抑制水滲入彈道材料的製作方法

2023-10-04 10:23:29 1

專利名稱:抑制水滲入彈道材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有優異的抵抗由於液體接觸所引起的劣化的能力的防彈製品。更具體地說，本發明涉及防彈織物和製品，它們在接觸到液體例如海水和有機溶劑如汽油和其它石油基的產品之後仍然保持它們優異的防彈性能。
背景技術：
具有優異的防發射體的性能的含有高強度纖維的防彈製品是大家所熟知的。製品如防彈背心、頭盔、車輛防護板和軍事裝備的結構單元典型地是從包括高強度纖維的織物製造的。通常使用的高強度纖維包括聚乙烯纖維，聚芳醯胺纖維如聚(對苯二甲醯苯二胺)，石墨纖維，尼龍纖維，玻璃纖維等等。對於許多應用如背心或背心的部件，該纖維可以用於編織或針織的織物中。對於其它應用，該纖維可以包封或嵌入基體材料中形成編織或非編織的剛性或撓性織物。
各種防彈結構是已知的，它們可用於硬或柔盔甲製品如頭藍、防護板和背心的形成。例如，美國專利 4，403，012，4，457，985，4，613，535，4，623，574，4，650，710，4，737，402，4，748，064，5，552，208，5，587，230，6，642，159，6，841，492，6，846，758 (它們全部被引入這
裡供參考)描述了防彈複合材料，它包括從諸如伸直鏈(extended chain)超高分子量聚乙烯之類的材料製造的高強度纖維。這些複合材料顯示出不同程度的抵抗來自發射體如子彈、炮彈、榴散彈等等的高速度衝擊穿透的能力。
例如，美國專利4，623，574和4，748，064公開包括嵌入在彈性體基體中的高強度纖維的簡單複合結構。美國專利4，650, 710公開了包括多個由高強度、伸直鏈(extendedchain)聚烯烴(ECP)纖維組成的撓性層的撓性製品。該網絡的纖維塗有低模量的彈性體材料。美國專利5，552，208和5，587，230公開製品和製造製品的方法，該製品包括高強度纖維的至少一種網絡和基體材料(它包括乙烯基酯和鄰苯二甲酸二烯丙酯)。美國專利6，642，159公開了具有多個纖維層的抗衝擊的剛性複合材料，該纖維層包括布置在基體中的長絲的網絡，其中彈性體層在纖維層之間。該複合材料粘合於硬板上提高抵抗穿甲彈的能力。
硬質或剛性體盔甲提供良好的防彈作用，但卻是非常剛性的和笨重的。因此，防彈服如防彈背心優選是從撓性或柔軟盔甲材料形成的。然而，儘管此類撓性或柔軟材料顯示出優異的防彈性能，但它們也一般顯示出弱的耐受液體的性能，該液體包括新鮮水、海水和有機溶劑如石油、汽油、槍潤滑油和從石油派生的其它溶劑。這是有問題的，因為此類材料的防彈性能當接觸到液體或淹沒在液體之中時一般已知會變劣。此外，儘管已知在織物表面上適加保護薄膜來增強織物耐久性和耐磨性，以及耐水性或耐化學品性，但是這些薄膜使該織物增加重量。因此，在現有技術中希望提供柔軟、撓性的防彈材料，它在接觸到各種液體或淹沒在各種液體中之後在可接受的防彈標準上發揮功能，以及還具有優異的耐久性。
本發明提供了纖維複合材料，它提供所需的針對液體的防護作用，以及耐熱性和抗冷性，耐磨性和耐磨損性，同時保持優良的撓性。特別地，本發明提供了防彈結構，其結合了至少兩種纖維層，其通過聚合物薄膜圍繞在它們的表面的各個上，其中纖維層包括至少部分塗布有聚合物粘合材料的纖維，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解。已經發現，聚合物薄膜與纖維層的這種結合有助於在長時間接觸到潛在性有害的液體之後織物的防彈性能的保持，使得不需要保護性表面薄膜來實現這樣的益處。還出人意料地發現，在每一種纖維表面上聚合物薄膜的存在抑制了在織物邊緣處液體芯吸入織物中並且防止液體沉降入纖維的間隙中。因此，本發明的織物保持了在被浸在水或其它液體中以後的低重量。

發明內容
本發明提供了纖維複合材料，其按順序包括:
a)第一外聚合物薄膜；
b)第一纖維層，其與第一外聚合物薄膜接觸；第一纖維層包括多根纖維，其中所述纖維至少部分塗布有聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解；
c)中心聚合物薄膜，其與第一纖維層接觸；
d)第二纖維層，其與中心聚合物薄膜接觸；第二纖維層包括多根纖維，其中所述纖維至少部分塗布有聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解；和
e)第二外聚合物薄膜，其與第二纖維層接觸。
本發明還提供形成纖維複合材料的方法，該方法包括:
a)提供第一外聚合物薄膜；
b)將第一纖維層附著到第一外聚合物薄膜；第一纖維層包括多根纖維，其中所述纖維至少部分塗布有聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解；
c)將中心聚合物薄膜附著到第一纖維層；
d)將第二纖維層附著到中心聚合物薄膜；第二纖維層包括多根纖維，其中所述纖維至少部分塗布有聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解；和
e)將第二外聚合物薄膜附著到第二纖維層。


圖1是本發明的五層複合結構的示意圖，其中第一和第二纖維層中的各個由單向的非編織平行陣列構成。
圖2是本發明的五層複合結構的示意圖，其中第一和第二纖維層中的各個由多層的交疊的非編織纖維合股或者備選地編織織物構成。
本發明的詳細說明
本發明涉及纖維複合材料和製品，它在接觸到水，特別是海水，和有機溶劑，特別是從石油派生的溶劑如汽油之後保留優異的抗彈道穿透的性能。本發明的製品具有優良的對抗高能量彈道威脅(包括子彈和高能量碎片如榴散彈)的耐彈道穿透性。
本發明的纖維複合材料特徵為交替的聚合物薄膜和纖維層，其中材料的每一相鄰層是不同的。圖1和2示意地舉例說明了本發明的複合材料的優選的分層結構。如圖1和2中舉例說明的，本發明的纖維複合材料優選包括兩種優選的結構之一。每一種結構優選地包括至少五種組分層。另外的交替層可以被包括在內，儘管總共五層是最優選的以便維持低重量。如圖1所示，舉例說明了纖維複合材料10，其按順序包括第一外聚合物薄膜14、第一纖維層20、中心聚合物薄膜16、第二纖維層22和第二外聚合物薄膜18。如圖2所示，舉例說明了纖維複合材料12，其按順序包括第一外聚合物薄膜14、第一纖維層24、中心聚合物薄膜16、第二纖維層26和第二外聚合物薄膜18。
