多数の高速弾丸に対する軽量装甲
身体装甲、ヘルメット、胸当て、ヘリコプター座席、スポールシールド及び他の適用における多数の高速弾丸に対する防弾性、衝撃吸収性及び貫通抵抗性に対する用途を有する繊維強化物品。物品は、少なくとも一つの前面の積層物及び第２の積層物から構成され、前面の積層物は、ポリマー基質中の強力な無機質繊維の少なくとも一つのプライを含んでなり、そして第２の積層物は、ポリマー基質中の強力なポリマー繊維の少なくとも一つのプライを含んでなる。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、身体装甲、ヘルメット、胸当て、ヘリコプター座席、破片シールド（spall shield）並びに他の適用のための、多数の高速弾丸に対する防弾性、衝撃吸収性及び貫通抵抗性のための用途を有する繊維強化物品に関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
約１０００ｆｔ／秒（３０５ｍ／秒）の速度のハンドガンの弾薬に対する保護のために設計された近代的身体装甲は、通常柔軟な束にいっしょに撚り合わされた繊維の織られた布地又は繊維の不織シートの薄い層から形成される。然しながら、２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）を超える速度を持つ重いライフルの弾丸を阻止するために設計された身体装甲は、重量、厚さ、柔軟性、多数の命中に対する性能、一過的変形（鈍的外傷）及び耐久性の相対する要求を満足するために、一般的により複雑な構造を必要とする。装甲は、弾丸を変形し又はそのエネルギーを吸収するために、硬質の前面及び／又は後部構成要素を組込むことができる。セラミックのような無機質物質が、その高い硬度及び金属と比較して低い密度のために、このような装甲に用途を見出している。セラミックの普通に使用される形態である板及びタイルは、しばしば弾丸を変形する過程において粉砕され、そして従ってその後続の弾丸の命中に対してわずかな保護しか提供しない。この問題は、装甲を貫通するために設計された鉄鋼貫通型弾頭を含有する弾丸の場合、特に明白である。
【０００３】
従来の技術に記載された多くの防弾構造があるが、ほとんどはライフル弾丸又は多数の命中性能に対する保護を指向していない。米国特許第４，１１１，０９７号は、発泡プラスチック中の鋼鉄及びタングステンの金網を含んでなる積層多層装甲を記載している。米国特許第４，８６８，０４０号は、前面の織物布地複合材、セラミックタイルエネルギー吸収体及び後部の織物布地複合材を含んでなる三要素複合材を記載している。米国特許第５，２２１，８０７号は、規則正しい配列の小室を有する前面のセラミック板、蜂の巣構造を有する中間体層及びＫｅｖｌａｒ（登録商標）繊維、セラミック基質複合材又は鉄鋼であることができる後部板を含んでなる装甲を記載している。米国特許第５，５４５，４５５号は、いっしょに縫い合され、そして繊維質の帯によって連続的に取り囲まれたポリマー繊維質層を含んでなる硬質複合材を記載している。縫い合せ繊維は、無機質繊維であることができる。米国特許第５，４５６，１５６号は、金属強化セラミック及び丈夫な裏打ち板を含んでなる装甲を記載している。米国特許第５，６３５，２８８号は、セラミック、鉄鋼、ガラス、アルミニウム、チタン又は黒鉛からなる一体化前面板及びプラスチックフィルムによってその外側表面で結合された一方向に方向付けされたポリマー繊維を含んでなる後部層を含んでなる硬質複合材を記載している。
【０００４】
米国特許第５，６７７，０２９号は、多数の継目が形成され、そして装甲が継ぎ目の方向に沿って柔軟であるように位置された、切り嵌めされた三角又は六角の形状の硬質物体を含んでなる表面を持つ、柔軟性繊維複合材の装甲を記載している。硬質物体は、ポリマー又は無機質繊維で強化することができる。米国特許第６，０３５，４３８号は、高強度の繊維の層間にサンドイッチされたうろこ状のパターンに置かれたセラミックのディスクを含んでなる身体装甲を記載している。米国特許第６，５１０，７７７号は、同様な構造の乗り物の装甲を記載している。米国特許第６，１２７，２９１号は、ポリマー又は無機質弾道繊維の織物の下部プライを含んでなる柔軟性耐貫通性複合材を記載している。米国特許第６，３２３，１４５Ｂ１号は、高強度のポリマー又は無機質繊維の耐貫通性織り交ぜ糸構造を記載している。米国特許第６，３８９，５９４号は、樹脂封入によって少なくとも１０気圧のアイソスタシー的圧力下に維持されたセラミック板を含んでなる対弾道物品を記載している。
【０００５】
米国特許第６，４０８，７３３Ｂ１号は、一体化セラミックの前面の構成要素及びアラミド繊維複合材の下部基質を含んでなる多数の弾丸に対する保護のための装甲を記載している。米国特許第６，５３２，８５７Ｂ１は、互いに間隔を空けられたエラストマーでカプセル化されたセラミックタイル及び所望による金属の裏打ち板を含んでなるセラミックアレイ装甲を記載している。米国特許第６，６０１，４９７Ｂ２は、包装物質中に拘束された多角形のセラミックタイルを含んでなる装甲の構成要素を記載し、ここにおいて包装物質は、高強度繊維、ポリマー複合剤基質中の高強度繊維、金属基質中の高強度繊維、高強度金属帯、及び高強度金属線の一つを含んでなることができる。
【０００６】
米国特許出願２００１／００５３６４５Ａ１は、少なくとも一つの硬質装甲層及び少なくとも一つの繊維質装甲層を含んでなる多層防弾物品を記載し、ここにおいて一つの繊維質プライの繊維は、隣接する繊維質プライの繊維に対して４５°より小さい角度をなす。硬質装甲層の物質は、金属、金属／セラミック複合材、セラミック、硬化ポリマー又はこれらの組合せである。
【０００７】
上記に引用したそれぞれの特許中の物品は、最先端の技術の改良を表す。然しながら、本発明の物品の具体的な構造を記載していなく、そして本発明によって満たされる必要性の全てを満足していない。高速弾丸に対する耐多重命中能力を有する軽量の防弾及び耐貫通性複合物を提供することが本発明の主たる目的である。
【０００８】
発明の概要
本発明は：
ａ）一つ又はそれより多いプライを含んでなる前面の積層物であって、前記前面の積層物は、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる少なくとも一つの前面のプライを有し、プライ中の前記層は、同一の成分及び構造を有し、前記前面の積層物の隣接するプライ中の前記層は、お互いに組成及び／又は構造において異なり、前記無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントで構成され、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とある角度をなす、前記前面の積層物；及び
ｂ）前記前面の積層物と表面同士（face-to face）の関係で一体化された第２の積層物であって、前記第２の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、それぞれのプライは、網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなり、前記ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、前記網状構造は、ポリマー基質物質を所望により含有していてもよく、前記第２の積層物中のプライは、同一の組成及び構造を有する層によって規定され、これは、隣接するプライ中の前記層の組成及び／又は構造とは異なる、前記第２の積層物；
を含んでなる防弾及び耐貫通性物品である。
【０００９】
発明の詳細な説明
本発明は、身体装甲、ヘルメット、胸当て、ヘリコプター座席、破片シールド及び他の適用における多数の高速弾丸に対する防弾、衝撃吸収性及び耐貫通性に対して用途を有する繊維強化物品である。
【００１０】
本発明は、表面同士で一体化されたａ）前面の積層物及びｂ）第２の積層物を含んでなる防弾及び耐貫通性物品である。前面の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、その前面のプライは、基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる。一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なっている層によって規定される。無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強さ及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントを含んでなる。それぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とは、ある角度をなす。
【００１１】
第２の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、そのそれぞれは、網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなる。ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有する。網状構造は、基質物質を所望により含有していてもよい。一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なった層によって規定される。
【００１２】
本明細書中で使用される場合、“積層物”は、重ねて置かれたシート様の構成要素（層）が、例えばその末端を又はその角で縫い合せによって緩く、又は例えば全面積の結合によって強固に、或いは例えば止め金、鋲締め、縫い合せ、部分的結合、又は他の適した手段によっていずれもの中間の水準で、のいずれかで一体化された構造を意味する。
【００１３】
本発明の目的のために、繊維は、その長さの寸法が、幅及び厚さの横方向の寸法よりはるかに大きい細長い物体である。従って、“繊維”は、本明細書中で使用される場合、規則的な又は不規則な断面を、連続又は不連続の長さで有する、一つ又は複数のフィラメント、リボン、条片、等を含む。糸は、連続又は不連続の繊維の集成体である。
【００１４】
本明細書中で使用される場合、“繊維の網状構造”又は“網状構造”は、所定の配置に配列された複数の繊維、又は撚られた若しくは撚られていない糸を形成するためにいっしょにまとめられた複数の繊維を意味し、この糸は、所定の構成に配列される。繊維の網状構造は、各種の構造を有することができる。例えば、繊維又は糸は、フェルト、編物、組紐、織布、無作為に方向づけられた不織布（例えばエアレイド）、一方向に方向づけられた不織布に構築することができ、又はいずれもの慣用的な技術によって網状構造に形成することができる。特に好ましい網状構造の構成によれば、繊維は、これらがお互いに網状構造層の長手方向に沿って実質的に平行であるように一方向的に整列される。然しながら、これは、当技術において知られるような、他の繊維を安定化する目的のために、わずかな数の平行及び／又は平行ではない繊維の使用を排除することを意味しない。
【００１５】
更なる態様において、本発明の物品は、先に記載したような、そして表面同士で一体化されたａ）前面の積層物及びｂ）第２の積層物、これらと組合わされ第２の積層物と表面同士で重ね合わされたｃ）第３の積層物、を含んでなる。
【００１６】
第３の積層物は、更に一つ又はそれより多いプライを含んでなり、そのそれぞれは、基質を含有しない網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなる。ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、そして一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。
【００１７】
もう一つの態様において、本発明の物品は、先に記載したような、そして表面同士で一体化されたａ）前面の積層物及びｂ）第２の積層物、これらと組合わされ第２の積層物と表面同士で一体化されたｃ）第３の積層物、を含んでなる。この第３の積層物は、更に一つ又はそれより多いプライを含んでなり、そのそれぞれは、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる。ここで一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する。それぞれの層の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなす。
【００１８】
なおもう一つの態様において、本発明の物品は、表面同士で一体化されたａ）前面の積層物及びｂ）第２の積層物、第２の積層物と表面同士で重ね合わされたｃ）第３の積層物、を含んでなる。
【００１９】
この態様において、第１の積層物は、少なくとも三つのプライを含んでなり、前面のプライは、複数の一方向性の無機質繊維を含んでなり、第２のプライは、チタン金属板を含んでなり、そして第３のプライは、複数の一方向性の無機質繊維を含んでなる。第２のプライを形成するチタン金属の板は、全表面を第１及び第３のプライによって埋めこまれている。一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度、及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントから構成される。先の態様のように、それぞれの層の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなす。
【００２０】
この態様の第２及び第３の層は、一つ又はそれより多いプライを独立に含んでなり、そのそれぞれは、網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなる。ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、そして網状構造は、ポリマー基質物質を所望により含有していてもよい。先の態様のように、一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。
【００２１】
それぞれの態様において、前面の積層物は、到来する脅威の方向に面することは理解されるものである。
図１は、前面の積層物５０及び第２の積層物６０を含んでなる本発明の一つの物品１００の断面図である。例示された物品において、前面の積層物５０は、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる単一のプライから構成される。それぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層中の組成及び構造は、同一である。第２の積層物６０は、前面の積層物５０と表面同士で結合している。第２の積層物６０も、更にポリマー基質中の一方向性のポリマー繊維の複数の層を含んでなる単一のプライから構成される。それぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層中の組成及び構造は、同一である。
【００２２】
図２は、二つのプライ１０及び２０からなる前面の積層物５０；二つのプライ３０および４０からなる第２の積層物６０；並びに一つのプライからなる第３の積層物７０を含んでなる本発明のもう一つの態様２００の断面図である。第１の積層物５０のプライ１０及び２０は、異なった無機質繊維及び／又は異なった基質及び／又は異なった構造の層からなることによって、お互いに識別される。第２の積層物６０のプライ３０及び４０は、異なったポリマー繊維及び／又は異なった基質若しくは基質がないこと及び／又は異なった構造の層からなることによって、お互いに識別される。積層物７０は、それぞれの層の組成及び構造が同一である単一のプライからなる。
【００２３】
図３は、前面の積層物８０、第２の積層物８５、及び第３の積層物９０を含んでなる本発明のなおもう一つの物品３００の断面図である。前面の積層物８０は、三つのプライからなる。前面のプライ８１は、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層からなり、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層の組成及び構造は、同一である。第１の積層物の第２のプライ８２は、第１及び第３のプライ（８１及び８３）によって全表面を埋めこまれたチタン金属の板である。第１の積層物８０の第３のプライ８３は、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層からなり、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層の組成及び構造は、同一である。第２の積層物８５は、ポリマー基質中の一方向性のポリマー繊維の複数の層からなる単一のプライから構成され、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層の組成及び構造は、同一である。第３の積層物９０も、更にポリマー基質中の一方向性のポリマー繊維の複数の層からなる単一のプライから構成され、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層の組成及び構造は、同一である。
【００２４】
好ましくは、本発明の物品中のそれぞれの積層物は、平衡構成構造である。平衡構成積層構造は、全ての層が、積層物の中心線に対して±θ°の対で、又は０／９０°でのみ見出されるものである。好ましくは、隣接する層中の繊維間の角度は、４５ないし９０度である。
【００２５】
好ましくは、無機質繊維を構成するフィラメントは、少なくとも２．４ＧＰａの引張強さ及び３．４ｇ／ｃｍ３より小さい密度、更に好ましくは、少なくとも３．４ＧＰａの引張強さ及び３．４ｇ／ｃｍ３より小さい密度、そして最も好ましくは、少なくとも４．０ＧＰａの引張強さ及び３．１ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する。
【００２６】
本発明の積層物中で有用な無機質繊維のいくつかの例を、表Ｉに収載する。表Ｉ中の略語“ＣＶＤ”は、化学蒸着を意味する。
プライは、表Ｉ中に収載した繊維で、単一で又は組合せで構築することができる。異なった組成のフィラメントを、単一の繊維／糸に組合せることができ、又は一方向性の層を、規則的又は不規則的配列でお互いに平行に置かれた異なった組成の繊維／糸で構築することができる。一つのプライは、同一の組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。一つの積層物は、それぞれが、異なった繊維及び／又は異なった基質を有するいくつかのプライで構築することができる。一つの積層物は、また、それぞれが、同一の無機質繊維及び基質を有するが、しかし異なったフィラメント及び／又は基質濃度を有するいくつかのプライで構築することもできる。
