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KR20010089661A - Hybrid Protective Composite - Google Patents

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Publication number
KR20010089661A
KR20010089661A KR1020017007805A KR20017007805A KR20010089661A KR 20010089661 A KR20010089661 A KR 20010089661A KR 1020017007805 A KR1020017007805 A KR 1020017007805A KR 20017007805 A KR20017007805 A KR 20017007805A KR 20010089661 A KR20010089661 A KR 20010089661A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fabric
layers
composite
fibers
woven
Prior art date
Application number
KR1020017007805A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100471335B1 (en
Inventor
민손 제이. 치오우
Original Assignee
메리 이. 보울러
이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22810752&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20010089661(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from US09/217,360 external-priority patent/US6162746A/en
Application filed by 메리 이. 보울러, 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 filed Critical 메리 이. 보울러
Publication of KR20010089661A publication Critical patent/KR20010089661A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100471335B1 publication Critical patent/KR100471335B1/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
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Abstract

본 발명은 나이프 및 얼음 송곳 찔림 관통을 방지하는, 다수의 직조된 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유층(12), 다수의 충격 방지층(16), 및 조밀하게 제직된 다수의 관통 방지층(14)로부터 제조된 복합재에 관한 것이다. 상기 층들은 파라-아라미드 섬유 또는 폴리에틸렌 섬유를 포함할 수 있다.The present invention provides a plurality of woven polybenzoxazole or polybenzothiazole fiber layers 12, a plurality of impact resistant layers 16, and a plurality of densely woven anti-penetration layers 14 that prevent knife and ice awl puncture penetration. It relates to a composite prepared from. The layers may comprise para-aramid fibers or polyethylene fibers.

Description

혼성 방호용 복합재 {Hybrid Protective Composite}Hybrid Protective Composites

1993년 10월 14일에 공개된 국제 특허 공개 제93/20400호에는 충격 방지물품에 있어서 폴리벤족사졸 및 폴리벤조티아졸 섬유의 용도가 개시되어 있다.International Patent Publication No. 93/20400, published October 14, 1993, discloses the use of polybenzoxazole and polybenzothiazole fibers in impact resistant articles.

1996년 11월 26일에 허여된 포이(Foy) 등의 미국 특허 제5,578,358호에는 특히 선밀도가 낮은 제직 아라미드얀(yarn)으로부터 제조된 관통 방지 구조물이 개시되어 있다.US Patent No. 5,578,358 to Foy et al., Issued November 26, 1996, discloses an anti-penetration structure made from woven aramid yarns, particularly of low linear density.

1993년 1월 7일에 공개된 국제 특허 공개 제93/00564호에는 강성도가 큰 파라-아라미드얀으로부터 제직된 직물층을 사용한 충격 구조물이 개시되어 있다.International Patent Publication No. 93/00564, published on January 7, 1993, discloses an impact structure using a fabric layer woven from high stiffness para-aramidyan.

1995년 12월 5일에 허여된 미국 특허 제5,472,769호에는 천공(puncture) 방지 및 충격 방지 둘다를 제공하기 위한 시도의 예로서, 편직 아라미드얀층과 금속 철사와 같은 재료의 편향층의 조합을 기재하고 있다.U.S. Patent 5,472,769, issued Dec. 5, 1995, describes a combination of a knitted aramid yarn layer and a deflection layer of material, such as metal wire, as an example of an attempt to provide both puncture and impact protection. have.

1995년 9월 6일에 공개된 유럽 특허 출원 제670,466호에는 중합체 수지에 체인메일(chainmail)을 삽입하여 나이프 찔림 방호성을 부여한 충격 방지 및 찔림 방지 시스템이 기재되어 있다.European Patent Application No. 670,466, published on September 6, 1995, describes a shock and puncture prevention system in which chainmail is inserted into a polymer resin to impart knife puncture protection.

<발명의 개요><Overview of invention>

본 발명은 폴리벤족사졸(PBO) 또는 폴리벤조티아졸(PBT) 섬유를 포함하는 다수의 직물층, 조밀하게 제직된 다수의 관통 방지 직물층, 및 다수의 충격 보호 직물의 망상 섬유층을 포함하는 방호용 복합재 구조물에 관한 것으로, 상기 구조물은 내면 및 외면을 갖고, 상기 조밀하게 제직된 다수의 관통 방지 직물층이 다수의 충격 보호층 보다 외면, 즉 관통 위협에 대한 충격면에 더 가까이 위치한다.The present invention provides a protective fabric comprising a plurality of fabric layers comprising polybenzoxazole (PBO) or polybenzothiazole (PBT) fibers, a plurality of densely woven fabric layers, and a network of fibrous layers of impact protective fabrics. For composite structures, the structure has an inner surface and an outer surface, wherein the plurality of densely woven anti-woven fabric layers are located closer to the outer surface, i.e., the impact surface against penetration threats, than the plurality of impact protection layers.

본 발명은 통상 사용되는 다른 방호용 복합재에 비해, 한편으로는 소정 중량에 대해 보다 큰 보호능을, 다른 한편으로는 보다 가벼운 중량으로 동등한 보호능을 제공하는, 나이프 및 얼음 송곳(ice pick) 찔림 보호 분야에서의 방호용 복합재에 관한 것이다. 본 발명의 복합재는 가요성이며, 또한 충격 위협에 대해 우수한 보호능을 제공한다.Compared to other protective composites that are commonly used, the present invention provides a knife and ice pick stab that, on the one hand, provides greater protection against a given weight and, on the other hand, equal protection at lighter weights. A protective composite in the field of protection. The composite of the present invention is flexible and provides excellent protection against impact threats.

도 1은 본 발명의 복합재의 확대 입면도이다.1 is an enlarged elevation view of a composite of the present invention.

나이프 및 얼음 송곳 찔림 보호능은 종종 충격 보호능 다음가는 2차적인 특성으로 여겨지지만, 나이프 및 얼음 송곳 찔림 방호용 복합재를 개선시키기 위해 계속 노력해왔다. 일반적으로, 나이프 및 얼음 송곳 찔림 보호는 호위병, 경찰관 등이 착용하는 의복에 요구되며, 또한 충격 보호능도 그러한 의복의 바람직한 특성이다. 이러한 의복은 쉽게 착용할 수 있는 편안함이 충분히 보장될 정도로 가능한 한 가요성이어야 한다.Knife and ice awl puncture protection is often considered a secondary property after impact protection, but efforts have been made to improve the composite for knife and ice awl puncture protection. In general, knife and ice prick protection is required for garments worn by escorts, police officers, and the like, and impact protection is also a desirable feature of such garments. Such garments should be as flexible as possible to ensure sufficient comfort for easy wearing.

본 발명의 요지는 목적하는 보호 성과를 제공하는 3가지 다른 재료층들의 특정 조합물을 사용하는 데에 있으면서, 다른 층들은 각각 조합물 내에서 본래의 유용성을 발휘한다.The subject matter of the present invention lies in the use of specific combinations of three different material layers that provide the desired protective performance, while the other layers each exhibit inherent utility in the combination.

나이프 찔림 방지에 일차적으로 효과가 있는 이러한 혼성 복합재 중의 재료로는 제직층에서 섬유 형태로 존재하는 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸이 있다.Materials in such hybrid composites that are primarily effective in preventing knife stabbing are polybenzoxazoles or polybenzothiazoles that exist in the form of fibers in the woven layer.