各實施方案包括多種聚合物薄膜和多種纖維層。兩實施方案主要地不同之處在於纖維層的結構。在本發明的第一實施方案中，在圖1中舉例說明的，第一纖維層20和第二纖維層22各自包括單合股的非編織，優選地不交疊的纖維，其在單向的、基本上平行陣列中排列。這種類型的纖維層在本領域中稱為「單帶(unitape) 」(或「單向帶(unidirectionaltape)」)並且在本文中還稱為「單合股(single ply)」。如附圖中舉例說明的，所述第一纖維層20的平行纖維優選地被置於垂直於所述第二纖維層22的平行纖維，相對於各個纖維合股的縱向纖維方向來說，使得每一纖維層的纖維彼此相對地以0° /90°交錯合股(cross-plied)。正如本領域通常已知的，當單獨的纖維層交錯合股使得一層的纖維排列方向相對於另一層的纖維排列方向以某一角度旋轉時，獲得了極好的防彈性能。相對於另一層的縱向纖維方向來說，相鄰層能夠以約0°和約90°之間的幾乎任何角度排列。最優選地，纖維層20和纖維層22的纖維以0°和90°角度垂直交錯合股。
根據本發明，這種第一實施方案的每一單合股纖維層包括至少部分塗布有聚合物粘合材料的纖維，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解。這種聚合物粘合材料有助於層14、16、18、24和26的合併並且提供了穩定的複合材料，其具有優良的耐受由於環境汙染物造成的降解的能力。
在本發明的第二實施方案中，第一纖維層24和第二纖維層26各自優選地包括多個被固結成單個層(整塊元件)的交疊的非編織纖維合股，其中各個合股包括以單向的、基本上平行陣列排列的纖維並且其中纖維層的各個合股在纖維層中被置於垂直於各個相鄰的合股的平行纖維，相對於各個纖維合股(單帶)的縱向纖維方向來說。纖維層24和26中的各個還包括至少部分塗布有聚合物粘合材料的纖維，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解。最優選地，纖維層24和26包括僅僅兩個以0° /90°交錯合股的被固結的「單帶」，但是另外的單帶可以被結合在被固結的單個層元件中，並且相鄰的合股也可以以除0°和90°之外的角度交錯合股。任何另外的層也優選地以某一角度交錯合股，相對於相鄰纖維合股的縱向纖維方向來說。例如，五層非編織結構可以具有以0° /45° /90° /45° /0°取向的或以其它角度的合股。這樣的旋轉的單向排列描述在例如美國專利 4，457，985 ;4，748，064 ;4，916，000 ;4，403，012 ;4，623，573 ；和4，737，402中。最典型地，纖維層24和26，當包括非編織纖維合股時，將包括1-約6個合股，但是可以包括多達約10-約20個合股，這可能是各種應用所需要的。這樣的非編織纖維層可以使用眾所周知的方法來構造，如通過描述在美國專利6，642，159中的方法。
合股的數目越多，意味著越大的防彈性能，但是具有更大的重量。形成纖維層24或26或形成複合結構10的纖維合股(其中另外的單合股纖維層附著)的數目不同，這取決於所期望的防彈製品的最終應用。例如，在軍用的身體盔甲背心中，為了形成實現期望的1.0磅每平方英尺面密度(4.9kg/m2)的製品複合材料，可能需要總共22個單獨的合股，其中該合股可以是由本文中所述的高強度纖維形成的編織(woven)、針織(knitted)、縮絨(felted)或非編織(non-woven)的織物。在另一實施方案中，用於法律執行使用的胸甲(body armor)背心可具有許多層，基於 National Institute of Justice (NIJ)威脅水平。例如，對於NIJ威脅水平IIIA背心，也可有總共22層。對於較低的NIJ威脅水平，可使用較少的層。
纖維層24和26可以交替地包括編織纖維層。編織纖維層可以使用本領域眾所周知的技術，使用任何織物編織法如平紋編織、五經緞紋(crowfoot)編織、方平組織、緞紋組織、斜紋編織等來形成。平紋編織是最常見的，其中纖維以0° /90°取向被編織在一起。在另一實施方案中，可以組裝混雜結構，其中一個纖維層包括編織纖維層和另一纖維層包括非編織纖維層。備選地，纖維層24和26也可包括編織和非編織纖維合股的被固結的組合。
對於本發明的目的，"纖維"是細長體，它的長度尺寸遠遠大於寬度和厚度的橫向尺寸。用於本發明中的纖維的橫截面可以廣泛地變化。它們可以是在橫截面上圓形的，扁平的或橢圓形的。因此，該術語纖維包括具有規則或不規則橫截面的長絲，絲帶，帶條等等。它們也可以具有不規則或規則的多葉片形橫截面，後者具有從纖維的線性軸或縱軸突出的一個或多個規則或不規則的葉突。優選的是，該纖維是單葉狀並具有基本上圓形截面。
如本文中使用的，「陣列」描述了纖維或紗線的有秩排列，和「平行陣列」描述了纖維或紗線的有秩平行排列。纖維「層」描述編織或非編織纖維或紗線的平面排列。在這裡使用的「單個層」結構是指由已經固結成單個不可分割的結構的一個或多個單獨的纖維層組成的整塊結構。一般說來，「織物」可以涉及編織或非編織材料。本發明的纖維合股可以備選地包括紗線而不是纖維，其中「紗線」是由多根長絲組成的股。非編織纖維合股另外也可包括縮絨結構，其使用通常已知的技術形成，包括無規取向的纖維。
根據本發明，包括纖維層20、22、24和26中的各個的纖維優選地包括高強度、高拉伸模量的纖維。在這裡使用的"高強度、高拉伸模量纖維"是具有至少約7g/旦或更高的優選韌性，至少約150g/旦或更高的優選拉伸模量，和至少約8J/g或更高的優選斷裂能的纖維，每一種性能是由ASTM D2256測量的。在這裡使用的術語"旦"指線密度的單位，等於質量(克)/每9000米的纖維或紗線。在這裡使用的術語"韌性"指拉伸應力，它表達為力(克)/無應力試樣的每單位線密度(旦)。纖維的"初始模量"是代表材料的抵抗變形性能的材料性能。術語"拉伸模量"指韌性的變化(以克-力/旦(g/d)表達)與應變的變化(表達為原始纖維長度的份額(in/in))的比率。
