防弹织物层压制品的制作方法

专利名称：防弹织物层压制品的制作方法
相关申请的交叉引用本申请涉及2000年8月16日递交的申请系列号09/639,903的题目是“耐冲击刚性复合材料和生产方法”的共同待决申请。
背景技术：
1.发明领域本发明涉及对于冲击弹丸的刺穿具有优越抗性的机织织物层压材料，其组合，和其制造方法。
2.相关领域描述个人防护用的身体盔甲的建造是古老的但不是陈旧的技术。盔甲的起源和首次使用很可能追溯到史前时代。截至公元前1500年埃及人已经熟知金属盔甲。追溯到Amenhotep II统治时期(公元前1436年-公元前1411年)的坟墓中的壁画清楚地显示了由重叠的青铜鳞片形成的防卫衣服。这些被缝合成布衬里，类似具有短袖和领口的长衬衫。(“武器和盔甲历史向导(A Historical Guide to Arms and Armor)”，Steven Bull，Tony North编辑，Studio Editions有限公司，伦敦，1991)。
身体盔甲的使用持续直到大约17世纪末。为了保持对抗步枪火力的效力增加了盔甲的重量。然而，同时，新战略和策略要求较大的步兵机动性。盔甲停用并直到第二次世界大战才再被广泛使用。在第二次世界大战期间，来自弹壳碎片的伤亡上升到80％，并且，所有伤口的70％影响了躯干，迫切渴望生产一种合适的身体盔甲。轰炸机人员和地面部队的盔甲由钢，铝和树脂粘合的玻璃纤维板，以及重尼龙布形成。
在最近几年，随着新强纤维，例如芳族聚酰胺和高分子量的聚乙烯的引入，身体盔甲的重量减少到民事警官日常使用变得实际的水平。在1974年，有132个联邦，州和地方警官在值勤时被杀死；他们中的128人是被枪所杀，凶手武器的大部分是0.38口径或更小的手枪。轻重量的身体盔甲随后很快被引入。人们相信在随后的多年里防止了估计2,500名警官的死亡(个人身体盔甲选集和应用向导(Selection and Application Guide to Personal Body Armor)，国家司法学院(National Institute of Justice)编，2001年11月)。
对于在抗冲击物品，例如头盔，板，和背心中使用的纤维增强的复合材料有多种组成。这些复合材料对于来自弹丸，例如BB’s，子弹，炮弹(shell)，榴霰弹，玻璃碎片等高速冲击引起的刺穿显示了不同的抗性。例如，美国专利6,268,301B1，6,248,676 B1，6,219,842 B1；5,677,029,5,587,230；5,552,208；5,471,906；5,330,820；5,196,252；5,190,802；5,187,023；5,185,195；5,175,040；5,167,876；5,165,989；5,124,195；5,112,667；5,061,545；5,006,390；4,953,234；4,916,000；4,883,700；4,820,568；4,748,064；4,737,402；4,737,401；4,681,792；4,650,710；4,623,574；4,613,535；4,584,347；4,563,392；4,543,286；4,501,856；4,457,985；4,403,012；PCT公开WO 91/12136；和E.I.DuPont De Nemours InternationalS.A.1984年的出版物，题目叫做“Lightweight composite Hard ArmorNon Apparel Systems with T-963 3300 dtex DuPont Kevlar 29Fibre”，都描述了抗冲击复合材料，其包括由材料，例如高分子量聚乙烯，芳族聚酰胺和聚吲哚制造的高强纤维。这种复合材料被说成是柔韧的或着是刚性的，取决于它们的结构的性质和使用的材料。
美国专利4,737,401，Harpell等，1985年12月9号递交，及其共同申请，公开了抗冲击精细机织织物物品。
美国专利4,623,574，Harpell等，1985年1月14号递交，及其共同申请，公开了包含镶嵌入弹性基质的高强纤维的简单复合材料。
美国专利5,677,029，Prevorsek等，1996年12月12号递交，及其共同申请，公开了包含柔韧的抗刺穿复合材料，该复合材料包含至少一种包含强纤维网状物的纤维状层，和包含至少一种扩及同空间并至少部分粘合于纤维状层之一表面的连续聚合物层。
美国专利5,552,208，Lin等，1993年10月29号递交，及其共同申请，公开了抗冲击物品，该物品包含基质中的高强纤维网和以膜的形式的第二基质材料，其与基质浸过的纤维网的至少一面相邻。
美国专利5,471,906，Bachner，Jr.等中，公开了一种身体盔甲，该身体盔甲包含盔甲层和盖，围绕和密封了盔甲层，包含一层防水板和方向面向穿戴者的潮湿蒸汽可渗透的机织织物。
美国专利5,788,907和5,958,804，Brown，Jr.等，公开了抗冲击压延机织织物。
橡胶涂覆一面或两面的芳族聚酰胺织物由VerseidagIndustrietextilien Gmbh以商品名UltraX可商购得到。通过在热和压力下粘合橡胶涂覆的织物形成刚性板也是可以的。
抗冲击复合材料典型地由重叠在一起的机织织物的层或纤维的片形成。片中的纤维可以是单方向取向的或以自由方向粘结。当各个层是单方向取向的纤维时，连续的层相对彼此旋转，例如以0°/90°的角度或0°/45°/90°/45°/0°或以其它角度。在以前的方法中，有一些例外，机织织物或纤维的各个层通常是未涂覆的，或镶嵌入纤维间充满空隙空间的聚合基质材料中。如果不存在基质，织物或纤维片是固有柔韧的。构造的相反类型是由纤维和单个主要基质材料构成的复合材料。为了建造这种类型的刚性复合材料，使用热和压力粘合各个层以在各个层中粘合基质，在它们之间形成粘合体，并固化整体成一个物品。
以上引用的每个构造代表它们向所被引向的目标的进步。然而，没有一个描述本发明层压材料的具体的构造和组合并且没有一个满足本发明的全部需要。
这些较早的构造有几项缺点。机织织物与交叉重叠单方向的纤维复合材料相比通常具有较差的抗冲击性。另一方面，机织织物与交叉重叠单方向的纤维复合材料相比可以以较低的成本生产并易于用更常获得的设备生产。通过加入低模数的弹性基质可增强机织织物的抗冲击性。然而，完全充满了纤维间空隙空间的基质树脂的应用增加了织物的重量并降低了其柔韧性。对于机织织物构造存在这样一种需要，即保持与交叉重叠单方向的复合材料相比可以以较低的成本并较容易地生产的优点，但是其具有优于常规机织织物的抗冲击性。理想地，机织织物构造是高柔韧性的但是可以自身粘合，或粘合到硬的面料上，以形成刚性板。
