Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN101454634A - 增强结构性能的模制防弹面板 - Google Patents

增强结构性能的模制防弹面板 Download PDF

Info

Publication number
CN101454634A
CN101454634A CNA2007800193712A CN200780019371A CN101454634A CN 101454634 A CN101454634 A CN 101454634A CN A2007800193712 A CNA2007800193712 A CN A2007800193712A CN 200780019371 A CN200780019371 A CN 200780019371A CN 101454634 A CN101454634 A CN 101454634A
Authority
CN
China
Prior art keywords
panel
fiber
ballistic composite
composite
fibre layers
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800193712A
Other languages
English (en)
Inventor
A·巴特纳加
B·阿维森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
Honeywell International Inc
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell International Inc filed Critical Honeywell International Inc
Publication of CN101454634A publication Critical patent/CN101454634A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0442—Layered armour containing metal
    • F41H5/0457—Metal layers in combination with additional layers made of fibres, fabrics or plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0478—Fibre- or fabric-reinforced layers in combination with plastics layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0485—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers all the layers being only fibre- or fabric-reinforced layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/911—Penetration resistant layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/92—Fire or heat protection feature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/92—Fire or heat protection feature
    • Y10S428/921—Fire or flameproofing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/1234—Honeycomb, or with grain orientation or elongated elements in defined angular relationship in respective components [e.g., parallel, inter- secting, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2615—Coating or impregnation is resistant to penetration by solid implements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2615—Coating or impregnation is resistant to penetration by solid implements
    • Y10T442/2623—Ballistic resistant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/659—Including an additional nonwoven fabric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

一种防弹复合材料及其形成的物件，用于满足特殊的结构、耐冲击和防弹要求的飞机及其它交通工具。将航空标准级别的蜂窝安置在包含无纺防弹纤维层和任选一层或多层防火层的面板之间。所述复合材料及其形成的物件在轻质时具有优越的结构、耐冲击、防火和防弹性能。

