(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
防弾性材料であって：
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第一の複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、第二の複合材料と
を含み；
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい、
上記防弾性材料。
【請求項２】
防弾性材料であって：
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、
第一の複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第二の複合材料と；
第二の複合材料に付着された第三の複合材料であって、第三の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第三の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第三の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第三の複合材料と
を含み；
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第三の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と同じかまたは異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第三の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し；ここで第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料、第二の複合材料および第三の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい、
上記防弾性材料。
【請求項３】
防弾性材料であって：
複数の織物繊維状層を含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状層は、統合されており；繊維状層のそれぞれは、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、第一の複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の織物繊維状層を含み、前記複数の繊維状層は、統合されており；繊維状層のそれぞれは、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、第二の複合材料と
を含み；
ここで各複合材料の各繊維は、縦の繊維方向を有し、第一の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい、
上記防弾性材料。
【請求項４】
第一の複合材料の繊維状プライのそれぞれにおける一方向に配向された繊維が全てのまたは実質的に全ての繊維表面を覆う高分子バインダーで覆われており、第二の複合材料の繊維状プライのそれぞれにおける一方向に配向された繊維が全てのまたは実質的に全ての繊維表面を覆う高分子バインダーで覆われている、請求項１に記載の防弾性材料。
【請求項５】
第一の複合材料及び第二の複合材料を、単層の一体化構造として一緒に合体させる、請求項１に記載の防弾性材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この技術は、改善された背面変形耐性、加えて優れた耐弾道貫通性を有する防弾性複合材料の物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
防弾ベスト、ヘルメット、車両パネルおよび軍用器具の構造部材などの防弾性物品は、典型的には、高強度繊維を含む複合装甲で製造される。複合装甲の制作に慣習的に使用される高強度繊維としては、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、例えばポリ（フェニレンジアミンテレフタルアミド）、グラファイト繊維、ナイロン繊維、ガラス繊維および同種のものが挙げられる。いくつかの用途のために、上記繊維は、織布または編布に形成される。他の適用のために、上記繊維は、高分子バインダー材料でコーティングされ、不織布に形成される。
【０００３】
ヘルメット、パネルおよびベストなどの硬質または軟質装甲物品の形成に有用な様々な防弾性の構造が公知である。例えば、全て参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第４，４０３，０１２号、４，４５７，９８５号、４，６１３，５３５号、４，６２３，５７４号、４，６５０，７１０号、４，７３７，４０２号、４，７４８，０６４号、５，５５２，２０８号、５，５８７，２３０号、６，６４２，１５９号、６，８４１，４９２号、６，８４６，７５８号は、伸び切り鎖超高分子量ポリエチレンなどの材料で製造された高強度繊維を包含する防弾性複合材料を説明している。これらの複合材料は、様々な程度の弾丸、破裂弾、榴散弾弾子および同種のものなどの高速発射体に対する防弾性を示す。
【０００４】
複合装甲の抗弾道性能の２つの主要な尺度は、耐弾道貫通性および鈍的外傷（「外傷」）耐性である。耐弾道貫通性の共通の特性指摘はＶ５０速度でなされ、これは、発射体が５０％の割合の装甲を完全に貫通して、５０％の割合の装甲によって完全に停止すると予測される、実験的に得られ統計学的に計算された衝撃速度である。等しい面密度（すなわち複合装甲の重量を表面積で割った値）の複合材料の場合、Ｖ５０が高ければ高いほど、より優れた複合材料の耐貫通性を有する。
【０００５】
高速発射体が装甲を貫通するかどうかにかかわらず、発射体が装甲とぶつかったときに、その衝撃によっても防護服は衝撃を受けた領域で凹み、重大な非貫通性の鈍的外傷による傷害を引き起こす可能性もある。弾丸の衝撃による防護服の凹み深さの尺度は、背面衝撃痕（backface signature）（「ＢＦＳ」）として公知であり、これはまた背面変形または外傷衝撃痕（trauma signature）としても当業界公知である。もしかすると結果生じた鈍的外傷による傷害は、個体にとって、弾丸が装甲を完全に貫通して体内に侵入したかのような致命傷になる可能性もある。これはヘルメット装甲の場合に特に重大であり、その場合、止められた弾丸によって生じた一時的な突起がさらにヘルメット真下の頭蓋骨の面に当たり、衰弱性または致死性の脳損傷を引き起こす。したがって当業界では、優れたＶ５０防弾性能に加えて低い背面衝撃痕の両方を有する防弾性複合材料が求められている。
【０００６】
繊維状の複合装甲のＶ５０防弾性能は、複合材料の構成繊維の強度に直接関連することが知られている。テナシティや引張弾性率などの繊維の強度特性における増加は、Ｖ５０速度の増加と互いに関係があることが公知である。しかしながら、それに対応する繊維の強度特性増加に伴う背面衝撃痕低減における改善は、同様に認識されていない。背面変形低減への取り組みは、典型的には、高いＶ５０の布複合材料と、エネルギー吸収性裏打ち材料、例えば、衝撃エネルギーを使用者に伝えるのではなく吸収するエネルギー緩和性の発泡体またはハニカム材料とを組み合わせることによってなされてきた。しかしながら、このような裏打ち材料は、典型的には過剰な嵩張りおよび／または重量を装甲物品に追加するため、防護服用途での使用にあまり適切ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，４０３，０１２号
【特許文献２】米国特許第４，４５７，９８５号
【特許文献３】米国特許第４，６１３，５３５号
【特許文献４】米国特許第４，６２３，５７４号
【特許文献５】米国特許第４，６５０，７１０号
【特許文献６】米国特許第４，７３７，４０２号
【特許文献７】米国特許第４，７４８，０６４号
【特許文献８】米国特許第５，５５２，２０８号
【特許文献９】米国特許第５，５８７，２３０号
【特許文献１０】米国特許第６，６４２，１５９号
【特許文献１１】米国特許第６，８４１，４９２号
【特許文献１２】米国特許第６，８４６，７５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの問題を考慮して、当業界において現在、優れた耐弾道貫通性に加えて低い背面衝撃痕性能の両方を有する改善された装甲の解決策の必要性がある。本発明は、この必要性に対する解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、複合材料と
を含む防弾性材料であって、
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい、上記防弾性材料が提供される。
【００１０】
また、以下のような防弾性材料も提供される：
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、複合材料と；
第二の複合材料に付着された第三の複合材料であって、第三の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第三の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第三の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、複合材料と
を含む防弾性材料であって、
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第三の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と同じかまたは異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第三の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し；ここで第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料、第二の複合材料および第三の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい。
【００１１】
さらに、以下のような防弾性材料が提供される：
複数の織物繊維状層を含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状層は、統合されており；繊維状層のそれぞれは、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の織物繊維状層を含み、前記複数の繊維状層は、統合されており；繊維状層のそれぞれは、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、複合材料と
を含む防弾性材料であって、
ここで各複合材料の各繊維は、縦の繊維方向を有し、第一の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、２種またはそれより多くの繊維状複合材料を包含し、各複合材料が複数の高強度繊維と任意選択で高分子バインダー材料とを含む物品を提供する。多層複合材料物品は、優れた耐弾道貫通性を有し、背面衝撃痕の程度を低減することにおいて特に有効である。
【００１３】
優れた耐弾道貫通性を有する物品とは、弾丸などの変形可能な発射体による貫通に対して、さらに榴散弾弾子などの断片の貫通に対して防御する優れた特性を示すものである。低い背面衝撃痕を示す物品とは、鈍的外傷による傷害を回避または最小化する物品である。背面衝撃痕は、発射体の衝撃による、裏打ち材料または使用者本体に対する軟質または硬質装甲のいずれかの凹み深さの尺度である。ＢＦＳは、当業界においては「背面変形」、「外傷衝撃痕」または「鈍力外傷」（本明細書において同義的に使用される用語）としても公知であるが、装甲真下の体が受け得る鈍的外傷を示す。軟質装甲のＢＦＳを測定するための標準的な方法は、ＮＩＪ規格０１０１．０４、タイプＩＩＩＡによって概説されており、これは、片面が開いた箱型の固定物中に保持した変形可能な粘土の裏打ち材料に対する貫通しない発射体の衝撃によって生じる、複合材料の物理的変形の伝達方法を確認するものである。ＮＩＪ規格に従って、試験される装甲を粘土の裏打ちの前面に直接固定し、標準化した発射体の発射条件の結果生じる粘土のあらゆる変形を確認して、測定する。ＢＦＳを測定するために他の方法を使用してもよいが、軍事使用を意図した軟質装甲複合材料を評価するためには、現時点においてＮＩＪ規格が慣習的に使用されている。
【００１４】
