高速衝撃性能が向上した布帛構築体
衝撃発射体耐性または耐穿刺性の物品の製造用の糸による布帛であって、布帛は、布帛の平面内に平行配向された糸の第１複数体を有し、それは布帛の平面内において第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、布帛の平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、第１複数体の任意の繊維糸と第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角を形成している、布帛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布帛構築体およびそれから作り上げられる柔軟な防護服に関する。
【背景技術】
【０００２】
保護用防護服（衝撃および刺傷タイプの脅威に対して保護となるものなど）は、長い間、大いに興味をそそる分野となっている。防護服の製造における１つの課題は、着用者の機敏さの妨げとならないように防護服の重量（または面密度）を最小限に抑えつつ、着用者が現場で曝されることのある特定の脅威から十分保護することである。
【０００３】
衝撃発射体の脅威（変形しうる弾丸および変形しない榴散弾など）に対する任意の装甲材料の保護能力を特徴付けるためには、材料の面密度および大きさならびに発射体の性質（質量、硬さ、形状など）に関して、何らかの衝撃速度限界の測定を行う必要がある。１つの一般的な衝撃限界性能基準は、衝撃Ｖ５０、つまり防護服が発射体の５０％を阻みうる速度である。防護服のＶ５０を求めるための特定の試験手順および計算手順は、国立司法研究所（ＮＩＪ）のＳｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４ Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｂｏｄｙ Ａｒｍｏｒ（２０００年９月）に略述されている。発射体の貫通を阻止する防護服の能力以上に、警察官、警備要員、および看守が着用する隠し防護服（ｃｏｎｃｅａｌａｂｌｅ ｂｏｄｙ ａｒｍｏｒｓ）での高速衝撃（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｉｍｐａｃｔ）に関連した鈍的外傷を最小限に抑える必要は、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４で説明されている更なる安全要求事項になっている。この規格は、粘土証拠物（ｃｌａｙ ｗｉｔｎｅｓｓ）シミュレーション材料の上に置かれた防護服の高速衝撃に関連した背面形跡（ｂａｃｋｆａｃｅ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）の測定による鈍的外傷の許容レベルに関する、試験手順および性能要件を略述している。ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４では、許容できる背面変形量は、粘土証拠物（Ｒｏｍａ Ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ粘土、粘土証拠物の深さが５．５インチ（１４０ｍｍ））の４４ｍｍ以下と定義されている。
【０００４】
ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４では、様々なタイプの発射体および衝撃エネルギーレベルに固有の衝撃要件を規定している。柔軟防護服に関する３つの一般的なＮＩＪ脅威レベルとして、脅威レベルＩＩ、ＩＩＡ、およびＩＩＩＡがある。脅威レベルＩＩは、高速度の３５７マグナム弾（１０．２ｇ（１５８ｇｒ））および９ｍｍの弾丸（８．０ｇ（１２４ｇｒ））（衝撃速度がそれぞれ約１４００ｆｔ／ｓ（４２７ｍ／ｓ）未満および１１７５ｆｔ／ｓ（３５８ｍ／ｓ）未満）と関係している。レベルＩＩＡは、公称質量（ｎｏｍｉｎａｌ ｍａｓｓ）が１１．７ｇ（１８０ｇｒ）である低速度の４０Ｓ＆Ｗ口径のフルメタルジャケット弾（ｆｕｌｌ ｍｅｔａｌ ｊａｃｋｅｔ ｂｕｌｌｅｔｓ）、および９ｍｍの８．０ｇ（１２４ｇｒ）の弾丸（衝撃速度がそれぞれ約１０２５ｆｔ／ｓ（３１２ｍ／ｓ）未満および約１０９０ｆｔ／ｓ（３３２ｍ／ｓ）未満である）と関係している。脅威レベルＩＩＩＡは、１５．６ｇ（２４０ｇｒ）の４４マグナム弾および短機関銃の９ｍｍ（１２４ｇｒ）の弾丸（衝撃速度が約１４００ｆｔ／ｓ未満である）と関係している。
【０００５】
上述の衝撃性能要件は、幾つかの市販の耐衝撃材料のいずれかまたは前記材料の組合わせを用いて満たすことができるが、その一方で、柔軟防護服の製造の課題は、受け入れ可能な安全限界で貫通を防止するため、また背面変形を最小限に抑えるために必要な衝撃層を選択および配置すると共に、快適性を向上させるために防護服の重量、大きさおよび剛さを最小限に抑えることである。
【０００６】
市販の耐衝撃材料としては、様々な織られた衝撃繊維糸の布帛、衝撃布帛補強複合材、衝撃繊維の一方向ラミネートおよび不織布がある。こうした様々な構造体のうち、高強度の繊維糸から製作される織られた布帛は、柔軟防護服の製作での使用において最も長い歴史がある。機織りは、長い間、高強度の繊維糸から耐衝撃性布帛プライを均一に作り出すための比較的安価な方法とされており、これは、接着樹脂によって化学的に固定する（その場合、更なる重量および剛さが衣料品にもたらされうる）のではなく、糸を機械的に相互に絡み合わせるか、または「インターレース」して糸を所定の位置に保持することに依拠するものである。耐衝撃性布帛で製作された柔軟防護服は、非常に多くの場合、使用時にいっそうぴったり合い、柔軟であるので、一方向繊維ラミネートまたは樹脂含浸布帛などの堅い背面制御層（ｂａｃｋｆａｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒｓ）を含んでいるハイブリッド防護服（ｈｙｂｒｉｄ ａｒｍｏｒｓ）よりも優れた快適性をもたらす。加えて、織られた高強度の繊維糸で全体が作り出された耐衝撃性衣服は、何年間か使用され摩耗した後でも耐衝撃性を維持することが明らかになってきた。すべてが織られたものである耐衝撃性ベストに代わるものが市販されている。そのような物品は、高強度の繊維、マトリックス樹脂およびフィルムを組み合わせて作られるので、多くの場合、製造コストが高くなる。加えて、衝撃繊維の物理的性質とは異なる、温度および歪みに左右される物理的性質（例えば、熱膨張係数、モジュラスなど）を有する構成材料のせいで、こうした複合層は、選択した材料の最も弱い点によって決まる耐用期間を有することが多い。
【０００７】
典型的な織られた二軸の耐衝撃性布帛（布帛平面内に２つの糸配向を有する、織り交ぜられ織り合わさった糸からなる布帛）は、自動織機で作り出される。こうした機織り操作により、織り交ぜられるよこ繊維糸が、たて方向（つまり、流れ方向）のそうした糸に対して９０度ずれている織られた布帛が作り出される。布帛の性質は、４つの基本変数（糸デニール、糸カウント、織目および織物仕上げ）に大きく左右される。平織り、サテン織り、綾織、バスケット織、およびからみ織を含め、布帛には幾つかのスタイルがある。上記の布帛のみを使用して最小衝撃性能要件を満たすことは、衝撃防護服の製造業者にとって挑戦となる。多数の低カバーファクター（疎織（ｌｏｏｓｅｌｙ ｗｏｖｅｎ））の耐衝撃性繊維糸布帛は、所望の面密度において申し分のないＶ５０性能をもたらす（それから製作されたベストは、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４に略述されている限界値より間違いなく上の速度でも発射体がベスト材料を貫通するのを何度も防ぐことを示すことができる）が、十分な背面変形抵抗はもたらされない。その逆に、同じベスト面密度の高カバーファクター（いっそう密に織られた）の耐衝撃性繊維糸布帛を使用した場合、背面変形性能は向上するが、Ｖ５０性能がかなり低下することが多く、時には背面形跡測定に必要なＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４の速度に達しないこともある。すべてがｐ−アラミド繊維糸（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）またはＴｗａｒｏｎ（登録商標）という商品名で販売されているものなど）であって、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４の４４マグナム弾衝撃危険に関するレベルＩＩＩＡの背面要件を満たすことのできる、面密度が１ ｌｂ／ｆｔ2未満の織られた布帛ベストは、現在市販されていない。
【０００８】
柔軟防護服の背面形跡を減少させる一般的な一方法は、衝撃時の変形を防ぐために、高強度繊維の硬質プライまたは布帛補強樹脂複合プライを含めるというものである。これには、織られた衝撃布帛に高分子フィルムを結合させるかまたはポリマーコーティングを施すか、あるいは低い溶融温度のポリマーフィルムまたは感圧接着剤を用いて２つの織られた衝撃布帛層を結合させて、衝撃防護服構造体に（背面形跡を向上させるために）追加することができる耐衝撃プライを得るというものも含まれ、これは、国際公開第００／０８４１１号パンフレット、米国特許第５，６７７，０２９号明細書、および米国特許出願公開第２００３／０１０９１８８号明細書に記載されているとおりである。樹脂またはエラストマー含浸の衝撃繊維布帛は、衝撃背面形跡を向上させるために衝撃ベスト構造体に追加する別のタイプの複合プライである。こうした層を追加すると、防護服材料の背面形跡性能が向上することが明らかになっているが、Ｖ５０性能に対して悪影響を及ぼしうることが多い。さらに、樹脂により、衝撃ベスト組合せ体の重量および剛さが増大する。
【０００９】
ポリマーマトリックス中の平行に配向した高強度繊維の第１複数体（ｆｉｒｓｔ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）が、ポリマーマトリックス中の平行に配向した高強度繊維の第２複数体（ｓｅｃｏｎｄ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）に接着結合したものからなり、第２複数体の繊維の配向が第１複数体の配向に対して多くの場合９０度ずれている一方向繊維ラミネートは、安全なＶ５０性能を維持しながら良好に背面外傷を制御できる一般的な耐衝撃材料になってきている。こうした一方向繊維ラミネートの作製方法は、一般的に、米国特許第４，９１６，０００号明細書；米国特許第４，７４８，０６４号明細書；米国特許第４，７３７，４０１号明細書；米国特許第４，６８１，７９２号明細書；米国特許第４，６５０，７１０号明細書；米国特許第４，６２３，５７４号明細書；米国特許第４，５６３，３９２号明細書；米国特許第４，５４３，２８６号明細書；米国特許第４，５０１，８５４号明細書；米国特許第４，４５７，９８５号明細書、および米国特許第４，４０３，０１２号明細書に記載されている。こうした一方向ラミネートは、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．からＳｐｅｃｔｒａ Ｓｈｉｅｌｄ（登録商標） Ｐｌｕｓ ＦｌｅｘおよびＧｏｌｄ Ｆｌｅｘ（商標）という商品名で、またＤＳＭからＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）ＵＤという商品名で市販されている。こうした一方向繊維ラミネートは単独で使用して衝撃防護をもたらすことができるが、米国特許第６，１１９，５７５号明細書に示されているように、こうした材料を織られた衝撃繊維糸布帛と組み合わせて使用すると、性能を低下させずに面密度をさらに減少させられることが、明らかになっている。
【００１０】
ベストにおいて一方向繊維または布帛と樹脂との複合層を使用することに関係した性能の向上は、米国特許第６，１１９，５７５号明細書で論じられているように、複数プライ構造体中でのその位置に大きく依存しうる。文書に記録されている多数の例では、こうしたより堅い複合層を従来の衝撃布帛の背後に配置すると、背面形跡およびＶ５０性能が最適になる。この「片面配置（ｓｉｄｅｄｎｅｓｓ）」のせいで、こうしたハイブリッド衝撃ベスト構造体は、不注意で裏返しに着用されるか、または戦術ベスト（ｔａｃｔｉｃａｌ ｖｅｓｔ）に誤った仕方で挿入されうるので、発射体脅威からの保護は最適とは言えないものとなる。したがって、一体構造の（まったく同様の耐衝撃材料プライからなる）、または前後で同等の耐衝撃性のある防護服構造体には価値がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
高速衝撃に関連した鈍的外傷を減少させることのできる、すべてが織られた布帛である軽量の防護服が必要とされている。本明細書に記載される本発明の二軸（布帛平面内において２つの別個の配向を有する織り合わさった繊維糸を含んでなる）布帛構築体および柔軟防護服構造体が登場する以前には、文書に記録されたもので、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４の４４口径の変形可能発射体に関する背面要件（１４３０±３０ｆｔ／ｓ（４３６±９ｍ／ｓ）の発射体速度で４４ｍｍ未満の背面形跡）を満たし、約１ ｌｂ／ｆｔ2未満の面密度を有する、すべてが織られたｐ−アラミド布帛の衝撃防護服は存在していなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施態様によれば、本発明は、衝撃発射体耐性物品または耐穿刺性物品の製造用の糸から織られる二軸布帛（ｂｉａｘｉａｌ ｆａｂｒｉｃ）であって、前記二軸布帛が、布帛平面内に平行配向された糸の第１複数体を含み、第１複数体が、布帛平面内において第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、布帛平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、第１複数体の任意の繊維糸と第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度（ａｎｇｕｌａｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を有する一対の鋭角の対頂角を形成する、衝撃発射体耐性物品または耐穿刺性物品の製造用の糸から織られる二軸布帛に関する。
【００１３】
