(57)【要約】  明確に視認できるパターンがある基材上に防護プレートを有する柔軟な、全体的にフレキシブルな複合保護材料。基材はフレキシブルであり、２つ以上の色を含む着色パターンを備えた面を有する。防護プレートは、大及び小寸法を有する小さくて、重なっていない、印刷された樹脂材料部材であり、基材の面のかなりの部分の上に所定のパターンで配置される。本発明の一実施形態では、防護プレートは、基材の面上の着色パターンが視認できるように、可視光に対して透明又は半透明である。別の実施形態では、防護プレートの色は、基材の着色パターンと調和する。【選択図】図１
2010519091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の色を含む着色パターンがある面を有するフレキシブル基材；並びに
基材の面のかなりの部分の上に所定のパターンで配置された大及び小寸法を有する小さくて、重なっていない、印刷された樹脂材料防護プレートの配列
を含み、
防護プレートは、基材の面上の着色パターンが視認できるように、可視光に対して透明又は半透明である、柔軟な、全体的にフレキシブルな複合構造体。
【請求項２】
少なくとも大半の防護プレートが、ほぼ防護プレートの大寸法の長さ未満である最も隣接する防護プレート間の空隙幅を有する、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項３】
隣接する防護プレート間の空隙幅が、概ね一定である、請求項２に記載の複合構造体。
【請求項４】
防護プレートの小寸法が約２００ミル未満である、請求項２に記載の複合構造体。
【請求項５】
隣接する防護プレート間の空隙幅が、概ね一定である、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項６】
防護プレートの小寸法が約２００ミル未満である、請求項５に記載の複合構造体。
【請求項７】
防護プレートが、ショアＤ約１０の最小硬度を有する、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項８】
さらに、フレキシブル基材と防護プレートの間に透明なポリマーフィルムを含む、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項９】
防護プレートの樹脂材料が、屈折率を有するポリマー及び前記ポリマーの屈折率に近い屈折率を有する充填材料を含む、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項１０】
防護プレートが、つや消し仕上げされている、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項１１】
防護プレートが難燃性である、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項１２】
防護プレートが自己発光性である、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項１３】
防護プレートが基材の約２５％〜約５０％を覆う、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項１４】
着色パターンが迷彩パターンである、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項１５】
最も隣接する防護プレート間の空隙幅が約３０ミル〜６０ミルであり、防護プレートの小寸法が約６０ミル〜１００ミルであり、防護プレートの厚さが約５ミル〜３０ミルであり、防護プレートがショアＤ約５０を超える硬度を有する、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項１６】
着色パターンが迷彩パターンである、請求項１５に記載の複合構造体。
【請求項１７】
隣接する防護プレート間の空隙幅が概ね一定である、請求項１６に記載の複合構造体。
【請求項１８】
２つ以上の色を含む着色パターンがある面を有するフレキシブル基材；並びに
２つ以上の色を含み、基材の面のかなりの部分の上に所定のパターンで配置された大及び小寸法を有する小さくて、重なっていない、印刷された樹脂材料防護プレートの配列
を含み、
防護プレートの色が基材の着色パターンと調和する、柔軟な、全体的にフレキシブルな複合構造体。
【請求項１９】
少なくとも大半の防護プレートが、ほぼ防護プレートの大寸法の長さ未満である最も隣接する防護プレート間の空隙幅を有する、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項２０】
隣接する防護プレート間の空隙幅が概ね一定である、請求項１９に記載の複合構造体。
【請求項２１】
防護プレートの小寸法が約２００ミル未満である、請求項２０に記載の複合構造体。
【請求項２２】
隣接する防護プレート間の空隙幅が概ね一定である、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項２３】
防護プレートの小寸法が約２００ミル未満である、請求項２２に記載の複合構造体。
【請求項２４】
防護プレートが、約３〜１の小寸法に対する大寸法のアスペクト比を有する、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項２５】
防護プレートがショアＤ約１０の最小硬度を有する、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項２６】
さらに、フレキシブル基材と防護プレートの間に透明なポリマーフィルムを含む、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項２７】