「高強度繊維」繊維は、本明細書で使用される場合、それぞれＡＳＴＭ  Ｄ２２５６により測定した場合、少なくとも約７ｇ／デニールまたはそれより高い好ましいテナシティ、少なくとも約１５０ｇ／デニールまたはそれより高い好ましい引張弾性率、および好ましくは少なくとも約８Ｊ／ｇまたはそれより高い破断エネルギーを有する繊維である。本明細書で使用される場合、用語「デニール」は、繊維／ヤーンの９０００メートルあたりの質量（グラム）に等しい線密度の単位である。繊維の「テナシティ」は、応力がかけられていない試料の線密度単位（デニール）あたりの力（グラム）として示される引張応力を指す。繊維の「初期弾性率」は、その変形抵抗を代表する材料の特性である。「引張弾性率」は、元の繊維の長さの割合として示される歪み（インチ／インチ）の変化に対する、グラム重量／デニール（ｇ／ｄ）で示されるテナシティにおける変化の比率を指す。
【００１５】
本発明の目的に関して、「繊維」は、細長本体であり、その長さ寸法は、幅および厚さの横断寸法よりかなり大きい。本発明で使用するための繊維の断面は、広く変更することができ、円形、扁平形または長方形の断面であってもよい。また断面は、フィラメントの線形または縦方向の軸から突き出た１つまたはそれより多くの規則的または不規則な葉状物を有する、不規則または規則的な多葉形の断面を有していてもよい。したがって用語「繊維」は、規則的または不規則な断面を有するフィラメント、リボン、ストリップおよび同種のものを包含する。繊維は、実質的に円形の断面を有することが好ましい。用語「ヤーン」は、本明細書で使用される場合、複数の繊維からなる１本のストランドと定義される。単一の繊維は、たった１本のフィラメントから形成されてもよいし、または複数のフィラメントから形成されてもよい。たった１本のフィラメントから形成された繊維は、本明細書では「シングルフィラメント」繊維または「モノフィラメント」繊維のどちらかと称され、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。
【００１６】
「繊維層」は、本明細書で使用される場合、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統合されたプライ、織布、編布、複数の統合された織布または複数の統合された編布を含み得る。「層」は、全体的に平らな配置を表する。各繊維層は、外側の上面と外側の底面の両方を有する。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な配列で並べられた繊維の配置を含む。このタイプの繊維配置は、「ユニテープ（unitape）」、「一方向性テープ」、「ＵＤ」または「ＵＤＴ」としても当業界公知である。「配列」は、本明細書で使用される場合、織布および編布を除いた繊維またはヤーンの規則正しい配置を表し、「平行な配列」は、繊維またはヤーンの規則正しいサイドバイサイド型の同一平面の平行な配置を表する。「配向した繊維」という文脈で使用されるような用語「配向した」は、繊維の伸長方向ではなく繊維の配置される方向を指す。用語「布」は、プライの統合／成形がなされた、またはなされていない１つまたはそれより多くの繊維プライを包含し得る構造を表する。一方向性繊維から形成された不織布は、典型的には、実質的に同じ大きさを有する様式で互いにスタックされ、統合された複数の不織繊維プライを含む。「単層」構造は、本明細書において使用される場合、統合または成形技術によって合体された１つまたはそれより多くの個々のプライまたは個々の層で構成されるあらゆる一体式の繊維状構造を指す。用語「複合材料」は、任意選択で、ただし好ましくは高分子バインダー材料を用いて組み合わされた繊維を指す。
【００１７】
特に好適な高強度、高い引張弾性率の繊維としては、高密度および低密度ポリエチレンなどのポリオレフィン繊維が挙げられる。特に好ましくは、伸び切り鎖ポリオレフィン繊維、例えば高配向の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、およびポリプロピレン繊維、特に超高分子量ポリプロピレン繊維である。また、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、伸び切り鎖ポリビニルアルコール繊維、伸び切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、剛直性棒状繊維（rigid rod fiber）、例えばＭ５（登録商標）繊維、ならびに電気グレードのガラス繊維（Ｅガラス；優れた電気特性を有する低アルカリのホウケイ酸ガラス）、構造グレードのガラス繊維（Ｓガラス；高強度のマグネシア−アルミナ−ケイ酸）および抵抗性グレードのガラス繊維（Ｒガラス；酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム非含有の高強度のアルミノケイ酸ガラス）を包含するガラス繊維も好適である。これらの繊維のタイプはそれぞれ、慣習的に当業界において公知である。また、コポリマー、ブロックポリマーおよび上記材料のブレンドである高分子繊維を生産することも好適である。
【００１８】
最も好ましい繊維のタイプとしては、ポリエチレン繊維（特に伸び切り鎖ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、液晶コポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維（特に高配向の伸び切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、ガラス繊維および剛直性棒状繊維、特にＭ５（登録商標）剛直性棒状繊維が挙げられる。特に最も好ましいものは、ポリエチレン繊維およびアラミド繊維である。
【００１９】
ポリエチレンのケースにおいて、好ましい繊維は、少なくとも３００，０００、好ましくは少なくとも１００万、より好ましくは２００万〜５００万の分子量を有する伸び切り鎖ポリエチレンである。このような伸び切り鎖ポリエチレン（ＥＣＰＥ）繊維は、例えば参照により本明細書に組み入れられる米国特許第４，１３７，３９４号または４，３５６，１３８号で説明されているような溶液紡糸プロセスで成長させてもよいし、または溶液から紡糸して、例えば全て参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第４，４１３，１１０号；４，５３６，５３６号；４，５５１，２９６号；４，６６３，１０１号；５，００６，３９０号；５，０３２，３３８号；５，５７８，３７４号；５，７３６，２４４号；５，７４１，４５１号；５，９５８，５８２号；５，９７２，４９８号；６，４４８，３５９号；６，７４６，９７５号；６，９６９，５５３号；７，０７８，０９９号；７，３４４，６６８および米国特許出願公開公報第２００７／０２３１５７２号で説明されているようなゲル構造を形成してもよい。特に好ましい繊維のタイプは、ハネウェル・インターナショナル社（Honeywell International Inc.）からスペクトラ（SPECTRA）（登録商標）という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。スペクトラ（登録商標）繊維は当業界周知である。また他の有用なポリエチレン繊維のタイプも挙げられ、例えばオランダ、ヘールレンのロイヤルＤＳＭ  Ｎ．Ｖ．社（Royal DSM N.V. Corporation）から市販されているＤＹＮＥＥＭＡ（登録商標）ＵＨＭＷＰＥヤーンである。
【００２０】
好ましいアラミド（芳香族ポリアミド）またはパラアラミド繊維が周知であり、市販されており、例えば米国特許第３，６７１，５４２号で説明されている。例えば、有用なアラミドフィラメントは、デュポン（DuPont）によりケブラー（KEVLAR）（登録商標）という商標で商業的に生産されている。また、デラウェア州ウィルミントンのデュポンによりノーメックス（NOMEX）（登録商標）という商標で商業的に生産されたポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維、およびドイツのテイジン・アラミド社（Teijin Aramid Gmbh）によりトワロン（TWARON）（登録商標）という商標で商業的に生産された繊維；韓国のコーロン・インダストリーズ社（Kolon Industries, Inc.）によりヘラクロン（HERACRON）（登録商標）という商標で商業的に生産されたアラミド繊維；ｐ−アラミド繊維のＳＶＭ（商標）、および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たＲＵＳＡＲ（商標）、およびロシアのＪＳＣキム・ボロクノ（JSC Chim Volokno）により商業的に生産されたＡＲＭＯＳ（商標）ｐ−アラミド繊維も、本発明の実施において有用である。
【００２１】
本発明の実施のために好適なＰＢＯ繊維は、市販されており、例えば、米国特許第５，２８６，８３３号、５，２９６，１８５号、５，３５６，５８４号、５，５３４，２０５号および６，０４０，０５０号で開示されており、これらはそれぞれ、参照により本明細書に組み入れられる。本発明の実施のために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、それぞれが参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第３，９７５，４８７号；４，１１８，３７２号および４，１６１，４７０号で開示されており、例えば、日本、東京の株式会社クラレ（Kuraray Co., Ltd.）から市販されているベクトラン（VECTRAN）（登録商標）液晶コポリエステル繊維が挙げられる。好適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入れられる米国特許第４，４１３，１１０号で説明されているような高配向の伸び切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、米国特許第４，４４０，７１１号および４，５９９，２６７号で説明されており、これらは参照により本明細書に組み入れられる。好適なポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維は、例えば、米国特許第４，５３５，０２７号で開示されており、これは、参照により本明細書に組み入れられる。これらの繊維のタイプはそれぞれ、慣習的に公知であり、広く市販されている。
【００２２】
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、ごく最近では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、例えば米国特許第５，６７４，９６９号、５，９３９，５５３号、５，９４５，５３７号、および６，０４０，４７８号で説明されており、これらはそれぞれ、参照により本明細書に組み入れられる。用語「剛直性棒状」繊維は、このようなピリドビスイミダゾールベースの繊維のタイプに限定されず、多くのＰＢＯおよびアラミド繊維の改変型が剛直性棒状繊維としばしば称される。
【００２３】
ガラス繊維ベースの複合材料は、好ましくは、熱硬化性または熱可塑性高分子樹脂、例えば熱硬化性エポキシまたはフェノール樹脂で含浸させたＳガラス繊維を含む。このような材料は当業界周知であり、市販されている。好ましい例としては、これらに限定されないが、サウスカロライナ州エーケンのＡＧＹから市販されているＳ２−ガラス（S2-Glass）（登録商標）複合材料；およびベルギー、バティスの３Ｂファイバーガラス（3B Fibreglass）から市販されているハイパーテックス（HiPerTex）（商標）Ｅガラス繊維から形成された複合材料が挙げられる。また、Ｒガラス繊維を含む複合材料も好適であり、例えばフランス、クールブヴォワのサンゴバン（Saint-Gobain）からヴェトロテックス（VETROTEX）（登録商標）という商標で市販されているものである。また、全て市販されている上記の全ての材料の組合せも好適である。
【００２４】
