輕重量減創(chuàng)身體護(hù)甲的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種尤其可用作軟身體護(hù)甲的多層層合結(jié)構(gòu)，其具有利用聚烯烴粘合劑粘結(jié)在一起的芳族聚酰胺織物層、熱塑性片材層或聚烯烴織物層。該層疊在加熱加壓條件下固結(jié)以提供創(chuàng)傷包裹件，其具有印度身體護(hù)甲標(biāo)準(zhǔn)所需的低重量和低創(chuàng)傷。
【專利說明】
輕重量減創(chuàng)身體護(hù)甲 1.
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及尤其適用于防彈性軟身體護(hù)甲的減創(chuàng)層合體W及它們的制造方法。 2.
【背景技術(shù)】
[0002] 身體護(hù)甲研究的主要目標(biāo)是開發(fā)一種低成本的、輕重量的舒適穿著系統(tǒng)，具有彈 道沖擊抗性。印度的身體護(hù)甲標(biāo)準(zhǔn)要求射彈應(yīng)在彈道沖擊下被阻止，并且在測試期間對(duì)背 襯護(hù)甲的粘±標(biāo)準(zhǔn)物的穿透深度應(yīng)不超過25mm。如果穿透深度超過運(yùn)個(gè)值，穿著者可能遭 受嚴(yán)重的純傷。芳族聚酷胺和超高分子量聚乙締化HMWPE)已被用作防彈保護(hù)的基體材料。 運(yùn)些高性能纖維的特征在于低密度、高強(qiáng)度、和高能量吸收。然而，為了滿足對(duì)典型彈道威 脅的防護(hù)需求，取決于使用的織物類型，需要大約20-50層織物。所得護(hù)甲變得沉重并且可 能不滿足低創(chuàng)傷要求，例如25mm或更低。
[0003] 在諸如2007年7月的NIJ 0101.06測試中："Ballistic Resistance of Personal Body Armor"，將在受到射彈沖擊時(shí)粘±箱上的背面凹痕深度用作給假設(shè)的穿著者將經(jīng)受 的沖擊或創(chuàng)傷的嚴(yán)重度定量的方法。
[0004] 有多個(gè)文獻(xiàn)報(bào)道描述了制造防彈裝甲的方法，其減弱人在經(jīng)受射彈沖擊時(shí)遭受的 打擊。
[0005] Lee的GB2232063描述了一種減創(chuàng)保護(hù)盾牌，其包括兩個(gè)平行織物材料層，中間夾 有垂直于兩個(gè)平行層平面的多根聚丙締(PP)纖維。在受到?jīng)_擊時(shí)，垂直的纖維(可任選地用 樹脂浸潰)變得粉碎并吸收且耗散射彈的動(dòng)能，運(yùn)繼而減少創(chuàng)傷的強(qiáng)度。
[0006] Boettger等人的W02006136323公開了一種減創(chuàng)包裹件，其包括至少一個(gè)塑性材料 板和附連到該板上的至少一個(gè)織物層，并且由帶有具有根據(jù)ASTM D7269測得的至少900MPa 拉伸強(qiáng)度的纖維的紗線構(gòu)成，其中塑性材料是自身強(qiáng)化的熱塑性材料諸如例如PP帶材，運(yùn) 些材料彼此緊密接觸并在高溫下彼此粘結(jié)。運(yùn)些結(jié)構(gòu)能夠少量減少背面凹痕并且附加地具 有易燃性問題。
[0007] 由Morin等人的W02007021611公開了如下結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)包括使用粘合劑夾置在芳 族聚酷胺纖維之間的高模量聚締控纖維，尤其是PP條帶纖維，且該結(jié)構(gòu)適于海運(yùn)、機(jī)動(dòng)車、 和電子應(yīng)用。然而，運(yùn)些結(jié)構(gòu)是剛性的并且堅(jiān)硬，運(yùn)可能導(dǎo)致穿著者不適。
[000引Bader等人的US20120240756公開了減創(chuàng)層合體，其包括通過聚締控粘合劑粘結(jié)到 一起的多層芳族聚酷胺或聚締控織物。
[0009] 本領(lǐng)域報(bào)道的結(jié)構(gòu)未解決它們在符合如NIJ 0101.06所指定的環(huán)境測試方案中的 適用性問題。另外，報(bào)道的結(jié)構(gòu)未滿足印度所期望的低背面凹痕(小于25mm)的特定需求。另 夕h本領(lǐng)域報(bào)道的結(jié)構(gòu)不符合成本和低重量要求。
[0010] 因此，強(qiáng)烈感受到需要一種更輕的、性能更好的創(chuàng)傷包裹件，與本領(lǐng)域已知的創(chuàng)傷 包裹件相比其提供對(duì)純傷更好的保護(hù)，并且提高存活率，并且穿著舒適。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的一個(gè)方面是減創(chuàng)包裹件，其包括
[0012] (i)至少一個(gè)第一芳族聚酷胺織物層，其包括具有至少900M化的拉伸強(qiáng)度并具有 444分特至1111分特的線密度的紗線，該織物具有內(nèi)表面和外表面。