別の実施態様では、本発明は、芳香族ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアレニアゾール（ｐｏｌｙａｒｅｎｅａｚｏｌｅ）、ポリエステル、レーヨン、液晶高分子、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック、ポリアクリロニトリルおよびポリビニルアルコールを含む群から、単独でまたは組み合わせて選択される糸を含む複数の実質的に非付着性の不織または織られた布帛層から組み合わせて作られる衝撃発射体耐性または耐穿刺性の多層物品であって、その組合せ体内の少なくとも１つの層が、二軸布帛であって、布帛平面内に平行配向された第１複数糸を含み、第１複数糸が、布帛平面において第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する布帛平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、第１複数体の任意の繊維糸と第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度の一対の鋭角の対頂角を形成する二軸布帛である、多層物品に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】先行技術の織られた布帛の例である。
【図２】本発明の耐衝撃性布帛構造体の一実施態様を拡大した画像である。
【図３Ａ】従来の織られた布帛のロールからバイアス配向（ｂｉａｓ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）の布帛細片を作る場合を示したものである。
【図３Ｂ】３Ａに示したロールから切り取った布帛を菱形格子状化（ｔｒｅｌｌｉｓｉｎｇ）器具に固定したものを示す。
【図３Ｃ】菱形格子状化器具に固定して伸張した布帛を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書用の用語集
鋭角 − 大きさが９０度未満の角度
【００１６】
織られた布帛 − 一方向に配向した繊維糸の１つの複数体が、その第１複数体の方向とは異なる方向に配向した糸の第２複数体と織り交ぜられているものを含んでなる布帛。流れ方向に整列された平行糸の第１複数体を、たて糸と呼ぶ。たて糸に対して９０度で配向した織り交ぜられた糸を、よこ糸または横糸と呼ぶ。
【００１７】
バイアス織またはバイアス配向の布帛 − 布帛のＸＹ平面内（ここで、Ｘは流れ方向（長さ）であり、Ｙは横方向（幅）である）に配向されたときに、布帛平面内のＸおよびＹ軸とは異なる方向に配向された織り合わさった糸を含む、織られるかまたは編まれた二次元の布帛。
【００１８】
バイアス配向方向（Ｂｉａｓ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ） − 布帛平面内の一方向に配向した複数の糸が、その最初のものとは異なる配向を有する糸の第２複数体と織り交ぜられているものを含んでなる二軸布帛では、第１複数体の糸の繊維と第２複数体の糸の繊維との間に形成される任意の角を二等分する任意の射線に平行している方向のこと。
【００１９】
一方向繊維層 − 共通の繊維方向に沿って実質的に平行に配列された繊維を有する層。
【００２０】
複合布帛プライ − １つの織られた布帛層と少なくとも１つの第２層（別の布帛層、一方向繊維層、高分子フィルム、布帛構成体に含浸させた高分子樹脂などであってよい）とを組み合わせたもの。１つの織られた布帛層を、縫い付け、溶融接着剤、感圧接着剤、圧縮成形、コーティングなどによって第２層と結合させることができる。
【００２１】
補角 − ２つの角度は、それらの測定角度の合計が１８０度に等しい場合に補角と呼ばれる。補角の一方は、他方を補足するものであると言われる。
【００２２】
対頂角 − 以下の図のような、交差する任意の２本の線（射線）では、角度Ａおよび角度Ｂを対頂角と呼ぶ。対頂角は、同じ測定角度を有する。角度Ｃおよび角度Ｄも対頂角
【００２３】
【表１】
【００２４】
格子角（Ｔｒｅｌｌｉｓ ａｎｇｌｅ） − 二軸布帛において、布帛平面内で配向が異なる任意の２本の糸の間に形成される鋭角であって、どちらのバイアス方向においても、編まれた二軸構成体で観察されるか、または二軸織物構造体の面内の延長によって実現されるもの。
【００２５】
格子方向（Ｔｒｅｌｌｉｓ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ） − 鋭角の対頂角を二等分する線と平行している方向。
【００２６】
カバーファクター − 丸い糸形状を想定した場合に、糸がカバーする布帛の表面積の割合。
【００２７】
Ｖ５０ − Ｖ５０衝撃限度試験は、もともとは頑丈な装甲を評価するために米軍によって開発された統計的検定である。Ｖ５０試験では、弾丸が試験用物体を貫通する確率が５０パーセントである速度を実験的に突き止める。
【００２８】
背面形跡（ＢＦＳ） − 貫通しない発射体の衝撃によって作り出される、裏材料に生じるへこみの深さ。背面形跡は、裏材料固定具の前端部によって画定される平面から測定する。国立司法研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｊｕｓｔｉｃｅ）（ＮＩＪ） Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４の個人用防護服の耐衝撃性（Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｂｏｄｙ Ａｒｍｏｒ）によれば、その値が限界値４４ｍｍを超えることは許されない。
【００２９】
本発明は、様々な実施態様において、新規の種類の耐衝撃性布帛構築体、並びに衝撃層およびそれから作られる多層防護服構造体（従来の織られた衝撃布帛よりも衝撃背面変形の向上したもの）を対象としている。本発明の一実施態様は、従来の衝撃布帛では決して実現されなかった大幅な背面形跡の向上を防護服にもたらすことができる衝撃布帛構築体を作り出すことを含む。本発明の第２の実施態様は、防護服組合せ体用の衝撃布帛構築体からバランスの取れた衝撃層を作り出すことである。本発明の第３の実施態様は、本発明の衝撃布帛構築体を組み込んだ特殊な多層ベスト構造体を製作することである。
【００３０】
本発明の第１の実施態様は、織られた布帛１０の先行技術の例を示す図１を最初に参照して説明することができる。この図は、マルチフィラメント糸を含んでなる平織構造体の例を拡大して示しており、布帛平面内で方向が平行している糸の第１セット１（Ｘで示されている）の交差が、布帛平面内で平行していて第１セットのそれから９０度ずれている糸の第２セット２（線Ｙで示されている）と織り交ぜられている。第１セットの糸と第２セットの糸との交差によって角度Ａ〜Ｄが形成され、それぞれの大きさは９０度である。線Ｌは、角度ＡおよびＢを二等分するものとして示されている。
【００３１】
本発明の第１の実施態様は、布帛平面内に平行配向された糸の第１複数体を含む織られた布帛構築体であって、第１複数体が、布帛平面内において第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、布帛平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、第１複数体の任意の繊維糸と第２複数体の繊維糸が交差して、９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角と、必然的に９０度より大きい測定値を有する一対の鈍角の対頂角（前述の鋭角の角度を補うもの）とを形成する、織られた布帛構築体である。本発明の衝撃布帛の配列１０’を図２に示すが、これは、布帛平面内に配向された平行な糸の第１複数体１’（線Ｘ’で示されている）が、第１複数体とは異なる配向を有する、布帛平面内における平行な糸の第２複数体２’（線Ｙ’で示されている）と織り交ぜられているものを含んでなり、第１複数体１’の任意の繊維糸と第２複数体２’の任意の繊維糸との交差により布帛平面内に一対の対頂角が形成され、鋭角の対頂角Ａ’およびＢ’の測定角度は値が等しくかつ９０°未満であり、鈍角の対頂角Ｃ’およびＤ’の測定角度は値が等しくかつ９０°より大きい。本発明の布帛は、図３Ａ〜３Ｃを参照しながら以下に説明するように、元の布帛を格子方向に伸張することによって実現できる。本開示の目的においては、本出願人は、こうした布帛の配向または格子延長方向を、図２に示すように、角度Ａ'およびＢ'を横切って鋭角の対頂角を二等分する線Ｌ’に平行な方向として表すことにする。
【００３２】
本発明の範囲は、図１に示されている平織り布帛でのインターレースと類似している、図２に示されているような１つおきに糸が１つ１つ重なる交互構造で織り合わさった糸からなる構造体に限定されない。それどころか、本発明の範囲は、布帛平面内の一方向の糸が、考えられる任意の特定の繰り返しパターンで、第２方向に配向した２本以上の隣接糸の上または下を交互に横切ることができる構築体を含み、それには、例えば、サテン織（３ハーネスサテン織、４ハーネスサテン織（クローフート（ｃｒｏｗ’ｓ ｆｏｏｔ））、５ハーネスサテン織、および８ハーネスサテン織などを含むが、これらに限定されない）、バスケット織、およびあや織構成体のバイアス方向の伸張によって構成することができる布帛構築体があるが、これらに限定されない。
【００３３】
本開示で説明した耐衝撃性構築体を構成するのに用いる繊維糸は、引張強度が約８ｇ／デニールより大きいか、より好ましくは約１２ｇ／デニールより大きいであろう。本発明の一実施態様では、布帛糸中の繊維は、芳香族ポリマー材料で作られるであろう。芳香族ポリマーとしては、芳香族ポリアミド（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）（ＤｕＰｏｎｔ）からＫｅｖｌａｒ（登録商標）という商品名で販売されており、帝人からはＴｗａｒｏｎ（登録商標）として入手可能なポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）など）、およびＮｏｍｅｘ（登録商標）という商品名で販売されているポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）、ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（東洋紡績から入手可能なＰＢＯ）、ポリベンゾキサゾール、ポリベンゾチアゾールがある。他の芳香族ポリマーとしては、芳香族不飽和ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、液晶サーモトロピックポリエステル（クラレから入手可能なＶｅｃｔｒａｎ（登録商標）という商品名で販売されているものなど）、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリエステルアミドイミド、芳香族ポリエーテルアミドイミドおよび芳香族ポリエステルイミドがある。上に述べた種類の任意の物質のコポリマーも使用できる。
【００３４】
１２ｇ／デニールより大きな強度を有する、こうした織られた構築体を製作するのに使用できるであろう他の衝撃グレードの繊維糸としては、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）という商品名でＤＳＭから市販されており、またＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）という商品名でＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから市販されているポリオレフィン（特に注目すべきは、高分子量ポリエチレン）、高分子量ポリプロピレンおよびそれらのコポリマーがある。
【００３５】
本開示で示す例示的ケースでは、バイアス配向布帛細片は、流れ（長手）方向に配向したたて糸繊維と、たて糸繊維の方向に対して９０度に配向したよこ繊維糸（流れ方向を横断して、布帛ロールの軸に平行している）とを有する布帛ロールから、衝撃布帛を切り取って得た。こうした細片は、図３Ａに示すように、バイアス方向に切り取って準備した。次いで、布帛は、図３Ｂおよび３Ｃに示す菱形格子状化器具にいったん固定し、伸張して耐衝撃性バイアス布帛構築体を形成した。
【００３６】
上記の方法は、本明細書に示す実例を作り出すのに適切であったが、こうした構成体を経済的に作り出す方法では、連続長さ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｕｎｎｉｎｇ ｌｅｎｇｔｈｓ）およびベストを切り取るのに十分な幅を有する、所望の格子角を作るために伸張したバイアス配向布帛を製造する必要があるであろう。バイアス配向布帛を作り出す方法は、特許文献に開示されている。その例として、米国特許第６，４９４，２３５号明細書、米国特許第６，４９４，２３８号明細書、米国特許第４，９０７，３２３号明細書および国際公開第９９／５５５１９号パンフレットがある。バイアス配向の織物構成体は、当業界で知られている編み工程を用いて作り出すこともでき、これにより、連続布帛シートを直接作り出すか、または管の軸に平行な一側面に沿って細長く切ってバイアス配向布帛の平らな連続シートを製造することのできる管状構造体を作り出すかのいずれかを行う。バイアス配向布帛の連続シートを製作する第２の手段は、たて糸繊維が管の軸に平行に配向され、よこ糸繊維が周方向に配向される管状織機（ｔｕｂｕｌａｒ ｌｏｏｍ）から作り出される管状布帛を、螺旋状に切り取るものであろう。これも米国特許第４，２９９，８７８号明細書に記載されている。
【００３７】
本発明の第２の実施態様は、衝撃防護服を構成するのに使用できる、独立している格子状布帛構築体または格子状布帛複合プライを作り出すことである。格子状衝撃構築体のそのような安定化層は、衝撃防護服の製造者によって使用される連続ロール状品（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｏｌｌｅｄ ｇｏｏｄ）として提供できる。本発明のこの構築体を有する個別の布帛層は、安定化手段がなければ、非等方性のゆえに本来的に不安定であることを理解しなければならない。すなわち、布帛層は、ほとんど変わらずいっそう均衡の取れた構造に容易に逆戻りする（元に戻る）傾向がある（鋭角の測定角度の増大によって示される）。このため、こうした布帛構築体は、防護服を組み合わせて作る時に望ましくない逆戻りを起こさないように取り扱うのが困難になる。個々の布帛層において格子状にされた状態を維持するのに用いる一方法として、いったん所望の格子角にされたなら、裁縫作業によって縫い付けるという方法がある。どんな方向に縫い付けてもいくらかの安定性を衝撃布帛に与えうるが、「元に戻る」傾向を防ぐ最も効果的な縫い付けは、格子方向の方向に対して垂直な方向に縫い付けることである。所望の鋭角の格子角になるまで伸張した細長いバイアス配向の布帛を横切るように一定間隔でこのようなやり方で縫い付けると、安定化した単一の布帛シートが得られる。あるいはまた、ポリマー層（格子布帛の「元に戻る」傾向に対抗するための十分な程度の寸法安定性／逆戻り抵抗性（ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有する）を、格子状布帛層に接着して、構造を維持しやすくすることができる。そのようなポリマー層は、（加熱プラテン圧縮または加熱カレンダー加工によって）布帛に溶融結合された薄膜の形態か、または伸張状態を保ちつつ、布帛の片面または両面に施してから乾燥させるポリマーコーティング（溶剤をベースにしたものか、またはエマルジョン／ラテックス）の形態であってもよい。そのようなポリマー層は、布帛の表面全体を覆うという点で連続あってよいか、または衝撃層への重量および剛さの影響を最小限に抑えるために布帛構築体の表面全体にわたって不連続であってよい。樹脂の不連続コーティングには、布帛上の樹脂の穴あきパターン（ｏｐｅｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ）または線または不連続スポットが含まれる。これは、布帛表面に溶着させることができる穴あきパターンの形に切り取られた溶融接着フィルムを用いて達成できる。あるいはまた、溶剤をベースとするポリマーコーティングまたはポリマーエマルジョン／ラテックスは、グラビア印刷法などを用いて、前述の不連続なやり方で格子状布帛に転写することができる。