发明简述本发明涉及新的对冲击弹丸的刺穿具有优越的抗性的新的织物层压材料，其组合，和其制造方法。在一个实施方案中，尤其，本发明的抗冲击层压材料包含机织织物，该机织织物包含至少50％重量的高强纱，该纱具有等于或大于每旦尼尔大约7克(g/d)的韧度，等于或大于大约150g/d的初始抗拉模量，等于或大于大约8J/g通过ASTMD2256测量的断裂能；在所说的机织织物至少一面的至少一部分上涂覆的弹性体，所说的弹性体具有等于或小于大约6,000psi(41.3MPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量；和在所说的弹性体涂覆的表面至少一部分粘合的塑料膜。
在另一个实施方案中，本发明的抗冲击层压材料包含洗涤和电晕处理的机织织物，该机织织物包含至少大部分的高强纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g的断裂能；当固化后，具有等于或大于大约300,000(2.07GPa)的初始抗拉模量的基体树脂；和在所说的织物表面之一至少一部分粘合的塑料膜。
本发明的组合包括，尤其，其中至少一种组分由多组以堆积排列粘合在一起的创造性层压材料组成的刚性板。
本发明的层压材料和组合提供了改进的硬和软的盔甲的冲击防护。
在一个实施方案中，本发明的方法包括下列步骤形成机织织物，该机织织物包含至少大部分纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g的断裂能；在所说的织物一面的至少一部分上涂覆弹性体，所说的弹性体具有等于或小于大约6,000psi(41.3MPa)的初始抗拉模量；和在所说的织物表面之一至少一部分粘合塑料膜。
在另一个实施方案中，本发明的方法包括下列步骤形成机织织物，该机织织物包含至少大部分纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g的断裂能；洗涤和电晕处理所说的织物，用当固化后具有等于或大于300,000psi(2.07GPa)的初始抗拉模量的基体树脂浸渍所说的织物；和在所说的织物表面之一至少一部分粘合塑料膜。
发明详述本发明包括新的织物层压材料，其组合，和其制造方法。在一个实施方案中，尤其，本发明的抗冲击层压材料包含机织织物，该机织织物包含至少50％重量的高强纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g通过ASTMD2256测量的断裂能；在所说的机织织物一面的至少一部分上涂覆的弹性体，该弹性体具有小于大约6,000psi(41.3MPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量；和在所说的弹性体涂覆的表面至少一部分粘合的塑料膜。
本发明也包括抗冲刚性板，其中至少一种组分由多组以堆积排列粘合在一起的刚在以上描述的创造性层压材料组成。
正如这里自始至终使用的，术语初始抗拉模量，抗拉模量和模量意思是通过ASTM D2256测量的纱的弹性模量和通过ASTM D638测量的弹性体或基质材料的弹性模量。
在另一个实施方案中，本发明的抗冲击层压材料包含洗涤和电晕处理的机织织物，该机织织物包含至少50重量％的纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g通过ASTM D2256测量的断裂能；当固化后具有等于或大于大约300,000psi(2.07GPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量的基体树脂；和在所说的织物表面之一至少一部分粘合的塑料膜。
本发明也包括抗冲刚性板，其中至少一种组分是多组以堆积排列粘合在一起的刚在以上描述的创造性层压材料。
尽管本发明的层压材料对于冲击弹丸的刺穿具有优越的抗性，人们考虑对于设计用来刺穿盔甲的弹丸仍然需要另外的保护。因此，在本发明的其它实施方案中，以上公开的抗冲击刚性板粘合到组成硬板的一个或两个表面，该组成硬板包括一种或多种金属，陶瓷，玻璃，金属填充的复合材料，陶瓷填充的复合材料或玻璃填充的复合材料。
为了本发明的目的，纤维是伸长体，其长度尺寸比宽度和厚度的横向尺寸大的多。因此，术语纤维包括具有规则或不规则截面的纤丝，带，条等。纱是由许多纤维或纤丝组成的连续单纱。
对纤维增强的复合材料剌穿的完全分析仍然超出目前的能力，尽管已经确认几种机理。小的尖弹丸可以通过侧向移位纤维不使其断裂而刺穿盔甲。在这种情况下，抗刺穿取决于纤维有多容易被推到一边，并因此，取决于纤维网的性质。重要的因素是在交叉层无定向复合材料中编织的紧密度或交叉的周期性，纱和纤维旦尼尔，纤维间的摩擦，基质特性，层间粘合强度和其它。锋利的碎片可以通过剪切纤维刺穿。
弹丸也可以在拉伸中使纤维断裂。弹丸对织物的冲击通过织物引起了应变波的传播。如果应变波可以通过纤维快速和无阻滞地传播并涉及较大的纤维量则抗冲击性较大。实验和分析工作已经显示在所有的实际情况下，存在所有的刺穿模式并且它们的相对重要性受复合材料设计的极大影响。
创造性层压材料的织物部分可以是任何的编织纹理，包括平织，斜纹织，缎纹，三维机织织物，和任何它们的几种变体。优选平织纤维。更优选具有等经纬线数的平织织物。优选的平织织物的经纬线数反过来涉及组分纱的旦尼尔，正如表I中大体范围中显示的。
表I
应当理解前述的是一个总则并且对于任何特别的材料组合，纤维旦尼尔和纱旦尼尔，当前不可能确定优选的最好的织造计数。一方面，具有最可能的覆盖面的较紧密织造对于弹丸更难于找到洞和把纱和纤维推到一边。另一方面，高频率纱交叉限制了通过织物的弹丸的传播并减小了能够从弹丸吸收能量的纤维体积。对于每一种纤维材料、纱旦尼尔和纤丝旦尼尔，技术人员通过实验将易于发现其最好的纱计数。
对于1200旦尼尔聚乙烯纱，例如Honeywell国际有限公司(Honeywell International Inc.)生产的SPECTRA900纱，优选具有大约17×17经纱/英寸(6.7经纱/厘米)-大约45×45经纱/英寸(17.7经纱/厘米)的平织织物。更优选具有大约19×19经纱/英寸(7.5经纱/厘米)-大约23×23经纱/英寸(9.0经纱/厘米)的平织织物。对于650旦尼尔SPECTRA900聚乙烯纱，优选具有大约20×20经纱/英寸(7.9经纱/厘米)-大约40×40经纱/英寸(16经纱/厘米)的平织织物。对于215旦尼尔SPECTRA1000聚乙烯纱，优选具有大约40×40经纱/英寸(16经纱/厘米)-大约60×60经纱/英寸(24经纱/厘米)的平织织物。
