(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある角度で交錯されている織布の２つの層から構成された少なくとも１つの織物２重層を含む、耐貫通性材料において、織物が、３．５〜２０糸／ｃｍを含み、かつ少なくとも４２０  ｄｔｅｘの線密度を有する第１組の糸、および０．５〜８糸／ｃｍを含み、かつ少なくとも５０  ｄｔｅｘの線密度を有する第２組の糸から成り、その際、第２組の糸は第１組の糸を横切っており、かつその際、第１組の糸と第２組の糸との線密度比は４．２を上廻り、かつ第１組の糸と第２組の糸との糸／ｃｍ数の比が１を上廻ることを特徴とする、ある角度で交錯されている織布の２つの層から構成された少なくとも１つの織物二重層を含む、耐貫通性材料。
【請求項２】
二重層の糸が一緒に接合されている、請求項１に記載の耐貫通性材料。
【請求項３】
二重層の糸が接着性材料と一緒に接合されている、請求項２に記載の耐貫通性材料。
【請求項４】
第１組の糸と第２組の糸との線密度比が７．５を上廻る、請求項１から３までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料。
【請求項５】
第１組の糸がアラミド糸から成る、請求項１から４までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料。
【請求項６】
第２組の糸が、ポリエステル糸、ポリエチレン糸、ポリプロピレン糸およびアラミド糸から選択される、請求項１から５までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料。
【請求項７】
第１組の糸がアラミド糸から成り、かつ第２組の糸がポリエステル糸から成る、請求項１から６までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料。
【請求項８】
第１組の糸の線密度が４２０〜３３６０  ｄｔｅｘである、請求項１から７までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料。
【請求項９】
第１組の糸の線密度が４２０〜１６８０  ｄｔｅｘである、請求項８に記載の耐貫通性材料。
【請求項１０】
第１組の糸の線密度が８４０〜１１００  ｄｔｅｘである、請求項８に記載の耐貫通性材料。
【請求項１１】
第２組の糸の線密度が５０〜２８０  ｄｔｅｘである、請求項１から７までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料。
【請求項１２】
第２組の糸の線密度が８０〜１４０  ｄｔｅｘである、請求項１１に記載の耐貫通性材料。
【請求項１３】
第１組の糸が縦糸であり、かつ第２組の糸が横糸である、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料。
【請求項１４】
材料の外面の少なくとも一つに、保護層が備えられている、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の耐貫通性材料から製作される製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、２組の糸の高い線密度比を有する織物を含む耐貫通性材料（panetration-resistant material）、およびこれから製作される製品に関する。
【０００２】
耐貫通性材料、例えば防弾チョッキ、ヘルメット、車両用パネルおよび高い強度の繊維から製造されたシールドは刊行物に公知である。多くの適用、特に耐衝撃性（ballistic）ベストにおいて、繊維は織布またはメリヤス生地で使用される。これらの織物は、硬質の耐衝撃性材料を得るためにマトリックスで被覆されるかまたは含浸されていてもよいか、あるいは軟質の衝撃材料を得るためにマトリックスなしで使用されてもよい。
【０００３】
防弾性織布は、特にＥＰ３１０１９９から公知である。ここで開示された繊維は、高い強度および高いモジュールを有する超高分子量ポリマーのフィラメント糸から成り、その際、縦糸は横糸とは異なるポリマー材料である。
【０００４】
ロシア特許第２０９６５４２号明細書では、防弾ジャケットのための耐衝撃性織物は、ポリｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）の縦糸および横糸を有するものとして開示されているが、その際、縦糸と横糸の線密度比は、４．１７よりも小さい。典型的には、線密度１４３〜５８８  ｄｔｅｘを有する縦糸および線密度５８８〜９３０  ｄｔｅｘを有する横糸が開示され、この場合、横糸は、縦糸と同じであるかまたは高い線密度を有する。縦糸と横糸との線密度比１．５９〜４．１７を有する耐衝撃性織物は、改善されたディフレクション（deflection）特性を有することが特に挙げられる。
【０００５】