【００３８】
上述の個別の本発明の格子状にされた布帛層及び／または複合プライは、衝撃防護服全体を構成するのに使用できるか、または他の耐衝撃材料と組み合わせて衝撃防護服に使用することができる。縫い付けるか、または接着されたポリマーのフィルムまたはコーティングで安定化された構成体は、防護服内に様々な配列で積み重ねることができる。
【００３９】
バランスの取れた複合布帛プライは、格子状布帛構築体の２つを一体化し、一方の布帛の鋭角方向または格子方向（２本の織り交ぜられた糸によって形成される鋭角の対頂角を二等分する線と平行になっているものと定義される）が、第２格子状布帛構築体の鋭角方向に対して９０度の角度で配向するように組み合わせることによって作り出すこともできる。得られた布帛の２つの層は、裁縫作業で縫い付けて結合するか、感圧接着剤で接着するか、層間にポリマーフィルムまたは熱可塑性エラストマーフィルムを置いて溶融接着によって付着させて一緒にするか、接着を促進するため融点より上まで加熱しつつプレスまたはカレンダー加工操作で層を圧縮して一緒にすることができるであろう。２つの材料層を一体化して一緒にするのに、熱硬化性の樹脂またはエラストマーも使用できる。ポリマーコーティングで安定化される単一布帛層構築体の場合と同様に、こうした２つの布帛のサンドイッチ構造ラミネートの剛さおよび重量を少なくする手段として、不連続コーティングが最も好ましい。
【実施例】
【００４０】
比較例１
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、ＪＰＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ，Ａｎｄｅｒｓｏｎ，ＳＣから入手できる２５層のスタイル７２６の生機布帛（ｇｒｅｉｇｅ ｆａｂｒｉｃ）から作った。これは、８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９繊維糸から作製される平織布帛であり、糸カウント（ｙａｒｎ ｃｏｕｎｔ）がたて糸で２６本／インチ、よこ糸が２６本／インチであり、測定抜き取り糸（ｍｅａｓｕｒｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｙａｒｎ）の強度がたて糸で２７ｇ／デニール、よこ糸で２６ｇ／デニールであり、面密度が６．０４ｏｚ／ｙｄ2（２０５ｇ／ｍ2）である。個々の正方形布帛層は、たて糸およびよこ糸方向に沿って切り取って作り出した（正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸の繊維糸を有する）。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。背面形跡高速衝撃試験（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｂａｃｋｆａｃｅ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｉｎｇ）は、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ ０１０１−０４に略述された手順に従って、粘土証拠物（Ｒｏｍａ ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ粘土）に押しつけるように置かれた標的に対して、１４３０±３０ｆｔ／ｓの速度の４４マグナム弾を用いて実施した。この試験パネルについて、４４マグナム弾での衝撃Ｖ５０を求めた。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。
【００４１】
比較例２
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、ＪＰＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．によって８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９繊維糸から作製された３６層の平織布帛から作った。その平織布帛は、糸カウントがたて糸で１８本／インチ、よこ糸で１８本／インチであり、測定抜き出し糸の強度がたて糸で２７ｇ／デニール、よこ糸で２６ｇ／デニールであり、面密度が４．０４ｏｚ／ｙｄ2（１３７ｇ／ｍ2）であった。正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸を有している個々の布帛層を、布帛ロールから切り取った。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維糸がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。
【００４２】
比較例３
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例１に記載した性質を有する３７層のスタイル７２６の生機布帛から作った。１つおきの層で布帛配向が互い違いになっている標的であって、１９枚の正方形の布帛は、正方形の辺がたて糸およびよこ糸の繊維糸の方向（０−９０）と平行に配向されており、１８層は、前の布帛の方向から４５度ずらして配向されている（−４５、＋４５）標的を作製した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。
【００４３】
比較例４
１５インチ×１５インチ（３８ｃｍ×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２（６００デニールの繊維糸）の５３層の平織から作った。その平織は、糸カウントがたて糸で１７本／インチ、よこ糸で１７本／インチであり、抜き出し糸の強度がたて糸で２５ｇ／デニール、よこ糸で２２ｇ／デニールであり、面密度が２．６４ｏｚ／ｙｄ2（８９．５ｇ／ｍ2）であった。個々の正方形布帛層は、たて糸およびよこ糸方向に沿って切り取って作り出した（正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸の繊維糸を有する）。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表２に示す。
【００４４】
比較例５
１５インチ×１５インチ（３８ｃｍ×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２（６００デニールの繊維糸）の２６層の平織から作った。その平織は、糸カウントがたて糸で３４本／インチ、よこ糸で３４本／インチであり、抜き出し糸の強度がたて糸で２１ｇ／デニール、よこ糸で２３ｇ／デニールであり、面密度が５．５０ｏｚ／ｙｄ2（１８６ｇ／ｍ2）であった。個々の正方形布帛層は、たて糸およびよこ糸方向に沿って切り取って作り出した（正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸の繊維糸を有する）。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表２に示す。
【００４５】
比較例６
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、ＪＰＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃによって８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９繊維糸から作製された、３３層の４ハーネスサテン織（クローフート）の布帛から作った。この布帛は、糸カウントがたて糸で２０本／インチ、よこ糸が２０本／インチであり、たて糸の強度が２７ｇ／デニール、よこ糸の強度が２５ｇ／デニールであり、面密度が４．４３ｏｚ／ｙｄ2（１５０ｇ／ｍ2）であった。正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸を有している個々の布帛層を、布帛ロールから切り取った。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表３に示す。
【００４６】
比較例７
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例１で記載したスタイル７２６生機布帛の層を２つ結合することによって製作した１２の複合材から作った。第２層は、第１層に対して４５度ずらした。不織ポリマー布帛接着剤（Ｐｅｌｌｏｎ（登録商標）Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｇｒｏｕｐ，ＬＬＣ ｏｆ Ｔｕｃｋｅｒ（Ｇｅｏｒｇｉａ）から入手可能なＰｅｌｌｏｎ（登録商標）Ｗｏｎｄｅｒ−Ｕｎｄｅｒ（登録商標）８０５可融性不織布芯地ウェブ）を用いて、約１３０℃の温度において、層を結合して一緒にし、ハンドアイロン（ｈａｎｄ ｉｒｏｎ）で押しつけて接着剤を溶融させて布帛層間の結合を行わせた。１２の複合層を積み重ね、周辺部付近を縫い、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００４７】
比較例８
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例１で記載した性質を有するスタイル７２６生機布帛を１２層と、比較例７で記載した７２６生機布帛の２層複合材のうちの６つとから作った。パネルは、１２の非結合層が前に（最初に弾丸の衝撃が加わる）、６つの複合材が後ろに（粘土証拠物に最も近い）くるようにして、組み合わせて作った。得られたスタックは、周辺部付近を縫い、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００４８】
比較例９
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例２で記載したたて糸が１８本／インチ、よこ糸が１８本／インチである８４０デニールの生機布帛の層を２つ結合して製作した１７の複合材のスタックから作った。第２層は第１層に対して４５度ずらした。不織ポリマー布帛接着剤（Ｐｅｌｌｅｎ（登録商標）８０５ Ｗｏｎｄｅｒ−Ｕｎｄｅｒ（登録商標））を用いて、比較例７と同様の条件下で層を結合して一緒にし、接着剤を溶融させ、布帛層間の結合を行わせた。１７の複合層を積み重ね、周辺部付近を縫い、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００４９】
比較例１０
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例２で記載した８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９糸の生機布帛（たて糸が１８本／インチ、よこ糸が１８本／インチ）の層を１７枚と、比較例９で記載した２層複合材の布帛プライのうちの９枚とから作った。パネルは、１７の非結合層が前に（最初に弾丸の衝撃が加わる）、６つの複合材が後ろに（粘土証拠物に最も近い）くるようにして、組み合わせて作った。得られたスタックは、周辺部付近を縫い、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の、背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００５０】
比較例１１
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｔｏｎｇｙｉｚｈｏｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．（Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）によって作られた超高分子量ポリエチレン糸からＪＰＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．が織ったＣＳ８１１仕上げの平織布帛タイプＳ−１７１１４Ｇの３０層から作った。この８００デニール糸補強材は、たて糸およびよこ糸が２４本／インチ（９４本／１０ｃｍ）の糸カウントを有しており、面密度が４．８６ｏｚ／ｙｄ2（１６５ｇ／ｍ２）であった。個々の正方形布帛層は、たて糸およびよこ方向に沿って切り取って作り出した（正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸繊維を有する）。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。背面形跡高速衝撃試験は、ＮＩＪによって略述されている手順に従って、粘土証拠物（Ｒｏｍａ ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ 粘土）に押しつけるように配置された標的に対して、１４３０±３０ｆｔ／ｓの速度で４４マグナム弾を用いて実施した。この試験パネルでの４４マグナム弾の衝撃Ｖ５０を求めた。背面形跡およびＶ５０の結果を表５に示す。
【００５１】
実施例１
