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特表2024-521342ハイブリッド防弾（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）成形物品
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-31
(54)【発明の名称】ハイブリッド防弾（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）成形物品
(51)【国際特許分類】
F41H 5/04 20060101AFI20240524BHJP
【ＦＩ】
F41H5/04
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023574166
(86)(22)【出願日】2022-06-03
(85)【翻訳文提出日】2024-01-10
(86)【国際出願番号】 EP2022065270
(87)【国際公開番号】W WO2022254041
(87)【国際公開日】2022-12-08
(31)【優先権主張番号】63/196,911
(32)【優先日】2021-06-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】22163255.7
(32)【優先日】2022-03-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522355798
【氏名又は名称】アビエント プロテクティブ マテリアルズ ビー． ブイ．
【氏名又は名称原語表記】Ａｖｉｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｂ．Ｖ．
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(72)【発明者】
【氏名】ファン エルブルク， ヨハン
(72)【発明者】
【氏名】ファン デア ヴェアフ， ハーム
(72)【発明者】
【氏名】ステーマン， ライナード ヨゼフ マリア
(72)【発明者】
【氏名】ディキンソン， ブラッド アラン
(72)【発明者】
【氏名】ハイセラー， ウルリッヒ
(57)【要約】
本発明は、５０ｗｔ％～９５ｗｔ％の間の単層Ａ及び５ｗｔ％且つ最大５０ｗｔ％の単層Ｂを含む一体化スタックを含む防弾成形物品であって、一体化スタックが、少なくとも７．０且つ最大１５．０ｋｇ／ｍ２の面密度を有し、スタックの２つの隣接単層の配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、単層Ａが、２８～８０ｇ／ｍ２の間の配向ポリマーＡの面密度を有し、単層Ｂが、４～２８ｇ／ｍ２の間の配向ポリマーＢの面密度を有し、単層Ａの配向ポリマーＡの面密度が、単層Ｂの配向ポリマーＢの面密度よりも少なくとも５ｇ／ｍ２高い、防弾成形物品に関する。本発明はまた、用いられている構成成分の個々のＶ５０に基づいて予想されるよりも良好な、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０を有するハイブリッド防弾成形物品に関する。本発明は、ハイブリッド防弾成形物品を可能にする高性能防弾シートにさらに関する。
【選択図】 なし
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
単層Ａ及び単層Ｂの総重量に対して５０ｗｔ％～９５ｗｔ％の間の単層Ａ及び５ｗｔ％且つ最大５０ｗｔ％の単層Ｂを含む一体化スタックを含む防弾成形物品であって、前記一体化スタックが、少なくとも７．０且つ最大１５．０ｋｇ／ｍ２の面密度（ＡＤ）を有し、前記単層Ａ及び前記単層Ｂが、それぞれ配向ポリマーＡ及び配向ポリマーＢを含み、前記スタックの２つの隣接する単層の前記配向ポリマーの配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、前記単層Ａが、２８～８０ｇ／ｍ２の間の前記配向ポリマーＡの面密度を有し、前記単層Ｂが、４～２８ｇ／ｍ２の間の前記配向ポリマーＢの面密度を有し、前記単層Ａの前記配向ポリマーＡの前記面密度が、前記単層Ｂの前記配向ポリマーＢの前記面密度よりも少なくとも５ｇ／ｍ２高い、防弾成形物品。
【請求項2】
前記単層Ｂが、配向ポリエチレンの一方向に整列したテープ又はフィラメントを含有し、前記テープ又はフィラメントが、少なくとも３．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項3】
少なくとも５０ｗｔ％の前記単層Ｂが、互いに隣接して積層され、単層Ｂのサブスタックを形成しており、好ましくは少なくとも８０ｗｔ％の前記単層Ｂが、単層Ｂのサブスタックを形成しており、より好ましくは、実質的にすべての単層Ｂが単層Ｂのサブスタックを形成している、請求項１又は２に記載の防弾成形物品。
【請求項4】
単層Ｂの前記サブスタックが、前記成形物品の外側面に配置されており、好ましくは、単層Ｂの前記サブスタックが、前記成形物品の衝突面を形成している、請求項３に記載の防弾成形物品。
【請求項5】
前記単層Ａが、単層Ａに存在する前記配向ポリマーＡの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーＡを含み、及び／又は前記単層Ｂが、単層Ｂに存在する前記配向ポリマーＢの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーＢを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の防弾成形物品。
【請求項6】
前記単層Ａが、配向ポリエチレンの一方向に整列したテープ又はフィラメントを含有し、前記テープ又はフィラメントが、少なくとも２．０Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の防弾成形物品。
【請求項7】
最大１３．０、好ましくは最大１２．０、より好ましくは最大１１．０、最も好ましくは最大１０．０ｋｇ／ｍ２のＡＤを有する、前記請求項のいずれか一項に記載の防弾成形物品。
【請求項8】
前記単層Ｂが、６～２６ｇ／ｍ２の間、好ましくは８～２５ｇ／ｍ２の間、より好ましくは１０～２４ｇ／ｍ２の間、最も好ましくは１２～２２ｇ／ｍ２の間の配向ポリマーＢの面密度を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の防弾成形物品。
【請求項9】
前記単層Ｂが、配向ポリエチレンの一方向に整列したテープ又はフィラメント及びバインダーＢの複合単層である、請求項１～８のいずれか一項に記載の防弾成形物品。
【請求項10】
前記単層Ｂが、バインダーを実質的に含まない配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの層、及びバインダーＢの層を各々含み、バインダーを実質的に含まない配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメントの隣接する層が、前記バインダーＢによって互いに接着している、請求項１～８のいずれか一項に記載の防弾成形物品。
【請求項11】
９．８ｋｇ／ｍ２の前記成形物品の面密度においてＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験した場合、少なくとも６００ｍ／秒の、垂直から３０°の角度（２６）で撃たれた場合のＶ５０（【数1】
）を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の防弾成形物品。
【請求項12】
単層Ａ及び単層Ｂの総重量に対して５０ｗｔ％～９５ｗｔ％の間の単層Ａ及び５ｗｔ％且つ最大５０ｗｔ％の単層Ｂを含む一体化スタックを含む防弾成形物品であって、前記一体化スタックが、少なくとも７．０且つ最大１５．０ｋｇ／ｍ２の面密度（ＡＤ）を有し、前記単層Ａ及び前記単層Ｂが、それぞれ配向ポリマーＡ及び配向ポリマーＢを含み、前記スタックの２つの隣接する単層の前記配向ポリマーの配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、前記防弾成形物品が、式（１）【数2】
に従う、垂直から３０°の角度（２６）で撃たれた場合のＶ５０（
【数3】
）を有し、
式中、ＸＡは単層の前記スタックにおける単層Ａの重量分率であり、ＸＢは単層の前記スタックにおける単層Ｂの重量分率であり、
【数4】
は、単層Ａのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
【数5】
は、単層Ｂのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
【数6】
が、前記それぞれの防弾成形物品の同一の面密度においてＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験される、防弾成形物品。
【請求項13】
式【数7】
、より好ましくは式
【数8】
に関する、請求項１２に記載の防弾成形物品。
【請求項14】
少なくとも２つの繊維質層を含む防弾シートであって、各々の繊維質層が、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントを含有し、前記シートの２つの隣接する繊維質層間の前記ポリエチレンフィラメントの配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、前記ポリエチレンフィラメントが、少なくとも３．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有し、前記防弾シートが、配向ポリエチレンの前記フィラメントの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーを含み、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの前記繊維質層が、バインダーを実質的に含まず、隣接する繊維質層が、前記バインダーによって実質的に分離されており、前記防弾シートの前記繊維質層が、各々、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの層当たり４～２８ｇ／ｍ２の間、好ましくは、６～２６ｇ／ｍ２の間、より好ましくは８～２５ｇ／ｍ２の間、最も好ましくは１０～２４ｇ／ｍ２の間の面密度を有する、防弾シート。
【請求項15】
層内の前記フィラメントが、互いに部分的に融合している、請求項１４に記載の防弾シート。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
本発明は、配向ポリマーを含む少なくとも２タイプの単層の一体化スタックを含むハイブリッド防弾成形物品に関する。実施形態は、とりわけ、対弾道（ａｎｔｉｂａｌｌｉｓｔｉｃ）物品、好ましくは湾曲した対弾道物品（例えば、湾曲した防弾アーマー、ヘルメット及びレードームなど）の製造が可能であるように構成されている。好ましい形態では、ハイブリッド防弾成形物品は、第１のタイプの単層で形成された１つの第１の部分、及び多数の第２のタイプの単層で形成された１つの第２の部分を含む多重単層構成有し、この第２の部分は、衝撃面（ｓｔｒｉｋｅ ｆａｃｅ）、すなわち、ハイブリッド防弾成形物品の衝突時に最初に脅威に面する側に配置されている。本発明は、ある角度で撃たれた場合、それぞれのタイプの単層の弾道性能と比較して、弾道性能が改善されたハイブリッド防弾成形物品にさらに関する。本発明はまた、本発明のハイブリッド成形物品を形成する１タイプの単層を含む防弾シートに関する。
【0002】
ハイブリッド防弾成形物品は、当技術分野で周知である。例えば、防弾ヘルメット、防弾ベスト用インサート及び車両構成成分は、一方向に整列した高靭性ポリエチレンフィラメントを含有する繊維質単層の一体化スタックを含む成形物品を含みうる。防弾物品は、例えば、国際公開第２０１２／１５０１６９号から公知である。この公開では、第１の種類の糸によるラミネートを含む第１の層、及び第２の種類の糸によるラミネートを含む第２の層で構成された２層ハイブリッド構造が開示されている。第１の種類の糸及び第２の種類の糸は、用いられている糸の線密度が異なっている。
【0003】
防弾成形物品は、国際公開第２００８／０７７６０５号からも公知である。この公開は、一方向ポリエチレン繊維及びマトリックス材料を有する単層で構築された防弾シートの製造を開示している。さらに、防弾成形物品は、セラミック衝撃面と組み合わせた、任意選択でセラミック衝撃面と防弾シートとの間に金属層を有する圧縮防弾シートに基づいて開示されている。
【0004】
