專利名稱：用于改善彈道沖擊性能的織物構(gòu)造的制作方法
用于改善彈道沖擊性能的織物構(gòu)造發(fā)明背景 1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及織物構(gòu)造和由所述構(gòu)造構(gòu)成的柔性防彈衣。2.相關(guān)領(lǐng)域描沭保護(hù)性防彈衣，諸如提供彈道和穿刺類威脅防護(hù)的那些，長(zhǎng)期以來(lái)一直是受到顯 著關(guān)注的領(lǐng)域。防彈衣制造商的一個(gè)難題是，對(duì)穿著者在戰(zhàn)場(chǎng)上所可能經(jīng)受到的特定威脅 要提供足夠的防護(hù)，同時(shí)又要最小化防護(hù)服的重量或面密度以便不妨礙穿著者的靈巧性。任何防彈衣材料抵抗彈道射彈威脅諸如可變形的子彈和不可變形的彈片的保護(hù) 能力均需要在某種程度上針對(duì)材料的面密度和尺寸確定彈道速度極限、以及射彈的特性 (質(zhì)量、硬度、形狀等)。一種常用的彈道極限性能標(biāo)準(zhǔn)為彈道V50，或射彈中的50%可被防 彈衣?lián)踝r(shí)的速度。國(guó)家司法研究所(NIJ)個(gè)體防彈衣彈道防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)-0101. 04(日期為 2000年9月)概述了用于確定防彈衣的V50的具體測(cè)試和計(jì)算方案。除了防彈衣的阻止 射彈穿透的能力以外，由警察、保安和懲教人員穿著的可隱藏的防彈衣還需要最小化與彈 道沖擊相關(guān)聯(lián)的鈍傷，這成了 NIJ Standard-0101.04所述的附加安全要求。該標(biāo)準(zhǔn)概述了 對(duì)容許水平的鈍傷的測(cè)試方案和性能要求，所述測(cè)試通過(guò)測(cè)量放置在粘土背襯體模擬材料 上的防彈衣的與彈道沖擊相關(guān)聯(lián)的背面凹痕來(lái)進(jìn)行。在NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0101. 04中，容許的背面 變形量被限定為在粘土背襯體(Roma Plastilina粘土，5. 5英寸(140mm)的粘土背襯體深 度)中不大于44mm。NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0101. 04提供了針對(duì)不同類型的射彈和沖擊能級(jí)的具體彈道要求。柔 性防彈衣的三種常用的NIJ威脅等級(jí)包括威脅等級(jí)II、IIA和IIIA。威脅等級(jí)II涉及較 高速度的10. 2g(158gr)的357馬格南彈和9mm的8. 0g(124gr)子彈(沖擊速度分別小于 約 1400ft/s(427m/s)和 1175ft/s (358m/s))。等級(jí) IIA 涉及具有 11. 7g(180gr)標(biāo)稱質(zhì)量 的較低速度的40S&W 口徑全金屬被甲彈、和9mm的8. 0g(124gr)子彈(沖擊速度分別小于 約 1025ft/s(312m/s)和 1090ft/s (332m/s))。威脅等級(jí) IIIA 涉及 15. 6g(240gr)的 44 馬 格南彈和沖鋒槍9mm(124gr)子彈，它們具有小于約1400ft/s的沖擊速度)。盡管上述的防彈性能要求可使用若干種可商購(gòu)獲得的防彈材料中的任何材料或 所述材料的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，但柔性防彈衣制造中的難題在于選擇和布置防彈層以滿足按容許 的安全裕度阻止穿透并最小化背面變形的要求，同時(shí)還要最小化防彈衣的重量、堆積體積 和硬度以改善舒適性?？缮藤?gòu)獲得的防彈材料包括多種織造的防彈纖維紗線織物、用防彈織物增強(qiáng)的復(fù) 合材料、防彈纖維單向?qū)訅后w和非織造材料。在這些各種構(gòu)造中，由高強(qiáng)纖維紗線制成的織 造織物在柔性防彈衣的制造中具有最悠久的應(yīng)用歷史。長(zhǎng)期以來(lái)編織一直是相對(duì)廉價(jià)的 由高強(qiáng)纖維紗線均勻地生成織物耐沖擊層片的方法，其依靠機(jī)械聯(lián)鎖或“交織”紗線以將紗 線保持在適當(dāng)位置，而不是依靠用粘合劑樹(shù)脂進(jìn)行的化學(xué)鎖定，所述樹(shù)脂會(huì)向衣服添加附 加重量和硬度。由耐沖擊織物制成的柔性防彈衣在使用期間通常會(huì)更適形并且更具撓性，
4從而比混合型防彈衣提供更大的舒適性，所述混合型防彈衣包含硬性背面控制層諸如單向 纖維層壓體或樹(shù)脂浸漬的織物。此外，已表明完全由織造的高強(qiáng)纖維紗線生成的耐沖擊衣 服在數(shù)年的使用和磨損之后仍然保持耐沖擊性能。全織造的耐沖擊背心的替代用品已商業(yè) 化。此類制品由高強(qiáng)纖維、基質(zhì)樹(shù)脂和薄膜的組合制成，這使得它們的生產(chǎn)成本較高。此外， 由于組分材料具有相異于防彈纖維的依賴于溫度和應(yīng)變的物理特性(例如熱膨脹系數(shù)、模 量等)，因此這些復(fù)合材料層常常具有由所選擇的材料中最弱的材料所決定的可用壽命周 期。典型的雙軸向織造耐沖擊織物(由交錯(cuò)編織的交織紗線組成的織物，所述紗線在 織物的平面內(nèi)具有兩個(gè)紗線取向)在自動(dòng)織機(jī)上生成。這些編織操作生成織造織物，所述 織物具有交錯(cuò)編織的緯纖維紗線，所述纖維紗線取向成與經(jīng)向或縱向上的那些紗線成90 度?？椢锾匦灾饕伤膫€(gè)基本變量支配紗線旦尼爾、線支數(shù)、編織物圖案和織物整理劑。存 在若干種型式的織造織物，包括平紋、緞紋、斜紋、席紋和紗羅編織物。僅使用上述織造織物 來(lái)滿足最低防彈性能要求會(huì)為防彈衣制造商們帶來(lái)難題。盡管很多低覆蓋系數(shù)的(松散地 織造的)耐沖擊纖維紗線織物以期望的面密度提供令人滿意的V50性能(由它們所制成的 背心可表現(xiàn)出重復(fù)地阻止射彈以安全地高于NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0101. 04中所概述的閾值的速度穿 透背心材料)，但它們不提供足夠的背面變形阻力。相反，使用相同背心面密度的較高覆蓋 系數(shù)的(更緊密地織造的)耐沖擊纖維紗線織物常常在改善背面變形性能的同時(shí)導(dǎo)致V50 性能顯著降低，有時(shí)候降到背面凹痕測(cè)量所需的NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0101. 04速度以下。目前并非所 有用對(duì)位芳族聚酰胺纖維紗線(諸如以商品名Kevlar 或Twaron 銷售的那種)織造的織 物背心均可以小于lib/ft2的面密度商購(gòu)獲得，所述面密度可滿足NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0101. 04等級(jí) IIIA針對(duì)44馬格南彈道威脅的背面要求。一種用于減小柔性防彈衣中的背面凹痕的常用方法是通過(guò)并入高強(qiáng)纖維的剛性 層片或織物增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料層片來(lái)在沖擊期間阻止變形。