上述したように、高強度繊維は、それぞれＡＳＴＭ  Ｄ２２５６により測定した場合、約７ｇ／デニールまたはそれより高い好ましいテナシティ、約１５０ｇ／デニールまたはそれより高い好ましい引張弾性率、および約８Ｊ／ｇまたはそれより高い好ましい破断エネルギーを有する繊維である。好ましい繊維は、好ましくは約１５ｇ／デニールまたはそれより高い、より好ましくは約２０ｇ／デニールまたはそれより高い、さらにより好ましくは約２５ｇ／デニールまたはそれより高い、さらにより好ましくは約３０ｇ／デニールまたはそれより高い、さらにより好ましくは約４０ｇ／デニールまたはそれより高い、さらにより好ましくは約４５ｇ／デニールまたはそれより高い、最も好ましくは約５０ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティを有する。好ましい繊維は、好ましくは約３００ｇ／デニールまたはそれより高い、より好ましくは約４００ｇ／デニールまたはそれより高い、より好ましくは約５００ｇ／デニールまたはそれより高い、より好ましくは約１，０００ｇ／デニールまたはそれより高い、最も好ましくは約１，５００ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する。また好ましい繊維は、好ましくは約１５Ｊ／ｇまたはそれより高い、より好ましくは約２５Ｊ／ｇまたはそれより高い、より好ましくは約３０Ｊ／ｇまたはそれより高い破断エネルギーも有し、最も好ましくは約４０Ｊ／ｇまたはそれより高い破断エネルギーを有する。これらの組み合わされた高い強度特性を有する好ましい繊維タイプのそれぞれを形成する方法は、慣習的に当業界において公知である。
【００２５】
繊維は、あらゆる好適なデニールを有していてもよい。例えば、繊維は、約５０〜約５０００デニール、より好ましくは約２００〜５０００デニール、さらにより好ましくは約６５０〜約３０００デニール、最も好ましくは約８００〜約１５００デニールのデニールを有していてもよい。その選択は、防弾効力とコストの考察により決まる。それより細い繊維は、製造と製織によりコストがかかるが、単位重量あたりより大きな防弾効力をもたらすことができる。
【００２６】
本発明の各複合材料を形成する繊維は、好ましくは、ただし必ずではないが、高分子バインダー材料で少なくとも部分的にコーティングされている。高分子バインダー材料はまた、当業界では、一般的に、高分子「マトリックス」材料とも称される。これらの用語は、慣習的に当業界において公知であり、本来備わっている接着性の特徴によって、または周知の熱および／または圧力条件に晒された後のいずれかで繊維を一緒に結合させる材料を表する。「高分子」バインダーまたはマトリックス材料は、本明細書で使用される場合、樹脂およびゴムを包含する。高分子バインダー／マトリックス材料は、存在する場合、個々の繊維を部分的または実質的にのいずれかでコーティングし、好ましくは繊維プライまたは繊維層を形成する個々のフィラメント／繊維のそれぞれを実質的にコーティングする。
【００２７】
好適な高分子バインダー材料としては、低引張弾性率のエラストマー材料と高引張弾性率の硬質材料の両方が挙げられる。引張弾性率という用語は、本明細書全体で使用される場合、高分子バインダー材料ではＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定される弾性係数を意味する。低または高弾性率のバインダーは、様々な高分子材料および非高分子材料を含んでいてもよい。本発明の目的に関して、低弾性率エラストマー材料は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８試験法に従って約６，０００ｐｓｉ（４１．４ＭＰａ）またはそれ未満の測定された引張弾性率を有する。低弾性率のポリマーは、好ましくは約４，０００ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）またはそれ未満、より好ましくは約２４００ｐｓｉ（１６．５ＭＰａ）またはそれ未満、さらにより好ましくは１２００ｐｓｉ（８．２３ＭＰａ）またはそれ未満の引張弾性率を有するエラストマーであり、最も好ましくは約５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）またはそれ未満である。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、最も好ましくは約−５０℃未満である。また低弾性率エラストマー材料は、好ましくは少なくとも約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％の破断点伸びも有する。
【００２８】
多種多様の材料および調合物が、低弾性率の高分子バインダーとして利用することができる。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−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、ポリアミドのコポリマー（一部の繊維タイプに有用）、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、およびそれらの組合せ、加えて繊維の融点未満で硬化し得る他の低弾性率ポリマーおよびコポリマーが挙げられる。また、様々なエラストマー材料のブレンド、またはエラストマー材料と１種もしくはそれより多くの熱可塑性物質とのブレンドも有用である。
【００２９】
特に有用なものは、共役ジエンとビニル芳香族単量体と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は、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−ブチルスチレンは、好ましい共役芳香族単量体である。ポリイソプレンを取り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セグメントを有する熱可塑性エラストマーを生産してもよい。このようなポリマーは、Ａ−Ｂ−Ａ型の単純なトリブロックコポリマー、（ＡＢ）ｎ（ｎ＝２〜１０）型のマルチブロックコポリマー、またはＲ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３〜１５０）型の放射状配置を有するコポリマーであってもよく、ここで式中Ａは、ポリビニル芳香族単量体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が、テキサス州ヒューストンのクレイトン・ポリマーズ（Kraton Polymers）により商業的に生産されており、会報「Kraton Thermoplastic Rubber」、ＳＣ−６８−８１で説明されている。また、プリンリン（PRINLIN）（登録商標）という商標で販売されており、ドイツ、デュッセルドルフが本拠地のヘンケル・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。防弾性複合材料で採用される従来の低弾性率の高分子バインダーポリマーとしては、クレイトン・ポリマーズによって商業的に生産され、クレイトン（登録商標）という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が挙げられる。
【００３０】
柔軟な装甲材料の形成には低弾性率の高分子バインダー材料が好ましいが、硬質装甲物品の形成には高弾性率の高分子バインダー材料が好ましい。高弾性率、硬質材料は、一般的に６，０００ｐｓｉより大きい初期引張弾性率を有する。有用な高弾性率の硬質高分子バインダー材料としては、ポリウレタン（エーテルベースとエステルベースの両方）、エポキシ、ポリアクリレート、フェノール樹脂／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、加えてポリマーの混合物、例えばビニルエステルおよびフタル酸ジアリル、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が挙げられる。特に有用な硬質高分子バインダー材料は、メチルエチルケトンなどの炭素−炭素飽和溶媒に可溶であり、硬化させると、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定した場合に少なくとも約１×１０６ｐｓｉ（６８９５ＭＰａ）の高い引張弾性率を有する熱硬化性ポリマーである。特に有用な硬質高分子バインダー材料は、米国特許第６，６４２，１５９号で説明されているものであり、その開示は、参照により本明細書に組み入れられる。
【００３１】
複合材料がバインダーを包含する場合、複合材料を構成するバインダーの総重量は、繊維の重量とバインダーの重量との合計の、好ましくは約２％〜約５０％、より好ましくは約５％〜約３０％、より好ましくは約７％〜約２０％、最も好ましくは約１１％〜約１６％を構成する。織布／編布にとってはそれより低いバインダー含量が適切であり、その場合、典型的には、繊維の重量とバインダーの重量の合計の０％より大きく１０％未満の高分子バインダー含量が最も好ましいが、これは、厳密な限定としての意図はない。時には、例えば、フェノール／ＰＶＢ含浸アラミド織布が、約２０％〜約３０％のより高い樹脂含量を用いて製造されるが、典型的には、上記含量は約１２％が好ましい。低弾性率素材または高弾性率材料かどうかにかかわらず、高分子バインダーはまた、当業界で周知のように、カーボンブラックまたはシリカなどの充填剤を包含していてもよいし、油展されていてもよいし、または硫黄、過酸化物、金属酸化物または放射線硬化系で加硫されていてもよい。
【００３２】
繊維に高分子バインダー材料を適用することによって繊維のプライ／層をバインダーで含浸するための方法は周知であり、当業者によって容易に決定される。用語「含浸」は、本明細書では、高分子コーティングが「埋め込まれた」、高分子コーティングで「コーティングされた」、またはそれとは別に、バインダー材料が単にプライ／層の表面ではなくプライ／層の繊維に拡散するように高分子コーティングが適用されたことと同義語であるとみなされる。高分子バインダー材料を適用するためにあらゆる適切な適用方法を利用することができ、「コーティングされた」などの用語を特に使用したところで、フィラメント／繊維上に高分子バインダー材料が適用される方法を限定することは意図しない。有用な方法としては、例えば、ポリマーまたはポリマー溶液を繊維上に噴霧、押出し、またはロールコーティングすることが挙げられ、加えて繊維を溶融したポリマーまたはポリマー溶液に通過させることが挙げられる。最も好ましくは、個々の繊維のそれぞれを実質的にコーティングするかまたはカプセル化して、全てのまたは実質的に全ての繊維表面を高分子バインダー材料で覆う方法である。
【００３３】
本発明の複合材料は、織布、不織布または編布を含んでいてもよい。織布は、あらゆる布の織り方、例えば平織、千鳥綾織、バスケット織、繻子織、綾織、三次元織布、およびこれら数種の変形形態のいずれかを使用した当業界周知の技術を使用して形成することができる。繊維を直交する０°／９０°の向きで一緒に織る平織が最も一般的であり、好ましい。より好ましくは、縦糸数と横糸数とが等しい平織物である。一実施態様において、織布の単一の層は、縦糸方向と横糸方向の両方において好ましくは１インチあたり約１５〜約５５個の繊維／ヤーンの端部（１ｃｍあたり約５．９〜約２１．６個の端部）、より好ましくは１インチあたり約１７〜約４５個の端部（１ｃｍあたり約６．７〜約１７．７個の端部）を有する。織布を形成する繊維／ヤーンは、好ましくは約３７５〜約１３００のデニールを有する。その結果、織布は、好ましくは約５〜約１９オンス／平方ヤード（約１６９．５〜約６４４．１ｇ／ｍ２）、より好ましくは約５〜約１１オンス／平方ヤード（約１６９．５〜約３７３．０ｇ／ｍ２）の重さを有する。このような織布の例は、サウスカロライナ州アンダーソンのＪＰＳコンポジット・マテリアルズ（JPS Composite Materials）または他の商業的な織布業者より入手可能な、ハネウェル・インターナショナル社製のスペクトラ（登録商標）繊維を用いて製造されるスペクトラ（登録商標）ファブリックスタイル９０２、９０３、９０４、９５２、９５５および９６０と称されるものがある。他の典型的な織布としては、バスケット織で形成された布、例えばスペクトラ（登録商標）ファブリックスタイル９１２が挙げられる。アラミドベースの織布の例は、デュポンより入手可能なケブラー（登録商標）ファブリックスタイル７０４、７０５、７０６、７０８、７１０、７１３、７２０、７４５および７５５と称されるもの、ならびにコーロン・インダストリーズ社から市販されているトワロン（登録商標）ファブリックスタイル５７０４、５７１６および５９３１である。
【００３４】
編布構造は、互いにかみ合うループで構成される構造体であり、その４つの主要なタイプは、トリコット、ラッシェル、ネットおよび配向構造である。最初の３つのカテゴリーの編物は、ループ構造の性質のために、繊維の強度の利点が十分に活用されないため好適ではない。しかしながら、配向した編物構造は、細いデニールの編み目でその場に保持された、直線状の挿入ヤーン（inlaid yarn）を使用する。このようなヤーンは、ヤーンへの交錯作用のために織布中で見出される捲縮作用を起こすことなく、確実に直線状である。これらの挿入ヤーンは、加工の要件に応じて一軸、二軸または多軸方向で配向されていてもよい。耐荷重性ヤーンの挿入に使用される特別な編物装置は、ヤーンに穴を開けないような装置であることが好ましい。
【００３５】