配向ポリマーを含む単層を含む圧縮成形物品もまた、当技術分野で周知である。欧州特許出願公開第１６９９９５４号は、４．０ＧＰａ以上の強度を実現する配向ポリエチレンフィラメントのそのような糸を記載している。欧州特許出願公開第１６９９９５４号は、ゴムマトリックスに包埋され、圧縮成形されて、様々な脅威に対して良好な弾道性能を有するパネルを形成する、４．１ＧＰａの引張強度を有する糸を含む繊維質単層を例示している。それにも関わらず、ＥＰ’９５４は、異なるタイプの単層を有する圧縮成形物品を記載していない。
【0005】
配向ポリエチレンポリマーを有する繊維質層を含む単層を含む他の圧縮成形物品は、国際公開第１３１３１９９６号から公知であり、これは、実質的にマトリックスを含まない繊維質層を含む一方、プラストマーの接着層が繊維質層間に存在する成形物品を記載している。国際公開第１３１３１９９６号は、記載の防弾パネルのエネルギー吸収能と剥離挙動との間の良好なバランスの実現を主張している。
【0006】
国際公開第２０１２７１８７号は、ＵＨＭＷＰＥ繊維、ポリマー樹脂及びカーボンファイバーを含むハイブリッド形成された層を追加することによって、ＵＨＭＷＰＥベースの一体化スタックの層の構造性能、例えば、曲げ剛性又は背面変形の増加を記載している。
【0007】
［概要］
従来技術に記載されている防弾パネルは当分野における妥当な改善を提供するが、単層の圧縮成形スタックは、ある角度で撃たれた場合のそれらの性能に関してさらに改善されうることが観察された。従来技術に従って調製されたパネルは、例えば７．６２×３９ｍｍ Ｍｉｌｄ Ｓｔｅｅｌ ＣｏｒｅなどのＡＫ４７ライフルから撃たれた弾による垂直射撃に関しては満足のいく性能を示すことが観察された。それにも関わらず、厳しい標準を満たすことが可能なこれらのパネルは、とりわけ低面密度のパネルにおいて、角度のある射撃に対して重大な欠陥を示しうることが見出された。そのような欠陥は、垂直衝突で測定した場合の同じパネルのＶ５０と比較して、３０度の衝突角度で測定した場合、実質的により低いＶ５０として経験されることがある。試験される単層及びパネルのタイプに依存して、本発明者らは、とりわけ、面積重量及び厚さが減少していることが公知のハイエンド弾道パネルを試験した場合に、１０～３０％、多くの場合はさらに多くの典型的な性能低下を観察した。垂直衝突から逸脱した場合、パネルを通る経路長及び貫通した弾道材料の質量が増加し、したがって、より少ない量の弾道材料が関与する垂直の状況と比較した場合に阻止力が優れるはずであるから、公知の防弾パネルのこの欠陥は驚くべきことでありうる。この現象の機械的側面は理解されていないが、防弾パネルのそのような挙動は、とりわけ、低面密度パネルを高エネルギーの脅威、例えば、広く普及しているＡＫ４７武器と組み合わせて一般に使用される７．６２×３９ Ｍｉｌｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｒｅ（ＭＳＣ）弾に対して試験した場合に観察される。
従来技術に記載されている防弾パネルは当分野における妥当な改善を提供するが、単層の圧縮成形スタックは、ある角度で撃たれた場合のそれらの性能に関してさらに改善されうることが観察された。従来技術に従って調製されたパネルは、例えば７．６２×３９ｍｍ Ｍｉｌｄ Ｓｔｅｅｌ ＣｏｒｅなどのＡＫ４７ライフルから撃たれた弾による垂直射撃に関しては満足のいく性能を示すことが観察された。それにも関わらず、厳しい標準を満たすことが可能なこれらのパネルは、とりわけ低面密度のパネルにおいて、角度のある射撃に対して重大な欠陥を示しうることが見出された。そのような欠陥は、垂直衝突で測定した場合の同じパネルのＶ５０と比較して、３０度の衝突角度で測定した場合、実質的により低いＶ５０として経験されることがある。試験される単層及びパネルのタイプに依存して、本発明者らは、とりわけ、面積重量及び厚さが減少していることが公知のハイエンド弾道パネルを試験した場合に、１０～３０％、多くの場合はさらに多くの典型的な性能低下を観察した。垂直衝突から逸脱した場合、パネルを通る経路長及び貫通した弾道材料の質量が増加し、したがって、より少ない量の弾道材料が関与する垂直の状況と比較した場合に阻止力が優れるはずであるから、公知の防弾パネルのこの欠陥は驚くべきことでありうる。この現象の機械的側面は理解されていないが、防弾パネルのそのような挙動は、とりわけ、低面密度パネルを高エネルギーの脅威、例えば、広く普及しているＡＫ４７武器と組み合わせて一般に使用される７．６２×３９ Ｍｉｌｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｒｅ（ＭＳＣ）弾に対して試験した場合に観察される。
【0008】
したがって、本発明の目的は、垂直衝突から３０°逸脱する角度で撃たれた場合の対弾道性能が改善された防弾パネルを提供することである。そのような改善は、例えば、垂直条件下でのＶ５０と比較して、前記非垂直条件下でのＶ５０のより少ない低下として見ることができる。本発明によるハイブリッド防弾成形物品は、角度のある射撃条件下で測定されたＶ５０（
）が、それが含む単層のタイプの
性能の線形平均によって予測されるよりも実質的に良好であることを示しうる。
【数1】
）が、それが含む単層のタイプの
【数2】
性能の線形平均によって予測されるよりも実質的に良好であることを示しうる。
【0009】
本発明者らは、異なる量の配向ポリマーを含む単層を単層のハイブリッドスタックに組み合わせることによって、圧縮成形物品の弾道性能が個々の性能の線形平均がもたらすであろうものよりも良好であることを見出した。そのような性能は、例えば、垂直から３０°の角度で撃たれた場合に予想されるＶ５０よりも良好であると表される。
【0010】
したがってこの目的は、単層Ａ及び単層Ｂの総重量に対して５０ｗｔ％～９５ｗｔ％の間の単層Ａ及び５ｗｔ％且つ最大５０ｗｔ％の単層Ｂを含む一体化スタックを含む防弾成形物品であって、一体化スタックが、少なくとも７．０且つ最大１５．０ｋｇ／ｍ２の面密度（ＡＤ）を有し、単層Ａ及び単層Ｂが、それぞれ配向ポリマーＡ及び配向ポリマーＢを含み、スタックの２つの隣接する単層の配向ポリマーの配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、単層Ａが、２８～８０ｇ／ｍ２の間の配向ポリマーＡの面密度を有し、単層Ｂが、４～２８ｇ／ｍ２の間の配向ポリマーＢの面密度を有し、単層Ａの配向ポリマーＡの面密度が、単層Ｂの配向ポリマーＢの面密度よりも少なくとも５ｇ／ｍ２高い、防弾成形物品によって実現される。
【0011】
そのようなハイブリッド防弾成形物品は、同様の面密度であるが単層Ａのみから構築された成形物品の、角度のある弾道衝突下での挙動を凌駕することが見出された。遭遇した問題に対して提供される解決法は、直感に反するものである。防弾物品の性能が十分でない場合、典型的にはさらなる単層を追加して、性能を必要レベルに高める。本発明者らは、言うなれば防弾材料の量を増加させる必要はなく、単層Ａの一部を同様の質量の単層Ｂ、すなわち、単層当たりより少ない量の配向ポリマーで置き換えればよいことを特定した。したがって、弾道性能が改善された得られた物品は、全体の重量が同様のものである一方、弾道改善は、単層Ａ及びＢのそれぞれの個々の性能に基づいて予想されうるものよりも優れている。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】成形物品、すなわち、本明細書に記載の実施形態の一体化ハイブリッド防弾物品から製作することができる防護防弾ヘルメット（１）の模式図である。
【0013】
［詳細な説明］
本発明の文脈において、成形物品は、単層のスタックをパネル、湾曲したパネル、又はヘルメットシェルなどの形状に一体化するように圧縮によって成形された物品であると理解される。統合は、単層のスタック又は前記単層を含む事前にアセンブルされたシートへの圧力及び温度の使用によって行われうる。統合のための圧力は、一般に、２～１０００ｂａｒの範囲であり、一方、統合中の温度は、典型的には、６０～１５０℃の範囲である。
本発明の文脈において、成形物品は、単層のスタックをパネル、湾曲したパネル、又はヘルメットシェルなどの形状に一体化するように圧縮によって成形された物品であると理解される。統合は、単層のスタック又は前記単層を含む事前にアセンブルされたシートへの圧力及び温度の使用によって行われうる。統合のための圧力は、一般に、２～１０００ｂａｒの範囲であり、一方、統合中の温度は、典型的には、６０～１５０℃の範囲である。
【0014】
単層とは、本明細書において、実質的に単一方向、すなわちポリマーの配向方向に配向されたポリマーを含む層と理解される。配向ポリマーは、フィルム、テープ又はフィラメントの形態で存在していてもよい。一方向単層ともいわれる単層は、フィルム、テープ又はフィラメントを一緒に保持しうるバインダーをさらに含んでいてもよい。前記フィルム、テープ又はフィラメントは、フィルム、テープ又はフィラメントの伸長方向又は機械方向に実質的に単一方向に配向されたポリマーを含む。
【0015】
本発明の文脈において、一方向単層は、配向ポリマーを含む。好ましくは、単層Ａ及び単層Ｂに存在する配向ポリマーは、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリアミド又はポリケトンからなる群から個々に選択される。好適なポリアミドは、例えば、脂肪族ポリアミドＰＡ－６、ＰＡ－６，６、ＰＡ－９、ＰＡ－１１、ＰＡ－４，６、ＰＡ－４，１０及びそれらのコポリアミド、並びに例えば、ＰＡ－６又はＰＡ－６，６、及び芳香族ジカルボン酸、及び脂肪族ジアミン、例えば、イソフタル酸及びテレフタル酸及びヘキサンジアミンをベースとする半芳香族ポリアミド、例えば、ＰＡ－４Ｔ、ＰＡ－６／６，Ｔ、ＰＡ－６，６／６，Ｔ、ＰＡ－６，６／６／６，Ｔ及びＰＡ－６，６／６，Ｉ／６，Ｔである。好ましくは、ＰＡ－６、ＰＡ－６，６及びＰＡ－４，６が選択される。さらに、ポリアミドブレンドも好適である。
【0016】
好適な熱可塑性ポリエステルは、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）のようなポリ（アルキレンテレフタレート）及びポリエチレンナフタネート（ＰＥＮ）のようなポリ（アルキレンナフタネート）、並びにコポリマー及び混合物である。
【0017】
好ましくは、本発明の単層及び単層Ｂは、ポリオレフィン、より好ましくはポリエチレン、最も好ましくは超高分子量ポリエチレンを含む。
【0018】
単層Ａ及び単層Ｂのポリマーが超高分子量ポリエチレン又はポリアミドを含む、本発明による成形物品が特に好ましい。これらのポリマーにより、最良の対弾道性能が得られる。
【0019】
超高分子量ポリエチレンは、直鎖状であっても分枝状であってもよいが、好ましくは、直鎖状ポリエチレンが使用される。直鎖状ポリエチレンは、本明細書において、１００個の炭素原子当たり１つ未満の側鎖、好ましくは３００個の炭素原子当たり１つ未満の側鎖を有するポリエチレンを意味すると理解され、側鎖又は分枝は、一般に、少なくとも１０個の炭素原子を含有する。側鎖は、好適には、ＦＴＩＲによって測定することができる。直鎖状ポリエチレンは、それと共重合可能な５ｍｏｌ％までの１つ又は複数の他のアルケン、例えば、プロパン、ブテン、ペンテン、４－メチルペンテン、オクテンをさらに含有していてもよい。好ましくは、直鎖状ポリエチレンは、少なくとも４ｄｌ／ｇ、より好ましくは少なくとも８ｄｌ／ｇ、さらにより好ましくは少なくとも１０ｄｌ／ｇ、最も好ましくは少なくとも１２ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ、１３５℃でデカリン溶液で決定）を有する高分子量のものである。そのようなポリエチレンは、超高分子量ポリエチレンともいわれる。典型的には、超高分子量ポリエチレンは、最大５０、より好ましくは最大４５、最も好ましくは最大４０ｄｌ／ｇのＩＶを有する。固有粘度は、Ｍｎ及びＭｗのような実際の分子質量パラメーターよりも容易に決定することができる分子量について測定する。
【0020】
フィルム及びテープとは、本明細書において、長さ寸法、幅寸法及び厚さ寸法を有し、フィルム又はテープの長さ寸法が、その幅寸法と少なくともほぼ同じであるが、好ましくは、その幅寸法よりも大きく、前記長さ寸法が、その厚さ寸法よりもはるかに大きい、長尺体と理解される。好ましくは、テープという用語はまた、リボン、ストリップの実施形態を含む。好ましい実施形態では、テープの幅寸法は、その厚さ寸法よりもはるかに大きい。好ましくは、厚さに対する幅の比は、少なくとも１０、より好ましくは少なくとも５０、さらにより好ましくは少なくとも１０、最も好ましくは少なくとも５００である。典型的には、テープは、少なくとも２ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍ、より好ましくは少なくとも５０ｍｍ、最も好ましくは少なくとも１００ｍｍの幅を有する一方、好ましくは、テープは、最大５００ｍｍ、好ましくは最大４００ｍｍの幅を有していてもよい。一般に、テープという用語は、長尺体が単層の全幅にわたるのに十分な幅ではない場合、例えば、単一の単層を構築するために単一のテープの幅よりも大きな幅が必要な場合に用いられる。フィルムという用語は、特に、長尺体の幅が、それが存在する単層の幅寸法に達して、単一のフィルムが一息に単層にわたるのに十分である場合に使用され、したがって、単層は、単一のフィルム又はいくつかの積層フィルムを含みうる。