【００２７】
【表１】
【００２８】
好ましくは、積層物を構成する無機質繊維は、タングステン上に化学蒸着されたホウ素又は炭素上に蒸着された炭化ケイ素、及びこれらの組合せである。好ましくは、無機質繊維は、積層物の６０ないし９５重量パーセントを構成する。
【００２９】
第２の積層物又は第３の積層物のプライを構成するポリマー繊維は、好ましくは高分子量ポリエチレン、アラミド、ポリベンズアゾール、硬質ロッドポリマー繊維（Ｍ５（登録商標）ブランドのような）及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【００３０】
本明細書中で使用される場合、用語ポリエチレンは、小量の分枝鎖又は１００個の主鎖炭素原子当り５個の修飾単位を超えないコモノマーを含有することができ、そして更に約５０重量％より多くないアルケン−１−ポリマー、特に低密度ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリブチレン、モノオレフィンを主たるモノマーとして含有するコポリマー、酸化されたポリオレフィン、グラフトポリオレフィンコポリマー及びポリオキシメチレンのような一つ又はそれより多い重合性添加物、或いは抗酸化剤、潤滑剤、紫外線遮断剤、着色剤等のような低分子量添加物を混合物として含有することができる、主として直鎖のポリエチレン物質を意味する。
【００３１】
本発明の目的のための高分子量ポリエチレンは、約５デシリットル／グラム（ｄｌ／ｇ）ないし約３５ｄｌ／ｇの１３５℃におけるデカリン中の固有粘度を有する。このような高分子量ポリエチレン繊維は、米国特許第４，１３７，３９４号又は米国特許第４，３５６，１３８号中に記載されているように溶液中で成長させることができるか、或いはフィラメントは、ドイツ特許出願公開３，００４，６９９及び英国特許第２０５１６６７号中に記載されているように、そして特に米国特許第４，４１３，１１０号に記載されているように、ゲル構造を形成するために溶液から紡糸され、そして、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．によってＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）の商標で市販されている。米国特許第４，４１３，１１０号の開示は、これが本明細書と相反しない限りにおいて本明細書中に参考文献として援用される。ポリエチレン繊維は、また、米国特許第５，７０２，６５７号に記載されているような圧延及び延伸法によって製造することができ、そしてＩＴＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．によってＴＥＮＳＹＬＯＮ（登録商標）の商標で市販されている。
【００３２】
アラミド繊維の場合、芳香族ポリアミドから形成される適した繊維は、米国特許第３，６７１，５４２号及び５，０１０，１６８号に記載され、これらは、本明細書中に参考文献として援用される。アラミド樹脂は、Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ Ｃｏ．によってＫＥＶＬＡＲ（登録商標）及びＮＯＭＥＸ（登録商標）の商標で；Ｔｅｉｊｉｎ Ｔｗａｒｏｎ ＢＶによってＴＷＡＲＯＮ（登録商標）、ＴＥＣＨＮＯＲＡ（登録商標）及びＴＥＩＪＩＮＣＯＮＥＸ（登録商標）の商標で；ＪＳＣ Ｃｈｉｍ ＶｏｌｏｋｎｏによってＡＲＭＯＳの名称で；そしてＫａｍｅｎｓｋ Ｖｏｌｏｋｎｏ ＪＳＣによってＲＵＳＡＲ及びＳＶＭの名称で商業的に製造されている。中程度に高い弾性率及びテナシティー値を有する、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）及びｐ−フェニレンテレフタルアミドアラミドコポリマー繊維は、本発明において特に有用である。本発明において有用なｐ−フェニレンテレフタルアミドコポリマーアラミドの例は、コ−ポリ−（パラフェニレン３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド）である。更に本発明の実施において有用なものは、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維である。
【００３３】
本発明の実施のために適したポリベンズアゾール繊維は、例えば本明細書中に参考文献として援用される、米国特許第５，２８６，８３３号、５，２９６，１８５号、５，３５６，５８４号、５，５３４，２０５号及び６，０４０，０５０号中に開示されている。好ましくは、ポリベンズアゾール繊維は、Ｔｏｙｏｂｏ Ｃｏ．からのＺＹＬＯＮ（登録商標）ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）繊維である。
【００３４】
繊維のＭ５（登録商標）ブランドの構造を有する適した硬質ロッドポリマーは、本明細書中に参考文献として援用される、米国特許第５，６７４，９６９号、５，９３９，５５３号、５，９４５，５３７号及び６，０４０，４７８号中に開示されている。好ましい繊維は、Ｍａｇｅｌｌａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＬＬＣ．から入手可能なＭ５（登録商標）ブランドである。
【００３５】
第２の積層物又は第３の積層物のプライ中の繊維の網状構造は、上記に収載したポリマー繊維で、単一で又は組合せで構築することができる。異なった成分のフィラメントを、単一の繊維に組合せることができる。一方向性の繊維の網状構造は、規則的又は不規則的配列のお互いに平行に置かれた異なった組成の繊維で構築することができる。フェルト、組紐、編物及び織物布地は、異なった方向の異なった繊維を使用することができる。一つのプライは、同一の組成及び構造を有し、隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。第２の積層物又は第３の積層物は、それぞれ異なったポリマー繊維、異なった基質又は基質がないこと、或いは異なった繊維の網状構造を有するいくつかのプライで構築することができる。異なったポリマー繊維が異なった速度の発射体に対する異なった弾道的有効性を有するので、前面の積層物に最も近い第２の積層物を、高速発射体に対して最も有効である繊維を含有するプライで構築することが好ましい。
【００３６】
好ましくは、ポリマー繊維は、第２の積層物の７５ないし１００重量パーセントを構成し、残部は、基質物質である。
無機質繊維網状構造中に使用されるポリマー基質は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９４ｂによって測定される、少なくとも４００，０００ｐｓｉ（２．７６ＧＰａ）の初期引張弾性率を有する。更に好ましくは、前面の積層物中の少なくとも一つのプライ中のポリマー基質は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９４ｂによって測定される、少なくとも１×１０６ｐｓｉ（６．９ＧＰａ）の初期引張弾性率を有する。本発明の積層物において有用な高弾性率の基質樹脂は、熱硬化性アリル、アミノ、シアネート、エポキシ、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ビスマレイミド、硬質ポリウレタン、シリコーン、ビニルエステル並びにこれらのコポリマー及び配合物を含む。基質樹脂が、必要な初期引張弾性率を保有することのみが重要である。熱硬化性ビニルエステル樹脂が好ましい。
【００３７】
好ましくは、ビニルエステルは、多官能性エポキシ樹脂の不飽和モノカルボン酸、通常メタクリル酸又はアクリル酸によるエステル化によって製造されるものである。例示的なビニルエステルは、アジピン酸ジグリシジル、イソフタル酸ジグリシジル、アジピン酸ジ−（２,３−エポキシブチル）、シュウ酸ジ−（２，３−エポキシブチル）、コハク酸ジ−（２,３−エポキシヘキシル）、マレイン酸ジ−（３，４−エポキシブチル）、ピメリン酸ジ−（２，３−エポキシオクチル）、フタル酸ジ−（２，３−エポキシブチル）、テトラヒドロフタル酸ジ−（２，３−エポキシオクチル）、マレイン酸ジ−（４，５−エポキシドデシル）、テレフタル酸ジ−（２，３−エポキシブチル）、チオジプロピオン酸ジ−（２，３−エポキシペンチル）、ジフェニルジカルボン酸ジ−（５，６−エポキシテトラデシル）、スルホニルジ酪酸ジ−（３，４−エポキシヘプチル）、トリ−（２，３−エポキシブチル）−１，２，４−ブタントリカルボキシレート、マレイン酸ジ−（５，６−エポキシペンタデシル）、アゼライン酸ジ−（２，３−エポキシブチル）、クエン酸ジ−（３，４−エポキシペンタデシル）、シクロヘキサン−１，３−ジカルボン酸ジ−（エポキシオクチル）、マロン酸ジ−（４，５−エポキシオクタデシル）、ビスフェノール−Ａ−フマル酸ポリエステル及び同様な物質を含む。
【００３８】
最も好ましいものは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されているＤＥＲＡＫＡＮＥ（登録商標）樹脂のようなエポキシ基剤のビニルエステル樹脂である。
【００３９】
第２の積層物のプライ中で所望により使用されるポリマー基質は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９４ｂによって測定される、６０００ｐｓｉ（４１．３ＭＰａ）より少ない初期引張弾性率を有するエラストマーである。適当に低い弾性率を有する広い範囲のエラストマー物質及び配合物を、本発明において使用することができる。例えば、いずれもの次の物質：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、クロロスルフィン化ポリエチレン、ポリクロロプレン、フタル酸ジオクチル又は当技術において公知の他の可塑剤を使用する可塑化ポリ塩化ビニル、ブタジエンアクリロニトリルエラストマー、ポリ（イソブチレン−コ−イソプレン）、ポリアクリル酸、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、熱可塑性エラストマー、エチレンのコポリマーを使用することができる。好ましいものは、共役ジエンのブロックコポリマー及びビニル芳香族コポリマーのである。これらのポリマーの多くは、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．によって商業的に製造されている。
【００４０】
別の方法として、本発明の物品が、硬質装甲として使用されるか、又は構造的な役割を有する場合、第２の積層物のプライ中に所望により使用されるポリマー基質は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９４ｂによって測定される、少なくとも４００，０００ｐｓｉ（２．７６ＧＰａ）、更に好ましくは１×１０６ｐｓｉ（６．９ＧＰａ）の初期引張弾性率を有する。熱硬化性ビニルエステル樹脂が好ましい。
【００４１】
本明細書中で使用される場合、用語“基質（matrix）”は、層中の又はその間の空隙体積の充填のいずれもの特定の程度を意味しない。積層物の衝撃特性は、繊維含有率によってほとんど完全に決定され、そして積層物の重量を最小にすることが所望されるために、基質含有率は、好ましくは特定の製造方法の要求に一致して、可能な限り低く保たれる。層を安定化し、そして頑強な製造操作を維持するために必要な基質の水準は、当業者にとって既知であるものである。
【００４２】
基質樹脂は、各種の方法で繊維に適用することができ、そして当業者にとって既知のいずれもの方法を使用することができる。好ましくは、基質中の一方向性繊維の層は、図４に略図的に例示した連続法で形成される。繊維は、クリール１０２から供給され、そしてコーミングステーション１０４を通過して、一方向性の網状構造が形成される。繊維を横方向に周期的又は他の配列で繊維の網状構造を製造するように、異なった繊維をクリールに配列することができる。次いで繊維の網状構造物は、紙又はプラスチックフィルム或いはプラスチックシートの基質１０６であることができる支持体ウェブ上に置かれる。基質組成物が１０８において繊維の網状構造物に適用される。基質組成物は、溶媒希釈剤を含有することができ、又はこれは、容易な適用のために水性分散物の形態であることができる。次いで被覆された繊維の網状構造物は、一対のローラー１１０を通過する。ローラーは、基質組成物を繊維中に広げる。ローラーは、本明細書と矛盾しない範囲で、本明細書中に参考文献として援用される米国特許第５，０９３，１５８号に記載されているように非均質に分布された基質を作るように設計することができる。次いで被覆された繊維の網状構造物は、加熱されたオーブン１１２を通過して、基質組成物中のいずれもの溶媒又は水が蒸発される。ニップローラー１１６が、支持体ウェブ及びプレプレグを系を通して引張るために使用される。次いで層となったものである基質及びプレプレグは、本発明の物品の構築のための用意としてローラー１１８に巻き取ることができる。
【００４３】
好ましい積層物のプライは、好ましくは、先に記載したような一方向性プレプレグの連続ロールから、本明細書と矛盾しない範囲において、本明細書中に参考文献として援用される、米国特許第５，１７３，１３８号又は５，７６６，７２５号の方法を使用する連続クロスプライ操作によって、又は手積み成形、或いはいずれもの適した手段によって製造される。米国特許第５，１７３，１３８号の装置及び図面に関して、一つのプレプレグロールは、クロスプライ機械の巻出ロール１１上に置かれ、そして第２のプレプレグロールは、巻出ロール１７上に置かれる。支持体ウェブは、プレプレグから剥ぎ取ることができ、又はこれは、最終積層物の一部となることができる。
【００４４】
プレプレグロールの繊維組成は、同一であるか又は異なっていることができる。プレプレグ（層）は、クロスプライ装置中で熱及び圧力の適用によって圧密化される。架橋可能な基質樹脂は、一般的に構築のこの段階では硬化されない。
【００４５】
層の一つより多い対を持つ好ましい積層物のプライを構築するために、クロスプライされた製品は、それ自体クロスプライされ、そして再び複数の回数クロスプライされて、所望する積層物構造を製造することができる。それぞれのクロスプライ操作において、層の数を、二倍にすることができる。別の方法として、第２及びその後のクロスプライ操作は、クロスプライされるプレプレグ中の異なった数の層で行うことができる。連続ロール形成に対して層の数が大きくなりすぎた場合、クロスプライは手積み又はいずれもの適した手段によって行うことができる。
【００４６】
最後に、プライは、表面同士をいっしょに積み重ねることによって組立てられる。プライは、いずれもの熱硬化性基質樹脂を硬化するために十分な圧力下及び温度で結合することによって一体化することができる。存在する繊維及び基質の種類によるが、約９０℃ないし約１６０℃の温度、及び約１００ｐｓｉないし約２５００ｐｓｉ（６９−１７，０００ｋＰａ）の圧力が使用される。
【００４７】
本発明の物品は、今まで見られなかった軽量及び多数の高速弾丸に対する防弾性の組合せを有する。重量効率の一つの測定は、Ｖ５０速度における積層物の比エネルギー吸収率（specific energy absorption）である。Ｖ５０速度は、弾丸の５０％が、ＭＩＬ−ＳＴＤ６６２Ｅによって決定されるような積層物を貫通するものである速度である。好ましくは、本発明の積層物は、Ｍ８０実包（ball）の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって衝撃を受けた場合、Ｖ５０速度における少なくとも１００Ｊ−ｍ２／ｋｇの比エネルギー吸収率を有する。
【００４８】
意外なことに、小さい面積に衝撃を与える後続の弾丸による貫通に対する本発明の物品の抵抗性は、多数回の命中後でさえ影響されないままである。なお更に意外なことに、本発明の物品は、装甲を貫通するために設計された鋼鉄の弾芯を含有する弾丸による多数回の命中による貫通に対するその抵抗性を維持する。これは、一番目の弾丸によって粉砕される強化されていない一体化セラミック構成要素を有する物品とは顕著に対照的である。好ましくは、本発明の物品は、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない、更に好ましくは一番目の弾丸の最小貫通速度の９５％より小さくない３番目の弾丸に対する最小貫通速度を有する。
【００４９】
なお更に好ましくは、本発明の物品は、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない、再び更に好ましくは一番目の弾丸の最小貫通速度の９５％より小さくない５番目の弾丸に対する最小貫通速度を有する。
【００５０】
なお更に好ましくは、本発明の物品は、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない、最も好ましくは一番目の弾丸の最小貫通速度の９５％より小さくない７番目の弾丸に対する最小貫通速度を有する。
【００５１】
好ましくは、更に、本発明の物品は、鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ７．６２×３９の５６型実包の１２３ｇｒ．（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸で、少なくとも１９００ｆｔ／秒（５７９ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続して衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない３番目、５番目又は７番目の弾丸に対する最小貫通速度を有する。
【００５２】
如何にして本発明が作用するかについて特別の理論に束縛されるものではないが、前面の積層物中の無機質繊維の高い硬度が、同一物質の一体化した板で行われるものであるものと、同様な方法で変形し、そして弾丸を遅くするために作用すると考えられる。然しながら、繊維が一方向性の配列に配置されているために、繊維の破断は、その長さに沿った短い距離に限定される。更に、繊維間に直接の接続が存在する織物の網状構造とは対照的に、弾丸の衝撃波は、基質を通して横方向で隣接しているが、しかし接続されていない繊維に伝達されるときに減衰される。従って、前面の積層物の与えられた面積中の多くの繊維は無傷のままであり、そして後続の弾丸を変形し、そして遅くすることの機能を行うために利用可能である。
【００５３】
以下の実施例は、本発明のより完全な理解を提供するために与えられる。本発明の原理を例示するために記載された具体的な技術、条件、物質、比率及び報告されたデータは、例示であり、そして本発明の範囲を制約すると解釈されるべきではない。
【００５４】
実施例
比較実施例