[0013] (ii)至少一個(gè)第二熱塑性片材層，其具有至少60M化的拉伸強(qiáng)度，或第二熱塑性非 織造織物層，其包括具有至少900MPa的拉伸強(qiáng)度的紗線，該片材或非織造織物具有內(nèi)表面 和外表面，W及
[0014] (i i)具有70°C至150°C的烙點(diǎn)的聚締控粘合劑，
[0015] 其中至少一個(gè)第一層和至少一個(gè)第二層通過聚締控粘合劑粘結(jié)在一起。
[0016] 本發(fā)明的另一方面是包括創(chuàng)傷包裹件的身體護(hù)甲。
【附圖說明】
[0017] 本發(fā)明通過附圖展示，在其中如附圖標(biāo)號(hào)指示多張圖中的對(duì)應(yīng)部件。
[0018] 圖1是對(duì)位芳族聚酷胺-聚碳酸醋(PC)層合體的剖面圖。
[0019] 圖2是另一種對(duì)位芳族聚酷胺-PC層合體的剖面圖。
[0020] 圖3對(duì)位芳族聚酷胺-對(duì)位芳族聚酷胺層合體的剖面圖。
[0021 ]圖4是對(duì)位芳族聚酷胺-聚締控層合體的剖面圖。
[0022] 圖5是另一種對(duì)位芳族聚酷胺-聚締控層合體的剖面圖。
[0023] 圖6是另一種對(duì)位芳族聚酷胺-對(duì)位芳族聚酷胺層合體的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 適于防彈目的的創(chuàng)傷包裹件的多層層合結(jié)構(gòu)包含多個(gè)層，該層包括至少一個(gè)芳族 聚酷胺織物層，在粘合劑的輔助下芳族聚酷胺織物層與另一個(gè)織物或片層粘結(jié)在一起。
[0025] 在一些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明用于防彈性多層層合結(jié)構(gòu)的芳族聚酷胺織物層由 連續(xù)長絲紗線制成，該連續(xù)長絲紗線由纖維制成。就本文目的而言，術(shù)語"纖維"被定義為相 對(duì)柔初、宏觀上均勻的實(shí)體，其具有高比率的長度與橫跨垂直于該長度的橫截面積的寬度 比。纖維橫截面可為任何形狀，但是通常是圓形。運(yùn)里，術(shù)語"長絲"可W與術(shù)語"纖維"互換 使用。
[00%]"芳族聚酷胺"是指其中至少85%的酷胺(-C0NH-)鍵直接連接到兩個(gè)芳族環(huán)上的 聚酷胺。合適的芳族聚酷胺纖維在Man-Made Fibers-Science and Technology,第2卷標(biāo)題 為 "Fiber-Forming Aromatic Polyamides"部分的第297頁（W. Black等人，Interscience Publishers, 1968年）中有所描述。芳族聚酷胺纖維及其生產(chǎn)也公開在美國專利4,172,938; 3,869,429;3,819,587;3,673，143;3,354，127;和3,094,511中。優(yōu)選的芳族聚酷胺為對(duì)位 芳族聚酷胺。優(yōu)選的對(duì)位芳族聚酷胺為稱為PPD-T的聚(對(duì)苯二甲酯對(duì)苯二胺）。
[0027] 織物可為織造的、單向的、多向的（包括雙向的）、或非織造的。
[0028] "單向的化D)織物"是指其中組成紗線或織物W織物平面內(nèi)平行方向?qū)?zhǔn)的織物 層(ply)。
[0029] "多向織物"是指包括多個(gè)單向織物層的織物，其中在一個(gè)UD織物層中的紗線或纖 維的取向相對(duì)于在下一個(gè)層中的紗線或纖維的取向偏置。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的"多 向芳族聚酷胺"織物包括兩層對(duì)位芳族聚酷胺紗線的單向織物，其具有相對(duì)于織物縱向W+ 45/-45°的取向?qū)?zhǔn)的紗線。多向織物還包括縫編穿過UD織物層的聚醋紗線扎縛線，其方向 正交于該UD織物層的平面?？v向是織物平面內(nèi)的長度方向，即，機(jī)器W該方向生產(chǎn)出織物。 包括兩層單向織物的多向織物也已知為雙向織物。
[0030] 術(shù)語"非織造材料"在此是指包括多個(gè)無規(guī)取向纖維的纖維網(wǎng)。"無規(guī)取向"是指纖 維不具有肉眼可識(shí)別的大范圍重復(fù)結(jié)構(gòu)。纖維可彼此粘結(jié)，或者可去粘結(jié)并纏結(jié)W賦予纖 維網(wǎng)強(qiáng)度和完整性。纖維可為短纖維或連續(xù)纖維，并且可包括單一材料或多種材料，作為不 同纖維的組合或作為每種由不同材料構(gòu)成的相似纖維的組合。
[0031] 非織造織物或纖維網(wǎng)已經(jīng)通過多種工藝形成，諸如例如烙噴工藝、紡粘工藝、和粘 結(jié)梳理成網(wǎng)工藝。非織造織物的基重通常W盎司材料/平方碼(osy)或克/平方米(gsm)表 示，并且可用的纖維直徑通常W微米表示。