ある角度で交錯されている織布の２つの層から構成される少なくとも１つの織物二重層を含む耐貫通性材料が見出され、この場合、織物は３．５〜２０糸／ｃｍを含有し、かつ少なくとも４２０  ｄｔｅｘのタイターを有する第１組の糸、および０．５〜８糸／ｃｍを含有し、かつ少なくとも５０  ｄｔｅｘのタイターを有する第２組の糸から成り、その際、第２組の糸は第１組の糸を横切るが、その際、第１糸の組と第２糸の組との線密度比は４．２を上廻り、かつ第１糸の組と第２糸の組との糸／ｃｍ数の比は１を上廻り、改善された耐衝撃特性を有することを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、耐貫通性材料は、第１組の糸と第２組の糸との線密度比が７．５を上廻る。第１組の糸の糸数は、３．５〜２０糸／ｃｍである。より好ましくは、４〜１５糸／ｃｍの数であり、かつ最も好ましくは、５〜１２糸／ｃｍである。第２組の糸の糸数は０．５〜８糸／ｃｍである。より好ましくは、１〜６糸／ｃｍであり、かつ最も好ましくは、２〜４糸／ｃｍである。効率のよい製造のために、第１組の糸が縦糸であり、かつ第２組の糸が横糸であることが好ましい。第２組の糸は第１組の糸を横切る。通常これらの組はおおよそ互いに垂直であるけれども、このことは必要ではない。第２組の糸は第１組の糸に対して９０℃以外の角度で提供されていてもよい。
【０００７】
また、耐貫通性材料は、第２組の糸（好ましくは横糸）から成るが、この場合、この糸組成物は、本発明において決定的に重要なものではない。しかしながら、好ましくは、前記糸は高い強度および高いモジュールを有する。これは、特には、前記糸がポリエステル糸、ポリエチレン糸、ポリプロピレン糸、ポリアミド糸およびアラミド糸から選択される場合である。もっとも好ましくは、第２組の糸がポリエステル糸から製造される。第１組の糸（好ましくは縦糸）は、高い強度および高いモジュールを有し、かつ最も好ましくはアラミド糸、特にｐ−アラミドが選択される。最も好ましくは、ポリｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）である。好ましい実施態様において、縦糸および横糸は異なるポリマーからのものが選択され、例えば、ｐ−アラミド糸の縦糸およびポリエステル糸の横糸を有する織物が好ましい。
【０００８】
要求される線密度比が十分である限りは、第１組の糸の線密度は少なくとも約４２０  dｔｅｘ、好ましくは４２０〜３３６０  ｄｔｅｘ、より好ましくは４２０〜１６８０  ｄｔｅｘ、かつ最も好ましくは約８４０〜１１００  ｄｔｅｘであるように選択される。第２組の糸の線密度は、少なくとも約５０  ｄｔｅｘ、より好ましくは５０〜２８０  ｄｔｅｘ、かつ最も好ましくは約８０〜１４０  ｄｔｅｘであるように選択される。
【０００９】
“糸（thread）”の用語は、例えばスフ糸、スフより糸（twisted staple yarn）、フィラメントより糸、よりのない混合糸（non-twisted intermingled yarn）のような任意の種類の糸を意味し、かつ好ましくはよりのないフィラメント糸である。
【００１０】
好ましい実施態様において、二重層のそれぞれ２つの織物層の糸は、例えば、ステッチボンディング（stitch bonding）によってか、または好ましくは接着性材料と一緒に接合される。接着性材料は、糸上または織物上で、例えば仕上げ剤として提供される接着性材料であってもよい。また、接着性材料は、二重層の２つの織物層間に提供される接着層であってもよい。接着性材料は、熱可塑性材料、弾性材料および熱硬化性材料を含む。また第２組の糸の少なくとも一部分に、圧力および／または加熱下で溶融する材料を使用することも可能であり、これによって、第１組の糸と第２組の糸との接合が完了し、かつ場合によっては、また２つの織物層が一緒に接合される。熱可塑性材料は、ポリオレフィン、例えばポリエチレンおよびポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステルまたはこれら材料の混合物を含む。弾性材料は、クラトン（Kraton）、ゴム、珪素等を含む。熱硬化性材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂等を含む。
【００１１】
他の好ましい実施態様において、耐貫通性材料の外面の少なくも一つには、保護層が提供される。保護層は、熱可塑性材料かまたは弾性材料、あるいはこれら材料の混合物であってもよい。保護層は、過剰な摩擦による損傷から織物を保護するために適用される。
【００１２】
耐貫通性材料は、ある角度で交錯され、場合によっては一緒に接合された２層の織布から成る少なくとも一つの二重層を含む。織り（woven）の用語はすべての型の織り、例えば平織り、サテン織り、斜子織り、綾織り等を含む。好ましい織物は平織りである。
【００１３】
