耐被弾衝撃性の複合布地構造体
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、当該繊維が高強度繊維を含み、当該第１の布地が第１および第２の表面を含む、第１の布地；及び（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、当該第２の布地もまた高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、第２の布地；を含む多層複合布地であって、第２の布地の第１の表面が、第１の布地の第２の表面に接着されることによって、複合布地を形成する、多層複合布地に関する。製造プロセス中に第２の布地層を支持体として使用し、その後、第１の布地層と一体化させて単一の構造体とする方法についても記載する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐被弾衝撃用途および他の用途に有用な複合材料、ならびにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐被弾衝撃性製品は、当該技術分野で知られている。それらは、軟質タイプまたは硬質タイプであってよい。これらの製品の多くは、高強度繊維（ｈｉｇｈ ｔｅｎａｃｉｔｙ ｆｉｂｅｒｓ）に基づくものであり、防弾チョッキなどの身体防護具などの用途に使用される。
【０００３】
１つの一般的なタイプの耐被弾衝撃性製品は、高強度ポリエチレン繊維またはアラミド繊維などの一方向性配向高強度繊維から製造される。当該製品は、所望の耐被弾衝撃特性を有するが、複雑な製造法を必要とする。その結果、それらは、通常、他のタイプの耐被弾衝撃複合体より製造コストが高い。
【０００４】
一方向性配向繊維を含むが、より経済的に製造することが可能な耐被弾衝撃性製品、ならびに当該製品の製造方法を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，５５２，２０８号明細書
【特許文献１】米国特許第６，６４２，１５９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
（ａ）不織布の一方向配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含み、前記第１の布地が第１および第２の表面を含む、前記第１の布地；および
（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、前記第２の布地が高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、前記第２の布地；を含む多層複合布地であって、前記第２の布地の前記第１の表面が前記第１の布地の前記第２の表面に接着されることによって当該複合布地を形成する、前記多層複合布地が提供される。
【０００７】
さらに、本発明によれば、高強度繊維から複合布地構造体を形成する方法において、
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含む、前記第１の布地を形成する工程；
（ｂ）多方向性配向繊維を含む第２の布地であって、高強度繊維を含む前記第２の布地で、前記第１の布地を支持する工程；
（ｃ）第１のマトリックス樹脂が前記第１の布地から少なくとも前記第２の布地内に達するように、前記第１の布地を前記第２の布地で支持する前、支持した後または支持している最中に、前記第１のマトリックス樹脂を前記第１の布地にコーティングする工程； および
（ｄ）前記第１の布地と前記第２の布地が前記マトリックス樹脂によって互いに接着されるように、前記第１の布地と前記第２の布地を一体化（合体、結合あるいは結着）させて複合布地とし、それによって、前記第２の布地が前記複合布地の一体部分となる工程；
を改良として含む方法が提供される。
【０００８】
さらに、本発明によれば、複合布地構造体を形成する方法であって、
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含み、前記第１の布地が第１および第２の表面を含む、前記第１の布地を用意する工程；
（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、前記第２の布地が高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、前記第２の布地を用意する工程；および
（ｃ）前記第２の布地の前記第１の表面を、前記第１の布地の前記第２の表面に接着させることによって、前記複合布地を形成する工程；
を含む方法が提供される。
【０００９】
２つの布地層に加えて、他の布地または非布地層が存在してもよい。例えば、両外層が一方向性配向繊維層、または多方向性配向繊維層である３層構造体であってもよい。また、外層がともに一方向性配向繊維層であり、内層がともに多方向性配向繊維層である４層構造体とすることができる。第２の布地が第２のマトリックス樹脂を含む場合は、製造性および均一性の確保を容易にするために、好ましくは、第２のマトリックス樹脂は、第１のマトリックス樹脂と化学的に同一である。
【００１０】
本発明は、優れた耐被弾衝撃特性を有する多層複合材料を提供する。また、一方向性配向繊維に対する支持構造体として、織布などの多方向性配向布地の１つまたは複数の層を使用することによって、この材料を製造することができる。後者の布地（多方向性配向布地）は、複合材料の一体部分となるため、廃棄物がより少なくなることにより製造コストが下がる。加えて、支持層を複合材料の一体部分とすることによって、材料の品質が向上する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、少なくとも第１の布地層および第２の布地層から形成された多層複合布地を含む。第１および第２の布地層の両方における繊維は、高強度繊維（ｈｉｇｈ ｔｅｎａｃｉｔｙ ｆｉｂｅｒｓ）を含み、それらの層は互いに接着される。
【００１２】
本発明の目的では、繊維は、その長さ寸法が、幅および厚さの横方向寸法よりはるかに大きい長形体である。従って、「繊維」という用語は、単繊維、多繊維、リボン、ストリップ（ｓｔｒｉｐ）、ステイプル（ｓｔａｐｌｅ）、ならびに規則的または不規則な断面を有する細断、切断もしくは不連続繊維等の他の形の繊維を含む。「繊維」という用語は、先述の繊維のいずれか、またはそれらの組合せを含む。糸（ヤーン）は、多くの繊維またはフィラメントで構成された連続的なストランドである。繊維は、スプリットフィルムまたはテープの形であってもよい。
【００１３】
本明細書において有用な繊維の断面は、広く異なっていてもよい。それらは、断面が円形、平面または長円形であってよい。それらは、繊維の直線または長軸から突出した１つまたは複数の規則的または不規則な葉（ローブ；ｌｏｂｅｓ）を有する不規則または規則的な多葉性断面であってもよい。繊維が実質的に円形、平面または長円形の断面であることが好適であり、最も好ましくは円形である。
【００１４】
本明細書に用いられているように、「高強度繊維（ｈｉｇｈ ｔｅｎａｃｉｔｙ ｆｉｂｅｒｓ）」」という用語は、約７ｇ／ｄ以上の靭性（テナシティ；ｔｅｎａｃｉｔｙ）を有する繊維を指す。好ましくは、これらの繊維は、ＡＳＴＭ Ｄ２２５６によって測定して、少なくとも約１５０ｇ／ｄの初期引張弾性率および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有する。本明細書に用いられているように、「初期引張弾性率」、「引張弾性率」および「弾性率」という用語は、糸（ヤーン）についてはＡＳＴＭ２２５６によって測定し、エラストマーまたはマトリックス材料についてはＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定した場合の弾性係数を指す。
好ましくは、高強度繊維は、約１０ｇ／ｄ以上、より好ましくは約１６ｇ／ｄ以上、さらにより好ましくは約２２ｇ／ｄ以上、最も好ましくは約２８ｇ／ｄ以上の靭性（テナシティ）を有する。
【００１５】
本発明の糸および布地に有用な高強度繊維としては、高度配向高分子量ポリオレフィン繊維、特に、高弾性率（または高強度）ポリエチレン繊維およびポリプロピレン繊維、アラミド繊維、ポリベンゾキサゾール（ＰＢＯ）およびポリベンゾチアゾール（ＰＢＴ）などのポリベンザゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、液晶コポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、玄武岩または他の鉱物繊維、硬質ロッドポリマー繊維、ならびにそれらの混合物およびブレンドが挙げられる。本発明に有用な好適な高強度繊維としては、ポリオレフィン繊維（より好ましくは高強度ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ポリベンザゾール繊維、グラファイト繊維、ならびにそれらの混合物およびブレンドが挙げられる。高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維が最も好適である。
【００１６】
米国特許第４，４５７，９８５号明細書には、全般的に、そのような高分子量ポリエチレンおよびポリプロピレン繊維が記載されており、この特許の開示内容が、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。ポリエチレンの場合は、好適な繊維は、重量平均分子量が少なくとも約１５００００、好ましくは少なくとも約１００万、より好ましくは約２００万から約５００万の間のものである。このような高分子量ポリエチレン繊維を溶液中で紡糸することができ（米国特許第４，１３７，３９４号明細書および米国特許第４，３５６，１３８号明細書参照）、またはフィラメントを溶液から紡糸してゲル構造体を形成することができ（米国特許第４，４１３，１１０号明細書、独国特許第３０ ０４ ６９９号明細書および英国特許第２０５１６６７号明細書参照）、またはポリエチレン繊維を圧延および延伸法によって製造することができる（米国特許第５，７０２，６５７号明細書）。本明細書に用いられている、ポリエチレンという用語は、少量の分枝鎖、または１００個の主鎖炭素原子当たりの修飾単位が約５個を超えないコモノマーを含む、主に直鎖状のポリエチレン材料を指し、これは、アルケン−１−ポリマー、特に、低密度ポリエチレン、ポリプロピレンもしくはポリブチレン、一次モノマーとしてモノオレフィンを含む共重合体、酸化ポリオレフィン、グラフトポリオレフィン共重合体およびポリオキシメチレン、または一般的に含まれる酸化防止剤、潤滑剤、紫外線遮断剤および着色剤等の低分子量添加剤などの１つまたは複数のポリマー添加剤を、約５０重量パーセントを超えない量混合して含むこともできる。
【００１７】
高強度ポリエチレン繊維（伸びきり鎖または高分子量ポリエチレン繊維とも称する）が好適であり、例えば、商品名ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）繊維および糸として、米国ニュージャージ州ＭｏｒｒｉｓｔｏｗｎのＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社から入手可能である。
【００１８】
形成技術、延伸率および温度ならびに他の条件に応じて、様々な特性をこれらの繊維に付与することができる。ポリエチレン繊維の靭性（テナシティ）は、少なくとも約７ｇ／ｄ、好ましくは少なくとも約１５ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約２０ｇ／ｄ、さらにより好ましくは少なくとも約２５ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約３０ｇ／ｄである。同様に、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）引張試験機で測定した繊維の初期引張弾性率は、好ましくは少なくとも約３００ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約５００ｇ／ｄ、さらにより好ましくは少なくとも約１０００ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約１２００ｇ／ｄである。初期引張弾性率および靭性（テナシティ）のこれらの最大値は、一般には、溶液成長またはゲル紡糸法を採用することによってのみ得られる。フィラメントの多くは、それらを形成したポリマーの融点より高い融点を有する。したがって、例えば、約１５００００、約１００万および約２００万の分子量を有する高分子量ポリエチレンは、一般には、バルクで約１３８℃の融点を有する。これらの材料で製造された高度配向ポリエチレンフィラメントは、それより約７℃から約１３℃高い融点を有する。したがって、融点のわずかな上昇は、バルクのポリマーと比較して、フィラメントの結晶が完全であり、結晶配向がより高度であることを反映する。
【００１９】
好ましくは、使用されるポリエチレンは、炭素原子１０００個当たり少なくとも１個未満のメチル基、より好ましくは炭素原子１０００個当たり約０．５個未満のメチル基、および約１重量パーセント未満の他の構成成分を有するポリエチレンである。
【００２０】
同様に、重量平均分子量が少なくとも約２０００００、好ましくは約１００万、より好ましくは約２００万の高度配向高分子量ポリプロピレン繊維を使用することができる。以上に参照した様々な参考文献に記載されている技術、特に米国特許第４，４１３，１１０号明細書の技術によって、当該伸びきり鎖ポリプロピレンを合理的に十分に配向したフィラメントに成形することができる。ポリプロピレンは、ポリエチレンよりはるかに結晶性が低い材料であり、ペンダントメチル基を含むため、ポリプロピレンで達成可能な靭性（テナシティ）値は、一般には、ポリエチレンの対応する値より実質的に小さい。従って、好適な靭性（テナシティ）は、好ましくは少なくとも約８ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約１１ｇ／ｄである。ポリプロピレンの初期引張弾性率は、好ましくは少なくとも約１６０ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約２００ｇ／ｄである。ポリプロピレンフィラメントが好ましくは少なくとも１６８℃、より好ましくは少なくとも１７０℃の主融点を有するように、一般には、ポリプロピレンの融点は、配向処理によって数度だけ高められる。上記パラメータの特に好適な範囲は、有利には、最終製品の性能を向上させることができる。上記パラメータ（弾性率および靭性（テナシティ））の好適な範囲とともに、少なくとも約２０００００の重量平均分子量を有する繊維を採用することで、有利には、最終製品の性能を向上させることができる。