這包括將聚合物膜粘結(jié)到織造 防彈織物上或?qū)⒕酆衔锿繉邮┘拥娇椩旆缽椏椢锷?，或使用低熔融溫度的聚合物膜或壓?粘合劑來(lái)粘結(jié)兩個(gè)織造防彈織物層以提供防彈層片，所述層片可添加到防彈衣構(gòu)造上以改 善背面凹痕，如WO 00/08411、美國(guó)專利5，677，029和US 2003/0109188中所述。用樹(shù)脂或 彈性體浸漬的防彈纖維織物為另一種類型的復(fù)合材料層片，所述層片添加到防彈背心構(gòu)造 上以改善彈道背面凹痕。盡管已表明添加這些層可改善防彈衣材料的背面凹痕性能，但它 們常常會(huì)對(duì)V50性能產(chǎn)生有害效應(yīng)。此外，樹(shù)脂還會(huì)增加防彈背心組合件的重量和硬度。由粘合地粘結(jié)到聚合物基質(zhì)中的第二多個(gè)取向的平行高強(qiáng)纖維上的聚合物基質(zhì) 中的第一多個(gè)取向的平行高強(qiáng)纖維(其中第二多個(gè)的纖維取向常常相對(duì)于第一多個(gè)的取 向旋轉(zhuǎn)90度)所構(gòu)成的單向纖維層壓體已成為普及的防彈材料，所述材料可提供良好的背 面創(chuàng)傷控制，同時(shí)可保持安全的V50性能。制造這些單向纖維層壓體的方法一般描述于美 國(guó)專利 4，916，000,4, 748，064,4, 737，401,4, 681，792,4, 650，710,4, 623，574,4, 563，392、 4，543，286,4, 501，854,4, 457，985 和 4，403，012 中。這些單向?qū)訅后w可以商品名 Spectra Shield Plus Flex 和 Gold Flex 從 Honeywell International, Inc.商購(gòu)獲得，并且可 以商品名Dyneema UD從DSM商購(gòu)獲得。盡管這些單向纖維層壓體可單獨(dú)地用來(lái)提供彈道 防護(hù)，但已表明，當(dāng)將這些材料與織造的防彈纖維紗線織物結(jié)合使用時(shí)，可進(jìn)一步減小面密 度而不損失性能，如美國(guó)專利6，119，575中所示。
與在背心中使用單向纖維或織物和樹(shù)脂復(fù)合材料層相關(guān)聯(lián)的性能改善可在很大 程度上取決于它們?cè)诙鄬拥臉?gòu)造中的位置，如美國(guó)專利6，119，575中所述。在很多有文件 證明的例子中，將這些較硬的復(fù)合材料層放置在傳統(tǒng)防彈織物的后面可提供最佳的背面凹 痕和V50性能。由于這種“側(cè)面性”緣故，這些混合防彈背心構(gòu)造會(huì)不經(jīng)意地被內(nèi)側(cè)外穿， 或以錯(cuò)誤的方式插入到戰(zhàn)術(shù)背心中，從而所提供的射彈威脅防護(hù)達(dá)不到最佳效果。因此，整 體的(由完全相同的防彈材料層片構(gòu)成)或前后對(duì)稱的耐沖擊防彈衣構(gòu)造是有價(jià)值的。需要一種重量輕、全織造織物防彈衣，其可減少與彈道沖擊相關(guān)聯(lián)的鈍傷。在本發(fā) 明的雙軸向(由在織物的平面內(nèi)具有兩個(gè)不同取向的交織的纖維紗線構(gòu)成)織物構(gòu)造和本 文所述的柔性防彈衣構(gòu)造出現(xiàn)之前，不存在有文件可證明的全織造的對(duì)位芳族聚酰胺織物 防彈衣，它們具有小于約lib/ft2的面密度，從而達(dá)到了 NIJ標(biāo)準(zhǔn)-0101. 04針對(duì)44 口徑可 變形射彈的背面要求(對(duì)于1430士30ft/s(436士9m/s)的射彈速度，背面凹痕低于44mm)。發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種雙軸向織物，所述雙軸向織物由用于制造耐 彈道射彈或耐穿刺制品的紗線織造，所述雙軸向織物包括在織物平面內(nèi)平行取向的第一多 個(gè)紗線，所述第一多個(gè)紗線與織物的平面內(nèi)的第二多個(gè)平行取向的紗線交錯(cuò)編織，所述第 二多個(gè)平行取向的紗線在織物的平面內(nèi)具有不同于第一多個(gè)的方向/取向，其中源自第一 多個(gè)的任何纖維紗線與源自第二多個(gè)的纖維紗線形成一對(duì)具有小于90度的角度測(cè)量的對(duì) 頂銳角。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種多層的耐彈道射彈或耐穿刺制品，所述制 品由多個(gè)基本上未連結(jié)的非織造或織造織物層組裝，所述層包括單獨(dú)地選自或組合地選自 下列的紗線芳香族聚酰胺、聚烯烴、聚芳烴吡咯、聚酯、人造絲、液晶聚合物、玻璃纖維、碳 纖維、陶瓷、聚丙烯腈和聚乙烯醇，其中該組合件中的各層中的至少一個(gè)為雙軸向織物，所 述雙軸向織物包括在織物平面內(nèi)平行取向的第一多個(gè)紗線，所述第一多個(gè)紗線與織物的平 面內(nèi)的第二多個(gè)平行取向的紗線交錯(cuò)編織，所述第二多個(gè)平行取向的紗線在織物的平面內(nèi) 具有不同于第一多個(gè)的方向/取向，其中源自第一多個(gè)的任何纖維紗線與源自第二多個(gè)的 纖維紗線的交叉形成一對(duì)具有小于90度的角度測(cè)量的對(duì)頂銳角。附圖簡(jiǎn)述

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的織造織物的一個(gè)實(shí)例。圖2為本發(fā)明的耐沖擊織物構(gòu)造的一個(gè)實(shí)施方案的放大圖像。圖3A為一個(gè)例證，其示出了從一卷常規(guī)織造織物制備偏斜取向的織物條。
圖3B示出了從圖3A所示的夾持在格構(gòu)設(shè)備中的織物卷上切出的織物。圖3C示出了織物被夾持在格構(gòu)設(shè)備中并且被延伸。發(fā)明詳述本文所用術(shù)語(yǔ)的術(shù)語(yǔ)表銳角-量值小于90度的角。織造織物_由下列構(gòu)成的織物取向在一個(gè)方向上的一組多個(gè)纖維紗線，所述紗 線與取向在不同于第一多個(gè)的方向的方向上的第二多個(gè)紗線交錯(cuò)編織。對(duì)齊在縱向上的第 一多個(gè)平行紗線稱為經(jīng)紗線。與經(jīng)線取向成90度的那些交錯(cuò)編織的紗線稱為緯線或緯紗 線。