폴리벤족사졸 및 폴리벤조티아졸은 일반적으로 본 명세서에 참고문헌으로 포함된 상술한 국제 특허 공개 제93/20400호에 기재된 바와 같다. 폴리벤족사졸 및 폴리벤조티아졸은 하기 구조들의 머(mer)로 구성된 것이 바람직하다.Polybenzoxazoles and polybenzothiazoles are generally as described in International Publication No. 93/20400, supra, incorporated herein by reference. The polybenzoxazole and polybenzothiazole are preferably composed of mer of the following structures.

질소 원자에 연결된 것으로 표시된 방향족기는 복소환일 수도 있지만 탄소환인 것이 바람직하고, 이들은 융합 또는 비융합 폴리시클릭계일 수도 있지만 단일 6원 고리인 것이 바람직하다. 비스-아졸의 주쇄 중에 표시된 기는 바람직하게는 파라-페닐렌기이지만, 이 기는 중합체 제조를 방해하지 않는 임의의 2가 유기기로 치환될 수 있거나, 또는 어떠한 기도 없을 수 있다. 예를 들어, 상기 기는 탄소원자수 12 이하의 지방족기, 톨릴렌, 비페닐렌 및 비스-페닐렌 에테르 등일 수 있다.Aromatic groups indicated as being connected to a nitrogen atom may be heterocycles but are preferably carbocycles, and they may be fused or unfused polycyclic systems but are preferably single six-membered rings. The group indicated in the main chain of bis-azole is preferably a para-phenylene group, but this group may be substituted with any divalent organic group that does not interfere with the polymer preparation, or may be free of any groups. For example, the group may be an aliphatic group having 12 or less carbon atoms, tolylene, biphenylene, bis-phenylene ether, and the like.

본 발명의 섬유를 제조하는데 사용되는 폴리벤족사졸 및 폴리벤조티아졸은 25개 이상, 바람직하게는 100개 이상의 머 단위를 가져야 한다. 이 중합체의 제법과 이들 중합체의 방사법은 상술한 국제 특허 공개 제93/20400호에 기재되어 있다.The polybenzoxazoles and polybenzothiazoles used to make the fibers of the invention should have at least 25, preferably at least 100 mer units. The manufacturing method of this polymer and the spinning method of these polymers are described in the above-mentioned international patent publication 93/20400.

폴리벤족사졸 및 폴리벤조티아졸 섬유는 일반적으로 사용되는 임의의 직물 형태로, 예를 들어, 평직, 삼각막음직(crowfoot weave), 바스킷직 및 주자직 등으로 직조된다. 평직이 바람직하다.Polybenzoxazole and polybenzothiazole fibers are woven in the form of any fabric commonly used, for example plain weave, crowfoot weave, basket weave and runner weave. Plain weave is preferred.

어떠한 선밀도의 섬유 및 얀이든지 본 발명에서 나이프 찔림 보호능을 증가시키는데 효과적일 것으로 생각된다. 개별 섬유에 대한 바람직한 선밀도는 0.3 내지 17 dtex이어야 하고, 0.5 내지 3.5 dtex가 가장 바람직하다. 100 내지 3300 dtex 범위의 얀이 바람직하고, 220 내지 1700 dtex가 가장 바람직하다. 선밀도가 3300 dtex보다 큰 얀은 일반적으로 제조하고 효과적으로 사용하기가 보다 어려우며, 선밀도가 100 dtex 미만인 얀은 얀을 손상시키지 않으면서 직조하기가 어렵다.Any linear density fibers and yarns are believed to be effective in increasing knife puncture protection in the present invention. The preferred linear density for the individual fibers should be 0.3 to 17 dtex, with 0.5 to 3.5 dtex being most preferred. Yarns in the range of 100 to 3300 dtex are preferred, with 220 to 1700 dtex being most preferred. Yarns with linear densities greater than 3300 dtex are generally more difficult to manufacture and use effectively, and yarns with linear densities less than 100 dtex are difficult to weave without damaging the yarns.

얼음 송곳 찔림 방지 및 충격 보호에 일차적으로 효과가 있는 혼성 복합재의 재료는 다른 것들 중에서도 폴리아미드 및 폴리올레핀일 수 있고; 또한 폴리벤족사졸 및 폴리벤조티아졸일 수 있다.The materials of the hybrid composites that are primarily effective in preventing ice awl puncture and impact protection can be polyamides and polyolefins, among others; It may also be polybenzoxazole and polybenzothiazole.

다른 중합체가 폴리아미드이면, 아라미드가 바람직하다. "아라미드"는 85 % 이상의 아미드(-CO-NH-) 결합이 두 방향족 고리에 직접 결합되어 있는 폴리아미드를 의미한다. 적합한 아라미드 섬유는 문헌[Man-Made Fibers - Science and Technology, 2권, Section titled Fiber-Forming Aromatic Polyamides, 페이지 297, W. Black 등, Interscience Publishers, 1968]에 기재되어 있다. 아라미드 섬유는 또한 미국 특허 제4,172,938호; 동 제3,869,429호; 동 제3,819,587호; 동 제3,673,143호; 동 제3,354,127호 및 동 제 3,094,511호에 개시되어 있다.If another polymer is polyamide, aramid is preferable. "Aramid" means a polyamide wherein at least 85% of the amide (-CO-NH-) bond is directly attached to the two aromatic rings. Suitable aramid fibers are described in Man-Made Fibers-Science and Technology, Vol. 2, Section titled Fiber-Forming Aromatic Polyamides, page 297, W. Black et al., Interscience Publishers, 1968. Aramid fibers are also described in US Pat. No. 4,172,938; 3,869,429; 3,819,587; 3,673,143; US Pat. 3,354,127 and 3,094,511.

아라미드와 함께 첨가제를 사용할 수 있으며, 다른 중합체 재료의 10 중량% 이하의 많은 양으로 아라미드와 배합할 수 있거나, 또는 아라미드 중의 디아민이 다른 디아민으로 10 % 정도로 많이 치환된 공중합체 또는 디산 클로라이드 또는 아라미드가 다른 디산 클로라이드로 10 % 정도로 많이 치환된 공중합체를 사용할 수 있는 것으로 밝혀졌다.Additives can be used with the aramid and can be blended with the aramid in large amounts up to 10% by weight of other polymeric materials, or copolymers or diacid chlorides or aramids in which the diamine in the aramid is substituted as much as 10% It has been found that copolymers substituted as much as 10% with other diacid chlorides can be used.