【００２１】
伸びきり鎖ポリエチレン繊維の場合は、ゲル紡糸ポリエチレン繊維の調製および延伸は、その開示内容が本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に明確に組み込まれる米国特許第４，４１３，１１０号明細書；同第４，４３０，３８３号明細書；同第４，４３６，６８９号明細書、同第４，５３６，５３６号明細書；同第４，５４５，９５０号明細書；同第４，５５１，２９６号明細書；同第４，６１２，１４８号明細書；同第４，６１７，２３３号明細書；同第４，６６３，１０１号明細書；同第５，０３２，３３８号明細書；同第５，２４６，６５７号明細書；同第５，２８６，４３５号明細書；同第５，３４２，５６７号明細書；同第５，５７８，３７４号明細書；同第５，７３６，２４４号明細書；同第５，７４１，４５１号明細書；同第５，９５８，５８２号明細書；同第５，９７２，４９８号明細書；同第６，４４８，３５９号明細書；同第６，９６９，５５３号明細書および米国特許出願公開第２００５／００９３２００号公報を含む様々な文献に記載されている。
【００２２】
アラミド繊維の場合は、芳香族ポリアミドから形成された好適な繊維が、例えば、その開示内容が明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる米国特許第３，６７１，５４２号明細書に記載されている。好適なアラミド繊維は、少なくとも約２０ｇ／ｄの靭性（テナシティ）、少なくとも約４００ｇ／ｄの初期引張弾性率および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有し、特に好適なアラミド繊維は、少なくとも約２０ｇ／ｄの靭性（テナシティ）および少なくとも約２０Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有することになる。最も好適なアラミド繊維は、少なくとも約２３ｇ／ｄの靭性（テナシティ）、少なくとも約５００ｇ／ｄの弾性率および少なくとも約３０Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有することになる。例えば、適度に高い弾性率および靭性（テナシティ）値を有するポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）フィラメントは、耐被弾衝撃複合体を形成するのに特に有用である。例としては、デニールが１０００のＴｅｉｊｉｎ社のＴｗａｒｏｎ（登録商標）Ｔ２０００である。他の例は、Ｄｕ Ｐｏｎｔ社から入手可能な、初期引張弾性率および靭性（テナシティ）がそれぞれ５００ｇ／ｄおよび２２ｇ／ｄであるＫｅｖｌａｒ（登録商標）２９、ならびに４００、６４０および８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９およびＫＭ２である。他の製造元のアラミド繊維を本発明に使用することもできる。コ−ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド ３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド）などの、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）の共重合体を使用することもできる。Ｄｕ Ｐｏｎｔ社が商品名Ｎｏｍｅｘ（登録商標）で販売するポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維も本発明の実施に有用である。
【００２３】
高引張弾性率を有する高分子量ポリビニルアルコール（ＰＶ−ＯＨ）は、その開示内容が明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれるＫｗｏｎらの米国特許第４，４０，７１１号明細書に記載されている。高分子量ＰＶ−ＯＨ繊維は、少なくとも約２０００００の重量平均分子量を有するべきである。特に有用なＰＶ−ＯＨ繊維は、少なくとも約３００ｇ／ｄの弾性率、好ましくは少なくとも約１０ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約１４ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約１７ｇ／ｄの靭性（テナシティ）、および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有するべきである。当該特性を有するＰＶ−ＯＨ繊維を、例えば、米国特許第４，５９９，２６７号明細書に記載されている方法によって製造することができる。
【００２４】
ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）の場合は、ＰＡＮ繊維は、少なくとも約４０００００の重量平均分子量を有するべきである。特に有用なＰＡＮ繊維は、好ましくは少なくとも約１０ｇ／ｄの靭性（テナシティ）および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有するべきである。少なくとも約４０００００の分子量、少なくとも約１５から２０ｇ／ｄの靭性（テナシティ）、および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有するＰＡＮ繊維が最も有用であり、当該繊維は、例えば、米国特許第４，５３５，０２７号明細書に開示されている。
【００２５】
本発明の実施に好適な液晶コポリエステル繊維は、例えば、米国特許第３，９７５，４８７号明細書、同第４，１１８，３７２号明細書および同第４，１６１，４７０号明細書に開示されている。液晶コポリエステル繊維は、商品名Ｖｅｃｔｒａｎ（登録商標）繊維としてＫｕｒａｒａｙ Ａｍｅｒｉｃａ Ｉｎｃ．から入手可能である。
【００２６】
本発明の実施に好適なポリベンザゾール繊維は、例えば、米国特許第５，２８６，８３３号明細書、同第５，２９６，１８５号明細書、同第５，３５６，５８４号明細書、同第５，５３４，２０５号明細書および同第６，０４０，０５０号明細書に開示されている。ポリベンザゾール繊維は、商品名Ｚｙｌｏｎ（登録商標）繊維としてＴｏｙｏｂｏ Ｃｏ．から入手可能である。
【００２７】
硬質ロッド繊維は、例えば、米国特許第５，６７４，９６９号明細書、同第５，９３９，５５３号明細書、同第５，９４５，５３７号明細書および同第６，０４０，４７８号明細書に開示されている。当該繊維は、商品名Ｍ５（登録商標）繊維としてＭａｇｅｌｌａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社から入手可能である。
【００２８】
好ましくは、第１の布地層における繊維は、高強度ポリオレフィン繊維（より好ましくは高強度ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、グラファイト繊維およびそれらのブレンドの群から選択される。同様に、第２の布地層における繊維は、同じ繊維群から選択される。
【００２９】
本発明の布地層は、好ましくは、すべてのまたは実質的にすべての高強度繊維から形成される。あるいは、布地層における少なくとも約５０重量％の繊維が高強度繊維であり、より好ましくは、布地層における少なくとも約７５重量％の繊維が高強度繊維である。
【００３０】
第１の布地は、高強度の一方向性配向繊維の不織布の形である。知られているように、当該配置において、一方向性配向繊維は、共通の繊維方向に沿って互いに平行に配列されている。一方向性配向布地は、製品に交差方向安定性を付与する少量の材料を含むことができ、当該材料は、すべてが高強度の材料とは限らない繊維、糸もしくは接着糸の形態で、または一方向性配向繊維の長さに沿って間隔をおいて配置されているが、それに対してある角度で伸びることができる樹脂、接着剤およびフィルム等の形態であってよい。当該材料は、存在する場合、第１の布地の全重量の約１０重量％まで、より好ましくは約５重量％までを構成することができる。
【００３１】
第１の布地層を様々な方法によって構成することができる。好ましくは、高強度フィラメントの糸束が、クリールから供給され、ガイドを通じてコリメーティングコーム（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ ｃｏｍｂ）に誘導される。コリメーティングコームは、フィラメントを同一平面にかつ実質的に一方向に配列する。次いで、コーティング装置に含めることができ、またはコーティング装置の前または後に配置することができる、１つまたは複数のスプレッダーバーに繊維を誘導することができる。
【００３２】
第１の布地を形成する一方向性配向繊維の高強度繊維網にマトリックス樹脂組成物がコーティングされる。本明細書に用いられているように、「コーティング」という用語は、個々の繊維が、繊維を取り囲むマトリックス組成物の連続層、または繊維の表面上のマトリックス組成物の不連続層を有する繊維網を描写する広い意味で用いられる。前者（連続層）の場合は、繊維がマトリックス組成物に完全に埋設されていると言える。コーティングおよび含浸という用語は、本明細書において区別なく互換性のあるものとして用いられる。
【００３３】
これまでは、樹脂マトリックス（母材）でコーティングする前または後で当該一方向性配向布地を形成する際に、一方向性布地が、剥離紙またはフィルム基板などの支持体ウェブで支持されていた。そのような以前の方法は、その開示内容が本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に明確に組み込まれる米国特許第５，５５２，２０８号明細書（特許文献１）および同第６，６４２，１５９号明細書（特許文献２）に記載されている。このような方法において、支持体ウェブは、究極的には、一方向性配向布地から剥がされ、破棄される。
【００３４】
本発明によれば、好ましくは、一方向性配向繊維にマトリックス樹脂をコーティングした後に、第１の布地は、ロールの形であってよい第２の布地によって支持される。あるいは、第１の布地をコーティング工程の前または最中に支持することができる。支持体ウェブが第２の布地材料である点を除けば、例えば、前記米国特許第６，６４２，１５９号明細書（特許文献２）に示されているようにして、第２の布地の１つの表面が第１の布地の１つの表面と接触するように第２の布地を第１の布地の下に供給することができる。すなわち、第２の布地層は、第１の布地層のコーティング後に、第１の布地層に接着される。あるいは、第２の布地層は、コーティング工程の前に、第１の布地層に接触するおよび／または第１の布地層を支持することができ、次いで、例えば、前記米国特許第５，５５２，２０８号明細書（特許文献１）に示されているように、両布地層がコーティング工程でコーティングされる。
【００３５】
本発明の方法の一実施形態において、最初に、第１の布地の一方向性配向繊維に所望のマトリックス樹脂がコーティングされる。コーティング後に、好ましくは、第１の布地層における過剰のマトリックス樹脂が、一対のローラなどによって絞り出される。その後、コーティングされた第１の布地が第２の布地の上に配置される。次いで、両布地が一体化され、冷却または加熱されることによって、第１の布地からのマトリックス樹脂が、第２の布地の少なくとも接着面を第１の布地に接着させることによって単一の構造体を形成する。合体した（結合した）布地構造体をオーブンに送り込むことによって、布地が乾燥される。
【００３６】
第２の布地層は、第２の布地に第１の布地層のマトリックス樹脂が少なくとも部分的に浸透するように、コーティングされた第１の布地と接触する前に樹脂マトリックスを含まないことが好適である。あるいは、第１の布地層に接触し、それを支持する前に、第２の布地に、好ましくは同一または同様の化学構造の別のマトリックス樹脂を予備コーティングすることができる。次いで、熱および／または圧力を利用して、これらの層が貼り合わされる。この場合は、より好ましくは、第１の布地のためのマトリックス樹脂として使用されるものと同じ樹脂が、第２の布地にも使用される。
【００３７】
あるいは、いずれか一方の布地層にマトリックス樹脂を全面的に含浸させ、次いで、この布地層を、樹脂の量および粘度に応じて、樹脂を染み込ませることができるか、または表面で接着し得る、他方の布地ウェブと貼り合わせることができる。
【００３８】
マトリックス樹脂組成物を溶液、分散液またはエマルション等として、第１の布地層を形成する第１の繊維網に施用（塗布）することができる。マトリックス樹脂を噴霧、浸漬、ローラコーティングまたはホットメルトコーティング等の任意の所望の技法によって施用（塗布）することができる。次いで、以上に述べたように、コーティングされた布地層を、それらがマトリックス樹脂組成物における水または他の溶媒を蒸発させるのに十分に加熱される乾燥用オーブンに通すことができる。
【００３９】
第２の布地層も高強度繊維から形成されるが、それらの繊維は、布地において多方向に配向している。すなわち、第２の布地における繊維は、多方向性配向繊維である。これは、布地の主方向から第２の方向に伸びて、布地にある程度の交差方向強度を付与するに十分な繊維が存在することを意味する。「多方向性配向繊維」という用語は、「一方向性配向繊維」とは明確に異なる。
【００４０】
第２の布地は、織布、編布、編組布、フェルト布および紙布等の形態であってよい。好ましくは、第２の布地は、織布の形態である。この第２の布地層は、耐被弾衝撃繊維製品と称することができる。
【００４１】
以上に述べたように、第２の布地層における高強度繊維は、第１の布地層に関して、以上に述べたのと同じ繊維群から選択される。好ましくは、第２の布地層における繊維もまた、高強度ポリオレフィン繊維（より好ましくは高強度ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、グラファイト繊維およびそれらのブレンドから選択される。より好ましくは、当該繊維は、高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維である。