斜め模様の細片を、比較例２で記載した８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９糸の生機布帛（たて糸が１８本／インチ、よこ糸が１８本／インチ）の６３インチ（１６０ｃｍ）幅のロールから切り取った。斜め模様の切断片は、図３Ａに示すようにこの平織布帛のバイアス方向に沿って配向していて、幅が２８インチ（７１ｃｍ）のバイアス配向布帛細片が作り出された。布帛を、図３Ｂに示すように菱形格子状化フレームに固定し、伸張して４５度の鋭角の格子角になるようにした。格子状布帛を、等しい断片に切断して交差配置させた（すべての層で格子方向がその前の層に対して９０度ずれるように、層が互い違いになるように積み重ねた）。構築時に個々の布帛層の格子角を一定に保つ正方形のピンニングフレーム（ｐｉｎｎｉｎｇ ｆｒａｍｅ）を用いて、スタックを構築した。布帛層のこの互い違いの交差配置を繰り返して、格子状にされた２６の布帛層を有するスタックを作った。布帛層のスタックは、布帛層をピンニングフレームで所定の位置に保持しながら、周辺部の付近で縫い合わせ、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて層を機械的に結合した。その後、パネルをトリムして、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の端構造を有するようにした。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。本発明の布帛構築体から製作されたこれらのパネルは、比較例１〜３よりも背面形跡が減少することを実証した。またこの新規の構造体を有するこれらのパネルでは、Ｖ５０性能も損なわれておらず、比較例１〜３と値が同等のままであった。
【００５２】
実施例２
斜め模様の細片を、比較例２で記載した６００デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２糸の生機布帛（たて糸が１７本／インチ、よこ糸が１７本／インチ）の６３インチ（１６０ｃｍ）幅のロールから切り取った。斜め模様の切断片は、図３Ａに示すようにこの平織布帛のバイアス方向に沿って配向していて、バイアス配向布帛細片が作り出された。布帛を、図３Ｂに示すように菱形格子状化フレームに固定し、伸張して３０度の鋭角の格子角になるようにした。格子状布帛を、等しい断片に切断して交差配置させた（すべての層で格子方向がその前の層に対して９０度ずれるように、層が互い違いになるように積み重ねた）。構築時に個々の布帛層の格子角を一定に保つ正方形のピンニングフレームを用いて、スタックを構築した。布帛層のこの互い違いの交差配置を繰り返して、格子状にされた２７の布帛層を有するスタックを作った。布帛層のスタックは、布帛層をピンニングフレームで所定の位置に保持したまま、周辺部の付近で縫い合わせ、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて層を機械的に結合した。その後、パネルをトリムして、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の端構造を有するようにした。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。この格子状布帛構造体は、１７本／インチのたて糸および１７本／インチのよこ糸の基布で製作された標的（比較例５）および同じ６００デニール糸の平織り布帛の標的（個別に布帛層の面密度は同じである）（比較例６）の両方よりもＶ５０性能が向上していた。本発明の構造体に対して実施された最初の背面測定でも、比較例５および６の両方よりも向上していることが実証されたが、この最初の背面試験後のこの構造体の一体性は低下した。それによって、第２背面形跡測定で観察された変形抵抗が増大した可能性がある。
【００５３】
実施例３
２０×２０本／インチの、８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９糸のクローフート織りの布帛（比較例６で記載したもの）を用いて作り出された格子状布帛構築体を含んでなる多層パネルを、上記の実験的実施例１で記載した手順を用いて作り出した。出来上がった試験パネルは２３層を含んでなり、それぞれは４５度の格子角を有しており、実験的実施例１で行われたように、層は０度と９０度の互い違いの配向で積み重ねたものであった。パネルは、周辺部付近を縫い付け、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）キルトパターンで縫い付けた。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表３に示す。
【００５４】
この実施例では、比較例６における基布から製作された標的と比べて、Ｖ５０の大幅な減少もなく背面が向上した。
【００５５】
実施例４
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、実施例１で記載したようにして作製された本発明の格子状布帛構築体の２層を結合することにより製作された１２の複合材の布帛層から作った。第２布帛層は、格子方向が第１層に対して９０度ずれていた。不織ポリマー布帛接着剤（Ｐｅｌｌｅｎ（登録商標）８０５）を用いて、比較例７と同様の条件下で層を結合して一緒にし、布帛層間の結合を行わせた。１２の複合層を積み重ね、周辺部付近を縫い付け、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。表４に示すように、この構造体は比較例７〜１０で記載した比較の複合布帛プライパネルよりも大きなＶ５０を示すとともに、１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾で５回の背面試験を実施した後でさえ、一貫して申し分のない背面形跡を示した。
【００５６】
実施例５
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例２で記載した８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９繊維糸の生機布帛の１８層と、実験的実施例４で記載したようにしてこの同じ布帛から作製した６つの格子状布帛複合プライとから作った。パネルは、１８の布帛層が前に（最初に弾丸の衝撃が加わる）、６つの複合層が後ろに（粘土証拠物に最も近い）くるようにして、組み合わせて作った。得られたスタックは、周辺部付近を縫い付け、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００５７】
実験的実施例６
斜め模様の細片を、比較例１１のスタイルＳ−１７１１４ＧのＣＳ８１１のポリエチレン布帛のロールから切り取った。斜め模様の切断片は、図３Ａに示すようにこの平織布帛のバイアス方向に沿って配向していて、バイアス配向布帛細片が作り出された。布帛を、図３Ｂに示すように菱形格子状化フレームで固定し、伸張して５０度の鋭角の格子角になるようにした。格子状布帛を、等しい断片に切断して交差配置させた（すべての層で格子方向がその前の層に対して９０度ずれるように、層が互い違いになるように積み重ねた）。構築時に個々の布帛層の格子角を一定に保つ正方形のピンニングフレームを用いて、スタックを構築した。布帛層のこの互い違いの交差配置を繰り返して、格子状にされた２２の布帛層を有するスタックを作った。布帛層のスタックは、布帛層をピンニングフレームで所定の位置に保持したまま、周辺部付近で縫い合わせ、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて層を機械的に結合した。その後、パネルをトリムして、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の端構造を有するようにした。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表５に示す。この格子布帛構造体は、従来の０／９０の平織構造布帛と比べて背面形跡が２７％減少した。
【００５８】
表１
【００５９】
表２
【００６０】
表３
【００６１】
表４
* 標的の端から2.5インチの衝撃を意味する。
** 「貫通」は、弾丸が標的をまっすぐ貫通したことを意味する。
【００６２】
表５
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布帛構築体およびそれから作り上げられる柔軟な防護服に関する。
【背景技術】
【０００２】
保護用防護服（衝撃および刺傷タイプの脅威に対して保護となるものなど）は、長い間、大いに興味をそそる分野となっている。防護服の製造における１つの課題は、着用者の機敏さの妨げとならないように防護服の重量（または面密度）を最小限に抑えつつ、着用者が現場で曝されることのある特定の脅威から十分保護することである。
【０００３】
衝撃発射体の脅威（変形しうる弾丸および変形しない榴散弾など）に対する任意の装甲材料の保護能力を特徴付けるためには、材料の面密度および大きさならびに発射体の性質（質量、硬さ、形状など）に関して、何らかの衝撃速度限界の測定を行う必要がある。１つの一般的な衝撃限界性能基準は、衝撃Ｖ５０、つまり防護服が発射体の５０％を阻みうる速度である。防護服のＶ５０を求めるための特定の試験手順および計算手順は、国立司法研究所（ＮＩＪ）のＳｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４ Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｂｏｄｙ Ａｒｍｏｒ（２０００年９月）に略述されている。発射体の貫通を阻止する防護服の能力以上に、警察官、警備要員、および看守が着用する隠し防護服（ｃｏｎｃｅａｌａｂｌｅ ｂｏｄｙ ａｒｍｏｒｓ）での高速衝撃（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｉｍｐａｃｔ）に関連した鈍的外傷を最小限に抑える必要は、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４で説明されている更なる安全要求事項になっている。この規格は、粘土証拠物（ｃｌａｙ ｗｉｔｎｅｓｓ）シミュレーション材料の上に置かれた防護服の高速衝撃に関連した背面形跡（ｂａｃｋｆａｃｅ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）の測定による鈍的外傷の許容レベルに関する、試験手順および性能要件を略述している。ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４では、許容できる背面変形量は、粘土証拠物（Ｒｏｍａ Ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ粘土、粘土証拠物の深さが５．５インチ（１４０ｍｍ））の４４ｍｍ以下と定義されている。
【０００４】
ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４では、様々なタイプの発射体および衝撃エネルギーレベルに固有の衝撃要件を規定している。柔軟防護服に関する３つの一般的なＮＩＪ脅威レベルとして、脅威レベルＩＩ、ＩＩＡ、およびＩＩＩＡがある。脅威レベルＩＩは、高速度の３５７マグナム弾（１０．２ｇ（１５８ｇｒ））および９ｍｍの弾丸（８．０ｇ（１２４ｇｒ））（衝撃速度がそれぞれ約１４００ｆｔ／ｓ（４２７ｍ／ｓ）未満および１１７５ｆｔ／ｓ（３５８ｍ／ｓ）未満）と関係している。レベルＩＩＡは、公称質量（ｎｏｍｉｎａｌ ｍａｓｓ）が１１．７ｇ（１８０ｇｒ）である低速度の４０Ｓ＆Ｗ口径のフルメタルジャケット弾（ｆｕｌｌ ｍｅｔａｌ ｊａｃｋｅｔ ｂｕｌｌｅｔｓ）、および９ｍｍの８．０ｇ（１２４ｇｒ）の弾丸（衝撃速度がそれぞれ約１０２５ｆｔ／ｓ（３１２ｍ／ｓ）未満および約１０９０ｆｔ／ｓ（３３２ｍ／ｓ）未満である）と関係している。脅威レベルＩＩＩＡは、１５．６ｇ（２４０ｇｒ）の４４マグナム弾および短機関銃の９ｍｍ（１２４ｇｒ）の弾丸（衝撃速度が約１４００ｆｔ／ｓ未満である）と関係している。
【０００５】
上述の衝撃性能要件は、幾つかの市販の耐衝撃材料のいずれかまたは前記材料の組合わせを用いて満たすことができるが、その一方で、柔軟防護服の製造の課題は、受け入れ可能な安全限界で貫通を防止するため、また背面変形を最小限に抑えるために必要な衝撃層を選択および配置すると共に、快適性を向上させるために防護服の重量、大きさおよび剛さを最小限に抑えることである。
【０００６】
市販の耐衝撃材料としては、様々な織られた衝撃繊維糸の布帛、衝撃布帛補強複合材、衝撃繊維の一方向ラミネートおよび不織布がある。こうした様々な構造体のうち、高強度の繊維糸から製作される織られた布帛は、柔軟防護服の製作での使用において最も長い歴史がある。機織りは、長い間、高強度の繊維糸から耐衝撃性布帛プライを均一に作り出すための比較的安価な方法とされており、これは、接着樹脂によって化学的に固定する（その場合、更なる重量および剛さが衣料品にもたらされうる）のではなく、糸を機械的に相互に絡み合わせるか、または「インターレース」して糸を所定の位置に保持することに依拠するものである。耐衝撃性布帛で製作された柔軟防護服は、非常に多くの場合、使用時にいっそうぴったり合い、柔軟であるので、一方向繊維ラミネートまたは樹脂含浸布帛などの堅い背面制御層（ｂａｃｋｆａｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒｓ）を含んでいるハイブリッド防護服（ｈｙｂｒｉｄ ａｒｍｏｒｓ）よりも優れた快適性をもたらす。加えて、織られた高強度の繊維糸で全体が作り出された耐衝撃性衣服は、何年間か使用され摩耗した後でも耐衝撃性を維持することが明らかになってきた。すべてが織られたものである耐衝撃性ベストに代わるものが市販されている。そのような物品は、高強度の繊維、マトリックス樹脂およびフィルムを組み合わせて作られるので、多くの場合、製造コストが高くなる。加えて、衝撃繊維の物理的性質とは異なる、温度および歪みに左右される物理的性質（例えば、熱膨張係数、モジュラスなど）を有する構成材料のせいで、こうした複合層は、選択した材料の最も弱い点によって決まる耐用期間を有することが多い。
【０００７】
典型的な織られた二軸の耐衝撃性布帛（布帛平面内に２つの糸配向を有する、織り交ぜられ織り合わさった糸からなる布帛）は、自動織機で作り出される。こうした機織り操作により、織り交ぜられるよこ繊維糸が、たて方向（つまり、流れ方向）のそうした糸に対して９０度ずれている織られた布帛が作り出される。布帛の性質は、４つの基本変数（糸デニール、糸カウント、織目および織物仕上げ）に大きく左右される。平織り、サテン織り、綾織、バスケット織、およびからみ織を含め、布帛には幾つかのスタイルがある。上記の布帛のみを使用して最小衝撃性能要件を満たすことは、衝撃防護服の製造業者にとって挑戦となる。多数の低カバーファクター（疎織（ｌｏｏｓｅｌｙ ｗｏｖｅｎ））の耐衝撃性繊維糸布帛は、所望の面密度において申し分のないＶ５０性能をもたらす（それから製作されたベストは、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４に略述されている限界値より間違いなく上の速度でも発射体がベスト材料を貫通するのを何度も防ぐことを示すことができる）が、十分な背面変形抵抗はもたらされない。その逆に、同じベスト面密度の高カバーファクター（いっそう密に織られた）の耐衝撃性繊維糸布帛を使用した場合、背面変形性能は向上するが、Ｖ５０性能がかなり低下することが多く、時には背面形跡測定に必要なＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４の速度に達しないこともある。すべてがｐ−アラミド繊維糸（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）またはＴｗａｒｏｎ（登録商標）という商品名で販売されているものなど）であって、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４の４４マグナム弾衝撃危険に関するレベルＩＩＩＡの背面要件を満たすことのできる、面密度が１ ｌｂ／ｆｔ2未満の織られた布帛ベストは、現在市販されていない。
