊維／テープが共に織られる平織りが、最も一般的であり、かつ好ましい。「丁数（ｐｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ）」又は「メッシュ数」として当該技術分野において既知である、横糸及び縦糸（経糸）の数は、織布の密度の尺度である。平織り布は、等しいか、又は等しくない数の横糸及び縦糸の数を有し得る。この点については、好ましい第１の繊維材料は、横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２０の縦の打ち込み本数（ｅｎｄ）〜インチ当たり約８０の縦の打ち込み本数、より好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２５の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約７０の縦の打ち込み本数、及び最も好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２５の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約６０の縦の打ち込み本数の好ましい丁数を有する。好ましい第２の繊維材料は、横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約１５の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約７０の縦の打ち込み本数、より好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２０の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約６０の縦の打ち込み本数、より好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２０の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約５０の縦の打ち込み本数、及び最も好ましくは横糸及び縦糸の方向の各々においてインチ当たり約２５の縦の打ち込み本数〜インチ当たり約４０の縦の打ち込み本数の好ましい丁数を有する。
【００５９】
編布構造は、典型的には、テープよりもむしろ繊維から形成され、４つの主なタイプがトリコット、ラッシェル、ネット、及び配向構造である噛み合ったループで構成された構造である。ループ構造の性質のために、最初の３つの分類の編物は、繊維の強度の利点を十分に生かせないため、好適ではない。しかしながら、配向された編物構造は、微細なデニールの編目によって所定の位置に保持された、まっすぐに編み込まれた糸を使用する。繊維は、糸の交錯効果のために、織布に見られるクリンプの影響を受けることなく、非常にまっすぐである。これらの撚られた糸は、技術的な要件に依存して、単軸、二軸、又は多軸方向に配向されることができる。耐荷重性の糸に撚るために使用される特定の編み器は、糸が貫通されないものが好ましい。
【００６０】
フェルトはまた、テープよりもむしろ繊維から形成され、カーディング又は流体設置、メルトブロー、及びスピン設置などによって、当該技術分野において既知のいくつかの技術のうちの１つによって、形成され得る。フェルトは、ランダムに配向された繊維、好ましくは少なくとも一方が不連続繊維、好ましくは約０．２５インチ（０．６４ｃｍ）〜約１０インチ（２５．４ｃｍ）の範囲の長さを有する短繊維の不織網目構造である。
【００６１】
第２のパネルの形成では、複数の布プライは、当該技術分野において従来の方法に従って共に合体されて、布層の対を結合する前に、各個々の布層を形成し得る。この点については、上記においても既に記載のとおり、選択された布プライのタイプの複数の単一プライは、同一の広がりを持つ様式で互いの上に積み重ねられ、共に合体、すなわち圧密化される。各布層は、好ましくは約１〜約１００の布プライ、より好ましくは約２〜約８５の布プライ、最も好ましくは約２〜約６５の布プライを含む。第２のパネルが、複数の一方向不織繊維プライを含む場合、上記のように、典型的には、複数のかかるプライは、まず、２プライ又は４プライの一方向不織繊維「プリプレグ」又は「プリプレグ層」に形成されて（複数のかかる「プリプレグ」又は「プリプレグ層」に共に組み合わされる前に）、区画が形成される。通常、各プリプレグは、典型的には、隣接する層が、隣接するプライの長手方向繊維方向に対する角度で交差重ねされ（例えば、直交、０°／９０°）、２〜約６の繊維プライを含むが、様々な用途に対して所望され得るように、各プリプレグが好ましくは０°／９０°配向で他のプリプレグに対して交互に交差重ねされる、多くとも約１０〜約２０の繊維プライを含み得る。例えば、４プライのプリプレグは、０°／９０°／０°／９０°で配向されたプライを有し得る。他の布構造もまた、許容可能である。例えば、５プライの不織一方向構造は、０°／４５°／９０°／４５°／０°、又は他の角度で配向されたプライを有し得る。かかる回転された一方向の整列は、例えば、全てが参照により本明細書と首尾一貫した範囲で援用される、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、及び同第４，７３７，４０２号に記載されている。特に１つ以上の織布プライを含む繊維材料に関して、通常、単一の繊維材料を形成する横糸及び縦糸構成要素繊維もまた、互いに対して直交して配向される。