[0032] 如本文所用，術(shù)語"紡粘纖維"是指小直徑的纖維，它們通過將烙融的熱塑性材料 從具有擠出長絲直徑的噴絲頭的多個(gè)細(xì)小的、通常圓形的毛細(xì)管中擠出成長絲，隨后快速 減小而形成，如例如授予Appel等人的美國專利4，340，563、授予Dorschner等人的美國專利 3,692,618、授予Mats址i等人的美國專利3,802,817、授予Kinney的美國專利3,338,992和 3,341，394、授予0〇6〇等人的美國專利3,502,763、和美國專利3,542,615。紡粘纖維一般為 連續(xù)的并且大于7微米，更具體地，它們通常介于約15微米和50微米之間。
[0033] 帶材是指高度取向的非絲狀聚締控片材。優(yōu)選地，帶材包括兩個(gè)彼此正交排列并 通過粘合劑膜或稀松布粘結(jié)在一起的正交片材，運(yùn)種構(gòu)造有時(shí)稱為雙向帶材。
[0034] 如本申請(qǐng)中所用，術(shù)語"高模量"是指具有大于1，000克/旦尼爾（gpd)的模量的材 料。
[0035] 在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的多層結(jié)構(gòu)是至少一個(gè)芳族聚酷胺層和至少一個(gè)包 括熱塑性片材或非織造織物的其它層的預(yù)裝配結(jié)構(gòu)。使用粘合劑和熱壓方法將上述層層合 到一起。優(yōu)選地，當(dāng)根據(jù)ASTM D885/D885M-10a(2014)現(xiàn)慢時(shí)，熱塑性片材具有至少60MPa的 拉伸強(qiáng)度。熱塑性片材可選自聚碳酸醋(PC)、丙締臘-下二締-苯乙締(ABS)、乙締-甲基丙締 酸共聚物m商品名Surlyil?售賣）、雙向聚締控帶材、W及它們的混合物。優(yōu)選地，熱塑性片 材由聚碳酸醋制成，厚度為0.2mm至2.0mm。更優(yōu)選地，熱塑性片材由多向聚締控帶材制成。 熱塑性非織造層可選自廣泛多種非織造材料，它們選自聚乙締、聚醋、聚丙締等等。優(yōu)選地， 熱塑性非織造織物包括紗線，其當(dāng)根據(jù)ASTM D885/D885M-10a(2014)測量時(shí)具有至少 900MPa的拉伸強(qiáng)度。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的合適聚締控粘合劑可選自聚締控，諸如例如聚乙締、乙締共聚物、聚 丙締、丙締共聚物、和/或它們的組合，當(dāng)根據(jù)ASTM D1238-13測量時(shí)具有70°C至150°C的烙 點(diǎn)，并且當(dāng)根據(jù)ASTM1238,利用2.161^的破碼在190°(：下測量時(shí)具有0.2旨/10分鐘至10邑/10 分鐘的烙體流動(dòng)粘度。
[0037] 聚締控粘合劑可被接枝。合適的接枝劑可選自締鍵式不飽和有機(jī)酸及其醋、半醋、 和酸酢，諸如例如馬來酸酢、烷基氨馬來酸醋、馬來酸、延胡索酸、烷基氨延胡索酸醋，和/或 它們的組合。
[0038] 在其中聚締控被接枝的情況下，接枝劑W基于聚締控的總重量計(jì)0.1重量％至3.5 重量％存在。合適的聚乙締可選自極低密度聚乙締(VLDPE)、線性低密度聚乙締化LDPE)、低 密度聚乙締化DPE)、茂金屬聚乙締（mPE)、高密度聚乙締（HDPE)、超高分子量聚乙締 (UHMWPE)和/或它們的組合。優(yōu)選地，聚乙締為線性低密度聚乙締化LD陽）。
[0039] 合適的乙締共聚物可選自乙締-乙酸乙締醋、乙締（甲基）丙締酸醋共聚物、乙締 (甲基)丙締酸共聚物及其對(duì)應(yīng)的離聚物、乙締-乙締醇、和/或它們的組合?？蒞各種方式適 宜地將聚締控粘合劑施加至聚締控織物的組件，諸如例如，將粘合劑放置在聚締控織物層 之間和/或放置于組件的兩側(cè)上。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的合適粘合劑可選自聚締控或接枝聚締控的乙締基共聚物，其具有官 能團(tuán)諸如乙酸乙締醋(VA)或甲基丙締酸(MAA)。利用中和劑諸如鋼、鐘、鋒、儀、裡W及它們 的組合將酸性基團(tuán)完全或部分中和。用于本發(fā)明的合適粘合劑W商標(biāo)Suriyii?購自E.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington，Delaware，USA)。
[0041] 創(chuàng)傷包裹件由至少一個(gè)芳族聚酷胺織物層和至少一個(gè)熱塑性片材或熱塑性非織 造織物層制成，所述層利用聚締控粘合劑彼此粘結(jié)到一起。創(chuàng)傷包裹件的不同層在一定時(shí) 間內(nèi)并在一定壓力下同時(shí)加壓加熱，加熱溫度足W確保粘合劑軟化、流動(dòng)并涂覆織物層的 纖維，同時(shí)基本上不改變各層的化學(xué)和物理特性。
[0042] 創(chuàng)傷包裹件通常在2己和100己之間，并且更優(yōu)選介于10己和70己之間加壓。溫度 通常超過熱塑性片材或非織造織物的烙點(diǎn)至少約3(TC，使得粘合劑具有適宜的流動(dòng)性。熱 壓時(shí)間優(yōu)選地為介于10分鐘和60分鐘之間并取決于包裹件的不同層數(shù)。將浸潰的復(fù)合結(jié)構(gòu) 冷卻，通常冷卻至50°C，同時(shí)保持壓力恒定，并且然后在環(huán)境條件下冷卻至室溫。
[0043] 本發(fā)明的一個(gè)方面是減創(chuàng)包裹件，其包括