【０００８】
柔軟防護服の背面形跡を減少させる一般的な一方法は、衝撃時の変形を防ぐために、高強度繊維の硬質プライまたは布帛補強樹脂複合プライを含めるというものである。これには、織られた衝撃布帛に高分子フィルムを結合させるかまたはポリマーコーティングを施すか、あるいは低い溶融温度のポリマーフィルムまたは感圧接着剤を用いて２つの織られた衝撃布帛層を結合させて、衝撃防護服構造体に（背面形跡を向上させるために）追加することができる耐衝撃プライを得るというものも含まれ、これは、国際公開第００／０８４１１号パンフレット、米国特許第５，６７７，０２９号明細書、および米国特許出願公開第２００３／０１０９１８８号明細書に記載されているとおりである。樹脂またはエラストマー含浸の衝撃繊維布帛は、衝撃背面形跡を向上させるために衝撃ベスト構造体に追加する別のタイプの複合プライである。こうした層を追加すると、防護服材料の背面形跡性能が向上することが明らかになっているが、Ｖ５０性能に対して悪影響を及ぼしうることが多い。さらに、樹脂により、衝撃ベスト組合せ体の重量および剛さが増大する。
【０００９】
ポリマーマトリックス中の平行に配向した高強度繊維の第１複数体（ｆｉｒｓｔ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）が、ポリマーマトリックス中の平行に配向した高強度繊維の第２複数体（ｓｅｃｏｎｄ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）に接着結合したものからなり、第２複数体の繊維の配向が第１複数体の配向に対して多くの場合９０度ずれている一方向繊維ラミネートは、安全なＶ５０性能を維持しながら良好に背面外傷を制御できる一般的な耐衝撃材料になってきている。こうした一方向繊維ラミネートの作製方法は、一般的に、米国特許第４，９１６，０００号明細書；米国特許第４，７４８，０６４号明細書；米国特許第４，７３７，４０１号明細書；米国特許第４，６８１，７９２号明細書；米国特許第４，６５０，７１０号明細書；米国特許第４，６２３，５７４号明細書；米国特許第４，５６３，３９２号明細書；米国特許第４，５４３，２８６号明細書；米国特許第４，５０１，８５４号明細書；米国特許第４，４５７，９８５号明細書、および米国特許第４，４０３，０１２号明細書に記載されている。こうした一方向ラミネートは、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．からＳｐｅｃｔｒａ Ｓｈｉｅｌｄ（登録商標） Ｐｌｕｓ ＦｌｅｘおよびＧｏｌｄ Ｆｌｅｘ（商標）という商品名で、またＤＳＭからＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）ＵＤという商品名で市販されている。こうした一方向繊維ラミネートは単独で使用して衝撃防護をもたらすことができるが、米国特許第６，１１９，５７５号明細書に示されているように、こうした材料を織られた衝撃繊維糸布帛と組み合わせて使用すると、性能を低下させずに面密度をさらに減少させられることが、明らかになっている。
【００１０】
ベストにおいて一方向繊維または布帛と樹脂との複合層を使用することに関係した性能の向上は、米国特許第６，１１９，５７５号明細書で論じられているように、複数プライ構造体中でのその位置に大きく依存しうる。文書に記録されている多数の例では、こうしたより堅い複合層を従来の衝撃布帛の背後に配置すると、背面形跡およびＶ５０性能が最適になる。この「片面配置（ｓｉｄｅｄｎｅｓｓ）」のせいで、こうしたハイブリッド衝撃ベスト構造体は、不注意で裏返しに着用されるか、または戦術ベスト（ｔａｃｔｉｃａｌ ｖｅｓｔ）に誤った仕方で挿入されうるので、発射体脅威からの保護は最適とは言えないものとなる。したがって、一体構造の（まったく同様の耐衝撃材料プライからなる）、または前後で同等の耐衝撃性のある防護服構造体には価値がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
高速衝撃に関連した鈍的外傷を減少させることのできる、すべてが織られた布帛である軽量の防護服が必要とされている。本明細書に記載される本発明の二軸（布帛平面内において２つの別個の配向を有する織り合わさった繊維糸を含んでなる）布帛構築体および柔軟防護服構造体が登場する以前には、文書に記録されたもので、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４の４４口径の変形可能発射体に関する背面要件（１４３０±３０ｆｔ／ｓ（４３６±９ｍ／ｓ）の発射体速度で４４ｍｍ未満の背面形跡）を満たし、約１ ｌｂ／ｆｔ2未満の面密度を有する、すべてが織られたｐ−アラミド布帛の衝撃防護服は存在していなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施態様によれば、本発明は、衝撃発射体耐性物品または耐穿刺性物品の製造用の糸から織られる二軸布帛（ｂｉａｘｉａｌ ｆａｂｒｉｃ）であって、前記二軸布帛が、布帛平面内に平行配向された糸の第１複数体を含み、第１複数体が、布帛平面内において第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、布帛平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、第１複数体の任意の繊維糸と第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度（ａｎｇｕｌａｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を有する一対の鋭角の対頂角を形成する、衝撃発射体耐性物品または耐穿刺性物品の製造用の糸から織られる二軸布帛に関する。
【００１３】
別の実施態様では、本発明は、芳香族ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアレニアゾール（ｐｏｌｙａｒｅｎｅａｚｏｌｅ）、ポリエステル、レーヨン、液晶高分子、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック、ポリアクリロニトリルおよびポリビニルアルコールを含む群から、単独でまたは組み合わせて選択される糸を含む複数の実質的に非付着性の不織または織られた布帛層から組み合わせて作られる衝撃発射体耐性または耐穿刺性の多層物品であって、その組合せ体内の少なくとも１つの層が、二軸布帛であって、布帛平面内に平行配向された第１複数糸を含み、第１複数糸が、布帛平面において第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する布帛平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、第１複数体の任意の繊維糸と第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度の一対の鋭角の対頂角を形成する二軸布帛である、多層物品に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】先行技術の織られた布帛の例である。
【図２】本発明の耐衝撃性布帛構造体の一実施態様を拡大した画像である。
【図３Ａ】従来の織られた布帛のロールからバイアス配向（ｂｉａｓ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）の布帛細片を作る場合を示したものである。
【図３Ｂ】３Ａに示したロールから切り取った布帛を菱形格子状化（ｔｒｅｌｌｉｓｉｎｇ）器具に固定したものを示す。
【図３Ｃ】菱形格子状化器具に固定して伸張した布帛を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書用の用語集
鋭角 − 大きさが９０度未満の角度
【００１６】
織られた布帛 − 一方向に配向した繊維糸の１つの複数体が、その第１複数体の方向とは異なる方向に配向した糸の第２複数体と織り交ぜられているものを含んでなる布帛。流れ方向に整列された平行糸の第１複数体を、たて糸と呼ぶ。たて糸に対して９０度で配向した織り交ぜられた糸を、よこ糸または横糸と呼ぶ。
【００１７】
バイアス織またはバイアス配向の布帛 − 布帛のＸＹ平面内（ここで、Ｘは流れ方向（長さ）であり、Ｙは横方向（幅）である）に配向されたときに、布帛平面内のＸおよびＹ軸とは異なる方向に配向された織り合わさった糸を含む、織られるかまたは編まれた二次元の布帛。
【００１８】
バイアス配向方向（Ｂｉａｓ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ） − 布帛平面内の一方向に配向した複数の糸が、その最初のものとは異なる配向を有する糸の第２複数体と織り交ぜられているものを含んでなる二軸布帛では、第１複数体の糸の繊維と第２複数体の糸の繊維との間に形成される任意の角を二等分する任意の射線に平行している方向のこと。
【００１９】
一方向繊維層 − 共通の繊維方向に沿って実質的に平行に配列された繊維を有する層。
【００２０】
複合布帛プライ − １つの織られた布帛層と少なくとも１つの第２層（別の布帛層、一方向繊維層、高分子フィルム、布帛構成体に含浸させた高分子樹脂などであってよい）とを組み合わせたもの。１つの織られた布帛層を、縫い付け、溶融接着剤、感圧接着剤、圧縮成形、コーティングなどによって第２層と結合させることができる。
【００２１】
補角 − ２つの角度は、それらの測定角度の合計が１８０度に等しい場合に補角と呼ばれる。補角の一方は、他方を補足するものであると言われる。
【００２２】
対頂角 − 以下の図のような、交差する任意の２本の線（射線）では、角度Ａおよび角度Ｂを対頂角と呼ぶ。対頂角は、同じ測定角度を有する。角度Ｃおよび角度Ｄも対頂角
【００２３】
【表１】
【００２４】
格子角（Ｔｒｅｌｌｉｓ ａｎｇｌｅ） − 二軸布帛において、布帛平面内で配向が異なる任意の２本の糸の間に形成される鋭角であって、どちらのバイアス方向においても、編まれた二軸構成体で観察されるか、または二軸織物構造体の面内の延長によって実現されるもの。
【００２５】
格子方向（Ｔｒｅｌｌｉｓ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ） − 鋭角の対頂角を二等分する線と平行している方向。
【００２６】
カバーファクター − 丸い糸形状を想定した場合に、糸がカバーする布帛の表面積の割合。
【００２７】
Ｖ５０ − Ｖ５０衝撃限度試験は、もともとは頑丈な装甲を評価するために米軍によって開発された統計的検定である。Ｖ５０試験では、弾丸が試験用物体を貫通する確率が５０パーセントである速度を実験的に突き止める。
【００２８】
背面形跡（ＢＦＳ） − 貫通しない発射体の衝撃によって作り出される、裏材料に生じるへこみの深さ。背面形跡は、裏材料固定具の前端部によって画定される平面から測定する。国立司法研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｊｕｓｔｉｃｅ）（ＮＩＪ） Ｓｔａｎｄａｒｄ−０１０１．０４の個人用防護服の耐衝撃性（Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｂｏｄｙ Ａｒｍｏｒ）によれば、その値が限界値４４ｍｍを超えることは許されない。
【００２９】
本発明は、様々な実施態様において、新規の種類の耐衝撃性布帛構築体、並びに衝撃層およびそれから作られる多層防護服構造体（従来の織られた衝撃布帛よりも衝撃背面変形の向上したもの）を対象としている。本発明の一実施態様は、従来の衝撃布帛では決して実現されなかった大幅な背面形跡の向上を防護服にもたらすことができる衝撃布帛構築体を作り出すことを含む。本発明の第２の実施態様は、防護服組合せ体用の衝撃布帛構築体からバランスの取れた衝撃層を作り出すことである。本発明の第３の実施態様は、本発明の衝撃布帛構築体を組み込んだ特殊な多層ベスト構造体を製作することである。
【００３０】
本発明の第１の実施態様は、織られた布帛１０の先行技術の例を示す図１を最初に参照して説明することができる。この図は、マルチフィラメント糸を含んでなる平織構造体の例を拡大して示しており、布帛平面内で方向が平行している糸の第１セット１（Ｘで示されている）の交差が、布帛平面内で平行していて第１セットのそれから９０度ずれている糸の第２セット２（線Ｙで示されている）と織り交ぜられている。第１セットの糸と第２セットの糸との交差によって角度Ａ〜Ｄが形成され、それぞれの大きさは９０度である。線Ｌは、角度ＡおよびＢを二等分するものとして示されている。
【００３１】
本発明の第１の実施態様は、布帛平面内に平行配向された糸の第１複数体を含む織られた布帛構築体であって、第１複数体が、布帛平面内において第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、布帛平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、第１複数体の任意の繊維糸と第２複数体の繊維糸が交差して、９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角と、必然的に９０度より大きい測定値を有する一対の鈍角の対頂角（前述の鋭角の角度を補うもの）とを形成する、織られた布帛構築体である。本発明の衝撃布帛の配列１０’を図２に示すが、これは、布帛平面内に配向された平行な糸の第１複数体１’（線Ｘ’で示されている）が、第１複数体とは異なる配向を有する、布帛平面内における平行な糸の第２複数体２’（線Ｙ’で示されている）と織り交ぜられているものを含んでなり、第１複数体１’の任意の繊維糸と第２複数体２’の任意の繊維糸との交差により布帛平面内に一対の対頂角が形成され、鋭角の対頂角Ａ’およびＢ’の測定角度は値が等しくかつ９０°未満であり、鈍角の対頂角Ｃ’およびＤ’の測定角度は値が等しくかつ９０°より大きい。本発明の布帛は、図３Ａ〜３Ｃを参照しながら以下に説明するように、元の布帛を格子方向に伸張することによって実現できる。本開示の目的においては、本出願人は、こうした布帛の配向または格子延長方向を、図２に示すように、角度Ａ'およびＢ'を横切って鋭角の対頂角を二等分する線Ｌ’に平行な方向として表すことにする。