【００６２】
第２のパネルが、複数の不織一方向繊維プリプレグを含む場合、パネルは、好ましくは２〜約１００のプリプレグ、より好ましくは約２〜約８５のプリプレグ、最も好ましくは約２〜約６５のプリプレグを含み、好ましくは、各々２つの一方向の交差重ねされたプライを含む。各プリプレグを形成するプライは、上述のように、典型的には、ポリマー結合剤を用いて共に合体される。加えて、第２のパネルの布プライ／層は、同じ高靭性繊維タイプの選択肢、同じポリマー結合剤材料の選択肢、及び上記のような同じ圧密化方法を用いて製造されるが、布層の間にスペーサ要素は提供されない。織り及び編み繊維層にはより低い結合剤含有量が適しており、繊維及び結合剤の重量の、０よりも大きく、最大で約１２重量％のポリマー結合剤含有量が、典型的には、最も好ましいが、これは、厳密に制限することを意図するわけではない。この点については、布の織り又は編みは、典型的には、織布又は編物の繊維をポリマー結合剤でコーティングする前に実行され、その後、布に結合剤が含浸される。
【００６３】
布プライ／層を単層複合構造に合体することは、上記のように、加熱の有無にかかわらず、低圧圧密化技術及び高圧成形技術の両方を含む、当該技術分野における従来の技術を使用して達成され得る。好ましい実施形態では、重なり合う布プライ／層の積層は、加熱及び圧力下で、又は個々の繊維プライのコーティングを互いに接着することによって合体されて、それにより単層のモノリシック要素を形成する。繊維プライ／層を圧密化する方法は、米国特許第６，６４２，１５９号に記載の方法などによって、公知である。上記のように、圧密化は、乾燥、冷却、加熱、又はこれらの組み合わせによって圧力なしで生じ得るが、層を最適に接着するには、加圧圧密化が好ましい。この点については、圧密化は、約５０℃〜約１７５℃、好ましくは約１０５℃〜約１７５℃の範囲の温度にて約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）〜約２５００ｐｓｉｇ（１７ＭＰａ）の圧力で、約０．０１秒〜約２４時間、好ましくは約０．０２秒〜約２時間行われてよい。加熱時には、存在するポリマー結合剤コーティングを完全に融解せずに固着させる、又は流出させることが可能である。一般に、ポリマー結合剤材料が融解させられる場合、複合材料の形成には比較的小さい圧力が必要であり、結合剤材料が固着点までしか加熱されない場合、通常、より多くの圧力が必要になる。当該技術分野において従来既知であるように、圧密化は、カレンダーセット、平台型ラミネータ、プレス、又はオートクレーブで行われてもよい。圧密化はまた、真空下に置かれた金型内で材料を真空成形することによって行われてもよい。真空成形技術は、当該技術分野において公知である。最も一般的には、複数の直交する繊維ウェブを、結合剤ポリマーと共に「接着」し、平台型ラミネータを通過させて結合の均一性及び強度を改善する。
【００６４】
布プライ／布層の高圧合体は、好適な成形装置内での加熱及び圧力下で、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）の圧力で成形することにより達成され得る。成形は、約５，０００ｐｓｉ（３４，４７０ｋＰａ）〜１５，０００ｐｓｉ（１０３，４１０ｋＰａ）、より好ましくは約７５０ｐｓｉ（５，１７１ｋＰａ）〜５，０００ｐｓｉ、及び、より好ましくは約１，０００ｐｓｉ〜５，０００ｐｓｉの高圧で交互に行われてよい。成形工程は、約４秒〜約４５分かかってもよい。好ましい成形温度は、約２００°Ｆ（約９３℃）〜約３５０°Ｆ（約１７７℃）の範囲であり、より好ましくは約２００°Ｆ〜約３００°Ｆの温度、最も好ましくは約２００°Ｆ〜約２８０°Ｆの温度である。布プライ／布層が成形される圧力は、結果として生じる成形製品の剛性又は可撓性に直接影響を与える。特に、成形される圧力がより高いと、剛性はより高くなり、その逆も成立する。成形圧に加えて、繊維プライの量、厚さ、及び組成、並びにポリマー結合剤コーティングのタイプも、複合材料の剛性に直接的に影響する。
【００６５】