防護プレートがつや消し仕上げされている、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項２８】
防護プレートが難燃性である、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項２９】
防護プレートが基材の約２５％〜約５０％を覆う、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項３０】
着色パターンが迷彩パターンである、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項３１】
最も隣接する防護プレート間の空隙幅が約３０ミル〜６０ミルであり、防護プレートの小寸法が約６０ミル〜１００ミルであり、防護プレートの厚さが約５ミル〜３０ミルであり、防護プレートがショアＤ約５０を超える硬度を有する、請求項１８に記載の複合構造体。
【請求項３２】
着色パターンが迷彩パターンである、請求項３１に記載の複合構造体。
【請求項３３】
隣接する防護プレート間の空隙幅が概ね一定である、請求項３２に記載の複合構造体。
【請求項３４】
防護プレートが、赤外部の性質を向上する材料を含む、請求項１８に記載の複合布帛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年２月２３日に出願された名称「ＰＥＮＥＴＲＡＴＩＯＮ，  ＳＬＡＳＨ  ＡＮＤ／ＯＲ  ＡＢＲＡＳＩＯＮ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＨＡＶＩＮＧ  ＧＵＡＲＤ  ＰＬＡＴＥＳ  ＡＮＤ  ＣＬＥＡＲＬＹ  ＶＩＳＩＢＬＥ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ」の米国仮出願第６０／８９１，３１７号（参照により本明細書に援用される）の利益を主張する。
【０００２】
本発明は一般的には保護材料に関する。より具体的には、本発明は、フレキシブル基材上に印刷された防護プレートを含む保護材料である。
【背景技術】
【０００３】
保護材料の様々な形態は、進化し続けており、グローブ、ジャケットなどの保護衣類を形成するのに使われている。切断及び穿刺抵抗などの保護機能を備えていることに加えて、布帛材料は、フレキシブル、耐久性、及び耐磨耗性でよく、物品のグリッピング及びホールディングを促進し、改良し、又は可能にできる。
【０００４】
保護衣類の多くの形態は、繊維及び糸の織物及び不織物形態から作られた布帛を利用していた。一般に使われる繊維としては、セルロース（綿）、ポリエステル、ナイロン、アラミド（ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ；登録商標））、アクリル及び超高分子量ポリエチレン（スペクトラ（Ｓｐｅｃｔｒａ；登録商標））が挙げられる。それでも、多くの場合には、保護材料を形成するのに繊維のみが使われるときに特定の用途の保護材料について好ましい性能特性の全てを達成することは困難である。例えば、アラミド布帛は、高引張強度を有し、耐衝撃性であるが、それでも布帛は、磨耗に対して弱く、太陽光に曝されると分解し、尖った針状物品に対する穿刺抵抗がほとんどない。別の例としては、ナイロン製の布帛は強く、良好な摩擦抵抗を有するが、ナイロン布帛は、鋭い刃に対する低い切断抵抗並びに貧弱な熱及び薬品（特に酸）安定性を有する。一般に、純粋な布帛を用いるとき、特に高性能布帛用途では、通常は妥協しなければならない。
【０００５】
フレキシブル基材を硬い防護プレートと一体化させる保護材料設計が、ミネソタ州セントポールのＨＤＭ社によって開発され、スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）の商標で流通した。一般に、この材料は複数の防護プレートを含み、それらは薄く、その材料が使用及び設計される予定のものと等しいか、それより強い貫通若しくは切断力に抵抗するように選択された物質で形成されている。一実施形態では、ポリマー樹脂が、防護プレートを形成している材料として使用される。この樹脂は、離間された防護プレートを形成する設計では、フレキシブル基材上に印刷できる。この樹脂は、フレキシブル基材に貼り付き、硬化するときに、それらと強い結合を作る。材料集成体の複合性は、局在的に（１つ又は少数の防護プレートを含む部分では）硬く、穿刺及び切断抵抗プレートの特徴を実現することを可能にする。しかし、同時に、全体的な材料集成体は、物質のフレキシブル性及び防護プレート同士が離間関係のために、全体的な形状適合性を示す。
【０００６】
アラミド（ケブラー）、アクリル及び超高分子量ポリエチレン（スペクトラ）などの多くの保護布帛は、それらの好ましい保護性能を達成するために、緻密な織構造に強く依存している。さらに、これらの布帛の個別層が、それらの高い引張強度にもかかわらず、切断（せん断）、磨耗、及び尖った針状物品による穿刺に対して通常は弱いという事実のために、多層を頻繁に利用しなければならない。単層又は多層の緻密に織られた布帛を有することの重大な欠点は、その低い通気性であり、汗が蒸発により逃げられないから、利用者に不快感をもたらすことがしばしばである。しかし、スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）は、基材上へ印刷されたその防護プレートの配列及び防護プレート間の開放された隙間によるという空気透過性に重大な利点を有する。これらの防護プレートは硬く、そして切断／穿刺／磨耗抵抗性なので、実質的に更に緩い織り方の布帛を基材として利用でき、それ故に著しく通気性を高めることができる。さらに、多くの場合には、スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）の一枚又は少数枚の層が、これらの防護プレートの硬度又は強靭性及び機械的強度のために、他の布帛の多層よりも、好ましい保護レベルを達成するのに必要であるにすぎず、よって、スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）を空気透過性及び使用者快適性について有利にする。