偏斜織造的或偏斜取向的織物_ 二維的織造或編織織物，當(dāng)取向在X-Y平面中時(shí) (其中X為織物的縱向(長(zhǎng)度)，并且Y為橫向(寬度))，其包含在織物平面內(nèi)取向在不同 于X和Y軸線的方向上的交織的紗線。偏斜取向-在由在織物平面內(nèi)取向在一個(gè)方向上的多個(gè)紗線(所述紗線與具有不 同于第一多個(gè)紗線的取向的第二多個(gè)紗線交錯(cuò)編織)構(gòu)成的雙軸向織造織物中，平行于對(duì) 分在源自第一多個(gè)的纖維紗線與源自第二多個(gè)的紗線之間形成的任何角的任何射線的方 向。單向纖維層_具有沿共同纖維方向基本上平行布置的纖維的層。復(fù)合織物層片_ 一個(gè)織造織物層和至少一個(gè)第二層的組合，所述第二層可為另一 個(gè)織物層、單向纖維層、聚合物膜、浸漬到織物結(jié)構(gòu)中的聚合物樹(shù)脂等。所述一個(gè)織造織物 層可通過(guò)如下方式與第二層結(jié)合縫合、熔融粘合劑、壓敏粘合劑、壓塑、涂層等?；パa(bǔ)角_如果兩個(gè)角的度數(shù)測(cè)量值的和等于180度，則稱它們?yōu)榛パa(bǔ)角?；パa(bǔ)角 中的一個(gè)據(jù)稱是另一個(gè)的補(bǔ)充。對(duì)頂角-對(duì)于任何兩個(gè)交叉的線(射線)諸如下圖中的線，角A和角B稱為對(duì)頂 角。對(duì)頂角具有相同的度數(shù)測(cè)量值。角C和角D也是對(duì)頂角。格構(gòu)角-在雙軸向織物中，形成于在織物的平面內(nèi)具有不同取向的任何兩個(gè)紗線 之間的銳角，所述銳角在雙軸向編織結(jié)構(gòu)中觀察或通過(guò)雙軸向織造結(jié)構(gòu)在任一偏斜方向上 的平面內(nèi)延伸來(lái)獲得。格構(gòu)方向_平行于對(duì)分對(duì)頂銳角的線的方向。覆蓋系數(shù)_被紗線(假定圓紗線形狀)覆蓋的織物表面積的分?jǐn)?shù)。V50-V50彈道極限測(cè)試是一種原先由美國(guó)軍方開(kāi)發(fā)出的用以評(píng)測(cè)硬性防彈衣的統(tǒng) 計(jì)測(cè)試。V50測(cè)試用實(shí)驗(yàn)方式確認(rèn)子彈在具有50%的機(jī)會(huì)穿透測(cè)試物體時(shí)的速度。背面凹痕(BFS)-由非穿透性射彈沖擊造成的背襯材料中的凹陷的深度。背面凹 痕從由背襯材料夾具的前邊緣限定的平面開(kāi)始測(cè)量。根據(jù)國(guó)家司法研究所(NIJ)個(gè)體防彈 衣彈道防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)-0101. 04，該值不允許超過(guò)44mm的極限值。本發(fā)明在各種實(shí)施方案中均涉及一種新類別的耐沖擊織物構(gòu)造、以及由所述織物 構(gòu)造制成的防彈層和多層的防彈衣構(gòu)造，它們表現(xiàn)出比傳統(tǒng)織造防彈織物改善的彈道背面 變形。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及生成防彈織物構(gòu)造，所述構(gòu)造可賦予防彈衣顯著的背面 凹痕改善，所述改善是使用傳統(tǒng)防彈織物從未獲得過(guò)的。本發(fā)明的第二實(shí)施方案為由用于 防彈衣組合件防彈織物構(gòu)造生成平衡的防彈層。本發(fā)明的第三實(shí)施方案為制造具體的多層 的背心構(gòu)造，所述構(gòu)造并入了本發(fā)明的防彈織物構(gòu)造。本發(fā)明的第一實(shí)施方案可通過(guò)首先參見(jiàn)圖1來(lái)描述，所述圖示出了現(xiàn)有技術(shù)的織 造織物10的一個(gè)實(shí)例。該圖示出了平織構(gòu)造的一個(gè)放大實(shí)例，所述構(gòu)造由復(fù)絲紗線構(gòu)成， 其中由線X所示的平行在織物平面內(nèi)方向上的第一組紗線1的交會(huì)處與由線Y所示的平行 在織物平面內(nèi)且與第一組的取向成90度的第二組紗線2交錯(cuò)編織。源自第一組的紗線與第二組中的那些的形成角A-D，每個(gè)角的測(cè)量均為90度。線L被示出成對(duì)分角A和B。本發(fā)明的第一實(shí)施方案為織造織物構(gòu)造，所述構(gòu)造包括織物的平面內(nèi)的第一多個(gè) 平行取向的紗線，所述第一多個(gè)平行取向的紗線與織物的平面內(nèi)的第二多個(gè)平行取向的紗 線交錯(cuò)編織，所述第二多個(gè)平行取向的紗線在織物的平面內(nèi)具有不同于第一多個(gè)的方向/ 取向，其中源自第一多個(gè)的任何纖維紗線與源自第二多個(gè)的纖維紗線形成一對(duì)具有小于90 度的角度測(cè)量的對(duì)頂銳角，并且必然地形成一對(duì)互補(bǔ)于前述銳角的具有大于90度的測(cè)量 值的對(duì)頂鈍角。本發(fā)明的防彈織物布置10’示出于圖2中。所述織物由線X’所示的在織 物平面內(nèi)取向的第一多個(gè)平行紗線1’構(gòu)成，所述第一多個(gè)平行紗線與線Y’所示的具有不 同于第一多個(gè)的取向的織物的平面內(nèi)的第二多個(gè)平行紗線2’交錯(cuò)編織，其中源自第一多個(gè) 1’的任何纖維紗線與源自第二多個(gè)2’的任何纖維紗線的交會(huì)處在織物平面內(nèi)形成一對(duì)對(duì) 頂角，其中對(duì)頂銳角A’和B’的角度測(cè)量是等值的且小于90°，并且對(duì)頂鈍角C’和D’的角 度測(cè)量是等值的且大于90°。本發(fā)明的織物可通過(guò)在格構(gòu)方向上延伸原始織造織物來(lái)獲 得，如下文參照?qǐng)D3A-3C所述。對(duì)于本公開(kāi)來(lái)講，我們將這些織物的取向或格構(gòu)延伸方向稱 為平行于如圖2所示的對(duì)分紗線的對(duì)頂交叉銳角A'和B'的線L’的方向。本發(fā)明的范圍不限于由以如圖2所示的一上一下的每隔一個(gè)紗線的交替結(jié)構(gòu)交 織的紗線組成的構(gòu)造，所述結(jié)構(gòu)類似于圖1所示的平紋織造織物的交織。相反，本發(fā)明的 范圍包括但不限于如下構(gòu)造其中織物平面中的一個(gè)方向上的紗線可作為另外一種選擇越 過(guò)兩個(gè)或更多個(gè)鄰近紗線的頂部或位于它們的下方，所述鄰近紗線以可設(shè)想的任何特定的 重復(fù)圖案取向在第二方向上，所述構(gòu)造包括例如可通過(guò)在偏斜方向上延伸緞紋編織物、席 紋編織物和斜紋編織結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建的織物 構(gòu)造(所述緞紋編織物包括但不限于3經(jīng)緞紋編織 物、4經(jīng)緞紋編織物(鳥(niǎo)足紋)、5經(jīng)緞紋編織物和8經(jīng)緞紋編織物等)。用于構(gòu)建本公開(kāi)所述的耐沖擊構(gòu)造的纖維紗線可具有大于約Sg/旦尼爾、或更優(yōu) 選大于約12g/旦尼爾的拉伸強(qiáng)度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，織物紗線中的纖維將由芳 族聚合材料制成。芳族聚合物包括芳香族聚酰胺諸如得自Ε. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE(DuPont)的以商品名Kevlar 銷售的聚(對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺) 和得自Teijin的Twaron 、以及以商品名Nomex 銷售的聚(間苯二甲酰間苯二胺)、對(duì)亞 苯基苯并二嘟唑(ΡΒ0得自Toyobo)、聚苯并P惡唑、聚苯并噻唑。其它芳族聚合物包括芳族不 飽和聚酯諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、液晶熱致聚酯諸如得自Kuraray的以商品名Vectran 銷售的那些、芳族聚酰亞胺、芳族聚酰胺酰亞胺、芳族聚酯酰胺酰亞胺、芳族聚醚酰胺酰亞 胺和芳族聚酯酰亞胺。