本明細書に記載の成形及び圧密化技術の各々は同様であり、用語は、多くの場合、当該技術分野において同義的に使用されるが、「成形」は、本明細書で使用される場合、バッチプロセスにおいて布プライ／層を共に接着することによって合体する方法を具体的に指し、一方で「圧密化」は、ほぼ連続したプロセスにおいて布プライ／層を共に接着することによって合体する方法を指す。更に、成形は、典型的には、成形型、例えば、形状化された成形型、又は平面パネルを成形する際のマッチダイ（ｍａｔｃｈ−ｄｉｅ）型の使用を伴い、必ずしも平面的製品をもたらさない。圧密化は、通常、フラットベッドラミネータ内、ダブルベルト又はスチールベルトプレス機内、カレンダーニップセット内において、又は湿式ラミネーションによって行われ、柔軟な（可撓性）身体防護布を製造する。加えて、成形は、通常、比較的高圧下で実行され、圧密化は、上述したように比較的低圧下で実行される。しかしながら、これは、厳密に制限することを意図するわけではなく、真空成形又はオートクレーブ成形など成形手順は、当業者によって決定されるように比較的低圧で実行されることが多い。いずれかのプロセスでは、好適な温度、圧力及び時間は、一般に、ポリマー結合剤コーティング材料のタイプ、ポリマー結合剤含有量、使用されるプロセス及び繊維のタイプに依存する。
【００６６】
刺創／スパイク／弾道耐性パネル（第１のパネル）の布層、及び第２のパネルの布層は、同一材料から、又は異なる材料から形成され得る。例えば、好ましい実施形態では、刺創／スパイク／弾道耐性の第１のパネルは、ポリエチレン繊維を含み、当該第２のパネルは、アラミド繊維を含む。
【００６７】
好ましい実施形態では、第１のパネル及び当該第２のパネルは、共に仮縫い又は仮接着され、当該第１のパネル及び当該第２のパネルは、刺創／スパイク／弾道耐性パネルの最外側層として位置付けられる不均一布層からの突出部によって互いから少なくとも部分的に離間している、その結果、突出部は、第１の刺創／スパイク／弾道耐性パネルから、第２のパネルを少なくとも部分的に離間させる。
【００６８】
過剰な重量を有する物品を形成することなく、本開示の複合材料の耐久性を更に向上させるためには、本開示の各布層が、約４００ｇ／ｍ２以下、より好ましくは約３００ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約２００ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約１５０ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約１２５ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約１１５ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約１１０ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約１０５ｇ／ｍ２以下、更により好ましくは約１００ｇ／ｍ２以下、更に最も好ましくは約９５ｇ／ｍ２以下の面密度を有することも好ましく、最も好ましい面密度は、約１５ｇ／ｍ２〜約９５ｇ／ｍ２、又は約３０ｇ／ｍ２〜約９５ｇ／ｍ２の範囲である。特に好ましい実施形態では、刺創／スパイク／弾道耐性パネルは、約１５ｇ／ｍ２〜約１１０ｇ／ｍ２、より好ましくは約３０ｇ／ｍ２〜約１１０ｇ／ｍ２の面密度を有し、第２のパネルは、約２００ｇ／ｍ２〜約４００ｇ／ｍ２の面密度を有する。好ましい実施形態では、刺創／スパイク／弾道耐性パネル、及び第２のパネルの任意の追加の任意の層又は材料の合計は、約６０ｇ／ｍ２〜約８００ｇ／ｍ２、より好ましくは１００ｇ／ｍ２〜約６００ｇ／ｍ２、最も好ましくは約２００ｇ／ｍ２〜約５００ｇ／ｍ２の合計した面密度を有する複合材料を製造する。
【００６９】
上記を考慮して、各繊維材料区画の厚さは、一般に、個々の繊維の厚さ及び複合材料に組み込まれる繊維プライ／層の数に対応する。好ましい織布、編地、又はフェルト非織布は、プライ／層当たり約２５μｍ〜約６００μｍ、より好ましくはプライ／層当たり約５０μｍ〜約３８５μｍ、最も好ましくは約７５μｍ〜約２５５μｍの好ましい厚さを有する。好ましい２プライの一方向非織布複合材料は、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する。
【００７０】