优选洗涤创造性层压材料的机织织物组分以除去所有整理剂。优选地，冲洗方法包括用非离子表面活性剂和磷酸三钠的溶液在大约50℃的温度下搅拌，接下来用清水在大约50℃下冲洗和干燥。为了本发明的目的，冲洗过的织物将被理解成已经以上面描述的方式处理过。
优选在施用表面涂层或基体树脂前电晕处理机织织物。优选织物经受大约0.5-大约3kVA-min/m2的电晕处理。更优选地，电晕处理量是大约1.7kVA-min/m2。合适的电晕处理装置可从EnerconIndustries Corp.，Menomonee Falls，WI和从Sherman TreatersLtd.，Thame，Oxon.，英国获得。
优选在电晕处理前压延机织织物。优选地，通过在大约100℃-大约130℃下使机织织物通过以相同速度旋转的对辊和施加大约800lbs/英寸(140kN/m)-大约1200lbs/英寸(210kN/m)机织织物宽度的压力进行压延。在大约115℃-大约125℃下压延的压力优选大约900lbs/英寸(158kN/m)-大约1000lbs/英寸(175kN/m)织物宽度。
包含创造性层压材料的织物组分的纱可以是大约50旦尼尔-大约3000旦尼尔。通过考虑冲击的有效性和成本控制选择。细纱生产和织造起来多数价格较高，但每单位重量可以产生较大的冲击有效性。本发明的层压材料中的纱优选大约200旦尼尔-大约3000旦尼尔。更优选地，纱是大约650旦尼尔-大约1500旦尼尔。最优选地，纱是大约800-大约1300旦尼尔。
包含纱的纤维优选大约0.4-大约20旦尼尔。更优选地，纤维是大约0.8-大约15旦尼尔。最优选地，纤维是大约1-大约12旦尼尔。
本发明使用的纤维的截面可以广泛变化。它们可以是圆形的，平的或椭圆形的截面。它们也可以是不规则的或规则的多叶片，该截面具有一个或多个从纤维的线性轴或纵轴突出的规则或不规则叶片。优选纤维基本上是圆的，平的或椭圆形的截面，最优选前者。
本发明中使用的高强纱是具有等于或大于大约7g/d的韧度，等于或大于大约150g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约8J/g的断裂能的那些。为了本发明的目的，纱韧度，初始抗拉模量(弹性模量)和断裂能通过ASTM D2256测量。优选的纱是具有等于或大于大约10g/d的韧度，等于或大于大约200g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约20J/g的断裂能的那些。特别优选的纱是具有等于或大于大约16g/d的韧度，等于或大于大约400g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约27J/g的断裂能的那些。最优选的纱是具有等于或大于大约22g/d的韧度，等于或大于大约900g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约27J/g的断裂能的那些。在本发明的实践中，选择的纱具有等于或大于大约28g/d的韧度，初始抗拉模量等于或大于大约1200g/d并且断裂能等于或大于大约40J/g。
本发明的纱和织物可以由一种或多种不同的高强纤维组成。纱可以由一种或多种不同的基本平行定向的高强纤维组成，或纱可以是扭曲的，过度包裹的或缠结的，正如在Dunbar等共同申请的美国专利5,773,370中公开的。本发明的织物可以用具有在经纬方向上不同，或在其它方向不同的纤维的纱织造。
在本发明的纱和织物中有用的高强纤维包括高度取向的高分子量的聚烯烃纤维，特别是聚乙烯纤维，芳族聚酰胺纤维，polybenzazole纤维，例如聚苯并噁唑(PBO)和聚苯并噻唑(PBT)，聚乙烯醇纤维，聚丙烯腈，液晶共聚酯，玻璃，碳纤维或玄武岩或其它矿物纤维。
美国专利号4,457,985一般地讨论了这种高分子量的聚乙烯和聚丙烯纤维，该专利的公开内容在此引入作为参考，这里并不矛盾。就聚乙烯而言，合适的纤维是具有至少150,000平均分子量的那些，优选至少一百万和更优选二-五百万。这种高分子量聚乙烯纤维可以在溶液中生长，正如在1982年10月26日授权的美国专利4,137,394(授予Meihuzen等)，或美国专利4,356,138(授予Kavesh等)中描述的，或从溶液中纤丝纺形成胶结构，正如在德国Off.号3,004,399和GB2051667中描述的，和特别是正如在美国专利4,413,110中描述的，或聚乙烯纤维可以正如在美国专利5,702,657中描述的滚动和拉伸方法进行生产并通过ITS工业有限公司(ITS Industries Inc.)以TENSYLON的名字销售。正如这里使用的，术语聚乙烯意思是主要线性的聚乙烯材料，其可以包含每100个主链碳原子不超过5个改性单位的少量链分支或共聚单体，并且其也可以包含与其混合不大于大约50wt.％的一种或多种聚合物添加剂，例如烯-1-聚合物，特别是低密度聚乙烯，聚丙烯或聚丁烯，包含作为主要单体的单-烯烃共聚物，氧化聚烯烃，接枝聚烯烃共聚物和聚甲醛，或低分子量添加剂，例如抗氧化剂，润滑剂，紫外掩蔽剂，色料等，其通常在此引入作为参考。
这些纤维可以被赋予多种特性，这取决于形成技术，拉伸比和温度，和其它条件。纤维的韧度应该是至少15g/d，优选至少20g/d，更优选至少25g/d和最优选至少30g/d。相似地，纤维的初始抗拉模量，用英斯特朗(instron)张力试验机测量，是至少300g/d，优选至少500g/d和更优选至少1,000g/d和最优选至少1,200g/d。这些初始抗拉模量和韧度的最高值通常仅仅通过使用溶液培养或凝胶纺方法可获得。许多纤丝具有高于聚合物形成的熔点。因此，例如，具有150,000，一百万和二百万高分子量的聚乙烯通常在本体(bulk)中具有138℃的熔点。由这些材料制造的高度取向的聚乙烯纤丝具有高出大约7℃-大约13℃的熔点。因此，与本体聚合物相比熔点的轻微增长反映了纤丝的晶体完整性和高晶体取向。