바람직한 아라미드는 파라-아라미드이고, 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) (PPD-T)가 바람직한 파라-아라미드이다. PPD-T는 p-페닐렌 디아민과 테레프탈로일 클로라이드의 몰 대 몰 중합에 의해 생성된 동종중합체와, 또한 소량의 다른 디아민과 p-페닐렌 디아민을 혼합하여 생성시킨 공중합체 및 소량의 다른 디산 클로라이드와 테레프탈로일 클로라이드를 혼합하여 생성시킨 공중합체를 의미한다. 일반적으로, 다른 디아민 및 다른 디산 클로라이드는 p-페닐렌 디아민 또는 테레프탈로일 클로라이드의 약 10 몰% 이하의 많은 양으로 또는 그보다 약간 더 많이 사용할 수 있으며, 단, 상기 다른 디아민 및 디산 클로라이드는 중합 반응을 방해하는 반응성기가 없어야 한다. PPD-T는 또한 다른 방향족 디아민과 다른 방향족 디산 클로라이드, 예를 들어, 2,6-나프탈로일 클로라이드 또는 클로로- 또는 디클로로테레프탈로일 클로라이드, 또는 3,4'-디아미노디페닐에테르를 혼합하여 생성시킨 공중합체를 의미한다.Preferred aramids are para-aramids and poly (p-phenylene terephthalamide) (PPD-T) is preferred para-aramid. PPD-T is a homopolymer produced by mole-to-mole polymerization of p-phenylene diamine and terephthaloyl chloride, and also a copolymer produced by mixing a small amount of other diamine with p-phenylene diamine and a small amount of other diacid. It means a copolymer produced by mixing chloride and terephthaloyl chloride. In general, other diamines and other diacid chlorides may be used in large amounts or slightly more than about 10 mole percent of p-phenylene diamine or terephthaloyl chloride, provided that the other diamine and diacid chloride are polymerized. There should be no reactive groups which would interfere with this. PPD-T can also be mixed with other aromatic diamines with other aromatic diacid chlorides, for example 2,6-naphthaloyl chloride or chloro- or dichloroterephthaloyl chloride, or 3,4'-diaminodiphenylether It means the produced copolymer.

다른 중합체가 폴리올레핀이면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이 바람직하다. 폴리에틸렌은, 100개의 주쇄 탄소 원자당 5개의 변형 단위를 초과하지 않는 소량의 분지쇄 또는 공단량체를 함유할 수 있고, 또한 약 50 중량% 이하의 1종 이상의 중합성 첨가제 (예를 들어, 알켄-1-중합체, 특히 저밀도 폴리에틸렌 및 프로필렌 등) 또는 저분자량 첨가제 (예를 들어, 통상적으로 혼입되는 산화방지제, 윤활제, 자외선 스크리닝제 및 착색제 등)도 함유할 수 있는, 바람직하게는 분자량이 백만 이상인 주로 선형 폴리에틸렌 재료를 의미한다. 이러한 폴리올레핀은 통상적으로 연장된 쇄 폴리에틸렌 (ECPE)으로 알려져 있다. 마찬가지로, 폴리프로필렌은 바람직하게는 분자량이 백만 이상인 주로 선형 폴리프로필렌 재료이다. 고분자량 선형 폴리올레핀 섬유는 상업적으로 입수가능하다. 폴리올레핀 섬유의 제법은 미국 특허 제4,457,985호에 개시되어 있다.If the other polymer is polyolefin, polyethylene or polypropylene is preferred. Polyethylenes may contain small amounts of branched or comonomers that do not exceed 5 modified units per 100 main chain carbon atoms, and may also contain up to about 50% by weight of one or more polymerizable additives (eg, alkene- Mono-polymers, especially low density polyethylene and propylene and the like) or low molecular weight additives (e.g., commonly incorporated antioxidants, lubricants, ultraviolet screening agents and coloring agents, etc.) By linear polyethylene material. Such polyolefins are commonly known as extended chain polyethylene (ECPE). Likewise, polypropylene is preferably a predominantly linear polypropylene material having a molecular weight of at least one million. High molecular weight linear polyolefin fibers are commercially available. The preparation of polyolefin fibers is disclosed in US Pat. No. 4,457,985.

일반적으로, 얼음 송곳 관통 방지능을 갖는 가요성 물품은 고강성도와 고인성의 얀 재료로부터 직조된 직물층을 사용하여 제조하고; 얼음 송곳 관통 방지도는 다른 것 중에서도 얀의 선밀도 및 제직 조밀도의 함수이다. 얀의 선밀도가 더 낮고 직물이 더 조밀할수록, 얼음 송곳 관통 방지능이 더 크다.In general, flexible articles having ice auger penetration protection are made using a fabric layer woven from a high stiffness and high toughness yarn material; The degree of protection against ice awl penetration is a function of yarn density and weaving density, among others. The lower the line density of the yarn and the denser the fabric, the greater the protection against penetration of the ice awl.

"직물 조밀도" 및 "커버율(cover factor)"은 직물 제직 밀도에 대해 주어진용어이다. 커버율은 직물의 기하학적 형태에 관해 계산한 값이며, 이는 직물의 얀에 의해 덮여지는 직물의 총표면적의 백분율을 가리킨다. 커버율을 계산하기 위해 사용되는 식은 하기와 같다 (Weaving: Conversion of Yarns to Fabric, Lord and Mohamed, Merrow사 출판 (1982), 페이지 141-143)."Fabric density" and "cover factor" are terms given for fabric weaving density. Coverage is a calculated value for the geometry of the fabric, which indicates the percentage of the total surface area of the fabric covered by the yarns of the fabric. The equation used to calculate the coverage is as follows (Weaving: Conversion of Yarns to Fabric, Lord and Mohamed, published by Merrow (1982), pages 141-143).

dw= 직물에서 경사의 너비d w = width of the slope in the fabric

df= 직물에서 위사의 너비d f = width of the weft in the fabric

Pw= 경사의 피치 (단위 길이 당 말단수(ends))P w = pitch of slopes (ends per unit length)

Pf= 위사의 피치P f = pitch of weft

직물 제직의 종류에 따라, 최대 커버율은 직물의 얀들이 함께 촘촘하게 놓일지라도 꽤 낮을 수 있다. 그런 이유로 인해, 제직 조밀도의 보다 유용한 지수는 "직물 조밀도"라 불린다. 직물 조밀도는 커버율의 함수로서 최대 제직 조밀도와 비교된 직물 제직의 조밀도 측정값이다.Depending on the type of weaving the fabric, the maximum coverage may be quite low, even if the yarns of the fabric are laid tight together. For that reason, a more useful index of weaving density is called "fabric density". Fabric density is a measure of the density of fabric weaving compared to maximum weave density as a function of coverage.

예를 들어, 평직물에 대해 가능한 최대 커버율이 0.75이고; 평직물의 실제 커버율이 0.68이면, 직물 조밀도는 0.91일 것이다. 본 발명의 실시에 바람직한 제직은 평직이다.For example, the maximum possible coverage for plain fabrics is 0.75; If the actual coverage of the plain fabric is 0.68, the fabric density will be 0.91. Preferred weaving in the practice of the present invention is plain weave.

가요성 충격 방지 물품은 특정 충격 위협에 대해 효과적이도록 고강성도 및 고인성의 망상 섬유 재료층을 충분히 사용하여 제조한다. 상기 층은 직물 형태의 망상 섬유로 존재하고 폴리아미드 섬유, 폴리올레핀 섬유 또는 충격 보호에 통상 사용되는 다른 섬유를 포함할 수 있고; 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유를 포함할 수 있다.Flexible impact resistant articles are made using sufficient layers of reinforcing and high toughness reticulated fiber material to be effective against specific impact threats. The layer may be in the form of reticulated fibers and may comprise polyamide fibers, polyolefin fibers or other fibers commonly used for impact protection; Polybenzoxazole or polybenzothiazole fibers.

