[发明专利]对-聚芳基酰胺防弹纱和结构

说明书

本发明涉及的是用由相对于断裂具有高抗断强度和高伸长率的对一聚芳基酰胺纱纺成的织品制成的防弹结构。

1989年7月25日公开的由Droste等人申请的美国4，850，050号专利揭示了由具有低的单一线性密度的长丝的对-聚芳基酰胺纱制成的防弹服。该发明中所述防弹服的防弹性能与现有的织物相比提高了5%以上。

1989年8月22日公开的由Yang和chiou申请的美国4，859，393号专利揭示了一种生产具有高断裂伸长率的对-聚芳基酰胺纱的方法。

1975年3月4日公开的3，869，429号美国专利以及1985年12月24日公开的4，560，743号美国专利分别揭示了高质量的对-聚芳基酰胺纤维。然而，这些专利并未揭示有关这些纤维构成的织物的任何已被特别认识到的防弹的应用。

本发明提供一种应用若干具有非常高的断裂强度及断裂伸长率的纱纺成的对-聚芳基酰胺防弹结构。该防弹结构被层压，包括了许多由所说对-聚芳基酰胺纱制成的织品层。该纱断裂伸长率大于4%，模量小于600克/登尼尔，并且抗断强度大于23克/登尼尔。

利用对-聚芳基酰胺纤维制成防护服或其它防弹材料经历了很长的时间。对-聚芳基酰胺纤维在一个重量基准上极端结实，并且具有一个相对高的、良好的防弹保护性能。

人们一直花费巨大的努力研制纱和织物，使其具有改善的防弹性能，因为甚至是极小的改进都会拯救防护服使用者的生命。任何改进均来之不易并具有重大意义。本发明防弹极限防弹性能通过V50测量，其改进的性能约为5%。

由通常方法，例如美国专利3，869，429描述的方法制成的聚（对-亚苯基、邻苯二甲酰胺）纤维的纱断裂强度大于大约每登尼尔21克，模量为每登尼尔400-700克，断裂伸长率大约为2.8%至4.1%。

对防弹性能而言强度是重要的，然而强度并不是唯一考虑的因素。人们现在已经发现，对于断裂强度大于大约每登尼尔20克的纤维而言，仅仅提高断裂强度已不能显著改善该纤维的防弹性能，同样，在防弹性能中，模量也不被认为是重要的因素。对于模量大于每登尼尔500克的纤维而言，提高其模量对改善其防弹性能也不显著。通常试验的所有的拉伸特性表明，断裂强度以及相对于断裂的伸长率的组合是防弹性能中最重要的性能之一，纤维断裂强度和断裂伸长率的组合对于起着吸收能量作用的纱的韧性来说有着重要的影响。而对-聚芳基酰胺纤维甚至在每登尼尔23克的中等断裂强度以及3%的低破裂伸长率的状况下仍表现出显著的防弹性能。该冲击性能随着韧性的增加表现出相当戏剧性的改善。

本发明所述的防弹结构由用纱织成的织物制成。该织物制成用于防弹保护的防护服或者其它结构。

所述织物的种类或者所说的纱编织方式对于实现本发明的效果来说并不重要，这就是说，对于任何织物或者编织方式而言，应用本发明所述的纱而获得的防弹性能比起应用由于较低的断裂强度或者较低的断裂伸长率而导致较低韧性的类似纱而获得的防弹性能将有明显改善。

应用防弹织物的防弹服通常由配置或者缝在一起的若干层织物而形成的一种层状结构制成的。该层状结构可包括若干由其它材料制成的附加层，这些材料可以是装饰织物或者是抗湿复盖织物，或者是其它吸收冲击的材料。所说的层状结构的形式以及是否具有其它材料制成的附加层对于实现本发明所述改进的防弹性能并不重要。人们已经发现，任何防弹结构有效性的改善取决于用具有相对较高的断裂强度和/或较高的断裂伸长率的纱取代具有相对较低的断裂强度和/或较低的断裂伸长率的纱。

试验方法

防弹极限

按照如下所述的MIL-STD-662e进行所说复合材料试样的防弹试验：