布層又はパネルのうちのいずれかは、それらの表面のうちの１つ以上に取り付けられたポリマーフィルムを有し得、このポリマーフィルムは、任意の圧密化工程の前後、及びパネルを共に隣接／接続する前後に取り付けられ得る。これらの実施形態では、特に好ましいポリマーフィルムは非排他的に、ポリオレフィン類、ポリアミド類、ポリエステル類（特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びＰＥＴ共重合体）、ポリウレタン類、ビニルポリマー類、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、アクリルポリマー類、ビニルポリマー類、ポリカーボネート類、ポリスチレン、フルオロポリマーなど、並びにエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及びエチレンアクリル酸を含む共重合体、及びこれらの混合物を含む熱可塑性ポリマー層を含む。これらのうちで、ポリオレフィン及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例は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、線状中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、線状超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、線状超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及び共重合体、並びにこれらの混合物である。このような熱可塑性ポリマー層は好ましくは非常に薄い約１μｍ〜約２５０μｍ、より好ましくは約５μｍ〜約２５μｍ、及び最も好ましくは約５μｍ〜約９μｍの好ましい層厚を有する。かかる厚さが好ましいものの、特定の必要性を満たすように他の厚さのものが製造されてもよいが、本開示の範囲内にあることが理解されたい。かかる熱可塑性ポリマー層は、熱積層（上記の例示的な条件）などの周知の技術を使用して複合材料表面に接着され得る。加えて、ポリマーフィルムの代替として、布層の１つ以上の表面は、撥水性特性を提供するコーティングなどの保護コーティングでコーティングされ得る。好適なコーティングとしては、当業者によって決定されるであろうように、非排他的に、天然ゴム、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、フルオロポリマー、及びワックスが挙げられる。特に好ましい耐水性ポリマーコーティングとしては、非限定的に、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  ＬＬＣ社（Ｓａｌｔ  Ｌａｋｅ  Ｃｉｔｙ，Ｕｔａｈ）より市販のＯＬＥＯＰＨＯＢＯＬ（商標）撥水剤などのフルオロポリマー系コーティング、及びポリウレタンコーティングが挙げられる。
【００７１】
本開示の刺創／スパイク／弾道耐性複合材料は、刺創、スパイク、弾道耐性を有する可撓性身体防護、特に身体防護ベスト、又は戦術ベストカバーの製造に特に有用である。当該技術分野において既知の多くの弾丸耐性ベストの一例が、米国特許第５，３９８，３４０号に示されており、その開示は、本明細書と一致する範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。米国特許第５，３９８，３４０号のベストは、衝撃吸収性耐弾道材料が挿入されたパネルである区画又はポケットを含有する織布シェル又はカバーを含む。本開示によれば、同様のベスト設計が製造され得るが、米国特許第５，３９８，３４０号の織材料は、本開示の不織の刺創／スパイク／弾道耐性パネルによって置き換えられる。又は任意に、本開示の不織の刺創／スパイク／弾道耐性パネルは、ベストの前側、最外側の、打撃表面層として当該設計に組み込まれる。別の既知のベスト構造は、米国特許第７，２００，８７１号（Ｓａｆａｒｉｌａｎｄ  ＬＬＣ（Ｊａｃｋｓｏｎｖｉｌｌｅ，ＦＬ））に記載されており、これは、本明細書と一致する範囲で、参照により本明細書に組み込まれ、これは、従来のモジュール式軽量荷物搬送装置（Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  Ｌｏａｄ−ｃａｒｒｙｉｎｇ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）（ＭＯＬＬＥ）に代わる（高度なウェブレスシステム）（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｗｅｂｌｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）（ＡＷＳ）ベスト構造を教示している。本開示の任意のベスト／ベストカバー構造では、刺創／スパイク／弾道耐性布又はパネルは、ベスト／ベストカバーの最外側の、打撃表面パネルとして位置付けられ、その結果、最初に発射体又は鋭利な物体と係合し、それによって、使用者への危害に対する最初の防御を提供する。別の実施形態では、本開示の刺創／スパイク／弾道耐性材料は、カバー内に位置付けられ得、本明細書と一致する範囲で、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第９，５６２，７４４号に記載されているような、既存の弾道耐性物品のポケット又は区画に挿入され得る。しかしながら、これらの用途の全ては、限定することを意図するものではなく、刺創／スパイク／弾道耐性物品は、一般的に、刺創／スパイク／弾道耐性が要望されている任意の用途に応用され得る。