必須ではないが、複数の織布／編布層を合わせたり、または本発明の他の織布／編布または不織布複合材料と合わせたりすることを容易にするために、織布または編布の繊維は、場合により高分子バインダーでコーティングされていてもよい。典型的には、布の織りまたは編みは、任意選択の高分子バインダーで繊維をコーティングする前に行われ、その場合、布を、その後にバインダーで含浸させる。その代わりに、複数の織布は、３Ｄ製織方法を使用して相互連結されてもよく、例えば、縦糸と横糸とを水平および垂直両方で織布のスタックに織り込むことによって相互連結されてもよい。また複数の織布は、他の手段、例えば布間に介在する接着剤フィルムを介した接着剤による付着、ｚ方向で布を一緒に縫い合わせること／ニードルパンチすることによる機械的な付着、またはそれらの組合せによって互いに付着させてもよい。また、このような３Ｄ製織方法が採用される場合、織布を高分子バインダー材料でコーティングもしくは含浸させること、または織布層間に介在する接着剤フィルムを適用することも任意選択である。複数の編布を合わせるのに類似の技術を採用してもよい。
【００３６】
本発明の織物複合材料は、最も好ましくは、複数の個々の織布層を高分子バインダーで含浸／コーティングすること、続いて複数の含浸させた布を、実質的に同じ大きさを有する様式で互いにスタックすること、次いで低圧での統合または高圧での成形によってスタックを合わせて単層の構造にすることによって形成される。このような織物複合材料は、典型的には約２〜約１００のこれらの織布層、より好ましくは約２〜約８５層、および最も好ましくは約２〜約６５の織布層を包含する。ここでも、複数の編布を合わせることに類似の技術および選択が適用される。
【００３７】
本発明の不織布複合材料は、当業界における従来の方法によって形成されてもよい。例えば、不織布を形成する好ましい方法では、複数の繊維を少なくとも１つの配列に並べるが、典型的には、実質的に平行な一方向の配列に並べられた複数の繊維を含む繊維ウェブとして並べらる。典型的なプロセスにおいて、繊維の束をクリールから供給して、ガイドおよび１つまたはそれより多くのスプレッダーバーを介してコリメーティングコームに導入する。典型的には、その後に、繊維を高分子バインダー材料でコーティングする。典型的な繊維の束は、約３０〜約２０００本の個々の繊維を有する。スプレッダーバーおよびコリメーティングコームによって束になった繊維を分散させて拡げ、それらを同一平面の様式でのサイドバイサイド型に再編成する。繊維が理想的に拡げられると、個々のフィラメントまたは個々の繊維が単一の繊維面中で互いに隣り合って配置されて、繊維が互いにオーバーラップすることのない実質的に一方向の平行な繊維配列が形成される。織布と類似して、織布の単一のプライは、好ましくは、１インチあたり約１５〜約５５個の繊維／ヤーンの端部（１ｃｍあたり約５．９〜約２１．６個の端部）、より好ましくは１インチあたり約１７〜約４５個の端部（１ｃｍあたり約６．７〜約１７．７個の端部）を有する。２プライの０°／９０°不織布は、両方向で１インチあたり同じ数の繊維／ヤーンの端部を有する。また不織布プライを形成する繊維／ヤーンも、好ましくは約３７５〜約１３００のデニールを有する。
【００３８】
次に、繊維がコーティングされている場合、典型的には、コーティングを乾燥させ、続いてコーティングされた繊維を望ましい長さおよび幅を有する単一プライに形成する。熱またはあらゆる他の公知の方法で繊維を一緒に接合させることによって、コーティングされていない繊維を接着剤フィルムと一緒に結合させて、単一プライを形成してもよい。次いで数枚のこれらの不織布の単一プライを、互いに重ね合わせて同じ大きさを有する様式でスタックして、一緒に統合する。
【００３９】
不織布層は、最も典型的には１〜約６枚のプライを包含するが、様々な適用にとって望ましい場合があるため、約１０〜約２０枚もの多くのプライを包含していてもよい。プライの数が多くなればなるほど、より大きい防弾性につながるが、重量も重くなる。不織布複合材料は、典型的には約２〜約１００枚のこれらの布層、より好ましくは約２〜約８５層、最も好ましくは約２〜約６５枚の不織布層を包含する。第一の複合材料、第二の複合材料およびあらゆる追加の複合材料それぞれの層の数は異なっていてもよいし、または同じであってもよく、ここでこれらの層はあらゆる好適な厚さを有する。
【００４０】
慣習的に当業界において公知であるように、各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維が、各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されるように、同じ大きさで互いにスタックされる個々の繊維プライをクロスプライする場合に、優れた防弾性が達成される。最も好ましくは、繊維プライは、０°および９０°の角度で直角にクロスプライされているが、隣接するプライが、別のプライの縦の繊維方向に対して約０°〜約９０°の実質的にあらゆる角度で並べられていてもよい。例えば、５プライの不織布構造を０°／４５°／９０°／４５°／０°で、または他の角度で配向させたプライを有していてもよい。このような回転させた一方向のアライメントは、例えば、米国特許第４，４５７，９８５号；４，７４８，０６４号；４，９１６，０００号；４，４０３，０１２号；４，６２３，５７４号；および４，７３７，４０２号で説明されており、これらは全て、本明細書と矛盾しない程度に参照により本明細書に組み入れられる。典型的には、隣接するプライ中の繊維は、互いに４５°〜９０°、好ましくは６０°〜９０°、より好ましくは８０°〜９０°、最も好ましくは約９０°の角度で配向され、その場合、１つおきの層中の繊維の角度は、好ましくは実質的に同じである。
【００４１】
本明細書における好ましい実施態様において、好ましくは、第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維が、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して９０°または約９０°の角度で配向され、第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して９０°または約９０°の角度で配向される。本発明の追加の各複合材料が個々に同じ配置であることが好ましい。
【００４２】
上述した０°／９０°構造は、複合材料のそれぞれ個々の製造にとって好ましいが、複数の複合材料を含む本発明の多層複合材料の防弾性材料において、１つの複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、隣接する各複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向とは異なる角度で配置される。具体的に言えば、第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており、第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第三の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と同じかまたは異なっている。隣接する複合材料に対する各複合材料の繊維の向きを変更することにより、剛性が付加されて、それが順に耐弾道貫通性の有効性を低減させずに外傷を低減させる。実施例で強調されるように、第一の複合材料、第二の複合材料および任意選択の第三の複合材料（加えてあらゆる追加の複合材料）のそれぞれが、それぞれの複合材料内に下位層のグループを包含していてもよく、その場合、構成要素の繊維プライの縦の繊維方向は、互いに対して数種の異なる角度であってもよい。このタイプの実施態様は、例えば、１つまたはそれより多くのアラミドベースの複合材料と１つまたはそれより多くのポリエチレンベースの複合材料とを単一の物品に組み合わせたハイブリッド物品において特に重要である。
【００４３】
この縦方向の繊維の向きの差は、実質的には約０°〜約９０°（または測定方法に応じて９０°〜１８０°）のあらゆる角度であってもよい。本発明の好ましい２つの複合材料の実施態様において、第一の複合材料および第二の複合材料は、第一の複合材料の外側のプライが第二の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第一の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して２２．５°または１１２．５°の角度で配向される。別の実施態様において、第一の複合材料および第二の複合材料は、第一の複合材料の外側のプライが第二の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第一の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して４５．０°または１３５．０°の角度で配向される。さらにその他の実施態様において、第一の複合材料および第二の複合材料は、第一の複合材料の外側のプライが第二の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第一の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して６７．５°または１５７．５°の角度で配向される。前記外側のプライ中の縦方向の繊維の向きは、好ましくは、同じ複合材料内の１つおきの繊維プライのそれぞれ（すなわち偶数のプライ毎または奇数のプライ毎）における縦方向の繊維の向きと実質的に同じである。
【００４４】
本発明の第一の複合材料、第二の複合材料およびあらゆる追加の複合材料のそれぞれは個々に、他の複合材料の１つまたはそれより多くと互いに化学的に同じであってもよいし、または化学的に異なっていてもよい。一実施態様において、第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーはどちらも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に同じである。例えば、各複合材料は、ポリウレタンバインダーでコーティングされた伸び切り鎖ポリエチレン繊維を含んでいてもよい。別の実施態様において、第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーはいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に異なる。例えば、第一の複合材料は、ポリウレタンバインダーでコーティングされた伸び切り鎖ポリエチレン繊維を含んでいてもよく、一方で第二の複合材料は、ポリウレタンバインダーでコーティングされたアラミド繊維を含む。
【００４５】
好ましい３つの複合材料（第一／第二／第三）の物品の実施態様において、第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーはいずれも、第二の複合材料および第三の複合材料のそれぞれを形成する繊維および高分子バインダーと化学的に同じである。別の好ましい３つの複合材料（第一／第二／第三）の物品の実施態様において、第一の複合材料および第三の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーはいずれも、化学的に同じであるが、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと異なっている。さらに別の３つの複合材料（第一／第二／第三）の物品の実施態様において、各複合材料は、異なる繊維および異なる高分子バインダー材料から形成される。
【００４６】
他の実施態様において、各複合材料の繊維は互いに同じであってもよいが、高分子バインダーは異なっていてもよい。例えば、第一および第二の複合材料はそれぞれ伸び切り鎖ポリエチレン繊維を含んでいてもよく、ここで第一の複合材料（好ましくは防弾性材料の衝突面として配置される）は、高弾性率の高分子バインダー材料を取り入れており、第二の複合材料（第一の複合材料の後ろに配置される）は、低弾性率の高分子バインダー材料を取り入れている。好ましい一実施態様において、第一の複合材料は、第二の複合材料の曲げ弾性率より少なくとも約１５％高い、またはより好ましくは第二の複合材料の曲げ弾性率より２５％高い曲げ弾性率を有する。
【００４７】
複合材料は個々に、好ましくは、防弾性材料中の他の複合材料のそれぞれと同じタイプの布構造（例えば、織布、編布または不織布）を有する。その代わりに、異なるタイプの布の組合せが存在して、ハイブリッド構造が形成されていてもよい。好ましい一実施態様において、各複合材料中の繊維の層は、全て不織布である。別の好ましい実施態様において、各複合材料中の繊維の層は全て、全て一方向に配向された繊維を含む不織布である。別の好ましい実施態様において、各複合材料中の繊維の層は全て、全て一方向に配向された繊維を含む不織布である。さらに別の実施態様において、第一の複合材料中の繊維の層は全て、全て一方向に配向された繊維を含む不織布であり、第二の複合材料中の繊維の層は全て、織布である。さらにその他の実施態様において、第一の複合材料中の繊維の層は全て、織布であり、第二の複合材料中の繊維の層は全て、全て一方向に配向された繊維を含む不織布である。３つの複合材料（第一／第二／第三）の物品において、第一および第三の複合材料は、好ましくは同じ構造体であるが、中央の第二の複合材料は構造が異なっていてもよい。