相似地，可以使用具有至少200,000加权平均分子量，优选至少一百万和更优选至少二百万的高取向高分子量的聚乙烯纤维。这种延伸链聚乙烯可以通过在以上各种参考中给出的各种技术形成合理好定向的纤丝，特别是通过美国专利4,413,410中的技术。既然聚丙烯与聚乙烯相比是较少结晶的材料并包含侧甲基，用聚丙烯可以取得的韧度值通常基本低于聚乙烯的相应值。相应地，合适的韧度是至少8g/d，优选韧度值是至少11g/d。初始抗拉模量是至少160g/d，优选至少200g/d。聚丙烯的熔点通过取向方法通常升高几度，这样聚丙烯纤丝优选具有至少168℃的主熔点，更优选至少170℃。以上描述的参数特别优选的范围可以有利地提供最终物品中改进的性能。对于以上描述的参数(模量和韧度)使用具有至少200,000的加权平均分子量与优选范围偶联的纤丝可以提供最终物品中有利改进的性能。
在Kwon等的美国专利4,440,711中描述了具有高抗拉模量的高分子量聚乙烯醇(PV-OH)纤维，其在此引入作为参考，这里并不矛盾。高分子量PV-OH纤维应该具有至少大约200,000的加权平均分子量。特别有用的PV-OH纤维应该具有至少大约300g/d的模量，至少大约7g/d的韧度，优选至少大约10g/d，更优选至少大约14g/d和最优选至少大约17g/d，和至少大约8J/g的断裂能。具有至少大约200,000的加权平均分子量的PV-OH纤维，至少大约10g/d的韧度，至少大约300g/d的模量，和大约8J/g的断裂能在生产抗冲击物品中是更有用的。例如，具有这种特性的PV-OH纤维可以通过美国专利4,599,267中公开的方法生产。
就聚丙烯腈(PAN)而言，PAN纤维应该具有至少大约400,000的加权平均分子量。特别有用的PAN纤维具有至少大约10g/d的韧度和至少大约8J/g的断裂能。具有至少大约400,000的分子量的PAN纤维，至少大约15-20g/d的韧度和至少大约8J/g的断裂能是最有用的；在例如，美国专利号4,535,027中公开了这种纤维。
就芳族聚酰胺纤维而言，美国专利3,671,542中描述了由芳族聚酰胺形成的合适的纤维，其在此引入作为参考。优选的芳族聚酰胺纤维具有至少大约20g/d的韧度，至少大约400g/d的初始抗拉模量和至少大约8J/g的断裂能，特别优选的芳族聚酰胺纤维具有至少大约20g/d的韧度和至少大约20J/g的断裂能。最优选的芳族聚酰胺纤维具有至少大约20g/d的韧度，至少大约900g/d的模量和至少大约30J/g的断裂能。例如Dupont公司(Dupont corporation)以商品名KEVLAR商业生产并具有适中高模量和韧度值的聚(p-phenyleneterephyhalamide)纤丝在形成抗冲击复合材料中是特别有用的。KEVLAR 29和KEVLAR 49分别具有500g/d和22g/d的初始抗拉模量和韧度值和100g/d和22g/d的初始抗拉模量和韧度值。Dupont有限公司(Dupont corporation)以商品名NOMEX商业生产的聚(间-亚苯基间邻苯二酰胺)在本发明的实践中也是有用的。
在例如美国专利3,975,487；4,118,372和4,161,470中公开了用于本发明实践的合适的液晶共聚酯纤维。
在例如美国专利5,286,833；5,296,185；5,356,584；5,534,205和6,040,050中公开了用于本发明实践的合适的polybenzazole纤维。优选地，polybenzazole纤维是来自Toyobo Co.的ZYLON牌纤维。
本发明的层压材料中有用的弹性体优选具有等于或小于大约6,000psi(41.4MPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量(弹性模量)。更优选地，弹性体具有等于或小于大约2,400psi(16.5MPa)的初始抗拉模量。最优选地，弹性体具有等于或小于大约1,200psi(8.23MPa)的初始抗拉模量。
在本发明中可以使用具有适当低模量的多种弹性材料和制剂。例如，可以使用任何下列材料聚丁二烯，聚异戊二烯，天然橡胶，乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯-二烯三元聚合物，聚硫化物聚合物，聚氨基甲酸酯弹性体，氯磺化聚乙烯，聚氯丁二烯，塑料化聚氯乙烯，使用本领域中熟知的邻苯二甲酸二辛酯或其它增塑剂，丁二烯丙烯腈弹性体，聚(异丁烯-共-异戊二烯)，聚丙烯酸酯，聚酯，聚醚，含氟弹性体，硅氧烷弹性体，热塑弹性体，乙烯的共聚物。
优选地，弹性材料不能太好也不能太松地粘合到织物材料上。对于聚乙烯织物优选的是共轭二烯和乙烯基芳族共聚物的嵌段共聚物。丁二烯和异戊二烯是优选的共轭二烯弹性体。苯乙烯，乙烯基甲苯和叔-丁基苯乙烯是优选的共轭芳族单体。加入聚异戊二烯的嵌段共聚物可以氢化产生具有饱和烃弹性体部分的热塑性弹性体。聚合物可以是简单的类型R(BA)x(x＝3-150)三嵌段共聚物；其中A是聚乙烯基芳族单体的嵌段和B是来自共轭二烯弹性体的嵌段。这些聚合物中许多由Kraton Polymers，Inc.商业生产。
低模量弹性体可以与填料，例如碳黑，硅土等复合和可以用油挤压和使用橡胶技术人员熟知的方法通过硫，过氧化物，金属氧化物或辐射固化系统硫化。不同的弹性材料的掺和物可以一起使用或一种或多种弹性体可以与一种或多种热塑料混合。
弹性体涂层优选形成创造性层压材料重量的大约1-大约10百分比。更优选地，弹性体涂层形成层压材料重量的大约2-大约8百分比。
弹性体涂层也可以通过在机织织物表面上喷涂或滚涂弹性体溶液涂覆，之后干燥。另外，弹性体可以形成膜或片并通过压力和/或热的方法涂覆到机织织物表面。优选通过溶液的滚涂涂覆苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物弹性体并接下来干燥。
在本发明的层压材料中有用的基体树脂优选具有等于或大于大约300,000psi(2.07GPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量(弹性模量)。更优选地，基体树脂具有等于或大于大约400,000psi(2.76GPa)的初始抗拉模量。
在本发明的层压材料中有用的基体树脂包括热固性烯丙基类树脂，氨基类，氰酸盐，环氧树脂，酚醛树脂，不饱和聚酯，双马来酰亚胺，硬质聚氨基甲酸酯，硅氧烷，乙烯基酯和它们的共聚物和掺和物。仅仅基体树脂具有必需的初始抗拉模量是重要的。优选热固性乙烯基酯树脂。优选地，乙烯基酯是通过多官能团的环氧树脂用不饱和一羧酸，通常是甲基丙烯酸或丙烯酸进行酯化生产的酯。示例性的乙烯基酯包括己二酸二环氧丙酯，间苯二甲酸二环氧丙酯，二-(2，3-环氧丁基)己二酸酯，二-(2，3-环氧丁基)草酸酯，二-(2，3-环氧己基)琥珀酸酯，二-(3，4-环氧丁基)马来酸酯，二-(2，3-环氧辛基)庚二酸酯，二-(2，3-环氧丁基)邻苯二甲酸酯，二-(2，3-环氧辛基)四氢对苯二甲酸酯，二(4，5-环氧十二烷基)马来酸酯，二(2，3-环氧丁基)对苯二甲酸酯，二-(2，3-环氧戊基)硫代二丙酸酯，二-(5，6-环氧四癸基)二苯基二羧酸酯，二-(3，4-环氧庚基)磺酰二丁酸酯，三-(2，3-环氧丁基)-1，2，4-丁烷三羧酸酯，二-(5，6-环氧十五烷基)马来酸酯，二-(2，3-环氧丁基)壬二酸酯，二-(3，4-环氧十五烷基)柠檬酸酯，二-(4，5-环氧辛基)环己烷-1，3-二羧酸酯，二-(4，5-环氧十八烷基)丙二酸酯，双酚A-富马酸聚酯和相似的材料。