직물은 제직물, 편직물 또는 부직포 구조물일 수 있고, 부직포는 일방향성 (매트릭스 수지 내에 포함된 경우)의 펠트로 가공된 것 등을 의미한다. 직물은 일반적으로 사용되는 임의의 직물, 예를 들어, 평직, 삼각막음직, 바스킷직 및 주자직 등을 의미한다.A woven fabric may be a woven, knitted or nonwoven structure, meaning nonwoven is processed with felt of unidirectional (when included in the matrix resin) and the like. Fabric refers to any fabric commonly used, such as plain weave, triangular weave, basket weave and runner weave.

충격 보호용 직물에서는 일반적으로 비교적 선밀도가 높은 얀을 사용하며, 직물인 경우, 제직의 엄격함으로 인한 얀 섬유의 손상을 피하기 위해 극도로 매우 조밀한 제직을 피하는 것을 제외한다면 제직의 조밀도와 거의 관련이 없다.Impact-protective fabrics generally use relatively high-density yarns and, in the case of textiles, have little to do with the density of weaving, except to avoid extremely dense weaving to avoid damaging the yarn fibers due to the stringency of the weaving. .

특수한 관통 방지 재료와 충격 보호 재료를 사용하는 본 발명의 특정 조합물은 조합물 중의 개별 구성요소의 관통 방지의 합계로부터 예상되는 것 보다 훨씬더 큰 얼음 송곳 및 나이프 관통 방지능과 양호한 충격 방지능을 나타낸다. 본 발명의 조합물 중의 개별 구성요소는 특정한 구성요소 대 구성요소 관계를 가진다.Certain combinations of the present invention using special anti- penetration materials and impact protection materials provide much greater ice augment and knife penetration protection and good impact resistance than would be expected from the sum of penetration protection of individual components in the combination. Indicates. Individual components in the combination of the present invention have a specific component to component relationship.

폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 직물의 일차적인 나이프 관통 방지층은 본 발명의 복합재 어디에든 위치할 수 있다. 일반적으로, 목적하는 나이프 찔림 방지능을 제공하기 위해서 1층 이상의 이러한 직물층이 요구된다. 폴리벤족사졸 및 폴리벤조티아졸로 이루어진 각 층은 일반적으로 면밀도가 75 내지 450 g/㎡이며, 일반적으로 1 내지 15개의 층이 사용된다. 층의 면밀도는 망상 섬유의 형태와 섬유의 종류 및 선밀도에 크게 좌우된다. 그러나, 폴리벤족사졸 및 폴리벤조티아졸 섬유는 일반적으로 전체 복합재의 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 15 내지 50 중량%를 차지한다.The primary knife penetration prevention layer of polybenzoxazole or polybenzothiazole fabric can be located anywhere in the composite of the present invention. In general, more than one layer of such fabric is required to provide the desired knife sticking ability. Each layer of polybenzoxazole and polybenzothiazole generally has a surface density of 75 to 450 g / m 2, and generally 1 to 15 layers are used. The surface density of the layer depends greatly on the type of the fiber and the type and linear density of the fiber. However, polybenzoxazole and polybenzothiazole fibers generally comprise from 10 to 90% by weight, preferably from 15 to 50% by weight of the total composite.

일차적인 얼음 송곳 찔림 방지 직물층은 고강도 섬유의 조밀하게 직조된 얀으로부터 제조되며, 상기 얀은 일반적으로 선밀도가 500 dtex 미만이며, 바람직하게는 이들 얀의 개별 섬유는 선밀도가 0.2 내지 2.5 dtex이며, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 1.7 dtex이다. 이들 층은 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리벤족사졸, 폴리벤조티아졸, 또는 관통 방지를 위해 통상 사용되는 다른 섬유로부터 제조할 수 있다. 이들 층을 위한 바람직한 재료는 파라-아라미드얀이다. 이 얀의 바람직한 선밀도는 100 내지 500 dtex이며, 이들 얀은 직물 조밀도가 0.75 내지 1.00 또는 아마도 그 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.95 보다 크도록 제직되는 것이 바람직하다. 조밀하게 제직된 직물층에 있어서 얀의 선밀도 (dtex)와 직물 조밀도의 관계가 상술한 미국 특허 제5,578,358호에 개시된 바와 같이, 하기와 같은 경우 가장바람직하다.The primary ice awl puncture resistant fabric layer is made from densely woven yarns of high strength fibers, which yarns generally have a linear density of less than 500 dtex, preferably the individual fibers of these yarns have a linear density of 0.2 to 2.5 dtex, More preferably, it is 0.7-1.7 dtex. These layers can be prepared from polyamides, polyolefins, polybenzoxazoles, polybenzothiazoles, or other fibers commonly used for penetration prevention. Preferred materials for these layers are para-aramidyans. Preferred linear densities of these yarns are from 100 to 500 dtex, and these yarns are preferably woven to a fabric density of 0.75 to 1.00 or perhaps more, more preferably greater than 0.95. The relationship between yarn dtex and fabric density in a densely woven fabric layer is most preferred in the following cases, as disclosed in US Pat. No. 5,578,358, above.

Y > X 6.25 ×10-4+ 0.69Y> X 6.25 × 10 -4 + 0.69

상기 식에서, Y는 직물 조밀도이고, X는 얀의 선밀도이다.Where Y is the fabric density and X is the line density of the yarn.

일차적인 충격 보호층은 제직되거나 또는 제직되지 않을 수 있고, 제직되지 않은 경우 일방향성의 단일 직물 등일 수 있다. 상기 층은 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리벤족사졸, 폴리벤조티아졸, 또는 충격 보호층에 통상 사용되는 다른 중합체로부터 제조할 수 있다. 이들 충격 보호층을 위한 바람직한 구성물은 선밀도가 50 내지 3000 dtex인 제직된 파라-아라미드얀이다. 제직되는 경우 평직이 바람직하지만, 바스킷직, 주자직 또는 능직과 같은 다른 제직 유형도 사용할 수 있다. 바람직한 파라-아라미드는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)이다.The primary impact protection layer may or may not be woven, or may be a unidirectional single fabric or the like if not woven. The layer can be prepared from polyamide, polyolefin, polybenzoxazole, polybenzothiazole, or other polymers commonly used in impact protection layers. Preferred constructions for these impact protection layers are woven para-aramidyans having a linear density of 50 to 3000 dtex. Plain weave is preferred when weaving, but other weaving types may be used, such as basket weave, runner weave or twill weave. Preferred para-aramid is poly (p-phenylene terephthalamide).

본 발명의 임의의 직물층에 사용되는 얀은 강성도가 20 그람/dtex 내지 50 그람/dtex로 크고, 파단 신도가 2.0 % 이상 내지 6 % 또는 그 이상으로 크며, 모듈러스가 270 그람/dtex 이상 내지 2000 그람/dtex 또는 그 이상으로 커야 한다.Yarns used in any of the fabric layers of the present invention have a high stiffness of 20 grams / dtex to 50 grams / dtex, an elongation at break of at least 2.0% to 6% or more, and a modulus of at least 270 grams / dtex to 2000 It should be large in grams / dtex or more.