耐貫通性材料は、２つの層の織布から成る二重層を少なくとも一つ含んでいてもよいが、しかしながら、通常は、より多くの二重層が適用される。二重層の適した数は５〜１００層であり、かつ最も好ましくは６〜３５層の二重層が使用される。少なくとも一つの二重層において、２つの織物層はある角度で一緒に固定される。好ましい角度は３０〜９０℃である。約９０℃の角度が最も好ましい。通常は、すべての二重層の織物層がある角度で、好ましくは９０℃の角度で固定される場合に、軟質の防護服に関する最も好ましい特性が得られる。二重層の第１織物層の第１組の糸は、隣接する二重層の第１織物層の第１組の糸に対して、平行であるかまたは斜めであってもよい。
【００１４】
二重層は、接着層を用いてかまたはステッチングによって一緒に固定される。このような接着層は、接着材料として従来的に挙げられる材料から作られてもよく、かつ４〜３６μ、好ましくは８〜２０μの層厚を有する。
【００１５】
二重層の製造方法は公知である。通常は、織物はビーム上で縦糸を整経することによって製造し、続けて織機上で機織りされる。単層は、場合によっては含浸されるかまたは積層されてもよく、かつカレンダー工程を行ってもよい。少なくとも２つの織物層は、好ましくは互いにある角度で、ステッチング、加熱または加圧によって一緒に接合されてもよい。
【００１６】
また、本発明は、公知の方法にしたがって、前記に示された織布から製造された、防弾チョッキおよび装甲板等の製品に関する。
【００１７】
さらに本発明は、以下の実施例を用いて例証される。
【００１８】
例１
構造物Ｉは、本発明にしたがって製造された。構造物は、縦方向のケブラー（Kevlar（Ｒ））１１００  ｄｔｅｘ（DuPont社からのもの）（８．６糸／ｃｍ）および横方向のポリエステル１４０  ｄｔｅｘ（Trevira（Ｒ）710、Hoechst社からのもの）（２糸／ｃｍ）から製造された約１００ｃｍ２／ｃｍの二重層を２１層を含んでいた。縦糸／横糸の割合は７．９である。この層は、１０μの層厚を有するポリエチレンフィルム（LDPE、ＥＫＢからのもの）２層（ply）と一緒に積層された。構造物Ｉの全重量は約４３００ｇ／ｍ２であった。
【００１９】
構造物ＩＩは、本発明にしたがって製造され、かつ構造物Ｉに使用されたのと同様の織物二重層を２０層を含み、かつポリエチレンフィルム（LDPE、EXBからのもの）の１シートは、二重層の双方の外面上および二重層のそれぞれ２つの織物層の間で、１０μの厚さを有するものであった。構造物ＩＩの全重量は約４４００ｇ／ｍ２であった。Ｖ５０値は、９×１９  ＰａｒａＴｙｐｅ  ＤＭ１１Ａ１Ｂ２弾丸を用いて測定され、その際、Ｖ５０は５０％の弾丸が制止され、かつ弾丸の５０％は十分な貫通性を生じる速度である。構造物ＩのＶ５０は４７１ｍ／ｓであり、かつこの構造物ＩＩのＶ５０は４８１ｍ／ｓであることが見出された。
【００２０】
例２
構造物ＩＩＩを構造物Ｉと同様に製造するが、この場合、ケブラー(Kevlar）のかわりにトワロン（Twaron （Ｒ）) ９３０  ｄｔｅｘ（CT ７０９マイクロフィラメント、Akzo Nobelからのもの）  １９層を使用した（１０．４ 縦糸／ｃｍ、２横糸／ｃｍ、縦／横比６．６）。構造物ＩＩＩの全重量は約４３３０ｇ／ｍ２であり、Ｖ５０（９Ｘ１９  ＰａｒａＴｙｐｅＤＭ１１Ａ１Ｂ２弾丸を用いて測定した）は約４９０ｍ／ｓであった。
【００２１】
比較例３
構造物ＩＶを、トワロン（Twaron（Ｒ））ファブリック  スタイルＣＴ７０９（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌからのもの）の２２層から製造した。縦および横糸をトワロン（Twaron （Ｒ））９３０  ｄｔｅｘマイクロフィラメント（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌからのもの）（縦方向および横方向において１０．５糸／ｃｍ；縦／横割合１）から製造した。構造物ＩＶの全重量は約４４００ｇ／ｍ２であり、Ｖ５０（９Ｘ１９  ＰａｒａＴｙｐｅ  ＤＭ１１Ａ１Ｂ２弾丸で測定された）は、約４６０〜４６５ｍ／ｓであった。
【００２２】
例４
構造物Ｖを、トワロン（Twaron （Ｒ））９３０  ｄｔｅｘ（縦方向に９．５糸／ｃｍであり、かつ横方向にはＴｒｅｖｉｒａ  ７１０  １４０  ｄｔｅｘの２糸／ｃｍ；縦／横比６．６）から製造された織物の５０層の二重層から得た。層は、１１５℃の温度および２．５ＭＰａの圧力で、ＬＤＰＥ−コポリマーマトリックス（樹脂含量３５％）で一緒に積層した。全重量は６５００ｇ／ｍ２であり、Ｖ５０（３５７ Magnum FJCBSC 弾丸を用いて測定した）は４８４ｍ／ｓであった。
【００２３】
比較例５
構造物ＶＩを、トワロン（Twaron （Ｒ））ＣＴ７９０ファブリック（９３０ｄｔｅｘ、２００ｇ／ｍ２、平織り）の４４層から製造した。材料を、ＰＶＢ−改質フェノール樹脂（樹脂含量２３％）で被覆し、かつ温度１６０℃および圧力１．０ＭＰａで積層した。全重量は１０８００ｇ／ｍ２であり、Ｖ５０（３５７Magnum FJCBSC弾丸を用いて測定した）を４８７ｍ／ｓであった。
【００２４】
前記に示された本発明の樹脂系、樹脂含量および積層条件を使用することによって、Ｖ５０が減少することなく、重量を減少させることができる。