【００４２】
織布が使用される場合は、それは、平織、バスケット織、綾織、朱子織、三次元織布、およびそれらのいくつかの変形のいずれかを含む任意の織パターンを有することができる。平織およびバスケット織布が好適であり、経糸数と緯糸数（縦糸数と横糸数）が等しい布地がより好適である。一実施形態において、以上に述べたように、織布は、樹脂マトリックスを含まない。別の実施形態において、織布は、第１の布地に接着する前に樹脂マトリックスを含むことができる。
【００４３】
織布の糸を撚ってもよいし、上包みしてもよいし、絡めてもよい。第２の布地を、経糸方向と緯糸方向（縦糸方向と横糸方向）、または別の方向で異なる繊維を有する糸で織ることができる。例えば、経（縦）糸方向にアラミド繊維を用い、緯（横）糸方向に高強度ポリエチレン繊維を用いて、またはその逆にして織布を形成することができる。
【００４４】
以上に述べたように、第２の布地は、あるいは、編布の形であってよい。編構造体は、噛合ループで構成された構造体であり、４つの主要なタイプは、トリコット構造体、ラッシェル構造体、ネット構造体および配向構造体である。ループ構造の性質により、最初の３つの範疇の編物は、繊維の強度を十分に利用しないため、それほど好適ではない。しかしながら、配向編構造体は、微細なデニール編目によって適所に保持された直線のつづれ編糸（ｉｎｌａｉｄ ｙａｒｎｓ）を使用する。それらの糸は、糸に対する交絡（インターレース）効果により、織布に見られるけん縮効果を受けることなく、完全に直線である。これらの撚り糸を、工学的要件に応じて一軸、二軸または多軸方向に配向させることができる。耐荷糸を撚るのに使用される具体的な編装置は、糸を通さないのが好適である。
【００４５】
あるいは、第２の布地を、ニードルパンチフェルトなどのフェルトの形の布地などの不織布から形成することができる。フェルトは、好ましくは、その少なくとも１つが不連続繊維であって、好ましくは、約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）から約２５ｃｍ（１０インチ）の範囲の長さを有する短繊維である、ランダム配向繊維の不織布網である。これらのフェルトを、カーディングまたは流動堆積（ｆｌｕｉｄ ｌａｙｉｎｇ）、メルトブロー、および回転堆積（ｓｐｉｎ ｌａｙｉｎｇ）などの当該技術分野で知られているいくつかの技法によって形成することができる。繊維網は、ニードルパンチング、スティッチボンディング、水圧交絡、空気交絡、スパンボンドまたはスパンレースなどの機械的手段で、接着剤などを用いた化学的手段で、または先端接着する繊維もしくはより低い融点を有するブレンド繊維を用いた熱的手段で一体化（結着、結合）される。
【００４６】
あるいは、第２の布地は、例えば、高強度繊維を含む液体をパルプ化することによって形成できる紙布地の形態であってよい。
【００４７】
別の実施形態において、第２の布地は、一方向性配向布地または多方向性配向布地であってよい第３の層を含む布地などの多層複合布地の形態であってよい。第３の層も好ましくは高強度繊維から形成される。
【００４８】
様々な繊維層に有用な糸（ヤーン）は、任意の好適なデニールのものであることができ、各層のデニールは同一であっても異なっていてもよい。例えば、糸は、約５０から約３０００のデニールを有することができる。選択は、耐被弾衝撃効果、他の所望の特性およびコストを検討することによって決まる。織布では、糸が微細であるほど、製造および織工コストが高くなるが、単位重量当たりの耐被弾衝撃効果を高めることができる。糸は、好ましくは約２００デニールから約３０００デニールである。より好ましくは、糸は、約４００デニールから約２０００デニールである。最も好ましくは、糸は、約５００デニールから約１６００デニールである。
【００４９】
繊維層の樹脂マトリックスを、所望の特性を有する広範な熱可塑性、熱硬化性またはエラストマー材料から形成することができる。一実施形態において、当該マトリックスに使用されるエラストマー材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定して約４１．４ＭＰａ（約６０００ｐｓｉ）以下の初期引張弾性率（弾性係数）を有する。より好ましくは、エラストマーは、約１６．５ＭＰａ（約２４００ｐｓｉ）以下の初期引張弾性率を有する。より好ましくは、エラストマー材料は、約８．２３ＭＰａ（約１２００ｐｓｉ）以下の初期引張係数を有する。これらの樹脂材料は、典型的には、本質的に熱可塑性である。
【００５０】
あるいは、樹脂マトリックスを、硬化すると少なくとも約６９０ＭＰａ（約１×１０５ｐｓｉ）のように高い引張弾性率を有するように選択することができる。当該材料の例は、例えば、その開示内容が本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，６４２，１５９号明細書（特許文献２）に開示されている。
【００５１】
複合層における樹脂マトリックス材料と繊維の割合は、最終用途に応じて大幅に異なり得る。樹脂マトリックス材料は、繊維と樹脂マトリックスの全重量に基づき、好ましくは約１から約９８重量パーセント、より好ましくは約５から約９５重量パーセント、さらにより好ましくは約５から約４０重量パーセント、最も好ましくは約１０から約２５重量パーセントを形成する。
【００５２】
広範なエラストマー材料を樹脂マトリックスとして利用することができる。例えば、以下の材料のいずれかを使用することができる：ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元重合体、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、フタル酸ジオクチルまたは当該技術分野で良く知られている他の可塑剤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−コ−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、熱可塑性エラストマーおよびエチレンの共重合体。熱硬化性樹脂の例としては、メチルエチルケトン、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサン、エチルアセトン、およびそれらの組合せなどの炭素−炭素飽和溶媒に可溶である樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂には、前記米国特許第６，６４２，１５９号明細書（特許文献２）に開示されているように、ビニルエステル、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、フタル酸ジアリル、フェノールホルムアルデヒド、ポリビニルブチラールおよびそれらの混合物がある。ポリエチレン繊維布地に好適な熱硬化性樹脂は、少なくとも１つのビニルエステル、フタル酸ジアリル、および任意選択でビニルエステル樹脂を硬化するための触媒を含む。
【００５３】
ポリエチレン繊維布地の１つの好適な材料群は、共役ジエンのブロック共重合体およびビニル芳香族共重合体である。ブタジエンおよびイソプレンは、好適な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、好適な共役芳香族モノマーである。ポリイソプレンおよび／またはポリブタジエンを含むブロック共重合体を水素化して、飽和炭化水素エラストマー部分を有する熱可塑性エラストマーを製造することができる。ポリマーは、Ｒ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３〜１５０）型の単純なトリ−ブロック共重合体であってよい。上式において、Ａは、ポリビニル芳香族モノマーからのブロックであり、Ｂは、共役ジエンエラストマーまたはＡ−Ｂ−Ａ型のエラストマーからのブロックである。好適な樹脂マトリックスは、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ ＬＬＣから入手可能なＫｒａｔｏｎ（登録商標）Ｄ１１０７スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体などのスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体である。
【００５４】
アラミド繊維のための１つの好適なマトリックス樹脂は、水性ポリウレタン樹脂などのポリウレタン樹脂である。
【００５５】
１つの好適な実施形態において、マトリックス樹脂は、複合布地が柔軟であり、軟質防護具製品等の用途に有用になるように選択される。
【００５６】
第１の布地と第２の布地が互いに貼り合わされた後に、それらは、好ましくはロール状に巻かれる。巻上げ中に層同士が固着するのを防止するために隔離シートを使用することができる。
【００５７】
以上に述べたように、本発明の複合布地にさらなる層を含めることができる。例えば、高強度繊維の別の一方向性配向布地を含めることによって、３層構造体を形成することができる。この追加的な層は、第１の層に接着された表面に対して第２の層の反対表面に接着される。さらなる一方向性配向布地を、他の布地層を貼り合わせるのと同時に、他の布地層と貼り合わせることができ、あるいはこの第３の布地層を第２の布地層にあらかじめ接着させるか、または第１の布地層と第２の布地層を接着した後にそれらと貼り合わせることもできる。例えば、第１および第２の布地の構造体を形成した後に、複合構造体を再び使用して、高強度繊維の別の一方向性配向布地を支持し、第２の布地層に第２の一方向性配向布地層を支持させることができる。例として、最初に形成された複合布地を、第２の一方向性配向布地の下に配置して、多方向性配向布地を第２の一方向性配向布地の表面に隣接させることができ、第２の一方向性配向布地のマトリックス樹脂を多方向性配向布地に押し付けることができる。得られた構造体は、２つの一方向性配向布地の間に挟まれた、第２の多方向性配向布地を含む。
【００５８】
同様に、別の多方向性配向布地（例えば織布）を、第２の布地に接着されていない一方向に配向した第１の布地の表面に接着されるようにして、第１および第２の布地と貼り合わせることができる。このようにして、第１の一方向性配向布地層は、２つの多方向性配向布地の間に挟まれる。
【００５９】
これらの３層状構造体の各々において、各布地の高強度繊維は、他の布地層における繊維と同一であっても異なっていてもよい。また、布地層の各々におけるマトリックス樹脂は、存在する場合は、好ましくは化学的に同一または実質的に同一である。あるいは、異なる布地層のマトリックス樹脂は、異なっていてもよいが、層の所望の接着を達成できるように相溶性を有するべきである。
【００６０】
本発明の別の実施形態において、４層布地構造体を２つの一方向性配向布地層および２つの多方向性配向布地層から形成することができる。例えば、２つの織布層は、互いに接着され、複合構造体の内部布地層を形成し、２つの一方向性配向布地層は、構造体の外層を形成することができる。
【００６１】
あるいは、上述のようにそれぞれ第１および第２の布地から形成された２つの複合布地構造体を、同じタイプの２つの布地層が互いに接着されるか、または２つの異なるタイプの布地層が互いに接着されるように、好適に接着することによって４層構造体を調製することができる。
【００６２】
複合布地構造体における布地層の数に関係なく、それぞれの層を一体化（合体、結合あるいは結着；ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）させることによって複合布地が形成される。「一体化させる（合体、結合あるいは結着させる；ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｎｇ）」とは、マトリックス材料と繊維を１つの層に統合することを意味する。一体化（合体、結合あるいは結着）は、乾燥、冷却、加熱、加圧またはそれらの組合せによって起こり得る。
【００６３】
複合布地構造体（２層構造であっても、３層構造であっても、４層構造であっても、さらなる層を含む構造であってもよい）の多数の層から製品を形成することができる。そのような製品に存在する複合布地構造体の層の数は、用途の種類、所望の重量等を含む様々な要因に応じて決まる。例えば、チョッキなどの耐被弾衝撃性製品において、２つの布地複合構造体の層の数は、約２から約６０、より好ましくは約８から約５０、最も好ましくは約１０から約４０の範囲であってよい。このような層は、縁のみを縫い合わせることなどによる従来の方法でいくつかの層を互いに接着させることなく貼り合わせることができる。そのような製品を形成するために、複合布地を所望の形状に切断することができる。
【００６４】
一方向性配向繊維を含む複合布地のいくつかの層を使用する場合は、一方向性配向布地は、好ましくは、互いにある角度で配置される（例えば交差積層（クロスプライ））。当該角度は、約０°／９０°、または任意の所望の角度であってよい。
【００６５】
様々な構成の複合布地を所望の用途、衝撃の脅威、ならびに難燃性、耐久性および撥水性等の所望の特性に基づいて製造することができる。例えば、支持している多方向性配向布地層および一方向性布地層の両方にアラミド材料を、または当該両布地層に高強度ポリエチレン繊維を使用することができる。あるいは、第１の布地をアラミド布地とし、第２の布地を高強度ポリエチレン布地とする、または第１の布地を高強度ポリエチレン布地とし、第２の布地をアラミド布地とするなどの任意の所望の組合せで、高強度ポリエチレン繊維とアラミド繊維を組み合わせることができる。別の実施形態において、グラファイト一方向性配向布地を高強度ポリエチレン繊維織布に接着することができ、またはＰＢＯ一方向性布地をアラミド織布に接着することができる。これらの材料を任意の所望の構成で配置することが可能である。
【００６６】