【００４８】
さらに他の好ましい実施態様において、いくつかの複合材料は、他の複合材料より多くの量の高分子バインダーを含んでいてもよく、またはいくつかの複合材料は高分子バインダーを含んでいてもよく、一方で他の複合材料は高分子バインダーを含まない（すなわちマトリックス非含有である）。特に好ましい２つの複合材料の物品の実施態様の１つにおいて、第二の複合材料は、第一の複合材料より多くの高分子バインダー含量を有する。この実施態様は、第二の複合材料の剛性を高め、それゆえに外傷を低減する。
【００４９】
また繊維層のタイプおよび数は、複合材料の面密度にも影響を与え、各複合材料を形成する層の数は、望ましい防弾性物品の最終用途に応じて様々である。例えば、軍事用途のための防弾ベストでは、１．０ｌｂ／ｆｔ２（ｐｓｆ）（４．８８ｋｇ／ｍ２（ｋｓｍ））の面密度を達成する物品を形成するために、個々の２プライ（例えば０°／９０°）層が合計で２２枚必要な場合があり、または本明細書で説明される高強度繊維から２２枚の織布または編布を形成する場合もある。軍事使用のための最低限レベルの防護服の防弾性は、当業界において周知のように、国立司法研究所（National Institute of Justice；ＮＩＪ）の脅威レベルによって類別されている。
【００５０】
本発明の各複合材料は、少なくとも１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、好ましくは少なくとも２００ｇ／ｍ２の面密度を有し、より好ましくは少なくとも９７６ｇ／ｍ２の面密度を有する。最も好ましくは、第一の複合材料、第二の複合材料および各追加の複合材料のそれぞれは、少なくとも４０００ｇ／ｍ２（４．０ｋｓｍ）（約０．８２ｐｓｆ）の面密度を有する。好ましい実施態様において、第一の複合材料、第二の複合材料およびあらゆる追加の複合材料の合計は、約０．２ｐｓｆ（０．９７６ｋｓｍ）〜約８．０ｐｓｆ（３９．０４ｋｓｍ）、より好ましくは約０．３ｐｓｆ（１．４６４ｋｓｍ）〜約６．０ｐｓｆ（２９．２８ｋｓｍ）、さらにより好ましくは約０．５ｐｓｆ（２．４４ｋｓｍ）〜約５．０ｐｓｆ（２４．４ｋｓｍ）、さらにより好ましくは約０．５ｐｓｆ（２．４４ｋｓｍ）〜約３．５ｐｓｆ（１７．０８ｋｓｍ）、さらにより好ましくは約１．０ｐｓｆ（４．８８ｋｓｍ）〜約３．０ｐｓｆ（１４．６４ｋｓｍ）、さらにより好ましくは約１．５ｐｓｆ（７．３２ｋｓｍ）〜約３．０ｐｓｆ（１４．６４ｋｓｍ）の全体の合計面密度を有する防弾性材料をもたらす。本発明の最も好ましい実施態様において、第一の複合材料、第二の複合材料およびあらゆる追加の複合材料の合計は、１．６２ｐｓｆ（７．９０５６ｋｓｍ）またはそれより大きい、より好ましくは１．６３ｐｓｆ（７．９５４４ｋｓｍ）またはそれより大きい、さらにより好ましくは１．６４ｐｓｆ（８．００３２ｋｓｍ）またはそれより大きい、最も好ましくは１．６５ｐｓｆ（８．０５２ｋｓｍ）またはそれより大きい全体の合計面密度を有する防弾性材料をもたらす。
【００５１】
使用時には、第一の複合材料は、好ましくは、防弾性材料前面の「衝突面」、すなわち発射体の脅威が最初に当たる複合材料として配置される。他の実施態様において、第二の複合材料、第三の複合材料、または追加の複合材料のいずれかが衝突面複合材料として配置されてもよいが、第一の複合材料が衝突面複合材料であることが最も好ましい。最大の背面衝撃痕耐性性能のためには、第一の複合材料が衝突面複合材料として配置される場合、この第一の複合材料は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい面密度を有する。防弾性材料が２つより多くの複合材料を含む場合、第一の複合材料の面密度は、全ての組み合わされた複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい。一実施態様において、第一の複合材料の面密度は、全ての組み合わされた複合材料の全体の合計面密度の約６０％より大きい。別の実施態様において、第一の複合材料の面密度は、全ての組み合わされた複合材料の全体の合計面密度の約７０％より大きい。最も好ましい２つの複合材料の実施態様において、第一の複合材料は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の約６０％〜約７５％を構成し、第二の複合材料は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の約２５％〜約４０％を構成する。別の実施態様において、好ましくは防弾性物品中に少なくとも第三の複合材料が包含される場合、第一の複合材料の面密度は、第二の複合材料の面密度に等しくてもよい。好ましい３つの複合材料（第一／第二／第三）の物品において、組み合わされた第一および第三の複合材料は、全体の合計面密度の約６０％〜約７５％を構成し、第二の複合材料は、全体の合計面密度の約２５％〜約４０％を構成する。
【００５２】
特に好ましい２つの複合材料の配置において、第一の複合材料は、全体の合計面密度の約７５％を構成し、第二の複合材料は、全体の合計面密度の約２５％を構成する。別の特に好ましい２つの複合材料の配置において、第一の複合材料は、全体の合計面密度の約６３％を構成し、第二の複合材料は、全体の合計面密度の約３７％を構成する。特に好ましい３つの複合材料（第一／第二／第三）の配置において、組み合わされた第一および第三の複合材料は、全体の合計面密度の約７５％を構成し、第二の複合材料は、全体の合計面密度の約２５％を構成する。別の特に好ましい３つの複合材料（第一／第二／第三）の配置において、組み合わされた第一および第三の複合材料は、全体の合計面密度の約６３％を構成し、第二の複合材料は、全体の合計面密度の約３７％を構成する。これらの配置は、優れた耐弾道貫通性と最大の背面衝撃痕耐性性能との組合せを示すことから、特に好ましい。
【００５３】
各複合材料の厚さは、個々の繊維の厚さと複合材料に取り入れられる繊維プライ／層の数に対応する。例えば、好ましい織布／編布複合材料は、好ましくはプライ／層１枚あたり約２５μｍ〜約６００μｍ、より好ましくはプライ／層１枚あたり約５０μｍ〜約３８５μｍ、最も好ましくはプライ／層１枚あたり約７５μｍ〜約２５５μｍの厚さを有する。好ましい２プライの不織布複合材料は、好ましくは約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の厚さを有する。
【００５４】
個々に複合材料を形成する場合、当業界における従来の条件を使用して、個々のプライ／層を合体させて単層の複合材料構造にする。これまで述べたように、圧力なしで、または低い圧力を使用して合体させることは、当業界では「統合」ということが多く、一方で高圧での合体は「成形」と称されることが多いが、これらの用語はしばしば同義的に使用される。オーバーラップする不織布繊維プライ、織布層または編布層の各スタックは、加熱および圧力下で合体されるか、または個々の繊維プライのコーティングを接着させて単層の一体式の要素を形成することによって合体される。繊維プライ／層統合して複雑な複合材料を形成する方法は周知であり、例えば米国特許第６，６４２，１５９号で説明されている方法によってなされる。統合は、乾燥、冷却、加熱、圧力またはそれらの組合せを介して起こすことができる。湿式のラミネートプロセスでの場合のように、繊維または布の層を単に一緒に貼り合わせてもよく、その場合、熱および／または圧力を要しない場合がある。統合は、約５０℃〜約１７５℃、好ましくは約１０５℃〜約１７５℃の範囲の温度で、約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）〜約２５００ｐｓｉｇ（１７ＭＰａ）の範囲の圧力で、約０．０１秒〜約２４時間、好ましくは約０．０２秒〜約２時間でなされてもよい。加熱する場合、高分子バインダーのコーティングを完全に融解させずに粘着または流動させる場合も考えられる。しかしながら、一般的に、高分子バインダー材料を溶融させる場合、複合材料を形成するのに比較的わずかな圧力しか必要でないが、粘着を起こすポイントまでバインダー材料を単に加熱するだけだと、典型的にはより高い圧力が必要である。慣習的に当業界において公知であるように、統合は、カレンダー装置、フラットベッドラミネーター、プレス中で行われてもよいし、またはオートクレーブ中で行われてもよい。また統合は、真空下に置かれた鋳型中で材料を真空成形することによって行われてもよい。真空成形技術は当業界周知である。最も一般的には、複数の直交の繊維ウェブは、バインダーポリマーと一緒に「貼り合わされ」、接合の均一性と強度を改善するためにフラットベッド型のラミネーターを通過させる。さらに、統合およびポリマー適用／接合工程は、２つの別個の工程を含んでいてもよいし、または１回の統合／ラミネート工程を含んでいてもよい。
【００５５】
その代わりに、統合は、好適な成形装置における加熱および圧力下での成形によって達成されてもよい。一般的に、成形は、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）の圧力で行われる。その代わりに、成形は、約５，０００ｐｓｉ（３４，４７０ｋＰａ）〜約１５，０００ｐｓｉ（１０３，４１０ｋＰａ）、より好ましくは約７５０ｐｓｉ（５，１７１ｋＰａ）〜約５，０００ｐｓｉ、より好ましくは約１，０００ｐｓｉ〜約５，０００ｐｓｉのより高い圧力で行われてもよい。成形工程は、約４秒〜約４５分の時間を要する場合がある。成形温度は、好ましくは約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。繊維層が成形される圧力は、結果得られた成形製品の剛性またはフレキシビリティーに直接的な作用を有する。特に、それらが成形される圧力が高ければ、剛性はより高くなり、その逆も同様である。成形圧に加えて、繊維プライの量、厚さおよび組成、ならびに高分子バインダー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を与える。
【００５６】
本明細書で説明される成形技術と統合技術はそれぞれ類似しているが、各プロセスは異なっている。特に、成形はバッチプロセスであり、統合は一般的に連続プロセスである。さらに、成形は、典型的には、成形された鋳型、またはフラットパネルを形成する場合はマッチドダイ鋳型などの鋳型の使用を含むが、必ずしも平坦な生成物が生じるとは限らない。統合は通常、軟質（柔軟な）防護服用の布を生産するために、フラットベッドラミネーター、カレンダーニップ装置で、または湿式のラミネートとして行われる。成形は、典型的には、硬質装甲、例えば硬質プレートの製造のために特別に設けられている。いずれのプロセスにおいても、好適な温度、圧力および時間は、一般的に、高分子バインダーコーティングの材料のタイプ、高分子バインダーの含量、使用されるプロセスおよび繊維のタイプによって決まる。
【００５７】
その後、第一の複合材料、第二の複合材料およびあらゆる追加の複合材料を互いに付着させる。有用な技術としては、これまで説明した統合または成形技術が挙げられ、その場合、複合材料を一緒に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設置して、合体させる。複合材料が高分子バインダー材料と共に製造される場合、バインダーは、複合材料を互いに結合させるための接着剤として役立つ可能性がある。その代わりに、複合材料がバインダーを含むかどうかにかかわらず、別個の接着剤を使用して複合材料を互いに付着させてもよい。好適な接着剤としては、これらに限定されないが、エラストマー材料、例えばポリエチレン、架橋ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレンコポリマー、ポリプロピレン、プロピレンコポリマー、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、ポリクロロプレン、当業界周知の１種またはそれより多くの可塑剤（例えばフタル酸ジオクチル）を使用した可塑化ポリ塩化ビニル、ブタジエンアクリロニトリルエラストマー、ポリ（イソブチレン−ｃｏ−イソプレン）、ポリアクリレート、ポリエステル、不飽和ポリエステル、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、熱可塑性エラストマー、フェノール系樹脂、ポリブチラール、エポキシポリマー、スチレン系ブロックコポリマー、例えばスチレン−イソプレン−スチレンまたはスチレン−ブタジエン−スチレンタイプ、および慣習的に当業界公知の他の好適な接着剤組成物が挙げられる。特に好ましい接着剤としては、メタクリレート接着剤、シアノアクリレート接着剤、ＵＶ硬化接着剤、ウレタン接着剤、エポキシ接着剤および上記材料のブレンドが挙げられる。これらのなかでも、ポリウレタン系熱可塑性接着剤を含む接着剤、特に１種またはそれより多くのポリウレタン系熱可塑性と１種またはそれより多くの他の熱可塑性ポリマーとのブレンドが好ましい。最も好ましくは、接着剤は、ポリエーテル脂肪族ポリウレタンを含む。このような接着剤は、例えば、ホットメルト、フィルム、ペーストもしくはスプレーの形態で、または二成分の液状接着剤として適用することができる。