【0021】
本発明の一方向単層に存在するテープは、配向ポリマーを含み、したがって、異方性である。異方性とは、本出願の文脈において、第１の方向の弾性率が、それに垂直な方向の弾性率よりも少なくとも３倍高い２つの互いに垂直な方向を、テープの平面において定義できることを意味する。一般に、好ましくは異方性ポリマーテープ層の前記第１の方向は、ポリマーの配向方向を表し、当技術分野において、機械方向又は延伸方向（又は配向方向）ともいわれ、典型的には、最高の機械特性を有する。そのような異方性テープ又はフィルムを調製する方法は、例えば、国際公開第２０１０／０６６８１９号に記載されており、これは、参照により本明細書に組み込まれる。
【0022】
好ましい実施形態では、本発明の成形物品に含有された一方向単層の少なくとも一部は、物品の長さ及び幅とほぼ同じ長さ及び幅を有する単一のテープ又はフィルムを含む。本明細書の以下では、この実施形態の目的で、そのようなテープはフィルムという。したがって、フィルムの幅及び長さの寸法は、本発明の物品の寸法に依存し、これは次に、その用途に依存する。当業者であれば、前記フィルムの横方向寸法を通常通りに決定することができる。
【0023】
別の好ましい実施形態では、本発明の成形物品に含有された一方向単層の少なくとも一部は、各々複数のテープを含む。より好ましくは、本発明の成形物品に含有されたすべての単層Ａ及び／又はすべての単層Ｂが、複数のテープを含む。好ましくは、前記単層を形成するテープは、１０ｍｍ～５００ｍｍの間、より好ましくは２０～４００ｍｍの間、最も好ましくは４０ｍｍ～２００ｍｍの間の幅を有する。そのような単層において、複数のテープは、重なることなく互いの隣に一方向に配置されていてもよく、テープはまた、隣接するテープと部分的に重なって配置構成されていてもよい。一方向に整列したテープはまた、規則的又は非構造的な方法で互いに積層されていてもよい。
【0024】
テープを製造するための方法は、無端ベルトの組合せの間にポリマー粉末を供給するステップ、ポリマー粉末をその融点未満の温度で圧縮成形するステップ、及び得られた圧縮成形ポリマーを圧延し、続いて延伸するステップを含む。そのような方法は、例えば、米国特許第５，０９１，１３３号に記載されており、これは、参照により本明細書に組み込まれる。所望の場合、ポリマー粉末を供給及び圧縮成形する前に、ポリマー粉末は、前記ポリマーの融点よりも高い沸点を有する好適な液体有機化合物と混合されてもよい。圧縮成形はまた、無端ベルト間でポリマー粉末を一時的に保持しながらそれらを移送することによって実施されてもよい。これは、例えば、プレスプラテン及び／又はローラーを無端ベルトと連結して設けることによって行うことができる。
【0025】
テープを製造するための好ましい方法は、ポリマーを押出機に供給するステップ、テープをその融点を超える温度で押出するステップ、及び押出ポリマーテープをその融解温度未満で延伸するステップを含む。好ましくは超高分子量ポリエチレンを使用する場合などの所望の場合、ポリマーを押出機に供給する前に、ポリマーは、好適な液体有機化合物と混合されて、例えば、ゲルを形成してもよい。
【0026】
なお別の好ましい方法では、テープは、ゲル法によって調製される。好適なゲル紡糸法は、例えば、英国特許出願公開第２０４２４１４号、英国特許出願公開第２０５１６６７号、欧州特許出願公開第０２０５９６０及び国際公開第０１／７３１７３号、並びに「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｉｂｒｅ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ編、Ｗｏｏｄｈｅａｄ Ｐｕｂｌ．Ｌｔｄ（１９９４）、ＩＳＢＮ １８５５７３ １８２ ７に記載されている。簡潔には、ゲル紡糸法は、高い固有粘度のポリマーの溶液を調製するステップ、溶液を、溶解温度を超える温度でテープに押出するステップ、フィルムをゲル化温度未満に冷却し、それによって、テープを少なくとも部分的にゲル化するステップ、並びに溶媒の少なくとも部分的な除去の前、その間及び／又はその後に、テープを延伸するステップを含む。
【0027】
テープを調製する記載の方法において、製造されたテープの延伸、好ましくは一軸延伸は、当技術分野で公知の手段によって実施されうる。そのような手段は、好適な延伸ユニットでの押出伸長及び引張伸長を含む。機械強度及び剛性を増加させるために、延伸は、複数ステップで実施されてもよい。好ましい超高分子量ポリエチレンテープの場合、延伸は、典型的には、多数の延伸ステップで一軸に実施される。第１の延伸ステップは、例えば、３の伸長係数（ｓｔｒｅｔｃｈ ｆａｃｔｏｒ）に延伸することを含みうる。複数回の延伸により、典型的には、１２０℃までの延伸温度では９の伸長係数、１４０℃までの延伸温度では２５の伸長係数、並びに１５０℃まで及びそれよりも高い延伸温度では５０の伸長係数がもたらされうる。昇温で複数回延伸することによって、約５０以上の伸長係数に達しうる。この結果、高強度のテープが得られ、超高分子量ポリエチレンのテープでは、１．８ＧＰａ以上の強度を得ることができる。
【0028】
テープを調製するためのなお別の好ましい方法は、圧力、温度及び時間の組合せ下での一方向に配向された繊維を機械により融合するステップを含む。繊維質テープとも呼ばれるそのようなテープ及びそのようなテープを調製する方法は、欧州特許出願公開第２２０５９２８号に記載されており、これは、参照により本明細書に組み込まれる。好ましくは、一方向に配向されたフィラメントは、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）フィラメントである。ＵＨＭＷＰＥフィラメントは、ゲル紡糸法によって調製され、例えば、英国特許出願公開第２０４２４１４号又は国際公開第０１／７３１７３号に記載されているものが、好ましくは使用される。ゲル紡糸法は、高固有粘度を有する直鎖状ポリエチレンの溶液を調製するステップ、溶液を、溶解温度を超える温度でフィラメントに紡糸するステップ、フィラメントを、ゲル化が起こるようにゲル化温度未満に冷却するステップ、並びに溶媒の除去の前、その間及び／又はその後にフィラメントを延伸するステップから本質的になる。繊維の機械による融合によって調製されたＵＨＭＷＰＥテープにより、特に良好な対弾道特性が得られる。
【0029】
本発明の単層Ａに存在するテープの面密度は、基本的に、広範囲に選択することができる。典型的には、本発明のテープの面密度は、８０ｇ／ｍ２を超えず、より好ましくは７０ｇ／ｍ２を超えず、さらにより好ましくは６０ｇ／ｍ２を超えず、最も好ましくは５０ｇ／ｍ２を超えない一方、この実施形態では、面密度は、好ましくは、少なくとも２８ｇ／ｍ２、より好ましくは少なくとも３０ｇ／ｍ２、さらにより好ましくは少なくとも３５ｇ／ｍ２、最も好ましくは少なくとも４０ｇ／ｍ２である。この実施形態の好ましい面密度は、単層Ａのテープに適しており、本発明の成形物品の弾道性能への頑強且つ経済的な解決法を提供する。本発明の別の実施形態では、例えば、単層Ａに存在するテープの面密度は、２８ｇ／ｍ２を超えず、好ましくは２６ｇ／ｍ２を超えず、より好ましくは２５ｇ／ｍ２を超えず、さらにより好ましくは２４ｇ／ｍ２を超えず、最も好ましくは２２ｇ／ｍ２を超えない一方、この実施形態では、面密度は、好ましくは、少なくとも４ｇ／ｍ２、より好ましくは少なくとも６ｇ／ｍ２、さらにより好ましくは少なくとも８ｇ／ｍ２、最も好ましくは少なくとも１０ｇ／ｍ２である。この実施形態の好ましい面密度は、単層Ｂに存在するテープに適しており、本発明の成形物品の優れた弾道性能をもたらしうる。
【0030】
本発明の目的の糸は、少なくとも２つの個々のフィラメント、好ましくは少なくとも１０、１００又はさらにはそれよりも多いフィラメントを含有する長尺体である。フィラメントとは、本明細書において、その長さ寸法が幅及び厚さの横寸法よりもはるかに大きい長尺体と理解される。典型的には、フィラメントは、連続した長さを有するといわれる。本発明の文脈において、フィラメントは、同様に繊維ということがある。連続した長さを有するステープル繊維の分野で認められている形状因子は、本発明の文脈においてフィラメントとは考えない。フィラメントは、規則的又は不規則な断面を有していてもよく、典型的には、断面は円形であるが、また、長円又は楕円であってもよい。
【0031】
単層Ａ及び単層Ｂは、配向ポリマーを含む一方向に整列したフィラメントを各々又はいずれも含んでもよく、本明細書の以下において、それぞれ配向ポリマーＡ及び配向ポリマーＢという。フィラメントは、互いに同じであっても異なっていてもよく、芳香族ポリアミドフィラメント、液晶ポリマー及びはしご様ポリマーフィラメント、ポリオレフィンフィラメント、ポリビニルアルコールフィラメント、並びにポリアクリロニトリルフィラメントからなる群から選択されうる。一部の実施形態によると、第１の単層又は第２の単層のうちの少なくとも１つは、超高分子量（ＵＨＭＷ）ポリエチレンフィラメント、ポリベンズイミダゾール繊維、ポリ（１，４－フェニレン－２，６－ベンゾビスオキサゾール繊維及び／又はポリ（２，６－ジイミダゾ［４，５－β－４’，５’－ε］ピリジニレン－１，４－（２，５－ジヒドロキシ）フェニレン）フィラメント、好ましくは超高分子量（ＵＨＭＷ）ポリエチレン繊維で形成されている。さらにより好ましい実施形態では、第１及び第２の単層の両方が、超高分子量（ＵＨＭＷ）ポリエチレン繊維を含む。好ましくは、ＵＨＭＷポリエチレン繊維は、少なくとも４ｄｌ／ｇ、より好ましくは少なくとも８ｄｌ／ｇ、さらにより好ましくは少なくとも１０ｄｌ／ｇ、最も好ましくは少なくとも１２ｄｌ／ｇの固有粘度（ＩＶ）を有する超高分子量ポリエチレンから作製されている。そのようなポリエチレンは、超高分子量ポリエチレンともいわれる。典型的には、超高分子量ポリエチレンは、最大５０、より好ましくは最大４５、最も好ましくは最大４０ｄｌ／ｇのＩＶを有する。
【0032】
本発明で使用されるフィラメントを製造するための１つの方法は、ポリエチレンを押出機に供給するステップ、フィラメントをその融点を超える温度で押出するステップ、及び押出フィラメントをその融解温度未満で延伸するステップを含む。好ましくは超高分子量ポリエチレンを使用する場合などの所望の場合、ポリマーを押出機に供給する前に、ポリマーは、好適な液体化合物と混合されて、例えば、ゲルを形成してもよい。
【0033】
好ましい方法では、本発明で使用されるフィラメントは、ゲル紡糸法によって調製される。好適なゲル紡糸法は、例えば、英国特許出願公開第２０４２４１４号、英国特許出願公開第２０５１６６７号、欧州特許出願公開第０２０５９６０号及び国際公開第０１／７３１７３号に記載されている。簡潔には、ゲル紡糸法は、高固有粘度のポリエチレンの溶液を調製するステップ、溶液を、溶解温度を超える温度で溶液フィラメント（複数可）に押出するステップ、溶液繊維をゲル化温度未満に冷却し、それによって、フィラメントのポリエチレンを少なくとも部分的にゲル化するステップ、並びに溶媒の少なくとも部分的な除去の前、その間及び／又はその後に、フィラメントを延伸するステップを含む。
【0034】
高靭性フィラメントを調製する記載の方法において、製造されたフィラメントの延伸、好ましくは一軸延伸は、当技術分野で公知の手段によって実施されうる。そのような手段は、好適な延伸ユニットでの押出伸長及び引張伸長を含む。機械引張強度及び剛性を増加させるために、延伸は、複数ステップで実施されてもよい。
【0035】
好ましいＵＨＭＷＰＥフィラメントの場合、延伸は、典型的には、多数の延伸ステップにおいて一軸に実施され、ポリマーに配向がもたらされる。第１の延伸ステップは、例えば、少なくとも１．５、好ましくは少なくとも３．０の伸長係数（延伸比とも呼ばれる）への延伸を含みうる。複数回の延伸により、典型的には、１２０℃までの延伸温度では９までの伸長係数、１４０℃までの延伸温度では２５までの伸長係数、並びに１５０℃まで及びそれよりも高い延伸温度では５０以上の伸長係数がもたらされうる。昇温で複数回延伸することによって、約５０以上の伸長係数に達しうる。この結果、高靭性ポリエチレンフィラメントが得られ、超高分子量ポリエチレンでは、２．０Ｎ／ｔｅｘ～６．０Ｎ／ｔｅｘ以上の靭性を得ることができる。
【0036】