[0044] a.至少一個(gè)第一芳族聚酷胺織物層，其包括具有至少900M化的拉伸強(qiáng)度并具有 444分特至1111分特(400旦尼爾至1000旦尼爾）的線密度的紗線，該織物具有內(nèi)表面和外表 面。
[0045] b.至少一個(gè)第二熱塑性片材層，其具有至少60M化的拉伸強(qiáng)度，或第二熱塑性非織 造織物層，其包括具有至少900M化的拉伸強(qiáng)度的紗線，該片材或非織造織物具有內(nèi)表面和 外表面，W及
[0046] C.具有70°C至150°C的烙點(diǎn)的聚締控粘合劑，
[0047] 其中至少一個(gè)第一層和至少一個(gè)第二層通過聚締控粘合劑粘結(jié)在一起。
[0048] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，減創(chuàng)包裹件中的聚締控粘合劑為乙締共聚物。
[0049] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，減創(chuàng)包裹件中的聚締控粘合劑為接枝聚締控。
[0050] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，在芳族聚酷胺纖維中的纖維是織造的、非織造的、 單向的或多向的。
[0051 ]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，熱塑性片材選自聚碳酸醋、丙締臘下二締苯乙締、 乙締-甲基丙締酸共聚物、雙向聚締控帶材、或它們的組合
[0052] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，熱塑性非織造織物是聚締控的紡粘非織造織物。
[0053] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，聚締控是聚乙締、聚丙締、聚下締、或它們的共混 物或共聚物。
[0054] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，多向聚締控帶材是正交的非纖維超高分子量聚乙 締化HMWre)帶材。
[0055] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，創(chuàng)傷包裹件具有小于1000g/m2的面密度。
[0056] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，創(chuàng)傷包裹件包括1至4層對(duì)位芳族聚酷胺織物，1至 5層熱塑性片材，1至3層非織造織物W及1至4層聚締控粘合劑。
[0057]本發(fā)明的另一方面是包括至少一個(gè)創(chuàng)傷包裹件的身體護(hù)甲。
[005引 附圖詳述
[0059] 圖1是對(duì)位芳族聚酷胺-聚碳酸醋層合體的剖面圖，其包括:
[0060] 1.對(duì)位芳族聚酷胺織物
[0061] 2.聚締控粘合劑
[0062] 3.聚碳酸醋片材
[0063] 圖2是另一個(gè)對(duì)位芳族聚酷胺-聚碳酸醋層合體的剖面圖，其包括：
[0064] 1A第一對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0065] 2A第一聚締控粘合劑膜層
[0066] 3.聚碳酸醋片材
[0067] 2B第二聚締控粘合劑膜層
[0068] 1B第二對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0069] 圖3是對(duì)位芳族聚酷胺-對(duì)位芳族聚酷胺層合體的剖面圖，其包括：
[0070] 1A第一 1000旦尼爾的對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0071] 2A第一聚締控粘合劑膜層
[0072] 3A第一600旦尼爾的對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0073] 2B第二聚締控粘合劑膜層
[0074] 3B第二600旦尼爾的對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0075] 2C第Ξ聚締控粘合劑膜層
[0076] 1B第二1000旦尼爾的對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0077] 圖4是另一個(gè)對(duì)位芳族聚酷胺-對(duì)位芳族聚酷胺層合體的剖面圖，其包括：
[0078] 1.對(duì)位芳族聚酷胺織物
[0079] 2.聚締控粘合劑
[0080] 3.多個(gè)聚締控片層
[0081 ]圖5是另一個(gè)對(duì)位芳族聚酷胺-聚締控層合體的剖面圖：
[0082] 1A第一 1000旦尼爾的對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0083] 2A第一聚締控粘合劑膜層
[0084] 3A第一紡粘聚乙締非織造織物層
[0085] 2B第二聚締控粘合劑膜層