【０００７】
スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）の通気性の利点を市販の難燃布帛と比較できる。多くの市販の布帛は、それらの燃焼性能仕様を達成するために、難燃材料の連続層コーティングに依存する。しかし、難燃型のスーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）は、防護プレートのみに対する添加剤として非常に有効な難燃剤を含む。それによって、防護プレートは、全布帛上の難燃材料の連続コーティング層というよりも、難燃剤の担持媒体として使われる。このため、難燃型スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）中の開放された空隙は、空気に直接触れる布帛基材とともに、いかなるコーティングも遮るものもないまま残り、それ故に、難燃型スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）の通気性の利点が維持されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）ブランドの材料の幾つかの用途については、防護プレートは特に硬く、それによって穿刺、裂け目、又は切断に抵抗し、そしてフレキシブル基材からの分離に抵抗する。これらの性質を提供する特性は、全ての用途に全体的に適していないことがある。例えば、幾つかの用途は、より高度な摩擦抵抗を必要とすることがあるが、他の用途は、グリップを改良する触覚面を必要とする。これに対処するために、ＨＤＭ社は、多くの異なる種類のスーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）を製造し、販売する。各々の種類は、特殊な性質及び強度を有して、それらの関連用途に最適な性能を提供できるように設計されている。ＨＤＭ社も顧客一人一人の特殊な保護の必要性に応じることができるように樹脂配合物を特別設計している。それ故に、各種の用途に適した性質を有する保護布帛がずっと必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、明確に視認できるパターンがある基材上に防護プレートを有する柔軟な、全体的にフレキシブルな複合保護材料である。基材はフレキシブルであり、２つ以上の色を含む着色パターンがある面を有する。防護プレートは、大及び小寸法を有する小さくて、重なっていない、印刷された樹脂材料部材であり、基材の面のかなりの部分の上に、所定のパターンで配置される。本発明の一実施形態では、防護プレートは、基材の面上の着色パターンが視認できるように、可視光に対して透明又は半透明である。別の実施形態では、防護プレートの色は、基材上の着色パターンに調和する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態によるフレキシブル基材及び離間した六角形プレートを有する保護材料の図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態によるフレキシブル基材及び離間した六角形プレートを有する保護材料の図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態によるフレキシブル基材及び離間した六角形プレートを有する保護材料の図である。
【図２】本発明の別の実施形態によるフレキシブル基材及び離間した六角形プレートを有する保護材料の上面図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるフレキシブル基材並びに離間した五角形及び四角形プレートを有する保護材料の上面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態によるフレキシブル基材並びに離間した五角形及び四角形プレートを有する保護材料の上面図である。
【図５】本発明の別の実施形態によるフレキシブル基材及び離間した円形プレートを有する保護材料の上面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態によるフレキシブル基材及び離間した円形プレートを有する保護材料の上面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態によるフレキシブルな迷彩色の基材及び離間した透明な円形プレートを有する保護材料の上面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態による、フレキシブルな迷彩色の基材及び前記色付きの基材に調和するように選択された色を有する離間した円形プレートを有する保護材料の上面図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態による、フレキシブルな迷彩色の基材及び、隣接プレート間に狭い空間を有し、色付き基材に調和するように選択された色を有する円形プレートを有する、保護材料の上面図である。
【図１０】防護プレートに覆われた被覆面積率の関数としての摩擦抵抗のグラフである。