本発明の防弾成形物品の単層のフィラメントは、好ましくは、少なくとも１．５Ｎ／ｔｅｘ、より好ましくは少なくとも２．０Ｎ／ｔｅｘ、さらにより好ましくは少なくとも２．５Ｎ／ｔｅｘ、さらにより好ましくは少なくとも３．０Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する。最大靭性は、約６．０Ｎ／ｔｅｘまでであってもよい。一般に、靭性は、７．０Ｎ／ｔｅｘ未満である。一部の実施形態は、約２．５～約５．０Ｎ／ｔｅｘの間の靭性を有するフィラメントを用いる。他の実施形態は、約４．０～約５．０Ｎ／ｔｅｘの間の靭性を有するフィラメントを用いる。一部の実施形態によると、繊維は、３．０～４．０Ｎ／ｔｅｘの間、より好ましくは３．２～３．８Ｎ／ｔｅｘの間、又は最も好ましくは３．３～３．７Ｎ／ｔｅｘの間の靭性を示す。この靭性は、方法に記載の通りに、（２５℃で）決定される。
【0037】
好ましくは、単層Ａ及び単層Ｂに存在するテープ及び又はフィラメントは、高性能テープ又はフィラメントである。高性能とは、本明細書において、フィラメントの前記テープが、少なくとも２．０Ｎ／ｔｅｘ、好ましくは少なくとも２．２Ｎ／ｔｅｘ、最も好ましくは少なくとも２．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有することと理解される。そのような高靭性フィラメント又はテープは、妥当な対弾道性能をもたらすことが当技術分野で公知であり、そのため、弾道フィラメント又はテープとも呼ばれる。単層に存在するテープ又はフィラメントの靭性を限定する理由はないが、現在公知の製品は、最大８．０Ｎ／ｔｅｘ、又はさらには最大７．０Ｎ／ｔｅｘ、又はさらには最大６．０Ｎ／ｔｅｘなどのレベルに限定された靭性を有しうる。
【0038】
好ましくは、単層のテープ及びフィラメントは、配向ポリエチレン、好ましくは超高分子量ポリエチレンを含み、したがって、本発明の好ましい実施形態は、単層Ａが配向ポリエチレン、好ましくは配向ＵＨＭＷＰＥの一方向に整列したテープ又はフィラメントを含有し、前記テープ又はフィラメントが少なくとも２．０Ｎ／ｔｅｘ、好ましくは少なくとも２．２Ｎ／ｔｅｘ、最も好ましくは少なくとも２．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する、防弾成形物品に関する。
【0039】
優れた防弾強度を有する単層は、本発明において単層Ｂとして用いるのにより好適であり、費用対性能のより良好なバランスを有するハイブリッド成形物品をもたらすことがさらに観察された。したがって、本発明の好ましい実施形態は、単層Ｂが配向ポリマーＢの一方向に整列したテープ又はフィラメントを含有し、前記テープ又はフィラメントが少なくとも２．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する、成形防弾物品に関する。好ましくは、単層Ｂの配向ポリマーのテープ又はフィラメントは、少なくとも２．８、より好ましくは少なくとも３．０、最も好ましくは少なくとも３．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する。本発明の防弾成形物品のさらに好ましい実施形態では、単層Ｂのフィラメント又はテープの配向ポリマーは、ポリエチレン、より好ましくはＵＨＭＷＰＥであり、したがって、好ましい実施形態は、本明細書においてポリエチレンフィラメント又はテープともいう配向ポリエチレンの、一方向に整列したテープ又はフィラメントを含有する単層Ｂであって、前記テープ又はフィラメントが少なくとも３．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する、単層Ｂに関する。好ましくは、単層Ｂの配向ポリエチレンのテープ又はフィラメントは、少なくとも３．８、より好ましくは少なくとも４．０、さらにより好ましくは少なくとも４．２、なおより好ましくは少なくとも４．５Ｎ／ｔｅｘ、最も好ましくは少なくとも４．８Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する。当業者であれば、ポリエチレンフィラメント又はテープの靭性には理論及び実用限界があり、したがって、ポリエチレンフィラメント又はテープは、好ましくは、最大８．０、好ましくは最大７．０、より好ましくは最大６．０Ｎ／ｔｅｘの靭性を有することを認識するであろう。好ましいポリエチレンは、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）である。最良の結果は、ポリエチレンフィラメント又はテープが超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を含み、少なくとも３．５Ｎ／ｔｅｘ、より好ましくは少なくとも４．０Ｎ／ｔｅｘ、最も好ましくは少なくとも４．２Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する場合に得られた。本発明者らは、ＵＨＭＷＰＥについて、最良の弾道性能を実現できたことを観察した。
【0040】
好ましい実施形態では、単層Ｂのフィラメント又はテープは、単層Ａのフィラメント又はテープの靭性よりも少なくとも１０％、すなわち１．１０倍高い靭性を有する。より好ましくは、単層Ｂのフィラメント又はテープは、単層Ａのフィラメント又はテープの靭性よりも少なくとも２０％高い靭性を有する。さらにより好ましくは、単層Ｂのフィラメント又はテープは、単層Ａのフィラメント又はテープの靭性よりも少なくとも３０％高い靭性を有する。一般に、単層Ｂ面のフィラメント又はテープは、単層Ａのフィラメント又はテープの靭性の２００％未満、好ましくは１５０％未満の靭性を有する。
【0041】
単層Ａ及び／又はＢに存在するフィラメントは、最大１０ｄｔｅｘ、好ましくは最大６．０ｄｔｅｘ、より好ましくは最大４．０ｄｔｅｘ、さらにより好ましくは最大３．０、最も好ましくは最大２．０ｄｔｅｘの、典型的には力価といわれる線密度を有しうる。より低い力価を有するフィラメントは、改善された弾道性能を示し、性能のばらつきの少ない単層の製造を可能にすることが観察された。さらに好ましい実施形態では、単層Ａ及び／又はＢに存在するフィラメントは、少なくとも０．１０ｄｔｅｘ、好ましくは少なくとも０．２０ｄｔｅｘ、最も好ましくは少なくとも０．４０ｄｔｅｘの線密度を有する。そのようなより低い限界は、経済面及び現在の製造法の技術によって引き起こされる。
【0042】
単層Ａ及び単層Ｂは、当技術分野においてマトリックス又は接着剤ともいわれるバインダー材料を任意選択で含んでいてもよい。バインダー材料という用語は、フィラメント又はテープを一緒に結合又は保持する材料をいう。バインダー材料は、フィラメントの全体又は一部を封入していてもよく、単層の構造が取り扱い、例えば、前駆体シート、サブシート又は防弾シートの作製の間に保持されるように、積層テープを互いに連結するように作用しうる。単層Ａ及び／又は単層Ｂに存在するバインダー材料は、それぞれ、バインダーＡ及びバインダーＢといわれ、前記単層に存在する配向ポリマーの質量と比較して最大２０ｗｔ％を構成しうる。好ましい実施形態では、単層Ａ及び／又は単層Ｂのバインダー材料の量は、４～１８重量％の範囲である。より好ましくは、単層Ａ及び／又は単層Ｂのバインダー材料の量は、５～１６重量％の範囲である。したがって、本発明の好ましい実施形態では、単層Ａは、単層Ａに存在する配向ポリマーＡの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーＡを含み、及び／又は単層Ｂは、単層Ｂに存在する配向ポリマーＢの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーＢを含む。
【0043】
本発明の圧縮成形物品に存在するバインダーの総量は、好ましくは、物品の重量に対して２０．０ｗｔ％未満である。好ましくは、防弾物品に存在するバインダーの総量は、物品の総重量に対して６．０～１８．０ｗｔ％である。より好ましくは、存在するバインダーの総量は、スタックの総量に対して７．０～１７．０ｗｔ％、最も好ましくは８．０～１６．０ｗｔ％である。
【0044】
単層Ｂのバインダー材料の量は０ｗｔ％であってもよいが、好ましくは、単層に存在する配向ポリマーの質量の少なくとも１ｗｔ％である。より好ましくは、単層Ｂのバインダー材料は、少なくとも３ｗｔ％であり、最も好ましくは、単層Ｂのバインダー材料は、単層Ｂの配向ポリマーの質量の少なくとも５ｗｔ％である。
【0045】
単層Ａ及びＢのうちの少なくとも１つにおいて用いられるバインダー材料は、エラストマーマトリックス材料であってもよく、このマトリックス材料は、典型的には、約３ＭＰａ未満、時に約２．５ＭＰａ未満、例えば、約２．０ＭＰａ未満の引張係数（すなわち、ＩＳＯ ５２７に従って１００％の歪みで、２３℃で測定した割線係数）を有する。これにより、防弾成形物品はさらに改善される。一部の実施形態によると、エラストマーマトリックス材料は、約１．５ＭＰａ未満の引張係数を有していてもよい。
【0046】
エラストマーマトリックスは、ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、エチレン－プロピレンコポリマー、エチレン－プロピレン－ジエンターポリマー、ポリスルフィドポリマー、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、変性ポリオレフィン、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリクロロプレン、可塑化ポリ塩化ビニル、ブタジエンアクリロニトリルエラストマー、ポリ（イソブチレン－コ－イソプレン）、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリエーテル、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、熱可塑性エラストマー、及びエチレンコポリマーからなる群から選択される少なくとも１つの材料で構成されていてもよい。一部の実施形態によると、エラストマーマトリックス材料は、コンジュゲートジエン及びビニル芳香族モノマーのブロックコポリマーを含んでいてもよい。これに関して、コンジュゲートジエンは、ブタジエン又はイソプレンであってもよく、一方、ビニル芳香族モノマーは、スチレン、ビニルトルエン又はｔ－ブチルスチレンであってもよい。
【0047】
代替の実施形態では、単層Ａ又はＢのうちの少なくとも１つに用いられているバインダー材料は、典型的には、それぞれ他の単層Ｂ又はＡに用いられているマトリックス材料の引張係数よりも高い引張係数を有する。好ましくは、この引張係数（すなわち、ＩＳＯ ５２７に従って１００％の歪みで、約２３℃で測定した割線係数）は、少なくとも３ＭＰａ以上、例えば、少なくとも約５ＭＰａ以上、例えば約５００ＭＰａまでの引張係数である。このバインダー材料は、アクリレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、好ましくはポリエチレン、変性ポリオレフィン及びエチレン酢酸ビニルからなる群から選択される少なくとも１つであってもよい。好ましくは、このバインダー材料は、ポリウレタン又は変性ポリエチレンを含有する。
【0048】
水中分散剤体として適用することができるバインダー材料が特に好適である。マトリックス材料として用いられうる好適な熱可塑性材料の例としては、（ポリ）アクリレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、好ましくはポリエチレン、変性ポリオレフィン、（ポリ）エチレン酢酸ビニル及びエチレンアクリル酸コポリマー、並びにそれらの組合せ及び誘導体が挙げられる。
【0049】
本発明の一部の実施形態は、単層Ａ及び／又は単層Ｂが繊維質単層である、成形物品に関する。繊維質単層という用語とは、本明細書において、フィラメントを含む、すなわち、フィラメントが前駆体材料として使用される方法によって得られる単層と理解される。繊維質単層のフィラメントは、前記単層、並びにシート及びパネルのようなそれに由来する製品においてなお識別可能であってもよい。識別可能とは、フィラメントを、肉眼又は顕微鏡による単層又はその断面の検査によって特定することができることと理解される。フィラメントは、機械的に変性されていても、されていなくてもよい。繊維質単層は、非繊維質単層とは構造的に異なり、これは、例えば、ポリマー粉末を圧縮、又はポリマーの溶液若しくは溶融物を紡糸して、上に記載の通りのフィルム又はテープを形成することによって得ることができる。そのような後者の単層において、フィラメントは識別可能ではなく、及び／又はフィラメントは、単層を製造するために用いられていない。本発明による繊維質単層の断面は、理想的には、顕微鏡で観察した場合、単層を形成するフィラメント間の境界を有する。単層のフィラメント間にはポリマーマトリックスが存在しうる。本発明の一実施形態では、繊維質単層は、単層のフィラメント間にマトリックスを実質的に含まない。したがって、本発明の文脈において、繊維質単層は、一方向に整列したテープ又はフィルムなどの他の防弾形状因子とは対照的である。
【0050】