也可使用上述類別的材料中的任何材料的共聚物。其它具有大于12g/旦尼爾的韌度的可用來(lái)制造這些織造構(gòu)造的防彈等級(jí)的纖維 紗線包括聚烯烴、得自DSM的以商品名Dyneema 銷售的和得自Honeywell International 的以商品名Spectra 銷售的大多數(shù)顯著高分子量的聚乙烯、高分子量聚丙烯以及它們的 共聚物。就本公開(kāi)所提供的實(shí)施例的情況而言，偏斜取向的織物條通過(guò)從織物卷上切出防 彈織物來(lái)獲得，所述織物卷具有取向在機(jī)器(縱向)方向上的經(jīng)纖維，和與經(jīng)向取向成90 度(橫向于縱向，平行于織物卷的軸線)的緯纖維紗線。這些條通過(guò)沿偏斜方向切割來(lái)制 備，如圖3A所示。然后延伸織物從而在夾持到圖3B和3C所示的格構(gòu)設(shè)備中之后形成耐沖 擊偏斜織物構(gòu)造。
盡管上述方法對(duì)于生成本文的實(shí)施例來(lái)講是足夠的，但經(jīng)濟(jì)地生成這些結(jié)構(gòu)的方 法將需要制造延伸以產(chǎn)生期望的格構(gòu)角的偏斜取向的織物，所述織物具有連續(xù)延伸的長(zhǎng)度 和足夠的寬度以提供旨在從其上切出的背心。生成偏斜取向的織物的方法已公開(kāi)于專利 文獻(xiàn)中。實(shí)例包括 US 6，494，235、US 6，494，238、US 4，907，323 和 WO 99/55519。偏斜取 向的織造結(jié)構(gòu)也可使用本行業(yè)已知的編織方法來(lái)生成以直接生成連續(xù)的織物片材或管狀 構(gòu)造，所述管狀構(gòu)造可沿平行于管軸線的一側(cè)開(kāi)縫以生產(chǎn)出平坦連續(xù)的偏斜取向的織物片 材。制造連續(xù)的偏斜取向的織物片材的第二種方法可為以螺旋方式切割從管狀織機(jī)生成的 管狀織物，其中經(jīng)纖維取向成平行于管軸線，并且緯纖維周向地取向，這也描述于美國(guó)專利 4，299，878 中。本發(fā)明的第二實(shí)施方案為生成一種可用于構(gòu)造防彈衣的自立式格構(gòu)的織物構(gòu)造 或格構(gòu)的織物復(fù)合材料層片?？蓪⑦@種格構(gòu)的防彈構(gòu)造的穩(wěn)定化層提供為供防彈衣制造商 使用的連續(xù)的卷繞貨品。必須理解，具有本發(fā)明的構(gòu)造(其不具有穩(wěn)定作用部件)的各個(gè) 織物層由于它們的各向異性性質(zhì)的緣故固有地為不平衡的。也就是講，這些織物層具有易 于在極小擾動(dòng)下復(fù)原(回彈)至更平衡結(jié)構(gòu)的傾向(如由銳角度測(cè)量的增大來(lái)表示)。這 使得這些織物構(gòu)造在防彈衣裝配期間難以操縱而會(huì)產(chǎn)生不希望有的復(fù)原。一種用來(lái)在單個(gè) 織物層中保持格構(gòu)狀態(tài)的方法為一旦獲得了期望的格構(gòu)角就通過(guò)縫合操作進(jìn)行縫合。雖然 任何方向上的縫合均可為防彈織物提供某種穩(wěn)定性，但大多數(shù)阻礙“回彈”傾向的有效縫合 均為在垂直于格構(gòu)方向的方向上進(jìn)行的縫合。按該方式以規(guī)則的間隔在偏斜取向的織物長(zhǎng) 片上縫合(所述織物延伸至期望的格構(gòu)銳角)可提供穩(wěn)定化的單一織物片材。作為另外一 種選擇，可將聚合物層(具有足夠程度的抵抗格構(gòu)織物“回彈”傾向的外形穩(wěn)定性/復(fù)原阻 力)粘附到格構(gòu)的織物層上以幫助保持結(jié)構(gòu)。這種聚合物層可呈薄膜形式，所述薄膜熔融 粘結(jié)到織物上(通過(guò)加熱板壓縮或加熱壓延)；或可呈聚合物涂層(溶劑基或乳液/膠乳) 的形式，所述涂層在織物保持在延伸狀態(tài)時(shí)施加到織物的一側(cè)或雙側(cè)上并且干燥。此類聚 合物層可為連續(xù)的，因?yàn)樗鼈兏采w織物的整個(gè)表面；或可在織物構(gòu)造的表面上為不連續(xù)的 以最小化防彈層的重量和硬度成分。不連續(xù)的樹(shù)脂涂層包括織物上的樹(shù)脂開(kāi)口圖案或樹(shù)脂 線、或離散點(diǎn)。這可使用切割成開(kāi)口圖案的熔融粘合劑薄膜來(lái)獲得，所述圖案可焊接到織物 表面上。作為另外一種選擇，溶劑基聚合物涂層或聚合物乳液/膠乳可按前述不連續(xù)方式 使用照相凹版印刷方法等來(lái)轉(zhuǎn)印到格構(gòu)的織物上。本發(fā)明的上述各個(gè)格構(gòu)的織物層和/或復(fù)合材料層片可用來(lái)構(gòu)建整個(gè)防彈衣，或 可與防彈衣中的其它防彈材料結(jié)合使用?？p合的或粘附的聚合物膜或涂層穩(wěn)定化結(jié)構(gòu)可以 各種布置堆疊在防彈衣內(nèi)。平衡的復(fù)合織物層片也可通過(guò)聯(lián)結(jié)格構(gòu)的織物構(gòu)造中的兩個(gè)來(lái)生成，所述兩個(gè)織 物構(gòu)造以如下方式裝配一個(gè)織物的銳角或格構(gòu)方向(被限定為平行于對(duì)分由兩個(gè)交錯(cuò)編 織的紗線形成的對(duì)頂銳角的線)取向成與第二格構(gòu)的織物構(gòu)造的銳角方向成90度角。所 得兩個(gè)織物層可通過(guò)用縫合操作進(jìn)行縫合來(lái)粘結(jié)在一起、使用壓敏粘合劑粘合地粘結(jié)、通 過(guò)熔融粘附(通過(guò)在這兩層之間放置聚合物或熱塑性彈性體薄膜)粘附在一起、將這兩層 在壓力機(jī)中或通過(guò)壓延操作(在加熱至熔點(diǎn)以上時(shí)進(jìn)行以促進(jìn)粘附)壓縮在一起。也可使 用熱固性樹(shù)脂或彈性體來(lái)將這兩個(gè)材料層聯(lián)結(jié)在一起。如同用聚合物涂層穩(wěn)定化的單一織 物層構(gòu)造的情況一樣，不連續(xù)涂層為最優(yōu)選的減小這兩個(gè)織物夾心結(jié)構(gòu)層壓體的硬度和重量的部件。 實(shí)施例比較實(shí)施例1從25層得自JPS Industries Inc (Anderson, SC)的726型式的本色織物制備了 15英寸X 15英寸(38X38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板。這為由840旦尼爾的Kevlar 129 纖維紗線制成的平織織物，所述紗線具有26端/英寸經(jīng)線和26端/英寸緯線的紗線支數(shù)， 實(shí)測(cè)抽取的紗線韌度為27g/旦尼爾經(jīng)線和26g/旦尼爾緯線，并且面密度為6. 04盎司/平 方碼(205g/m2)。各個(gè)正方形織物層通過(guò)沿經(jīng)向和緯向(具有平行于所述正方形的各邊的 經(jīng)纖維紗線和緯纖維紗線)切割來(lái)生成。對(duì)于疊堆中的所有織物層，將各織物層布置成使 得經(jīng)纖維和緯纖維取向在相同的方向上。將各織物層圍繞樣板的周邊縫合在一起，縫合位 置距邊緣m英寸(1. 27cm)。