体形に合わせて成形することを容易にし、装着を容易にするために、または他の理由から、異なる複合層が互いに滑動できるように、１つまたは複数のプラスチックフィルムを複合体に含めることができる。これらのプラスチックフィルムを、典型的には、複合布地の片面または両面に接着することができる。ポリオレフィンで製造されたフィルムなどの任意の好適なプラスチックフィルムを使用することができる。このようなフィルムの例は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）フィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルムおよびポリカーボネートフィルム等である。これらのフィルムは、任意の所望の厚さを有することができる。典型的な厚さは、約２．５から約３０μｍ（約０．１から約１．２ｍｉｌ）、より好ましくは約５から約２５μｍ（約０．２から約１ｍｉｌ）、最も好ましくは約５から約１２．５μｍ（約０．２から約０．５ｍｉｌ）の範囲である。ＬＬＤＰＥのフィルムが、最も好適である。
【００６７】
本発明の非限定的な実施形態は、高強度ポリエチレン糸の織布に接着された高強度ポリエチレン糸の一方向性不織布；アラミド糸の織布に接着されたアラミド糸の一方向性不織布；アラミド糸の織布に接着された高強度ポリエチレン糸の一方向性不織布；高強度ポリエチレン糸の織布に接着されたアラミド糸の一方向性不織布；および同一または異なる高強度繊維を用いた他の構造体を含む。
【００６８】
本発明の複合布地を耐被弾衝撃性製品、構造製品、自動車および航空宇宙産業における部品等の広範な用途に使用することができる。好適な用途は、耐被弾衝撃性身体防護具（防弾チョッキ等）、車両パネル等の軟質または硬質防護具製品である。
【００６９】
以下の非限定的な実施例は、本発明をより完全に理解させるために提示されるものである。本発明の原理を説明するために記載される具体的な技法、条件、材料、割合および報告データは、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００７０】
実施例１
一方向性配向アラミド繊維およびアラミド織布の層から複合体を形成する。１０００デニールのアラミド糸をクリールから供給し、コーミング（ｃｏｍｂｉｎｇ）工程に通して一方向性の繊維網を形成する。一方向性布地のコーティング前の重量は４５ｇ／ｍ２である。それらの糸は、一方向性布地に含浸するポリウレタンマトリックス樹脂の溶液を含むタンクに入る。コーティングされた一方向性布地は、次に、一対のローラを通って、過剰のマトリックス樹脂溶液を絞り出し、マトリックス溶液を実質的に均一にフィラメント中およびフィラメント間に拡散させる。樹脂含浸量は、コーティングされた布地の全重量に基づき、約１６重量パーセントである。
【００７１】
次いで、コーティングされた一方向性布地を、個別のローラから供給される乾燥アラミド織布（マトリックス樹脂を含まない）上に配置する。この織布は、重量が２３７．４ｇ／ｍ２（７オンス／平方ヤード）である、８４０デニールのアラミド糸の平織洗上げ布地である。織布を一方向性布地層の底部上に供給し、その支持体として作用させる。一体化した構造体を、一対のニップローラに供給し、複合布地の厚さを制御し、一方向性不織布からのマトリックス樹脂を織布の隣接面に少なくとも接触させる。次いで、一体化した構造体を乾燥オーブンに送り込み、そこでマトリックス樹脂溶媒を揮発させる。一体化した複合布地を巻き上げて連続的なロールとする。
【００７２】
４５．７×４５．７ｃｍ（１８×１８インチ）の複合布地の試料を、９ｍｍフルメタルジャケット（ＦＭＪ）１２４グレイン弾および１７グレイン２２口径ＦＳＰ硬化性破片シミュレータの両方に対して４．８８ｋｇ／ｍ２（１．００ｐｓｆ）の重量のシュートパック（ｓｈｏｏｔ ｐａｃｋ）を用いて、耐被弾衝撃性について試験する。該材料の耐被弾衝撃特性は、耐被弾衝撃性製品に許容されるものであることがわかる。
【００７３】
実施例２
一方向性不織布を１３００デニールの高強度ポリエチレン糸（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．のＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）１０００）から形成し、一方向性繊維マトリックスの（コーティング前の）重量を５３ｋｇ／ｍ２とする点を除いて、実施例１を繰り返す。マトリックス樹脂は、スチレン−イソプレン−スチレンエラストマー（Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）Ｄ１１０７）である。織布は、高強度ポリエチレン糸（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．のＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）１０００の３７５デニール糸）の平織布地である。樹脂含浸量は、コーティングされた布地の全重量に基づき約１６重量パーセントである。
【００７４】
試料を実施例１のように試験すると、同様の結果を記録する。
【００７５】
本発明の方法は、樹脂と一方向性繊維の接触を維持し、巻上げ時に一方向性繊維の結着性（統合性）を維持するために、主に、加工時に交差方向強度を与えるための基板を使用することによって一方向性テープを製造する現行の製造方法とは対照的である。そのような方法では、後で基板を破棄し、最終製品の一体部分としては使用しない。本発明では、ある程度の交差方向強度を有する耐被弾衝撃性繊維製品などの多方向性配向布地の形態の第２の布地を使用することで、破棄される基板に代えて、最終製品に耐被弾衝撃特性を与えることになる製品を提供する。材料の製造コストを抑える方法によって本発明の製品を製造することができ、該製品は、仮に性能が向上していないとしても、許容される耐被弾衝撃性能を有する。
【００７６】
本発明によれば、複合構造体の樹脂の量を低減することが可能であり、このことは、チョッキなどの耐被弾衝撃構造体の単位重量当たりの耐被弾衝撃性能を向上させることになる。複合材料のコストを下げることができ、防護具製品等を製造するのに必要とされる層の数も減少させることができる。
【００７７】
このように本発明を詳細に説明したが、当該詳細を厳密に遵守する必要はなく、さらなる変更および修正に当業者が想到でき、それはいずれも添付の請求項に規定される本発明の範囲に含まれることが理解されるであろう。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐被弾衝撃用途および他の用途に有用な複合材料、ならびにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐被弾衝撃性製品は、当該技術分野で知られている。それらは、軟質タイプまたは硬質タイプであってよい。これらの製品の多くは、高強度繊維（ｈｉｇｈ ｔｅｎａｃｉｔｙ ｆｉｂｅｒｓ）に基づくものであり、防弾チョッキなどの身体防護具などの用途に使用される。
【０００３】
１つの一般的なタイプの耐被弾衝撃性製品は、高強度ポリエチレン繊維またはアラミド繊維などの一方向性配向高強度繊維から製造される。当該製品は、所望の耐被弾衝撃特性を有するが、複雑な製造法を必要とする。その結果、それらは、通常、他のタイプの耐被弾衝撃複合体より製造コストが高い。
【０００４】
一方向性配向繊維を含むが、より経済的に製造することが可能な耐被弾衝撃性製品、ならびに当該製品の製造方法を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，５５２，２０８号明細書
【特許文献１】米国特許第６，６４２，１５９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
（ａ）不織布の一方向配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含み、前記第１の布地が第１および第２の表面を含む、前記第１の布地；および
（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、前記第２の布地が高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、前記第２の布地；を含む多層複合布地であって、前記第２の布地の前記第１の表面が前記第１の布地の前記第２の表面に接着されることによって当該複合布地を形成する、前記多層複合布地が提供される。
【０００７】
さらに、本発明によれば、高強度繊維から複合布地構造体を形成する方法において、
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含む、前記第１の布地を形成する工程；
（ｂ）多方向性配向繊維を含む第２の布地であって、高強度繊維を含む前記第２の布地で、前記第１の布地を支持する工程；
（ｃ）第１のマトリックス樹脂が前記第１の布地から少なくとも前記第２の布地内に達するように、前記第１の布地を前記第２の布地で支持する前、支持した後または支持している最中に、前記第１のマトリックス樹脂を前記第１の布地にコーティングする工程； および
（ｄ）前記第１の布地と前記第２の布地が前記マトリックス樹脂によって互いに接着されるように、前記第１の布地と前記第２の布地を一体化（合体、結合あるいは結着）させて複合布地とし、それによって、前記第２の布地が前記複合布地の一体部分となる工程；
を改良として含む方法が提供される。
【０００８】
さらに、本発明によれば、複合布地構造体を形成する方法であって、
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含み、前記第１の布地が第１および第２の表面を含む、前記第１の布地を用意する工程；
（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、前記第２の布地が高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、前記第２の布地を用意する工程；および
（ｃ）前記第２の布地の前記第１の表面を、前記第１の布地の前記第２の表面に接着させることによって、前記複合布地を形成する工程；
を含む方法が提供される。
【０００９】
２つの布地層に加えて、他の布地または非布地層が存在してもよい。例えば、両外層が一方向性配向繊維層、または多方向性配向繊維層である３層構造体であってもよい。また、外層がともに一方向性配向繊維層であり、内層がともに多方向性配向繊維層である４層構造体とすることができる。第２の布地が第２のマトリックス樹脂を含む場合は、製造性および均一性の確保を容易にするために、好ましくは、第２のマトリックス樹脂は、第１のマトリックス樹脂と化学的に同一である。
【００１０】
本発明は、優れた耐被弾衝撃特性を有する多層複合材料を提供する。また、一方向性配向繊維に対する支持構造体として、織布などの多方向性配向布地の１つまたは複数の層を使用することによって、この材料を製造することができる。後者の布地（多方向性配向布地）は、複合材料の一体部分となるため、廃棄物がより少なくなることにより製造コストが下がる。加えて、支持層を複合材料の一体部分とすることによって、材料の品質が向上する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、少なくとも第１の布地層および第２の布地層から形成された多層複合布地を含む。第１および第２の布地層の両方における繊維は、高強度繊維（ｈｉｇｈ ｔｅｎａｃｉｔｙ ｆｉｂｅｒｓ）を含み、それらの層は互いに接着される。
【００１２】
本発明の目的では、繊維は、その長さ寸法が、幅および厚さの横方向寸法よりはるかに大きい長形体である。従って、「繊維」という用語は、単繊維、多繊維、リボン、ストリップ（ｓｔｒｉｐ）、ステイプル（ｓｔａｐｌｅ）、ならびに規則的または不規則な断面を有する細断、切断もしくは不連続繊維等の他の形の繊維を含む。「繊維」という用語は、先述の繊維のいずれか、またはそれらの組合せを含む。糸（ヤーン）は、多くの繊維またはフィラメントで構成された連続的なストランドである。繊維は、スプリットフィルムまたはテープの形であってもよい。
【００１３】
本明細書において有用な繊維の断面は、広く異なっていてもよい。それらは、断面が円形、平面または長円形であってよい。それらは、繊維の直線または長軸から突出した１つまたは複数の規則的または不規則な葉（ローブ；ｌｏｂｅｓ）を有する不規則または規則的な多葉性断面であってもよい。繊維が実質的に円形、平面または長円形の断面であることが好適であり、最も好ましくは円形である。
【００１４】
本明細書に用いられているように、「高強度繊維（ｈｉｇｈ ｔｅｎａｃｉｔｙ ｆｉｂｅｒｓ）」」という用語は、約７ｇ／ｄ以上の靭性（テナシティ；ｔｅｎａｃｉｔｙ）を有する繊維を指す。好ましくは、これらの繊維は、ＡＳＴＭ Ｄ２２５６によって測定して、少なくとも約１５０ｇ／ｄの初期引張弾性率および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有する。本明細書に用いられているように、「初期引張弾性率」、「引張弾性率」および「弾性率」という用語は、糸（ヤーン）についてはＡＳＴＭ２２５６によって測定し、エラストマーまたはマトリックス材料についてはＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定した場合の弾性係数を指す。
好ましくは、高強度繊維は、約１０ｇ／ｄ以上、より好ましくは約１６ｇ／ｄ以上、さらにより好ましくは約２２ｇ／ｄ以上、最も好ましくは約２８ｇ／ｄ以上の靭性（テナシティ）を有する。
【００１５】
本発明の糸および布地に有用な高強度繊維としては、高度配向高分子量ポリオレフィン繊維、特に、高弾性率（または高強度）ポリエチレン繊維およびポリプロピレン繊維、アラミド繊維、ポリベンゾキサゾール（ＰＢＯ）およびポリベンゾチアゾール（ＰＢＴ）などのポリベンザゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、液晶コポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、玄武岩または他の鉱物繊維、硬質ロッドポリマー繊維、ならびにそれらの混合物およびブレンドが挙げられる。本発明に有用な好適な高強度繊維としては、ポリオレフィン繊維（より好ましくは高強度ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ポリベンザゾール繊維、グラファイト繊維、ならびにそれらの混合物およびブレンドが挙げられる。高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維が最も好適である。