[0086] 3B第二紡粘聚乙締非織造織物層
[0087] 2C第Ξ聚締控粘合劑膜層
[0088] 3C第Ξ紡粘聚乙締非織造織物層
[0089] 2D第四聚締控粘合劑膜層
[0090] 1B第二1000旦尼爾的對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0091 ]圖6是對(duì)位芳族聚酷胺-聚締控層合體的剖面圖，其包括：
[0092] 1A第一3300旦尼爾的對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[0093] 2.聚締控粘合劑膜層
[0094] 1B第二3300旦尼爾的對(duì)位芳族聚酷胺織物層
[00巧]測試方法
[0096] 溫度:所有溫度均W攝氏度rc)為單位測量。
[0097] 線密度:基于如ASTM D1907/D1907M-12和D885/D885M-10a(2014)所述的方法，紗 線或纖維的線密度通過對(duì)已知長度的紗線或纖維稱重進(jìn)行測量。分特或"dtex"定義為10， 000米紗線或纖維的克重。旦尼爾(d)是9/10倍的分特(化ex)。
[0098] 拉伸特性：調(diào)理待測試的纖維并隨后基于如ASTM D885/D885M-10a(2014)所述的 方法測試?yán)焯匦浴３醵?抗斷初度）、彈性模量、斷裂力及斷裂伸長率通過在Instron通用 測試儀上斷裂測試?yán)w維進(jìn)行測定。
[0099] 面密度：織物層的面密度通過測量一平方米織物，即，Im X Im織物的重量進(jìn)行測 定。復(fù)合結(jié)構(gòu)的面密度通過加和各層的面密度進(jìn)行測定。
[0100] 烙體流動(dòng)指數(shù)按照ASTM D 1238-13進(jìn)行測量。
[0101] 環(huán)境調(diào)理方案包括使身體護(hù)甲暴露于環(huán)境艙內(nèi)的環(huán)境條件，其中溫度和相對(duì)濕度 分別保持在65±2°c和80±5%，持續(xù)10天。調(diào)理過的軟身體護(hù)甲在防彈測試中測試背面凹 痕。軟身體護(hù)甲的背面凹痕值應(yīng)為在調(diào)理前和調(diào)理后小于25mm。 帥]創(chuàng)傷測試方法(背面變形或B抑)
[0103] 將包含防彈包裹件和創(chuàng)傷包裹件的身體護(hù)甲緊固到Roma No 1粘±的粘±箱上， 防彈包裹件背朝粘上并且隨后經(jīng)受從5米距離發(fā)射的9 X 19mm子彈（0FB，India) W400± 15m/s速度行進(jìn)的彈道沖擊。背面變形也稱為背面凹痕。在子彈命中包裹件后，測量在粘± 上形成的凹坑的深度并記錄為背面凹痕（或創(chuàng)傷）；對(duì)于每個(gè)測試樣品，取3組測試的平均 值，每組測試射擊4次。
[0104] 層的說明
[0105] 下文描述的織物層和粘合劑膜用于制備多層層合的復(fù)合創(chuàng)傷包裹件；
[0106] 化-1是具有平織和190g/m2的面密度的織物，由具有1000旦尼爾的線密度和8.5 X 8.5每厘米經(jīng)密的聚(對(duì)苯二甲酯對(duì)苯二胺)紗線構(gòu)成，W商品品Kevlgr?對(duì)位芳族聚酷胺 購自E.I.du 化nt de Nemours and Company(Wilmington，Delaware，USA)(下文稱為杜邦 D證ont)，并被切成400X400mm的片材。
[0107] 化-2是具有300g/m2的面密度的多向織物，由具有400旦尼爾的線密度的聚（對(duì)苯 二甲酯對(duì)苯二胺）構(gòu)成，W商品名Ke:vlar?XPS300購自杜邦(DuPont),并被切成400mmX 400mm的片材。
[0108] 化-3是具有510g/m2的面密度的多向織物，由具有1000旦尼爾的線密度的聚(對(duì)苯 二甲酯對(duì)苯二胺）構(gòu)成，W商品名：Kevlar?XPS102購自杜邦(DuPont)，并被切成400mm X 400mm的片材。
[0109] 化-4是具有平織和165g/m2的面密度的織物，由具有600旦尼爾的線密度和8.5X 8.5每厘米經(jīng)密的聚(對(duì)苯二甲酯對(duì)苯二胺)紗線構(gòu)成，W商品名Kevlar's對(duì)位芳族聚酷胺 購自杜邦(DuPont )，并被切成400mm X 400mm的片材。
[0110] 化-5是具有平織和440g/m2的面密度的織物，由具有3300旦尼爾的線密度和6.5 X 6.5每厘米經(jīng)密的聚（對(duì)苯二甲酯對(duì)苯二胺)紗線構(gòu)成，W商品名Kevlar?對(duì)位芳族聚酷胺 購自E.I.du 化nt de Nemours and Company(Wilmington，Delaware，USA)(下文稱為杜邦 DuPont)，并被切成400mm X 400mm的片材D
[0111] IC 600D是可商購獲得的Kevlai，?復(fù)合織物，具有9〇〇g/m2的面密度，購自杜邦 (DuPont)〇