特別合適的高強度、高拉伸模量纖維材料包括聚烯烴纖維，特別是伸直鏈聚烯烴纖維，如高度取向的高分子量聚乙烯纖維，特別是超高分子量聚乙烯纖維和超高分子量聚丙烯纖維。也合適的是聚芳醯胺纖維，特別是對-聚芳醯胺纖維，聚醯胺纖維，聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維，聚萘二甲酸乙二醇酯纖維，伸直鏈聚乙烯醇纖維，伸直鏈聚丙烯腈纖維，聚苯並唑(polybenzazole)纖維如聚苯並噁唑(PBO)和聚苯並噻唑(PBT)纖維，和液晶共聚酯纖維。這些纖維類型中的每一種是現有技術中通常是已知的。
對於聚乙烯，優選的纖維是具有至少500，000，優選至少一百萬和更優選在兩百萬和五百萬之間的分子量的伸直鏈聚乙烯。此類伸直鏈聚乙烯(ECPE)纖維可以在溶液紡絲過程中生長(grow)，如在美國專利4，137，394或4，356，138中所述，這些文獻被引入這裡供參考，或可以從溶液紡絲形成凝膠結構，如在美國專利4，551,296和5，006，390中所述，它們也被引入這裡供參考。用於本發明中的特別優選的纖維類型是以商標SPECTRA 從Honeywell International Inc銷售的聚乙烯纖維。SPECTRA 纖維在現有技術中是眾所周知的並且例如已描述在美國專利4，623，547和4，748，064中。
也特別優選的是聚芳醯胺(芳族聚醯胺)或對-聚芳醯胺纖維。這些是可從市場上買得到的並且已描述在例如美國專利3，671，542中。例如，有用的聚(對苯二甲醯對苯二胺)(poly (p-phenyleneterephthalamide))長絲是以KEVLAR 商標由 Dupont 公司在工業規模上生產。也可用於本發明的實施中的纖維是由Dupont以商標NOMEX 在商業上生產的聚間苯二甲醯間苯二胺纖維和由Tei jin以商標TWARON 在商業上生產的纖維。
用於本發明的實施中的合適聚苯並唑纖維是可從市場上買得到的並且已公開在例如美國專利 5，286，833，5，296，185，5，356，584，5，534，205 和 6，040，050 中，它們被引入這裡供參考。優選的聚苯並唑纖維是從ToyoboCo獲得的ZYLON 牌纖維。用於本發明的實施中的合適液晶共聚酯纖維是可從市場上買得到的並且已公開在例如美國專利3，975，487 ;4，118，372和4，161,470中，它們被引入這裡供參考。
合適的聚丙烯纖維包括在美國專利4，413，110中所述的高度取向的伸直鏈聚丙烯(ECPP)纖維，該文獻被引入這裡供參考。合適的聚乙烯醇(PV-OH)纖維已描述在例如美國專利4，440，711和4，599，267中，它們被引入這裡供參考。合適的聚丙烯腈(PAN)纖維已公開在例如美國專利4，535，027中，它被引入這裡供參考。這些纖維類型中的每一種通常是已知的並且可廣泛地從市場上買得到。
用於本發明中的其它合適纖維類型包括玻璃纖維，由碳形成的纖維，由玄武巖或其它礦產形成的纖維，剛性棒纖維(rigid rod fiber)如M5 纖維，以及全部上述材料的結合，它們全部是可從市場上買得到的。例如，該纖維層可以從SPECTRA 纖維和Kevlar 纖維的結合物形成。M5 纖維是從吡啶並雙咪唑-2，6-二基(2，5-二羥基-對-亞苯基)形成的並且是可由 Magellan Systems International of Richmond,Virginia獲得的，而且已描述在例如美國專利5，674，969，5，939，553，5，945，537和6，040，478中，它們被引入這裡供參考。特別優選的纖維包括M5 纖維，聚乙烯SPECTRA 纖維，和聚芳醯胺Kevlar 纖維。該纖維可以具有任何合適的旦數，例如50-約3000旦，更優選約200-3000旦，再更優選約650-約2000旦，和最優選約800-約1500 旦。
用於本發明的目的的最優選纖維是高強度、高拉伸模量伸直鏈聚乙烯纖維或高強度、高拉伸模量對-聚芳醯胺纖維。如上所述，高強度、高拉伸模量纖維是具有至少約7g/旦或更高的優選韌性，至少約150g/旦或更高的優選拉伸模量，和約8J/g或更高的優選斷裂能的纖維，每一種性能是由ASTM D2256測量的。在本發明的優選實施方案中，纖維的韌性應該是約15g/旦或更高，優選約20g/旦或更高，更優選約25g/旦或更高和最優選約30g/旦或更高。本發明的纖維還具有優選約300g/旦或更高，更優選約400g/旦或更高，更優選約500g/旦或更高，更優選約1，OOOg/旦或更高和最優選約1，500g/旦或更高的拉伸模量。本發明的纖維還具有優選約15J/g或更高，更優選約25J/g或更高，更優選約30J/g或更高的斷裂能和最優選具有約40J/g或更高的斷裂能。
這些合併的高強度性能可通過使用眾所周知的工藝獲得。美國專利4，413，110，4，440，711，4，535，027，4，457，985，4，623，5474，650，710 和 4，748，064 一般性討論了用於本發明中的優選的高強度、伸直鏈聚乙烯纖維的形成。此類方法，包括溶液生長工藝或凝膠纖維工藝，是本領域中為大家所熟知的。形成其它優選纖維類型中的每一種(包括對-聚芳醯胺纖維)的方法在現有技術中也通常是已知的，並且該纖維是可從市場上買得到的。
如上所述，纖維層20、22、24和26中的各個進一步包括聚合物粘合材料(bindermaterial),其還通常在本領域中被稱為聚合物基體材料(matrix material)。聚合物基體材料包括一種或多種組分並且，當受到熱量和/或壓力作用時，促進多個纖維合股(即多個單帶)的固結，或結合在一起，由此形成固結的不可分割的單個層元件。對於纖維層20、22、24和26的各個來說，塗布在它們的組分纖維上的聚合物粘合材料包括耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解的材料，其是任選的。形成所述纖維層的纖維的各個的表面至少部分塗布有聚合物基體材料，並且優選地由基體材料基本上塗布到。用聚合物基體材料塗布編織纖維層或織物的纖維可以在編織前或後進行。所述纖維層可以備選地包括多個紗線合股，其塗布有基體材料並且被固結，或者縮絨結構，其包括包埋在合適的基體材料中的隨機取向的纖維，後者被纏結(matted)和擠壓在一起。