最优选的是基于乙烯基酯树脂的环氧树脂，例如由Dow化工公司(Dow Chemical Company)生产的DERAKANE树脂。
基体树脂优选形成层压材料重量的大约5-大约25百分比。更优选地，基体树脂形成层压材料重量的大约5-大约15百分比。
基体树脂优选通过机织织物的浸涂涂覆到未固化的液体基体树脂或基体树脂的溶液中以完成完全的浸渍。
在本发明的层压材料中有用的塑料膜可以选自聚烯烃，聚酰胺，聚酯，聚氨基甲酸酯，乙烯基聚合物，含氟聚合物和共聚物和其混合物。优选地，塑料膜不能太好也不能太松地粘合到弹性体涂层或基体树脂上。当弹性体涂层是共轭二烯的嵌段共聚物和乙烯基芳族共聚物时，塑料膜优选线性的低密度聚乙烯。相似地，当基体树脂是乙烯基酯树脂时，塑料膜优选线性的低密度聚乙烯。
塑料膜在厚度上优选0.0002英寸(5.1微米)-大约0.005英寸(127微米)。更优选地，塑料膜在厚度上是大约0.0003英寸(7.6微米)-大约0.003英寸(76微米)。
塑料膜优选形成层压材料重量的大约0.5-大约5百分比。优选塑料膜是双轴取向的。塑料膜优选通过热和压力粘合到层压材料的基层材料上。
在其它实施方案中，本发明包含形成创造性层压材料的方法。在一个实施方案中本发明的方法包括下列步骤形成机织织物，该机织织物包含至少大部分高强纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g的断裂能；在所说的机织织物一面的至少一部分上涂覆弹性体，所说的弹性体具有等于或小于大约6,000psi(41.3MPa)的初始抗拉模量；和在所说的弹性体涂覆的表面至少一部分粘合塑料膜。
优选洗涤，压延和电晕处理机织织物。优选地，通过在大约100℃-大约130℃下使机织织物通过以相同速度旋转的对辊和施加大约800lbs/英寸(140kN/m)-大约1200lbs/英寸(210kN/m)机织织物宽度的压力进行压延。
在另一个实施方案中，本发明的方法包括下列步骤形成机织织物，该机织织物包含至少大部分纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g的断裂能；洗涤和电晕处理所说的机织织物，用当固化后具有等于或大于300,000psi(2.07GPa)的初始抗拉模量的基体树脂浸渍所说的织物；和在所说的机织织物表面一面的至少一部分粘合塑料膜。
机织织物优选在洗涤后电晕处理前压延。
给出下面的例子以提供本发明更为完全的理解。给出具体的技术，条件，材料，比例和报道数据以阐述本发明的原理，且是示例性的，不能解释成限制本发明的范围。
实施例实施例1(对比例)1200旦尼尔×120纤丝聚乙烯纱，指定来自Honeywell国际有限公司(Honeywell International Inc.)生产的SPECTRA900，该纱具有30g/d的韧度特性，850g/d的初始抗拉模量和63J/g的断裂能，被织造成21×21经纱/英寸(8.27经纱/厘米)的平织织物。洗涤机织织物以除去整理剂并在1.7kVA-min/m2下电晕处理。
实施例2(对比例)洗涤，压延并在1.7kVA-min/m2下电晕处理正如在对比实施例1中描述的相同的聚乙烯机织织物。在121℃下使机织织物通过以相同速度旋转的对辊和施加952lbs/英寸(163kN/m)机织织物宽度的压力进行压延。
实施例3(对比例)洗涤并在1.7kVA-min/m2下电晕处理正如在对比实施例1中描述的相同的聚乙烯机织织物。通过在121℃和635lbs/英寸(109kN/m)滚动压力下使织物，聚乙烯膜和外层聚酯脱模层通过以相同速度操作的对辊层压具有0.00035英寸(8.89微米)厚度的线性低密度聚乙烯膜到织物的一面。脱模层之后从聚乙烯织物层压材料上剥离。聚乙烯构成层压材料的3.5wt.％。
实施例4(对比例)洗涤，如在对比实施例2中所述的方法压延，并在1.7kVA-min/m2下电晕处理正如在对比实施例1中描述的相同的聚乙烯机织织物。由20％重量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体，指定为KRATOND1107构成的环己烷溶液被涂覆到织物表面。干燥后，弹性体构成涂覆织物的5wt.％。净KRATOND1107的初始弹性模量是200psi(1.38kPa)。
实施例5洗涤并在1.7kVA-min/m2下电晕处理正如在对比实施例1中描述的相同的聚乙烯机织织物。织物的一面用正如在实施例4中描述的5wt.％的KRATOND1107弹性体涂覆。在121℃和635lbs/英寸(109kN/m)滚动压力下层压具有0.00035英寸(8.89毫米)厚度的线性低密度聚乙烯膜到弹性体涂覆的织物表面。由此形成本发明的层压材料。
实施例6洗涤，如在对比实施例2中所述的方法压延，并在1.7kVA-min/m2下电晕处理正如在对比实施例1中描述的相同的聚乙烯机织织物。由20％重量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体，指定为KRATOND1107构成的环己烷溶液被涂覆到织物表面。在121℃和635lbs/英寸(109kN/m)滚动压力下层压具有0.00035英寸(8.89毫米)厚度的线性低密度聚乙烯膜到弹性体涂覆的织物表面。由此形成本发明的层压材料。
冲击试验冲击目标由对比实施例1-4和实施例5和6中描述的每一个织物和层压材料形成。每一个冲击目标由19个实施例中制备材料的18×18英寸(45.7×45.7厘米)的正方形构成。正方形被堆积在一起以形成目标而没有连成重叠的任何连接。
目标的抗冲击性根据National Institute of Justice NIJ0101.03使用粘土衬里和9mm全金属夹套的124粒(8.0g)弹丸评价。目标的面积密度，50％的弹丸未能刺穿目标的速度(V50)和目标的具体能量吸收(SEAT)列于下面的表II中。