好ましくは、配向ポリマー、好ましくは配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントを含む単層Ａ及び／又はＢは、ポリエチレンフィラメントの少なくとも１．０、より好ましくは少なくとも１．３、最も好ましくは少なくとも１．５倍の厚さである。異なる厚さを有するポリエチレンフィラメントが使用される場合、フィラメントの厚さとは、本明細書において、単層に存在するフィラメントの平均厚さと理解される。フィラメントの厚さは、当業者に公知の手段によって、例えば、単層の断面を評価することによって、若しくはフィラメント力価から導出することによって、測定することができる。好ましくは、前記層の最大厚さは、個々のフィラメントの厚さの２０倍以下、より好ましくは１０倍以下、さらにより好ましくは５倍以下、最も好ましくは３倍以下である。
【0051】
本発明の文脈において、一方向単層という用語は、一方向配向ポリマーを含む層をいい、好ましくは、一方向ポリマーは、繊維又はテープを形成し、配向ポリマーを含む繊維又はテープは、本質的に、互いに平行に配向されている。一方向単層は、前記一方向単層の厚さをなすように１つ又は複数の重ね合わせられた平行フィラメント又はテープを含有していてもよい。
【0052】
本発明の圧縮成形物品は、互いに隣接する複数の単層を含む一方、単層のポリマーの配向方向は、隣接する単層のポリマーの配向方向に関してある特定の角度回転している。前記角度は、少なくとも４０°且つ９０°までであり、より好ましくは、角度は、少なくとも７０°、より好ましくは少なくとも８０°であり、最も好ましくは、角度は約９０°である。
【0053】
本発明の圧縮成形物品は、必要量の対応する単層を積層することによって得られたものであってもよいが、スタックは、前記単層のうちの少なくとも２つを含む事前にアセンブルされたシートから構築されていてもよい。事前にアセンブルされたシートは、当技術分野において前駆体シート又はプリプレグともいい、シートは、配向ポリマーを含む３つ以上の単層を含んでいてもよく、各単層におけるポリマー配向の方向は、上記の通り、隣接する単層のフィラメント方向に関して少なくとも４０°の角度回転している。好ましくは、２、４、６、８又は１０個の単層のセットが、各単層のポリマーの配向方向が、隣接する単層のポリマーの配向方向に関して回転しているように事前にアセンブルされ、続いて、シートが、０°及び９０°配向とも呼ばれる実質的に２つの配向方向に配向ポリマーを含有するように、シートに単層のスタックが統合されてもよい。事前にアセンブルされたシートの一体化は、シートを形成する圧力及び温度の使用によって行われうる。一体化のための圧力は、一般に、２～１０００ｂａｒの範囲であり、一方、一体化の間の温度は、典型的には、６０～１５０℃の範囲である。
【0054】
本発明の圧縮成形物品は、単層Ａ及び単層Ｂの一体化スタックを含み、単層Ａの重量は、物品における単層の総重量の５０ｗｔ％～９５ｗｔ％の間であり、単層Ｂの重量は、物品における単層の総重量の５ｗｔ％～５０ｗｔ％の間である。好ましくは、スタックは、単層Ａ及び単層Ｂの総重量に対して、６０ｗｔ％～９０ｗｔ％の間の単層Ａ及び１０ｗｔ％～４０ｗｔ％の間の単層Ｂ、より好ましくは６６ｗｔ％～８５ｗｔ％の間の単層Ａ及び１５ｗｔ％～３４ｗｔ％の間の単層Ｂを含む。そのような好ましい比の圧縮成形物品は、想定される改善を実現するためにそれほど高品質な単層Ｂが求められない点で、より良好な費用性能プロファイルを有する傾向がある。
【0055】
タイプＡ及びＢの層の積層は、任意の順序、例えば、ランダム、交互、クラスター、勾配又は分離で実施してもよい。ここで層とは、単層Ａ若しくはＢ、又はここで上で言及した、単層Ａ又はＢの事前にアセンブルされたシートと理解される。ランダムとは、層Ａ及びＢが、互いにランダム方式で続くこと、すなわち、スタックの層のタイプが、１つ前のものに依存しないことと理解される。交互とは、層Ａ及びＢが、互いに規則的なパターンに従うことと理解される。クラスターとは、それぞれの層Ａ及び層Ｂのうちの多数が、互いに隣接し、層Ａ及び層Ｂのクラスターを形成し、層Ａ及び層Ｂのこのクラスターが、交互又はランダムな順序で互いに向けてさらに配置構成されていてもよいことと理解される。クラスターにおける単層Ａ又はＢの数は、例えば、１０個の単層から成形物品中に存在している１つのタイプの半分又は実質的にすべての単層まで実に様々でありうる。実質的にすべてとは、少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９８％、最も好ましくはすべての関連する単層と理解される。勾配とは、層Ｂの数及び／又は質量が、スタックにわたって不均一に分布しており、スタックの片側にタイプＢの単層がより多い一方、スタックのもう一方の側では枯渇していることと理解される。そのような勾配は、ランダム又はクラスター積層原理と組み合わせられてもよい。分離とは、単層Ａ及びＢが、積層順においてほとんど混合されないことと理解される。言い換えると、１つのタイプの実質的にすべての単層が、１つ又は複数のサブスタックにグループ化されており、一方、サブスタックは、アセンブルされて成形物品が形成される。好ましくは、成形物品は、タイプＡの単層の１つ又は複数の領域、及び単層Ｂの１つ又は複数の領域を含む。好ましい実施形態では、防弾成形物品は、単層Ｂのサブスタックを形成する互いに隣接して積層された少なくとも５０ｗｔ％の単層Ｂを有し、好ましくは少なくとも８０ｗｔ％の単層Ｂが、単層Ｂのサブスタックを形成し、より好ましくは、実質的にすべての単層Ｂがサブスタックを形成している。本発明者らは、単層を互いに分離する、すなわち、このタイプの単層のサブスタックを形成することによって、成形物品の弾道性能をさらに改善しうることを特定した。好ましくは、本発明の成形物品は、単層Ｂが防弾物品の一方の外側面、好ましくは物品の衝撃面においてより豊富である勾配を有する。さらに好ましい実施形態では、本発明の防弾成形物品は、成形物品の外側面に配置された、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは実質的にすべての単層Ｂを含む少なくとも１つのサブスタックを含み、好ましくは、単層Ｂのサブスタックは、成形物品の衝撃面を形成している。
【0056】
面密度（ＡＤ）とは、所与の面積の重量をその表面積で割ったものでありと理解され、平方メートル当たりのキログラム［ｋｇ／ｍ２］又は平方メートル当たりのグラム［ｇ／ｍ２］で表される。実質的に平坦な物品の場合、サンプルの重量をその面積で割ることができるが、より一般的な方法は、成形物品の平均厚さに密度を掛けることによって、湾曲した、より複雑な形状の物品を考慮して提供される。本明細書で使用される場合、平均厚さは、各測定値が他の測定値から少なくとも５ｃｍ間隔を空けた、物品にわたって分布した少なくとも５つの測定値を取り、平均値を計算することによって測定される。本明細書で使用される場合、成形物品の密度は、圧縮成形物品のサンプルを秤量し、それを前記サンプルの体積で割ることによって測定される。一部の実施形態では、構成成分、例えば配向ポリマーの面密度とは、ここでは、ある面積におけるこの構成成分の重量を、前記面積で割ったものをいうことが理解される。或いは、構成成分の面密度は、関連する部分の面密度に、前記部分における関連する構成成分の重量分率を掛けることによって計算することができる。本発明の一体化スタックは、少なくとも７．０且つ最大１５．０ｋｇ／ｍ２の面密度（ＡＤ）を有する。技術水準のパネル、例えば、厳しい標準を満たすことが可能なパネルは、角度のある射撃に対する欠陥を示すことが観察された。本発明者らは、そのような欠陥が、より低面密度の成形対弾道物品においてより顕著になることを特定した。とりわけハイエンドグレードの場合、より低いパネル面密度及び厚さが、垂直条件下でのそれらの良好な弾道性能により可能である場合に、そのような欠陥が明らかとなる。したがって、本発明は、とりわけ、減少した面密度による弾道防護に関連する。したがって、本発明の好ましい実施形態は、最大１３．０、好ましくは最大１２．０、より好ましくは最大１１．０、最も好ましくは最大１０．０ｋｇ／ｍ２のＡＤを有する防弾成形物品に関する。パネルをタイプＢの単層とハイブリッド化することは、これらのより低い面密度の防弾成形物品においてとりわけ有利であることが観察された。それは、ある角度で衝突する発射体を受ける際の技術水準の材料の不備を低減又は解消する。したがって、垂直及び非垂直条件下の両方において高いＶ５０性能を示す低重量の対弾道解決法が、利用可能となる。
【0057】
本発明の防弾成形物品は、単層当たり４～２８ｇ／ｍ２の間の配向ポリマーの面密度を有する単層Ｂを含む。単層をそのような低配向ポリマー面密度と組み合わせることにより、より高い面密度の配向ポリマーの単層を有する成形物品の非垂直衝突性能が実質的に改善することが示された。本発明の好ましい実施形態では、防弾成形物品に存在する単層Ｂは、６～２６ｇ／ｍ２の間、好ましくは８～２５ｇ／ｍ２の間、より好ましくは１０～２４ｇ／ｍ２の間、最も好ましくは１２～２２ｇ／ｍ２の間の配向ポリマーＢの面密度を有する。そのような好ましい低面密度を有する単層により、防弾物品に存在する単層の数を増加させ、その
性能に正の影響を及ぼすことが可能になる。低面密度の単層は機器出力に負の影響を与えるため、単層Ｂの面密度の下限は、存在するフィラメント又はテープの厚さ、及び製造効率によって与えられる。重い単層Ｂは、非垂直衝突条件下で必要な性能の改善を示さない。
【数3】
性能に正の影響を及ぼすことが可能になる。低面密度の単層は機器出力に負の影響を与えるため、単層Ｂの面密度の下限は、存在するフィラメント又はテープの厚さ、及び製造効率によって与えられる。重い単層Ｂは、非垂直衝突条件下で必要な性能の改善を示さない。
【0058】
好ましい実施形態では、防弾物品の単層Ｂは、６～２６ｇ／ｍ２の間、好ましくは８～２５ｇ／ｍ２の間、より好ましくは１０～２４ｇ／ｍ２の間、最も好ましくは１２～２２ｇ／ｍ２の間の面密度のポリエチレンフィラメント又はポリエチレンテープを有する。単層におけるポリエチレンフィラメント又はテープの面密度は、単層の所与の面積に存在する高性能ポリエチレンフィラメントのポリエチレンの質量をその表面積で割ったものであると理解され、平方メートル当たりのグラムで表される。ポリエチレンフィラメント又はテープの面密度はまた、単層の面密度に、単層に存在するポリエチレンの質量分率を掛けたものに基づいて演算することができる。
【0059】
本発明の好ましい実施形態は、単層を含む防弾成形物品であって、単層Ｂが、配向ポリエチレンの一方向に整列したテープ又はフィラメント及びバインダーＢの複合単層である、防弾成形物品に関する。複合単層及びそれらの製造は、当技術分野で一般に公知であり、例えば、国際公開第２００５０６６４０１号及び国際公開第２０１７０６０４６９号に記載されており、これらは参照により本明細書に含まれる。好ましくは、方法は、任意の形態のバインダー、例えば、バインダーの溶液、エマルジョン又は水性分散体を一方向に整列したフィラメント又はテープの単層に適用するステップを含む。得られた含浸された単層は乾燥されて、複合単層が形成する。前記複合単層は、それらの順番に、２つ以上の複合単層をクロスプライ及び圧縮成形することによって、事前にアセンブルされて複合シートを形成することができる。したがって、そのような複合シートは、バインダーに包埋された、一方向に整列したフィラメント又はテープの少なくとも２つの隣接する単層を含む。フィラメント又はテープは、一方向（ＵＤ）構成体としても公知の平行アレイ構成体におけるものであり、これは、種々の従来技術のうちの任意のものによって得ることができることが理解される。バインダーは、フィラメントを実質的に包埋しており、単層のフィラメント又はテープを一緒に結合する複合単層全体にわたって存在する。
【0060】
本発明の好ましい代替の実施形態は、単層Ｂが、バインダーを実質的に含まない配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメント又はテープ、及びバインダーＢの層を各々含み、バインダーを実質的に含まない配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメント又はテープの隣接する層が、前記バインダーＢによって互いに接着している、防弾成形物品に関する。したがって、単層Ｂのフィラメント又はテープは、前記単層のフィラメント又はテープを含むポリエチレン間にいずれのバインダー又はマトリックス材料も実質的に含まない。フィラメント又はテープの層内にバインダー又はマトリックス材料が存在しない場合、本発明の防弾物品の防弾特性が改善しうることが観察された。本発明の文脈において、バインダーを実質的に含まないとは、配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメント又はテープの層が、２．０ｗｔ％未満のバインダーを含有することと理解され、バインダーの重量パーセンテージは、ポリエレンフィラメント又はテープの重量に関する重量である。好ましくは、実質的に含まないこととは、１．０ｗｔ％未満、より好ましくは、０．５ｗｔ％未満のバインダーが一方向に配列したフィラメント又はテープの層内に存在することをいう。