【図１１】防護プレート直径及び防護プレート間の空隙の関数としての摩擦抵抗のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明には様々な改良及び代替形態の可能性があるが、具体的な実施形態が、図では一例として示され、下記で詳細に説明される。しかし、本発明を説明された特定の実施形態に制限する意図はない。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲で定義されるように、本発明の範囲内にある全ての改良、均等、及び代替に及ぶことを目的とするものである。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態によるフレキシブル基材３及び離間された防護プレート２を有する保護材料１の上面図を示す。防護プレート２は、互いに間隔を空けて、フレキシブル基材３の第一又は上面４に付けられる。図１に示された実施形態では、防護プレート２は、六角形状を取り、規則的及び繰り返しパターンで配置される。他の実施形態では、防護プレート２は、他の形状、例えば、円形、四角形、又は任意の他の多角形を取ることがあり、乱雑又は不規則な空間充填配列で配置されることがある。一実施形態では、防護プレート２は、数学のペンローズのタイルの配列で配置される。防護プレート２は、隣接プレート２間の空隙幅５を有する。他の実施形態では、防護プレート２の集成体は（図３〜４で示すような）各種の異なる形状を含む。図１Ｂで示される実施形態では、防護プレート２の鉛直プロファイルは、ドームの形状を有する。図１Ｃで示された実施形態では、防護プレート２の鉛直プロファイルは、概ね平坦である。
【００１３】
図２〜９は、保護材料１の代替的な実施形態を示す。図２は、本発明の別の実施形態によるフレキシブル基材３及び離間された六角形プレート２を有する保護材料１の上面図を示す。図２で示すように、防護プレート２は、図１Ａで示したプレートよりも大きな空隙幅５を有する。図３及び４は、本発明の他の実施形態によるフレキシブル基材３並びに離間された五角形及び四角形プレート２を有する保護材料１の上面図である。図５〜６は、本発明の他の実施形態によるフレキシブル基材３及び離間された円形プレート２を有する保護材料１の上面図である。図７は、本発明の実施形態によるフレキシブルな迷彩色及びパターンの基材３並びに透明な防護プレート２を有する保護材料１の上面図である。図８は、本発明の実施形態によるフレキシブルな迷彩色及びパターンの基材３並びに色付き防護プレート２（その色は、色付き基材に調和するように選択される）を有する保護材料１の上面図である。図９は、隣接プレート２が密集している代替的な実施形態を示す。この実施形態は、更に多くの基材を開放させながら、良好な摩擦抵抗を示す。図１０〜１１は、スーパーファブリック（ＳｕｐｅｒＦａｂｒｉｃ）（登録商標）ブランドの材料の摩擦抵抗が、被覆面積率、防護プレート直径、及び空隙に応じてどう変わるかを示す。
【００１４】
防護プレート２の直径及び防護プレート２間の空隙幅５は変化してよい。一実施形態では、防護プレート２の直径は約４０〜約１００ミルである。別の実施形態では、空隙幅５は約５〜約１００ミルである。さらに別の実施形態では、防護プレート２の直径は約８０〜約２００ミルであり、空隙幅５は約２０〜約２００ミルである。一実施形態では、空隙幅５は、一般的には、保護材料１のどこでも同じか、又は類似する。別の実施形態では、空隙幅５は、保護材料１のどこでも異なる。一実施形態では、プレート２の厚さ又は高さは、約２〜約４０ミルでよい。一実施形態では、防護プレート２の直径、空隙幅５、及びプレート２の厚さは、上面４及びフレキシブル基材３の外観及び美観の透明視認性を維持するように選択される。
【００１５】
プレートは任意の形状でよいが、凸状プレートは、全体的なフレキシブル性及びプレートのクラッキングの減少傾向について有利になりがちである。プレートは大及び小直径を有するであろう。硬い防護プレートが使われるとき、小直径に対する大直径の比は、余り大きくなるべきではなく、さもなければ防護プレートは割れる傾向を有するであろう。一実施形態では、小直径に対する大直径の比は約１〜約３である。さらに、硬い防護プレートが使われるならば、防護プレート厚に対する小直径の比は、クラッキングを防ぐために、余り大きくなるべきではない。一実施形態では、プレート厚に対する小直径の比は、約１０未満である。
【００１６】
図１Ａ及び図２〜８で示された実施形態では、隣り合う最も隣接する防護プレート２の間の空隙幅５は概ね一定である。本発明の好ましい実施形態では、隣り合う最近接防護プレート２間の最大空隙幅５は、大又は小寸法の長さ未満（例えば、約２００ミル未満）である。
【００１７】
図９で示したものなどの本発明の他の実施形態では、空隙幅５について更に大きな変化がある。図９で示した実施形態では、防護プレート２のほとんど又は大部分は、大又は小寸法の長さ未満（例えば、約２００ミル未満）の、隣り合う最隣接防護プレート間の空隙幅５を有する。防護プレート２の幾つかは、図９で示した実施形態では、他の隣接防護プレート２から離れていて、防護プレートの大又は小寸法の長さを超える空隙幅５によって隔てられた最近接防護プレートを有する。図９で示した本発明の実施形態は不透明な防護プレート２を有するが、透明又は半透明な防護プレートは、図９に関連して説明されたものなどの間隔配列を有してもよい。
【００１８】