观察对比实施例2与对比实施例1对比可以看出织物的压延基本上增加了它的冲击有效性(SEAT72比34)。
观察对比实施例3与对比实施例2的对比显示层压聚乙烯膜到织物上而非压延类似地以几乎相同的程度增加了冲击有效性(SEAT68比72)。
观察对比实施例4与对比实施例2的对比显示在压延织物的一面上5wt.％的低模量弹性体涂层进一步增加了冲击有效性(SEAT100比72)。
令人惊讶地，实施例5，本发明的层压材料，包含未压延的机织织物，和织物表面的低模量弹性体涂层和粘合到弹性体涂覆表面的塑料膜对任何前述的织物或层压材料显示了优越的抗冲击性(SEAT112)。同样令人惊讶地，实施例6，本发明的层压材料，包含在压延织物上相同的低模量弹性体涂层和塑料膜，尽管是所有中最好的，显示了抗冲击性很小的进一步增加(SEAT117)。
没有保持为特别的理论，据信在本发明的层压材料中低模量弹性体的作用是增加了纱间和纱中纤丝间的摩擦并因此使得弹丸把纤丝和纱推到一边更为困难。据信塑料膜的作用是有助于弹丸冲击引起的应变波的传播并涉及较大的纤维量。结果，弹性体和塑料膜一起作用需要弹丸断裂更多的高强纱和分散更多的能量。
表II目标的冲击性能织物组分1200旦尼尔SPECTRA900；21×21经纱/英寸
SC洗涤CAL压延CT电晕处理实施例7(对比例)215旦尼尔×60纤丝聚乙烯纱，指定来自Honeywell国际有限公司(Honeywell International Inc.)的SPECTRA1000纱，具有35g/d韧度的拉伸特性，1320g/d的模量和65J/g的断裂能，被织造成56×56经纱/英寸(22经纱/厘米)平织织物。洗涤该机织织物以除去整理剂并在1.7kVA-min/m2下电晕处理。
冲击目标由切自织物的21个18×18英寸(45.7×45.7厘米)的正方形形成并堆积在一起而没有连成重叠的任何连接。
实施例8洗涤，如在对比实施例2中所述的方法压延，并在1.7kVA-min/m2下电晕处理正如在对比实施例7中描述的相同的聚乙烯机织织物。由20重量％的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体，指定KRATOND1107构成的环己烷溶液被涂覆到织物的一个表面。干燥后，弹性体构成涂覆织物的5wt.％。在121℃和635lbs/英寸(109kN/m)宽度的滚动压力下层压具有0.00035英寸(8.89微米)厚度的线性低密度聚乙烯膜到弹性体涂覆的织物表面。由此形成本发明的层压材料。
冲击目标由切自层压材料的39个18×18英寸(45.7×45.7厘米)的正方形构成并堆积在一起而没有连成重叠的任何连接。
实施例9洗涤，如在对比实施例2中所述方法压延，并在1.7kVA-min/m2下电晕处理正如在对比实施例7中描述的相同的聚乙烯机织织物。由20％重量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体，指定KRATOND1107构成的环己烷溶液被涂覆到织物的一个表面。干燥后，弹性体构成涂覆织物的10wt.％。层压具有0.00035英寸(8.89微米)厚度的线性低密度聚乙烯膜到如实施例8中描述的弹性体涂覆的织物表面。由此形成本发明的层压材料。
冲击目标由切自层压材料的37个18×18英寸(45.7×45.7厘米)的正方形构成并堆积在一起而没有连成重叠的任何连接。
冲击试验由对比实施例7和实施例8和9中制备的冲击目标的抗冲击性根据National Institute of Justice NIJ 0101.03，使用粘土衬里和两个弹丸9mm全金属夹套的124粒(8.0g)弹丸和357 magnum 158粒(10.2g)弹丸评价。目标的面密度，50％的弹丸剌穿目标的速度(V50)和目标的具体能量吸收(SEAT)列于下面的表III中。
可以看出本发明的两种层压材料(实施例8和9)阻止了V50速度下50％弹丸的刺穿，比甚至在有点低的面密度下对比实施例7的未改性织物大两倍半。包含低弹性体涂层重量(对于实施例8是5wt.％)的层压材料的具体能量吸收稍微好于包含高弹性体涂层重量(对于实施例8是10％)的层压材料。
表III目标的冲击性能织物组分215旦尼尔SPECTRA1000；56×56经纱/英寸
SC洗涤CAL压延CT电晕处理n.a.不能获得实施例10(对比例)1200旦尼尔×120纤丝聚乙烯纱，指定来自Honeywell国际有限公司(Honeywell International Inc.)的SPECTRA900纱，具有30g/d韧度的拉伸特性，850g/d的模量和63J/g的断裂能，被织造成21×21经纱/英寸(8.27经纱/厘米)平织织物。洗涤该机织织物以除去整理剂并在1.7kVA-min/m2下电晕处理。织物用20％重量包含1.5％2，5-二甲基-2，5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷固化剂的环氧乙烯基酯树脂(通过除去苯乙烯单体改性的Dow化工公司(Dow ChemicalCompany)的Derekane 411)浸渍。堆积浸渍的织物层并通过在120℃和500psi(3.45MPa)的压力下加热和固化树脂使织物层粘合在一起。固化状态的净树脂的初始弹性模量是460,000psi(3.17GPa)。形成了具有4.89kg/m2面密度的刚性板冲击目标。
实施例11
洗涤，如在对比实施例2中描述的方法压延，并在1.7kVA-min/m2下电晕处理正如在对比实施例10中描述的相同的机织织物。
织物用10％重量包含1.5％2，5-二甲基-2，5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷固化剂的环氧乙烯基酯树脂(通过除去苯乙烯单体改性的Dow化工公司(Dow Chemical Company)的Derekane 411)浸渍。固化状态的净树脂的初始弹性模量是460,000psi(3.17GPa)。在635lbs/英寸宽度的(109kN/m)滚动压力下层压具有0.0035英寸(88.9微米)厚度的线性低密度聚乙烯膜到弹性体涂覆的织物表面，由此形成本发明的层压材料。
堆积层压材料层并在120℃和500psi(3.44MPa)的压力下通过加热和固化树脂使层压材料层粘合在一起。由此形成了本发明具有4.89kg/m2面密度的刚性板冲击目标。