也將2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案縫透樣板的 厚度以將這些層機(jī)械地粘結(jié)在一起。遵循由NIJ標(biāo)準(zhǔn)0101-04概述的方案，彈道背面凹痕 沖擊測(cè)試使用44馬格南彈來(lái)執(zhí)行，所述子彈以1430士30英尺/秒的速度射到緊貼粘土背 襯體(Roma plastilina粘土)放置的靶標(biāo)上。對(duì)于該測(cè)試樣板，確定了 44馬格南彈的彈 道V50。以1430士 30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面 凹痕和V50結(jié)果示于表1中。比較實(shí)施例2從36層平織織物制備了 15英寸X 15英寸(38X38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板，所 述織物由JPS Industries Inc.所生產(chǎn)的840旦尼爾的Kevlar 129纖維紗線制成，所述紗 線具有18端/英寸經(jīng)線和18端/英寸緯線的紗線支數(shù)，實(shí)測(cè)抽取的紗線韌度為27g/旦尼 爾經(jīng)線和26g/旦尼爾緯線，并且面密度為4. 04盎司/平方碼(137g/m2)。各個(gè)織物層從織 物卷切出，所述織物層具有平行于所述正方形的各邊的經(jīng)紗線和緯紗線。對(duì)于疊堆中的所 有織物層，將各織物層布置成使得經(jīng)纖維紗線和緯纖維紗線取向在相同的方向上。將各織 物層圍繞樣板的周邊縫合在一起，縫合位置距邊緣1/2英寸(1. 27cm)。也將2英寸X2英 寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案縫透樣板的厚度以將這些層機(jī)械地粘結(jié)在一起。以1430士30 英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面凹痕和V50結(jié)果示于 表1中。比較實(shí)施例3從37層726型式的本色織物制備了 15英寸X 15英寸(38X38cm)的正方形彈 道測(cè)試樣板，所述織物具有比較實(shí)施例1中所述的特性。將靶標(biāo)制造成每隔一層即具有交 替的織物取向，其中19個(gè)織物正方形的各邊取向成平行于經(jīng)纖維紗線和緯纖維紗線方向 (0-90)，并且18個(gè)層取向成相對(duì)于前述織物旋轉(zhuǎn)45度(-45，+45)。將各織物層圍繞樣板的 周邊縫合在一起，縫合位置距邊緣1/2英寸(1. 27cm)。也將2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm) 的絎縫圖案縫透樣板的厚度以將這些層機(jī)械地粘結(jié)在一起。以1430士30英尺/秒的速度 針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面凹痕和V50結(jié)果示于表1中。比較實(shí)施例4從53層平紋織造的600旦尼爾的Kevlar KM2纖維紗線制備了 15英寸X 15英 寸(38cmX38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板，所述紗線具有17端/英寸經(jīng)線和17端/英寸緯線的紗線支數(shù)，抽取的紗線韌度為25g/旦尼爾經(jīng)線和22g/旦尼爾緯線，并且面密度為2. 64 盎司/平方碼(89.5g/m2)。各個(gè)正方形織物層通過(guò)沿經(jīng)向和緯向(具有平行于所述正方 形的各邊的經(jīng)纖維紗線和緯纖維紗線)切割來(lái)生成。對(duì)于疊堆中的所有織物層，將各織物 層布置成使得經(jīng)纖維和緯纖維取向在相同的方向上。將各織物層圍繞樣板的周邊縫合在一 起，縫合位置距邊緣英寸(1.27cm)。也將2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案縫 透樣板的厚度以將這些層機(jī)械地粘結(jié)在一起。以1430士30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯 體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面凹痕和V50結(jié)果示于表2中。比較實(shí)施例5從26層平紋織造的600旦尼爾的Kevlar KM2纖維紗線制備了 15英寸X 15英 寸(38cmX38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板，所述紗線具有34端/英寸經(jīng)線和34端/英寸緯 線的紗線支數(shù)，抽取的紗線韌度為21g/旦尼爾經(jīng)線和23g/旦尼爾緯線，并且面密度為5. 50 盎司/平方碼(186g/m2)。各個(gè)正方形織物層通過(guò)沿經(jīng)向和緯向(具有平行于所述正方形的 各邊的經(jīng)纖維紗線和緯纖維紗線)切割來(lái)生成。對(duì)于疊堆中的所有織物層，將各織物層布 置成使得經(jīng)纖維和緯纖維取向在相同的方向上。將各織物層圍繞樣板的周邊縫合在一起， 縫合位置距邊緣1/2英寸(1. 27cm)。也將2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案縫透 樣板的厚度以將這些層機(jī)械地粘結(jié)在一起。以1430士30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體 進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面凹痕和V50結(jié)果示于表2中。比較實(shí)施例6從33層4經(jīng)緞紋(鳥(niǎo)足紋)編織織物制備了 15英寸X 15英寸(38X38cm)的 正方形彈道測(cè)試樣板，所述織物由JPS Industries Inc所生產(chǎn)的840旦尼爾的Kevlar 129纖維紗線制成，所述紗線具有20端/英寸經(jīng)線和20端/英寸緯線的紗線支數(shù)，經(jīng)紗線 韌度為27g/旦尼爾，緯紗線韌度為25g/旦尼爾，并且面密度為4. 43盎司/平方碼(150g/ m2)。各個(gè)織物層從織物卷切出，所述織物層具有平行于所述正方形的各邊的經(jīng)紗線和緯紗 線。對(duì)于疊堆中的所有織物層，將各織物層布置成使得經(jīng)纖維和緯纖維取向在相同的方向 上。將各織物層圍繞樣板的周邊縫合在一起，縫合位置距邊緣1/2英寸(1.27cm)。也將2 英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案縫透樣板的厚度以將這些層機(jī)械地粘結(jié)在一起。以 1430士30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面凹痕和V50 結(jié)果示于表3中。