【0061】
結合マトリックスが実質的に存在しない配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメント又はテープの層は、典型的には、フィラメントの融合から形成される。融合は、好ましくは、実質的に溶融結合をもたらさない圧力、温度及び時間の組合せ下で実現される。好ましくは、ＤＳＣ（１０℃／分）によって検出した場合に検出可能な溶融結合は、存在しない。検出可能な溶融結合が存在しないとは、サンプルを３連で分析した場合に、部分的に溶融した再結晶繊維と一致する目視可能な吸熱効果が検出されないことを意味する。好ましくは、融合は、機械的融合である。機械的融合は、フィラメントの変形によって起こり、平行配置構成されたフィラメントの機械的連結が増加し、フィラメント間のファンデルワールス相互作用が増加すると考えられる。したがって、層内のフィラメントは、典型的には、融合している。したがって、単層は、任意の結合マトリックス又は接着剤の存在なしに良好な構造安定性を有しうる。さらに、単層は、フィラメントのどのような溶融もなしに良好な構造安定性を有しうる。
【0062】
結合マトリックスが実質的に存在しない配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメント又はテープの層は、フィラメントの平行アレイを高温及び圧力に供することによって形成されうる。圧力を適用するための手段は、カレンダー、平滑ユニット、二重ベルトプレス又は交互プレスであってもよい。圧力を適用する好ましい方法は、実質的に国際公開第２０１２／０８０２７４号に記載の通り、一方向に配向した繊維のアレイをカレンダーのニップに導入することによる。
【0063】
典型的には、バインダーを実質的に含まない配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメント又はテープの層は、４～２８μｍ、好ましくは６～２６μｍの間、より好ましくは８～２５μｍの間、最も好ましくは１０～２４μｍの間の厚さを有する。層の厚さは、例えば、顕微鏡を使用して、３回の測定の平均を取ることによって測定することができる。そのような厚さは、一方向に整列したフィラメント又はテープの層間に配置されたバインダー材料の層を除外する。
【0064】
本発発明の代替の本実施形態では、バインダーが実質的に存在しない配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメント又はテープの隣接する層は、前記バインダーの層によって互いに分離及び接着されている。バインダーという用語は、本文脈において接着剤とも呼ばれ、一方向に配列したフィラメント又はテープの隣接する層を一緒に結合する材料をいう。接着剤は、単層又は複数のクロスプライされた単層の事前にアセンブルされたシートに構造的剛性をもたらしうる。接着剤はまた、本発明の成形物品の一方向に整列した繊維の隣接する単層間の層間結合を改善するように作用する。本発明の成形物品において、接着剤は、一方向に配列したフィラメント又はテープの隣接する層間に層を形成する。典型的な好ましいバインダーについては、上で論じている。
【0065】
本実施形態の文脈において、接着剤は、典型的には、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの層に実質的に浸透しない。好ましくは、接着剤は、層にまったく浸透しない。したがって、接着剤は、一方向に整列したフィラメントの単一の単層内のフィラメント間の結合剤としては作用しない。好ましくは、防弾成形物品は、結合マトリックスが実質的に存在しない一方向に整列したフィラメントの複数の層、及び前記隣接するフィラメント層間に存在する接着剤の層を含む。好ましくは、接着剤は、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントのすべての隣接する層間に存在する。
【0066】
バインダーを実質的に含まず、隣接する繊維質層がバインダーの層によって互いに接着した、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの層を含む繊維質単層Ｂを含む防弾成形物品の本発明の実施形態の場合、成形物品は、必要数のポリエチレンフィラメントを含む単層と接着剤層とを交互に積層することによって形成することができる。そのような物品を製造する方法は、大量の層が積層される観点から煩雑となる。したがって、ある特定数のフィラメント層及び接着剤層の交互層を含むシートの形態の中間生成物は、本発明の防弾成形物品の製造を単純にするために興味深い生成物を表す。
【0067】
したがって、本発明の実施形態は、予備アセンブルされた防弾シート、すなわち、前駆体シートであって、少なくとも２つの繊維質層を含み、各々の繊維質層は、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントを含有し、シートの２つの隣接する繊維質層間のポリエチレンフィラメントの配向方向は、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、ポリエチレンフィラメントは、少なくとも３．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有し、防弾シートは、配向ポリエチレンのフィラメントの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーを含み、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの繊維質層は、バインダーを実質的に含まず、隣接する繊維質層は、バインダーによって実質的に分離されており、防弾シートの繊維質層は、各々、防弾シートに存在する配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの層当たり４～２８ｇ／ｍ２好ましくは、６～２６ｇ／ｍ２の間、より好ましくは８～２５ｇ／ｍ２の間、最も好ましくは１０～２４ｇ／ｍ２の間の面密度を有する、防弾シートに関する。したがって、防弾シートは、好ましくは、２つの繊維質層を含むシートでは８～５６ｇ／ｍ２の間、４つの繊維質層を含むシートでは１６～１１２ｇ／ｍ２の間、６つの繊維質層を含むシートでは２４～１６８ｇ／ｍ２の間、及び８つの繊維質層を含むシートでは３２～２２４ｇ／ｍ２の間の、配向ポリエチレンのフィラメントの面密度を有する。より好ましくは、防弾シートは、２つの繊維質層を含むシートでは１２～５２ｇ／ｍ２の間、４つの繊維質層を含むシートでは２４～１０４ｇ／ｍ２の間、及び６つの繊維質層を含むシートでは３６～１５６ｇ／ｍ２の間、及び８つの繊維質層を含むシートでは４８～２０８ｇ／ｍ２の間の配向ポリエチレンのフィラメントの面密度（ＡＤ）を有し、最も好ましくは、防弾シートは、２つの繊維質層を含むシートでは２０～４８ｇ／ｍ２の間、４つの繊維質層を含むシートでは４０～９６ｇ／ｍ２の間、及び６つの繊維質層を含むシートでは６０～１４４ｇ／ｍ２の間、及び８つの繊維質層を含むシートでは８０～１９２ｇ／ｍ２の間の配向ポリエチレンのフィラメントの面密度（ＡＤ）を有する。
【0068】
本実施形態の防弾物品又はシートにおいて、接着層は、完全層、例えばフィルム、連続部分層、例えばウェブ、又は分散部分層、例えば、接着剤のスポット若しくは島を含んでいてもよい。本発明の本実施形態による防弾シートのバインダーの量は、広範囲で様々であってもよく、とりわけ、湾曲した防弾成形物品の必要な最終特性、及び繊維質層に存在する配向ポリエチレンのフィラメントの性質に依存する。典型的には、防弾シートに存在するバインダーの量は、５．０～２０ｗｔ％の間である。好ましい実施形態では、バインダーの前記濃度は、６．０～１７ｗｔ％の間、好ましくは７．０～１４ｗｔ％の間、最も好ましくは８．０～１２ｗｔ％の間であり、重量パーセンテージは、防弾シートの総重量に対するバインダーの重量である。
【0069】
本実施形態のシートは、ポリエチレンを含むフィラメントのそのような層間にバインダーを実質的に含まない繊維質層を含む。フィラメントの層内にバインダー材料が存在しない場合、本発明の防弾物品の防弾特性が改善しうることが観察された。繊維質層が結合マトリックスを実質的に含まない配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの層は、典型的には、フィラメントの融合から形成され、好ましくは、融合は、フィラメントの変形による機械的融合であり、平行配置構成されたフィラメントの機械的連結が増加し、フィラメント間のファンデルワールス相互作用が増加する。したがって、層内のフィラメントは、典型的には、互いに部分的に融合している。したがって、単層は、存在している任意の結合マトリックス又は接着剤なしに良好な構造安定性を有しうる。さらに、単層は、フィラメントのどのような溶融もなしに良好な構造安定性を有しうる。
【0070】
本発明による防弾成形物品は、非垂直条件下で撃たれた場合、すなわち、衝突の位置において垂直から３０°逸脱する角度で物品に衝突する射撃の場合、種々の発射体、中でも、ＡＫ４７弾として公知の脅威、より正確には７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣに対する際立った対弾道性能を有する。中でも、本発明の防弾成形物品は、技術水準の解決法の重量基準の弾道性能を凌駕しうる。したがって、好ましい実施形態は、方法に記載の通りに測定して９．８ｋｇ／ｍ２の面密度を有する成形物品でＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験した場合、少なくとも６００ｍ／秒の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０（
）を有する、本発明による防弾成形物品に関する。好ましくは、前記条件下での
は、少なくとも６５０ｍ／秒、より好ましくは少なくとも７００ｍ／秒、最も好ましくは少なくとも７５０ｍ／秒である。
【数4】
）を有する、本発明による防弾成形物品に関する。好ましくは、前記条件下での
【数5】
は、少なくとも６５０ｍ／秒、より好ましくは少なくとも７００ｍ／秒、最も好ましくは少なくとも７５０ｍ／秒である。
【0071】
なおより重要なことに、本発明者らは、本発明による防弾成形物品の弾道性能が、防弾構成成分として単層Ａのみを含む防弾物品と比較して改善された対弾道性能を示すことを観察した。単層Ａの重量分率をより高性能の単層Ｂで置き換えることにより、全弾道性能が改善することが予想されるものの、驚くべきことに、垂直衝突から３０°逸脱する角度でぶつかる射撃によって７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣにより撃たれた場合に、非垂直衝突下での性能を実質的に改善できたことが観察された。本発明者らの主な成果は、非垂直方式でぶつかった場合の技術水準の材料の性能を改善する対防弾成形物品を開発することである。したがって、好ましい実施形態は、９．８ｋｇ／ｍ２の面密度を有する成形物品でＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験した場合に、少なくとも６００ｍ／秒の、３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０（
）を有する本発明による防弾成形物品であって、ＸＡが、単層のスタックにおける単層Ａの重量分率であり、ＸＢが、単層における単層Ｂの重量分率であり、
が、単層Ａのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
が、単層Ｂのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
であり、
が、それぞれの防弾成形物品の同一の面密度において、方法に記載の通りに測定したＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験される、防弾成形物品に関する。好ましくは、防弾成形物品は、
、より好ましくは
を有する。
【数6】
）を有する本発明による防弾成形物品であって、ＸＡが、単層のスタックにおける単層Ａの重量分率であり、ＸＢが、単層における単層Ｂの重量分率であり、
【数7】
が、単層Ａのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
【数8】
が、単層Ｂのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
【数9】
であり、
【数10】