本發明的纖維層可以使用各種基體材料製備，包括低模量彈性基體材料和高模量剛性基體材料。有用的聚合物基體材料包括低模量熱塑性基體材料和高模量熱固性基體材料(具有上述期望的性能)，或其組合。合適的熱塑性基體材料優選地具有小於約6，OOOpsi (41.3MPa)的初始拉伸模量，和合適的高模量熱固性材料優選地具有至少約300, OOOpsi (2068MPa)的初始拉伸模量，各自如通過ASTM D638在37°C測量的。如本文中通篇使用的，術語拉伸模量是指由ASTM D638對基體材料測量的彈性模量。對於製造軟胸甲(body armor)來說，低模量熱塑性基體材料是最優選的。優選的低模量熱塑性材料具有約4，OOOpsi (27.6MPa)或以下、更優選地約2400psi (16.5MPa)或以下、更優選地1200psi(8.23MPa)或以下的拉伸模量，並且最優選地為約500psi (3.45MPa)或以下。
如這裡所述，聚合物基體材料獨立地耐受由特別地海水造成的溶解，並且獨立地耐受由一種或多種有機溶劑如柴油機或非柴油機汽油(diesel or non-dieselgasoline)、槍潤滑油、石油和源自石油的有機溶劑造成的溶解。聚合物基體材料還優選地耐受由水和一種或多種有機溶劑的組合造成的溶解。通常，存在著兩種聚合物，其主要地用於製造軟胸甲，即溶劑基和水基合成橡膠；和聚氨酯(一般地水基)。這樣的合成橡膠通常是苯乙烯和異戊二烯的嵌段共聚物，特別地苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)共聚物。這些SIS共聚物在溶劑基溶液和水基分散體中進行加工。溶劑基合成橡膠通常對石油溶劑敏感並且當接觸時將溶解。這樣的溶劑基合成橡膠通常不受水的影響。然而，水基分散體可能對水和海水非常敏感，這取決於方法和分散體的材料。目前使用的聚氨酯基體聚合物，由於它們的固有極性，通常耐受石油溶劑，但有一些例外。水基聚氨酯可能被水、特別地海水分解，其可能引起聚氨酯鏈的水解斷裂，這導致分子量和物理性能的下降。
已經發現，極性的且水解穩定的聚合物獲得了耐水性和耐有機溶劑性的期望的平衡，同時保持了為有效的防彈製品所需的期望的防彈性能。極性聚合物通常耐受由非極性的有機溶劑造成的溶解，並且水解穩定的聚合物對於由水造成的水解是穩定的，即當接觸到水時，耐受化學分解。因此，結合這樣的聚合物基體材料所形成的防彈製品在長時間接觸這樣的液體後保持了它們的防彈性能。
在本發明的優選的實施方案中，合適的聚合物基體材料優選地包括合成橡膠、二烯橡膠和苯乙烯類嵌段共聚物，包括苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、極性基於乙烯基的聚合物、極性丙烯酸類聚合物、聚氯乙烯均聚物、聚氯乙烯共聚物、聚氯乙烯三聚物、聚乙烯醇縮丁醛、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯極性乙烯-乙酸乙烯共聚物、極性乙烯丙烯酸共聚物、矽酮、熱塑性聚氨酯、丁腈橡膠、聚氯丁二烯如Neoprene (由杜邦製造)、聚碳酸酯、聚酮、聚醯胺、纖維素、聚醯亞胺、聚酯、環氧樹脂、醇酸樹脂、酚醛樹脂、聚丙烯腈、聚醚碸和其組合。
在本文中未具體說明的其它極性、水解穩定的聚合物也是合適的。非極性的合成橡膠和苯乙烯類嵌段共聚物，如SIS和SBS，通常應當用極性基團改性，如通過羧基的接枝或添加酸或醇官能度，或任何其它極性基團，從而是充分斥油的。例如，非極性聚合物可以共聚合以含羧酸基團的單體，如丙烯酸或馬來酸，或另一極性基團，如氨基、硝基或磺酸酯基團。這樣的技術在本領域中是眾所周知的。
特別優選的是極性聚合物，其具有C-C聚合物骨架。如本文中所述的，極性聚合物通常耐受由非極性的有機溶劑造成的溶解。具有C-C主鏈的聚合物，如基於乙烯基的聚合物，包括，例如丙烯酸樹酯，乙烯-乙酸乙烯共聚物，聚偏二氯乙烯等，具有水解穩定的分子結構。此外特別優選的是極性、熱塑性聚氨酯，特別地已經被配製而提高水解穩定性的那些。不同於C-C鍵，尿烷(urethane)鍵和酯鍵通常是易受水解降解影響的。因此，具有這樣的鍵的聚合物通常被配製或改性從而提高斥水性和水解穩定性。例如，聚氨酯可以被配製以便通過與聚醚多醇或脂族多元醇組分或為提高水解穩定性已知的其它組分的共聚提高水解穩定性。主要的聚氨酯產生反應是在脂族或芳族二異氰酸酯和多元醇之間的，一般地聚乙二醇或聚酯多元醇，在催化劑的存在下。選擇異氰酸酯輔助反應物還可能影響水解穩定性。在輔助反應物中的任一種或兩種上的大體積的側基還可能保護尿烷鍵免受攻擊。能夠以各種密度和硬度來製備聚氨酯，這是通過改變所使用的單體的類型和通過添加其它物質從而改變它們的特性或提高它們的水解穩定性，例如使用斥水劑、PH緩衝劑、交聯劑和螯合劑等來實現的。最優選的聚氨酯基體材料包括極性、水解穩定的、聚醚-或脂族-基礎的熱塑性聚氨酯，其相比於聚酯基的聚氨酯來說是優選的。
熱塑性聚氨酯可以是均聚物、共聚物、或聚氨酯均聚物和聚氨酯共聚物的共混物。這樣的聚合物是市售可得的。這樣的聚氨酯通常是以水溶液、分散體或乳狀液的形式可得的，其中固體組分可以為約20wt% _80wt%,更優選地約40wt% -約60wt%,而其餘重量是水。為使用方便，含水系統是優選的。優選的聚氨酯塗布的纖維層描述於美國專利申請流水號11/213，253中，其全盤引入本文作為參考。
優選的熱塑性基體材料的玻璃化轉變溫度(Tg)優選地是小於約0°C、更優選地小於約_40°C，最優選地小於約_50°C。優選的熱塑性材料還具有優選的至少約50%的斷裂伸長率、更優選地至少約100%和最優選地至少約300%的斷裂伸長率。
關於編織纖維層，通常纖維不需要塗布有聚合物基體材料，因為不進行固結。然而，優選地，包括編織纖維層的纖維塗布有聚合物基體材料，其耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解，從而獲得本文中所述的益處。