【００３２】
本発明の範囲は、図１に示されている平織り布帛でのインターレースと類似している、図２に示されているような１つおきに糸が１つ１つ重なる交互構造で織り合わさった糸からなる構造体に限定されない。それどころか、本発明の範囲は、布帛平面内の一方向の糸が、考えられる任意の特定の繰り返しパターンで、第２方向に配向した２本以上の隣接糸の上または下を交互に横切ることができる構築体を含み、それには、例えば、サテン織（３ハーネスサテン織、４ハーネスサテン織（クローフート（ｃｒｏｗ’ｓ ｆｏｏｔ））、５ハーネスサテン織、および８ハーネスサテン織などを含むが、これらに限定されない）、バスケット織、およびあや織構成体のバイアス方向の伸張によって構成することができる布帛構築体があるが、これらに限定されない。
【００３３】
本開示で説明した耐衝撃性構築体を構成するのに用いる繊維糸は、引張強度が約８ｇ／デニールより大きいか、より好ましくは約１２ｇ／デニールより大きいであろう。本発明の一実施態様では、布帛糸中の繊維は、芳香族ポリマー材料で作られるであろう。芳香族ポリマーとしては、芳香族ポリアミド（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）（ＤｕＰｏｎｔ）からＫｅｖｌａｒ（登録商標）という商品名で販売されており、帝人からはＴｗａｒｏｎ（登録商標）として入手可能なポリ（パラ−フェニレンテレフタルアミド）など）、およびＮｏｍｅｘ（登録商標）という商品名で販売されているポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）、ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（東洋紡績から入手可能なＰＢＯ）、ポリベンゾキサゾール、ポリベンゾチアゾールがある。他の芳香族ポリマーとしては、芳香族不飽和ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、液晶サーモトロピックポリエステル（クラレから入手可能なＶｅｃｔｒａｎ（登録商標）という商品名で販売されているものなど）、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリエステルアミドイミド、芳香族ポリエーテルアミドイミドおよび芳香族ポリエステルイミドがある。上に述べた種類の任意の物質のコポリマーも使用できる。
【００３４】
１２ｇ／デニールより大きな強度を有する、こうした織られた構築体を製作するのに使用できるであろう他の衝撃グレードの繊維糸としては、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）という商品名でＤＳＭから市販されており、またＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）という商品名でＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから市販されているポリオレフィン（特に注目すべきは、高分子量ポリエチレン）、高分子量ポリプロピレンおよびそれらのコポリマーがある。
【００３５】
本開示で示す例示的ケースでは、バイアス配向布帛細片は、流れ（長手）方向に配向したたて糸繊維と、たて糸繊維の方向に対して９０度に配向したよこ繊維糸（流れ方向を横断して、布帛ロールの軸に平行している）とを有する布帛ロールから、衝撃布帛を切り取って得た。こうした細片は、図３Ａに示すように、バイアス方向に切り取って準備した。次いで、布帛は、図３Ｂおよび３Ｃに示す菱形格子状化器具にいったん固定し、伸張して耐衝撃性バイアス布帛構築体を形成した。
【００３６】
上記の方法は、本明細書に示す実例を作り出すのに適切であったが、こうした構成体を経済的に作り出す方法では、連続長さ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｕｎｎｉｎｇ ｌｅｎｇｔｈｓ）およびベストを切り取るのに十分な幅を有する、所望の格子角を作るために伸張したバイアス配向布帛を製造する必要があるであろう。バイアス配向布帛を作り出す方法は、特許文献に開示されている。その例として、米国特許第６，４９４，２３５号明細書、米国特許第６，４９４，２３８号明細書、米国特許第４，９０７，３２３号明細書および国際公開第９９／５５５１９号パンフレットがある。バイアス配向の織物構成体は、当業界で知られている編み工程を用いて作り出すこともでき、これにより、連続布帛シートを直接作り出すか、または管の軸に平行な一側面に沿って細長く切ってバイアス配向布帛の平らな連続シートを製造することのできる管状構造体を作り出すかのいずれかを行う。バイアス配向布帛の連続シートを製作する第２の手段は、たて糸繊維が管の軸に平行に配向され、よこ糸繊維が周方向に配向される管状織機（ｔｕｂｕｌａｒ ｌｏｏｍ）から作り出される管状布帛を、螺旋状に切り取るものであろう。これも米国特許第４，２９９，８７８号明細書に記載されている。
【００３７】
本発明の第２の実施態様は、衝撃防護服を構成するのに使用できる、独立している格子状布帛構築体または格子状布帛複合プライを作り出すことである。格子状衝撃構築体のそのような安定化層は、衝撃防護服の製造者によって使用される連続ロール状品（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｏｌｌｅｄ ｇｏｏｄ）として提供できる。本発明のこの構築体を有する個別の布帛層は、安定化手段がなければ、非等方性のゆえに本来的に不安定であることを理解しなければならない。すなわち、布帛層は、ほとんど変わらずいっそう均衡の取れた構造に容易に逆戻りする（元に戻る）傾向がある（鋭角の測定角度の増大によって示される）。このため、こうした布帛構築体は、防護服を組み合わせて作る時に望ましくない逆戻りを起こさないように取り扱うのが困難になる。個々の布帛層において格子状にされた状態を維持するのに用いる一方法として、いったん所望の格子角にされたなら、裁縫作業によって縫い付けるという方法がある。どんな方向に縫い付けてもいくらかの安定性を衝撃布帛に与えうるが、「元に戻る」傾向を防ぐ最も効果的な縫い付けは、格子方向の方向に対して垂直な方向に縫い付けることである。所望の鋭角の格子角になるまで伸張した細長いバイアス配向の布帛を横切るように一定間隔でこのようなやり方で縫い付けると、安定化した単一の布帛シートが得られる。あるいはまた、ポリマー層（格子布帛の「元に戻る」傾向に対抗するための十分な程度の寸法安定性／逆戻り抵抗性（ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有する）を、格子状布帛層に接着して、構造を維持しやすくすることができる。そのようなポリマー層は、（加熱プラテン圧縮または加熱カレンダー加工によって）布帛に溶融結合された薄膜の形態か、または伸張状態を保ちつつ、布帛の片面または両面に施してから乾燥させるポリマーコーティング（溶剤をベースにしたものか、またはエマルジョン／ラテックス）の形態であってもよい。そのようなポリマー層は、布帛の表面全体を覆うという点で連続あってよいか、または衝撃層への重量および剛さの影響を最小限に抑えるために布帛構築体の表面全体にわたって不連続であってよい。樹脂の不連続コーティングには、布帛上の樹脂の穴あきパターン（ｏｐｅｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ）または線または不連続スポットが含まれる。これは、布帛表面に溶着させることができる穴あきパターンの形に切り取られた溶融接着フィルムを用いて達成できる。あるいはまた、溶剤をベースとするポリマーコーティングまたはポリマーエマルジョン／ラテックスは、グラビア印刷法などを用いて、前述の不連続なやり方で格子状布帛に転写することができる。
【００３８】
上述の個別の本発明の格子状にされた布帛層及び／または複合プライは、衝撃防護服全体を構成するのに使用できるか、または他の耐衝撃材料と組み合わせて衝撃防護服に使用することができる。縫い付けるか、または接着されたポリマーのフィルムまたはコーティングで安定化された構成体は、防護服内に様々な配列で積み重ねることができる。
【００３９】
バランスの取れた複合布帛プライは、格子状布帛構築体の２つを一体化し、一方の布帛の鋭角方向または格子方向（２本の織り交ぜられた糸によって形成される鋭角の対頂角を二等分する線と平行になっているものと定義される）が、第２格子状布帛構築体の鋭角方向に対して９０度の角度で配向するように組み合わせることによって作り出すこともできる。得られた布帛の２つの層は、裁縫作業で縫い付けて結合するか、感圧接着剤で接着するか、層間にポリマーフィルムまたは熱可塑性エラストマーフィルムを置いて溶融接着によって付着させて一緒にするか、接着を促進するため融点より上まで加熱しつつプレスまたはカレンダー加工操作で層を圧縮して一緒にすることができるであろう。２つの材料層を一体化して一緒にするのに、熱硬化性の樹脂またはエラストマーも使用できる。ポリマーコーティングで安定化される単一布帛層構築体の場合と同様に、こうした２つの布帛のサンドイッチ構造ラミネートの剛さおよび重量を少なくする手段として、不連続コーティングが最も好ましい。
【実施例】
【００４０】
比較例１
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、ＪＰＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ，Ａｎｄｅｒｓｏｎ，ＳＣから入手できる２５層のスタイル７２６の生機布帛（ｇｒｅｉｇｅ ｆａｂｒｉｃ）から作った。これは、８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９繊維糸から作製される平織布帛であり、糸カウント（ｙａｒｎ ｃｏｕｎｔ）がたて糸で２６本／インチ、よこ糸が２６本／インチであり、測定抜き取り糸（ｍｅａｓｕｒｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｙａｒｎ）の強度がたて糸で２７ｇ／デニール、よこ糸で２６ｇ／デニールであり、面密度が６．０４ｏｚ／ｙｄ2（２０５ｇ／ｍ2）である。個々の正方形布帛層は、たて糸およびよこ糸方向に沿って切り取って作り出した（正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸の繊維糸を有する）。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。背面形跡高速衝撃試験（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｂａｃｋｆａｃｅ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｉｎｇ）は、ＮＩＪ Ｓｔａｎｄａｒｄ ０１０１−０４に略述された手順に従って、粘土証拠物（Ｒｏｍａ ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ粘土）に押しつけるように置かれた標的に対して、１４３０±３０ｆｔ／ｓの速度の４４マグナム弾を用いて実施した。この試験パネルについて、４４マグナム弾での衝撃Ｖ５０を求めた。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。
【００４１】
比較例２
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、ＪＰＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．によって８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９繊維糸から作製された３６層の平織布帛から作った。その平織布帛は、糸カウントがたて糸で１８本／インチ、よこ糸で１８本／インチであり、測定抜き出し糸の強度がたて糸で２７ｇ／デニール、よこ糸で２６ｇ／デニールであり、面密度が４．０４ｏｚ／ｙｄ2（１３７ｇ／ｍ2）であった。正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸を有している個々の布帛層を、布帛ロールから切り取った。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維糸がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。
【００４２】
比較例３
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例１に記載した性質を有する３７層のスタイル７２６の生機布帛から作った。１つおきの層で布帛配向が互い違いになっている標的であって、１９枚の正方形の布帛は、正方形の辺がたて糸およびよこ糸の繊維糸の方向（０−９０）と平行に配向されており、１８層は、前の布帛の方向から４５度ずらして配向されている（−４５、＋４５）標的を作製した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。
【００４３】
比較例４
１５インチ×１５インチ（３８ｃｍ×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２（６００デニールの繊維糸）の５３層の平織から作った。その平織は、糸カウントがたて糸で１７本／インチ、よこ糸で１７本／インチであり、抜き出し糸の強度がたて糸で２５ｇ／デニール、よこ糸で２２ｇ／デニールであり、面密度が２．６４ｏｚ／ｙｄ2（８９．５ｇ／ｍ2）であった。個々の正方形布帛層は、たて糸およびよこ糸方向に沿って切り取って作り出した（正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸の繊維糸を有する）。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表２に示す。
【００４４】
比較例５
１５インチ×１５インチ（３８ｃｍ×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２（６００デニールの繊維糸）の２６層の平織から作った。その平織は、糸カウントがたて糸で３４本／インチ、よこ糸で３４本／インチであり、抜き出し糸の強度がたて糸で２１ｇ／デニール、よこ糸で２３ｇ／デニールであり、面密度が５．５０ｏｚ／ｙｄ2（１８６ｇ／ｍ2）であった。個々の正方形布帛層は、たて糸およびよこ糸方向に沿って切り取って作り出した（正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸の繊維糸を有する）。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表２に示す。