【００１６】
米国特許第４，４５７，９８５号明細書には、全般的に、そのような高分子量ポリエチレンおよびポリプロピレン繊維が記載されており、この特許の開示内容が、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。ポリエチレンの場合は、好適な繊維は、重量平均分子量が少なくとも約１５００００、好ましくは少なくとも約１００万、より好ましくは約２００万から約５００万の間のものである。このような高分子量ポリエチレン繊維を溶液中で紡糸することができ（米国特許第４，１３７，３９４号明細書および米国特許第４，３５６，１３８号明細書参照）、またはフィラメントを溶液から紡糸してゲル構造体を形成することができ（米国特許第４，４１３，１１０号明細書、独国特許第３０ ０４ ６９９号明細書および英国特許第２０５１６６７号明細書参照）、またはポリエチレン繊維を圧延および延伸法によって製造することができる（米国特許第５，７０２，６５７号明細書）。本明細書に用いられている、ポリエチレンという用語は、少量の分枝鎖、または１００個の主鎖炭素原子当たりの修飾単位が約５個を超えないコモノマーを含む、主に直鎖状のポリエチレン材料を指し、これは、アルケン−１−ポリマー、特に、低密度ポリエチレン、ポリプロピレンもしくはポリブチレン、一次モノマーとしてモノオレフィンを含む共重合体、酸化ポリオレフィン、グラフトポリオレフィン共重合体およびポリオキシメチレン、または一般的に含まれる酸化防止剤、潤滑剤、紫外線遮断剤および着色剤等の低分子量添加剤などの１つまたは複数のポリマー添加剤を、約５０重量パーセントを超えない量混合して含むこともできる。
【００１７】
高強度ポリエチレン繊維（伸びきり鎖または高分子量ポリエチレン繊維とも称する）が好適であり、例えば、商品名ＳＰＥＣＴＲＡ（登録商標）繊維および糸として、米国ニュージャージ州ＭｏｒｒｉｓｔｏｗｎのＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社から入手可能である。
【００１８】
形成技術、延伸率および温度ならびに他の条件に応じて、様々な特性をこれらの繊維に付与することができる。ポリエチレン繊維の靭性（テナシティ）は、少なくとも約７ｇ／ｄ、好ましくは少なくとも約１５ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約２０ｇ／ｄ、さらにより好ましくは少なくとも約２５ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約３０ｇ／ｄである。同様に、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）引張試験機で測定した繊維の初期引張弾性率は、好ましくは少なくとも約３００ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約５００ｇ／ｄ、さらにより好ましくは少なくとも約１０００ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約１２００ｇ／ｄである。初期引張弾性率および靭性（テナシティ）のこれらの最大値は、一般には、溶液成長またはゲル紡糸法を採用することによってのみ得られる。フィラメントの多くは、それらを形成したポリマーの融点より高い融点を有する。したがって、例えば、約１５００００、約１００万および約２００万の分子量を有する高分子量ポリエチレンは、一般には、バルクで約１３８℃の融点を有する。これらの材料で製造された高度配向ポリエチレンフィラメントは、それより約７℃から約１３℃高い融点を有する。したがって、融点のわずかな上昇は、バルクのポリマーと比較して、フィラメントの結晶が完全であり、結晶配向がより高度であることを反映する。
【００１９】
好ましくは、使用されるポリエチレンは、炭素原子１０００個当たり少なくとも１個未満のメチル基、より好ましくは炭素原子１０００個当たり約０．５個未満のメチル基、および約１重量パーセント未満の他の構成成分を有するポリエチレンである。
【００２０】
同様に、重量平均分子量が少なくとも約２０００００、好ましくは約１００万、より好ましくは約２００万の高度配向高分子量ポリプロピレン繊維を使用することができる。以上に参照した様々な参考文献に記載されている技術、特に米国特許第４，４１３，１１０号明細書の技術によって、当該伸びきり鎖ポリプロピレンを合理的に十分に配向したフィラメントに成形することができる。ポリプロピレンは、ポリエチレンよりはるかに結晶性が低い材料であり、ペンダントメチル基を含むため、ポリプロピレンで達成可能な靭性（テナシティ）値は、一般には、ポリエチレンの対応する値より実質的に小さい。従って、好適な靭性（テナシティ）は、好ましくは少なくとも約８ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約１１ｇ／ｄである。ポリプロピレンの初期引張弾性率は、好ましくは少なくとも約１６０ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約２００ｇ／ｄである。ポリプロピレンフィラメントが好ましくは少なくとも１６８℃、より好ましくは少なくとも１７０℃の主融点を有するように、一般には、ポリプロピレンの融点は、配向処理によって数度だけ高められる。上記パラメータの特に好適な範囲は、有利には、最終製品の性能を向上させることができる。上記パラメータ（弾性率および靭性（テナシティ））の好適な範囲とともに、少なくとも約２０００００の重量平均分子量を有する繊維を採用することで、有利には、最終製品の性能を向上させることができる。
【００２１】
伸びきり鎖ポリエチレン繊維の場合は、ゲル紡糸ポリエチレン繊維の調製および延伸は、その開示内容が本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に明確に組み込まれる米国特許第４，４１３，１１０号明細書；同第４，４３０，３８３号明細書；同第４，４３６，６８９号明細書、同第４，５３６，５３６号明細書；同第４，５４５，９５０号明細書；同第４，５５１，２９６号明細書；同第４，６１２，１４８号明細書；同第４，６１７，２３３号明細書；同第４，６６３，１０１号明細書；同第５，０３２，３３８号明細書；同第５，２４６，６５７号明細書；同第５，２８６，４３５号明細書；同第５，３４２，５６７号明細書；同第５，５７８，３７４号明細書；同第５，７３６，２４４号明細書；同第５，７４１，４５１号明細書；同第５，９５８，５８２号明細書；同第５，９７２，４９８号明細書；同第６，４４８，３５９号明細書；同第６，９６９，５５３号明細書および米国特許出願公開第２００５／００９３２００号公報を含む様々な文献に記載されている。
【００２２】
アラミド繊維の場合は、芳香族ポリアミドから形成された好適な繊維が、例えば、その開示内容が明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる米国特許第３，６７１，５４２号明細書に記載されている。好適なアラミド繊維は、少なくとも約２０ｇ／ｄの靭性（テナシティ）、少なくとも約４００ｇ／ｄの初期引張弾性率および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有し、特に好適なアラミド繊維は、少なくとも約２０ｇ／ｄの靭性（テナシティ）および少なくとも約２０Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有することになる。最も好適なアラミド繊維は、少なくとも約２３ｇ／ｄの靭性（テナシティ）、少なくとも約５００ｇ／ｄの弾性率および少なくとも約３０Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有することになる。例えば、適度に高い弾性率および靭性（テナシティ）値を有するポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）フィラメントは、耐被弾衝撃複合体を形成するのに特に有用である。例としては、デニールが１０００のＴｅｉｊｉｎ社のＴｗａｒｏｎ（登録商標）Ｔ２０００である。他の例は、Ｄｕ Ｐｏｎｔ社から入手可能な、初期引張弾性率および靭性（テナシティ）がそれぞれ５００ｇ／ｄおよび２２ｇ／ｄであるＫｅｖｌａｒ（登録商標）２９、ならびに４００、６４０および８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９およびＫＭ２である。他の製造元のアラミド繊維を本発明に使用することもできる。コ−ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド ３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド）などの、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）の共重合体を使用することもできる。Ｄｕ Ｐｏｎｔ社が商品名Ｎｏｍｅｘ（登録商標）で販売するポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）繊維も本発明の実施に有用である。
【００２３】
高引張弾性率を有する高分子量ポリビニルアルコール（ＰＶ−ＯＨ）は、その開示内容が明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれるＫｗｏｎらの米国特許第４，４０，７１１号明細書に記載されている。高分子量ＰＶ−ＯＨ繊維は、少なくとも約２０００００の重量平均分子量を有するべきである。特に有用なＰＶ−ＯＨ繊維は、少なくとも約３００ｇ／ｄの弾性率、好ましくは少なくとも約１０ｇ／ｄ、より好ましくは少なくとも約１４ｇ／ｄ、最も好ましくは少なくとも約１７ｇ／ｄの靭性（テナシティ）、および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有するべきである。当該特性を有するＰＶ−ＯＨ繊維を、例えば、米国特許第４，５９９，２６７号明細書に記載されている方法によって製造することができる。
【００２４】
ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）の場合は、ＰＡＮ繊維は、少なくとも約４０００００の重量平均分子量を有するべきである。特に有用なＰＡＮ繊維は、好ましくは少なくとも約１０ｇ／ｄの靭性（テナシティ）および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有するべきである。少なくとも約４０００００の分子量、少なくとも約１５から２０ｇ／ｄの靭性（テナシティ）、および少なくとも約８Ｊ／ｇの破断点エネルギーを有するＰＡＮ繊維が最も有用であり、当該繊維は、例えば、米国特許第４，５３５，０２７号明細書に開示されている。
【００２５】
本発明の実施に好適な液晶コポリエステル繊維は、例えば、米国特許第３，９７５，４８７号明細書、同第４，１１８，３７２号明細書および同第４，１６１，４７０号明細書に開示されている。液晶コポリエステル繊維は、商品名Ｖｅｃｔｒａｎ（登録商標）繊維としてＫｕｒａｒａｙ Ａｍｅｒｉｃａ Ｉｎｃ．から入手可能である。
【００２６】
本発明の実施に好適なポリベンザゾール繊維は、例えば、米国特許第５，２８６，８３３号明細書、同第５，２９６，１８５号明細書、同第５，３５６，５８４号明細書、同第５，５３４，２０５号明細書および同第６，０４０，０５０号明細書に開示されている。ポリベンザゾール繊維は、商品名Ｚｙｌｏｎ（登録商標）繊維としてＴｏｙｏｂｏ Ｃｏ．から入手可能である。
【００２７】
硬質ロッド繊維は、例えば、米国特許第５，６７４，９６９号明細書、同第５，９３９，５５３号明細書、同第５，９４５，５３７号明細書および同第６，０４０，４７８号明細書に開示されている。当該繊維は、商品名Ｍ５（登録商標）繊維としてＭａｇｅｌｌａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社から入手可能である。
【００２８】
好ましくは、第１の布地層における繊維は、高強度ポリオレフィン繊維（より好ましくは高強度ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、グラファイト繊維およびそれらのブレンドの群から選択される。同様に、第２の布地層における繊維は、同じ繊維群から選択される。
【００２９】
本発明の布地層は、好ましくは、すべてのまたは実質的にすべての高強度繊維から形成される。あるいは、布地層における少なくとも約５０重量％の繊維が高強度繊維であり、より好ましくは、布地層における少なくとも約７５重量％の繊維が高強度繊維である。
【００３０】
第１の布地は、高強度の一方向性配向繊維の不織布の形である。知られているように、当該配置において、一方向性配向繊維は、共通の繊維方向に沿って互いに平行に配列されている。一方向性配向布地は、製品に交差方向安定性を付与する少量の材料を含むことができ、当該材料は、すべてが高強度の材料とは限らない繊維、糸もしくは接着糸の形態で、または一方向性配向繊維の長さに沿って間隔をおいて配置されているが、それに対してある角度で伸びることができる樹脂、接着剤およびフィルム等の形態であってよい。当該材料は、存在する場合、第１の布地の全重量の約１０重量％まで、より好ましくは約５重量％までを構成することができる。
【００３１】
第１の布地層を様々な方法によって構成することができる。好ましくは、高強度フィラメントの糸束が、クリールから供給され、ガイドを通じてコリメーティングコーム（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ ｃｏｍｂ）に誘導される。コリメーティングコームは、フィラメントを同一平面にかつ実質的に一方向に配列する。次いで、コーティング装置に含めることができ、またはコーティング装置の前または後に配置することができる、１つまたは複数のスプレッダーバーに繊維を誘導することができる。
【００３２】