본 발명의 세 구성요소의 조합물은 이들 세 구성요소를 원하는 경우 그들 사이에 다른 층 재료를 포함하거나 포함하지 않으면서 면과 면을 맞대어 함께 배치함으로써 제조된다. 이들 세 구성요소 사이에 배치될 수 있는 다른 층 재료로는 예를 들어, 방수 재료 및 손상 방지 재료 등이 있다.Combinations of the three components of the present invention are made by placing these three components together face to face, with or without other layer material between them if desired. Other layer materials that may be disposed between these three components include, for example, waterproof materials and damage prevention materials.

개선된 얼음 송곳 및 나이프 관통 방지능은 본 발명에 따른 구성요소 중 2개만을 사용하여 얻을 수 있다. 본 발명에 따른, 다수의 직조된 폴리벤족사졸 또는폴리벤조티아졸 섬유층과 조밀하게 제직된 다수의 관통 방지층의 조합물은 개별적으로 사용된 성분들에 의해 나타나는 관통 방지능의 합보다 훨씬 큰 얼음 송곳 및 나이프 관통 방지능을 제공한다.Improved ice auger and knife penetration protection can be obtained using only two of the components according to the invention. According to the invention, the combination of a plurality of woven polybenzoxazole or polybenzothiazole fiber layers and a plurality of tightly woven anti-penetration layers is much larger than the sum of the anti-penetrating properties exhibited by the components used separately. And prevention of knife penetration.

이러한 복합재의 구역을 형성하는 층들은 예를 들어 함께 봉제함으로써 같이 연결할 수 있거나, 또는 이들을 함께 쌓아서 예를 들어, 직물 엔벨롭(envelope)에 담을 수 있다. 각 구역을 구성하는 층들은 통상 함께 배치되고, 그에 따라 복합재는 층들의 구별되는 구역을 갖는 구조로 보일 수 있다.The layers forming the zone of such composites can be joined together, for example by sewing together, or they can be stacked together to contain, for example, a fabric envelope. The layers that make up each zone are usually arranged together, so that the composite can be seen as a structure with distinct zones of layers.

본 발명의 고도의 나이프 찔림 보호능은 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유층에 의해 제공된다. 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유층은 물품 내에 어디든지 위치할 수 있다. 본 발명의 고도의 얼음 송곳 관통 방지능은 조밀하게 제직된 직물층에 의해 제공되며, 고도의 얼음 송곳 관통 방지를 실현하기 위해 조밀하게 제직된 직물층은 얼음 송곳 위협의 충격-충격면에 대해 충격 보호층 보다 더 가까이 배치되어야 한다. 본 발명의 고도의 충격 보호 관통 방지능은 충격면에 놓일 수 있는 것을 제외하고 본 발명의 물품내 어디든지 위치할 수 있는 충격 보호층에 의해 제공된다.The high knife puncture protection of the present invention is provided by polybenzoxazole or polybenzothiazole fiber layers. The polybenzoxazole or polybenzothiazole fiber layer can be located anywhere in the article. The high ice auger penetration protection of the present invention is provided by a densely woven fabric layer, wherein the tightly woven fabric layer is impacted against the impact-impact side of the ice auger threat to realize a high ice auger prevention. It should be placed closer than the protective layer. The high impact protection penetration protection of the present invention is provided by an impact protection layer that can be placed anywhere in the article of the present invention except that it can be placed on the impact surface.

상기와 같은 구성요소의 위치에 대한 제한에서, 본 발명의 조합물의 구성요소들에 대해 3가지 상이한 정렬법만이 존재하는 것으로 이해된다. 즉, 외면 또는 충격면에서부터 (1) 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 층, 조밀하게 제직된 층, 충격 보호층; (2) 조밀하게 제직된 층, 충격 보호층, 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 층; 및 (3) 조밀하게 제직된 층, 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 층, 충격 보호층으로 존재한다.In view of the limitations on the location of such components, it is understood that only three different alignments exist for the components of the combination of the present invention. That is, from the outer or impact surface (1) a polybenzoxazole or polybenzothiazole layer, a densely woven layer, an impact protective layer; (2) a densely woven layer, an impact protective layer, a polybenzoxazole or polybenzothiazole layer; And (3) a densely woven layer, a polybenzoxazole or polybenzothiazole layer, an impact protective layer.

도 1은 직조된 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸층(12)들로 이루어진 구역(11), 조밀하게 제직된 층(14)들로 이루어진 구역(13), 및 충격 보호재 층(16)들로 이루어진 구역(15)을 갖는 본 발명의 방호용 복합재(10)을 나타낸다. 층(12)와 층(14)는 구역(11)과 구역(13)이 서로 구분되지 않도록 어떠한 순서로든지 서로 조합될 수 있지만, 구역(13)의 층들이 구역(15)의 층들보다 충격면에 더 가까이 위치하는 것이 중요하다.1 consists of a zone 11 consisting of woven polybenzoxazole or polybenzothiazole layers 12, a zone 13 consisting of densely woven layers 14, and an impact protective material layer 16. A protective composite 10 of the present invention having a zone 15 is shown. Layers 12 and 14 may be combined with each other in any order such that zones 11 and 13 are not distinguished from each other, although the layers of zone 13 are more impact resistant than the layers of zone 15. It is important to be closer.

<시험 방법><Test method>

선밀도Linear density

얀의 선밀도는 공지된 길이의 얀을 칭량하여 측정하였다. "dtex"는 길이 10,000 미터 얀의 중량(그람)으로서 정의된다.The linear density of the yarns was measured by weighing yarns of known length. "dtex" is defined as the weight in grams of 10,000 meter yarn length.

실제로 실시에서, 시험을 시작하기 전에 얀 샘플의 측정된 dtex, 시험 조건 및 샘플 확인 기록을 컴퓨터에 입력하였다; 컴퓨터는 얀의 파단시의 하중-신도 곡선을 기록한 후 그 특성을 계산하였다.In practice, the measured dtex, test conditions, and sample validation records of the yarn samples were entered into the computer before starting the test; The computer recorded the load-elongation curve at yarn break and calculated its properties.

인장 특성Tensile properties

우선, 인장 특성 시험용 얀을 컨디셔닝한 다음, 이어서 꼬임 승수(twist multiplier)가 1.1이 되도록 꼬았다. 얀의 꼬임 승수 (TM)는 하기와 같이 정의된다.First, the yarn for tensile properties testing was conditioned and then twisted so that the twist multiplier was 1.1. Yarn's twist multiplier (TM) is defined as follows.

TM = (꼬임수(turns)/㎝)(dtex)1/2/30.3TM = (turns / cm) (dtex) 1/2 /30.3

시험할 얀을 25 ℃ 및 상대 습도 55 %의 시험 조건 하에서 최소 14 시간 동안 컨디셔닝하고, 얀의 인장 시험을 이 조건에서 수행하였다. 강성도(파단 강성도), 파단 신도 및 모듈러스는 시험용 얀을 인스트론(Instron) 시험기 (인스트론 엔지니어링사(Instron Engineering Corp.); 미국 매사추세츠주 캔톤) 상에서 파단하여 측정하였다.The yarn to be tested was conditioned for at least 14 hours under test conditions of 25 ° C. and 55% relative humidity, and a tensile test of the yarn was performed at this condition. Stiffness (break stiffness), elongation at break and modulus were measured by breaking test yarns on an Instron tester (Instron Engineering Corp .; Canton, Mass., USA).