一体化炭化ケイ素（ＳｉＣ）の前部板及びＳｉＣ板に結合された一方向性高分子量ポリエチレン繊維の層からなる後部積層板からなる積層物のパネルを構築した。ＳｉＣの前部板は、１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．５８７ｃｍの寸法を有し、そしてこれは、３．７６ｌｂｓ／ｆｔ２（１８．３８Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有していた。ＳｉＣ板は、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｎｉａｇｒａ Ｆａｌｌｓ，ＮＹ．によって製造された。これは、３．１０ｇ／ｃｍ３の密度、４１０ＧＰａの弾性率及び２８００ｋｇ／ｍｍ２のＫｎｏｏｐ硬度を有するα−ＳｉＣの焼成された形態であった。
【００５５】
後部積層物は、熱及び圧力下でいっしょに結合されたＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から入手の５６枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＣＲシートからなり、それぞれのシートは、熱可塑性エラストマーの基質中の高分子量ポリエチレン繊維の二枚の一方向性層からなり、そして０°／９０°でクロスプライされていた。後部積層物の厚さは、０．３インチ（０．７６ｃｍ）であり、そしてこれは、１．５１ｌｂｓ／ｆｔ２（７．３８Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有していた。積層パネルの全面密度は、５．２７ポンド／ｆｔ２（２５．７５Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００５６】
１．３５ｃｍの厚さの積層パネルを、二発のＭ８０実包の７．６２×５１ｍｍの１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸で連続して射撃した。３０８１ｆｔ／秒（９３９ｍ／秒）の速度で射撃した一番目の弾丸は、積層パネルを貫通しなかったが、しかし前面のＳｉＣ板を粉砕した。わずか１６２５ｆｔ／秒（４９５ｍ／秒）の速度で射撃した２番目の弾丸は、積層パネルを貫通した。
【００５７】
実施例１
タングステン上に化学蒸着された（ＣＶＤ）ホウ素繊維の一方向性プレプレグテープを、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ，Ｌｏｗｅｌｌ，ＭＡ．から入手した。ＣＶＤホウ素フィラメントは、０．００４インチ（０．０１０２ｃｍ）の直径であり、そして２．６０ｇ／ｃｍ３の密度及び３．４４ＧＰａの引張強さを有していた。ＣＶＤホウ素繊維は、６７重量パーセントがプレプレグテープであり、残部はエポキシ樹脂であった。３４本のＣＶＤホウ素繊維／エポキシの一方向性テープを０°／９０°でクロスプライし、そして１２１℃、及び１．０ＭＰａでプレス中で前面の積層物に形成した。この１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．５２６ｃｍ積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００５８】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合したＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から入手した７４枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＣＲシートから形成し、それぞれのシートは、基質中の高分子量ポリエチレン繊維の二枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有し、そして積層物の８０重量パーセントを構成していた。この第２の積層物を、第１の積層物と表面同士で一体化（結合）して、４．０ｌｂｓ／ｆｔ２（１９．６Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明のパネル物品を作製した。
【００５９】
この１．５４ｃｍの厚さのパネルを、７．６２×５１ｍｍの１４７グレイン（９．５３ｇ）の鉄鋼ジャケットの連続した弾丸によって連続的に射撃し、そして以下の表ＩＩ中に示す結果を得た。弾丸は、パネルの前面の積層物に衝撃を与えた。
【００６０】
【表２】
【００６１】
２７１９ｆｔ／秒（８２９ｍ／秒）及び２５２１ｆｔ／秒（７６８ｍ／秒）の速度における最初の二発の弾丸は、本発明の物品を貫通した。２３７９ｆｔ／秒（７２５ｍ／秒）で射撃された３番目の弾丸は、パネルを貫通しなかった。従って、一番目の弾丸に対する最小貫通速度は、少なくとも２３７９ｆｔ／秒（７２５ｍ／秒）であることがわかった。意外なことに、一番目の弾丸の最小貫通速度の９８％より少なくない速度でこの同一のパネルを射撃した５番目、７番目、９番目及び１１番目の弾丸も、また、パネルを貫通しなかった。
【００６２】
本発明の物品は、また、１型防刃のためのＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ ０１１５．００の要求に少なくとも合致する貫通に対しても抵抗性がある。
実施例２
タングステン上に化学蒸着された（ＣＶＤ）ホウ素繊維の一方向性プレプレグテープを、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ，Ｌｏｗｅｌｌ，ＭＡ．から入手した。ＣＶＤホウ素フィラメントは、０．００４インチ（０．０１０２ｃｍ）の直径であり、そして２．６０ｇ／ｃｍ３の密度及び３．４４ＧＰａの引張強さを有していた。ＣＶＤホウ素繊維は、６７重量パーセントがプレプレグテープであり、残部はエポキシ樹脂であった。３４本のＣＶＤホウ素繊維／エポキシの一方向性テープを、０°／９０°でクロスプライし、そして１１６℃の温度で、３４４ＫＰａの外部圧力及び９６ＫＰａの真空度におけるオートクレーブ中で、前面の積層物に形成した。この１５．２ｃｍ×１４．０ｃｍ×０．５２６ｃｍ積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００６３】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合した１１２枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＬＵＳ ＰＣＲ圧密化シートから形成し、それぞれのシートは、基質中の高分子量ポリエチレン繊維の二枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、３ｌｂｓ／ｆｔ２（１４．６６Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００６４】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合して、１．４９ｃｍの厚さ、及び５．０ｌｂｓ／ｆｔ２（２４．４Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明のパネル物品を作製した。
【００６５】
このパネルを、鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ７．６２×３９ｍｍの５６型実包の１２３ｇｒ．（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって連続的に射撃し、そして表ＩＩＩ中に示す結果を得た。弾丸は、パネルの前面の積層物に衝撃を与えた。
【００６６】
【表３】
【００６７】
本発明のパネル物品は、少なくとも１９０８ｆｔ／秒（５８２ｍ／秒）のその最小貫通速度を、これに９発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例３
前面の積層物を、実施例２の前面の積層物と同一に形成した。１５．２ｃｍ×１４．０ｃｍ×０．５２６ｃｍの寸法を有するこの前面の積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００６８】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合された１７２枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＬＵＳ ＰＣＲ圧密シートから形成し、それぞれのシートは、基質中の高分子量ポリエチレン繊維の二枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックのフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有し、そしてこの積層物の面密度は、３．９９ｌｂｓ／ｆｔ２（１９．５Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００６９】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合して、２．７６ｃｍの厚さ、及び５．９９ｌｂｓ／ｆｔ２（２９．３Ｋｇ／ｍ２）の面密度の本発明のパネル物品を作製した。このパネルを、Ｍ８０実包の７．６２×５１ｍｍの１４７グレイン（９．５３ｇ）の鉄鋼ジャケットの弾丸によって連続的に射撃し、そして表ＩＶに示す結果を得た。弾丸は、パネルの前面の積層物に衝撃を与えた。
【００７０】
【表４】
【００７１】
本発明のパネル物品は、少なくとも３０１８ｆｔ／秒（９２０ｍ／秒）のその最小貫通速度を、これに４発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例４
前面の積層物を、実施例２の前面の積層物と同一に形成した。１５．２ｃｍ×１４．０ｃｍ×０．５２６ｃｍの寸法を有するこの前面の積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７２】
第２の積層物を、実施例３の第２の積層物と同一に形成した。この積層物の面密度は、３．９９ｌｂｓ／ｆｔ２（１９．５Ｋｇ／ｍ２）であった。
第３の積層物を、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから入手した２４枚のＧＯＬＤＦＬＥＸ（登録商標）物質から、表面同士で重ね合わせ、そしてその末端の周りでいっしょに縫い合せ、形成し、それぞれのシートは、基質中のアラミド繊維の４枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。アラミド繊維は、２２ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、１．１４ｌｂｓ／ｆｔ２（５．５７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７３】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合し、そして第３の積層物を第２の積層物と表面同士で重ね合わせて、３．４８ｃｍの厚さ、及び５．９９ｌｂｓ／ｆｔ２（２９．３Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明のパネル物品を作製した。
【００７４】
この物品を、鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ７．６２×３９の５６型実包の１２３ｇｒ．（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって連続的に射撃し、そして表Ｖ中に示す結果を得た。弾丸は、パネルの前面の積層物に衝撃を与えた。
【００７５】
【表５】
【００７６】
本発明のパネル物品は、少なくとも３１１１ｆｔ／秒（９４８ｍ／秒）のその最小貫通速度を、これに６発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例５
前面の積層物を、実施例１の前面の積層物と同一に形成した。１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．５２６ｃｍの寸法を有するこの前面の積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７７】
第２の積層物を、１５重量パーセントのビニルエステル基質樹脂を含有する２７枚のアラミド織物織布から形成した。布地は、１５００デニールのＫＥＶＬＡＲ（登録商標）２９番糸から織られた２１×２１本／インチ（８．２７本／ｃｍ）を有する平織りであり、そしてＢａｒｒｄａｙ，Ｉｎｃ．から得られた。基質樹脂は、１．５％の２，５ジメチル−２，５ジ（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）ヘキサン硬化剤を含有するＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．のＤｅｒｅｋａｎｅ ４１１であった。含浸された繊維のシートを積重ね、そして加熱によっていっしょに結合し、そして樹脂を１２０℃で５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）の圧力下で結合した。硬化された状態の未処理の樹脂の初期引張弾性率は、４６０，０００ｐｓｉ（３．１７ＧＰａ）であった。第２の積層物の面密度は、１．７２ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７８】
第３の積層物を、表面同士で重ね合わされ、そしてその末端の周りでいっしょに縫い合せられた２４枚のＧＯＬＤＦＬＥＸ（登録商標）材料（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．）から形成し、それぞれのシートは、基質中のアラミド繊維の４枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。アラミド繊維は、２２ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、１．１４ｌｂｓ／ｆｔ２（５．５７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７９】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合し、そして第３の積層物を第２の積層物と表面同士で重ね合わせて、４．８６ｌｂｓ／ｆｔ２（２３．８Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明の物品を作製した。
【００８０】
この物品を、Ｍ８０実包の７．６２×５１ｍｍの１４７グレイン（９．５３ｇ）の鉄鋼ジャケットの弾丸によって連続的に射撃し、そして表ＶＩ中に示す結果を得た。弾丸は、物品の前面の積層物に衝撃を与えた。
【００８１】
【表６】
【００８２】
本発明の物品は、少なくとも１９５０ｆｔ／秒（５９４ｍ／秒）のその最小貫通速度を、これに８発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例６
タングステン上に化学蒸着された（ＣＶＤ）ホウ素繊維の一方向性プレプレグテープを、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ，Ｌｏｗｅｌｌ，ＭＡ．から入手した。ＣＶＤホウ素フィラメントは、０．００４インチ（０．０１０２ｃｍ）の直径であり、そして２．６０ｇ／ｃｍ３の密度及び３．４４ＧＰａの引張強さを有していた。ＣＶＤホウ素繊維は、６７重量パーセントがプレプレグテープであり、残部はエポキシ樹脂であった。１７本のＣＶＤホウ素繊維／エポキシの一方向性テープをいっしょに積重ね、０°／９０°でクロスプライして、前面のプライを形成した。１．８ｍｍの厚さの１１ｃｍ×１１ｃｍのチタンの板をこの積重ね上に置いて、第２のプライを形成し、そして更なる１７本のＣＶＤホウ素繊維／エポキシの一方向性テープをその積重ね物の上に置き、０°／９０°でクロスプライして、第３のプライを形成した。チタンの板を中心に持つ全体の積重ね物を、１１６℃の温度、３４４ＫＰａの外部圧力及び９６ＫＰａの真空度におけるオートクレーブ中で前面の積層物に形成した。この１５．２ｃｍ×１４．０ｃｍ×０．５２６ｃｍの積層物の面密度は、２．８６ポンド／ｆｔ２（１４．０Ｋｇ／ｍ２）であった。チタンの板は、全ての表面を、前面の積層物の前面及び第３のプライによって埋めこまれていた。
【００８３】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合した１０３枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＬＵＳ ＰＣＲ圧密シートから形成し、それぞれのシートは、基質中の高分子量ポリエチレン繊維の２枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、２．０ポンド／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００８４】
第３の積層物を、表面同士で重ね合わされ、そしてその末端の周りでいっしょに縫い合せられた２４枚のＧＯＬＤＦＬＥＸ（登録商標）材料（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．）から形成し、それぞれのシートは、基質中のアラミド繊維の４枚の内部の一方向性の層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。アラミド繊維は、２２ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、１．１４ポンド／ｆｔ２（５．５７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００８５】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合し、そして第３の積層物を第２の積層物と表面同士で重ね合わせて、６．０ｌｂｓ／ｆｔ２（２９．３Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明の物品を作製した。
【００８６】
この物品を、７．６２×５４Ｒの５６型実包の１４９グレイン（９．６６ｇ）（ロシアのドラグノフ（Ｄｒａｇｎｏｖ），ＬＰＳ）の鉄鋼貫通型弾頭の弾芯の弾丸によって連続的に射撃し、そして表ＶＩＩに示す結果を得た。弾丸は、物品の前面の積層物に衝撃を与えた。
【００８７】
【表７】
【００８８】
本発明の物品は、少なくとも２３４４ｆｔ／秒（７１４ｍ／秒）の最小貫通速度を、これに４発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例７
前面の積層物を、実施例１の前面の積層物と同一に形成する。１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．５２６ｃｍの寸法を有するこの前面の積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００８９】