保護材料１及び保護材料１の製造方法の様々な実施形態については、共有の米国特許第６，９６２，７３９号、名称「ＳＵＰＰＬＥ  ＰＥＮＥＴＲＡＴＩＯＮ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ  ＦＡＢＲＩＣ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ」（２０００年７月６日に出願）、米国特許第７，０１８，６９２号、名称「ＰＥＮＥＴＲＡＴＩＯＮ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ  ＦＡＢＲＩＣ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＬＡＹＥＲ  ＧＵＡＲＤ  ＰＬＡＴＥ  ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥ」（２００１年１２月２１日に出願）、米国特許出願公開第２００４０１９２１３３号明細書、名称「ＡＢＲＡＳＩＯＮ  ＡＮＤ  ＨＥＡＴ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ  ＦＡＢＲＩＣ」（Ｓ／Ｎ１０／７３４，６８６、２００３年１２月１２日に出願）、米国特許出願公開第２００５０１７０２２１号明細書、名称「ＳＵＰＰＬＥ  ＰＥＮＥＴＲＡＴＩＯＮ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ  ＦＡＢＲＩＣ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ」（Ｓ／Ｎ１０／９８０，８８１、２００４年１１月３日に出願）、及び米国特許出願公開第２００５０００９４２９号明細書、名称「ＦＬＡＭＥ  ＲＥＴＡＲＤＡＮＴ  ＡＮＤ  ＣＵＴ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ  ＦＡＢＲＩＣ」（Ｓ／Ｎ１０／８８７，００５、２００４年１１月３日に出願）に記述されている。なお、それら全ては、参照によりそれら全体を本明細書に援用する。
【００１９】
一実施形態では、防護プレート２は、その保護品質、例えば、切断、貫通、穿刺抵抗、耐久性、及び他の保護品質、並びにフレキシブル基材３に対するその結合特性のために選択された樹脂を用いて製造される。防護プレート２のための１つの適切な材料は、熱硬化性エポキシ樹脂である。空隙幅５は、フレキシブル基材３のフレキシブル性を維持するために選択され、保護材料１の全体がそのフレキシブル性及び柔軟性の性質を示し、かつ保持できるようにする。一実施形態では、防護プレート２は、剛体で硬い、又は頑丈で脆くない材料２からなる。一実施形態では、防護プレート２は、ショアＤ硬度基準で１０以上の硬度を有する材料から形成されている。別の実施形態では、シリコーンゴム又は可塑化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの、１０〜５０のショアＤ硬度範囲を有する更に軟らかいポリマーが、これらの材料の弾性的性質に由来するかなりの摩擦抵抗を依然として提供しながら、グリップ特性を防護プレート２に加えるために、防護プレート２の材料として使用される。これにより、材料を得ることが容易になり、負荷応力下で変形させることで、磨耗物がそれを磨耗させるために、機械的に材料と係合することをより困難にする。別の実施形態では、エポキシなどの、５０〜１００のショアＤ硬度範囲を有する更に硬いポリマーを防護プレート２の材料として使用し、防護プレート２にグリップ特性が必要とされない用途では、かなりの摩擦抵抗又は切断若しくは穿刺抵抗を提供する。より硬いプレートの使用も、尖った岩が潜在的に布帛中に入り込むであろう地域で装着される可能性のある衣類で用いるのに利点がある。硬いプレートは、比較的軟らかいプレートによって提供される保護と比べた場合に、更なる保護を提供するであろう。一実施形態では、ショアＤ１００を超える硬度を有するプレートが使われる。別の実施形態では、硬いプレート（例えばエポキシでできている）が１つの層として使われ、次に更に軟らかいプレート（例えばシリコーンでできている）が第二の層として適用される。通常、これらの層は何らかの設定を必要とするものではない。比較的軟らかい層は、この場合に、軟らかい材料の連続相を含む点（ドット）又は他のパターンでよい。一実施形態では、シリコーンのドットは、１００〜４００ミルの直径及び２０〜４００ミルの間隔で使われる。
【００２０】
フレキシブル基材３は、典型的には、好ましい性能特性を満たすようにも選択される。例えば、フレキシブル基材３は、布帛の単層を含むか、層が重なっているか、又はお互いに結合している様々な物理的特性を有する多層を含むことができる。フレキシブル基材３に関する典型的な好ましい物理学的考察としては、張力、破裂及び引裂強度、フレキシブル性／柔軟性、防水性、通気性、触知性並びに快適性が挙げられる。ある用途では、フレキシブル基材３の弾性も好ましい。一実施形態では、フレキシブル基材３は、布帛に積層されるポリマーフィルムであり、その布帛は着色パターンを含む。別の実施形態では、フレキシブル基材３は織物である。別の実施形態では、フレキシブル基材は編物である。さらに別の実施形態では、フレキシブル基材３は不織物である。一実施形態では、フレキシブル基材３は、上面４上にパターン又はイメージを有する。一実施形態では、パターン又はイメージは、迷彩パターンである。一実施形態では、パターンは上面４に印刷される。別の実施形態では、パターンはフレキシブル基材３に織り込まれる。
【００２１】
図７で示されたものなどのような一実施形態では、フレキシブル基材３の上面４の透明視認性又は見易さは、可視光波長スペクトルに対して透明であるか、感知できるほどの散乱のない半透明であるという物理的性質を有する防護プレート２の使用によって達成される。基材３上の迷彩パターンは、図７では限られた色及びパターンの種類（すなわち、黒及び白）によって図示されている。他のパターン及び多少の色を有する他の迷彩パターンを基材３上で使用してもよい。さらに他の実施形態（図示しない）では、迷彩パターン以外のパターンが、基材３上にある。例えば、写真、文字、記号、図並びに他の印及びイメージが、基材３の上又は中に、印刷され、織り込まれ、又は別の方法で形成され得る。
【００２２】