比較實(shí)施例7從12層復(fù)合材料制備了 15英寸X 15英寸(38X38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板，所 述復(fù)合材料通過(guò)粘結(jié)比較實(shí)施例1中所述的兩個(gè)726型式的本色織物層制成，第二層相對(duì) 于第一層旋轉(zhuǎn)了 45度。將這些層使用非織造聚合物織物粘合劑(得自Pell0n C0nsUmer Products Group, LLC (Tucker, Georgia)的 Pellon Wonder_Under 805 可熔非織造交織纖 維網(wǎng))在約130°C的溫度下粘結(jié)在一起，并且使用手持式烙鐵進(jìn)行壓縮以熔融粘合劑并且 產(chǎn)生織物層之間的粘結(jié)。堆疊這12個(gè)復(fù)合材料層并且圍繞周邊縫合并使其具有2英寸X2 英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫縫合以生成測(cè)試樣板。以1430士30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背 襯體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面凹痕和V50結(jié)果示于表4中。比較實(shí)施例8
從12層具有比較實(shí)施例1中所述特性的726型式的本色織物和6層比較實(shí)施例7中所述的兩個(gè)726本色織物層的復(fù)合材料制備了 15英寸X 15英寸(38X38cm)的正方形 彈道測(cè)試樣板。將樣板組裝使得所述12個(gè)未粘結(jié)層位于前面(首先受到子彈的沖擊)，并 且使得所述六層復(fù)合材料位于后面(最靠近粘土背襯體)。將所得疊堆圍繞周邊縫合并使 其具有2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫縫合以生成測(cè)試樣板。以1430士30英尺/秒 的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面凹痕和V50結(jié)果示于表4中。比較實(shí)施例9從17層復(fù)合材料的疊堆制備了 15英寸X 15英寸(38 X 38cm)的正方形彈道測(cè)試 樣板，所述復(fù)合材料通過(guò)粘結(jié)比較實(shí)施例2中所述的兩層840旦尼爾、18端/英寸經(jīng)線、18 端/英寸緯線的本色織物制成，第二層相對(duì)于第一層旋轉(zhuǎn)45度。將這些層使用非織造聚合 物織物粘合劑(Pellen 805Wonder-Under )在類似于比較實(shí)施例7的條件下粘結(jié)在一起 以熔融粘合劑并且產(chǎn)生織物層之間的粘結(jié)。堆疊所述17個(gè)復(fù)合材料層并且圍繞周邊縫合 并使其具有2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫縫合以生成測(cè)試樣板。以1430士30英尺 /秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試的背面凹痕和V50結(jié)果示于表4 中。比較實(shí)施例10從17層比較實(shí)施例2中所述的840旦尼爾Kevlar 129紗線、18紗線/英寸經(jīng) 線、18端/英寸緯線的本色織物、和9個(gè)比較實(shí)施例9中所述的兩層的復(fù)合織物層片制備了 15英寸X 15英寸(38X38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板。將樣板組裝使得所述17個(gè)未粘結(jié) 層位于前面(首先受到子彈的沖擊)，并且使得所述六層復(fù)合材料位于后面(最靠近粘土背 襯體)。將所得疊堆圍繞周邊縫合并使其具有2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫縫合以 生成測(cè)試樣板。以1430士30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈彈道測(cè)試 的背面凹痕和V50結(jié)果示于表4中。比較實(shí)施例11從30層具有CS811整理劑的平織織物類型S-17114G制備了 15英寸X 15英寸 (38 X 38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板，所述織物由JPS Industries Inc.從超高分子量聚 乙烯紗線織造成，所述紗線由北京同益中特種纖維技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司(Beijing，China)制 造。該800旦尼爾的增強(qiáng)紗線具有24端/英寸(94端/IOcm)經(jīng)線和緯線的紗線支數(shù)，并 且具有4. 86盎司/平方碼(165g/m2)的面密度。各個(gè)正方形織物層通過(guò)沿經(jīng)向和緯向(具 有平行于所述正方形的各邊的經(jīng)纖維和緯纖維)切割來(lái)生成。對(duì)于疊堆中的所有織物層， 將各織物層布置成使得經(jīng)纖維和緯纖維取向在相同的方向上。將各織物層圍繞樣板的周邊 縫合在一起，縫合位置距邊緣英寸(1.27cm)。也將2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎 縫圖案縫透樣板的厚度以將這些層機(jī)械地粘結(jié)在一起。遵循由NIJ概述的方案，彈道背面 凹痕沖擊測(cè)試使用44馬格南彈來(lái)執(zhí)行，所述子彈以1430士30英尺/秒的速度射到緊貼粘 土背襯體(Roma plastilina粘土)放置的靶標(biāo)上。對(duì)于該測(cè)試樣板，確定了 44馬格南彈 的彈道V50。背面凹痕和V50結(jié)果示于表5中。實(shí)施例1對(duì)角線條從比較實(shí)施例2中所述的63英寸(160cm)寬的840旦尼爾的Kevlar 129紗線、18端/英寸經(jīng)線、18端/英寸緯線的本色織物卷中切出。對(duì)角線剪切沿該平織 織物的偏斜方向取向，如圖3A所示；從而生成寬度為28英寸(71cm)的偏斜取向的織物條。如圖3B所示地將織物夾持在格構(gòu)機(jī)架中，并且延伸以獲得45度格構(gòu)銳角。將格構(gòu)的織物 切割成相等的片段并且交叉鋪置(以交替層方式堆疊，使每一個(gè)層均具有相對(duì)于其前一個(gè) 層旋轉(zhuǎn)了 90度的格構(gòu)方向)。借助于正方形釘扎機(jī)架來(lái)構(gòu)建疊堆，所述機(jī)架在構(gòu)造期間將 各個(gè)織物層的格構(gòu)角保持固定。重復(fù)織物層的這種交替的交叉鋪置布置以產(chǎn)生具有26個(gè) 格構(gòu)織物層的疊堆。在將織物層保持在釘扎機(jī)架中的適當(dāng)位置中的同時(shí)，將織物層的疊堆 圍繞它們的周邊縫合在一起，并且也將2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案縫透樣板 的厚度以將這些層機(jī)械地粘結(jié)在一起。然后修剪樣板以具有15英寸X 15英寸(38X38cm) 的最終構(gòu)造。