第２の積層物を、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）のスクリムを有する５枚のＰＢＯ（ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）フェルトから形成する。ＰＢＯフェルトは、Ｂａｙｒｉｓｃｈｅ Ｗｏｌｌｆｉｌｚ ＦａｂｒｉｋからＰＢＯ／ＫＲ−ＫＲと命名され、そして０．２７ｌｂｓ／ｆｔ２（１．３５Ｋｇ／ｍ２）の面密度及び４ｍｍの初期厚さを有する。フェルトのシートは、シート間及び積重ね物の両側の０．３５ｍｍのポリエチレンフィルムと、表面同士でいっしょに積重ねられ、そして積重ね物は、１２０℃で１００ｐｓｉ（０．６９ＭＰａ）の圧力下で成形される。第２の積層物は、１０ｍｍの厚さ及び１．３８ｌｂｓ／ｆｔ２（６．７５Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する。
【００９０】
第３の積層物を、表面同士で重ね合わされ、そしてその末端の周りでいっしょに縫い合せられた２４枚のＧＯＬＤＦＬＥＸ（登録商標）材料から形成し、それぞれのシートは、基質中のアラミド繊維の４枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有している。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーである。アラミド繊維は、２２ｇ／ｄのテナシティーを有する。この積層物の面密度は、１．１４ｌｂｓ／ｆｔ２（５．５７Ｋｇ／ｍ２）である。
【００９１】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合し、そして第３の積層物を第２の積層物と表面同士で重ね合わせて、４．５２ｌｂｓ／ｆｔ２（２２．１Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明の物品を作製する。
【００９２】
このパネルが、前面の積層物において、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない３番目の弾丸に対する最小貫通速度を有するものであると考えられる。
【００９３】
実施例８
炭素繊維上に化学蒸着された炭化ケイ素であるＳＣＳ−ＵＬＴＲＡ（登録商標）を、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から得る。ＣＶＤ ＳｉＣ繊維は、０．００５６インチ（０．０１４２ｃｍ）の直径であり、そして５．８６ＧＰａの引張強さ及び３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。繊維は、図３に例示した装置を使用して一方向性のプレプレグに形成される。４５０，０００ｐｓｉ（３．１ＧＰａ）の引張弾性率を有するＤＥＲＡＫＡＮＥ（登録商標）エポキシビニルエステル樹脂を、基質として適用する。ＣＶＤ ＳｉＣ繊維は、プレプレグの９０重量パーセントを構成する。プレプレグは、米国特許第５，１７３，１３８号に記載されている方法及び装置を使用して、０°／９０°にクロスプライされる。１６枚のクロスプライされたシート（３２枚の層）を、いっしょに結合して、２．７０ポンド／ｆｔ２（１３．２Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する前面の積層物を形成する。
【００９４】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合された３７枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＣＲシートから形成し、それぞれのシートは熱可塑性エラストマーの基質中の高分子量ポリエチレン繊維の２枚の一方向性の層からなり、そして０°／９０°でクロスプライされている。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有する。第２の積層物の面密度は、２ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）である。
【００９５】
第３の積層物を、８枚のみのＣＶＤ ＳｉＣのクロスプライされたシート（１６枚の層）をいっしょに結合したことを除いて、前面の積層物を形成するために使用したものと同一の方法によって形成する。第３の積層物の面密度は、１．３５ｌｂｓ／ｆｔ２（６．６０Ｋｇ／ｍ２）である。
【００９６】
前面の積層物、第２の積層物及び第３の積層物を、表面同士でいっしょに結合して、５．６４ｌｂｓ／ｆｔ２（２７．６Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明の積層物のパネルを作製する。
【００９７】
このパネルが、前面の積層物において、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない３番目の弾丸に対する最小貫通速度を有するものであると考えられる。
【００９８】
本発明を、このようにやや詳細に記載してきたが、このような詳細が、厳密に固執される必要はなく、しかし更なる変更及び改変は、これら自体が、全てが特許請求の範囲によって定義されるとおりの本発明の範囲内に入ることを当業者に示唆することができることは理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】図１は、前面の積層物中に一方向性の無機質繊維の一つのプライを、そして第２の積層物中にポリマー繊維の一つのプライを有する本発明の物品の２−プライの態様の断面図である。
【図２】図２は、前面の積層物中に、一方向性の無機質繊維のそれぞれのプライが異なった組成又は構造を有する二つのプライを、第２の積層物中にポリマー繊維のそれぞれのプライが異なった組成又は構造を有する二つのプライを、そして第３の積層物中の無機質繊維の一つのプライを有する本発明の物品の５−プライの態様の断面図である。
【図３】図３は： ａ）一方向性の無機質繊維の前面のプライ、チタン金属の板からなる第２のプライ、及び一方向性の無機質繊維の第３のプライからなる前面の積層物であって、チタン金属の板は、全ての表面を前面及び第３のプライによって埋めこまれ； ｂ）ポリマー繊維の一つのプライからなる第２の積層物；及び ｃ）第２の積層物中のものとは異なる組成又は構造のポリマー繊維の一つのプライからなる第３の積層物；を有する本発明の物品の５−プライの態様の断面図である。
【図４】図４は、層を製造するための方法の略図である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、身体装甲、ヘルメット、胸当て、ヘリコプター座席、破片シールド（spall shield）並びに他の適用のための、多数の高速弾丸に対する防弾性、衝撃吸収性及び貫通抵抗性のための用途を有する繊維強化物品に関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
約１０００ｆｔ／秒（３０５ｍ／秒）の速度のハンドガンの弾薬に対する保護のために設計された近代的身体装甲は、通常柔軟な束にいっしょに撚り合わされた繊維の織られた布地又は繊維の不織シートの薄い層から形成される。然しながら、２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）を超える速度を持つ重いライフルの弾丸を阻止するために設計された身体装甲は、重量、厚さ、柔軟性、多数の命中に対する性能、一過的変形（鈍的外傷）及び耐久性の相対する要求を満足するために、一般的により複雑な構造を必要とする。装甲は、弾丸を変形し又はそのエネルギーを吸収するために、硬質の前面及び／又は後部構成要素を組込むことができる。セラミックのような無機質物質が、その高い硬度及び金属と比較して低い密度のために、このような装甲に用途を見出している。セラミックの普通に使用される形態である板及びタイルは、しばしば弾丸を変形する過程において粉砕され、そして従ってその後続の弾丸の命中に対してわずかな保護しか提供しない。この問題は、装甲を貫通するために設計された鉄鋼貫通型弾頭を含有する弾丸の場合、特に明白である。
【０００３】
従来の技術に記載された多くの防弾構造があるが、ほとんどはライフル弾丸又は多数の命中性能に対する保護を指向していない。米国特許第４，１１１，０９７号は、発泡プラスチック中の鋼鉄及びタングステンの金網を含んでなる積層多層装甲を記載している。米国特許第４，８６８，０４０号は、前面の織物布地複合材、セラミックタイルエネルギー吸収体及び後部の織物布地複合材を含んでなる三要素複合材を記載している。米国特許第５，２２１，８０７号は、規則正しい配列の小室を有する前面のセラミック板、蜂の巣構造を有する中間体層及びＫｅｖｌａｒ（登録商標）繊維、セラミック基質複合材又は鉄鋼であることができる後部板を含んでなる装甲を記載している。米国特許第５，５４５，４５５号は、いっしょに縫い合され、そして繊維質の帯によって連続的に取り囲まれたポリマー繊維質層を含んでなる硬質複合材を記載している。縫い合せ繊維は、無機質繊維であることができる。米国特許第５，４５６，１５６号は、金属強化セラミック及び丈夫な裏打ち板を含んでなる装甲を記載している。米国特許第５，６３５，２８８号は、セラミック、鉄鋼、ガラス、アルミニウム、チタン又は黒鉛からなる一体化前面板及びプラスチックフィルムによってその外側表面で結合された一方向に方向付けされたポリマー繊維を含んでなる後部層を含んでなる硬質複合材を記載している。
【０００４】
米国特許第５，６７７，０２９号は、多数の継目が形成され、そして装甲が継ぎ目の方向に沿って柔軟であるように位置された、切り嵌めされた三角又は六角の形状の硬質物体を含んでなる表面を持つ、柔軟性繊維複合材の装甲を記載している。硬質物体は、ポリマー又は無機質繊維で強化することができる。米国特許第６，０３５，４３８号は、高強度の繊維の層間にサンドイッチされたうろこ状のパターンに置かれたセラミックのディスクを含んでなる身体装甲を記載している。米国特許第６，５１０，７７７号は、同様な構造の乗り物の装甲を記載している。米国特許第６，１２７，２９１号は、ポリマー又は無機質弾道繊維の織物の下部プライを含んでなる柔軟性耐貫通性複合材を記載している。米国特許第６，３２３，１４５Ｂ１号は、高強度のポリマー又は無機質繊維の耐貫通性織り交ぜ糸構造を記載している。米国特許第６，３８９，５９４号は、樹脂封入によって少なくとも１０気圧のアイソスタシー的圧力下に維持されたセラミック板を含んでなる対弾道物品を記載している。
【０００５】
米国特許第６，４０８，７３３Ｂ１号は、一体化セラミックの前面の構成要素及びアラミド繊維複合材の下部基質を含んでなる多数の弾丸に対する保護のための装甲を記載している。米国特許第６，５３２，８５７Ｂ１は、互いに間隔を空けられたエラストマーでカプセル化されたセラミックタイル及び所望による金属の裏打ち板を含んでなるセラミックアレイ装甲を記載している。米国特許第６，６０１，４９７Ｂ２は、包装物質中に拘束された多角形のセラミックタイルを含んでなる装甲の構成要素を記載し、ここにおいて包装物質は、高強度繊維、ポリマー複合剤基質中の高強度繊維、金属基質中の高強度繊維、高強度金属帯、及び高強度金属線の一つを含んでなることができる。
【０００６】
米国特許出願２００１／００５３６４５Ａ１は、少なくとも一つの硬質装甲層及び少なくとも一つの繊維質装甲層を含んでなる多層防弾物品を記載し、ここにおいて一つの繊維質プライの繊維は、隣接する繊維質プライの繊維に対して４５°より小さい角度をなす。硬質装甲層の物質は、金属、金属／セラミック複合材、セラミック、硬化ポリマー又はこれらの組合せである。
【０００７】
上記に引用したそれぞれの特許中の物品は、最先端の技術の改良を表す。然しながら、本発明の物品の具体的な構造を記載していなく、そして本発明によって満たされる必要性の全てを満足していない。高速弾丸に対する耐多重命中能力を有する軽量の防弾及び耐貫通性複合物を提供することが本発明の主たる目的である。
【０００８】
発明の概要
本発明は：
ａ）一つ又はそれより多いプライを含んでなる前面の積層物であって、前記前面の積層物は、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる少なくとも一つの前面のプライを有し、プライ中の前記層は、同一の成分及び構造を有し、前記前面の積層物の隣接するプライ中の前記層は、お互いに組成及び／又は構造において異なり、前記無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントで構成され、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とある角度をなす、前記前面の積層物；及び
ｂ）前記前面の積層物と表面同士（face-to face）の関係で一体化された第２の積層物であって、前記第２の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、それぞれのプライは、網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなり、前記ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、前記網状構造は、ポリマー基質物質を所望により含有していてもよく、前記第２の積層物中のプライは、同一の組成及び構造を有する層によって規定され、これは、隣接するプライ中の前記層の組成及び／又は構造とは異なる、前記第２の積層物；
を含んでなる防弾及び耐貫通性物品である。
【０００９】
発明の詳細な説明
本発明は、身体装甲、ヘルメット、胸当て、ヘリコプター座席、破片シールド及び他の適用における多数の高速弾丸に対する防弾、衝撃吸収性及び耐貫通性に対して用途を有する繊維強化物品である。
【００１０】
本発明は、表面同士で一体化されたａ）前面の積層物及びｂ）第２の積層物を含んでなる防弾及び耐貫通性物品である。前面の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、その前面のプライは、基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる。一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なっている層によって規定される。無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強さ及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントを含んでなる。それぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とは、ある角度をなす。
【００１１】
第２の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、そのそれぞれは、網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなる。ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有する。網状構造は、基質物質を所望により含有していてもよい。一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なった層によって規定される。
【００１２】
本明細書中で使用される場合、“積層物”は、重ねて置かれたシート様の構成要素（層）が、例えばその末端を又はその角で縫い合せによって緩く、又は例えば全面積の結合によって強固に、或いは例えば止め金、鋲締め、縫い合せ、部分的結合、又は他の適した手段によっていずれもの中間の水準で、のいずれかで一体化された構造を意味する。
【００１３】
本発明の目的のために、繊維は、その長さの寸法が、幅及び厚さの横方向の寸法よりはるかに大きい細長い物体である。従って、“繊維”は、本明細書中で使用される場合、規則的な又は不規則な断面を、連続又は不連続の長さで有する、一つ又は複数のフィラメント、リボン、条片、等を含む。糸は、連続又は不連続の繊維の集成体である。
【００１４】
本明細書中で使用される場合、“繊維の網状構造”又は“網状構造”は、所定の配置に配列された複数の繊維、又は撚られた若しくは撚られていない糸を形成するためにいっしょにまとめられた複数の繊維を意味し、この糸は、所定の構成に配列される。繊維の網状構造は、各種の構造を有することができる。例えば、繊維又は糸は、フェルト、編物、組紐、織布、無作為に方向づけられた不織布（例えばエアレイド）、一方向に方向づけられた不織布に構築することができ、又はいずれもの慣用的な技術によって網状構造に形成することができる。特に好ましい網状構造の構成によれば、繊維は、これらがお互いに網状構造層の長手方向に沿って実質的に平行であるように一方向的に整列される。然しながら、これは、当技術において知られるような、他の繊維を安定化する目的のために、わずかな数の平行及び／又は平行ではない繊維の使用を排除することを意味しない。
【００１５】
更なる態様において、本発明の物品は、先に記載したような、そして表面同士で一体化されたａ）前面の積層物及びｂ）第２の積層物、これらと組合わされ第２の積層物と表面同士で重ね合わされたｃ）第３の積層物、を含んでなる。
【００１６】
第３の積層物は、更に一つ又はそれより多いプライを含んでなり、そのそれぞれは、基質を含有しない網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなる。ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、そして一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。
【００１７】
もう一つの態様において、本発明の物品は、先に記載したような、そして表面同士で一体化されたａ）前面の積層物及びｂ）第２の積層物、これらと組合わされ第２の積層物と表面同士で一体化されたｃ）第３の積層物、を含んでなる。この第３の積層物は、更に一つ又はそれより多いプライを含んでなり、そのそれぞれは、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる。ここで一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する。それぞれの層の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなす。
【００１８】
なおもう一つの態様において、本発明の物品は、表面同士で一体化されたａ）前面の積層物及びｂ）第２の積層物、第２の積層物と表面同士で重ね合わされたｃ）第３の積層物、を含んでなる。
【００１９】