[0112] PE-1是由超高分子量聚乙締制成的雙向帶材，具有l(wèi)llg/m2的面密度，W商品名 Tensylon? 服BD 30A購自杜邦公司化uPont Company)。
[0113] PE-2是具有73g/m2的面密度的紡粘聚乙締非織造織物，W商品名Tyvek?購自杜 邦(DuPont)D
[0114] 陽-3是具有105g/m2的面密度的紡粘聚乙締非織造織物，W商品名Tyvek?購自杜 邦(DuPont)。
[0115] PC - 1是具有l(wèi)OOOg/m2的面密度的聚碳酸醋片材，厚度為0.8111111，^商品名165￡311? 購自SABIC Innovative Plastics。
[0116] PC-2:是具有475g/m2的面密度的聚碳酸醋片材，厚度為0.3mm，W商品名Lexail 購自SABIC Innovative Plastics。
[0117] 粘合劑膜1是馬來酸酢改性的線性低密度聚乙締，其具有在0.05 %至1.5 %范圍內(nèi) 的馬來酸酢含量;具有在85°C至120°C范圍內(nèi)的烙點(diǎn)；在2g/10min至9g/10min范圍內(nèi)的烙體 流動(dòng)指數(shù)，并具有50g/m2的面密度，W商品名Byner購自杜邦(DuPont)。
[0118] 粘合劑膜2是具有諸如乙酸乙締醋官能團(tuán)的乙締共聚物;具有在115°C至130°C范 圍內(nèi)的烙點(diǎn)；在3g/10min至8g/10min范圍內(nèi)的烙體流動(dòng)指數(shù)，并具有50g/m2的面密度，W商 品名 Nolax? 購自 Nol:ax?AG。
[0119] 粘合劑膜3是具有諸如用鋒或鋼金屬離子部分中和的甲基丙締酸官能團(tuán)的乙締共 聚物;具有在80°C至100°C范圍內(nèi)的烙點(diǎn)；在3g/10min至8g/10min范圍內(nèi)的烙體流動(dòng)指數(shù)， 并具有50g/m2的面密度，W商品名Suliyn?購自杜邦(DuPont)。
[0120] 實(shí)施例
[0121] 根據(jù)本發(fā)明的一種或多種方法制備的實(shí)施例用數(shù)值指示。對(duì)照或比較例用字母指 示。除對(duì)照A之外，所有實(shí)施例和比較例W包括防彈包裹件和創(chuàng)傷包裹件的最終組件形式測 試。該組件構(gòu)型在下文和下表中描述。設(shè)及比較例和發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)和測試結(jié)果如表1-3 所示。
[01。] 實(shí)施例A
[0123] 使用一種可商購獲得的Kevlar''這合織物作為創(chuàng)傷包裹件，該織物具有9〇〇g/m2的 面密度，W商品名1C 600D購自E.I.du化nt de Nemours and Company。防彈包衷件包括11 層 KL2。
[0124] 對(duì)照 A
[0125] 使用15層疊堆的多向織造織物KL2作為防彈包裹件，該織物由400旦尼爾的 Kevlar?紗線制成并具有3〇〇g/m%面密度，無任何創(chuàng)傷包裹件。
[012W 實(shí)施例B
[0127]通過層疊一層織物化1、一層PC1和另一層化1化L1-PC1-化1)形成創(chuàng)傷包裹件。該 疊層在無任何固結(jié)的情況下使用，并且該疊層具有1380g/m2的面密度。防彈包裹件包括9層 KL2。
[012引實(shí)施例C
[0129]創(chuàng)傷包裹件通過依序?qū)下層疊加成疊層形成:第一織物層化1、第一粘合劑膜層 1、第一織物層化4、第二粘合劑膜層1、第二織物層化4、第Ξ粘合劑膜層1和第二織物層化1 化L1-膜1-KL4-膜1-化4-膜1-化1)。如實(shí)施例1所述，該疊層在具有加熱和冷卻能力的工業(yè) 液壓式壓機(jī)中固結(jié)，不同的是預(yù)熱溫度為115°C。將該疊層加熱至125°C保持10分鐘并加壓 60噸，隨后將其冷卻至室溫W產(chǎn)生具有860g/m2的面密度的層合體/減創(chuàng)包裹件。防彈包裹 件包括11層化2。
[0。0] 實(shí)施例D
[0131]創(chuàng)傷包裹件通過依序?qū)下層疊加成疊層形成:第一織物層KL5、第一粘合劑膜層 1和第二織物層化5。如實(shí)施例1所述，該疊層在具有加熱和冷卻能力的工業(yè)液壓式壓機(jī)中固 結(jié)，不同的是預(yù)熱溫度為115°C。將該疊層加熱至125°C保持10分鐘并加壓60噸，隨后將其冷 卻至室溫W產(chǎn)生具有930g/m2的面密度的層合體/減創(chuàng)包裹件。防彈包裹件包括11層化2。 [0。。實(shí)施例1
[0133] 創(chuàng)傷包裹件通過依序?qū)下層疊加成疊層形成:第一織物KL1、粘合劑膜層2和聚 碳酸醋片層PCI化L1-膜2-PC1)。該疊層在具有加熱和冷卻能力的工業(yè)液壓式壓機(jī)(模具預(yù) 熱至125°C)中固結(jié)，在140°C保持10分鐘并加壓60噸，并且隨后將其冷卻至室溫W產(chǎn)生具有 1240g/m2的面密度的層合體/減創(chuàng)包裹件。防彈包裹件包括10層化2。
[0134] 實(shí)施例2