【００７２】
図３の不均一層３０又は図４の不均一層４０を、図２に示されるような２プライ０°／９０°布層２０、若しくは±４５°層、又はこれらの組み合わせと結合させ、それによって、例えば、０°／９０°／０°不均一プライ／＋４５°／−４５°構成を有する多プライ要素を形成する場合に、例外的な刺創、スパイク、及び弾道耐性が達成されることもまた、特に見出される。別の実施形態では、各不均一なプライは、直交する繊維を有する単一プライ、例えば、９０°／０°の不均一なプライ／９０°構造に取り付けられ得る。他の構成もまた、許容可能である、ただし、結合された層が交差重ねされている。例示的な許容可能な構成としては、非排他的に、＋４５°／−４５°／０°不均一プライ／９０°構成又は＋４５°／−４５°／９０°不均一プライ０°構成が挙げられる。複数の隣接する層３０（又は４０）及び２０は、共に積み重ねられて、より複雑な構造を形成し得、それによって、層２０及び３０（又は４０）が交互になる。上記の交互に積み重ねられた構成の各々では、層２０及び３０（又は４０）の各々は、同じ繊維タイプ又は異なる繊維タイプを含み得る。１つの好ましい実施形態では、各不均一層は、ＵＨＭＷＰＥポリエチレン繊維から形成され、各０°／９０°層２０（又は個別に組み込まれる場合、個々の０°又は９０°プライ）は、アラミド繊維から形成される。別の好ましい実施形態では、各０°／９０°層２０（又は個別に組み込まれる場合、個々の０°又は９０°プライ）は、ＵＨＭＷＰＥポリエチレン繊維から形成され、各不均一層はアラミド繊維から形成される。
【００７３】
別の好ましい実施形態では、本開示の物品の刺創／スパイク／弾道耐性は、本開示の刺創／スパイク／弾道耐性パネルと、オランダのＴｅｉｊｉｎ  Ａｒａｍｉｄ  Ｂ．Ｖ．から市販されている織布ＭｉｃｒｏＦｌｅｘ（商標）、又はＥ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から市販されているＫＥＶＬＡＲ（登録商標）Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌ（商標）布などの市販の刺創耐性布と、を組み合わせることによって、更に補足され得る。例示的な構造では、上記のような複数の交互の層２０及び３０（又は４０）は、ＭｉｃｒｏＦｌｅｘ（商標）及び／又はＫＥＶＬＡＲ（登録商標）Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌ（商標）布の積層体に隣接している。更に別の実施形態では、本開示の刺創／スパイク／弾道耐性物品の弾道耐性は、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓ  Ｐｌａｉｎｓ，ＮＪ）から市販されているＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）布の層を組み込むことによって、ＭｉｃｒｏＦｌｅｘ（商標）及び／又はＫＥＶＬＡＲ（登録商標）Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｌ（商標）布などの市販の刺創耐性布の層を組み込んでも、組み込まなくても、更に増強され得る。布層の数及びタイプにかかわらず、組み合わされた層は、好ましくはパウチ（例えば、リップストップナイロンの布パウチ）又はポリマーエンベロープ内に共に保持される、任意の形態の取り付けなしに、最も好ましくは緩く共に積み重ねられている。
【００７４】
以下の非限定的な実施例は、本開示の好ましい実施形態を例示するのに役立つ。
【実施例１】
【００７５】
いくつかの同一の３８．１ｃｍ×３８．１ｃｍの正方形の刺創／スパイク／弾道耐性可撓性パックを、スパイク及び刺創試験のために調製する。各パックを、布Ａの層の一群及び布Ｂの層の一群を共に積み重ねることによって形成する。積層体の層は、互いに接着されていないが、一般的な市販の包装テープでパックの４つの縁部を共にテーピングして、試験中に適切な配向で層を保持することによって共に保持される。
【００７６】