この態様において、第１の積層物は、少なくとも三つのプライを含んでなり、前面のプライは、複数の一方向性の無機質繊維を含んでなり、第２のプライは、チタン金属板を含んでなり、そして第３のプライは、複数の一方向性の無機質繊維を含んでなる。第２のプライを形成するチタン金属の板は、全表面を第１及び第３のプライによって埋めこまれている。一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度、及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントから構成される。先の態様のように、それぞれの層の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなす。
【００２０】
この態様の第２及び第３の層は、一つ又はそれより多いプライを独立に含んでなり、そのそれぞれは、網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなる。ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、そして網状構造は、ポリマー基質物質を所望により含有していてもよい。先の態様のように、一つのプライは、同一組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。
【００２１】
それぞれの態様において、前面の積層物は、到来する脅威の方向に面することは理解されるものである。
図１は、前面の積層物５０及び第２の積層物６０を含んでなる本発明の一つの物品１００の断面図である。例示された物品において、前面の積層物５０は、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる単一のプライから構成される。それぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層中の組成及び構造は、同一である。第２の積層物６０は、前面の積層物５０と表面同士で結合している。第２の積層物６０も、更にポリマー基質中の一方向性のポリマー繊維の複数の層を含んでなる単一のプライから構成される。それぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層中の組成及び構造は、同一である。
【００２２】
図２は、二つのプライ１０及び２０からなる前面の積層物５０；二つのプライ３０および４０からなる第２の積層物６０；並びに一つのプライからなる第３の積層物７０を含んでなる本発明のもう一つの態様２００の断面図である。第１の積層物５０のプライ１０及び２０は、異なった無機質繊維及び／又は異なった基質及び／又は異なった構造の層からなることによって、お互いに識別される。第２の積層物６０のプライ３０及び４０は、異なったポリマー繊維及び／又は異なった基質若しくは基質がないこと及び／又は異なった構造の層からなることによって、お互いに識別される。積層物７０は、それぞれの層の組成及び構造が同一である単一のプライからなる。
【００２３】
図３は、前面の積層物８０、第２の積層物８５、及び第３の積層物９０を含んでなる本発明のなおもう一つの物品３００の断面図である。前面の積層物８０は、三つのプライからなる。前面のプライ８１は、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層からなり、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層の組成及び構造は、同一である。第１の積層物の第２のプライ８２は、第１及び第３のプライ（８１及び８３）によって全表面を埋めこまれたチタン金属の板である。第１の積層物８０の第３のプライ８３は、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層からなり、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層の組成及び構造は、同一である。第２の積層物８５は、ポリマー基質中の一方向性のポリマー繊維の複数の層からなる単一のプライから構成され、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層の組成及び構造は、同一である。第３の積層物９０も、更にポリマー基質中の一方向性のポリマー繊維の複数の層からなる単一のプライから構成され、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とはある角度をなし、そしてそれぞれの層の組成及び構造は、同一である。
【００２４】
好ましくは、本発明の物品中のそれぞれの積層物は、平衡構成構造である。平衡構成積層構造は、全ての層が、積層物の中心線に対して±θ°の対で、又は０／９０°でのみ見出されるものである。好ましくは、隣接する層中の繊維間の角度は、４５ないし９０度である。
【００２５】
好ましくは、無機質繊維を構成するフィラメントは、少なくとも２．４ＧＰａの引張強さ及び３．４ｇ／ｃｍ３より小さい密度、更に好ましくは、少なくとも３．４ＧＰａの引張強さ及び３．４ｇ／ｃｍ３より小さい密度、そして最も好ましくは、少なくとも４．０ＧＰａの引張強さ及び３．１ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する。
【００２６】
本発明の積層物中で有用な無機質繊維のいくつかの例を、表Ｉに収載する。表Ｉ中の略語“ＣＶＤ”は、化学蒸着を意味する。
プライは、表Ｉ中に収載した繊維で、単一で又は組合せで構築することができる。異なった組成のフィラメントを、単一の繊維／糸に組合せることができ、又は一方向性の層を、規則的又は不規則的配列でお互いに平行に置かれた異なった組成の繊維／糸で構築することができる。一つのプライは、同一の組成及び構造を有し、そして隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。一つの積層物は、それぞれが、異なった繊維及び／又は異なった基質を有するいくつかのプライで構築することができる。一つの積層物は、また、それぞれが、同一の無機質繊維及び基質を有するが、しかし異なったフィラメント及び／又は基質濃度を有するいくつかのプライで構築することもできる。
【００２７】
【表１】
【００２８】
好ましくは、積層物を構成する無機質繊維は、タングステン上に化学蒸着されたホウ素又は炭素上に蒸着された炭化ケイ素、及びこれらの組合せである。好ましくは、無機質繊維は、積層物の６０ないし９５重量パーセントを構成する。
【００２９】
第２の積層物又は第３の積層物のプライを構成するポリマー繊維は、好ましくは高分子量ポリエチレン、アラミド、ポリベンズアゾール、硬質ロッドポリマー繊維（Ｍ５（登録商標）ブランドのような）及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【００３０】
本明細書中で使用される場合、用語ポリエチレンは、小量の分枝鎖又は１００個の主鎖炭素原子当り５個の修飾単位を超えないコモノマーを含有することができ、そして更に約５０重量％より多くないアルケン−１−ポリマー、特に低密度ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリブチレン、モノオレフィンを主たるモノマーとして含有するコポリマー、酸化されたポリオレフィン、グラフトポリオレフィンコポリマー及びポリオキシメチレンのような一つ又はそれより多い重合性添加物、或いは抗酸化剤、潤滑剤、紫外線遮断剤、着色剤等のような低分子量添加物を混合物として含有することができる、主として直鎖のポリエチレン物質を意味する。
【００３１】
本発明の目的のための高分子量ポリエチレンは、約５デシリットル／グラム（ｄｌ／ｇ）ないし約３５ｄｌ／ｇの１３５℃におけるデカリン中の固有粘度を有する。このような高分子量ポリエチレン繊維は、米国特許第４，１３７，３９４号又は米国特許第４，３５６，１３８号中に記載されているように溶液中で成長させることができるか、或いはフィラメントは、ドイツ特許出願公開３，００４，６９９及び英国特許第２０５１６６７号中に記載されているように、そして特に米国特許第４，４１３，１１０号に記載されているように、ゲル構造を形成するために溶液から紡糸され、そして、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．によってＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）の商標で市販されている。米国特許第４，４１３，１１０号の開示は、これが本明細書と相反しない限りにおいて本明細書中に参考文献として援用される。ポリエチレン繊維は、また、米国特許第５，７０２，６５７号に記載されているような圧延及び延伸法によって製造することができ、そしてＩＴＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．によってＴＥＮＳＹＬＯＮ（登録商標）の商標で市販されている。
【００３２】
アラミド繊維の場合、芳香族ポリアミドから形成される適した繊維は、米国特許第３，６７１，５４２号及び５，０１０，１６８号に記載され、これらは、本明細書中に参考文献として援用される。アラミド樹脂は、Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ Ｃｏ．によってＫＥＶＬＡＲ（登録商標）及びＮＯＭＥＸ（登録商標）の商標で；Ｔｅｉｊｉｎ Ｔｗａｒｏｎ ＢＶによってＴＷＡＲＯＮ（登録商標）、ＴＥＣＨＮＯＲＡ（登録商標）及びＴＥＩＪＩＮＣＯＮＥＸ（登録商標）の商標で；ＪＳＣ Ｃｈｉｍ ＶｏｌｏｋｎｏによってＡＲＭＯＳの名称で；そしてＫａｍｅｎｓｋ Ｖｏｌｏｋｎｏ ＪＳＣによってＲＵＳＡＲ及びＳＶＭの名称で商業的に製造されている。中程度に高い弾性率及びテナシティー値を有する、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）及びｐ−フェニレンテレフタルアミドアラミドコポリマー繊維は、本発明において特に有用である。本発明において有用なｐ−フェニレンテレフタルアミドコポリマーアラミドの例は、コ−ポリ−（パラフェニレン３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド）である。更に本発明の実施において有用なものは、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維である。
【００３３】
本発明の実施のために適したポリベンズアゾール繊維は、例えば本明細書中に参考文献として援用される、米国特許第５，２８６，８３３号、５，２９６，１８５号、５，３５６，５８４号、５，５３４，２０５号及び６，０４０，０５０号中に開示されている。好ましくは、ポリベンズアゾール繊維は、Ｔｏｙｏｂｏ Ｃｏ．からのＺＹＬＯＮ（登録商標）ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）繊維である。
【００３４】
繊維のＭ５（登録商標）ブランドの構造を有する適した硬質ロッドポリマーは、本明細書中に参考文献として援用される、米国特許第５，６７４，９６９号、５，９３９，５５３号、５，９４５，５３７号及び６，０４０，４７８号中に開示されている。好ましい繊維は、Ｍａｇｅｌｌａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＬＬＣ．から入手可能なＭ５（登録商標）ブランドである。
【００３５】
第２の積層物又は第３の積層物のプライ中の繊維の網状構造は、上記に収載したポリマー繊維で、単一で又は組合せで構築することができる。異なった成分のフィラメントを、単一の繊維に組合せることができる。一方向性の繊維の網状構造は、規則的又は不規則的配列のお互いに平行に置かれた異なった組成の繊維で構築することができる。フェルト、組紐、編物及び織物布地は、異なった方向の異なった繊維を使用することができる。一つのプライは、同一の組成及び構造を有し、隣接するプライ中の層とは組成及び／又は構造において異なる層によって規定される。第２の積層物又は第３の積層物は、それぞれ異なったポリマー繊維、異なった基質又は基質がないこと、或いは異なった繊維の網状構造を有するいくつかのプライで構築することができる。異なったポリマー繊維が異なった速度の発射体に対する異なった弾道的有効性を有するので、前面の積層物に最も近い第２の積層物を、高速発射体に対して最も有効である繊維を含有するプライで構築することが好ましい。
【００３６】
好ましくは、ポリマー繊維は、第２の積層物の７５ないし１００重量パーセントを構成し、残部は、基質物質である。
無機質繊維網状構造中に使用されるポリマー基質は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９４ｂによって測定される、少なくとも４００，０００ｐｓｉ（２．７６ＧＰａ）の初期引張弾性率を有する。更に好ましくは、前面の積層物中の少なくとも一つのプライ中のポリマー基質は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９４ｂによって測定される、少なくとも１×１０６ｐｓｉ（６．９ＧＰａ）の初期引張弾性率を有する。本発明の積層物において有用な高弾性率の基質樹脂は、熱硬化性アリル、アミノ、シアネート、エポキシ、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ビスマレイミド、硬質ポリウレタン、シリコーン、ビニルエステル並びにこれらのコポリマー及び配合物を含む。基質樹脂が、必要な初期引張弾性率を保有することのみが重要である。熱硬化性ビニルエステル樹脂が好ましい。
【００３７】
好ましくは、ビニルエステルは、多官能性エポキシ樹脂の不飽和モノカルボン酸、通常メタクリル酸又はアクリル酸によるエステル化によって製造されるものである。例示的なビニルエステルは、アジピン酸ジグリシジル、イソフタル酸ジグリシジル、アジピン酸ジ−（２,３−エポキシブチル）、シュウ酸ジ−（２，３−エポキシブチル）、コハク酸ジ−（２,３−エポキシヘキシル）、マレイン酸ジ−（３，４−エポキシブチル）、ピメリン酸ジ−（２，３−エポキシオクチル）、フタル酸ジ−（２，３−エポキシブチル）、テトラヒドロフタル酸ジ−（２，３−エポキシオクチル）、マレイン酸ジ−（４，５−エポキシドデシル）、テレフタル酸ジ−（２，３−エポキシブチル）、チオジプロピオン酸ジ−（２，３−エポキシペンチル）、ジフェニルジカルボン酸ジ−（５，６−エポキシテトラデシル）、スルホニルジ酪酸ジ−（３，４−エポキシヘプチル）、トリ−（２，３−エポキシブチル）−１，２，４−ブタントリカルボキシレート、マレイン酸ジ−（５，６−エポキシペンタデシル）、アゼライン酸ジ−（２，３−エポキシブチル）、クエン酸ジ−（３，４−エポキシペンタデシル）、シクロヘキサン−１，３−ジカルボン酸ジ−（エポキシオクチル）、マロン酸ジ−（４，５−エポキシオクタデシル）、ビスフェノール−Ａ−フマル酸ポリエステル及び同様な物質を含む。
【００３８】
最も好ましいものは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されているＤＥＲＡＫＡＮＥ（登録商標）樹脂のようなエポキシ基剤のビニルエステル樹脂である。
【００３９】
第２の積層物のプライ中で所望により使用されるポリマー基質は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９４ｂによって測定される、６０００ｐｓｉ（４１．３ＭＰａ）より少ない初期引張弾性率を有するエラストマーである。適当に低い弾性率を有する広い範囲のエラストマー物質及び配合物を、本発明において使用することができる。例えば、いずれもの次の物質：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、クロロスルフィン化ポリエチレン、ポリクロロプレン、フタル酸ジオクチル又は当技術において公知の他の可塑剤を使用する可塑化ポリ塩化ビニル、ブタジエンアクリロニトリルエラストマー、ポリ（イソブチレン−コ−イソプレン）、ポリアクリル酸、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、熱可塑性エラストマー、エチレンのコポリマーを使用することができる。好ましいものは、共役ジエンのブロックコポリマー及びビニル芳香族コポリマーのである。これらのポリマーの多くは、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．によって商業的に製造されている。
【００４０】
別の方法として、本発明の物品が、硬質装甲として使用されるか、又は構造的な役割を有する場合、第２の積層物のプライ中に所望により使用されるポリマー基質は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９４ｂによって測定される、少なくとも４００，０００ｐｓｉ（２．７６ＧＰａ）、更に好ましくは１×１０６ｐｓｉ（６．９ＧＰａ）の初期引張弾性率を有する。熱硬化性ビニルエステル樹脂が好ましい。
【００４１】
本明細書中で使用される場合、用語“基質（matrix）”は、層中の又はその間の空隙体積の充填のいずれもの特定の程度を意味しない。積層物の衝撃特性は、繊維含有率によってほとんど完全に決定され、そして積層物の重量を最小にすることが所望されるために、基質含有率は、好ましくは特定の製造方法の要求に一致して、可能な限り低く保たれる。層を安定化し、そして頑強な製造操作を維持するために必要な基質の水準は、当業者にとって既知であるものである。
【００４２】
基質樹脂は、各種の方法で繊維に適用することができ、そして当業者にとって既知のいずれもの方法を使用することができる。好ましくは、基質中の一方向性繊維の層は、図４に略図的に例示した連続法で形成される。繊維は、クリール１０２から供給され、そしてコーミングステーション１０４を通過して、一方向性の網状構造が形成される。繊維を横方向に周期的又は他の配列で繊維の網状構造を製造するように、異なった繊維をクリールに配列することができる。次いで繊維の網状構造物は、紙又はプラスチックフィルム或いはプラスチックシートの基質１０６であることができる支持体ウェブ上に置かれる。基質組成物が１０８において繊維の網状構造物に適用される。基質組成物は、溶媒希釈剤を含有することができ、又はこれは、容易な適用のために水性分散物の形態であることができる。次いで被覆された繊維の網状構造物は、一対のローラー１１０を通過する。ローラーは、基質組成物を繊維中に広げる。ローラーは、本明細書と矛盾しない範囲で、本明細書中に参考文献として援用される米国特許第５，０９３，１５８号に記載されているように非均質に分布された基質を作るように設計することができる。次いで被覆された繊維の網状構造物は、加熱されたオーブン１１２を通過して、基質組成物中のいずれもの溶媒又は水が蒸発される。ニップローラー１１６が、支持体ウェブ及びプレプレグを系を通して引張るために使用される。次いで層となったものである基質及びプレプレグは、本発明の物品の構築のための用意としてローラー１１８に巻き取ることができる。