冲击试验使用符合MIL-P-46593A的口径.22，2型，17.0粒(1.166g)碎片模拟弹丸(FSP)根据程序MIL-STD-662F(1997年12月8日修改)评价对比实施例10和实施例11中制备的刚性板的抗冲击性。试验样品被安装在离试验枪管的枪口室内射程12.5英尺处以产生零度倾斜度冲击。发光屏幕定位在5和10英尺，其与耗时器(计时器)连接，被用于计算离枪口7.5英尺处的弹丸速度.通过定位在后面2英寸并与试验样品平行的0.020英寸(0.0508厘米)厚的2024-T3铝板的可视检查测定刺穿。
基于每秒速度传播在125英尺以内口径.22，2型，17.0粒FSP的相同数目的最高部分刺穿速度和最低完全刺穿速度计算每一种试验样品的V50。使用正常的上下发射步骤。使用每秒速度传播在125英尺以内的速度取得了最少四种部分刺穿和四种完全刺穿。在每秒125英尺的速度跨度内通过得到相同数目的最高部分和最低完全刺穿冲击速度的算术平均数计算每一种试验样品的V50。
目标的面密度，V50和目标的具体能量吸收(SEAT)列于下面的表IV中。可以看出本发明的刚性板与对照板相比具有优越的抗冲击性。
实施例12(对比例)1140旦尼尔纱，指定来自DuPont的KEVLAR49芳族聚酰胺(聚(亚苯基terphthalmide))，该纱具有28g/d韧度的拉伸特性，976g/d的模量和24J/g的断裂能，被织造成17×17经纱/英寸(6.7经纱/厘米)平织织物。织物用10％重量包含1.5％2，5-二甲基-2，5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷固化剂的环氧乙烯基酯树脂(通过除去苯乙烯单体改性的Dow化工公司(Dow Chemical Company)的Derekane 411)浸渍。堆积浸渍的织物层并通过在120℃和500psi(3.45MPa)的压力下加热和固化树脂使织物层粘合在一起。固化状态的净树脂的初始弹性模量是460,000psi(3.17GPa)。形成了具有4.89kg/m2面密度的刚性板冲击目标。
表IV目标的冲击性能织物组分1200旦尼尔SPECTRA900；21×21经纱/英寸
SC洗涤CAL压延CT电晕处理实施例13如在对比实施例2中所描述的洗涤和压延正如在对比实施例12中描述的相同的KEVLAR49织物。织物用10％重量包含1.5％2，5-二甲基-2，5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷固化剂的改性环氧乙烯基酯树脂(通过除去苯乙烯单体改性的Dow化工公司(Dow Chemical Company)的Derekane 411)浸渍。固化状态的净树脂的初始弹性模量是460,000psi(3.17GPa)。在635lbs/英寸宽度(109kN/m)的滚动压力下层压具有0.0035英寸(88.9微米)厚度的线性低密度聚乙烯膜到弹性体涂覆的织物表面，由此形成本发明的层压材料。
堆积层压材料层并在120℃和500psi(3.45MPa)的压力下通过加热和固化树脂使层压材料层粘合在一起。由此形成了具有4.89kg/m2面密度的刚性板冲击目标。
实施例14(对比例)1090分特(dtex)纱，指定来自Toyobo公司，等级HM的ZYLONPBO纤维(聚(对-亚苯基-2，6-苯并双唑))，该纱具有42g/d韧度的额定拉伸特性，1900g/d的模量和26J/g的断裂能，被织造成17×17经纱/英寸(6.7经纱/厘米)平织织物。织物用20％重量包含1.5％2，5-二甲基-2，5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷固化剂的环氧乙烯基酯树脂(通过除去苯乙烯单体改性的Dow化工公司(Dow ChemicalCompany)的Derekane 411)浸渍。堆积浸渍的织物层并通过在120℃和500psi(3.45MPa)的压力下加热和固化树脂使织物层粘合在一起。固化状态的净树脂的初始弹性模量是460,000psi(3.17GPa)。形成了具有4.89kg/m2面密度的刚性板冲击目标。
实施例15正如在对比实施例2中描述的，洗涤正如在对比实施例14中描述的相同的ZYLONPBO纤维。织物用10％重量包含1.5％2，5-二甲基-2，5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷固化剂的改性环氧乙烯基酯树脂(通过除去苯乙烯单体改性的Dow化工公司(Dow Chemical Company)的Derekane 411)浸渍。固化状态的净树脂的初始弹性模量是460,000psi(3.17GPa)。在635lbs/英寸宽度(109kN/m)的滚动压力下层压具有0.0035英寸(88.9微米)厚度的线性低密度聚乙烯膜到弹性体涂覆的织物表面，由此形成本发明的层压材料。
堆积层压材料层并在120℃和500psi(3.44MPa)的压力下通过加热和固化树脂使层压材料层粘合在一起。由此形成了本发明具有4.89kg/m2面密度的刚性板冲击目标。
冲击试验使用符合MIL-P-46593A的口径.22，2型，17.0粒(1.166g)碎片模拟弹丸(FSP)根据程序MIL-STD-662F(1997年12月8日修改)评价对比实施例12和14和本发明的实施例13和15中制备的刚性板的抗冲击性。试验样品被安装在离试验枪管的枪口室内射程12.5英尺处以产生零度倾斜度冲击。发光屏幕定位在5和10英尺，其与耗时器(计时器)连接，被用于计算离枪口7.5英尺处的弹丸速度。通过定位在后面2英寸并与试验样品平行的的0.020英寸(0.0508厘米)厚的2024-T3铝板的可视检查测定刺穿。期望本发明的刚性板与它们的各自对照板相比具有优越的抗冲击性。
因为已经用相当详细的内容描述了本发明，应理解成这种细节内容不必受到严格限制而可使本领域的技术人员做出进一步的改变和修正，上述所有内容都落入本发明通过附加的权利要求书界定的范围。
权利要求
1.包含下列的抗冲击层压材料a.包含至少50％重量高强纱的机织织物，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，等于或大于大约150g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约8J/g通过ASTM D2256测量的断裂能；b.所说的机织织物一面的至少一部分上涂覆的弹性体，所说的弹性体具有等于或小于大约6,000psi(41.4MPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量；和c.在所说的弹性体涂覆的表面至少一部分粘合的塑料膜。