布Ａの各層は、不均一な厚さ及び不均一な面密度を有する不織の、軸方向に配向された（一方向）繊維の単一シート（単一プライ）から構成される不均一層である。繊維は、高強度、高弾性アラミド繊維であり、熱可塑性ポリウレタンポリマーでコーティングされている。アラミド繊維は、Ｔｅｉｊｉｎ  Ｉｎｃ．によって製造され、２６７Ｎの破断強度及び９１ＧＰａの弦弾性率を有する。各Ａ層は、布層の総重量に基づいて、８５重量％の繊維、及び１５重量％のポリウレタンポリマーを含む。布プライは、厚い部分及び薄い部分を有し、当該厚い部分の面密度は、当該薄い部分の面密度よりも約３倍高い。これらの部分の各々は、布の全長に沿って、布を軸方向に下方に延在し、各厚い部分は、布層の幅にわたって横断方向に約１０ｍｍ幅であり、各薄い部分は、布層の幅にわたって横断方向に約４０ｍｍ幅である。不均一層は、前表面及び後表面を有し、厚い部分の各々は、図３（上面図）及び図５（側面図）に示されるように、布層の全長に沿った隆起部の形態で、表面の両方から個別に突出する。ポリウレタンコーティングを乾燥させ、突出している軸方向リブ／隆起部を所定の位置に維持する。各個々のＡ層の平均面密度は、約１２０ｇ／ｍ２であり、厚い領域は約４５ｇ／ｍ２の面密度を有し、薄い領域は、約１５ｇ／ｍ２の面密度を有する。
【００７７】
布Ｂの各層は、熱可塑性ポリウレタンポリマーで含侵された、不織の、均一に広がり、軸方向に配向された（一方向）高強度及び高弾性率アラミド繊維の２枚のシート（プライ）を有する圧密化された網状組織を含む。アラミド繊維は、布Ａに使用されるＴｅｉｊｉｎ  Ｉｎｃ．からの同じ高強度の高弾性率アラミド繊維であり、それらは、同じ熱可塑性ポリウレタンポリマーでコーティングされる。隣接する層を、＋４５°／−４５°の角度で互いに直角に交差重ねする。各Ｂ層は、布層の総重量に基づいて、８５重量％の繊維、及び１５重量％のポリウレタンポリマーを含む。各２プライＢ層の面密度は、１２０ｇ／ｍ２である。
【００７８】
次いで、布Ａ及び布Ｂの交互の層を含む積層体を形成し、布Ａの２２層及び布Ｂの単一の２プライ層を含む積層体を、各布Ａ（Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ．．．）の各表面上に配置し、その結果、積層体は、布Ａよりも布Ｂが１層多く含み、すなわち、布Ｂの全層が２３である。積層体中の層は、互いに接着されていないが、一般的な市販の包装テープでパックの４つの縁部を共にテーピングして、刺創、スパイク、弾道試験中に適切な配向で層を保持することによって共に保持される。布Ａの全ての他の層は、繊維の方向が全て同じ軸方向にならないように９０°回転される（布Ｂ／０°布Ａ／布Ｂ／９０°布Ａ／布Ｂ／０°布Ａ／布Ｂ／９０°布Ａ／等）。
【００７９】
次いで、これらの試料の各々を、Ｐ１Ａブレード（平均ナイフ先端先鋭度：５８ＨＲＣ）を用いて、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｊｕｓｔｉｃｅ（ＮＩＪ）試験規格０１１５．００による刺創及びスパイク試験に供し、当該ＮＩＪ標準で指定されている、保護レベル１（脅威レベル：Ｐ１、レベル１）、打撃エネルギーレベルＥ２（３６Ｊ）に従って行い、１．９１ｋｇの落下質量で、Ｅ２打撃エネルギーでの刺創試験の合格基準が、最大２０ｍｍのナイフブレード貫通であり、Ｅ２打撃エネルギーでのスパイク試験の合格基準もまた、最大２０ｍｍの貫通である。全ての試料は、合格基準を完全に満たすことが期待される。
【実施例２】
【００８０】
実施例１で製造された、本開示の同一の３８．１ｃｍ×３８．１ｃｍの正方形の可撓性パックを、可撓性試験に供し、コーティングされたアラミド織布を含む、市販の刺創耐性材料（Ｂａｒｒｄａｙ，Ｉｎｃ．（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ））と比較する。比較試験試料を、本開示の新規材料のために行われるように、材料の２９層を積み重ね、積層体の縁部をテーピングすることによって調製した。可撓性試験は、試験試料を約１００ｍｍ（４インチ）の開口部を通して屈曲させることと、約２５ｍｍ（１インチ）の直径を有する金属ボールプランジャで衝撃を受けたときの、材料の伸張（たわみ）を測定することと、からなる。プランジャを、１２．５ｍｍ、２５ｍｍ、及び３７ｍｍの布伸張まで下げ、これらのレベルの布伸張に達するのに必要な力を、Ｉｎｓｔｒｏｎ試験機（モデル４５０５）によって測定して、２つの材料の可撓性のレベルを比較した、両方とも５ｋｇ／ｍ２の同一の面密度を有した。本開示の可撓性パックの各々及び比較試験片は、５．４０ｋｇ／ｍ２の等しい面密度を有し、本開示の新規材料は、比較材料よりも２０％以上低い剛性を有すると予期される。
【実施例３】
【００８１】
実施例１で形成されたものと同様の本開示の３つの追加の可撓性パックを、各パックが３．８０ｋｇ／ｍ２の面密度を有することを除いて、弾道試験に供する。各パックを、較正された粘土バッキング上で、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｊｕｓｔｉｃｅ試験標準ＮＩＪ  ０１０１．０６に従って、９ｍｍ、１２７グレインＦＭＳ  Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ弾丸に対して、別個に弾道試験に供する。いくつかの弾丸を発射して、材料の業界標準Ｖ５０速度を決定する。ここで、弾丸の半分を、シュートパックを貫通する速度で発射し、他方の半分を、弾丸がシュートパックを貫通しないように、低速で発射した。３つのシュートパックの各々の平均Ｖ５０値は、３５０ｍ／秒を超えると予期される。