【００５８】
要素を直接付着させるための他の好適な手段としては、これらに限定されないが、それらの表面が互いに接触するように、それらを一緒に縫い合わせること、加えてそれらをボルト締めすること、またはそれらを一緒にねじで締めることが挙げられる。好ましい実施態様において、複合材料は、接着剤を用いて互いに付着され、さらに従来のニードルパンチ法によってｚ方向で強化される。両方の付着手段を利用することにより、複合材料間の層間強度が高められ、これは、より高い剛性および外傷の低減につながる。
【００５９】
また、それぞれ個々の複合材料の個々の層を統合されないままにして、それに続いて複数の統合されていない複合材料のセクションを含む単位を１回の工程で一緒に統合／成形することも本発明の範囲内である。この実施態様において、この１回の一体的な統合／成形工程の前に、個々のセクションのそれぞれを任意選択で一緒に縫い合わせて、それらの完全性を維持してもよい。
【００６０】
本発明の複合材料はまた、任意選択で、それらの外面の一方または両方に付着された１つまたはそれより多くの熱可塑性ポリマー層を含んでいてもよい。熱可塑性ポリマー層にとって好適なポリマーとしては、これらに限定されないが、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、アクリル系ポリマー、ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレン、フルオロポリマーおよび同種のもの、加えてそれらのコポリマーおよび混合物、例えばエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）およびエチレンアクリル酸などが挙げられる。また、天然および合成ゴムポリマーも有用である。これらのなかでも、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非限定的な例は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、直鎖状中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、直鎖状超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖状超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ならびにそれらのコポリマーおよび混合物である。また、オハイオ州カ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スパンファブ（SPUNFAB）（登録商標）ポリアミドウェブ（カイケル・アソシエイツ社（Keuchel Associates, Inc.）に登録された商標）、加えてフランス、セルネーのプロテクニック社（Protechnic S.A.）から市販されているサーモプラスト（THERMOPLAST）（商標）およびヘリオプラスト（HELIOPLAST）（商標）ウェブ、ネットおよびフィルムも有用である。
【００６１】
いずれの熱可塑性ポリマー層も極めて薄いことが好ましく、好ましくは約１μｍ〜約２５０μｍ、より好ましくは約５μｍ〜約２５μｍ、最も好ましくは約５μｍ〜約９μｍの層厚さを有する。スパンファブ（登録商標）不織布ウェブなどの不連続ウェブは、６グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の基本重量で適用されることが好ましい。このような厚さが好ましいが、他の厚さも、特定の必要性が満たされるように生産することが可能であり、それでもなお本発明の範囲内に包含されると理解されるものとする。
【００６２】
このような熱可塑性ポリマー層は、熱ラミネートなどの周知の技術を使用して複合材料表面に接合させてもよい。典型的には、ラミネートは、十分な加熱および圧力条件下に個々の層を互いに配置して、層を合わせて一体化構造にすることによって行われる。ラミネートは、約９５℃〜約１７５℃、好ましくは約１０５℃〜約１７５℃の範囲の温度で、約５ｐｓｉｇ（０．０３４ＭＰａ）〜約１００ｐｓｉｇ（０．６９ＭＰａ）の範囲の圧力で、約５秒〜約３６時間、好ましくは約３０秒〜約２４時間行ってもよい。その代わりに、当業者であれば理解していることだが、このような熱可塑性ポリマー層は、熱い糊またはホットメルト繊維を用いて複合材料表面に接合させてもよい。
【００６３】
本発明の防弾性物品は、柔軟な軟質装甲物品、加えて硬い硬質装甲物品などの、低い背面変形、すなわち最適な鈍的外傷耐性を必要とするあらゆる防護服用途、加えて車両や建築物の壁などの構造部材の防御に特に好適である。本発明の防弾性物品は、使用時に、第一の複合材料が物品の衝突面として配置されるように配向されるべきである。
【００６４】
以下の実施例は、本発明を例示するのに役立つ。
【実施例】
【００６５】
耐弾道貫通性（Ｖ５０）と背面衝撃痕性能の両方に対する複合材料の組成および繊維層の向きの影響を決定するために、様々な多層複合材料の物品に弾道試験を行った。ポリエチレン繊維強化複合材料およびアラミド繊維強化複合材料の様々な組合せを含む１７種の異なる複合材料の物品配置を製造し、ここで配置毎に各複合材料タイプの比率を変え、さらに複合材料タイプ毎に繊維層の向きを変えた。
【００６６】
各ポリエチレン繊維強化複合材料層を、４枚のクロスプライ不織ポリエチレン繊維プライから０°／９０°／０°／９０°の配置で加工し、すなわち隣接するプライ中の繊維を互いに縦方向に９０°（またはおよそ９０°）に配向して、一体式の層に統合した（すなわち、０°／９０°／０°／９０°または９０°／０°／９０°／０°）。各プライを個々に、ポリウレタンバインダーでコーティングした一方向に配向した平行なポリエチレン繊維の配列から形成した。ポリエチレン繊維のテナシティは３７ｇ／デニールであり、各繊維プライ中の樹脂含量は約１６％であった。ポリウレタンバインダーは、登録商標を持つ組成物のものであった。各ポリエチレン繊維強化複合材料の各プライを製造するのに使用した繊維およびバインダーは同じものであった。
【００６７】
各アラミド繊維強化複合材料層を、４枚のクロスプライ不織アラミド繊維プライから０°／９０°／０°／９０°の配置で加工し、すなわち隣接するプライ中の繊維を互いに縦方向に９０°（またはおよそ９０°）に配向させ、一体式の層に統合した（すなわち、０°／９０°／０°／９０°または９０°／０°／９０°／０°）。各プライを個々に、ポリウレタンバインダーでコーティングした一方向に配向した平行なアラミド繊維の配列から形成した。アラミド繊維は、２３ｇ／デニールのテナシティを有する１０００デニールのケブラー（登録商標）１２９繊維であり、各繊維プライ中の樹脂含量は１８．５％であった。ポリウレタンバインダーは、アニオン性の脂肪族ポリエステルベースのポリウレタンであった。第二の複合材料の各プライ中の繊維およびバインダーは同じものであった。
【００６８】
個々の層を形成するために、プライを同じ大きさで互いに重ね合わせてスタックし、加熱および圧力下で統合した。統合温度は、約２２０°Ｆ（１０４．４℃）〜約２５０°Ｆ（１２１．１℃）であり、統合圧力は、およそ１００ｐｓｉ（６８９．５ｋＰａ）であった。
【００６９】
望ましい各配置を組み立てるのに必要な各タイプの望ましい数の層を、長さ２５インチおよび幅２５インチを有する０°／９０°／０°／９０°の四角形として用意した。各繊維プライ中の繊維の縦方向の向きが以下に示すように変わるように、スタック中の各繊維層をその前の繊維層の上に配置しながら、層を同じ大きさで互いにスタックした。次いで、複合材料を接触圧力のみの下で１０分かけて２８０°Ｆにまず予備加熱して、プラテンプレスにおいて２７７７ｐｓｉ（１９．１５ＭＰａ）で１５分間、２８０°Ｆ（１３７．７７℃）で成形することによって、複数の層を一緒に合体させて一体式の物品にした。以下に示す一部の配置の場合、ポリエチレン繊維強化複合材料とアラミド繊維強化複合材料との間に別個の接着剤フィルムを取り入れ、接合強度を強化した。次いで、プレス後、物品を１００°Ｆ（３７．８℃）未満に冷却し、プレスから取り出し、長さ１２インチおよび幅１２インチを有する４つの四角形に切断し、弾道試験で処理した。
【００７０】
背面衝撃痕の測定
最初の発射体の衝撃を受ける衝突面複合材料として配置された各物品の望ましい面（残りの層は衝突面複合材料の後ろに配置させた）に対して弾道試験を行った。各実施例について、約１４３０フィート／秒（ｆｐｓ）±３０ｆｐｓの速度で発射された９ｍｍ、１２４グレーンのＦＭＪ  ＲＮ発射体に対するＢＦＳを測定した。物品配置毎に２５インチ×２５インチのサンプルを製造し、その後４つの１２インチ×１２インチの四角形に切断し、弾道試験で処理した。これらの四角形のうち２つを、それぞれパネルの４つの四分割した領域の中心に当てることによって９ｍｍのＢＦＳに関して試験した。したがってＢＦＳデータは、表１では、サンプル毎に８回の粘土変形測定の決定の平均として報告される。複合材料の物品と粘土ブロックとの間に特注で機械加工したスペーサー要素を挿入することによって、多層複合材料の物品を粘土ブロックから１／２インチ（１２．７ｍｍ）離して、背面衝撃痕のデータを測定した。特注で機械加工したスペーサー要素は、境界と前記境界によって規定される内部空洞とを有する要素で構成されており、粘土は空洞中に露出しており、スペーサーは粘土の前面と直接接触して配置された。スペーサーの内部空洞に相当する標的位置にある複合材料の物品に向かって高速発射体が発射された。発射体がスペーサーの内部空洞に相当する位置で複合材料の物品に衝突し、各発射体の衝撃により粘土に測定可能な凹みが生じた。全てのＢＦＳ測定は、この方法の通りに粘土中の凹みの深さについてのみ注目しており、スペーサー要素の深さは考慮に入れていない（すなわちＢＦＳ測定は、複合材料と粘土との実際の距離を包含しない）。この方法はＮＩＪ規格０１０１．０４、タイプＩＩＩＡの方法に類似しているが、この方法は、平坦な粘土ブロック上に複合材料の物品を直接置くことを必要とする。試験装置および方法は、参照により本明細書に組み入れられる共同所有された米国特許出願第１３／５９４，７５７号でより詳細に説明されている。
【００７１】
Ｖ５０測定
各実施例について、少なくとも約３２００フィート／秒（ｆｐｓ）（９７５．３６ｍ／ｓ）の速度で発射された１６グレーンの直円柱（ＲＣＣ）発射体に対するＶ５０に対するＶ５０を測定した。慣習的に公知の標準化した技術の下で、特に国防総省の試験方法規格ＭＩＬ−ＳＴＤ−６６２Ｆの条件の通りにＶ５０データを得た。物品配置毎に残りの２つの１２インチ×１２インチのサンプルを、１６グレーンのＲＣＣを用いたＶ５０試験で処理した。各サンプルを４回撃ち、表２に、Ｖ５０データを、全８回のＶ５０決定の平均として報告した。
【００７２】
離層の測定
表２中の離層は、裏打ち材料中の凹みの深さではなく、実際の試験したパネルの後部変形の深さの試験後測定を指す。このようなものは、測定されるものが粘土の凹みではないため「離層」と称される。発射体の衝撃後、衝撃を受けた領域の布が部分的に収縮するため、この離層測定は、ＢＦＳ測定値と１／２インチ（１２．７ｍｍ）のエアーギャップ深さとを足したものより小さい。離層測定は前記収縮の後に行われるが、本明細書で説明されるエアーギャップ法を用いたＢＦＳ測定は、最大限の布の後部変形を記録する。前記収縮後の変形は、典型的には、パネルの断面を切断して、パネルの無傷の裏面の面から変形した領域の最も深い外側部分までの深さを測定することによって測定される。
【００７３】
比較例１および２
物品配置１
３１枚のポリエチレン繊維強化布の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有する。
【００７４】
物品配置１の総面密度：１．６３ｌｂ／ｆｔ２（７．９５ｋｇ／ｍ２（ｋｓｍ））。
実施例３および４
物品配置２
（Ａ）２３枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（Ｄ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）の０°のプライに対して６７．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）の０°のプライに対して１５７．５°の繊維の向きを有し；