由本發明的織物複合材料形成的製品的剛性、衝擊和彈道性能受基體聚合物的拉伸模量的影響。例如，美國專利4，623，574公開了，與用較高模量聚合物構造的複合材料相比以及與沒有基體的相同纖維結構相比，用具有小於約6000psi(41，300kPa)的拉伸模量的彈性基體構造的纖維增強複合材料具有優異的彈道性能。然而，低拉伸模量基體聚合物也獲得了較低剛性的複合材料。此外，在某些應用中，特別是其中複合材料必須以防彈模式和結構模式發揮作用的那些，需要防彈和剛性的優異結合。因此，待用的最合適類型的基體聚合物將根據待由本發明的織物形成的製品的類型來改變。為了獲得兩種性能的折中方案,合適的基體材料可以結合低模量和高模量材料以便形成單個基體材料。基體材料也可包括填料如炭黑或二氧化娃，可以換入(extendedwith)油，或可以被硫、過氧化物、金屬氧化物或輻射固化體系固化，這是本領域中眾所周知的。
在纖維合股的固結前，進行基體的施加。基體可以以各種形式施加到纖維上，術語「塗布」不意圖限制將基體材料施加到纖維(一或多)表面所通過的方法。例如，聚合物基體材料可以通過將基體材料的溶液噴塗或輥塗到纖維表面上而以溶液形式施加，其中溶液的一部分包括期望的(一種或多種)聚合物和該溶液的一部分包括能夠溶解(一種或多種)聚合物的溶劑，隨後乾燥。
另一方法是將塗層材料的純聚合物以液體、在懸浮液中的粘性固體或顆粒物或以流化床的形式施加到纖維。備選地，塗層可以以在合適溶劑中的溶液或乳液的形式被施加，該溶劑在施加的溫度不會不利地影響纖維的性能。例如，纖維能夠通過基體材料溶液被輸送以便基本上塗布纖維並隨後被乾燥而形成被塗布的纖維。所得的被塗布的纖維然後能夠被排列成期望的纖維層配置。在另一塗布技術中，纖維層可以首先被排列，隨後將層浸潰入含溶於合適溶劑中的基體材料的溶液的浴中，使得各個單獨的纖維基本上塗布有基體材料，然後通過溶劑蒸發進行乾燥。根據需要，該浸潰程序可以重複若干次以便將期望數量的基體材料塗層置於纖維上，優選地用基體基體包封各個單獨的纖維或覆蓋100%的纖維表面面積。
儘管可以使用能夠溶解或分散聚合物的任何液體，但是優選的一組溶劑包括水、鏈烷烴油和芳族溶劑或烴熔劑，其中舉例的特定溶劑包括石蠟油，二甲苯，甲苯，辛烷，環己烷，甲基乙基酮(MEK)和丙酮。用於將塗層聚合物溶解或分散在溶劑中的技術將是通常用於將類似材料塗布在各種基板上的那些。
可以使用施加塗層到纖維上的其它技術，包括在從纖維中除去溶劑(如果使用凝膠-紡絲纖維成型技術)之前或之後，在纖維進行高溫拉伸操作之前，高模量前體(凝膠纖維)的塗布。纖維然後可以在升高的溫度下被拉伸，從而產生被塗布的纖維。凝膠纖維可以在獲得期望塗層的條件下通過合適的塗層聚合物的溶液。在凝膠纖維中高分子量聚合物的結晶可以或未必在纖維進入到溶液中之前進行。備選地，纖維可以被擠出到合適的聚合物粉末的流化床中。此外，如果進行拉伸操作或其它操控過程，例如溶劑交換、乾燥等，塗層可以被施加到最終纖維的前體材料。在本發明的最優選的實施方案中，本發明的纖維首先塗布以基體材料，隨後將多根纖維排列成編織或非編織纖維層。這樣的技術在本領域中是眾所周知的。
因此，通過將基體材料施加到纖維並隨後固結基體材料-纖維組合，本發明的纖維可以被塗布在基體材料上，浸潰以基體材料，包埋在基體材料中，或者以其它方式施加以基體材料而形成複合材料。如上所述，「固結」是指基體材料和各個單獨的纖維層被結合成單個不可分割的層。固結能夠經由乾燥，冷卻，加熱，壓力或其組合來進行。術語「複合(材料)」是指纖維與基體材料的固結組合。如上所述，如本文中使用的術語「基體」，在本領域中是眾所周知的並且用來表示粘合材料，如聚合物粘合材料，在固結後其將纖維粘合在一起。
如圖1和2中舉例說明的，聚合物薄膜14、16和18被附著到纖維層20、22、24和26的各個表面。如圖2中舉例說明的，聚合物薄膜14、16和18優選地在任何合適的固結步驟後被附著到所述纖維層。對所述聚合物薄膜來說的合適的聚合物非排他地包括熱塑性和熱固性聚合物。合適的熱塑性聚合物非排他地可以選自聚烯烴、聚醯胺、聚酯、聚氨酯、乙烯基聚合物、含氟聚合物和其共聚合物和混合物。在這些中，聚烯烴層是優選的。優選的聚烯烴是聚乙烯。聚乙烯薄膜的非限制性實例是低密度聚乙烯(LDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、線性中密度聚乙烯(LMDPE)、線性非常低密度聚乙烯(VLDPE)、線性超低密度聚乙烯(ULDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。在這些中，最優選的聚乙烯是LLDPE。合適的熱固性聚合物非排他地包括熱固性烯丙基(聚合物)、氨基(聚合物)、氰酸酯(聚合物)、環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯、雙馬來醯亞胺、硬質聚氨酯、矽酮、乙烯基酯和它們的共聚物和共混物，如美國專利6，846，758、6，841，492和6，642，159中所述的那些。在各個實施方案中，聚合物薄膜14、16和18可以是相同的或不同的。
聚合物薄膜14、16和18優選地是擠出層，其被冷卻並且附著於纖維層，通過使用眾所周知的層壓技術的層壓來實現。一般地，層壓是在足夠的熱量和壓力的條件下將單獨的層上下彼此放置來進行從而使得各層結合。通過本領域眾所周知的技術，單獨的層被上下彼此放置，並且然後一般地使該組合通過一對加熱的層壓輥的鉗口。層壓加熱可以在約95°C -約175°C、優選地約105°C -約175°C的溫度，在約5psig(0.034MPa)-約IOOpsig(0.69MPa)的壓力，進行約5秒至約36小時、優選地約30秒-約24小時。在本發明的實施方案中，其中第一纖維層20和第二纖維層22各個由僅僅單合股的纖維組成，並且聚合物薄膜附著到纖維層20和22和纖維層20和22彼此附著優選地在單個層壓固結步驟中進行。備選地，聚合物薄膜可以在塗布步驟中被附著於纖維，其中粘合樹脂被施加到纖維並隨後鋪設在薄膜上，或者被施加到薄膜並且在基板上將纖維鋪設到樹脂中並且使其乾燥，同時彼此接觸。在本發明的實施方案中，其中第一纖維層24和第二纖維層26包括多個非織造纖維合股，優選地，在聚合物薄膜14、16和18的層壓之前，所述纖維層被固結。