ASTM D2101-1985에 정의된 바와 같은 강성도, 신도 및 초기 모듈러스는 게이지 길이가 25.4 ㎝이고, 신장율이 50 % 변형/분인 얀을 사용하여 측정하였다. 모듈러스는 1 % 변형시 응력-변형 곡선의 기울기로부터 계산하며, 이는 1 % 변형 (절대값)시의 응력 (그람)에 100을 곱하여 시험용 얀의 선밀도로 나눈 값과 동일하다.Stiffness, elongation and initial modulus as defined in ASTM D2101-1985 were measured using yarns with a gauge length of 25.4 cm and elongation of 50% strain / min. The modulus is calculated from the slope of the stress-strain curve at 1% strain, which is equal to the stress (grams) at 1% strain (absolute value) multiplied by 100 divided by the linear density of the test yarn.

관통 방지능Penetration prevention

나이프 관통 방지능은 길이가 15 ㎝ (6 인치)이고 폭이 약 2 ㎝ (0.8 인치)이며, 끝쪽으로 점점 가늘어지고 록웰(Rockwell) 경도가 C-55인 단일날의 칼날을 갖는 본딩 나이프 (러셀 해링톤 커틀러리사(Russell Harrington Cutlery, Inc.); 미국 매사추세츠주 사우쓰브리지)를 이용하여 시험할 샘플 상에서 측정하였다. 시험은 H.P. 화이트 랩 인크(H.P. White Lab., Inc.)로부터 HPW 시험 TP-0400.03 (1994년 11월 28일)에 따라 수행하였다. 10 % 젤라틴 백킹 상에 놓은 시험 샘플에 중량 4.55 ㎏ (10 pound)인 나이프로 시험 조건 하에서 샘플이 6 ㎜ 보다 크게 관통될 때까지 여러 높이에서 떨어뜨려 충격을 가하였다. 얼음 송곳 관통은 본딩 나이프 대신, 길이가 18 ㎝ (7 인치)이고 축 직경이 0.64 ㎝ (0.25 인치)인 록웰 경도 C-42의 얼음 송곳을 사용한다는 것을 제외하고는 상기와 동일한 절차로 측정하였다. 결과는 관통되는 높이에서의 에너지로부터의 킬로그람-미터에 9.81을 곱하여 관통 에너지(줄(joules))로 기록하였다.Knife penetration protection is a bonding knife (Russell) with a single-blade blade that is 15 cm (6 inches) long, about 2 cm (0.8 inches) wide, tapered towards the end and has a Rockwell hardness of C-55. Measurements were made on samples to be tested using Russell Harrington Cutlery, Inc .; Southbridge, Mass., USA. The test was H.P. It was performed according to HPW test TP-0400.03 (November 28, 1994) from H.P. White Lab., Inc. A test sample placed on a 10% gelatin backing was impacted with a knife weighing 4.55 kg (10 pounds) at various heights until the sample penetrated greater than 6 mm under test conditions. Ice auger penetration was measured by the same procedure as above, except that instead of a bonding knife, an ice auger of Rockwell hardness C-42 having a length of 18 cm (7 inches) and a shaft diameter of 0.64 cm (0.25 inches) was used. The results were reported as penetrating energy (joules) by multiplying the kilogram-meter from the energy at the penetrating height by 9.81.

충격 보호능Shock protection

다층 패널의 충격 보호 시험은 발사체의 선택에서 하기와 같이 하는 것을 제외하고는 MIL-STD-662e에 따라 충격 한계치 (V50)를 측정하였다: 시험 패널을 패널을 시험 발사체의 경로에 대해 수직으로 단단히 잡도록 설치된 샘플 중의 로마 플라스티나(Roma Plastina) No. 1 클레이의 백킹 재료에 대하여 배치시켰다. 발사체는 중량 124 그레인의 9 ㎜ 완전 금속제 자켓 권총 탄환이며, 상이한 속도로 발사체를 발포할 수 있는 시험용 총으로부터 발사하였다. 각 패널에 대한 첫 발포는 거의 충격 한계치 (V50)로 추정되는 발사체 속도로 하였다. 첫 발포가 패널을 완전히 관통한 경우, 다음 발포는 패널을 부분적으로 관통시키도록 발사체 속도를 약 15.5 m/s (50 ft/s) 감소시켰다. 한편, 첫 발포에서 관통되지 않았거나 부분적으로 관통했을 경우, 다음 발포는 완전히 관통하도록 속도를 약 15.2 m/s (50 ft/s) 증가시켰다. 발사체에 의해 한번은 부분적으로 관통하고 한번은 완전히 관통한 다음에는, 후속 속도를 약 15.2 m/s (50 ft/s) 증가시키거나 감소시켜서 그 패널에 대한 충격 한계치 (V50)를 결정하기 위하여 충분한 발포까지 사용하였다.The impact protection test of the multilayer panel measured the impact limit value (V50) according to MIL-STD-662e, except that the choice of projectile was as follows: hold the test panel firmly perpendicular to the path of the test projectile. Roma Plastina No. in installed samples. It was placed against one clay backing material. The projectile was a 9 mm all metal jacketed pistol bullet weighing 124 grains and was fired from a test gun capable of firing the projectile at different speeds. The first firing for each panel was at projectile velocity estimated to be near impact limit (V50). When the first shot completely penetrated the panel, the next shot reduced the projectile speed by approximately 15.5 m / s (50 ft / s) to partially penetrate the panel. On the other hand, if not or partially penetrated in the first foaming, the next foaming increased the speed by approximately 15.2 m / s (50 ft / s) to fully penetrate. Once partially penetrated by the projectile and once fully penetrated, increase or decrease the subsequent speed by approximately 15.2 m / s (50 ft / s) until sufficient firing to determine the impact threshold (V50) for the panel. Used.

충격 한계치 (V50)는 동수의 부분 관통 충격 최고 속도와 완전 관통 충격 최저 속도 중 적어도 3개를 산술 평균하여 계산하며, 단 최고 및 최저 개별 충격 속도 사이의 차이는 38.1 m/s(125 ft/s) 이하이다.The impact threshold (V50) is calculated by arithmetic averaging at least three of the same partial penetration maximum velocity and the minimum full penetration impact velocity, except that the difference between the highest and lowest individual impact velocity is 38.1 m / s (125 ft / s). )

<층의 제작><Production of floor>

다수의 상이한 얀들을 직물 또는 섬유의 층으로 직조하거나 제조한 다음, 찔림 보호능 시험을 수행하기 위한 복합재 구조물로 제조하였다.A number of different yarns were woven or made into a fabric or a layer of fiber and then made into a composite structure for conducting puncture protection tests.

1. 1560 데니어 (1733 dtex) 폴리벤족사졸 얀의 평직물을 면밀도 0.47 lb/ft2(2.3 ㎏/㎡)으로 21 ×21 말단수/인치 (8.3 ×8.3 말단수/㎝)로 제조하였다. 이 얀은 도요보사(Toyobo Co., Ltd.)에서 상표명 자일론(Zylon, 등록상표)으로 구입하였다.1. A plain fabric of 1560 denier (1733 dtex) polybenzoxazole yarns was prepared with a surface density of 0.47 lb / ft 2 (2.3 kg / m 2) at 21 × 21 ends / inch (8.3 × 8.3 ends / cm). The yarn was purchased from Toyobo Co., Ltd. under the trade name Zylon (registered trademark).