図８及び９で示されたものなどのようなさらに別の実施形態では、フレキシブル基材３の上面４の透明視認性又は見易さは、基材の色と調和するように選択された１色以上の色及びプレート間に十分な空隙（基材の色がその空隙を通して見える）を有する不透明な防護プレート２の使用によって達成される。図８で示された実施例では、例えば、防護プレート２の色が、多色の迷彩パターンの主たる色でよい。他の実施形態（図示しない）では、それぞれの防護プレートが、それぞれの色を有する。さらに他の実施形態（図示しない）では、防護プレートは、迷彩パターンの区域に対する位置によって決められ、防護プレートの裏側のパターンの区域と同じ又は類似の色を有することができる。実際には、防護プレートの色及び／又は位置は、視覚的に干渉したパターンを示すために、基材上のパターンの一部を形成すること及び／又は基材上のパターンと調和することができるように選択される。本発明のこの実施形態は迷彩パターンに関連して説明されるが、他の実施形態（図示しない）は、基材３の上又は中に、印刷され、織り込まれ又は別の方法で形成される写真、文字、記号、図並びに他の視覚的な印及びイメージなどの他のパターンから構成される。一実施形態では、防護プレート２は、各種の透明な熱又は紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を含む。この樹脂は、特定の用途の要求に基づいて選択される。一実施形態では、防護プレート２の面に入射する光の振幅の約８０％以上がプレート２を通過し、入射光の振幅の約２０％未満が広範囲に散乱する。別の実施形態では、防護プレート２は、防護プレート２に覆われたフレキシブル基材３の一部が視認できるように、感知できるほどの散乱なしで光を透過する能力を有する。
【００２３】
透明又は半透明なプレート２は、フレキシブル基材３に切り傷及び磨耗保護を必要としているが、同時にフレキシブル基材３及びその上面４の外観及び美観の透明視認性を必要とする用途で保護材料１が使用されるようにする。幾つかの状況下では、フレキシブル基材３中の色（又は本質的には基材の染料若しくは顔料）、テクスチャ、及び任意の織り方又は着色パターンの突発的又は段階的な分解を避けるために、フレキシブル基材３を外側の機械的磨耗から保護する。半透明又は透明な防護プレート２は、フレキシブル基材３上の機械的磨耗を減らすか、防ぐけれども、フレキシブル基材３自体及びその上面４のクリアな視認を妨げることをしない。
【００２４】
防護プレート２は、ガラス、セラミック、ＵＶ硬化性、熱可塑性、又は熱硬化性材料から製造してよい。一実施形態では、ガラスプレート２は、透明な接着剤を用いてフレキシブル基材３に接着される。別の実施形態では、ＵＶ硬化性及び熱硬化性材料は、それらが材料の加熱又はＵＶ硬化によって架橋される前に、室温では液体又はペーストの樹脂になるように処方される。これらの樹脂は基材の面上へ印刷され、次に、事後的に熱、ＵＶ照射、又は熱及びＵＶ照射の組み合わせの適用により架橋される。電子ビーム及び他の硬化システムを使用してもよい。別の実施形態では、熱可塑性材料は、加熱されて液体又はペースト状態になり、次にＵＶ硬化性又は熱硬化性樹脂を印刷するのに使われるものと同様の手法で、フレキシブル基材３の上面４へ印刷される。樹脂が冷却すると、熱可塑性材料は硬化して、フレキシブル基材３に付着する。他の実施形態では、防護プレート２は、セラミック、金属、又は複合材料から形成される。一実施形態では、保護材料１は、各種の異なる材料からできている防護プレート２の組み合わせを有する。一実施形態では、防護プレートの樹脂材料は、ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテル、アミン硬化剤及びガラスビーズである。
【００２５】
一実施形態では、防護プレート２は、硬化及びスクリーン印刷プロセスを併用して製造される。一実施形態では、各防護プレート２に使われるポリマー樹脂は、一成分系の熱硬化性エポキシ樹脂である。ポリマー樹脂は、室温でのスクリーン印刷に適した粘弾性及び揺変性流体挙動を示す。スクリーンは、フレキシブル基材３上に防護プレート２を印刷するのに使われる。一実施形態では、次にプレート２は、熱又はＵＶオーブンで樹脂がもう流体として流動しないところまで部分的に硬化される。一実施形態では、プレート２は、約９０℃〜約１５０℃で約２０〜約９０分間硬化される。一実施形態では、部分的に硬化した又は部分的に固化した状態にあるところで防護プレート２は機械的押印を受け、それによって好ましいテクスチャを防護プレート２の面に付与する。
【００２６】
防護プレート２の物理的及び機械的性質は、所定の用途の特定の性能要求に合うように特別に設計され得る。一実施形態では、防護プレート２を含む材料の処方を改良して、硬化樹脂に各種の光沢度及び輝度を与えることができる。多くの樹脂を使って、光沢のある防護プレート２を作り出せる。熱硬化性エポキシ樹脂が防護プレート材料に使われる一実施形態では、防護プレート２の反射率は、硬化剤の選択によって調整され得る。一実施形態では、硬化剤はアミン又はアミン類の混合物である。つや消し仕上げされたプレートを実現するための１つの好ましい実施形態では、熱硬化性エポキシ樹脂は、ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテル並びに約５０％のジシアンジアミド及び約５０％の脂肪族ポリアミンからなる潜在的な硬化剤を含む。光沢仕上げの防護プレートを与える実施形態では、熱硬化性エポキシ樹脂は、ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテル及び脂肪族アミン硬化剤を含む。他の実施形態では、つや消し剤を樹脂に加えて、防護プレート２につや消し仕上げを行なう。一実施形態では、つや消し剤はシリカである。別の実施形態では、つや消し剤はワックス粒子である。一実施形態では、十分なつや消し剤が加えられて、つや消し仕上げになるが、一方で防護プレート２の透明性又は半透明性は維持される。