將纖維合股固結成纖維層24和/或26的合適的固結條件類似於所述的層壓條件。在典型的固結過程中，交錯合股的纖維合股在約200° F(約93°C )_約350° F(約1770C )的溫度下，更優選地在約200° F-約300° F (約149°C )的溫度下和最優選地在約200。F-約 250° F (約 121°C)的溫度下，和在約 25psi (約 172kPa)-約 500psi (3447kPa)的壓力或更高的壓力下，被壓在一起達約30秒-約24小時。這樣的方法通常是本領域已知的。當加熱時，有可能的是使得基體在沒有完全熔化的情況下粘著或流動。然而，通常，如果使得基體材料熔化，則需要較小的壓力來形成複合材料，而如果基體材料僅僅被加熱到粘著點，則一般地需要更大的壓力。固結步驟可以通常進行約10秒-約24小時。類似於模塑，合適的固結溫度、壓力和時間通常取決於聚合物的類型、聚合物含量、所使用的方法和纖維的類型。固結可以備選地在反應釜中進行，這通常是本領域已知的。將纖維合股固結成纖維層24和/或26和聚合物薄膜的附著也可在單個固結步驟中進行。
本發明的結構10和12也可通過在合適的模塑設備中在加熱和壓力下的模塑由將各個結構的多個組分層結合而形成。通常，模塑在約50psi(344.7kPa)_約5000psi (34474kPa)、更優選地約 IOOpsi (689.5kPa)-約 1500psi (10342kPa)、最優選地約150psi(1034kPa)-約 IOOOpsi (6895kPa)的壓力下進行。也可使用約 500psi (3447kPa)-約5000ps1、更優選地約 750psi (5171kPa)-約 5000psi 並且更優選地約 IOOOps1-約 5000psi的更高的壓力。模塑步驟可以花費約4秒-約45分鐘。優選的模塑溫度為約200° F(約930C )_約350° F(約177°C )，更優選地約200° F-約300° F(約149°C )的溫度和最優選地約200° F-約280° F (約138°C)的溫度。合適的模塑溫度、壓力和時間將通常變化，這取決於聚合物基體的類型、聚合物基體含量、層數、材料質量和纖維類型。儘管這裡描述的各個模塑和固結技術是類似的，但是各個方法是不同的。特別地，模塑是間歇過程而固結是連續過程。此外，模塑一般地包括模具的使用，如成形模具或對模(match-die)模具。模塑本發明的織物的壓力對所得的模塑產品的剛性具有直接影響。特別地，複合材料被模塑時的壓力越高，剛性越高，反之亦然。除模塑壓力之外，織物層的數量、厚度和組成，基體類型和聚合物薄膜類型也直接影響由本發明的複合材料形成的製品的剛性。
本發明的複合結構10和12可以任選地在加熱和壓力下被壓延來使它們的表面變光滑或拋光它們的表面。壓延方法在本領域中是眾所周知的並且可以在模塑之前或之後進行。
在本發明的優選的實施方案中，聚合物薄膜層優選地佔全部纖維複合材料(其包括纖維、任選的聚合物基體材料和聚合物薄膜的重量)的約2wt% -約20wt%，更優選地約2wt% -約15wt%,和最優選地全部纖維複合材料的約2wt% -約10wt%。聚合物薄膜層的重量百分比將通常不同，這取決於形成多層薄膜的織物層的數目。如果存在的話，構成纖維層的基體材料的比例優選佔層的約3wt% -約30wt%,更優選地層的約3wt% -約20wt%,更優選地約3 % -約16 %,更優選地約5 % -約15 %,和更優選地層的約I Iwt % -約15wt %。構成本發明的各個纖維層的纖維的比例優選地佔層的約60wt % -約98wt %，更優選地層的約70wt*% -約95wt*%,和最優選地層的約80wt*% -約90wt*%。
單獨的纖維層的厚度將對應於單獨的纖維的厚度和形成纖維層的合股的數目。因此，優選的單合股的非織造纖維合股將具有優選地約5 y m-約3000 u m、更優選地約15 ii m-約300 ii m和最優選地約25 ii m-約125iim的厚度。優選的單個層、多合股、固結的非編織纖維層將具有優選地約12 u m-約3000 u m、更優選地約15 u m-約385 u m和最優選地約25 u m-約255 u m的厚度。優選的編織纖維層將具有優選地約25 u m-約500 u m、更優選地約75 u m-約385 u m和最優選地約125 u m-約255 u m的厚度。聚合物薄膜優選地是非常薄的，具有優選地約I U m-約250 u m、更優選地約5 y m_約25 y m和最優選地約5 y m_約9ym的厚度。結構10和12各自具有優選地約5 iim-約1000 y m、更優選地約6 y m_約750 u m和最優選地約7 ii m-約500 u m的總厚度。儘管這樣的厚度是優選的，應將理解的是，可以產生其它薄膜厚度以滿足特定的需要並且這仍然是在本發明的範圍內。本發明的製品進一步具有優選地約 0.251b/ft2(psf) (1.22kg/m2(ksm))-約 5.0psf (24.41ksm)、更優選地約 0.5psf (2.44ksm)-約 2.0psf (9.76ksm)、更優選地約 0.7psf (3.41 ksm)-約
1.5psf (7.32ksm)和最優選地約 0.75psf (3.66ksm)_ 約 1.25psf (6.1 ksm)的面密度。[0063]使用眾所周知的技術，本發明的結構可用於各種的應用中而形成各種不同的防彈製品。例如，形成防彈製品的合適技術描述在例如美國專利4，623，574、4，650，710、4，748，064,5, 552，208,5, 587，230,6, 642，159,6, 841，492 和 6，846，758 中。
該結構特別地可用於形成撓性、柔軟盔甲製品，其中包括衣裝如背心、褲子、帽子或其它服裝製品，以及覆蓋物或毯子，它們由軍事人員使用來抵抗許多的彈道威脅，如9mm全金屬彈殼(FMJ)子彈和由於手榴彈、炮彈、臨時引爆裝置(IED)和在軍隊與維和任務中遇到的其它這樣的裝置的爆炸所產生的各種碎片。如本文中使用的，「柔軟」或「撓性」盔甲是當受到較大量的應力時未保持其形狀並且在沒有扁癟的情況下不能自持的盔甲。該結構也可用於剛性、硬質盔甲製品的形成。「硬」盔甲是指製品如頭盔、用於軍用車輛的板、或防護罩，它具有足夠的機械強度，使得當承受較大量的應力時它保持結構剛度並且在沒有扁癟的情況下能夠自持。所述結構能夠被切成許多離散薄板並堆疊成形為製品或它們能夠成形為前體，其隨後用於形成製品。這樣的技術在本領域中是眾所周知的。