【００４３】
好ましい積層物のプライは、好ましくは、先に記載したような一方向性プレプレグの連続ロールから、本明細書と矛盾しない範囲において、本明細書中に参考文献として援用される、米国特許第５，１７３，１３８号又は５，７６６，７２５号の方法を使用する連続クロスプライ操作によって、又は手積み成形、或いはいずれもの適した手段によって製造される。米国特許第５，１７３，１３８号の装置及び図面に関して、一つのプレプレグロールは、クロスプライ機械の巻出ロール１１上に置かれ、そして第２のプレプレグロールは、巻出ロール１７上に置かれる。支持体ウェブは、プレプレグから剥ぎ取ることができ、又はこれは、最終積層物の一部となることができる。
【００４４】
プレプレグロールの繊維組成は、同一であるか又は異なっていることができる。プレプレグ（層）は、クロスプライ装置中で熱及び圧力の適用によって圧密化される。架橋可能な基質樹脂は、一般的に構築のこの段階では硬化されない。
【００４５】
層の一つより多い対を持つ好ましい積層物のプライを構築するために、クロスプライされた製品は、それ自体クロスプライされ、そして再び複数の回数クロスプライされて、所望する積層物構造を製造することができる。それぞれのクロスプライ操作において、層の数を、二倍にすることができる。別の方法として、第２及びその後のクロスプライ操作は、クロスプライされるプレプレグ中の異なった数の層で行うことができる。連続ロール形成に対して層の数が大きくなりすぎた場合、クロスプライは手積み又はいずれもの適した手段によって行うことができる。
【００４６】
最後に、プライは、表面同士をいっしょに積み重ねることによって組立てられる。プライは、いずれもの熱硬化性基質樹脂を硬化するために十分な圧力下及び温度で結合することによって一体化することができる。存在する繊維及び基質の種類によるが、約９０℃ないし約１６０℃の温度、及び約１００ｐｓｉないし約２５００ｐｓｉ（６９−１７，０００ｋＰａ）の圧力が使用される。
【００４７】
本発明の物品は、今まで見られなかった軽量及び多数の高速弾丸に対する防弾性の組合せを有する。重量効率の一つの測定は、Ｖ５０速度における積層物の比エネルギー吸収率（specific energy absorption）である。Ｖ５０速度は、弾丸の５０％が、ＭＩＬ−ＳＴＤ６６２Ｅによって決定されるような積層物を貫通するものである速度である。好ましくは、本発明の積層物は、Ｍ８０実包（ball）の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって衝撃を受けた場合、Ｖ５０速度における少なくとも１００Ｊ−ｍ２／ｋｇの比エネルギー吸収率を有する。
【００４８】
意外なことに、小さい面積に衝撃を与える後続の弾丸による貫通に対する本発明の物品の抵抗性は、多数回の命中後でさえ影響されないままである。なお更に意外なことに、本発明の物品は、装甲を貫通するために設計された鋼鉄の弾芯を含有する弾丸による多数回の命中による貫通に対するその抵抗性を維持する。これは、一番目の弾丸によって粉砕される強化されていない一体化セラミック構成要素を有する物品とは顕著に対照的である。好ましくは、本発明の物品は、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない、更に好ましくは一番目の弾丸の最小貫通速度の９５％より小さくない３番目の弾丸に対する最小貫通速度を有する。
【００４９】
なお更に好ましくは、本発明の物品は、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない、再び更に好ましくは一番目の弾丸の最小貫通速度の９５％より小さくない５番目の弾丸に対する最小貫通速度を有する。
【００５０】
なお更に好ましくは、本発明の物品は、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない、最も好ましくは一番目の弾丸の最小貫通速度の９５％より小さくない７番目の弾丸に対する最小貫通速度を有する。
【００５１】
好ましくは、更に、本発明の物品は、鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ７．６２×３９の５６型実包の１２３ｇｒ．（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸で、少なくとも１９００ｆｔ／秒（５７９ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続して衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない３番目、５番目又は７番目の弾丸に対する最小貫通速度を有する。
【００５２】
如何にして本発明が作用するかについて特別の理論に束縛されるものではないが、前面の積層物中の無機質繊維の高い硬度が、同一物質の一体化した板で行われるものであるものと、同様な方法で変形し、そして弾丸を遅くするために作用すると考えられる。然しながら、繊維が一方向性の配列に配置されているために、繊維の破断は、その長さに沿った短い距離に限定される。更に、繊維間に直接の接続が存在する織物の網状構造とは対照的に、弾丸の衝撃波は、基質を通して横方向で隣接しているが、しかし接続されていない繊維に伝達されるときに減衰される。従って、前面の積層物の与えられた面積中の多くの繊維は無傷のままであり、そして後続の弾丸を変形し、そして遅くすることの機能を行うために利用可能である。
【００５３】
以下の実施例は、本発明のより完全な理解を提供するために与えられる。本発明の原理を例示するために記載された具体的な技術、条件、物質、比率及び報告されたデータは、例示であり、そして本発明の範囲を制約すると解釈されるべきではない。
【００５４】
実施例
比較実施例
一体化炭化ケイ素（ＳｉＣ）の前部板及びＳｉＣ板に結合された一方向性高分子量ポリエチレン繊維の層からなる後部積層板からなる積層物のパネルを構築した。ＳｉＣの前部板は、１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．５８７ｃｍの寸法を有し、そしてこれは、３．７６ｌｂｓ／ｆｔ２（１８．３８Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有していた。ＳｉＣ板は、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｎｉａｇｒａ Ｆａｌｌｓ，ＮＹ．によって製造された。これは、３．１０ｇ／ｃｍ３の密度、４１０ＧＰａの弾性率及び２８００ｋｇ／ｍｍ２のＫｎｏｏｐ硬度を有するα−ＳｉＣの焼成された形態であった。
【００５５】
後部積層物は、熱及び圧力下でいっしょに結合されたＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から入手の５６枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＣＲシートからなり、それぞれのシートは、熱可塑性エラストマーの基質中の高分子量ポリエチレン繊維の二枚の一方向性層からなり、そして０°／９０°でクロスプライされていた。後部積層物の厚さは、０．３インチ（０．７６ｃｍ）であり、そしてこれは、１．５１ｌｂｓ／ｆｔ２（７．３８Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有していた。積層パネルの全面密度は、５．２７ポンド／ｆｔ２（２５．７５Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００５６】
１．３５ｃｍの厚さの積層パネルを、二発のＭ８０実包の７．６２×５１ｍｍの１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸で連続して射撃した。３０８１ｆｔ／秒（９３９ｍ／秒）の速度で射撃した一番目の弾丸は、積層パネルを貫通しなかったが、しかし前面のＳｉＣ板を粉砕した。わずか１６２５ｆｔ／秒（４９５ｍ／秒）の速度で射撃した２番目の弾丸は、積層パネルを貫通した。
【００５７】
実施例１
タングステン上に化学蒸着された（ＣＶＤ）ホウ素繊維の一方向性プレプレグテープを、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ，Ｌｏｗｅｌｌ，ＭＡ．から入手した。ＣＶＤホウ素フィラメントは、０．００４インチ（０．０１０２ｃｍ）の直径であり、そして２．６０ｇ／ｃｍ３の密度及び３．４４ＧＰａの引張強さを有していた。ＣＶＤホウ素繊維は、６７重量パーセントがプレプレグテープであり、残部はエポキシ樹脂であった。３４本のＣＶＤホウ素繊維／エポキシの一方向性テープを０°／９０°でクロスプライし、そして１２１℃、及び１．０ＭＰａでプレス中で前面の積層物に形成した。この１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．５２６ｃｍ積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００５８】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合したＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から入手した７４枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＣＲシートから形成し、それぞれのシートは、基質中の高分子量ポリエチレン繊維の二枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有し、そして積層物の８０重量パーセントを構成していた。この第２の積層物を、第１の積層物と表面同士で一体化（結合）して、４．０ｌｂｓ／ｆｔ２（１９．６Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明のパネル物品を作製した。
【００５９】
この１．５４ｃｍの厚さのパネルを、７．６２×５１ｍｍの１４７グレイン（９．５３ｇ）の鉄鋼ジャケットの連続した弾丸によって連続的に射撃し、そして以下の表ＩＩ中に示す結果を得た。弾丸は、パネルの前面の積層物に衝撃を与えた。
【００６０】
【表２】
【００６１】
２７１９ｆｔ／秒（８２９ｍ／秒）及び２５２１ｆｔ／秒（７６８ｍ／秒）の速度における最初の二発の弾丸は、本発明の物品を貫通した。２３７９ｆｔ／秒（７２５ｍ／秒）で射撃された３番目の弾丸は、パネルを貫通しなかった。従って、一番目の弾丸に対する最小貫通速度は、少なくとも２３７９ｆｔ／秒（７２５ｍ／秒）であることがわかった。意外なことに、一番目の弾丸の最小貫通速度の９８％より少なくない速度でこの同一のパネルを射撃した５番目、７番目、９番目及び１１番目の弾丸も、また、パネルを貫通しなかった。
【００６２】
本発明の物品は、また、１型防刃のためのＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ ０１１５．００の要求に少なくとも合致する貫通に対しても抵抗性がある。
実施例２
タングステン上に化学蒸着された（ＣＶＤ）ホウ素繊維の一方向性プレプレグテープを、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ，Ｌｏｗｅｌｌ，ＭＡ．から入手した。ＣＶＤホウ素フィラメントは、０．００４インチ（０．０１０２ｃｍ）の直径であり、そして２．６０ｇ／ｃｍ３の密度及び３．４４ＧＰａの引張強さを有していた。ＣＶＤホウ素繊維は、６７重量パーセントがプレプレグテープであり、残部はエポキシ樹脂であった。３４本のＣＶＤホウ素繊維／エポキシの一方向性テープを、０°／９０°でクロスプライし、そして１１６℃の温度で、３４４ＫＰａの外部圧力及び９６ＫＰａの真空度におけるオートクレーブ中で、前面の積層物に形成した。この１５．２ｃｍ×１４．０ｃｍ×０．５２６ｃｍ積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００６３】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合した１１２枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＬＵＳ ＰＣＲ圧密化シートから形成し、それぞれのシートは、基質中の高分子量ポリエチレン繊維の二枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、３ｌｂｓ／ｆｔ２（１４．６６Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００６４】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合して、１．４９ｃｍの厚さ、及び５．０ｌｂｓ／ｆｔ２（２４．４Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明のパネル物品を作製した。
【００６５】
このパネルを、鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ７．６２×３９ｍｍの５６型実包の１２３ｇｒ．（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって連続的に射撃し、そして表ＩＩＩ中に示す結果を得た。弾丸は、パネルの前面の積層物に衝撃を与えた。
【００６６】
【表３】
【００６７】
本発明のパネル物品は、少なくとも１９０８ｆｔ／秒（５８２ｍ／秒）のその最小貫通速度を、これに９発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例３
前面の積層物を、実施例２の前面の積層物と同一に形成した。１５．２ｃｍ×１４．０ｃｍ×０．５２６ｃｍの寸法を有するこの前面の積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００６８】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合された１７２枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＬＵＳ ＰＣＲ圧密シートから形成し、それぞれのシートは、基質中の高分子量ポリエチレン繊維の二枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックのフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有し、そしてこの積層物の面密度は、３．９９ｌｂｓ／ｆｔ２（１９．５Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００６９】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合して、２．７６ｃｍの厚さ、及び５．９９ｌｂｓ／ｆｔ２（２９．３Ｋｇ／ｍ２）の面密度の本発明のパネル物品を作製した。このパネルを、Ｍ８０実包の７．６２×５１ｍｍの１４７グレイン（９．５３ｇ）の鉄鋼ジャケットの弾丸によって連続的に射撃し、そして表ＩＶに示す結果を得た。弾丸は、パネルの前面の積層物に衝撃を与えた。
【００７０】
【表４】
【００７１】
本発明のパネル物品は、少なくとも３０１８ｆｔ／秒（９２０ｍ／秒）のその最小貫通速度を、これに４発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例４
前面の積層物を、実施例２の前面の積層物と同一に形成した。１５．２ｃｍ×１４．０ｃｍ×０．５２６ｃｍの寸法を有するこの前面の積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７２】
第２の積層物を、実施例３の第２の積層物と同一に形成した。この積層物の面密度は、３．９９ｌｂｓ／ｆｔ２（１９．５Ｋｇ／ｍ２）であった。
第３の積層物を、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから入手した２４枚のＧＯＬＤＦＬＥＸ（登録商標）物質から、表面同士で重ね合わせ、そしてその末端の周りでいっしょに縫い合せ、形成し、それぞれのシートは、基質中のアラミド繊維の４枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。アラミド繊維は、２２ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、１．１４ｌｂｓ／ｆｔ２（５．５７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７３】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合し、そして第３の積層物を第２の積層物と表面同士で重ね合わせて、３．４８ｃｍの厚さ、及び５．９９ｌｂｓ／ｆｔ２（２９．３Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明のパネル物品を作製した。
【００７４】
この物品を、鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ７．６２×３９の５６型実包の１２３ｇｒ．（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって連続的に射撃し、そして表Ｖ中に示す結果を得た。弾丸は、パネルの前面の積層物に衝撃を与えた。
【００７５】
【表５】
【００７６】
本発明のパネル物品は、少なくとも３１１１ｆｔ／秒（９４８ｍ／秒）のその最小貫通速度を、これに６発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例５
前面の積層物を、実施例１の前面の積層物と同一に形成した。１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．５２６ｃｍの寸法を有するこの前面の積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７７】