以1430士30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈的背面凹痕 和V50結(jié)果示于表1中。與比較實(shí)施例1-3相比，這些由本發(fā)明的織物構(gòu)造制成的樣板表 現(xiàn)出了背面凹痕的減小。這些具有該新型構(gòu)造的樣板的V50性能也未受損害，保持了與比 較實(shí)施例1-3相當(dāng)?shù)闹怠?shí)施例2對(duì)角線條從比較實(shí)施例2中所述的63英寸(160cm)寬的600旦尼爾的Kevlar KM2紗線、17端/英寸經(jīng)線、17端/英寸緯線的本色織物卷中切出。對(duì)角線剪切沿該平織 織物的偏斜方向取向，如圖3A所示，從而生成偏斜取向的織物條。如圖3B所示地將織物夾 持在格構(gòu)機(jī)架中，并且延伸以獲得30度格構(gòu)銳角。將格構(gòu)的織物切割成相等的片段并且交 叉鋪置(以交替層方式堆疊，使每一個(gè)層均具有相對(duì)于其前一個(gè)層旋轉(zhuǎn)了 90度的格構(gòu)方 向)。借助于正方形釘扎機(jī)架來(lái)構(gòu)建疊堆，所述機(jī)架在構(gòu)造期間將各個(gè)織物層的格構(gòu)角保持 固定。重復(fù)織物層的這種交替的交叉鋪置布置以產(chǎn)生具有27個(gè)格構(gòu)織物層的疊堆。在將 織物層保持在釘扎機(jī)架中的適當(dāng)位置中的同時(shí)，將織物層的疊堆圍繞它們的周邊縫合在一 起，并且也將2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案縫透樣板的厚度以將這些層機(jī)械地 粘結(jié)在一起。然后修剪樣板以具有15英寸X 15英寸(38X38cm)的最終構(gòu)造。以1430士30 英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈的背面凹痕和V50結(jié)果示于表1中。 與以下兩種靶標(biāo)相比，該格構(gòu)的織物構(gòu)造表現(xiàn)出了改善的V50性能由底基17端/英寸經(jīng) 線、17端/英寸緯線織物制成的靶標(biāo)(比較實(shí)施例5)和由相同的600旦尼爾紗線制成的表 現(xiàn)出等同的單個(gè)織物層面密度的平紋織造織物靶標(biāo)(比較實(shí)施例6)。與比較實(shí)施例5和 6相比，在本發(fā)明的構(gòu)造上執(zhí)行的第一背面測(cè)量也表現(xiàn)出了改善，但該構(gòu)造在該第一背面測(cè) 試之后的完整性減小了，這可能導(dǎo)致了在第二背面凹痕測(cè)量中觀察到的增大的變形阻力。實(shí)施例3使用上文關(guān)于實(shí)驗(yàn)實(shí)施例1所述的規(guī)程生成了多層的樣板，所述樣板由格構(gòu)的織 物構(gòu)造構(gòu)成，所述織物使用比較實(shí)施例6中所述的20 X 20端/英寸、840旦尼爾的Kevlar 129紗線的鳥(niǎo)足紋編織織物來(lái)生成。完成的測(cè)試樣板由23層構(gòu)成，每個(gè)層均具有45度格構(gòu) 角，將這些層如在實(shí)驗(yàn)實(shí)施例1中所做的那樣以0度-90度的交替取向堆疊。將樣板圍繞 周邊縫合并使其具有2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案。以1430士30英尺/秒的 速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈的背面凹痕和V50結(jié)果示于表3中。當(dāng)與由比較實(shí)施例6中的底基織物制成的靶標(biāo)相比時(shí)，該實(shí)施例表現(xiàn)出了改善的 背面，而無(wú)顯著的V50損失。實(shí)施例4從12個(gè)復(fù)合織物層片制備了 15英寸X15英寸(38X38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板，所述織物層片通過(guò)粘結(jié)兩個(gè)本發(fā)明的格構(gòu)的織物構(gòu)造層制成，所述織物構(gòu)造如實(shí)施例1 中所述地制成，第二織物層的格構(gòu)方向相對(duì)于第一織物層的格構(gòu)方向旋轉(zhuǎn)了 90度。將這些 層使用非織造聚合物織物粘合劑(Pellen 805)在類似于比較實(shí)施例7的條件下粘結(jié)在一 起以產(chǎn)生織物層之間的粘結(jié)。堆疊這12個(gè)復(fù)合材料層并且圍繞周邊縫合并使其具有2英 寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫縫合以生成測(cè)試樣板。如表4所示，該構(gòu)造表現(xiàn)出了高于 比較實(shí)施例7至10中所述的比較復(fù)合織物層片樣板的V50，同時(shí)始終如一地表現(xiàn)出了令人 滿意的背面凹痕，甚至在用44馬格南彈以1430士30英尺/秒的速度執(zhí)行了 5次背面測(cè)試 之后仍然如此。實(shí)施例5從18層比較實(shí)施例2中所述的840旦尼爾的Kevlar 129纖維紗線本色織物、和 6個(gè)如實(shí)驗(yàn)實(shí)施例4中所述的由該相同的織物制成的格構(gòu)的織物復(fù)合材料層片制備了 15英 寸X 15英寸(38X38cm)的正方形彈道測(cè)試樣板。將樣板組裝使得所述18個(gè)織物層位于 前面(首先受到子彈的沖擊)，并且使得所述六層復(fù)合材料層片位于后面(最靠近粘土背襯 體)。將所得疊堆圍繞周邊縫合并使其具有2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫縫合以生 成測(cè)試樣板。以1430士30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈的背面凹痕 和V50結(jié)果示于表4中。實(shí)驗(yàn)實(shí)施例6對(duì)角線條從比較實(shí)施例11的S_17114G、CS811型式的聚乙烯織物卷切出。對(duì)角線 剪切沿該平織織物的偏斜方向取向，如圖3A所示，從而生成偏斜取向的織物條。如圖3B所 示地將織物夾持在格構(gòu)機(jī)架中，并且延伸以獲得50度格構(gòu)銳角。將格構(gòu)的織物切割成相等 的片段并且交叉鋪置(以交替層方式堆疊，使每一個(gè)層均具有相對(duì)于其前一個(gè)層旋轉(zhuǎn)了 90 度的格構(gòu)方向)。借助于正方形釘扎機(jī)架來(lái)構(gòu)建疊堆，所述機(jī)架在構(gòu)造期間將各個(gè)織物層 的格構(gòu)角保持固定。重復(fù)織物層的這種交替的交叉鋪置布置以產(chǎn)生具有22個(gè)格構(gòu)織物層 的疊堆。在將織物層保持在釘扎機(jī)架中的適當(dāng)位置中的同時(shí)，將織物層的疊堆圍繞周邊縫 合在一起，并且也將2英寸X2英寸(5. 1X5. Icm)的絎縫圖案縫透樣板的厚度以將這些層 機(jī)械地粘結(jié)在一起。然后修剪樣板以具有15英寸X15英寸(38X38cm)的最終構(gòu)造。以 1430士30英尺/秒的速度針對(duì)粘土背襯體進(jìn)行的44馬格南彈的背面凹痕和V50結(jié)果示于 表5中。與常規(guī)0/90平織構(gòu)造織物相比，格構(gòu)織物構(gòu)造具有27%的背面凹痕的減小。