本發明的衣裝可以通過本領域通常已知的方法形成。優選地，衣裝可以通過將本發明的防彈製品與服裝製品接合來形成。例如，背心可包括與本發明的防彈結構接合的普通織物背心，據此本發明的結構被插入到策略上布置的口袋(strategically placedpockets)中。這允許彈道保護作用的最大化，同時最大程度減少該背心的重量。如本文中使用的，術語「接合」或「接合的」意圖包括附著，如通過縫紉或粘附等，以及未附著的連接或與另一織物的並列，使得該防彈製品可以任選地容易從該背心或其它服裝製品中取出。用於形成撓性結構如撓性薄板、背心和其它衣裝的製品優選地由使用低拉伸模量基體材料而形成。硬製品如頭盔和盔甲優選地使用高拉伸模量基體材料而形成。
使用本領域眾所周知的標準測試方法來測定防彈性能。特別地，結構的保護能力或耐穿透性通常通過引用衝擊速度來表達，在該速度下50%的發射體穿透複合材料而50%被屏蔽阻止，亦稱為V5tl彈道極限值。如本文中使用的，製品的「耐穿透性」是耐受指定威脅的穿透的能力，如實體物體(包括子彈、碎片、榴散彈等)和非實體物體(來自爆炸的氣浪)。對於具有相等的面密度(它是複合材料的重量除以表面面積)的複合材料，V5tl值越高，複合材料的耐受性越好。因此，本發明的製品的防彈性能將不同，這取決於許多因素，特別地用於製造織物的纖維的類型。然而，耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種有機溶劑造成的溶解的聚合物基體材料的使用沒有不利地影響本發明的製品的彈道性能。
在這裡形成的重量至少約0.75psf的撓性彈道藍甲具有，當受17格令FragmentSimulating Pro jectile (碎片模擬發射體)(FSP)發射體或者9mm全金屬彈殼(FMJ)手槍子彈衝擊時，至少1450fps(442mps)的V5(l。本發明的撓性彈道盔甲還優選地表徵為在浸入自來水或海水後，當用17格令FSP或9mm FMJ手槍子彈衝擊時，保持至少約85%、更優選地至少90%的V5tl性能。在這些條件下，撓性彈道盔甲還顯示出優選地不多於50%、更優選地不多於約40 %的重量提高，從其乾重計。此外，本發明的撓性彈道盔甲優選地表徵為，當用9mm FMJ子彈或17格令FSP衝擊時，在70° F±5° F(21°C ±2.8°C )在汽油中浸潰4小時後，保持至少約85%、更優選地至少約90%的它的V5tl性能。
下列實施例用於舉例說明本發明:
實施例1 (對比例)
製備包括27個織物層的彈道發射組件(ballistic shoot pack)來測試耐碎片性。在形成發射組件前，從包括兩固結合股的用包括Kraton D1107熱塑性粘合樹脂的聚合物粘合材料浸潰的單向的、高模量聚乙烯(HMPE)纖維的材料的連續的層壓板切下織物層。HMPE 纖維是由 Honeywell International Inc.製造的SPECTRA 1300 並且具有35g/旦的韌性、ll50g/旦的拉伸模量和3.4%的斷裂伸長率。Kraton Dl 107樹脂是包括14wt%苯乙烯的聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯-嵌段共聚物並且市售可得自KratonPolymers of Houston, TX。各織物層包括79.5wt%的纖維,基於纖維重量加粘合樹脂重量，並且包括20.5wt%的粘合樹脂，基於纖維重量加粘合樹脂重量。
各層的兩纖維合股是交錯合股的，使得一個合股的纖維以相對於第二合股的纖維成直角地取向，相對於各個纖維合股的縱向纖維方向來說(常規的0° /90°配置)。在兩線型低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜之間層壓了合股，每一薄膜具有9pm的厚度和16克/m2(gsm)的面密度。這種結構在本領域中也稱為SPECTRASHIELD LCR，市售可得自Honeywell International, Inc。層壓過程包括將LLDPE薄膜壓到交錯合股的材料上，在110。。，在200psi(1379kPa)壓力下，達30分鐘，由此形成具有0.06" (1.524mm)厚度的材料的連續層壓板。該板被切割而形成27個單獨的層，各個長度和寬度為18" X 18" (45.7mmX45.7mm)，並且一個織物層的總面密度是150gsm。然後將27層鬆散地堆疊在一起而形成發射組件。各層沒有彼此粘合。發射組件的面密度是0.84psf(4.0lksm)。
為測試耐碎片性能，將發射組件安裝在測試機架上並且緊緊地夾緊在機架的頂上。機架以相對於從緊緊安裝的通用接收機發射的碎片的作業線90-度取向被安裝。使用17格令(grain)碎片模擬發射體(Fragment Simulating Projectile)進行測試並且其符合根據MIL-P-46593A的形狀、尺寸和重量。根據MIL-STD-662E的程序進行V5tl彈道測試以便實驗測定子彈具有50%穿透測試目標的機會時的速度。
發射了數個17格令的FSP碎片，改變各碎片的速度。各碎片的速度上下變化，這取決於先前所發射的碎片是否是完全穿透或者部分穿透了發射組件的若干層。通過在125fps(38.1mps)的速度分布中包括最少四次部分穿透和四次完全碎片穿透來獲得平均速度。計算八次部分和完全穿透的平均速度並且稱為V5(l。這種發射組件的V5tl被計算為1500fps (457.2mps)。目標的比能吸收(SEAT, Specific Energy Absorptionof the Target)計算為27.86J-m2/kg。發射組件結構和測試結果的總結示於表I中。
實施例2 (對比例)
類似於實施例1製備彈道發射組件，但包括33個堆疊織物層。發射組件的面密度是1.0Opsf (4.88ksm)。如實施例1中那樣,測試組件的耐碎片性。這種發射組件的V50計算為1705fps(519.7mps)。SEAT計算為30.23J_m2/kg。發射組件結構和測試結果的總結示於表I中。
實施例3 (對比例)