第２の積層物を、１５重量パーセントのビニルエステル基質樹脂を含有する２７枚のアラミド織物織布から形成した。布地は、１５００デニールのＫＥＶＬＡＲ（登録商標）２９番糸から織られた２１×２１本／インチ（８．２７本／ｃｍ）を有する平織りであり、そしてＢａｒｒｄａｙ，Ｉｎｃ．から得られた。基質樹脂は、１．５％の２，５ジメチル−２，５ジ（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）ヘキサン硬化剤を含有するＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．のＤｅｒｅｋａｎｅ ４１１であった。含浸された繊維のシートを積重ね、そして加熱によっていっしょに結合し、そして樹脂を１２０℃で５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）の圧力下で結合した。硬化された状態の未処理の樹脂の初期引張弾性率は、４６０，０００ｐｓｉ（３．１７ＧＰａ）であった。第２の積層物の面密度は、１．７２ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７８】
第３の積層物を、表面同士で重ね合わされ、そしてその末端の周りでいっしょに縫い合せられた２４枚のＧＯＬＤＦＬＥＸ（登録商標）材料（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．）から形成し、それぞれのシートは、基質中のアラミド繊維の４枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。アラミド繊維は、２２ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、１．１４ｌｂｓ／ｆｔ２（５．５７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００７９】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合し、そして第３の積層物を第２の積層物と表面同士で重ね合わせて、４．８６ｌｂｓ／ｆｔ２（２３．８Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明の物品を作製した。
【００８０】
この物品を、Ｍ８０実包の７．６２×５１ｍｍの１４７グレイン（９．５３ｇ）の鉄鋼ジャケットの弾丸によって連続的に射撃し、そして表ＶＩ中に示す結果を得た。弾丸は、物品の前面の積層物に衝撃を与えた。
【００８１】
【表６】
【００８２】
本発明の物品は、少なくとも１９５０ｆｔ／秒（５９４ｍ／秒）のその最小貫通速度を、これに８発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例６
タングステン上に化学蒸着された（ＣＶＤ）ホウ素繊維の一方向性プレプレグテープを、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ，Ｌｏｗｅｌｌ，ＭＡ．から入手した。ＣＶＤホウ素フィラメントは、０．００４インチ（０．０１０２ｃｍ）の直径であり、そして２．６０ｇ／ｃｍ３の密度及び３．４４ＧＰａの引張強さを有していた。ＣＶＤホウ素繊維は、６７重量パーセントがプレプレグテープであり、残部はエポキシ樹脂であった。１７本のＣＶＤホウ素繊維／エポキシの一方向性テープをいっしょに積重ね、０°／９０°でクロスプライして、前面のプライを形成した。１．８ｍｍの厚さの１１ｃｍ×１１ｃｍのチタンの板をこの積重ね上に置いて、第２のプライを形成し、そして更なる１７本のＣＶＤホウ素繊維／エポキシの一方向性テープをその積重ね物の上に置き、０°／９０°でクロスプライして、第３のプライを形成した。チタンの板を中心に持つ全体の積重ね物を、１１６℃の温度、３４４ＫＰａの外部圧力及び９６ＫＰａの真空度におけるオートクレーブ中で前面の積層物に形成した。この１５．２ｃｍ×１４．０ｃｍ×０．５２６ｃｍの積層物の面密度は、２．８６ポンド／ｆｔ２（１４．０Ｋｇ／ｍ２）であった。チタンの板は、全ての表面を、前面の積層物の前面及び第３のプライによって埋めこまれていた。
【００８３】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合した１０３枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＬＵＳ ＰＣＲ圧密シートから形成し、それぞれのシートは、基質中の高分子量ポリエチレン繊維の２枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、２．０ポンド／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００８４】
第３の積層物を、表面同士で重ね合わされ、そしてその末端の周りでいっしょに縫い合せられた２４枚のＧＯＬＤＦＬＥＸ（登録商標）材料（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．）から形成し、それぞれのシートは、基質中のアラミド繊維の４枚の内部の一方向性の層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有していた。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーであった。アラミド繊維は、２２ｇ／ｄのテナシティーを有していた。この積層物の面密度は、１．１４ポンド／ｆｔ２（５．５７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００８５】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合し、そして第３の積層物を第２の積層物と表面同士で重ね合わせて、６．０ｌｂｓ／ｆｔ２（２９．３Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明の物品を作製した。
【００８６】
この物品を、７．６２×５４Ｒの５６型実包の１４９グレイン（９．６６ｇ）（ロシアのドラグノフ（Ｄｒａｇｎｏｖ），ＬＰＳ）の鉄鋼貫通型弾頭の弾芯の弾丸によって連続的に射撃し、そして表ＶＩＩに示す結果を得た。弾丸は、物品の前面の積層物に衝撃を与えた。
【００８７】
【表７】
【００８８】
本発明の物品は、少なくとも２３４４ｆｔ／秒（７１４ｍ／秒）の最小貫通速度を、これに４発の弾丸を射撃した後でさえ維持していた。
実施例７
前面の積層物を、実施例１の前面の積層物と同一に形成する。１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．５２６ｃｍの寸法を有するこの前面の積層物の面密度は、２．０ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）であった。
【００８９】
第２の積層物を、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）のスクリムを有する５枚のＰＢＯ（ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）フェルトから形成する。ＰＢＯフェルトは、Ｂａｙｒｉｓｃｈｅ Ｗｏｌｌｆｉｌｚ ＦａｂｒｉｋからＰＢＯ／ＫＲ−ＫＲと命名され、そして０．２７ｌｂｓ／ｆｔ２（１．３５Ｋｇ／ｍ２）の面密度及び４ｍｍの初期厚さを有する。フェルトのシートは、シート間及び積重ね物の両側の０．３５ｍｍのポリエチレンフィルムと、表面同士でいっしょに積重ねられ、そして積重ね物は、１２０℃で１００ｐｓｉ（０．６９ＭＰａ）の圧力下で成形される。第２の積層物は、１０ｍｍの厚さ及び１．３８ｌｂｓ／ｆｔ２（６．７５Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する。
【００９０】
第３の積層物を、表面同士で重ね合わされ、そしてその末端の周りでいっしょに縫い合せられた２４枚のＧＯＬＤＦＬＥＸ（登録商標）材料から形成し、それぞれのシートは、基質中のアラミド繊維の４枚の内部の一方向性層からなり、０°／９０°でクロスプライされ、そしてそれぞれの表面に外部のプラスチックフィルムを有している。基質は、２００ｐｓｉ（１．４ＭＰａ）の引張弾性率を有するスチレン−イソプレン−スチレン熱可塑性エラストマーである。アラミド繊維は、２２ｇ／ｄのテナシティーを有する。この積層物の面密度は、１．１４ｌｂｓ／ｆｔ２（５．５７Ｋｇ／ｍ２）である。
【００９１】
第２の積層物を、前面の積層物と表面同士で結合し、そして第３の積層物を第２の積層物と表面同士で重ね合わせて、４．５２ｌｂｓ／ｆｔ２（２２．１Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明の物品を作製する。
【００９２】
このパネルが、前面の積層物において、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない３番目の弾丸に対する最小貫通速度を有するものであると考えられる。
【００９３】
実施例８
炭素繊維上に化学蒸着された炭化ケイ素であるＳＣＳ−ＵＬＴＲＡ（登録商標）を、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から得る。ＣＶＤ ＳｉＣ繊維は、０．００５６インチ（０．０１４２ｃｍ）の直径であり、そして５．８６ＧＰａの引張強さ及び３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。繊維は、図３に例示した装置を使用して一方向性のプレプレグに形成される。４５０，０００ｐｓｉ（３．１ＧＰａ）の引張弾性率を有するＤＥＲＡＫＡＮＥ（登録商標）エポキシビニルエステル樹脂を、基質として適用する。ＣＶＤ ＳｉＣ繊維は、プレプレグの９０重量パーセントを構成する。プレプレグは、米国特許第５，１７３，１３８号に記載されている方法及び装置を使用して、０°／９０°にクロスプライされる。１６枚のクロスプライされたシート（３２枚の層）を、いっしょに結合して、２．７０ポンド／ｆｔ２（１３．２Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する前面の積層物を形成する。
【００９４】
第２の積層物を、熱及び圧力下でいっしょに結合された３７枚のＳＰＥＣＴＲＡ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標）ＰＣＲシートから形成し、それぞれのシートは熱可塑性エラストマーの基質中の高分子量ポリエチレン繊維の２枚の一方向性の層からなり、そして０°／９０°でクロスプライされている。高分子量ポリエチレン繊維は、３０ｇ／ｄのテナシティーを有する。第２の積層物の面密度は、２ｌｂｓ／ｆｔ２（９．７７Ｋｇ／ｍ２）である。
【００９５】
第３の積層物を、８枚のみのＣＶＤ ＳｉＣのクロスプライされたシート（１６枚の層）をいっしょに結合したことを除いて、前面の積層物を形成するために使用したものと同一の方法によって形成する。第３の積層物の面密度は、１．３５ｌｂｓ／ｆｔ２（６．６０Ｋｇ／ｍ２）である。
【００９６】
前面の積層物、第２の積層物及び第３の積層物を、表面同士でいっしょに結合して、５．６４ｌｂｓ／ｆｔ２（２７．６Ｋｇ／ｍ２）の面密度を有する本発明の積層物のパネルを作製する。
【００９７】
このパネルが、前面の積層物において、Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃を受けた場合、一番目の弾丸の最小貫通速度の９０％より小さくない３番目の弾丸に対する最小貫通速度を有するものであると考えられる。
【００９８】
本発明を、このようにやや詳細に記載してきたが、このような詳細が、厳密に固執される必要はなく、しかし更なる変更及び改変は、これら自体が、全てが特許請求の範囲によって定義されるとおりの本発明の範囲内に入ることを当業者に示唆することができることは理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】図１は、前面の積層物中に一方向性の無機質繊維の一つのプライを、そして第２の積層物中にポリマー繊維の一つのプライを有する本発明の物品の２−プライの態様の断面図である。
【図２】図２は、前面の積層物中に、一方向性の無機質繊維のそれぞれのプライが異なった組成又は構造を有する二つのプライを、第２の積層物中にポリマー繊維のそれぞれのプライが異なった組成又は構造を有する二つのプライを、そして第３の積層物中の無機質繊維の一つのプライを有する本発明の物品の５−プライの態様の断面図である。
【図３】図３は： ａ）一方向性の無機質繊維の前面のプライ、チタン金属の板からなる第２のプライ、及び一方向性の無機質繊維の第３のプライからなる前面の積層物であって、チタン金属の板は、全ての表面を前面及び第３のプライによって埋めこまれ； ｂ）ポリマー繊維の一つのプライからなる第２の積層物；及び ｃ）第２の積層物中のものとは異なる組成又は構造のポリマー繊維の一つのプライからなる第３の積層物；を有する本発明の物品の５−プライの態様の断面図である。
【図４】図４は、層を製造するための方法の略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）一つ又はそれより多いプライを含んでなる前面の積層物であって、前記プライの一つは、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる前面のプライであり、プライ中の前記層は、同一の組成及び構造を有し、前記前面の積層物の隣接するプライの前記層は、組成又は構造において異なり、前記無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度、及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さいを有するフィラメントから構成され、ここにおいてそれぞれの前記層の繊維の方向は、隣接する前記層の繊維の方向とある角度をなしている、前記積層物；及び
ｂ）前記前面の積層物と表面同士で一体化された第２の積層物であって、前記第２の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、それぞれの前記プライは、網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなり、前記ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、前記網状構造は、基質物質を所望により含有していてもよく、プライ中の前記層は、同一の組成及び構造を有し、前記第２の積層物の隣接するプライ中の前記層は、組成又は構造において異なる、前記第２の積層物；
を含んでなる物品。
【請求項２】
前記第２の積層物に表面同士で重ね合わされた第３の積層物を含んでなり、前記第３の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、それぞれの前記プライは、基質を所望により含有していてもよい網状構造中のポリマー繊維の複数の層を含んでなり、前記ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、プライ中の前記層は、同一の組成及び構造を有し、前記第３の積層物の隣接するプライ中の前記層は、組成又は構造において異なる、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記前面の積層物が、一方向性の無機質繊維の前面のプライ、チタン金属板の第２のプライ、及び一方向性の無機質繊維の第３のプライからなり、前記チタンの板は、全ての表面において前記第１及び第３のプライによって埋めこまれ、前記無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントから構成され、ここにおいてそれぞれの層の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とある角度をなしている、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記第２の積層物と表面同士で一体化された第３の積層物を更に含んでなり、前記第３の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、それぞれの前記プライは、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなり、プライ中の前記層は、同一の組成及び構造を有し、前記第３の積層物の隣接するプライ中の前記層は、組成又は構造において異なり、前記無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントから構成され、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とある角度をなしている、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記前面の積層物及び前記第２の積層物が、平衡構成構造を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記第２の積層物を構成する前記層が、織物、編物、組紐、無作為に方向づけられた不織布及び一方向的に方向づけられた不織布からなる群から選択される繊維の網状構造を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記第２の積層物を構成する前記層が、不織繊維の網状構造を一方向的に含んでなる、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記第２の積層物を構成する隣接する層中の繊維間の角度が、４５ないし９０度である、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記無機質繊維を構成するフィラメントが、少なくとも２．４ＧＰａの引張強さ及び３．４ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
前記無機質繊維を構成するフィラメントが、少なくとも３．４ＧＰａの引張強さ及び３．４ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１１】
前記無機質繊維を構成するフィラメントが、少なくとも４．０ＧＰａの引張強さ及び３．１ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
前記無機質繊維が、化学蒸着されたホウ素、化学蒸着された炭化ケイ素、β−ＳｉＣ、非晶質相のＳｉ−Ｏ−Ｃ−中のβ−ＳｉＣ、Ｅ−ガラス、Ｓ−ガラス、（５４．４％Ｓｉ、３２．４％Ｃ、１０．２％Ｏ、２％Ｔｉ）組成物、（５５．３％Ｓｉ、３３．９％Ｃ、９．８％Ｏ、１．０％Ｚｒ）組成物、１−３％Ｏを伴うＳｉＢＮ３Ｃ及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
前記無機質繊維が、タングステン上に化学蒸着されたホウ素、炭素上に化学蒸着された炭化ケイ素、及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