【実施例４】
【００８２】
実施例３を、シュートパックがＣ３ベストに組み立てられ、ＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＳＡ−３１１８布（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓ  Ｐｌａｉｎｓ，ＮＪ））の１０層がベストの後部に取り付けられることを除いて繰り返し、これは、布Ａ及びＢのみの組み合わせに対して更に改善されたＶ５０速度をもたらすと予期される。
【実施例５】
【００８３】
実施例３を、シュートパックがＣ３ベストに組み立てられ、ＧＯＬＤ  ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＧＮ−２１１７布（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓ  Ｐｌａｉｎｓ，ＮＪ））の１０層がベストの後部に取り付けられることを除いて繰り返し、これは、布Ａ及びＢのみの組み合わせに対して更に改善されたＶ５０速度をもたらすと予期される。
【００８４】
本開示は、特に、好ましい実施形態を参照しながら示され説明されてきたが、本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な変更及び修正が為され得ることは、当業者によって容易に理解されるであろう。特許請求の範囲は、開示される実施形態、上述されているそれらの代替物、及びそれらの全ての等価物を網羅すると解釈されることを意図する。
【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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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月1日(2020.5.1)
【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】
複数の不織布層を含む、不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネルであって、前記布層の各々が、複数の軸方向に配向された繊維を含み、前記布層のうちの少なくとも１つが、不均一な厚さを有する不均一層であり、前記不均一層が、厚い領域及び薄い領域を有し、前記厚い領域の面密度が、前記薄い領域の面密度よりも高く、各不均一層が、前表面及び後表面を有し、前記厚い領域の各々が、前記表面のうちの少なくとも１つから個々に突出している、不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネル。
【請求項２】
前記パネルが、２つの結合された布層を含み、前記結合された布層が、共に結合されている、第１の不均一層と、第２の不均一層と、を含み、それによって、それらが、互いに対して定位置に固定されておらず、前記結合された布層が、前記結合された布層間の前記突出している厚い領域によって、互いから少なくとも部分的に離間している対向する表面を有し、前記厚い領域が、前記パネルの全長に沿って延在する軸方向隆起部を含む、請求項１に記載の不織の、刺創、スパイク、及び弾道耐性パネル。
【請求項３】
第１のパネルと、前記第１のパネルに接続された第２のパネルと、を含む、刺創、スパイク、及び弾道耐性物品であって、前記第１のパネルが、２つの結合された布層を含み、前記結合された布層が、共に結合されている、第１の不織の不均一布層と、第２の不織の不均一布層と、を含み、それによって、それらが、互いに対して定位置に固定されておらず、前記結合された布層が、前記結合された布層間の前記突出している厚い領域によって、互いから少なくとも部分的に離間している対向する表面を有し、前記第２のパネルが、複数の布層を含み、前記複数の布層が、圧密化されており、前記布層の各々が、複数の繊維を含み、前記繊維が、約７ｇ／デニール以上の靭性及び約１５０ｇ／デニール以上の引張弾性率を有し、前記繊維の各々が、表面を有し、前記繊維の前記表面が、ポリマー組成物でコーティングされ、前記第１のパネル及び前記第２のパネルが、隣接しているが、互いに対して定位置に固定されていない、刺創、スパイク、及び弾道耐性物品。
【国際調査報告】
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