（Ｅ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）の０°のプライに対して９０．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有する。
【００７５】
物品配置２の総面密度：１．６３ｌｂ／ｆｔ２（７．９５ｋｓｍ）。
実施例５および６
物品配置３
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：２６枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：８枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００７６】
物品配置３の総面密度：１．６７ｌｂ／ｆｔ２（８．１５ｋｓｍ）。
実施例７〜８
物品配置４
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：２６枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：８枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００７７】
物品配置４の総面密度：１．６７ｌｂ／ｆｔ２（８．１５ｋｓｍ）。
実施例９および１０
物品配置５：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：２６枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）ニュージャージー州パインブルックのアドヘッシブ・フィルム社（Adhesives Films, Inc.）から市販されている４ミルの厚さの熱可塑性ポリウレタン接着剤フィルム；
（Ｃ）第二の複合材料：８枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（Ｄ）ニュージャージー州パインブルックのアドヘッシブ・フィルム社から市販されている４ミルの厚さの熱可塑性ポリウレタン接着剤フィルム；および
（Ｅ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００７８】
物品配置５の総面密度：１．６７ｌｂ／ｆｔ２（８．１５ｋｓｍ）。
実施例１１および１２
物品配置６：
このサンプルは、複合材料間に使用した接着剤フィルムが、スイスのノラックス社（Nolax AG）から市販されているノラックス（NOLAX）（登録商標）Ａ２１．２００７およびノラックス（登録商標）Ａ２１．２０１７フィルムであったことを除き、物品配置５と同一であった。Ａ２１．２００７はＥＶＡベースのフィルムであり、ＰＥベースの複合材料に対して配置された。Ａ２１．２０１７フィルムは、アラミドベースの複合材料に対して配置された。Ａ２１．２０１７フィルムは、ポリウレタン層と共に共押し出しされたＥＶＡ層を包含する。ＥＶＡ層をＡ２１．２００７フィルムの隣に置き、一方でポリウレタン層をアラミドベースの複合材料の隣に置いた。
【００７９】
物品配置６の総面密度：１．６７ｌｂ／ｆｔ２（８．１５ｋｓｍ）。
実施例１３および１４
物品配置７：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：２６枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：
（ｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して６７．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１５７．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｖ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有する。
【００８０】
物品配置７の総面密度：１．６７ｌｂ／ｆｔ２（８．１５ｋｓｍ）。
実施例１５および１６
物品配置８：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：
（ｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｉｉ）２２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：８枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００８１】
物品配置８の総面密度：１．６７ｌｂ／ｆｔ２（８．１５ｋｓｍ）。
実施例１７および１８
物品配置９：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：
（ｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して６７．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１５７．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｉｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（ｉｖ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（ｖ）１８枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：８枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００８２】
物品配置９の総面密度：１．６７ｌｂ／ｆｔ２（８．１５ｋｓｍ）。
実施例１９および２０
物品配置１０：
このサンプルにおいて、第一の複合材料は物品配置９の複合材料と同一であり、さらに以下に示す（Ａ）（ｖ）の後に合体される複合材料を包含していた：
（Ｂ）第二の複合材料：
（ｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して６７．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１５７．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｖ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有する。
【００８３】
物品配置１０の総面密度：１．６７ｌｂ／ｆｔ２（８．１５ｋｓｍ）。
実施例２１および２２
物品配置１１：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：２２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：１１枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００８４】
物品配置１１の総面密度：１．６５ｌｂ／ｆｔ２（８．０５ｋｓｍ）。
実施例２３および２４
物品配置１２：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：２２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：
（ｉ）４枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）７枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００８５】
物品配置１２の総面密度：１．６５ｌｂ／ｆｔ２（８．０５ｋｓｍ）。
実施例２５および２６
物品配置１３：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：２２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）ニュージャージー州パインブルックのアドヘッシブ・フィルム社から市販されている４ミルの厚さの熱可塑性ポリウレタン接着剤フィルム；
（Ｃ）第二の複合材料：
（ｉ）４枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）７枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（Ｄ）ニュージャージー州パインブルックのアドヘッシブ・フィルム社から市販されている４ミルの厚さの熱可塑性ポリウレタン接着剤フィルム；および
（Ｅ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００８６】
物品配置１３の総面密度：１．６５ｌｂ／ｆｔ２（８．０５ｋｓｍ）。
実施例２７および２８
物品配置１４：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：２２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：
（ｉ）４枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｉｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（ｉｖ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して６７．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１５７．５°の繊維の向きを有し；
（ｖ）１枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で衝突面複合材料（Ａ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有する。
【００８７】
物品配置１４の総面密度：１．６５ｌｂ／ｆｔ２（８．０５ｋｓｍ）。
実施例２９および３０
物品配置１５：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：
（ｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｉｉ）１８枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：１１枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）  第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｉｉｉ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００８８】
物品配置１５の総面密度：１．６５ｌｂ／ｆｔ２（８．０５ｋｓｍ）。
実施例３１および３２
物品配置１６：
（Ａ）第一の（衝突面）複合材料：
（ｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して６７．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１５７．５°の繊維の向きを有する；
（ｉｉｉ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（ｉｖ）２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（ｖ）１４枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが同じ縦方向の繊維の向きを有し；
（Ｂ）第二の複合材料：１１枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有する。
【００８９】
物品配置１６の総面密度：１．６５ｌｂ／ｆｔ２（８．０５ｋｓｍ）。
実施例３３および３４
物品配置１７：
このサンプルにおいて、第一の複合材料は物品配置１６の複合材料と同一であり、さらに以下に示す（Ａ）（ｖ）の後に合体される複合材料を包含していた：
（Ｂ）第二の複合材料：
（ｉ）４枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し；
（ｉｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し；
（ｉｉｉ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して４５．０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１３５．０°の繊維の向きを有し；