[0135] 創(chuàng)傷包裹件如實(shí)施例1所述形成，不同的是與化1和膜2的層合在PC片材的兩個(gè)側(cè) 面上完成。層合體構(gòu)造為化1-膜2-PCI-膜2-KL1并且所得包裹件的面密度為1480g/m2。防彈 包裹件包括9層化2。
[0。引實(shí)施例3
[0137] 創(chuàng)傷包裹件如實(shí)施例1所述形成，不同的是使用PC2取代PC1。層合體構(gòu)造為化1-膜 2-PC2并且所得包裹件的面密度為715g/m2。防彈包裹件包括11層化2。
[0138] 實(shí)施例4
[0139] 創(chuàng)傷包裹件如實(shí)施例2所述形成，不同的是使用PC2取代PC1。層合體構(gòu)造為化1-膜 2-PC2-膜2-KL1并且所得包裹件的面密度為955g/m2。防彈包裹件包括8層化2。
[0140] 實(shí)施例5
[0141] 創(chuàng)傷包裹件通過依序?qū)下層疊加成疊層形成:第一織物層KL1、第一粘合劑膜層 1、第一紡粘聚乙締層PE2、第二粘合劑膜層1、第二紡粘聚乙締層PE2、第Ξ粘合劑膜層1和第 二織物層KL1 (KL1-膜1-PE2-膜1-陽2-膜1-PE2-膜1-KL1)。如實(shí)施例1所述，該疊層在工業(yè)液 壓式壓機(jī)中固結(jié)，不同的是預(yù)熱溫度和模塑溫度分別是115°C和125°C，從而產(chǎn)生具有800g/ m2的面密度的層合體/減創(chuàng)包裹件。防彈包裹件包括11層化2。
[01創(chuàng)實(shí)施例6
[0143] 如實(shí)施例5所述形成創(chuàng)傷包裹件，不同的是使用膜2代替膜1化L1-膜2-PE2-膜2- PE2-膜2-PE2-膜2-KLl)W形成具有800g/m2的面密度的層合體/減創(chuàng)包裹件。防彈包裹件包 括11層化2。
[0144] 實(shí)施例7
[0145] 如實(shí)施例5所述形成創(chuàng)傷包裹件，不同的是使用膜3代替膜1化LI-膜3-PE2-膜3- PE2-膜3-PE2-膜3-KLl)W形成具有800g/m2的面密度的層合體/減創(chuàng)包裹件。防彈包裹件包 括11層化2。
[0146] 實(shí)施例8
[0147] 如實(shí)施例5所述形成創(chuàng)傷包裹件，不同的是使用PE3代替PE2化L1-膜1-PE3-膜1- PE3-膜1-PE3-膜1-KL1)W形成具有895g/m2的面密度的層合體/減創(chuàng)包裹件。防彈包裹件包 括11層化2。
[014引 實(shí)施例9
[0149 ]創(chuàng)傷包裹件通過依序?qū)下層疊加成疊層形成:第一織物層化2、粘合劑膜層1、和 五層雙向UHMWPE帶材陽1化L2-膜1-陽1-陽1-陽1-PE1-PE1)。如實(shí)施例1所述，該疊層在工業(yè) 液壓式壓機(jī)中固結(jié)，不同的是預(yù)熱溫度和模塑溫度分別是115°C和125°C，從而產(chǎn)生具有 900g/m2的面密度的層合體/減創(chuàng)包裹件。防彈包裹件包括11層化2。
[01加]彈道創(chuàng)傷測試
[0151] 對(duì)于實(shí)施例1、2、5-9,僅將一層測試樣品置于防彈包裹件之后，該防彈包裹件由多 層KL2和兩層基于交聯(lián)聚乙締的不防彈泡沫化PE構(gòu)成，每層泡沫具有l(wèi)OOg/m2的面密度和4 毫米的厚度，用于形成疊層。
[0152] 對(duì)于實(shí)施例3和4,將兩層測試樣品置于防彈包裹件之后，該防彈包裹件由多層化2 和兩層基于交聯(lián)聚乙締的不防彈泡沫XLPE構(gòu)成，每層泡沫具有l(wèi)OOg/m2的面密度和4毫米的 厚度，用于形成疊層。
[0153] 本發(fā)明的測試樣品由根據(jù)實(shí)施例1-9的減創(chuàng)包裹件構(gòu)成。
[0154] 對(duì)比測試樣品由根據(jù)對(duì)照A和實(shí)施例A-C的減創(chuàng)包裹件構(gòu)成，用于獲得與實(shí)施例1- 9的本發(fā)明樣品相當(dāng)?shù)拿婷芏取?br>[01W]將每個(gè)疊層緊固到Roma No 1粘±的粘±箱上，防彈包裹件背朝粘±并且隨后經(jīng) 受從5米距離發(fā)射的9 X 19mm子彈(0FB，India) W400 ± 15m/s速度行進(jìn)的彈道沖擊。
[0156] 在子彈命中疊層后，測量在粘±上形成的凹坑的深度并記錄為背面凹痕（或創(chuàng) 傷）；結(jié)果在表1至表3中示出。對(duì)于每個(gè)測試樣品，取3組測試的平均值，每組測試射擊4次。
[0157] 表1:
[015 引
[0159]在芳族聚酷胺-PC層合體中，使用在兩個(gè)側(cè)面上包含芳族聚酷胺層的芳族聚酷胺- PC層合體沒有太多幫助。但是此類芳族聚酷胺-PC結(jié)構(gòu)與僅有芳族聚酷胺的結(jié)構(gòu)(實(shí)施例B) 相比具有更好的性能。
[0160]整；
[0164] 在芳族聚酷胺-聚締控層合體中，將粘合劑膜從接枝乙締共聚物變?yōu)橹辨溡揖喒?聚物(實(shí)施例5-實(shí)施例7)顯著改善背面凹痕，另外將聚乙締(實(shí)施例7和實(shí)施例8)從較低面 密度的聚乙締變?yōu)檩^高面密度的聚乙締不改善背面凹痕。