第１の布地を形成する一方向性配向繊維の高強度繊維網にマトリックス樹脂組成物がコーティングされる。本明細書に用いられているように、「コーティング」という用語は、個々の繊維が、繊維を取り囲むマトリックス組成物の連続層、または繊維の表面上のマトリックス組成物の不連続層を有する繊維網を描写する広い意味で用いられる。前者（連続層）の場合は、繊維がマトリックス組成物に完全に埋設されていると言える。コーティングおよび含浸という用語は、本明細書において区別なく互換性のあるものとして用いられる。
【００３３】
これまでは、樹脂マトリックス（母材）でコーティングする前または後で当該一方向性配向布地を形成する際に、一方向性布地が、剥離紙またはフィルム基板などの支持体ウェブで支持されていた。そのような以前の方法は、その開示内容が本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に明確に組み込まれる米国特許第５，５５２，２０８号明細書（特許文献１）および同第６，６４２，１５９号明細書（特許文献２）に記載されている。このような方法において、支持体ウェブは、究極的には、一方向性配向布地から剥がされ、破棄される。
【００３４】
本発明によれば、好ましくは、一方向性配向繊維にマトリックス樹脂をコーティングした後に、第１の布地は、ロールの形であってよい第２の布地によって支持される。あるいは、第１の布地をコーティング工程の前または最中に支持することができる。支持体ウェブが第２の布地材料である点を除けば、例えば、前記米国特許第６，６４２，１５９号明細書（特許文献２）に示されているようにして、第２の布地の１つの表面が第１の布地の１つの表面と接触するように第２の布地を第１の布地の下に供給することができる。すなわち、第２の布地層は、第１の布地層のコーティング後に、第１の布地層に接着される。あるいは、第２の布地層は、コーティング工程の前に、第１の布地層に接触するおよび／または第１の布地層を支持することができ、次いで、例えば、前記米国特許第５，５５２，２０８号明細書（特許文献１）に示されているように、両布地層がコーティング工程でコーティングされる。
【００３５】
本発明の方法の一実施形態において、最初に、第１の布地の一方向性配向繊維に所望のマトリックス樹脂がコーティングされる。コーティング後に、好ましくは、第１の布地層における過剰のマトリックス樹脂が、一対のローラなどによって絞り出される。その後、コーティングされた第１の布地が第２の布地の上に配置される。次いで、両布地が一体化され、冷却または加熱されることによって、第１の布地からのマトリックス樹脂が、第２の布地の少なくとも接着面を第１の布地に接着させることによって単一の構造体を形成する。合体した（結合した）布地構造体をオーブンに送り込むことによって、布地が乾燥される。
【００３６】
第２の布地層は、第２の布地に第１の布地層のマトリックス樹脂が少なくとも部分的に浸透するように、コーティングされた第１の布地と接触する前に樹脂マトリックスを含まないことが好適である。あるいは、第１の布地層に接触し、それを支持する前に、第２の布地に、好ましくは同一または同様の化学構造の別のマトリックス樹脂を予備コーティングすることができる。次いで、熱および／または圧力を利用して、これらの層が貼り合わされる。この場合は、より好ましくは、第１の布地のためのマトリックス樹脂として使用されるものと同じ樹脂が、第２の布地にも使用される。
【００３７】
あるいは、いずれか一方の布地層にマトリックス樹脂を全面的に含浸させ、次いで、この布地層を、樹脂の量および粘度に応じて、樹脂を染み込ませることができるか、または表面で接着し得る、他方の布地ウェブと貼り合わせることができる。
【００３８】
マトリックス樹脂組成物を溶液、分散液またはエマルション等として、第１の布地層を形成する第１の繊維網に施用（塗布）することができる。マトリックス樹脂を噴霧、浸漬、ローラコーティングまたはホットメルトコーティング等の任意の所望の技法によって施用（塗布）することができる。次いで、以上に述べたように、コーティングされた布地層を、それらがマトリックス樹脂組成物における水または他の溶媒を蒸発させるのに十分に加熱される乾燥用オーブンに通すことができる。
【００３９】
第２の布地層も高強度繊維から形成されるが、それらの繊維は、布地において多方向に配向している。すなわち、第２の布地における繊維は、多方向性配向繊維である。これは、布地の主方向から第２の方向に伸びて、布地にある程度の交差方向強度を付与するに十分な繊維が存在することを意味する。「多方向性配向繊維」という用語は、「一方向性配向繊維」とは明確に異なる。
【００４０】
第２の布地は、織布、編布、編組布、フェルト布および紙布等の形態であってよい。好ましくは、第２の布地は、織布の形態である。この第２の布地層は、耐被弾衝撃繊維製品と称することができる。
【００４１】
以上に述べたように、第２の布地層における高強度繊維は、第１の布地層に関して、以上に述べたのと同じ繊維群から選択される。好ましくは、第２の布地層における繊維もまた、高強度ポリオレフィン繊維（より好ましくは高強度ポリエチレン繊維）、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、グラファイト繊維およびそれらのブレンドから選択される。より好ましくは、当該繊維は、高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維である。
【００４２】
織布が使用される場合は、それは、平織、バスケット織、綾織、朱子織、三次元織布、およびそれらのいくつかの変形のいずれかを含む任意の織パターンを有することができる。平織およびバスケット織布が好適であり、経糸数と緯糸数（縦糸数と横糸数）が等しい布地がより好適である。一実施形態において、以上に述べたように、織布は、樹脂マトリックスを含まない。別の実施形態において、織布は、第１の布地に接着する前に樹脂マトリックスを含むことができる。
【００４３】
織布の糸を撚ってもよいし、上包みしてもよいし、絡めてもよい。第２の布地を、経糸方向と緯糸方向（縦糸方向と横糸方向）、または別の方向で異なる繊維を有する糸で織ることができる。例えば、経（縦）糸方向にアラミド繊維を用い、緯（横）糸方向に高強度ポリエチレン繊維を用いて、またはその逆にして織布を形成することができる。
【００４４】
以上に述べたように、第２の布地は、あるいは、編布の形であってよい。編構造体は、噛合ループで構成された構造体であり、４つの主要なタイプは、トリコット構造体、ラッシェル構造体、ネット構造体および配向構造体である。ループ構造の性質により、最初の３つの範疇の編物は、繊維の強度を十分に利用しないため、それほど好適ではない。しかしながら、配向編構造体は、微細なデニール編目によって適所に保持された直線のつづれ編糸（ｉｎｌａｉｄ ｙａｒｎｓ）を使用する。それらの糸は、糸に対する交絡（インターレース）効果により、織布に見られるけん縮効果を受けることなく、完全に直線である。これらの撚り糸を、工学的要件に応じて一軸、二軸または多軸方向に配向させることができる。耐荷糸を撚るのに使用される具体的な編装置は、糸を通さないのが好適である。
【００４５】
あるいは、第２の布地を、ニードルパンチフェルトなどのフェルトの形の布地などの不織布から形成することができる。フェルトは、好ましくは、その少なくとも１つが不連続繊維であって、好ましくは、約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）から約２５ｃｍ（１０インチ）の範囲の長さを有する短繊維である、ランダム配向繊維の不織布網である。これらのフェルトを、カーディングまたは流動堆積（ｆｌｕｉｄ ｌａｙｉｎｇ）、メルトブロー、および回転堆積（ｓｐｉｎ ｌａｙｉｎｇ）などの当該技術分野で知られているいくつかの技法によって形成することができる。繊維網は、ニードルパンチング、スティッチボンディング、水圧交絡、空気交絡、スパンボンドまたはスパンレースなどの機械的手段で、接着剤などを用いた化学的手段で、または先端接着する繊維もしくはより低い融点を有するブレンド繊維を用いた熱的手段で一体化（結着、結合）される。
【００４６】
あるいは、第２の布地は、例えば、高強度繊維を含む液体をパルプ化することによって形成できる紙布地の形態であってよい。
【００４７】
別の実施形態において、第２の布地は、一方向性配向布地または多方向性配向布地であってよい第３の層を含む布地などの多層複合布地の形態であってよい。第３の層も好ましくは高強度繊維から形成される。
【００４８】
様々な繊維層に有用な糸（ヤーン）は、任意の好適なデニールのものであることができ、各層のデニールは同一であっても異なっていてもよい。例えば、糸は、約５０から約３０００のデニールを有することができる。選択は、耐被弾衝撃効果、他の所望の特性およびコストを検討することによって決まる。織布では、糸が微細であるほど、製造および織工コストが高くなるが、単位重量当たりの耐被弾衝撃効果を高めることができる。糸は、好ましくは約２００デニールから約３０００デニールである。より好ましくは、糸は、約４００デニールから約２０００デニールである。最も好ましくは、糸は、約５００デニールから約１６００デニールである。
【００４９】
繊維層の樹脂マトリックスを、所望の特性を有する広範な熱可塑性、熱硬化性またはエラストマー材料から形成することができる。一実施形態において、当該マトリックスに使用されるエラストマー材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定して約４１．４ＭＰａ（約６０００ｐｓｉ）以下の初期引張弾性率（弾性係数）を有する。より好ましくは、エラストマーは、約１６．５ＭＰａ（約２４００ｐｓｉ）以下の初期引張弾性率を有する。より好ましくは、エラストマー材料は、約８．２３ＭＰａ（約１２００ｐｓｉ）以下の初期引張係数を有する。これらの樹脂材料は、典型的には、本質的に熱可塑性である。
【００５０】
あるいは、樹脂マトリックスを、硬化すると少なくとも約６９０ＭＰａ（約１×１０５ｐｓｉ）のように高い引張弾性率を有するように選択することができる。当該材料の例は、例えば、その開示内容が本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，６４２，１５９号明細書（特許文献２）に開示されている。
【００５１】
複合層における樹脂マトリックス材料と繊維の割合は、最終用途に応じて大幅に異なり得る。樹脂マトリックス材料は、繊維と樹脂マトリックスの全重量に基づき、好ましくは約１から約９８重量パーセント、より好ましくは約５から約９５重量パーセント、さらにより好ましくは約５から約４０重量パーセント、最も好ましくは約１０から約２５重量パーセントを形成する。
【００５２】
広範なエラストマー材料を樹脂マトリックスとして利用することができる。例えば、以下の材料のいずれかを使用することができる：ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元重合体、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、フタル酸ジオクチルまたは当該技術分野で良く知られている他の可塑剤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−コ−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、熱可塑性エラストマーおよびエチレンの共重合体。熱硬化性樹脂の例としては、メチルエチルケトン、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサン、エチルアセトン、およびそれらの組合せなどの炭素−炭素飽和溶媒に可溶である樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂には、前記米国特許第６，６４２，１５９号明細書（特許文献２）に開示されているように、ビニルエステル、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、フタル酸ジアリル、フェノールホルムアルデヒド、ポリビニルブチラールおよびそれらの混合物がある。ポリエチレン繊維布地に好適な熱硬化性樹脂は、少なくとも１つのビニルエステル、フタル酸ジアリル、および任意選択でビニルエステル樹脂を硬化するための触媒を含む。
【００５３】
ポリエチレン繊維布地の１つの好適な材料群は、共役ジエンのブロック共重合体およびビニル芳香族共重合体である。ブタジエンおよびイソプレンは、好適な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、好適な共役芳香族モノマーである。ポリイソプレンおよび／またはポリブタジエンを含むブロック共重合体を水素化して、飽和炭化水素エラストマー部分を有する熱可塑性エラストマーを製造することができる。ポリマーは、Ｒ−（ＢＡ）ｘ（ｘ＝３〜１５０）型の単純なトリ−ブロック共重合体であってよい。上式において、Ａは、ポリビニル芳香族モノマーからのブロックであり、Ｂは、共役ジエンエラストマーまたはＡ−Ｂ−Ａ型のエラストマーからのブロックである。好適な樹脂マトリックスは、Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ ＬＬＣから入手可能なＫｒａｔｏｎ（登録商標）Ｄ１１０７スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体などのスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体である。
【００５４】
アラミド繊維のための１つの好適なマトリックス樹脂は、水性ポリウレタン樹脂などのポリウレタン樹脂である。
【００５５】
１つの好適な実施形態において、マトリックス樹脂は、複合布地が柔軟であり、軟質防護具製品等の用途に有用になるように選択される。
【００５６】
第１の布地と第２の布地が互いに貼り合わされた後に、それらは、好ましくはロール状に巻かれる。巻上げ中に層同士が固着するのを防止するために隔離シートを使用することができる。
【００５７】