類似於實施例1製備彈道發射組件，但包括28個織物層。此外，在本實施例中，各個織物層包括89.9wt%的纖維，基於纖維重量加粘合樹脂重量，並且包括10.lwt%的粘合樹脂，基於纖維重量加粘合樹脂重量。發射組件的面密度是0.76psf(3.71kg/m2)。如實施例I中那樣，測試組件的耐碎片性。這種發射組件的V5tl計算為1616fps(492.6mps)。SEAT計算為35.7J-m2/kg。發射組件結構和測試結果的總結示於表I中。
實施例4[0079]製備包括11個織物層的彈道發射組件(ballistic shoot pack)來測試耐碎片性。織物層由具有圖2中舉例說明的結構而形成的材料的連續層壓板切割。具體地說，所述材料具有以下結構:a)第一 LLDPE薄膜；b)四合股的單向的聚芳醯胺纖維(1000旦，TWAR0N 纖維)，所述合股以0° ,90°，0° ,90°取向來取向；c)第二 lldpe薄膜；d)另外的四合股的單向的聚芳醯胺纖維，所述合股以0° ,90°，0° ,90°取向來取向；和e)第三LLDPE薄膜。
聚芳醯胺纖維合股塗布有水基聚氨酯熱塑性粘合材料(Bayer DISPERCOLL U53聚氨酯樹脂)並且該合股用粘合劑固結而形成整體的非編織織物。LLDPE薄膜各自具有9 ii m的厚度和16gsm的面密度。各個織物層包括86wt %的聚芳醯胺纖維，基於纖維重量加粘合樹脂重量，並且包括14.0wt%的粘合樹脂，基於纖維重量加粘合樹脂重量。這種多合股材料在110°C，在200psi (1379kPa)壓力下被層壓在一起達30分鐘，形成具有0.021 (.533mm)厚度的連續織物板。該板被切割而形成11個單獨的層，各自的長度和寬度為18" X18"，並且一個織物層的總面密度是459gsm。然後將11層鬆散地堆疊在一起而形成發射組件。各層沒有彼此粘合。發射組件的面密度是1.01psf(4.94ksm)。如實施例1中那樣，測試發射組件的耐碎片性。這種發射組件的V5tl計算為1841fps(561.28)。SEAT計算為34.89J-m2/kg。發射組件結構和測試結果的總結示於表I中。
表I
權利要求
1.一種纖維複合材料，其按順序包括: a)第一外聚合物薄膜； b)第一纖維層，其與第一外聚合物薄膜接觸；第一纖維層包括多根纖維，其中所述纖維至少部分塗布有聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種石油或源自石油的有機溶劑造成的溶解； c)中心聚合物薄膜，其與第一纖維層接觸； d)第二纖維層，其與中心聚合物薄膜接觸；第二纖維層包括多根纖維，其中所述纖維至少部分塗布有聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種石油或源自石油的有機溶劑造成的溶解；和 e)第二外聚合物薄膜，其與第二纖維層接觸。
2.權利要求
1的纖維複合材料，其中第一纖維層和第二纖維層各自包括單合股的以基本上平行陣列排列的非編織、不交疊的纖維。
3.權利要求
1的纖維複合材料，其中第一纖維層和第二纖維層各自包括多個被固結的非編織纖維合股。
4.權利要求
1的纖維複合材料，其中第一纖維層和第二纖維層各自包括纖維的編織陣列。
5.權利要求
1的纖維複合材料，其中耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種石油或源自石油的有機溶劑造成的溶解的所述`聚合物粘合材料包括水解穩定的、極性聚合物。
6.權利要求
1的纖維複合材料，其中耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種石油或源自石油的有機溶劑造成的溶解的所述聚合物粘合材料包括極性、基於乙烯基的聚合物。
7.權利要求
1的纖維複合材料，其中耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種石油或源自石油的有機溶劑造成的溶解的所述聚合物粘合材料包括二烯橡膠、苯乙烯類嵌段共聚物、極性基於乙烯基的聚合物、極性丙烯酸系聚合物、聚氯乙烯均聚物、聚氯乙烯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、極性乙烯-乙酸乙烯共聚物、極性乙烯丙烯酸共聚物、矽酮、熱塑性聚氨酯、丁腈橡膠、聚氯丁二烯、聚碳酸酯、聚酮、聚醯胺、纖維素、聚醯亞胺、聚酯、環氧樹脂、醇酸樹脂、酚醛樹脂、聚丙烯腈、聚醚碸或其組合。
8.權利要求
1的纖維複合材料，其中耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種石油或源自石油的有機溶劑造成的溶解的所述聚合物粘合材料包括水解穩定的熱塑性聚氨酯。
9.權利要求
1的纖維複合材料，其中所述第一外聚合物薄膜、所述中心聚合物薄膜和所述第二外聚合物薄膜包括聚烯烴、聚醯胺、聚酯、聚氨酯、乙烯基聚合物、含氟聚合物、或其共聚物或組合。
10.由權利要求
1的纖維複合材料形成的防彈製品。
11.一種形成纖維複合材料的方法，該方法包括: a)提供第一外聚合物薄膜； b)將第一纖維層附著到第一外聚合物薄膜；第一纖維層包括多根纖維，其中所述纖維至少部分塗布有聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種石油或源自石油的有機溶劑造成的溶解； c)將中心聚合物薄膜附著到第一纖維層；d)將第二纖維層附著到中心聚合物薄膜；第二纖維層包括多根纖維，其中所述纖維至少部分塗布有聚合物粘合材料，所述聚合物粘合材料耐受由水造成的溶解並且耐受由一種或多種石油或源自石油的有機溶劑造成的溶解；和 e)將第二外聚合物薄膜附著到第 二纖維層。
專利摘要
具有優異的抵抗由於液體接觸所引起的劣化的能力的防彈製品。更具體地說，防彈纖維複合材料和製品，它們在接觸到液體例如海水和有機溶劑如汽油和其它石油基的產品之後仍然保持它們優異的防彈性能。
文檔編號B32B27/04GKCN101678636 B發布類型授權 專利申請號CN 200880016681
公開日2013年6月12日 申請日期2008年3月18日
發明者B·D·阿維森, D·A·赫爾斯特, L·L·沃納, A·巴特納加, H·G·阿迪夫 申請人:霍尼韋爾國際公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2),