2. 400 데니어 (444 dtex) 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 얀의 평직물을 면밀도 0.92 lb/ft2(4.49 ㎏/㎡)으로 31 ×31 말단수/인치 (12.2 ×12.2 말단수/㎝)로 제조하였다. 이 얀은 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니(E. I. du Pont de Nemours and Company)에서 상표명 케블라(Kevlar, 등록상표)로 구입하였다.2. Plain fabrics of 400 denier (444 dtex) poly (p-phenylene terephthalamide) yarns were subjected to 31 x 31 ends / inch (12.2 x 12.2 ends / cm) with a surface density of 0.92 lb / ft 2 (4.49 kg / m 2). ) This is Yan. children. It was purchased from EI du Pont de Nemours and Company under the trade name Kevlar (registered trademark).

3. 650 데니어 (722 dtex) 폴리에틸렌 얀의 평직물을 면밀도 0.50 lb/ft2(2.44 ㎏/㎡)으로 35 ×35 말단수/인치 (13.8 x 13.8 말단수/cm)로 제조하였다. 이 얀은 얼라이드시그날 인크(AlliedSignal, Inc.)에서 상표명 스펙트라(Spectra, 등록상표) 900으로 구입하였다.3. A plain fabric of 650 denier (722 dtex) polyethylene yarns was prepared with a surface density of 0.50 lb / ft 2 (2.44 kg / m 2) at 35 × 35 ends / inch (13.8 × 13.8 ends / cm). The yarn was purchased under the trade name Spectra 900 from AlliedSignal, Inc.

4. 폴리에틸렌 필름과 0/90도 방향으로 크로스플라이드되고(crossplied) 샌드위치된, 면밀도가 0.51 lb/ft2(2.49 ㎏/㎡)인 일방향 신장쇄의 폴리에틸렌 섬유 (UDECPE) 층을 사용하였다. 이 층은 얼라이드시그날 인크에서 상표명 스펙트라 쉴드 플러스(Spectra Shield Plus, 등록상표)로 완제품으로 구입하였다.4. A unidirectional stretched polyethylene fiber (UDECPE) layer with a surface density of 0.51 lb / ft 2 (2.49 kg / m 2), crossplied and sandwiched with a polyethylene film in the 0/90 degree direction, was used. This layer was purchased from Allied Signal Inc. under the trade name Spectra Shield Plus (registered trademark) as a finished product.

<실시예 1><Example 1>

폴리벤족사졸(PBO) 층과 다른 중합체 층의 조합물을 조립하여 찔림 보호능에 대해 시험하였고; 그 결과를 폴리벤족사졸 단독 또는 다른 중합체 단독으로부터 제조된 동등한 면밀도의 구조물과 비교하였다. 결과를 하기 표에 나타냈다.Combinations of polybenzoxazole (PBO) layers with other polymer layers were assembled and tested for puncture protection; The results were compared to structures of equivalent surface density made from polybenzoxazole alone or from other polymers alone. The results are shown in the table below.

구성Configuration 관통 에너지 (J)Penetrating Energy (J) 면밀도Surface density (psf)(psf) (kgsm)(kgsm) 8개층 (PBO)평직 8.3 x 8.38 layers (PBO) plain weave 8.3 x 8.3 22.622.6 0.470.47 2.302.30 40개층 (PPDT)평직 12.2 x 12.240 layers (PPDT) plain weave 12.2 x 12.2 18.118.1 0.920.92 4.494.49 12개층 (ECPE)평직 13.8 x 13.812 layers (ECPE) plain weave 13.8 x 13.8 11.311.3 0.500.50 2.442.44 22개층 (UDECPE)22 floors (UDECPE) 20.320.3 0.510.51 2.492.49 8개층 (PBO) (T)40개층 (PPDT) (B)8 layers (PBO) (T) 40 layers (PPDT) (B) 67.867.8 1.391.39 6.796.79 40개층 (PPDT) (T)8개층 (PBO) (B)40 layers (PPDT) (T) 8 layers (PBO) (B) 61.061.0 1.391.39 6.796.79 8개층 (PBO) (T)12개층 (ECPE) (B)8 layers (PBO) (T) 12 layers (ECPE) (B) 76.876.8 0.970.97 4.744.74 12개층 (ECPE) (T)8개층 (PBO) (B)12 layers (ECPE) (T) 8 layers (PBO) (B) 50.850.8 0.970.97 4.744.74 8개층 (PBO) (T)22개층 (UDEDPE) (B)8 layers (PBO) (T) 22 layers (UDEDPE) (B) 74.674.6 0.980.98 4.784.78 22개층 (UDECPE) (T)8개층 (PBO) (B)22 floors (UDECPE) (T) 8 floors (PBO) (B) 45.045.0 0.980.98 4.784.78 (T)는 (나이프 찔림의) 상면 또는 외면을 표시함(B)는 하면 또는 내면을 표시함(T) indicates the top or outer surface (of the knife stab) (B) indicates the bottom or inner surface

본 발명의 복합재 구조물은 조합물의 개별 구역의 구성요소를 단순히 합한 것으로부터 예상할 수 있는 것보다 훨씬 더 높은 관통 에너지를 제공함을 알 수 있다. 또한, 폴리벤족사졸 구역이 (나이프 찔림에 대해 노출된) 상부에 위치하는 경우 관통 방지능이 현저하게 더 높다는 것을 알 수 있다.It can be seen that the composite structure of the present invention provides much higher penetration energy than would be expected from simply combining the components of the individual zones of the combination. It can also be seen that the anti-penetration ability is significantly higher when the polybenzoxazole zone is located on top (exposed to knife stab).

<실시예 2><Example 2>

상기 실시예로부터의 직물과의 조합물로 사용하기 위해서 본 실시예에서 추가의 직물을 직조하였다.Additional fabrics were woven in this example for use in combination with the fabrics from the above examples.

5. 200 데니어 (222 dtex) 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 얀의 평직물을 면밀도 0.26 lb/ft2(1.26 ㎏/㎡)으로 70 ×70 말단수/인치 (27.5 ×27.5 말단수/㎝)로 제조하였다. 이 얀은 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니에서 상표명 케블라(등록상표)로 구입하였다.5. Plain fabrics of 200 denier (222 dtex) poly (p-phenylene terephthalamide) yarns with a surface density of 0.26 lb / ft 2 (1.26 kg / m 2) at 70 × 70 ends / inch (27.5 × 27.5 ends / cm ) This is Yan. children. Purchased under the trade name Kevlar® from Dupont Di Nemoa & Company.

층들의 조합물을 조립하여 나이프 및 얼음 송곳 관통, 및 두 경우에 있어서 충격 보호능에 대해 시험하였고; 그 결과를 단일 성분 하나만으로 제조한 구조물과 비교하였다. 결과를 하기 표에 나타냈다.The combination of layers was assembled to test for knife and ice auger penetration and impact protection in both cases; The results were compared with the structures made with only a single component. The results are shown in the table below.

