[发明专利]防弹片材以及所述片材的用途

说明书

本发明涉及包含三层混合结构的防弹片材(12)，所述三层混合结构具有一个核心层(12‑1)和两个面层(12‑2；12‑3)，其中所述核心层包含由第一单向(UD)取向的纤维和基质材料构成的至少一个第一单层，并且其中每个面层包含分别由第二UD取向的纤维和第三UD取向的纤维构成的至少一个第二单层和至少一个第三单层，并且其中面层的刚度大于核心层的刚度。

本文中公开的实施方式涉及防弹片材、包含这种片材的制品及其制造方法。在本领域中，根据本发明的防弹片材通常被称为混合(hVdrid)防弹片材。所述实施方式特别适于促进防弹制品、优选地柔软的弹道制品(例如，防弹背心等)的制造。在优选的形式中，防弹片材是多-单层结构，所述结构包含由至少一个、优选地至少两个第一单层形成的核心层，所述第一单层由第一单向取向的增强纤维和任选地基质材料构成，所述核心层夹在各个面层之间，每个面层由至少一个、优选地至少两个第二单层形成，所述第二单层由第二单向取向的增强纤维和任选地基质材料构成。

例如，从美国专利号4,623,574、5,766,725和7,527,854以及美国专利申请公开号2010/0064404(每个文件的全部内容通过引用明确并入本文中)中，包含多个单层的防弹片材是已知的，所述单层包含单向(UD)取向的增强纤维和基质材料。

此外，从WO2012/150169中已知防弹片材。该出版物中公开了两层的混合结构，所述混合结构由包含第一种纱线的层压物的第一层(“第一堆叠”)和包含第二种纱线的层压物的第二层(“第二堆叠”)组成。第一种纱线和第二种纱线的线密度或厚度不同。第三页提到了一些基质材料，包括弹性体和环氧树脂。实施例公开了不同类型的芳族聚酰胺纤维和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物作为基质材料。没有提到基于3层纤维的混合结构。

从WO2008/077605中已知防弹片材。该出版物公开了防弹片材的制造，其中由具有单向聚乙烯纤维和基质材料的单层逐渐建立防弹片材。实施例中公开的基质材料是苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。此外还公开了防弹的模制制品，其基于压缩的防弹片材连同陶瓷冲击面，任选地连同在陶瓷冲击面和防弹片材之间的金属层。同样没有提到基于3层纤维的混合结构。

从US2012/0156452还可知道防弹片材和复合制品。在该出版物中公开了具有多个纤维的复合结构，所述纤维至少部分地嵌入基质。纤维可以以(变化的)粘合水平粘附到基质上。纤维和基质之间的粘合水平可以在空间上在复合制品内变化，例如，沿着其中一个纤维的长度方向或在给定层中的多个纤维之间，或者粘合可以在复合制品的各层之间变化，意图增加复合制品的能量吸收，即提高复合制品的挡弹能力。

还从WO2005/066577中已知防弹片材。在该出版物中公开了片材，其包含多个单层和在防弹片材的外表面处的多孔分离膜，所述单层是强度至少1.2GPa且模量至少40GPa的单向取向的纤维和粘合剂的单层。

一直存在对改进的防弹制品的需求，所述防弹制品包括柔软的弹道制品和模制制品。这种改进可以包括具有改进的悬垂性的制品。改进的悬垂性指的是背心的穿着舒适度，同时防弹保护性能不会明显降低。或者，其可以涉及大致恒定的穿着舒适度，同时防弹保护性能得到改进。优选地，防弹保护被进一步改进。这种防弹保护可以涉及挡弹特性，通常被称为V50(其中50％的射弹被停止)，其也可以被表示为弹道能量吸收，或者V0(其中所述的射弹被防弹制品停止)，或者背面形变或创伤减小。防弹片材提供对诸如射弹和弹道碎片的防护。

本发明具体涉及提供这样的防弹片材和由其制成的柔软的弹道制品。

一般而言，本文所公开的实施方式涉及混合防弹片材，包含这种片材的制品及其制造方法。根据一些实施方式，防弹片材将包含核心层和面层。核心层可包含至少一个、优选地至少两个第一单层，所述第一单层由第一单向(UD)取向的纤维和基质材料构成，同时面层12-2和12-3可分别包含至少一个、优选地至少两个第二单层、第三单层，所述第二单层、第三单层分别由第二UD、第三UD取向的纤维(本文中也被称为UD纤维)和基质材料构成。