前記無機質繊維が、前記前面の積層物の６０ないし９５重量パーセントを構成する、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
前記ポリマー繊維が、高分子量ポリエチレン、アラミド、ポリベンズアゾール、硬質ロッドポリマー及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１６】
前記ポリマー繊維が、高分子量ポリエチレン、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）、ポリ（２−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）、Ｍ５及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１７】
前記ポリマー繊維が、前記第２の積層物の７５ないし９５重量パーセントを構成する、請求項１に記載の物品。
【請求項１８】
前記前面の積層物のそれぞれのプライのそれぞれの層中の前記ポリマー基質が、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定される、少なくとも４００，０００ｐｓｉ（２．７６ＧＰａ）の初期引張弾性率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１９】
前記第２の積層物のそれぞれのプライのそれぞれの層中の前記ポリマー基質が、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定される、６，０００ｐｓｉ（４１．３ＭＰａ）より小さい初期引張弾性率を有するエラストマーである、請求項１に記載の物品。
【請求項２０】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない三番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２１】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９５％より少なくない三番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２２】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない五番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２３】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９５％より少なくない五番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２４】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない七番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２５】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９５％より少なくない七番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２６】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸に対して、Ｖ５０速度において少なくとも１００Ｊ−ｍ２／ｋｇの比エネルギー吸収率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２７】
鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ、７．６２×３９の５６型実包の１２３グレイン（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって、少なくとも１９００ｆｔ／秒（５７９ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない三番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２８】
鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ、７．６２×３９の５６型実包の１２３グレイン（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって、少なくとも１９００ｆｔ／秒（５７９ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない五番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２９】
鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ、７．６２×３９の５６型実包の１２３グレイン（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって、少なくとも１９００ｆｔ／秒（５７９ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない七番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項３０】
鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ、７．６２×５４Ｒの５６型実包の１４９グレイン（９．６６ｇ）（ロシアのドラグノフ、ＬＰＳ）の弾丸によって連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない三番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１】
ａ）一つ又はそれより多いプライを含んでなる前面の積層物であって、前記プライの一つは、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなる前面のプライであり、プライ中の前記層は、同一の組成及び構造を有し、前記前面の積層物の隣接するプライの前記層は、組成又は構造において異なり、前記無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度、及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さいを有するフィラメントから構成され、ここにおいてそれぞれの前記層の繊維の方向は、隣接する前記層の繊維の方向とある角度をなしている、前記積層物；及び
ｂ）前記前面の積層物と表面同士で一体化された第２の積層物であって、前記第２の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、それぞれの前記プライは、網状構造のポリマー繊維の複数の層を含んでなり、前記ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、前記網状構造は、基質物質を所望により含有していてもよく、プライ中の前記層は、同一の組成及び構造を有し、前記第２の積層物の隣接するプライ中の前記層は、組成又は構造において異なる、前記第２の積層物；
を含んでなる物品。
【請求項２】
前記第２の積層物に表面同士で重ね合わされた第３の積層物を含んでなり、前記第３の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、それぞれの前記プライは、基質を所望により含有していてもよい網状構造中のポリマー繊維の複数の層を含んでなり、前記ポリマー繊維は、少なくとも１７ｇ／ｄのテナシティーを有し、プライ中の前記層は、同一の組成及び構造を有し、前記第３の積層物の隣接するプライ中の前記層は、組成又は構造において異なる、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記前面の積層物が、一方向性の無機質繊維の前面のプライ、チタン金属板の第２のプライ、及び一方向性の無機質繊維の第３のプライからなり、前記チタンの板は、全ての表面において前記第１及び第３のプライによって埋めこまれ、前記無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントから構成され、ここにおいてそれぞれの層の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とある角度をなしている、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記第２の積層物と表面同士で一体化された第３の積層物を更に含んでなり、前記第３の積層物は、一つ又はそれより多いプライを含んでなり、それぞれの前記プライは、ポリマー基質中の一方向性の無機質繊維の複数の層を含んでなり、プライ中の前記層は、同一の組成及び構造を有し、前記第３の積層物の隣接するプライ中の前記層は、組成又は構造において異なり、前記無機質繊維は、少なくとも２．０ＧＰａの引張強度及び４．０ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有するフィラメントから構成され、ここにおいてそれぞれの層中の繊維の方向は、隣接する層中の繊維の方向とある角度をなしている、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記前面の積層物及び前記第２の積層物が、平衡構成構造を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記第２の積層物を構成する前記層が、織物、編物、組紐、無作為に方向づけられた不織布及び一方向的に方向づけられた不織布からなる群から選択される繊維の網状構造を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記第２の積層物を構成する前記層が、不織繊維の網状構造を一方向的に含んでなる、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記第２の積層物を構成する隣接する層中の繊維間の角度が、４５ないし９０度である、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記無機質繊維を構成するフィラメントが、少なくとも２．４ＧＰａの引張強さ及び３．４ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
前記無機質繊維を構成するフィラメントが、少なくとも３．４ＧＰａの引張強さ及び３．４ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１１】
前記無機質繊維を構成するフィラメントが、少なくとも４．０ＧＰａの引張強さ及び３．１ｇ／ｃｍ３より小さい密度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
前記無機質繊維が、化学蒸着されたホウ素、化学蒸着された炭化ケイ素、β−ＳｉＣ、非晶質相のＳｉ−Ｏ−Ｃ−中のβ−ＳｉＣ、Ｅ−ガラス、Ｓ−ガラス、（５４．４％Ｓｉ、３２．４％Ｃ、１０．２％Ｏ、２％Ｔｉ）組成物、（５５．３％Ｓｉ、３３．９％Ｃ、９．８％Ｏ、１．０％Ｚｒ）組成物、１−３％Ｏを伴うＳｉＢＮ３Ｃ及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
前記無機質繊維が、タングステン上に化学蒸着されたホウ素、炭素上に化学蒸着された炭化ケイ素、及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
前記無機質繊維が、前記前面の積層物の６０ないし９５重量パーセントを構成する、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
前記ポリマー繊維が、高分子量ポリエチレン、アラミド、ポリベンズアゾール、硬質ロッドポリマー及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１６】
前記ポリマー繊維が、高分子量ポリエチレン、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）、ポリ（２−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）、Ｍ５及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１７】
前記ポリマー繊維が、前記第２の積層物の７５ないし９５重量パーセントを構成する、請求項１に記載の物品。
【請求項１８】
前記前面の積層物のそれぞれのプライのそれぞれの層中の前記ポリマー基質が、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定される、少なくとも４００，０００ｐｓｉ（２．７６ＧＰａ）の初期引張弾性率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１９】
前記第２の積層物のそれぞれのプライのそれぞれの層中の前記ポリマー基質が、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定される、６，０００ｐｓｉ（４１．３ＭＰａ）より小さい初期引張弾性率を有するエラストマーである、請求項１に記載の物品。
【請求項２０】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない三番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２１】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９５％より少なくない三番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２２】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない五番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２３】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９５％より少なくない五番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２４】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない七番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２５】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸によって、少なくとも２０００ｆｔ／秒（６１０ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９５％より少なくない七番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２６】
Ｍ８０実包の７．６２×５１の１４７グレイン（９．５３ｇ）の弾丸に対して、Ｖ５０速度において少なくとも１００Ｊ−ｍ２／ｋｇの比エネルギー吸収率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２７】
鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ、７．６２×３９の５６型実包の１２３グレイン（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって、少なくとも１９００ｆｔ／秒（５７９ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない三番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２８】
鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ、７．６２×３９の５６型実包の１２３グレイン（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって、少なくとも１９００ｆｔ／秒（５７９ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない五番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項２９】
鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ、７．６２×３９の５６型実包の１２３グレイン（７．９７ｇ）（ロシアのＡＫ−４７）の弾丸によって、少なくとも１９００ｆｔ／秒（５７９ｍ／秒）の速度で、１５ｃｍ×１５ｃｍの側面積内に連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない七番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項３０】
鉄鋼貫通型弾頭の弾芯を持つ、７．６２×５４Ｒの５６型実包の１４９グレイン（９．６６ｇ）（ロシアのドラグノフ、ＬＰＳ）の弾丸によって連続的に衝撃が与えられた場合、一番目の弾丸の最低貫通速度の９０％より少なくない三番目の弾丸に対する最低貫通速度を有する、請求項１に記載の物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００８−５１５６６９（Ｐ２００８−５１５６６９Ａ）
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３５７７７（Ｐ２００７−５３５７７７）
【出願日】平成１７年１０月４日（２００５．１０．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３５８４０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００５０４３
【国際公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月４日（２００５．１０．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３５８４０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００５０４３
【国際公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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