【００２７】
代わりの実施形態では、充填剤を防護プレート材料に加えて、防護プレート２を強化する。一実施形態では、プレート２の透明度は、充填剤（その屈折率は防護プレート材料の屈折率に近い）を選択することにより保たれる。例えば、ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテルは約１．５７の屈折率を有し、ガラスビーズ（Ａ型ガラス）は約１．５１〜１．５２の屈折率を有する。屈折率の差は十分に小さいので、約１０〜５０重量％のガラスビーズが加えられるときに樹脂は適度に透明なままである。これは光が、充填剤と防護プレート２に使われる樹脂又は材料の連続相との間の界面から著しく散乱しないことを確実にする。一実施形態では、プレート２間の空隙は、切り傷及び摩擦抵抗だけでなく十分な穿刺抵抗が得られるように、小さくなるように選択される。別の実施形態では、布帛に付設された防護プレートの多層を使用して切断、切り傷、又は摩擦抵抗を増加できるが、最も外側のフレキシブル基材３の上面４は、明確に視認できるままである。
【００２８】
場合によって、完全に透明な防護プレート２を実現することが困難なことがある。例えば、高濃度のつや消し剤が使われるならば、防護プレート２は曇ることがある。他の例では、透明な樹脂がフレキシブル基材３に運ばれ、フレキシブル基材３の色を暗くするであろう。したがって、幾つかの実施形態では、大きな空隙幅５を用いて、フレキシブル基材３の見易さが最大化され、樹脂による任意の色移りが最小化される。一実施形態では、防護プレート２は、直径が約４０〜約２００ミルであり、約５〜約２００ミルの空隙幅５を有する。別の実施形態では、約５０〜約１００ミルの直径及び約２０〜約１００ミルの空隙幅５を有する防護プレート２をパターンのあるフレキシブル基材３上に印刷することによって、良好な摩擦抵抗をさらに提供しながら、パターンがはっきり見えるようにする。
【００２９】
防護プレートに覆われた面積率は、考慮されるべきもう１つのパラメータである。より高い被覆面積率は、より良好な摩擦抵抗を示すが、色付き又は半透明の防護プレートの場合には、基材の任意の着色パターンとの更に重度の干渉も生む。
【００３０】
図１０及び１１は、１０００ｇ重量のＨ−１９ホイールを用いてテーバー式テスター（Ｔａｂｅｒ  ｔｅｓｔｅｒ）で測定された複合構造体の摩擦抵抗を示す。ここで、構造体は、６００デニールの織られたポリエステル布帛上へ印刷されたガラスビーズ充填剤及び顔料を含むエポキシ樹脂からできている防護プレートを有する。このデータを集めるために使われた樹脂は顔料を加えたことで色付いたが、これは摩擦抵抗にそれほど影響せず、そして主な結果は、透明な樹脂に同じように上手く適用される。図１０は、プレート直径及び空隙の関数としての摩擦抵抗が、被覆面積率に対しておおよそ直線的に変化することを示す。それらは、約２５％程度の被覆面積率を有すると、基部布帛の摩擦抵抗を約２倍にできることも示す。図１１は、図１０で示されたデータと一致する曲線６を用いて、空隙及びプレート直径の関数としての摩擦抵抗を示したものである。図１１中の線７は、空隙がプレート直径を超える領域を、空隙がプレート直径未満である領域から分離したものである。この図から、最良の摩擦抵抗を得るために、空隙がプレート直径未満になるべきであると分かる。
【００３１】
一実施形態では、被覆面積率は約１０％〜９０％である。他の実施形態では、被覆面積率は約２５％〜５０％である。
【００３２】
代わりの実施形態では、防護プレート２は、難燃性及び／又は耐燃性材料からできている。一実施形態では、防護プレート２は、難燃パウダー添加物を混入しているビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテルからできていて、適度な透明度を維持しながら難燃性及び／又は耐燃性の合格水準を達成する。一実施形態では、難燃性添加物は、アルミニウム三水和物、マグネシウム水和物、ポリリン酸アンモニウム、又はこれらの成分の混合物である。他の実施形態では、他の透明又は半透明な化合物（例えば、ハロゲン化エポキシ樹脂）が、難燃性及び／又は耐燃性をもたらす。一実施形態では、フレキシブル基材３及び防護プレート２の両方が、難燃性及び／又は耐燃性材料からできていて、難燃性及び／又は耐燃性保護材料１になる。他の実施形態では、非ハロゲン化難燃性添加物を処方に組み入れて、従来のハロゲン化難燃性添加物よりもかなり環境に優しく、使用者にとって安全な代替物を提供しながら、高い透明度又は半透明度を保つ樹脂を提供することができる。一実施形態では、リン酸ビス（４−アミノフェニル）フェニルなどの硬化剤とともに、リン酸ビス−グリシジルフェニルなどの、リン及びオキシラン基の両方を含むオリゴマーを含むエポキシ樹脂が利用される。リン含有エポキシ樹脂の代わりの取り組みは、樹脂のエポキシ分子よりもむしろ硬化剤の分子内にリン基を入れることである。この種類の硬化剤の例としては、ビス（ｍ−アミノフェニル）メチルホスフィンオキシド（ＢＡＭＰＯ）、ジ−及びトリ−アミノシクロトリホスファゼン、並びにジ−及びトリ−ヒドロキシシクロトリホスファゼン及び各種のホスフィンオキシドが挙げられる。
【００３３】