【００４５】
比較例６
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、ＪＰＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃによって８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９繊維糸から作製された、３３層の４ハーネスサテン織（クローフート）の布帛から作った。この布帛は、糸カウントがたて糸で２０本／インチ、よこ糸が２０本／インチであり、たて糸の強度が２７ｇ／デニール、よこ糸の強度が２５ｇ／デニールであり、面密度が４．４３ｏｚ／ｙｄ2（１５０ｇ／ｍ2）であった。正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸を有している個々の布帛層を、布帛ロールから切り取った。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表３に示す。
【００４６】
比較例７
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例１で記載したスタイル７２６生機布帛の層を２つ結合することによって製作した１２の複合材から作った。第２層は、第１層に対して４５度ずらした。不織ポリマー布帛接着剤（Ｐｅｌｌｏｎ（登録商標）Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｇｒｏｕｐ，ＬＬＣ ｏｆ Ｔｕｃｋｅｒ（Ｇｅｏｒｇｉａ）から入手可能なＰｅｌｌｏｎ（登録商標）Ｗｏｎｄｅｒ−Ｕｎｄｅｒ（登録商標）８０５可融性不織布芯地ウェブ）を用いて、約１３０℃の温度において、層を結合して一緒にし、ハンドアイロン（ｈａｎｄ ｉｒｏｎ）で押しつけて接着剤を溶融させて布帛層間の結合を行わせた。１２の複合層を積み重ね、周辺部付近を縫い、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００４７】
比較例８
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例１で記載した性質を有するスタイル７２６生機布帛を１２層と、比較例７で記載した７２６生機布帛の２層複合材のうちの６つとから作った。パネルは、１２の非結合層が前に（最初に弾丸の衝撃が加わる）、６つの複合材が後ろに（粘土証拠物に最も近い）くるようにして、組み合わせて作った。得られたスタックは、周辺部付近を縫い、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００４８】
比較例９
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例２で記載したたて糸が１８本／インチ、よこ糸が１８本／インチである８４０デニールの生機布帛の層を２つ結合して製作した１７の複合材のスタックから作った。第２層は第１層に対して４５度ずらした。不織ポリマー布帛接着剤（Ｐｅｌｌｅｎ（登録商標）８０５ Ｗｏｎｄｅｒ−Ｕｎｄｅｒ（登録商標））を用いて、比較例７と同様の条件下で層を結合して一緒にし、接着剤を溶融させ、布帛層間の結合を行わせた。１７の複合層を積み重ね、周辺部付近を縫い、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００４９】
比較例１０
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例２で記載した８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９糸の生機布帛（たて糸が１８本／インチ、よこ糸が１８本／インチ）の層を１７枚と、比較例９で記載した２層複合材の布帛プライのうちの９枚とから作った。パネルは、１７の非結合層が前に（最初に弾丸の衝撃が加わる）、６つの複合材が後ろに（粘土証拠物に最も近い）くるようにして、組み合わせて作った。得られたスタックは、周辺部付近を縫い、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓでの４４マグナム弾衝撃試験の、背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００５０】
比較例１１
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｔｏｎｇｙｉｚｈｏｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．（Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）によって作られた超高分子量ポリエチレン糸からＪＰＳ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．が織ったＣＳ８１１仕上げの平織布帛タイプＳ−１７１１４Ｇの３０層から作った。この８００デニール糸補強材は、たて糸およびよこ糸が２４本／インチ（９４本／１０ｃｍ）の糸カウントを有しており、面密度が４．８６ｏｚ／ｙｄ2（１６５ｇ／ｍ２）であった。個々の正方形布帛層は、たて糸およびよこ方向に沿って切り取って作り出した（正方形の辺に平行になっているたて糸およびよこ糸繊維を有する）。布帛層は、たて糸およびよこ糸の繊維がスタック中のすべての布帛層で同じ方向に配向するように配置した。布帛層は、エッジから１／２インチ（１．２７ｃｍ）の、パネルの周辺部付近を縫い合わせた。また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて、層を機械的に結合した。背面形跡高速衝撃試験は、ＮＩＪによって略述されている手順に従って、粘土証拠物（Ｒｏｍａ ｐｌａｓｔｉｌｉｎａ 粘土）に押しつけるように配置された標的に対して、１４３０±３０ｆｔ／ｓの速度で４４マグナム弾を用いて実施した。この試験パネルでの４４マグナム弾の衝撃Ｖ５０を求めた。背面形跡およびＶ５０の結果を表５に示す。
【００５１】
実施例１
斜め模様の細片を、比較例２で記載した８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９糸の生機布帛（たて糸が１８本／インチ、よこ糸が１８本／インチ）の６３インチ（１６０ｃｍ）幅のロールから切り取った。斜め模様の切断片は、図３Ａに示すようにこの平織布帛のバイアス方向に沿って配向していて、幅が２８インチ（７１ｃｍ）のバイアス配向布帛細片が作り出された。布帛を、図３Ｂに示すように菱形格子状化フレームに固定し、伸張して４５度の鋭角の格子角になるようにした。格子状布帛を、等しい断片に切断して交差配置させた（すべての層で格子方向がその前の層に対して９０度ずれるように、層が互い違いになるように積み重ねた）。構築時に個々の布帛層の格子角を一定に保つ正方形のピンニングフレーム（ｐｉｎｎｉｎｇ ｆｒａｍｅ）を用いて、スタックを構築した。布帛層のこの互い違いの交差配置を繰り返して、格子状にされた２６の布帛層を有するスタックを作った。布帛層のスタックは、布帛層をピンニングフレームで所定の位置に保持しながら、周辺部の付近で縫い合わせ、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて層を機械的に結合した。その後、パネルをトリムして、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の端構造を有するようにした。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。本発明の布帛構築体から製作されたこれらのパネルは、比較例１〜３よりも背面形跡が減少することを実証した。またこの新規の構造体を有するこれらのパネルでは、Ｖ５０性能も損なわれておらず、比較例１〜３と値が同等のままであった。
【００５２】
実施例２
斜め模様の細片を、比較例２で記載した６００デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２糸の生機布帛（たて糸が１７本／インチ、よこ糸が１７本／インチ）の６３インチ（１６０ｃｍ）幅のロールから切り取った。斜め模様の切断片は、図３Ａに示すようにこの平織布帛のバイアス方向に沿って配向していて、バイアス配向布帛細片が作り出された。布帛を、図３Ｂに示すように菱形格子状化フレームに固定し、伸張して３０度の鋭角の格子角になるようにした。格子状布帛を、等しい断片に切断して交差配置させた（すべての層で格子方向がその前の層に対して９０度ずれるように、層が互い違いになるように積み重ねた）。構築時に個々の布帛層の格子角を一定に保つ正方形のピンニングフレームを用いて、スタックを構築した。布帛層のこの互い違いの交差配置を繰り返して、格子状にされた２７の布帛層を有するスタックを作った。布帛層のスタックは、布帛層をピンニングフレームで所定の位置に保持したまま、周辺部の付近で縫い合わせ、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて層を機械的に結合した。その後、パネルをトリムして、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の端構造を有するようにした。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表１に示す。この格子状布帛構造体は、１７本／インチのたて糸および１７本／インチのよこ糸の基布で製作された標的（比較例５）および同じ６００デニール糸の平織り布帛の標的（個別に布帛層の面密度は同じである）（比較例６）の両方よりもＶ５０性能が向上していた。本発明の構造体に対して実施された最初の背面測定でも、比較例５および６の両方よりも向上していることが実証されたが、この最初の背面試験後のこの構造体の一体性は低下した。それによって、第２背面形跡測定で観察された変形抵抗が増大した可能性がある。
【００５３】
実施例３
２０×２０本／インチの、８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９糸のクローフート織りの布帛（比較例６で記載したもの）を用いて作り出された格子状布帛構築体を含んでなる多層パネルを、上記の実験的実施例１で記載した手順を用いて作り出した。出来上がった試験パネルは２３層を含んでなり、それぞれは４５度の格子角を有しており、実験的実施例１で行われたように、層は０度と９０度の互い違いの配向で積み重ねたものであった。パネルは、周辺部付近を縫い付け、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）キルトパターンで縫い付けた。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表３に示す。
【００５４】
この実施例では、比較例６における基布から製作された標的と比べて、Ｖ５０の大幅な減少もなく背面が向上した。
【００５５】
実施例４
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、実施例１で記載したようにして作製された本発明の格子状布帛構築体の２層を結合することにより製作された１２の複合材の布帛層から作った。第２布帛層は、格子方向が第１層に対して９０度ずれていた。不織ポリマー布帛接着剤（Ｐｅｌｌｅｎ（登録商標）８０５）を用いて、比較例７と同様の条件下で層を結合して一緒にし、布帛層間の結合を行わせた。１２の複合層を積み重ね、周辺部付近を縫い付け、２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。表４に示すように、この構造体は比較例７〜１０で記載した比較の複合布帛プライパネルよりも大きなＶ５０を示すとともに、１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾で５回の背面試験を実施した後でさえ、一貫して申し分のない背面形跡を示した。
【００５６】
実施例５
１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の正方形の衝撃試験パネルを、比較例２で記載した８４０デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）１２９繊維糸の生機布帛の１８層と、実験的実施例４で記載したようにしてこの同じ布帛から作製した６つの格子状布帛複合プライとから作った。パネルは、１８の布帛層が前に（最初に弾丸の衝撃が加わる）、６つの複合層が後ろに（粘土証拠物に最も近い）くるようにして、組み合わせて作った。得られたスタックは、周辺部付近を縫い付け、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルト縫いで縫い付けて、試験パネルを作り出した。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表４に示す。
【００５７】
実験的実施例６
斜め模様の細片を、比較例１１のスタイルＳ−１７１１４ＧのＣＳ８１１のポリエチレン布帛のロールから切り取った。斜め模様の切断片は、図３Ａに示すようにこの平織布帛のバイアス方向に沿って配向していて、バイアス配向布帛細片が作り出された。布帛を、図３Ｂに示すように菱形格子状化フレームで固定し、伸張して５０度の鋭角の格子角になるようにした。格子状布帛を、等しい断片に切断して交差配置させた（すべての層で格子方向がその前の層に対して９０度ずれるように、層が互い違いになるように積み重ねた）。構築時に個々の布帛層の格子角を一定に保つ正方形のピンニングフレームを用いて、スタックを構築した。布帛層のこの互い違いの交差配置を繰り返して、格子状にされた２２の布帛層を有するスタックを作った。布帛層のスタックは、布帛層をピンニングフレームで所定の位置に保持したまま、周辺部付近で縫い合わせ、また２インチ×２インチ（５．１×５．１ｃｍ）のキルトパターンをパネルの厚さ越しに縫い付けて層を機械的に結合した。その後、パネルをトリムして、１５インチ×１５インチ（３８×３８ｃｍ）の端構造を有するようにした。粘土証拠物に対する１４３０±３０ｆｔ／ｓの４４マグナム弾の、背面形跡およびＶ５０の結果を表５に示す。この格子布帛構造体は、従来の０／９０の平織構造布帛と比べて背面形跡が２７％減少した。
【００５８】
表１
【００５９】
表２
【００６０】
表３
【００６１】
表４
* 標的の端から2.5インチの衝撃を意味する。
** 「貫通」は、弾丸が標的をまっすぐ貫通したことを意味する。
【００６２】
表５