구성Configuration 면밀도 (㎏/㎡)Surface density (㎏ / ㎡) 관통 에너지 (J)Penetrating Energy (J) 충격 한계치 V50(m/sec)Impact limit V 50 (m / sec) 나이프knife 얼음 송곳Ice drill 8개층 PBO평직 8.3 x 8.38-layer PBO plain weave 8.3 x 8.3 2.302.30 22.622.6 <0.5<0.5 -- 40개층, 400d PPDT평직 12.2 x 12.240 floors, 400d PPDT plain weave 12.2 x 12.2 4.494.49 18.118.1 0.90.9 523523 10개층, 200d PPDT평직 27.5 x 27.510 layers, 200d PPDT plain weave 27.5 x 27.5 1.261.26 1.81.8 20.120.1 -- 10개층, 200d PPDT(T)8개층, PBO (M)40개층, 400d PPDT(B)10 layers, 8 layers of 200d PPDT (T), 40 layers of PBO (M), 400d PPDT (B) 8.058.05 68.368.3 >180> 180 572572 8개층, PBO (T)10개층, 200d PPDT(M)40개층, 400d PPDT(B)8 layers, 10 layers of PBO (T), 40 layers of 200d PPDT (M), 400d PPDT (B) 8.058.05 85.085.0 80.580.5 -- 비교compare 40개층, 400d PPDT(T)8개층, PBO (M)10개층, 200d PPDT(B)40 layers, 400d PPDT (T), 8 layers, 10 layers of PBO (M), 200d PPDT (B) 8.058.05 58.958.9 14.614.6 -- (T)는 상면 또는 찔림면을 표시함(M)는 중간을 표시함(B)는 하면 또는 내면을 표시함(T) indicates the top or puncture (M) indicates the middle (B) indicates the bottom or the inner surface

본 발명의 복합재 구조물은 조합물의 각 개별 구성요소를 단순히 합한 것으로부터 예상할 수 있는 것보다 훨씬 더 높은 관통 에너지를 제공함을 알 수 있다. 또한, 조밀하게 제직된 층이 충격 방지층보다 내면에 더 가까이 있는 비교 복합물에 있어서 관통 에너지가 더 불량하다는 것을 알 수 있다.It can be seen that the composite structures of the present invention provide much higher penetration energy than would be expected from simply combining each individual component of the combination. It can also be seen that the penetration energy is poor for the comparative composite where the densely woven layer is closer to the inner surface than the impact resistant layer.

Claims (17)

a) 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유를 포함하는 다수의 직물층,a) a plurality of fabric layers comprising polybenzoxazole or polybenzothiazole fibers, b) 조밀하게 제직된 다수의 관통 방지 직물층,b) a plurality of densely interwoven fabric layers, c) 다수의 충격 보호 직물의 망상 섬유층c) reticular fibrous layers of multiple impact protection fabrics 을 포함하고, 외면 및 내면을 가지며, 상기 조밀하게 제직된 다수의 관통 방지층이 상기 다수의 충격 보호층 보다 외면에 더 가깝게 위치하는, 방호용 복합재 구조물.And an outer surface and an inner surface, wherein the plurality of densely woven through barrier layers are located closer to the outer surface than the plurality of impact protection layers. 제1항에 있어서, 상기 조밀하게 제직된 관통 방지 직물이 폴리아미드 섬유를 포함하는 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the densely woven through-proof fabric comprises polyamide fibers. 제2항에 있어서, 상기 폴리아미드 섬유가 파라-아라미드인 복합재.The composite of claim 2, wherein the polyamide fiber is para-aramid. 제1항에 있어서, 상기 조밀하게 제직된 관통 방지 직물이 폴리올레핀 섬유를 포함하는 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the densely woven anti-penetration fabric comprises polyolefin fibers. 제4항에 있어서, 상기 폴리올레핀 섬유가 폴리에틸렌인 복합재.The composite of claim 4 wherein said polyolefin fibers are polyethylene. 제1항에 있어서, 상기 조밀하게 제직된 관통 방지 직물이 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유를 포함하는 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the densely woven through-proof fabric comprises polybenzoxazole or polybenzothiazole fibers. 제1항에 있어서, 상기 충격 보호 직물층이 파단 신도가 2.0 %보다 크고, 모듈러스가 270 그람/dtex보다 크며, 강성도가 20 그람/dtex 보다 큰 섬유로 제조된 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the impact protective fabric layer is made from fibers having an elongation at break greater than 2.0%, modulus greater than 270 grams per dtex, and stiffness greater than 20 grams per dtex. 제1항에 있어서, 상기 충격 보호층이 폴리아미드 섬유를 포함하는 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the impact protection layer comprises polyamide fibers. 제8항에 있어서, 상기 폴리아미드 섬유가 파라-아라미드인 복합재.The composite of claim 8, wherein the polyamide fiber is para-aramid. 제1항에 있어서, 상기 충격 보호층이 폴리올레핀 섬유를 포함하는 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the impact protection layer comprises polyolefin fibers. 제10항에 있어서, 상기 폴리올레핀 섬유가 폴리에틸렌인 복합재.The composite of claim 10 wherein said polyolefin fibers are polyethylene. 제1항에 있어서, 상기 충격 보호층이 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유를 포함하는 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the impact protection layer comprises polybenzoxazole or polybenzothiazole fibers. 제1항에 있어서, 상기 조밀하게 제직된 관통 방지 직물은 선밀도가 500 dtex 미만인 아라미드얀(yarn)으로부터 0.75 이상의 직물 조밀도로 제직된 직물을 포함하는 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the densely woven through-proof fabric comprises a fabric woven at a fabric density of at least 0.75 from aramid yarns having a linear density of less than 500 dtex. 제1항에 있어서, 상기 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유가 선밀도 100 내지 3300 dtex의 얀으로 존재하고, 상기 섬유는 선밀도가 0.3 내지 17 dtex인 것인 복합재.The composite of claim 1, wherein the polybenzoxazole or polybenzothiazole fibers are present as yarns having a linear density of 100 to 3300 dtex, and the fibers have a linear density of 0.3 to 17 dtex. a) 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 섬유를 포함하는 다수의 직물층,a) a plurality of fabric layers comprising polybenzoxazole or polybenzothiazole fibers, b) 조밀하게 제직된 다수의 관통 방지 직물층b) a plurality of densely interwoven fabric layers 을 포함하는, 나이프 및 얼음 송곳 관통 방지 물품.Including, knife and ice awl penetration prevention article. 제15항에 있어서, 상기 다수의 조밀하게 제직된 관통 방지 직물층은 선밀도가 500 dtex 미만인 아라미드얀으로부터 0.95 이상의 직물 조밀도로 제직된 직물을 갖는 것인 물품.16. The article of claim 15, wherein the plurality of densely woven through-proof fabric layers have a fabric woven at a fabric density of at least 0.95 from aramid yarns having a linear density of less than 500 dtex. 제15항에 있어서, 상기 다수의 조밀하게 제직된 관통 방지 직물층은 선밀도가 500 dtex 미만인 폴리벤족사졸 또는 폴리벤조티아졸 얀으로부터 0.95 이상의 직물 조밀도로 제직된 직물을 갖는 것인 물품.16. The article of claim 15, wherein the plurality of densely woven through fabric layers have a fabric woven at a fabric density of at least 0.95 from polybenzoxazole or polybenzothiazole yarns having a linear density of less than 500 dtex.
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