他の実施形態では、防護プレート２は、透明又は半透明というよりも不透明である。不透明さは、難燃剤の追加又は充填剤若しくは樹脂の選択によってもたらすことができる。これらの実施形態では、フレキシブル基材３の上面４の透明視認性は、防護プレート２間の比較的大きな空隙幅５を用いて達成される。大きな空隙幅５は、防護プレート２にかかわらず、上面４に印刷された又はフレキシブル基材３に織り込まれた色及び任意のパターンを明確に視認できるようにする。一実施形態では、防護プレート２は、迷彩パターンを有するフレキシブル基材３上に印刷され、約７０〜約８０ミルの直径であり、そして約４０〜約５０ミルの空隙幅を有する。一実施形態では、顔料を樹脂に加えて、フレキシブル基材３の主要な色と同様の色を有する防護プレート２を得る。脳が色彩恒常として知られる視覚効果によって隣接する前面及び背面から色を受け取り、ヒトの目及び脳が全体的に色をどのように把握するかという複数の状況から得られる手掛かりによれば、防護プレート２中での顔料の使用は、防護プレートにかかわらず、フレキシブル基材３の色及びフレキシブル基材３に印刷された又は織り込まれた任意のパターンを明確に視認できるようにする。最終結果では、基材面積のかなりの割合が防護プレート２に覆われている場合でさえも、前面防護プレート２の色が背面基材の多色パターンと調和し、全基材が明確に視認可能及び認識可能であるようにヒトの目を錯覚させる。上述の通り、ほんの２５％程度の被覆面積率が、摩擦抵抗を実質的に向上させるのに必要とされる。この被覆率によって、防護プレートの色が基材の着色パターンと調和するように選択されるとき、フレキシブル基材上の着色パターンは、防護プレートのパターンを通して非常にはっきりと透けて見える。本発明の独特の特徴は、比較的高い被覆面積率、例えば約２５〜５０％が、なおも下層の着色パターンの高度の視認性を可能にするように、防護プレートの色を選択することである。このようにして更に高い防護プレート被覆率を使用すると、フレキシブル基材の驚くほど高水準の着色パターンが、防護プレートのパターンを通して透けて見えるようになる。
【００３４】
一実施形態では、フレキシブル基材３の上面４は迷彩パターンを含み、防護プレート２はその迷彩パターンと調和するように選択された色を有する。この実施形態では、迷彩パターンは容易に視認できる。他の実施形態では、透明な防護プレートが迷彩基材上で使用される。
【００３５】
一実施形態では、材料の赤外部の性質を変えるために、防護プレート２を構成するために、添加剤を被使用材料に加えることができる。そのような赤外部用添加剤は、エポリン（Ｅｐｏｌｉｎ）社（３５８−３６４アダムス・ストリート、ニューアーク、ニュージャージー州０７１０５）から入手できる。これは、衣類の赤外部の性質が軍によって指定された範囲内になるように要求される軍用衣類に応用される。一実施形態では、琥珀色の付いたエポキシ樹脂中の酸化鉄及び二酸化チタン顔料の組み合わせが、赤外部の性質に関する軍の要求を満たしながら、迷彩パターンの背景と調和するのに良好な色を与える。
【００３６】
代わりの実施形態では、防護プレート２が、リン光又は他の種類の自己発光（すなわち、暗闇で光る）性添加剤を含む。リン光添加剤の使用は、防護プレート２が光源に少なくとも数時間曝された後、防護プレート２が薄暗く光る環境に置かれるとリン光を発することができるようにする。この特徴は、暗い環境で明確に視認できる切り傷／磨耗抵抗性衣類が好ましい用途（例えば、夜又は夕方の時間に道路工事を行なっている労働者）には非常に有用になり得る。例えば、リン光及び他の暗闇で光る粉は、ＭＰＫ社（６０２ウェスト・クレイトン・アヴェニュー、クレイトン、ウィスコンシン州５４００４−９１０１）から入手できる。
【００３７】
本発明の範囲から逸脱することなく、検討された典型的な実施形態に各種の改良及び追加を行なうことができる。例えば、上述の実施形態は特定の性質に関するが、本発明の範囲は、性質の異なる組み合わせを有する実施形態及び説明された性質の全てを含まない実施形態も含む。それ故に、本発明の範囲は、その全ての均等と、特許請求の範囲内にあるそのような全ての代替、改良、及び変化を包含することを目的としている。
【図１Ａ】
2010519091.tif 000003
【図１Ｂ】
2010519091.tif 000004
【図１Ｃ】
2010519091.tif 000005
【図２】
2010519091.tif 000006
【図３】
2010519091.tif 000007
【図４】
2010519091.tif 000008
【図５】
2010519091.tif 000009
【図６】
2010519091.tif 000010
【図７】
2010519091.tif 000011
【図８】
2010519091.tif 000012
【図９】
2010519091.tif 000013
【図１０】
2010519091.tif 000014
【図１１】
2010519091.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月13日(2009.11.13)
【手続補正２】
【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】
２つ以上の色を含む着色パターンがある面を有するフレキシブル基材；並びに
基材の面上に所定のパターンで配置された大及び小寸法を有する小さくて、重なっていない、印刷された樹脂材料防護プレートの配列
を含み、
防護プレートは、基材の面上の着色パターンが防護プレートを通して視認できるように、可視光に対して透明又は半透明である、柔軟でフレキシブルな複合構造体。
【請求項２】
さらに、フレキシブル基材と防護プレートの間に透明なポリマーフィルムを含む、請求項１に記載の複合構造体。
【請求項３】
防護プレートの樹脂材料が、屈折率を有するポリマー及び前記ポリマーの屈折率に近い屈折率を有する充填材料を含む、請求項１又は２に記載の複合構造体。
【請求項４】
最も隣接する防護プレート間の空隙幅が７６２μｍ〜１．５２４ｍｍであり、防護プレートの小寸法が１．５２４ｍｍ〜２．５４ｍｍであり、防護プレートの厚さが１２７μｍ〜７６２μｍであり、防護プレートがショアＤ５０を超える硬度を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合構造体。
【国際調査報告】
2010519091.tif 000016