以上に述べたように、本発明の複合布地にさらなる層を含めることができる。例えば、高強度繊維の別の一方向性配向布地を含めることによって、３層構造体を形成することができる。この追加的な層は、第１の層に接着された表面に対して第２の層の反対表面に接着される。さらなる一方向性配向布地を、他の布地層を貼り合わせるのと同時に、他の布地層と貼り合わせることができ、あるいはこの第３の布地層を第２の布地層にあらかじめ接着させるか、または第１の布地層と第２の布地層を接着した後にそれらと貼り合わせることもできる。例えば、第１および第２の布地の構造体を形成した後に、複合構造体を再び使用して、高強度繊維の別の一方向性配向布地を支持し、第２の布地層に第２の一方向性配向布地層を支持させることができる。例として、最初に形成された複合布地を、第２の一方向性配向布地の下に配置して、多方向性配向布地を第２の一方向性配向布地の表面に隣接させることができ、第２の一方向性配向布地のマトリックス樹脂を多方向性配向布地に押し付けることができる。得られた構造体は、２つの一方向性配向布地の間に挟まれた、第２の多方向性配向布地を含む。
【００５８】
同様に、別の多方向性配向布地（例えば織布）を、第２の布地に接着されていない一方向に配向した第１の布地の表面に接着されるようにして、第１および第２の布地と貼り合わせることができる。このようにして、第１の一方向性配向布地層は、２つの多方向性配向布地の間に挟まれる。
【００５９】
これらの３層状構造体の各々において、各布地の高強度繊維は、他の布地層における繊維と同一であっても異なっていてもよい。また、布地層の各々におけるマトリックス樹脂は、存在する場合は、好ましくは化学的に同一または実質的に同一である。あるいは、異なる布地層のマトリックス樹脂は、異なっていてもよいが、層の所望の接着を達成できるように相溶性を有するべきである。
【００６０】
本発明の別の実施形態において、４層布地構造体を２つの一方向性配向布地層および２つの多方向性配向布地層から形成することができる。例えば、２つの織布層は、互いに接着され、複合構造体の内部布地層を形成し、２つの一方向性配向布地層は、構造体の外層を形成することができる。
【００６１】
あるいは、上述のようにそれぞれ第１および第２の布地から形成された２つの複合布地構造体を、同じタイプの２つの布地層が互いに接着されるか、または２つの異なるタイプの布地層が互いに接着されるように、好適に接着することによって４層構造体を調製することができる。
【００６２】
複合布地構造体における布地層の数に関係なく、それぞれの層を一体化（合体、結合あるいは結着；ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）させることによって複合布地が形成される。「一体化させる（合体、結合あるいは結着させる；ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｎｇ）」とは、マトリックス材料と繊維を１つの層に統合することを意味する。一体化（合体、結合あるいは結着）は、乾燥、冷却、加熱、加圧またはそれらの組合せによって起こり得る。
【００６３】
複合布地構造体（２層構造であっても、３層構造であっても、４層構造であっても、さらなる層を含む構造であってもよい）の多数の層から製品を形成することができる。そのような製品に存在する複合布地構造体の層の数は、用途の種類、所望の重量等を含む様々な要因に応じて決まる。例えば、チョッキなどの耐被弾衝撃性製品において、２つの布地複合構造体の層の数は、約２から約６０、より好ましくは約８から約５０、最も好ましくは約１０から約４０の範囲であってよい。このような層は、縁のみを縫い合わせることなどによる従来の方法でいくつかの層を互いに接着させることなく貼り合わせることができる。そのような製品を形成するために、複合布地を所望の形状に切断することができる。
【００６４】
一方向性配向繊維を含む複合布地のいくつかの層を使用する場合は、一方向性配向布地は、好ましくは、互いにある角度で配置される（例えば交差積層（クロスプライ））。当該角度は、約０°／９０°、または任意の所望の角度であってよい。
【００６５】
様々な構成の複合布地を所望の用途、衝撃の脅威、ならびに難燃性、耐久性および撥水性等の所望の特性に基づいて製造することができる。例えば、支持している多方向性配向布地層および一方向性布地層の両方にアラミド材料を、または当該両布地層に高強度ポリエチレン繊維を使用することができる。あるいは、第１の布地をアラミド布地とし、第２の布地を高強度ポリエチレン布地とする、または第１の布地を高強度ポリエチレン布地とし、第２の布地をアラミド布地とするなどの任意の所望の組合せで、高強度ポリエチレン繊維とアラミド繊維を組み合わせることができる。別の実施形態において、グラファイト一方向性配向布地を高強度ポリエチレン繊維織布に接着することができ、またはＰＢＯ一方向性布地をアラミド織布に接着することができる。これらの材料を任意の所望の構成で配置することが可能である。
【００６６】
体形に合わせて成形することを容易にし、装着を容易にするために、または他の理由から、異なる複合層が互いに滑動できるように、１つまたは複数のプラスチックフィルムを複合体に含めることができる。これらのプラスチックフィルムを、典型的には、複合布地の片面または両面に接着することができる。ポリオレフィンで製造されたフィルムなどの任意の好適なプラスチックフィルムを使用することができる。このようなフィルムの例は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルム、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）フィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルムおよびポリカーボネートフィルム等である。これらのフィルムは、任意の所望の厚さを有することができる。典型的な厚さは、約２．５から約３０μｍ（約０．１から約１．２ｍｉｌ）、より好ましくは約５から約２５μｍ（約０．２から約１ｍｉｌ）、最も好ましくは約５から約１２．５μｍ（約０．２から約０．５ｍｉｌ）の範囲である。ＬＬＤＰＥのフィルムが、最も好適である。
【００６７】
本発明の非限定的な実施形態は、高強度ポリエチレン糸の織布に接着された高強度ポリエチレン糸の一方向性不織布；アラミド糸の織布に接着されたアラミド糸の一方向性不織布；アラミド糸の織布に接着された高強度ポリエチレン糸の一方向性不織布；高強度ポリエチレン糸の織布に接着されたアラミド糸の一方向性不織布；および同一または異なる高強度繊維を用いた他の構造体を含む。
【００６８】
本発明の複合布地を耐被弾衝撃性製品、構造製品、自動車および航空宇宙産業における部品等の広範な用途に使用することができる。好適な用途は、耐被弾衝撃性身体防護具（防弾チョッキ等）、車両パネル等の軟質または硬質防護具製品である。
【００６９】
以下の非限定的な実施例は、本発明をより完全に理解させるために提示されるものである。本発明の原理を説明するために記載される具体的な技法、条件、材料、割合および報告データは、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００７０】
実施例１
一方向性配向アラミド繊維およびアラミド織布の層から複合体を形成する。１０００デニールのアラミド糸をクリールから供給し、コーミング（ｃｏｍｂｉｎｇ）工程に通して一方向性の繊維網を形成する。一方向性布地のコーティング前の重量は４５ｇ／ｍ２である。それらの糸は、一方向性布地に含浸するポリウレタンマトリックス樹脂の溶液を含むタンクに入る。コーティングされた一方向性布地は、次に、一対のローラを通って、過剰のマトリックス樹脂溶液を絞り出し、マトリックス溶液を実質的に均一にフィラメント中およびフィラメント間に拡散させる。樹脂含浸量は、コーティングされた布地の全重量に基づき、約１６重量パーセントである。
【００７１】
次いで、コーティングされた一方向性布地を、個別のローラから供給される乾燥アラミド織布（マトリックス樹脂を含まない）上に配置する。この織布は、重量が２３７．４ｇ／ｍ２（７オンス／平方ヤード）である、８４０デニールのアラミド糸の平織洗上げ布地である。織布を一方向性布地層の底部上に供給し、その支持体として作用させる。一体化した構造体を、一対のニップローラに供給し、複合布地の厚さを制御し、一方向性不織布からのマトリックス樹脂を織布の隣接面に少なくとも接触させる。次いで、一体化した構造体を乾燥オーブンに送り込み、そこでマトリックス樹脂溶媒を揮発させる。一体化した複合布地を巻き上げて連続的なロールとする。
【００７２】
４５．７×４５．７ｃｍ（１８×１８インチ）の複合布地の試料を、９ｍｍフルメタルジャケット（ＦＭＪ）１２４グレイン弾および１７グレイン２２口径ＦＳＰ硬化性破片シミュレータの両方に対して４．８８ｋｇ／ｍ２（１．００ｐｓｆ）の重量のシュートパック（ｓｈｏｏｔ ｐａｃｋ）を用いて、耐被弾衝撃性について試験する。該材料の耐被弾衝撃特性は、耐被弾衝撃性製品に許容されるものであることがわかる。
【００７３】
実施例２
一方向性不織布を１３００デニールの高強度ポリエチレン糸（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．のＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）１０００）から形成し、一方向性繊維マトリックスの（コーティング前の）重量を５３ｋｇ／ｍ２とする点を除いて、実施例１を繰り返す。マトリックス樹脂は、スチレン−イソプレン−スチレンエラストマー（Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）Ｄ１１０７）である。織布は、高強度ポリエチレン糸（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．のＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）１０００の３７５デニール糸）の平織布地である。樹脂含浸量は、コーティングされた布地の全重量に基づき約１６重量パーセントである。
【００７４】
試料を実施例１のように試験すると、同様の結果を記録する。
【００７５】
本発明の方法は、樹脂と一方向性繊維の接触を維持し、巻上げ時に一方向性繊維の結着性（統合性）を維持するために、主に、加工時に交差方向強度を与えるための基板を使用することによって一方向性テープを製造する現行の製造方法とは対照的である。そのような方法では、後で基板を破棄し、最終製品の一体部分としては使用しない。本発明では、ある程度の交差方向強度を有する耐被弾衝撃性繊維製品などの多方向性配向布地の形態の第２の布地を使用することで、破棄される基板に代えて、最終製品に耐被弾衝撃特性を与えることになる製品を提供する。材料の製造コストを抑える方法によって本発明の製品を製造することができ、該製品は、仮に性能が向上していないとしても、許容される耐被弾衝撃性能を有する。
【００７６】
本発明によれば、複合構造体の樹脂の量を低減することが可能であり、このことは、チョッキなどの耐被弾衝撃構造体の単位重量当たりの耐被弾衝撃性能を向上させることになる。複合材料のコストを下げることができ、防護具製品等を製造するのに必要とされる層の数も減少させることができる。
【００７７】
このように本発明を詳細に説明したが、当該詳細を厳密に遵守する必要はなく、さらなる変更および修正に当業者が想到でき、それはいずれも添付の請求項に規定される本発明の範囲に含まれることが理解されるであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含み、前記第１の布地が第１および第２の表面を含む、前記第１の布地；および
（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、前記第２の布地が高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、前記第２の布地；を含む多層複合布地であって、前記第２の布地の前記第１の表面が、前記第１の布地の前記第２の表面に接着されることによって、前記複合布地を形成する、前記多層複合布地。
【請求項２】
前記第２の布地が、織布、編布、編組布、フェルト布および紙布からなる群から選択される布地を含む、請求項１に記載の複合布地。
【請求項３】
前記第１の布地と第２の布地が、少なくとも前記第１の樹脂マトリックスの樹脂によって接着される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項４】
前記第１の布地と前記第２の布地が、前記第１の樹脂マトリックスおよび前記第２の樹脂マトリックスの樹脂によって接着され、前記第１の樹脂マトリックスおよび前記第２の樹脂マトリックスにおける樹脂は、化学的に同一である、請求項１に記載の複合布地。
【請求項５】
前記第１の布地および前記第２の布地の前記高強度繊維が、ポリオレフィン繊維、アラミド繊維、ポリベンザゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、液晶コポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、玄武岩または他の鉱物繊維、硬質ロッドポリマー繊維およびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項６】
前記第１の布地の前記高強度繊維および前記第２の布地の前記高強度繊維が、高強度ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、グラファイト繊維およびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項７】
前記第１の布地の前記高強度繊維および前記第２の布地の前記高強度繊維が、高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維を含む、請求項１に記載の複合布地。
【請求項８】
前記第１の布地の前記高強度繊維が、前記第２の布地の高強度繊維と化学的に同一である、請求項７に記載の複合布地。
【請求項９】
前記第２の布地が、織布の形態である、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１０】
前記第１の布地の前記高強度繊維がアラミド繊維を含み、前記第２の布地の前記高強度繊維がアラミド繊維を含む、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１１】
前記第２の布地が、織布の形態である、請求項１０に記載の複合布地。
【請求項１２】
第３の布地をさらに含む請求項１に記載の複合布地であって、