が、それぞれの防弾成形物品の同一の面密度において、方法に記載の通りに測定したＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験される、防弾成形物品に関する。好ましくは、防弾成形物品は、
【数11】
、より好ましくは
【数12】
を有する。
【0072】
本発明のさらなる実施形態は、単層Ａ及び単層Ｂの総重量に対して５０ｗｔ％～９５ｗｔ％の間の単層Ａ及び５ｗｔ％且つ最大５０ｗｔ％の単層Ｂを含む一体化スタックを含む防弾成形物品であって、一体化スタックが、少なくとも７．０且つ最大１５．０ｋｇ／ｍ２の面密度（ＡＤ）を有し、単層Ａ及び単層Ｂが、それぞれ配向ポリマーＡ及び配向ポリマーＢを含み、スタックの２つの隣接する単層の配向ポリマーの配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、防弾成形物品が、式（１）
に従う、垂直から３０°の角度（２６）で撃たれた場合の（
）を有し、
式中、ＸＡは単層のスタックにおける単層Ａの重量分率であり、ＸＢは単層のスタックにおける単層Ｂの重量分率であり、
は、単層Ａのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
は、単層Ｂのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
が、それぞれの防弾成形物品の同一の面密度においてＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験される、防弾成形物品に関する。好ましくは、防弾成形物品は、
、より好ましくは
を有する。
【数13】
に従う、垂直から３０°の角度（２６）で撃たれた場合の（
【数14】
）を有し、
式中、ＸＡは単層のスタックにおける単層Ａの重量分率であり、ＸＢは単層のスタックにおける単層Ｂの重量分率であり、
【数15】
は、単層Ａのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
【数16】
は、単層Ｂのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
【数17】
が、それぞれの防弾成形物品の同一の面密度においてＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験される、防弾成形物品に関する。好ましくは、防弾成形物品は、
【数18】
、より好ましくは
【数19】
を有する。
【0073】
好ましくは、防弾成形物品の単層Ｂは、配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメント又はテープの層、及びバインダーＢの層の複合単層である。好ましい代替の実施形態では、単層Ｂは、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの繊維質層を含み、これは、バインダーを実質的に含まず、隣接する繊維質層は、バインダーＢの層によって互いに接着している。
【0074】
本発明の防弾成形物品の好ましい適用分野は、アーマーなどの防弾物品の分野である。防弾物品の機能は２要素であり、高速の発射体を停止するべきであり、且つそれを最小の背面変形で行うべきである。背面変形は、実際には、物品の非衝突側で測定可能な衝突による凹みのサイズである。典型的には、背面変形は、防弾物品の衝突面の平面に垂直な最大変形（単位ｍｍ）で測定される。驚くべきことには、本発明に従って作製された複合シートがアーマーに使用される場合、衝突による凹みのサイズは小さいことが観察された。言い換えると、背面の痕跡が小さい。そのようなアーマーは、発射体を停止する際の背面の痕跡の低減を示し、したがって、停止された発射体がぶつかった後のヒトの頭蓋骨及び脳への外傷が低減されるため、戦闘用ヘルメットのシェルにとりわけ好適である。
【0075】
本発明は、以下の実施例によってさらに説明されるが、それらに限定されることはない。
【0076】
本出願において言及される試験方法は、以下の通りである：
ＩＶ：固有粘度は、方法ＡＳＴＭ Ｄ１６０１（２００４）に従って、デカリン中１３５℃、溶解時間１６時間で、酸化防止剤として２ｇ／ｌ溶液の量でＢＨＴ（ブチル化ヒドロキシトルエン）を用い、異なる濃度で測定した粘度を濃度ゼロに対して外挿することによって決定する。
ＩＶ：固有粘度は、方法ＡＳＴＭ Ｄ１６０１（２００４）に従って、デカリン中１３５℃、溶解時間１６時間で、酸化防止剤として２ｇ／ｌ溶液の量でＢＨＴ（ブチル化ヒドロキシトルエン）を用い、異なる濃度で測定した粘度を濃度ゼロに対して外挿することによって決定する。
【0077】
フィラメントの線密度及び機械特性（フィラメントの靭性及びフィラメントの引張係数）の決定は、一定の引張力及び標点距離並びに変動励起振動数を使用する振動試験の原理（ＡＳＴＭ Ｄ １５７７）に従う線密度測定のための一体型測定ヘッドにより、一定伸長率の原理（ＤＩＮ ５１ ２２１、ＤＩＮ ５３ ８１６、ＩＳＯ ５０７９）に従って動作する半自動のマイクロプロセッサー制御した引張試験機（Ｆａｖｉｍａｔ、試験機ｎｏ．３７０７４、Ｔｅｘｔｅｃｈｎｏ Ｈｅｒｂｅｒｔ Ｓｔｅｉｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ製、Ｍｏｎｃｈｅｎｇｌａｄｂａｃｈ、Ｇｅｒｍａｎｙ）で実施する。Ｆａｖｉｍａｔ試験機は、１２００ｃＮ秤、ｎｏ．１４４０８９８９を備えている。Ｆａｖｉｍａｔソフトウェアのバージョン番号：３．２．０。
【0078】
フィラメントの破壊を妨げる、フィラメント引張試験の間のクランプの滑りは、図４に従うＦａｖｉｍａｔクランプの採用によって排除する。
【0079】
上側クランプ１２１は、ロードセル（図示せず）に取付けられている。下側クランプ１２２は、引張試験の間、選択された引張試験速度で下向き方向（Ｄ）に動く。試験対象のフィラメント（１２５）は、２つのクランプの各々において、プレキシガラス（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ）（登録商標）で作製された２つのあご面１２３（４×４×２ｍｍ）間に挟まれ、セラミックピン１２４に対して３回巻かれている。引張試験の前に、セラミックピン間のフィラメント長の線密度を振動により決定する。フィラメントの線密度の決定は、５０ｍｍのフィラメントの標点距離（Ｆ）（図４を参照されたい）、２．５０ｃＮ／ｔｅｘのプレテンションで（糸の線密度及びフィラメント数から計算した予想されるフィラメントの線密度を使用して）実施する。続いて、引張試験は、２５ｍｍ／分のより低いクランプの試験速度で、０．５０ｃＮ／ｔｅｘのプレテンションにより実施し、フィラメントの靭性は、測定した破断力及び振動により決定したフィラメントの線密度から計算する。伸び歪みは、０．５０ｃＮ／ｔｅｘの所定のプレテンションでプレキシガラスの上側及び下側あご面間の全フィラメント長を使用することによって決定する。応力－歪み曲線の開始は、一般に、いくらかのゆるみを示すため、弾性率は、２つの応力レベル間の弦弾性率として計算する。例えば、１０～１５ｃＮ／ｄｔｅｘの間の弦弾性率は、式（１）：
（式中、
ε１０＝１０ｃＮ／ｄｔｅｘ（％）の応力における伸び歪み；及び
ε１５＝１５ｃＮ／ｄｔｅｘ（％）の応力における伸び歪み））
によって得られる。
測定した破断伸びは、式（２）：
（式中、
ＥＡＢ＝補正した破断伸び（％）
ＥＡＢ（測定値）＝測定した破断伸び（％）
ε５＝５ｃＮ／ｄｔｅｘの応力における伸び歪み（％）
ＣＭ（５：１０）＝５～１０ｃＮ／ｄｔｅｘの間の弦弾性率（Ｎ／ｔｅｘ））
によってゆるみについて補正する。
【数20】
（式中、
ε１０＝１０ｃＮ／ｄｔｅｘ（％）の応力における伸び歪み；及び
ε１５＝１５ｃＮ／ｄｔｅｘ（％）の応力における伸び歪み））
によって得られる。
測定した破断伸びは、式（２）：
【数21】
（式中、
ＥＡＢ＝補正した破断伸び（％）
ＥＡＢ（測定値）＝測定した破断伸び（％）
ε５＝５ｃＮ／ｄｔｅｘの応力における伸び歪み（％）
ＣＭ（５：１０）＝５～１０ｃＮ／ｄｔｅｘの間の弦弾性率（Ｎ／ｔｅｘ））
によってゆるみについて補正する。
【0080】
パネル、シート又は単層の面密度（ＡＤ）は、好ましくは０．４ｍ×０．４ｍのサンプルの重量を誤差０．１ｇで測定することによって決定した。
【0081】
本発明の成形パネルにおいて、単層又はシートの面密度は、単一又は複数の単層の厚さを測定し、決定した厚さに、関連する単層又はシートの密度を掛けることによって決定することもできる。
【0082】
成形物品の弾道性能は、８つの個々のパネルに対する８回の個々の射撃のＶ５０値を計算することによって決定した。矩形サンプルパネル（図４、２０）は、２００ｍｍ×２００ｍｍの寸法を有し、繊維配向は、２つのその側面に対してそれぞれ平行であった。サンプルパネルを、目標ホルダーフレーム（図４には図示されていない）の後ろに、片側が地面に平行になるように固定し、接着剤テープの小片でその場に維持した。射撃距離は１０メートルであり、射撃は、パネル（２０）の中心（２２）を狙った。使用した発射体（２４）は、例えば、Ｓｅｌｌｉｅｒ ａｎｄ Ｂｅｌｌｏｔ，Ｃｚｅｃｈ Ｒｅｐｕｂｌｉｃによって供給される７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ（ＡＫ４７）であった。最初の射撃は、射撃の５０％が停止すると想定される発射体速度（Ｖ５０）で発射する。停止できた場合、次の射撃は、前の速度よりも４０ｍ／秒速い想定速度で発射する。貫通した場合、次の射撃は、前の速度よりも４０ｍ／秒遅い想定速度で発射する。発射体の速度は、衝突の１ｍ手前で測定した。実験により得られたＶ５０値についての結果は、４回の最速停止及び４回の最低速貫通の算術平均である。停止又は貫通の余剰がある場合、停止となった射撃の数と、貫通となった射撃の数とが同じになるまで、これらの余剰を排除する必要がある。これは、最低射撃速度の停止を排除するか、又は最高射撃速度の貫通を排除することによって達成する。弾がパネル端部から出るという可能性の低い事象（３０度の角度で試験した場合）では、この特定の射撃は無効であり、Ｖ５０計算において考慮すべきではない。
【0083】
【数22】
試験（図４ａ）の場合、目標ホルダー（図示せず）は、発射体（２４）の射線（２１）が衝突の位置（２２）においてパネル（２０）に直交する（９０°の角度２５）、すなわち、射線（２１）が衝突の位置（２２）において垂直（２３）と同一であるように配置される。
【0084】
【数23】
試験の場合（図４ｂ）、目標ホルダー（図示せず）は、その垂直軸に対して３０°の角度回転しており、発射体（２４）の射線（２１）が衝突の位置（２２）において垂直（２３）に対して３０°の角度（２６）を形成している。疑義を避けるために、したがって、パネル（２０）と射線（２１）との間の角度は、６０°である。
【0085】
前駆体シートＡ
前駆体シートＡは、ダイニーマ（Ｄｙｎｅｅｍａ）（登録商標）８８０ ｄｔｅｘ ＳＫ９９（ＤＳＭ、Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）から製造された。糸を、張力を制御したクリールでボビンからほどき、リードに通した。続いて、糸を展開ユニットに供給することによって、糸を展開して、幅約５５０ｍｍのフィラメントの隙間のない床を形成した。次いで、展開した糸をカレンダーに供給した。カレンダーのロールは直径４００ｍｍを有し、適用したライン圧は２０００Ｎ／ｃｍであった。８ｍ／分のライン速度及び１５４℃のロール表面温度でラインを操作した。カレンダーにおいて、糸は繊維質テープに融合した。テープを、第１のローラースタンドによってカレンダーから取り出した。粉末散布ユニットをカレンダーと第１のローラースタンドとの間に配置し、繊維質テープに対して約１０ｗｔ％の、Ｂｏｒｅａｌｉｓ、Ｖｉｅｎｎａ、Ａｕｓｔｒｉａから入手可能なバインダーＱｕｅｏ １００７粉末をテープの上面に適用した。粉末を有するテープを高温でカレンダー処理し、巻き取った。約５５０ｍｍの幅及び３７ｇ／ｍ２の総面密度を有する繊維質テープを製造した。テープにおける高度に配向されたポリエチレンの面密度は、３３．６ｇ／ｍ２であった。
前駆体シートＡは、ダイニーマ（Ｄｙｎｅｅｍａ）（登録商標）８８０ ｄｔｅｘ ＳＫ９９（ＤＳＭ、Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）から製造された。糸を、張力を制御したクリールでボビンからほどき、リードに通した。続いて、糸を展開ユニットに供給することによって、糸を展開して、幅約５５０ｍｍのフィラメントの隙間のない床を形成した。次いで、展開した糸をカレンダーに供給した。カレンダーのロールは直径４００ｍｍを有し、適用したライン圧は２０００Ｎ／ｃｍであった。８ｍ／分のライン速度及び１５４℃のロール表面温度でラインを操作した。カレンダーにおいて、糸は繊維質テープに融合した。テープを、第１のローラースタンドによってカレンダーから取り出した。粉末散布ユニットをカレンダーと第１のローラースタンドとの間に配置し、繊維質テープに対して約１０ｗｔ％の、Ｂｏｒｅａｌｉｓ、Ｖｉｅｎｎａ、Ａｕｓｔｒｉａから入手可能なバインダーＱｕｅｏ １００７粉末をテープの上面に適用した。粉末を有するテープを高温でカレンダー処理し、巻き取った。約５５０ｍｍの幅及び３７ｇ／ｍ２の総面密度を有する繊維質テープを製造した。テープにおける高度に配向されたポリエチレンの面密度は、３３．６ｇ／ｍ２であった。
