[发明专利]制造防弹制件的改进方法

说明书

本发明涉及一种制造防弹制件的方法，所述防弹制件由片材的叠层形成，其中每片片材包含一层或更多层防弹纤维的单层。本发明还涉及防弹制件以及真空袋在防弹制件制造中的用途。

对于特定面密度提供更高性能的防弹制件具有日益增长的需求。例如，安装在军用头盔上的数量不断增加的电子监视装备导致头盔笨重的问题，因此需要提供相同防弹性能但质量较轻的头盔。另外，为了对车辆提供加强的防弹保护，需要将防弹层的厚度增加至某一点，在该厚度下，防弹层开始影响车辆的机动性和操作性。除了增加的防弹性能外，对防弹制件的持续需求也需要更短的生产周期来增加产量。

防弹制件也可能经常长时间地暴露在高温下。防弹制件有足够的尺寸稳定性来保持它们的形状是重要的，这样它们的功能性能不会受影响。一个例子是与汽车发动机相邻放置的防弹板。用于车辆的防弹板必须足够厚以获得所期望的防弹性能，防弹板即使很小的尺寸变化也会导致板子对车辆框架施加压力，因而影响车辆的结构完整性。另一个例子是头盔和背心经受高温环境(例如在车厢中)。因而，为上述个人防护而设计的防弹制件在经受高温环境时也要有良好的尺寸稳定性，以保证它们舒适地适合穿着者的身体。

本发明的一个目的在于提供一种防弹制件和防弹制件的制造方法，该制造方法至少克服了部分上述问题。

该目的采用如下用于制造防弹制件的方法而实现，所述方法包括如下步骤：

a.通过叠加2片或更多片片材形成片材的叠层(“叠层”)，每片片材包含一层或更多层防弹纤维和可选热塑性粘合剂的单层；随后

b.使所述片材的叠层经受低气压环境；以及

c.在保持所述低气压环境的同时，使所述片材的叠层在升高的温度下经受至少10MPa的压力。

令人惊讶的发现，在对叠层应用低气压环境的同时在升高的温度下压缩该叠层使防弹性能产生了令人惊讶的增加，这根据材料的比能量吸收(SEA)测定。优选地，所述片材是单向片材，其中在所述叠层中，所述防弹纤维在单层中的方向与相邻单层中的纤维方向成角α。然而也可以使用其他形式组装和取向的纤维。例如在另一个实施方式中，片材是纺织片材。

本发明的方法解决了提高防弹性能的问题。本发明从叠层SEA增大的结果中获得了几个额外的优点：

1.与按照惯例制造的防弹制件相比，防弹性能增大的防弹制件可以被制成具有相同的面密度。

2.可以制成的防弹制件具有与通过常规技术制成叠层相同防弹性能，但更轻、更密实(compact)。

在本发明的一个实施方式中，提供了一种包含片材的叠层的防弹制件，每片片材包含一层或更多层聚乙烯防弹纤维和热塑性粘合剂的单层，其特征在于，所述防弹制件的比能量吸收(SEA)大于145J/kg/m²，所述制件在90℃下存储160个小时后的最大厚度增量％在90℃下测定小于8％。

优选地SEA大于147J/kg/m²，更优选大于149J/kg/m²，甚至更优选大于151J/kg/m²，最优选大于153J/kg/m²。最大厚度变量％小于7.5％，更优选小于7.0％，甚至更优选小于6.5％，最优选小于6.0％。

业已发现，本发明的防弹制件可以通过施加先前所述的真空和压力来制备。

应当认识到，描述用方法限定的防弹制件的不同实施方式也适用于单独描述防弹制件的实施方式。

叠层

根据本发明的防弹制件包含片材的叠层。片材除了包括由防弹纤维制成的单层的叠层外还包含由防弹纤维制成的纺织片材或无纺片材(即毛毡结构)。

优选地，这些片材是单向片材，其包含一层或更多层单向取向的防弹纤维和粘合剂的单层。

术语“单向防弹纤维的单层”指的是一层单向取向的防弹纤维，即在一个平面中基本上平行取向的防弹纤维。在本发明的这个方面中，纤维在单层中的方向优选与在相邻单层中的纤维方向成角α。角α优选介于5°和90°之间，更优选介于45°和90°之间，最优选介于75°和90°之间。

根据本发明的制件包含至少2片片材，优选包含至少40片片材，更优选包含至少80片片材，甚至更优选包含至少120片片材，最优选包含至少160片片材。

术语“防弹纤维”不仅包括单丝，还包括复丝纱线和带。

纤维的形成