前記第３の布地が、不織布の一方向性配向高強度繊維を第３の樹脂マトリックス中に含み、前記第３の布地が第１および第２の表面を有し、前記第３の布地の前記第１の表面が、前記第２の布地の前記第２の表面に接着されることによって、第２の布地が前記第１の布地と前記第３の布地の間に配置される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１３】
第３の布地および第４の布地をさらに含む請求項１に記載の複合布地であって、
前記第３の布地が、多方向性配向高強度繊維を任意選択で第３の樹脂マトリックス中に含み、前記第３の布地が第１および第２の表面を有し、前記第３の布地の前記第１の表面が、前記第２の布地の前記第２の表面に接着され、
前記第４の布地が、不織布の一方向性配向高強度繊維を第４の樹脂マトリックス中に含み、前記第４の布地が第１および第２の表面を有し、前記第４の布地の前記第１の表面が、前記第３の布地の前記第２の表面に接着される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１４】
多方向性配向高強度繊維を任意選択で第３の樹脂マトリックス中に含む、第３の布地をさらに含む、請求項１に記載の複合布地であって、
前記第３の布地は第１および第２の表面を有し、前記第３の布地の前記第１の表面が、前記第１の布地の前記第１の表面に接着されることによって、前記第１の布地が前記第２の布地と前記第３の布地の間に配置される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１５】
第３の布地および第４の布地をさらに含む請求項１に記載の複合布地であって、
前記第３の布地が、不織布の一方向性配向高強度繊維を第３の樹脂マトリックス中に含み、前記第３の布地が第１および第２の表面を有し、前記第３の布地の前記第１の表面が、前記第２の布地の前記第２の表面に接着され、
前記第４の布地が、多方向性配向高強度繊維を任意選択で第４の樹脂マトリックス中に含み、前記第４の布地が第１および第２の表面を有し、前記第４の布地の前記第１の表面が、前記第３の布地の前記第２の表面に接着される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１６】
前記第１および第２の布地の少なくとも一方に接着された、少なくとも１つのプラスチックフィルムをさらに含む、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１７】
請求項１に記載の多層複合布地を含む耐被弾衝撃性製品。
【請求項１８】
高強度繊維から複合布地構造体を形成する方法であって、
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含む、前記第１の布地を形成する工程；
（ｂ）多方向性配向繊維を含む第２の布地であって、高強度繊維を含む前記第２の布地で、前記第１の布地を支持する工程；
（ｃ）第１のマトリックス樹脂が前記第１の布地から少なくとも前記第２の布地内に達するように、前記第１の布地を前記第２の布地で支持する前、支持した後または支持している最中に、前記第１のマトリックス樹脂を前記第１の布地にコーティングする工程； および
（ｄ）前記第１の布地と前記第２の布地が前記マトリックス樹脂によって互いに接着されるように、前記第１の布地と前記第２の布地を一体化させて複合布地とし、それによって、前記第２の布地が前記複合布地の一体部分となる工程；
を改良として含む方法。
【請求項１９】
前記第２の布地が織布を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の布地の前記高強度繊維および前記第２の布地の前記高強度繊維が、高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
複合布地構造体を形成する方法であって、
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含み、前記第１の布地が第１および第２の表面を含む、前記第１の布地を用意する工程；
（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、前記第２の布地が高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、前記第２の布地を用意する工程；および
（ｃ）前記第２の布地の前記第１の表面を、前記第１の布地の前記第２の表面に接着させることによって、前記複合布地を形成する工程；
を含む前記方法。
【請求項２２】
前記第２の布地が織布を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の布地の前記高強度繊維および前記第２の布地の前記高強度繊維が、高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項１】
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含み、前記第１の布地が第１および第２の表面を含む、前記第１の布地；および
（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、前記第２の布地が高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、前記第２の布地；を含む多層複合布地であって、前記第２の布地の前記第１の表面が、前記第１の布地の前記第２の表面に接着されることによって、前記複合布地を形成する、前記多層複合布地。
【請求項２】
前記第２の布地が、織布、編布、編組布、フェルト布および紙布からなる群から選択される布地を含む、請求項１に記載の複合布地。
【請求項３】
前記第１の布地と第２の布地が、少なくとも前記第１の樹脂マトリックスの樹脂によって接着される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項４】
前記第１の布地と前記第２の布地が、前記第１の樹脂マトリックスおよび前記第２の樹脂マトリックスの樹脂によって接着され、前記第１の樹脂マトリックスおよび前記第２の樹脂マトリックスにおける樹脂は、化学的に同一である、請求項１に記載の複合布地。
【請求項５】
前記第１の布地および前記第２の布地の前記高強度繊維が、ポリオレフィン繊維、アラミド繊維、ポリベンザゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、液晶コポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、玄武岩または他の鉱物繊維、硬質ロッドポリマー繊維およびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項６】
前記第１の布地の前記高強度繊維および前記第２の布地の前記高強度繊維が、高強度ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、グラファイト繊維およびそれらのブレンドからなる群から選択される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項７】
前記第１の布地の前記高強度繊維および前記第２の布地の前記高強度繊維が、高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維を含む、請求項１に記載の複合布地。
【請求項８】
前記第１の布地の前記高強度繊維が、前記第２の布地の高強度繊維と化学的に同一である、請求項７に記載の複合布地。
【請求項９】
前記第２の布地が、織布の形態である、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１０】
前記第１の布地の前記高強度繊維がアラミド繊維を含み、前記第２の布地の前記高強度繊維がアラミド繊維を含む、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１１】
前記第２の布地が、織布の形態である、請求項１０に記載の複合布地。
【請求項１２】
第３の布地をさらに含む請求項１に記載の複合布地であって、
前記第３の布地が、不織布の一方向性配向高強度繊維を第３の樹脂マトリックス中に含み、前記第３の布地が第１および第２の表面を有し、前記第３の布地の前記第１の表面が、前記第２の布地の前記第２の表面に接着されることによって、第２の布地が前記第１の布地と前記第３の布地の間に配置される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１３】
第３の布地および第４の布地をさらに含む請求項１に記載の複合布地であって、
前記第３の布地が、多方向性配向高強度繊維を任意選択で第３の樹脂マトリックス中に含み、前記第３の布地が第１および第２の表面を有し、前記第３の布地の前記第１の表面が、前記第２の布地の前記第２の表面に接着され、
前記第４の布地が、不織布の一方向性配向高強度繊維を第４の樹脂マトリックス中に含み、前記第４の布地が第１および第２の表面を有し、前記第４の布地の前記第１の表面が、前記第３の布地の前記第２の表面に接着される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１４】
多方向性配向高強度繊維を任意選択で第３の樹脂マトリックス中に含む、第３の布地をさらに含む、請求項１に記載の複合布地であって、
前記第３の布地は第１および第２の表面を有し、前記第３の布地の前記第１の表面が、前記第１の布地の前記第１の表面に接着されることによって、前記第１の布地が前記第２の布地と前記第３の布地の間に配置される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１５】
第３の布地および第４の布地をさらに含む請求項１に記載の複合布地であって、
前記第３の布地が、不織布の一方向性配向高強度繊維を第３の樹脂マトリックス中に含み、前記第３の布地が第１および第２の表面を有し、前記第３の布地の前記第１の表面が、前記第２の布地の前記第２の表面に接着され、
前記第４の布地が、多方向性配向高強度繊維を任意選択で第４の樹脂マトリックス中に含み、前記第４の布地が第１および第２の表面を有し、前記第４の布地の前記第１の表面が、前記第３の布地の前記第２の表面に接着される、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１６】
前記第１および第２の布地の少なくとも一方に接着された、少なくとも１つのプラスチックフィルムをさらに含む、請求項１に記載の複合布地。
【請求項１７】
請求項１に記載の多層複合布地を含む耐被弾衝撃性製品。
【請求項１８】
高強度繊維から複合布地構造体を形成する方法であって、
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含む、前記第１の布地を形成する工程；
（ｂ）多方向性配向繊維を含む第２の布地であって、高強度繊維を含む前記第２の布地で、前記第１の布地を支持する工程；
（ｃ）第１のマトリックス樹脂が前記第１の布地から少なくとも前記第２の布地内に達するように、前記第１の布地を前記第２の布地で支持する前、支持した後または支持している最中に、前記第１のマトリックス樹脂を前記第１の布地にコーティングする工程； および
（ｄ）前記第１の布地と前記第２の布地が前記マトリックス樹脂によって互いに接着されるように、前記第１の布地と前記第２の布地を一体化させて複合布地とし、それによって、前記第２の布地が前記複合布地の一体部分となる工程；
を改良として含む方法。
【請求項１９】
前記第２の布地が織布を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の布地の前記高強度繊維および前記第２の布地の前記高強度繊維が、高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
複合布地構造体を形成する方法であって、
（ａ）不織布の一方向性配向繊維を第１の樹脂マトリックス中に含む第１の布地であって、前記繊維が高強度繊維を含み、前記第１の布地が第１および第２の表面を含む、前記第１の布地を用意する工程；
（ｂ）多方向性配向繊維を任意選択で第２の樹脂マトリックス中に含む第２の布地であって、前記第２の布地が高強度繊維を含み、第１および第２の表面を有する、前記第２の布地を用意する工程；および
（ｃ）前記第２の布地の前記第１の表面を、前記第１の布地の前記第２の表面に接着させることによって、前記複合布地を形成する工程；
を含む前記方法。
【請求項２２】
前記第２の布地が織布を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の布地の前記高強度繊維および前記第２の布地の前記高強度繊維が、高強度ポリエチレン繊維および／またはアラミド繊維を含む、請求項２１に記載の方法。
【公表番号】特表２０１０−５３３６０６（Ｐ２０１０−５３３６０６Ａ）
【公表日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５４６９１（Ｐ２００９−５５４６９１）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５７３３０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１２４２５７
【国際公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【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２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５７３３０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１２４２５７
【国際公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【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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