【0086】
前記繊維質テープのうちの３つを、平行に隣接して整列させて、１６００ｍｍ幅の単層Ａを形成した。第２の同一の、５つのテープの単層を、上向きであるが、隣接する単層の繊維に垂直に整列して、両方の単層の接着剤層と共に第１の単層の上に形成した。７４ｇ／ｍ２の面密度を有する２層のクロスプライ前駆体シートＡを製造した。
【0087】
前駆体シートＢ
方法に供給する糸の数を減らすことによって、製造された繊維質テープの面密度を低減したことを除いて、前駆体シートＡについての方法を繰り返した。したがって、２７ｇ／ｍ２の総面密度を有する繊維質単層を製造し、単層における高度に配向されたポリエチレンの面密度は２４．５ｇ／ｍ２であり、マトリックス含有量は約１０ｗｔ％であった。
方法に供給する糸の数を減らすことによって、製造された繊維質テープの面密度を低減したことを除いて、前駆体シートＡについての方法を繰り返した。したがって、２７ｇ／ｍ２の総面密度を有する繊維質単層を製造し、単層における高度に配向されたポリエチレンの面密度は２４．５ｇ／ｍ２であり、マトリックス含有量は約１０ｗｔ％であった。
【0088】
前記単層の、１０８ｇ／ｍ２の面密度を有する４層のクロスプライ前駆体シートＢを製造した。
【0089】
比較実験（ＣＥ）１．１
４００×４００ｍｍの寸法を有する１３３の前駆体シートＡを、フィラメントの方向を交互に０°／９０°に確実に維持するようにして、積層した。前駆体シートのスタックは、９．７８ｋｇ／ｍ２の面密度を有した。前駆体シートのスタックを、１６．５ＭＰａ及び１４５℃で４０分間、成形物品に圧縮し、続いて、２ＭＰａで２０分間冷却した。得られたパネルを、さらなる試験のために２００×２００ｍｍの４つの等しい正方形に切り出した。
４００×４００ｍｍの寸法を有する１３３の前駆体シートＡを、フィラメントの方向を交互に０°／９０°に確実に維持するようにして、積層した。前駆体シートのスタックは、９．７８ｋｇ／ｍ２の面密度を有した。前駆体シートのスタックを、１６．５ＭＰａ及び１４５℃で４０分間、成形物品に圧縮し、続いて、２ＭＰａで２０分間冷却した。得られたパネルを、さらなる試験のために２００×２００ｍｍの４つの等しい正方形に切り出した。
【0090】
成形パネルを、７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ（ＡＫ４７）弾により３０°衝突で試験して、表２に報告する通りに弾道性能を決定した。
【0091】
比較実験（ＣＥ）１．２
ＣＥ１．１と同様に、９１の前駆体シートＢを積層し、圧縮成形して、単層Ｂのみを含むパネルを得た。
ＣＥ１．１と同様に、９１の前駆体シートＢを積層し、圧縮成形して、単層Ｂのみを含むパネルを得た。
【0092】
実施例１．１～１．３
それぞれ９０、８０及び７０ｗｔ％の単層Ａ、並びに１０、２０及び３０ｗｔ％の単層Ｂを含むハイブリッドパネルを、最初に、対応する数の４００×４００ｍｍの前駆体シートＡ、続いて、対応する量の４００×４００ｍｍ前駆体シートＢを積層することによって製造した。スタックを圧縮成形し、ＣＥ１．１に記載の通り、２００×２００ｍｍのパネルに切り出した。防弾パネルの詳細は表１に見出すことができる。成形パネルの単層Ｂを含む側を、７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ（ＡＫ４７）弾で撃って、３０°の角度条件におけるＶ５０を決定した。その結果を表２に報告する。
それぞれ９０、８０及び７０ｗｔ％の単層Ａ、並びに１０、２０及び３０ｗｔ％の単層Ｂを含むハイブリッドパネルを、最初に、対応する数の４００×４００ｍｍの前駆体シートＡ、続いて、対応する量の４００×４００ｍｍ前駆体シートＢを積層することによって製造した。スタックを圧縮成形し、ＣＥ１．１に記載の通り、２００×２００ｍｍのパネルに切り出した。防弾パネルの詳細は表１に見出すことができる。成形パネルの単層Ｂを含む側を、７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ（ＡＫ４７）弾で撃って、３０°の角度条件におけるＶ５０を決定した。その結果を表２に報告する。
【0093】
観察できる通り、Ｅｘ１．１～１．３のパネルの
は、単層Ａのみを含むＣＥ１のパネルを実質的に凌駕しているが、前記パネルはまた、ＣＥ１．１及び１．２の個々のパネルの
の線形平均計算に基づいて予想されうるもの（「予想される
」の列）よりも実質的に高い
を示す。例えば、パネルＣＥ１．１の１０ｗｔ％の単層Ａを１０ｗｙｔ％の単層Ｂで置き換えることにより、理論的には、パネルの
は約１５ｍ／秒増加するはずであるが、実施例１．１は、ほぼ１２０ｍ／秒の改善である、８４８ｍ／秒の実際の
、を示す。
【数24】
は、単層Ａのみを含むＣＥ１のパネルを実質的に凌駕しているが、前記パネルはまた、ＣＥ１．１及び１．２の個々のパネルの
【数25】
の線形平均計算に基づいて予想されうるもの（「予想される
【数26】
」の列）よりも実質的に高い
【数27】
を示す。例えば、パネルＣＥ１．１の１０ｗｔ％の単層Ａを１０ｗｙｔ％の単層Ｂで置き換えることにより、理論的には、パネルの
【数28】
は約１５ｍ／秒増加するはずであるが、実施例１．１は、ほぼ１２０ｍ／秒の改善である、８４８ｍ／秒の実際の
【数29】
、を示す。
【0094】
【表1】
【0095】
【表2】
【図1】
【図2】
【図3(a)】
【図3(b)】
【図4】
【手続補正書】
【提出日】2024-02-01
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
単層Ａ及び単層Ｂの総重量に対して５０ｗｔ％～９５ｗｔ％の間の単層Ａ及び５ｗｔ％且つ最大５０ｗｔ％の単層Ｂを含む一体化スタックを含む防弾成形物品であって、前記一体化スタックが、少なくとも７．０且つ最大１５．０ｋｇ／ｍ２の面密度（ＡＤ）を有し、前記単層Ａ及び前記単層Ｂが、それぞれ配向ポリマーＡ及び配向ポリマーＢを含み、前記スタックの２つの隣接する単層の前記配向ポリマーの配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、前記単層Ａが、２８～８０ｇ／ｍ２の間の前記配向ポリマーＡの面密度を有し、前記単層Ｂが、４～２８ｇ／ｍ２の間の前記配向ポリマーＢの面密度を有し、前記単層Ａの前記配向ポリマーＡの前記面密度が、前記単層Ｂの前記配向ポリマーＢの前記面密度よりも少なくとも５ｇ／ｍ２高い、防弾成形物品。
【請求項2】
前記単層Ｂが、配向ポリエチレンの一方向に整列したテープ又はフィラメントを含有し、前記テープ又はフィラメントが、少なくとも３．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項3】
少なくとも５０ｗｔ％の前記単層Ｂが、互いに隣接して積層され、単層Ｂのサブスタックを形成しており、好ましくは少なくとも８０ｗｔ％の前記単層Ｂが、単層Ｂのサブスタックを形成しており、より好ましくは、実質的にすべての単層Ｂが単層Ｂのサブスタックを形成している、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項4】
単層Ｂの前記サブスタックが、前記成形物品の外側面に配置されており、好ましくは、単層Ｂの前記サブスタックが、前記成形物品の衝突面を形成している、請求項３に記載の防弾成形物品。
【請求項5】
前記単層Ａが、単層Ａに存在する前記配向ポリマーＡの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーＡを含み、及び／又は前記単層Ｂが、単層Ｂに存在する前記配向ポリマーＢの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーＢを含む、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項6】
前記単層Ａが、配向ポリエチレンの一方向に整列したテープ又はフィラメントを含有し、前記テープ又はフィラメントが、少なくとも２．０Ｎ／ｔｅｘの靭性を有する、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項7】
最大１３．０、好ましくは最大１２．０、より好ましくは最大１１．０、最も好ましくは最大１０．０ｋｇ／ｍ２のＡＤを有する、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項8】
前記単層Ｂが、６～２６ｇ／ｍ２の間、好ましくは８～２５ｇ／ｍ２の間、より好ましくは１０～２４ｇ／ｍ２の間、最も好ましくは１２～２２ｇ／ｍ２の間の配向ポリマーＢの面密度を有する、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項9】
前記単層Ｂが、配向ポリエチレンの一方向に整列したテープ又はフィラメント及びバインダーＢの複合単層である、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項10】
前記単層Ｂが、バインダーを実質的に含まない配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの層、及びバインダーＢの層を各々含み、バインダーを実質的に含まない配向ポリエチレンの一方向に配列したフィラメントの隣接する層が、前記バインダーＢによって互いに接着している、請求項１に記載の防弾成形物品。
【請求項11】
９．８ｋｇ／ｍ２の前記成形物品の面密度においてＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験した場合、少なくとも６００ｍ／秒の、垂直から３０°の角度（２６）で撃たれた場合のＶ５０（【数1】
）を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の防弾成形物品。
【請求項12】
単層Ａ及び単層Ｂの総重量に対して５０ｗｔ％～９５ｗｔ％の間の単層Ａ及び５ｗｔ％且つ最大５０ｗｔ％の単層Ｂを含む一体化スタックを含む防弾成形物品であって、前記一体化スタックが、少なくとも７．０且つ最大１５．０ｋｇ／ｍ２の面密度（ＡＤ）を有し、前記単層Ａ及び前記単層Ｂが、それぞれ配向ポリマーＡ及び配向ポリマーＢを含み、前記スタックの２つの隣接する単層の前記配向ポリマーの配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、前記防弾成形物品が、式（１）【数2】
に従う、垂直から３０°の角度（２６）で撃たれた場合のＶ５０（
【数3】
）を有し、
式中、ＸＡは単層の前記スタックにおける単層Ａの重量分率であり、ＸＢは単層の前記スタックにおける単層Ｂの重量分率であり、
【数4】
は、単層Ａのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
【数5】
は、単層Ｂのみを含む防弾成形物品の、垂直から３０°の角度で撃たれた場合のＶ５０であり、
【数6】
が、前記それぞれの防弾成形物品の同一の面密度においてＡＫ４７ ７．６２×３９ｍｍ ＭＳＣ発射体に対して試験される、防弾成形物品。
【請求項13】
式【数7】
、より好ましくは式
【数8】
に関する、請求項１２に記載の防弾成形物品。
【請求項14】
少なくとも２つの繊維質層を含む防弾シートであって、各々の繊維質層が、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントを含有し、前記シートの２つの隣接する繊維質層間の前記ポリエチレンフィラメントの配向方向が、少なくとも４０且つ９０度まで異なり、前記ポリエチレンフィラメントが、少なくとも３．５Ｎ／ｔｅｘの靭性を有し、前記防弾シートが、配向ポリエチレンの前記フィラメントの重量に対して５．０～２０ｗｔ％の間のバインダーを含み、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの前記繊維質層が、バインダーを実質的に含まず、隣接する繊維質層が、前記バインダーによって実質的に分離されており、前記防弾シートの前記繊維質層が、各々、配向ポリエチレンの一方向に整列したフィラメントの層当たり４～２８ｇ／ｍ２の間、好ましくは、６～２６ｇ／ｍ２の間、より好ましくは８～２５ｇ／ｍ２の間、最も好ましくは１０～２４ｇ／ｍ２の間の面密度を有する、防弾シート。
【請求項15】
層内の前記フィラメントが、互いに部分的に融合している、請求項１４に記載の防弾シート。【国際調査報告】