[0165] 另一方面，用粘合劑膜接合的多層雙向UHMWPE帶材(Tensylon?)與KL2層的疊層顯 示進(jìn)一步減小的背面凹痕。另外，在運(yùn)一結(jié)構(gòu)的層間不需要獨(dú)立的粘合劑層因?yàn)門ensylon? 在一個(gè)側(cè)面上具有粘合劑層。
[0166] 環(huán)境調(diào)理測試結(jié)果
[0167] 每個(gè)創(chuàng)傷包裹件經(jīng)受65±2°C的溫度和80±5%的相對(duì)濕度10天。經(jīng)環(huán)境調(diào)理的包 裹件隨后置于多層化2的防彈包裹件之后及兩層基于交聯(lián)聚乙締的不防彈泡沫化PE之前， 每層泡沫具有l(wèi)OOg/m2的面密度和4毫米的厚度，用于根據(jù)下文方法測試背面凹痕。
[0168] 將疊層緊固到Roma No 1粘±的粘±箱上，防彈包裹件背朝粘±箱并且隨后經(jīng)受 從5米距離發(fā)射的9 X 19mm子彈(0FB，India) W400 ± 15m/s速度行進(jìn)的彈道沖擊。
[0169] 在子彈命中疊層后，測量并記錄背面凹痕的深度;結(jié)果在表4中示出。對(duì)于每個(gè)包 裹件，取3組測試的平均值，每組測試射擊4次。
[0170] 如上所述包括創(chuàng)傷包裹件的軟身體護(hù)甲顯示如下表4所示的環(huán)境調(diào)理之前及之后 的背面凹痕；
[0171] 塾；
[0172]
[0173] 所有創(chuàng)傷包裹件甚至在環(huán)境調(diào)理后顯示小于25mm的背面凹痕。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種減創(chuàng)包裹件，其包括 (i) 至少一個(gè)第一芳族聚酰胺織物層，其包括具有至少900MPa的拉伸強(qiáng)度并具有444分 特至1111分特的線密度的紗線，所述織物具有內(nèi)表面和外表面， (i i)至少一個(gè)第二熱塑性片材層，其具有至少60MPa的拉伸強(qiáng)度，或第二熱塑性非織造 織物層，其包括具有至少900MPa的拉伸強(qiáng)度的紗線，所述片材或所述非織造織物具有內(nèi)表 面和外表面，以及 (ii) 具有70°C至150°C的熔點(diǎn)的聚烯烴粘合劑，其中所述至少一個(gè)第一層和所述至少 一個(gè)第二層通過所述聚烯烴粘合劑粘結(jié)在一起。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減創(chuàng)包裹件，其中所述聚烯烴粘合劑是乙烯共聚物或接枝聚 烯烴。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減創(chuàng)包裹件，其中所述織物是織造的、非織造的、單向的或多 向的。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減創(chuàng)包裹件，其中所述熱塑性片材是聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯 苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、雙向聚烯烴帶材、或它們的組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷包裹件，其中所述熱塑性非織造織物是聚烯烴的紡粘非 織造織物。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的創(chuàng)傷包裹件，其中所述聚烯烴是聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或它 們的共混物或共聚物。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的創(chuàng)傷包裹件，其中所述多向聚烯烴帶材是正交的非纖維超高 分子量聚乙烯(UHMWPE)帶材。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷包裹件，其具有小于1000g/m2的面密度。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷包裹件，其包括： (i) l至4層芳族聚酰胺織物， (ii) l至5層熱塑性片材， (iii) l至3層非織造織物，和 (iv) l至4層聚烯烴粘合劑。10. -種身體護(hù)甲，其包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷包裹件。
【文檔編號(hào)】B32B27/34GK105939850SQ201580005999
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日
【發(fā)明人】R.斯里拉曼, N.桑加, A.阿查亞
【申請(qǐng)人】納幕爾杜邦公司