[发明专利]层压结构和可穿戴制品

说明书

层压结构包括保护层和垫衬结构。垫衬结构包括第一支撑层和第二支撑层，第一支撑层包括气凝胶，第二支撑层包括聚合物，并且布置成使得第二支撑层设置在保护层和第一支撑层之间。

技术领域

本发明涉及一种层压结构，特别是用于吸收例如来自弹丸、物品或碰撞的撞击，和/或用作防止例如弹丸或有边缘物品的物体穿透的屏障的一种层压结构。

背景技术

例如防弹背心或防刺背心、装甲板(例如在车辆上)之类的制品，其材料和结构旨在保护穿戴者或物品周围的物体免受撞击(例如，弹丸或钝力)或穿透(例如，从锋利的物体或子弹)。制品包括布置成设计为提供这些性能的特定结构的特定材料。用于防弹衣的典型材料包括碳基纤维，例如对位芳族聚酰胺纤维、玻璃层压、某些聚合物和/或金属或合金。在某些情况下，材料以复合材料或层压结构的形式提供，在设计时要考虑到特定的性能。通常，为防穿透(例如，来自有刃武器(例如，带刃的物品))而设计的制品还包括另外的防穿透层，例如金属板或链甲，但是它们可能很重、累赘并且对子弹的防护能力低。

根据包含材料的制品的具体用途，除了首要目的是防止撞击和/或穿透，制品还需要满足许多次要目标。例如，对于防弹衣，用于防止撞击和/或穿透的材料必须足以防止常见风险，但同时又要足够轻，因此，可以在不损害穿着或不劝阻穿着者穿着该制品的情况下穿着该制品。材料的修改，或在复合材料中使用其他材料，可以允许实现其他属性，例如柔韧性或多击保护。然而，在许多情况下，达到次要目标会导致其他性能的损失，在某些情况下，制品抵御冲击或穿透的能力甚至会降低。许多现有的盔甲也仍然过重和/或刚性，从而阻止使用者穿上盔甲。

越来越需要有效的冲击和穿透保护，这种保护是不容易看到的，例如可以隐蔽地穿着。在这种情况下，通常会牺牲制品提供的保护。而且，现有材料的缺点在于这些制品中使用的材料通常非常刚性，这阻止了容易的移动，从而损害了制品的隐蔽性和/或限制了穿着者的移动。

引起了人们注意的一个相对较新的问题是浸入水中后现有盔甲的性能下降。据报道，与水接触后，基于凯夫拉尔的软盔甲大量失效。

因此，本发明的目的是提供一种材料，该材料可以提供有效的冲击和/或穿透保护，但不具有上述缺点。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种层压结构，其包括保护层和垫衬结构。垫衬结构包括包含气凝胶的第一支撑层和包含聚合物的第二支撑层。布置垫衬结构，使得第二支撑层设置在保护层和第一支撑层之间。

因此，实施例提供了一种多层制品或复合材料，其包括上层或防弹层，气凝胶层和设置在上层或防弹层与气凝胶层之间的聚合物层。换句话说，实施例具有气凝胶层，该气凝胶层至少部分地被聚合物层直接或间接地覆盖，在该聚合物层上方设置有保护层形式的覆盖层。保护层可以直接或间接在聚合物层上。在一些实施例中，可以存在多个气凝胶和聚合物层和/或多个保护层。

因此，该方面的本发明提供了一种层压结构，该层压结构可用于通过吸收冲击(例如，来自弹丸，武器或碰撞的冲击)和/或防止穿透该结构来保护人或物体。层压结构的实施例通过吸收冲击并提供保护性结构来实现这一点，如下面更详细地解释的那样，该保护性结构抵抗穿透层的特定组合和使用气凝胶层。实施例中的层压结构可以形成防弹制品的一部分，例如磨损的制品(例如，耐射弹的防弹衣)或作为车辆或建筑物上的保护层，或者可以形成防穿透制品的一部分，例如，作为防刺的防弹衣。

已经发现第一方面的层压结构在提供保护(例如抗冲击吸收/穿透性)方面特别有效。这是由于形成了复合制品的各层组合的结果，并且特别地，层压结构的性质是由于使用气凝胶层和将气凝胶与聚合物层结合使用的，该气凝胶层在减小层压结构的重量的同时起到吸收冲击和防止穿透的作用。