權(quán)利要求
由用于制造耐彈道射彈制品的紗線織造的織物，所述織物包括所述織物的平面內(nèi)的第一多個(gè)平行取向的紗線，所述第一多個(gè)平行取向的紗線與所述織物的平面內(nèi)的第二多個(gè)平行取向的紗線交錯(cuò)編織，所述第二多個(gè)平行取向的紗線在所述織物的平面內(nèi)具有不同于所述第一多個(gè)的方向/取向，其中源自所述第一多個(gè)的任何纖維紗線與源自所述第二多個(gè)的纖維紗線的交叉形成一對(duì)具有小于90度的角度測(cè)量的對(duì)頂銳角。
2.權(quán)利要求1的織物，其中所述織物由纖維紗線構(gòu)成，所述紗線包含芳族聚酰胺，包括 聚(對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)、聚(間苯二甲酰間苯二胺)、對(duì)亞苯基苯并二嗯唑、聚苯并!!惡 唑、聚苯并噻唑、芳族不飽和聚酯諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、芳族聚酰亞胺、芳族聚酰胺酰 亞胺、芳族聚酯酰胺酰亞胺、芳族聚醚酰胺酰亞胺和芳族聚酯酰亞胺或上述類別的材料中 的任何材料的共聚物。
3.權(quán)利要求1的織物，其中所述織物由包含超高分子量的聚乙烯的纖維紗線構(gòu)成。
4.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量介于80和89度之間。
5.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量介于70和80度之間。
6.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量介于60和70度之間。
7.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量介于50和60度之間。
8.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量介于40和50度之間。
9.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量介于30和40度之間。
10.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量介于20和30度之間。
11.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量介于10和20度之間。
12.權(quán)利要求1的織物，其中所述對(duì)頂銳角的角度測(cè)量小于10度。
13.多層的耐彈道射彈或耐穿刺制品，所述制品由多個(gè)基本上未連結(jié)的非織造織物層、 織造織物層或復(fù)合織物層片組裝，其中所述組合件中的多個(gè)層中的至少一個(gè)層為由纖維紗 線制成的雙軸向織物，所述織物具有所述織物的平面內(nèi)的第一多個(gè)平行取向的紗線，所述 第一多個(gè)平行取向的紗線與所述織物的平面內(nèi)的第二多個(gè)平行取向的紗線交錯(cuò)編織，所述 第二多個(gè)平行取向的紗線在所述織物的平面內(nèi)具有不同于所述第一多個(gè)的方向/取向，其 中源自所述第一多個(gè)的任何纖維紗線與源自所述第二多個(gè)的纖維紗線的交叉形成一對(duì)具 有小于90度的角度測(cè)量的對(duì)頂銳角。
14.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量介于80和89度之間。
15.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量介于70和80度之間。
16.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量介于60和70度之間。
17.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量介于50和60度之間。
18.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量介于40和50度之間。
19.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量介于30和40度之間。
20.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量介于20和30度之間。
21.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量介于10和20度之間。
22.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少一個(gè)層的對(duì)頂銳角的角度測(cè) 量小于10度。
23.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少兩個(gè)層被取向成使得一個(gè)層 中的紗線取向偏離第二層中的紗線取向。
24.權(quán)利要求13的制品，其中所述雙軸向織物層中的至少兩個(gè)層被取向成使得一個(gè)層 中的紗線取向與第二層中的紗線取向相同。
25.包括至少一種織物的復(fù)合織物層片，所述至少一種織物由用于制造耐彈道射彈制 品的紗線織造，所述織物包括所述織物的平面內(nèi)的第一多個(gè)平行取向的紗線，所述第一多 個(gè)平行取向的紗線與所述織物的平面內(nèi)的第二多個(gè)平行取向的紗線交錯(cuò)編織，所述第二多 個(gè)平行取向的紗線在所述織物的平面內(nèi)具有不同于所述第一多個(gè)的方向/取向，其中源自 所述第一多個(gè)的任何纖維紗線與源自所述第二多個(gè)的纖維紗線的交叉形成一對(duì)具有小于 90度的角度測(cè)量的對(duì)頂銳角；所述復(fù)合織物層片還包括另外一個(gè)織物層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由用于制造耐彈道射彈或耐穿刺制品的紗線制成的織造織物(10’)，其中織物具有織物的平面內(nèi)的第一多個(gè)平行取向的紗線(1’)，所述第一多個(gè)平行取向的紗線與織物的平面內(nèi)的第二多個(gè)平行取向的紗線(2’)交錯(cuò)編織，所述第二多個(gè)平行取向的紗線在織物的平面內(nèi)具有不同于第一多個(gè)的方向/取向，并且其中源自第一多個(gè)的任何纖維紗線與源自第二多個(gè)(2’)的纖維紗線(1’)的交叉形成一對(duì)具有小于90度的角度測(cè)量的對(duì)頂銳角(A’、B’)。
文檔編號(hào)B32B5/22GK101960062SQ200880127612
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者R·G·小埃格里斯 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司