2.权利要求1的层压材料，其中所说的机织织物是洗涤和电晕处理的机织织物。
3.权利要求1的层压材料，其中所说的机织织物是洗涤，电晕处理和压延的机织织物。
4.权利要求1的层压材料，其中所说的高强纱具有等于或大于大约15g/d的韧度，等于或大于大约400g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约15J/g通过ASTM D2256测量的断裂能。
5.权利要求1的层压材料，其中所说的高强纱具有等于或大于大约30g/d的韧度，等于或大于大约1000g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约27J/g通过ASTM D2256测量的断裂能。
6.权利要求1的层压材料，其中所说的高强纱的至少一种是聚乙烯纱。
7.权利要求1的层压材料，其中所说的高强纱至少一种是聚(对-亚苯基terephthalmide)纱。
8.权利要求1的层压材料，其中所说的高强纱至少一种是选自下列的polybenzazole纱聚苯并噁唑(PBO)纱和聚苯并噻唑(PBT)纱。
9.权利要求1的层压材料，其中所说的弹性体具有等于或小于大约2400psi(16.5MPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量。
10.权利要求1的层压材料，其中所说的弹性体具有等于或小于大约1200psi(8.23MPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量。
11.权利要求1的层压材料，其中所说的弹性体包含大约0.5-大约15％重量的层压材料。
12.权利要求1的层压材料，其中所说的弹性体包含大约1-大约10％重量的层压材料。
13.权利要求1的层压材料，其中所说的弹性体包含大约2-大约8％重量的层压材料。
14.权利要求1的层压材料，其中所说的塑料膜包含大约0.5-大约5％重量的层压材料。
15.权利要求1的层压材料，其中所说的塑料膜由选自下列的成分组成聚烯烃，聚酰胺，聚酯和聚氟烃。
16.权利要求1的层压材料，其中所说的塑料膜由聚乙烯组成。
17.包含下列的抗冲击层压材料a)洗涤和电晕处理的机织织物，该机织织物包含至少50％重量的高强纱，该纱具有等于或大于大约22g/d的韧度，等于或大于大约400g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约22J/g通过ASTM D2256测量的断裂能；b)所说的机织织物一面的至少一部分上涂覆的弹性体，该弹性体具有小于大约1200psi(8.23MPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量，所说的弹性体包含大约1-10％重量的层压材料；和c)在所说的弹性体涂覆的表面粘合的塑料膜，所说的塑料膜包含大约0.5-大约5％重量的层压材料。
18.包含下列的抗冲击层压材料a)洗涤和电晕处理的机织织物，该机织织物包含至少50％重量的高强聚乙烯纱，该纱具有等于或大于大约22g/d的韧度，等于或大于大约400g/d的初始抗拉模量和等于或大于大约22J/g通过ASTMD2256测量的断裂能；b)所说的机织织物一面的至少一部分上涂覆的弹性体，该弹性体包含共轭二烯和乙烯基芳族共聚物的嵌段共聚物，具有小于大约1200psi(8.23GPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量，所说的弹性体包含大约1-10％重量的层压材料；和c)在所说的弹性体涂覆的表面粘合的聚乙烯膜，所说的聚乙烯膜包含大约0.5-大约5％重量的层压材料。
19.权利要求17或18的层压材料，其中所说的机织织物是洗涤，电晕处理和压延的机织织物。
20.包含下列的抗冲击层压材料a.洗涤和电晕处理的机织织物，该机织织物包含至少大部分纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量和至少大约8J/g通过ASTM D2256测量的断裂能；用以下浸渍；b.具有当固化后，等于或大于大约300,000psi(2.07GPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量的基体树脂；和c.在所说的织物至少一面的至少一部分粘合的塑料膜。
21.权利要求20的层压材料，其中所说的机织织物是洗涤，压延和电晕处理的机织织物。
22.权利要求20的层压材料，其中所说的基体树脂包含大约5-大约15％重量的层压材料。
23.抗冲击刚性板，其中至少一种组分由多组权利要求1或权利要求20任何一项以堆积排列粘合的层压材料组成。
24.进一步包含选自下列的至少一种硬面成分的权利要求23的抗冲击刚性板金属，陶瓷，玻璃，金属填充的复合材料，陶瓷填充的复合材料或玻璃填充的复合材料。
25.产生抗冲击层压材料的方法，其包含下列步骤a)形成机织织物，该机织织物含有至少大部分纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g通过ASTM D2256测量的断裂能；b)在所说的织物一面的至少一部分上涂覆弹性体，该弹性体具有小于大约6,000psi(41.4MPa)通过ASTM D638测量的初始抗拉模量；和c)在所说的弹性体涂覆的表面粘合塑料膜。
26.产生抗冲击层压材料的方法，其包含下列步骤a)形成机织织物，该机织织物包含至少大部分纱，该纱具有等于或大于大约7g/d的韧度，至少大约150g/d的初始抗拉模量，至少大约8J/g的断裂能；b)洗涤和电晕处理所说的机织织物；c)用当固化后，具有等于或大于300,000psi(2.07GPa)的抗拉模量的树脂浸渍所说的织物；和d)在所说的织物表面的一面至少一部分粘合塑料膜。
27.权利要求25或权利要求26任何一项的方法，其另外包含压延所说的机织织物步骤。
全文摘要
本发明涉及对于冲击弹丸的刺穿具有优越抗性的机织织物层压材料，其组合，和其制造方法。在一个实施方案中，特别地，本发明的层压材料由由高强度，高模量纱织造的织物，具有低模量弹性体的表面涂料和与它的弹性体涂覆的表面粘合的塑料膜组成。
文档编号B32B25/10GK1662369SQ03814409
公开日2005年8月31日 申请日期2003年4月14日 优先权日2002年4月19日
发明者A·巴特纳加, B·C·坦乔克 申请人:霍尼韦尔国际公司