（ｉｖ）２枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して６７．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１５７．５°の繊維の向きを有し；
（ｖ）１枚のポリエチレン繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して９０°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して０°の繊維の向きを有し；
（Ｃ）第三の複合材料：２枚のアラミド繊維強化複合材料の４プライの層であり、全ての奇数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して１１２．５°の繊維の向きを有し、全ての偶数のプライが、縦方向で（Ａ）（ｖ）の０°のプライに対して２２．５°の繊維の向きを有する。
【００９０】
物品配置１７の総面密度：１．６５ｌｂ／ｆｔ２（８．０５ｋｓｍ）。
【００９１】
【表１】
0006427165.tif 000002
【００９２】
【表２】
0006427165.tif 000003
【００９３】
結論
表１および２に記載のデータから証明されたように、アラミドベースの複合材料とポリエチレンベースの複合材料とを組み合わせて単一の物品にしたハイブリッド物品において、９ｍｍのＢＦＳ性能は明らかに改善され（すなわち変形の深さが低減され）、縦の繊維方向に対する繊維層の向きを操作することによって性能がさらに改善される。
【００９４】
配置１および２を比較すると、両方とも同じ材料の１．６７ｐｓｆのパネルであるが、配置２は、パネルの最後の２５％を、２つの生成物層毎に２２．５°回転させることにより回転させてある。この配置は、９ｍｍのＢＦＳ性能を３０％改善し（測定された９ｍｍのＢＦＳにおいて３０％の低減）、Ｖ５０性能に対する影響は小さかった（配置２では１．８％の変化）。ハイブリッドアラミド−ＰＥ複合材料でも類似の作用がみられる。配置３〜１０は、２５％ＰＥベースの複合材料とハイブリッド化したおよそ７５％のアラミドベースの複合材料からなり、配置３は、対照として使用される。
【００９５】
配置３を配置１と比較すると、データから、ハイブリッド化は、９ｍｍのＢＦＳ性能を８９％改善し（測定された９ｍｍのＢＦＳにおいて８９％の低減）、Ｖ５０性能は１５％しか低減しなかったことが示される。配置３〜１０の比較は、層の向きのシフトとシフトした層の位置の、全体的な９ｍｍのＢＦＳおよびＶ５０性能に対する影響を例示する。配置４〜７は、パネルの裏側の半分（２５重量％）のみにシフトした層を含有し、一方で配置８および９は、パネルの前側の半分（それぞれ１０％および２２重量％）のみにシフトした層を有していた。配置１０は、パネルの前側および裏側の半分それぞれにシフトした層を有するハイブリッドであった。配置４、５、６および７を配置３と比較すると、裏側の半分（最大２５重量％）中にシフトした層を含有するパネルの９ｍｍのＢＦＳは、５４％〜９３％の９ｍｍのＢＦＳ改善（測定されたＢＦＳにおける低減）があり、Ｖ５０は１０．１％低減しただけであった。
【００９６】
配置８において、パネル前部の最初の１０重量％のみがシフトした層からなっていた。このケースにおいて、測定された９ｍｍのＢＦＳは配置３の対照パネルより劣っていた。配置９は、衝突面においてシフトした層の量をおよそ２２％に増加させることにより、測定された９ｍｍのＢＦＳを対照（配置３）のＢＦＳよりも低く低減させるが、パネルの裏側半分における層の向きをシフトすることによって達成されるＢＦＳほど低くないことを例示する。配置８および９のＶ５０性能は、対照配置３で観察された性能と、パネルの裏側半分における層の向きをシフトすることによって構築されたパネル（配置４〜７）で観察された性能との間である。
【００９７】
配置１０は、シフトした前側および裏側の層の両方を有する。配置１０は、配置７に類似しているが、パネルの裏側半分がシフトされていることに加えて、その前部の表面層のおよそ２２重量％がシフトしていた。配置１０は、配置９よりわずかに低い９ｍｍのＢＦＳ測定値を達成したことから、これは、裏打ち層の向きをシフトすることは、ＢＦＳ性能に追加の改善をもたらすことを示す。配置７と９の比較から、前側半分の層の向きをシフトさせずに、パネル構造体の裏側半分における層の向きをシフトすると、ＢＦＳ性能の改善が最大になることが示される。
【００９８】
またデータからは、１）パネルの裏側半分（２５重量％）における層の向きを、２２．５°の増分で２つの生成物層毎にシフトすることは、パネル裏側の２５重量％の向きを４５°シフトすることより、測定された９ｍｍのＢＦＳを低減することにおいてより有効であると考えられ；２）異なる複合材料タイプ（アラミドおよびＰＥ）間にノラックス（登録商標）接着剤（Ａ２１．２００７＋Ａ２１．２０１７）を使用することにより、接着剤を利用しなかったパネルと比較して測定された９ｍｍのＢＦＳ性能が改善された（配置６と配置４との比較を参照）ことも例示される。配置１１〜１７でも類似の傾向が見られた。
【００９９】
好ましい実施態様を参照しながら本発明を具体的に示し説明したが、当業者であれば、本発明の本質および範囲から逸脱することなく様々な変更および改変をなし得ることを容易に理解する。特許請求の範囲は、開示された実施態様、上記で論じられたそれらの代替物および全ての等価体を包含すると解釈されるものとする。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[１]  防弾性材料であって：
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第一の複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、第二の複合材料と
を含み；
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい、
上記防弾性材料。
[２]  第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維が、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して９０°または約９０°の角度で配向され、第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維が、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して９０°または約９０°の角度で配向される、[１]に記載の防弾性材料。
[３]  第一の複合材料の面密度が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の６０％より大きい、[１]に記載の防弾性材料。
[４]  第一の複合材料の繊維および第二の複合材料の繊維が、高分子バインダーで実質的にコーティングされている、[１]に記載の防弾性材料。
[５]  第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に同じである、[４]に記載の防弾性材料。
[６]  第一の複合材料が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の約６０％〜約７５％を構成し、第二の複合材料が、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の約２５％〜約４０％を構成する、[５]に記載の防弾性材料。
[７]  第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に異なる、[４]に記載の防弾性材料。
[８]  防弾性材料であって：
複数の不織布の繊維状プライを含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第一の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第一の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向される、第一の複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第二の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第二の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第二の複合材料と；
第二の複合材料に付着された第三の複合材料であって、第三の複合材料は、複数の不織布の繊維状プライを含み、前記複数の繊維状プライは統合されており；繊維状プライのそれぞれは、高分子バインダーで実質的にコーティングされている複数の一方向に配向された繊維を含み、前記繊維は、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有し；ここで第三の複合材料の各繊維状プライ中の一方向に配向された繊維は、前記第三の複合材料の各隣接するプライの縦の繊維方向に対して非平行な縦の繊維方向に配向されている、第三の複合材料と
を含み；
ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；ここで第一の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向は、第三の複合材料の各プライ中の繊維の縦の繊維方向と同じかまたは異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第三の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し；ここで第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料、第二の複合材料および第三の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい、
上記防弾性材料。
[９]  第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第三の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に同じであり；
第一の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーがいずれも、第二の複合材料を形成する繊維および高分子バインダーと化学的に異なっており；
第一の複合材料および第二の複合材料が、第一の複合材料の外側のプライが第二の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第一の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して２２．５°／１１２．５°、または４５．０°／１３５．０°または６７．５°／１５７．５°の角度で配向され；
第二の複合材料および第三の複合材料が、第二の複合材料の外側のプライが第三の複合材料の外側のプライに付着されるように互いに付着され、ここで第二の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向が、第三の複合材料の外側のプライ中の繊維の縦の繊維方向に対して２２．５°／１１２．５°、または４５．０°／１３５．０°または６７．５°／１５７．５°の角度で配向される、[８]に記載の防弾性材料。
[１０]  防弾性材料であって：
複数の織物繊維状層を含む第一の複合材料であって、前記複数の繊維状層は、統合されており；繊維状層のそれぞれは、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、第一の複合材料と；
第一の複合材料に付着させた第二の複合材料であって、第二の複合材料は、複数の織物繊維状層を含み、前記複数の繊維状層は、統合されており；繊維状層のそれぞれは、７ｇ／デニールまたはそれより高いテナシティおよび１５０ｇ／デニールまたはそれより高い引張弾性率を有する複数の繊維を含む、第二の複合材料と
を含み；
ここで各複合材料の各繊維は、縦の繊維方向を有し、第一の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向は、第二の複合材料の各層中の繊維の縦の繊維方向と異なっており；
ここで第一の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第二の複合材料は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の面密度を有し、第一の複合材料の面密度は、第一の複合材料および第二の複合材料の全体の合計面密度の５０％より大きい、
上記防弾性材料。