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃発射体耐性物品の製造用の糸から織られる布帛であって、前記布帛が、前記布帛の平面内に平行配向された糸の第１複数体を含み、第１複数体が、前記布帛の平面内において前記第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、前記布帛の平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、前記第１複数体の任意の繊維糸と前記第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角を形成する、布帛。
【請求項２】
前記布帛が、芳香族ポリアミド（ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）、ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリベンゾキサゾール、ポリベンゾチアゾールを含む）、芳香族の不飽和ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリエステルアミドイミド、芳香族ポリエーテルアミドイミドおよび芳香族ポリエステルイミドまたは上述の種類の物質のいずれかのコポリマーを含有する繊維糸を含んでなる、請求項１に記載の布帛。
【請求項３】
前記布帛が、超高分子量ポリエチレンを含有する繊維糸を含んでなる、請求項１に記載の布帛。
【請求項４】
前記鋭角の対頂角の角度が８０から８９度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項５】
前記鋭角の対頂角の角度が７０から８０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項６】
前記鋭角の対頂角の角度が６０から７０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項７】
前記鋭角の対頂角の角度が５０から６０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項８】
前記鋭角の対頂角の角度が４０から５０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項９】
前記鋭角の対頂角の角度が３０から４０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項１０】
前記鋭角の対頂角の角度が２０から３０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項１１】
前記鋭角の対頂角の角度が１０から２０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項１２】
前記鋭角の対頂角の角度が１０度未満である、請求項１に記載の布帛。
【請求項１３】
複数の実質的に非付着性の不織の布帛層、織られた布帛層、または複合布帛プライから組み合わせて作られる衝撃発射体耐性または耐穿刺性の多層物品であって、前記組合せ体における前記層の少なくとも１つが、前記布帛の平面内に平行配向された糸の第１複数体を有する繊維糸から作られた二軸布帛であり、第１複数体が、前記布帛の平面内において前記第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、前記布帛の平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、前記第１複数体の任意の繊維糸が前記第２複数体の繊維糸と交差して９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角を形成する、多層物品。
【請求項１４】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が８０から８９度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１５】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が７０から８０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１６】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が６０から７０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１７】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が５０から６０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１８】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が４０から５０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１９】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が３０から４０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項２０】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が２０から３０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項２１】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が１０から２０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項２２】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が１０度未満である、請求項１３に記載の物品。
【請求項２３】
前記二軸布帛層の少なくとも２つが、１つの層内の前記糸配向と別の層内の糸配向とがずれるように配向されている、請求項１３に記載の物品。
【請求項２４】
前記二軸布帛層の少なくとも２つが、１つの層内の前記糸配向と別の層内の前記糸配向とが同じになるように配向されている、請求項１３に記載の物品。
【請求項２５】
衝撃発射体耐性物品の製造用の糸から織られる少なくとも１つの布帛（と他の１つの布帛層）を含む複合布帛プライであって、前記布帛が、前記布帛の平面内に平行配向された糸の第１複数体を含み、第１複数体が、前記布帛の平面内において前記第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、前記布帛の平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、前記第１複数体の任意の繊維糸と前記第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角を形成する、複合布帛プライ。
【請求項１】
衝撃発射体耐性物品の製造用の糸から織られる布帛であって、前記布帛が、前記布帛の平面内に平行配向された糸の第１複数体を含み、第１複数体が、前記布帛の平面内において前記第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、前記布帛の平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、前記第１複数体の任意の繊維糸と前記第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角を形成する、布帛。
【請求項２】
前記布帛が、芳香族ポリアミド（ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）、ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリベンゾキサゾール、ポリベンゾチアゾールを含む）、芳香族の不飽和ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリエステルアミドイミド、芳香族ポリエーテルアミドイミドおよび芳香族ポリエステルイミドまたは上述の種類の物質のいずれかのコポリマーを含有する繊維糸を含んでなる、請求項１に記載の布帛。
【請求項３】
前記布帛が、超高分子量ポリエチレンを含有する繊維糸を含んでなる、請求項１に記載の布帛。
【請求項４】
前記鋭角の対頂角の角度が８０から８９度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項５】
前記鋭角の対頂角の角度が７０から８０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項６】
前記鋭角の対頂角の角度が６０から７０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項７】
前記鋭角の対頂角の角度が５０から６０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項８】
前記鋭角の対頂角の角度が４０から５０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項９】
前記鋭角の対頂角の角度が３０から４０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項１０】
前記鋭角の対頂角の角度が２０から３０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項１１】
前記鋭角の対頂角の角度が１０から２０度の間である、請求項１に記載の布帛。
【請求項１２】
前記鋭角の対頂角の角度が１０度未満である、請求項１に記載の布帛。
【請求項１３】
複数の実質的に非付着性の不織の布帛層、織られた布帛層、または複合布帛プライから組み合わせて作られる衝撃発射体耐性または耐穿刺性の多層物品であって、前記組合せ体における前記層の少なくとも１つが、前記布帛の平面内に平行配向された糸の第１複数体を有する繊維糸から作られた二軸布帛であり、第１複数体が、前記布帛の平面内において前記第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、前記布帛の平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、前記第１複数体の任意の繊維糸が前記第２複数体の繊維糸と交差して９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角を形成する、多層物品。
【請求項１４】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が８０から８９度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１５】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が７０から８０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１６】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が６０から７０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１７】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が５０から６０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１８】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が４０から５０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１９】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が３０から４０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項２０】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が２０から３０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項２１】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が１０から２０度の間である、請求項１３に記載の物品。
【請求項２２】
前記二軸布帛層の少なくとも１つにおいて前記鋭角の対頂角の角度が１０度未満である、請求項１３に記載の物品。
【請求項２３】
前記二軸布帛層の少なくとも２つが、１つの層内の前記糸配向と別の層内の糸配向とがずれるように配向されている、請求項１３に記載の物品。
【請求項２４】
前記二軸布帛層の少なくとも２つが、１つの層内の前記糸配向と別の層内の前記糸配向とが同じになるように配向されている、請求項１３に記載の物品。
【請求項２５】
衝撃発射体耐性物品の製造用の糸から織られる少なくとも１つの布帛（と他の１つの布帛層）を含む複合布帛プライであって、前記布帛が、前記布帛の平面内に平行配向された糸の第１複数体を含み、第１複数体が、前記布帛の平面内において前記第１複数体の方向／配向とは異なる方向／配向を有する、前記布帛の平面内で平行配向された糸の第２複数体と織り交ぜられており、前記第１複数体の任意の繊維糸と前記第２複数体の繊維糸が交差して９０度未満の測定角度を有する一対の鋭角の対頂角を形成する、複合布帛プライ。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【公表番号】特表２０１１−５０８８２９（Ｐ２０１１−５０８８２９Ａ）
【公表日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４０６８４（Ｐ２０１０−５４０６８４）
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８０６７５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８８５５１
【国際公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８０６７５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８８５５１
【国際公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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