Description

增强结构性能的模制防弹面板
发明背景
发明领域
本发明涉及用于飞机及其他交通工具的防弹复合材料，其符合特殊的结构、耐冲击和防弹要求。更具体地，本发明涉及包括高强度、防弹面板和航空级蜂窝的复合结构，该复合结构在轻质下具有优越的结构、耐冲击和防弹性能。
相关技术描述
众所周知，包含高强度纤维的防弹物件具有优良的抗射弹性质。常规使用的高强度纤维包括聚烯烃纤维，例如伸展链聚乙烯纤维，和芳纶纤维，例如对位和间位芳纶纤维。对于多数应用而言，纤维可用于纺织和针织织物。对于其它应用，纤维可被装入(encapsulate)或嵌入(embed)基质材料中，形成无纺刚性或柔韧织物。
已知多种防弹构造可用于形成坚硬或柔软的物件，例如头盔、结构面板和防弹背心。例如，美国专利4,403,012、4,457,985、4,613,535、4,623,574、4,650,710、4,737,402、4,748,064、5,552,208、5,587,230、6,642,159、6,841,492、6.846,758，它们全都通过引用而并入本文，描述了防弹复合材料，其包括由例如伸展链超高分子量聚乙烯的材料制成的高强度纤维。这些复合材料对来自弹射(例如子弹、炮弹、榴散弹等)的高速冲击力有不同程度的抗穿透性。
蜂窝材料的特征，通常为交互的单壁和双壁几何单元，其能使结构具有高回弹力和轻质。更具体地，航空蜂窝是蜂窝状的结构材料，由于其轻质、高强度和多功能性，通常用于形成航行器、交通工具及其它物件(例如运动设备和个人护理产品)的结构件的复合材料中。近些年来，这些优良性能已使得蜂窝结构越来越普遍地与防弹材料一起应用于复合结构中，使复合材料除具有吸振保护作用之外，还具有优良的防弹性和优越的结构性能。
目前，对增强防弹和防强行进入的材料的需求越来越大。特别地，防弹和防止强行进入的门和墙板用于商用飞机和海运船舰，以提供改进的安全性，保护船舰全体船员和加强全体乘客的安全性。例如，美国专利6,568,310公开了一种含纺织防弹层的复合门，其每个面都被具有与每一网层结合的结构蜂窝的网状或盔甲材料包围。美国专利6,703,104公开了一种用于航行器内部的包括蜂窝核心的复合板，其每个面都被玻璃纤维层包围，而且在玻璃纤维层的最外面上具有纺织织物。美国专利6,825,137公开了一种用作航行器中结构件的防弹复合板，该板包括蜂窝，其一个表面直接附着于纺织防弹材料，其另一面直接附着于防火纤维膜。美国专利6,976,658公开了一种驾驶员座舱门，通过在一面的蜂窝和其另一面的加固件之间层压芳香聚酰胺层而形成。
本发明提供了相关技术领域中所述材料的替代复合结构。具体地，本发明提供了具有与中心面板并置的无纺纤维层的复合材料，中心面板包括含有多个填充紧密的几何单元的蜂窝状结构。一层或多层防火材料，例如玻璃纤维，可附着在无纺纤维层的一个或多个面上，以提供防火性。本发明的复合材料具有优良的结构性能，同时也能达到或超过司法级III-A弹道穿透标准国家协会(National Institute forJustice level III-A ballistic penetration standard)的要求。因此，它们特别可用于构成飞机及其他交通工具的结构件，例如门和隔板(bulkhead)结构。
发明概述
本发明提供了一种防弹复合材料，其包含：
a)包含多个无纺纤维层的第一面板，无纺纤维层包含多根涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；
b)与所述第一面板并置的中心面板；中心面板包含多个填充紧密的几何单元；和
c)包含多个无纺纤维层的第二面板，与所述中心面板并置，无纺纤维层包含多根涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大。
本发明还提供了一种防弹复合材料，其包含：
a)包含多个无纺纤维层的第一面板，无纺纤维层包含多根涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；且所述第一面板具有两个相反的面；
b)与所述第一面板并置的中心面板：中心面板包含多个填充紧密的几何单元；
c)包含多个无纺纤维层的第二面板，与所述中心面板并置，无纺纤维层包含多根涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；且所述第二面板具有两个相反的面；
d)附着在所述第一面板的至少一个面上的至少一层防火材料；和
e)任选地，附着在所述第二面板的至少一个面上的至少一层防火材料。
本发明还提供了形成防弹复合材料的方法，其包括：
a)提供包含多个填充紧密的几何单元的中心面板，所述中心面板具有第一面和第二面；
b)将包含多个无纺纤维层的第一面板附着在所述中心面板的第一面上，无纺纤维层包含多个涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；且所述第一面板具有两个相反的面；和
c)将包含多个无纺纤维层的第二面板附着在所述中心面板的第二面上，无纺纤维层包含多个涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；且所述第一面板具有两个相反的面。
附图简述
图1.表示复合材料的示意性透视图，其包括蜂窝状的中心面板，且具有粘附于中心面板相反面上的无纺纤维板。
图2.表示六角形蜂窝状结构的示意性透视图。
图3.表示复合材料的示意性透视图，其包括附着在每个无纺纤维板相反面上的防火材料。
发明详述
本发明提供了用于构成交通工具及其它物件的结构件的防弹复合材料，所述交通工具及其它物件除需要结构高度完整之外，还需要优越的防弹性和耐冲击性。为了本发明的目的，具有优越的防弹穿透性的物件是指，这些物件具有优良的抗可变形弹射的性能。所述物件还具有优良的抗碎片(例如榴散弹)穿透性能。
在本发明的复合材料中，中心面板包括一种业内称作蜂窝的结构材料。更具体地，蜂窝是一种柔韧或刚性的结构材料，其包括多个填充紧密的几何单元，它们在一起形成轻质的蜂窝状结构，具有高的比硬度、高的比强度和独特的能量吸收特性。这种蜂窝状结构为本技术领域所周知。如图2所示，形成中心面板10的单元的几何性状可以是六角形的，类似于蜜蜂构建的天然蜂窝结构。或者，排列单元的几何性状可以是非六角形的。例如，单元可以是圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、五角形、八角形或其它适当的形状，包括各种几何形状的过度膨胀结构。还可以是加固的蜂窝及其他规则或不规则的细胞状结构，这可由本领域的技术人员来决定。尽管中心面板还可以由非蜂窝的核心材料制成，例如巴耳萨木棉纤维(balsa)和聚合泡沫材料，但是这些材料并不优选，主要是因为它们的负载携带性能和强度性能与蜂窝材料相比明显降低。
形成中心面板10的单元可以由各种材料制成，包括刚性和柔韧的材料。在本发明的优选实施方式中，单元的制成材料是，例如
Figure A200780019371D00111
的芳纶(芳香聚酰胺)材料、阻燃间位芳纶材料；
Figure A200780019371D00112
高强度对位芳纶纸材料
Figure A200780019371D00113
或
Figure A200780019371D00114
芳纶纤维蜂窝，这些材料都是由E.I.duPont de Nemours and Company of Wilmington.Delaware所生产。其它适当的材料非排他性地包括：金属(例如铝)、金属合金、碳、玻璃纤维、热塑性材料(例如聚氨酯)，及其他本领域人员常规已知的用于构成这种蜂窝状结构的材料。
生产蜂窝有两种主要方法：扩展工艺(expansion process)和起皱工艺(corrugated process)。扩展工艺通常用于生产低密度蜂窝材料，而起皱工艺通常用于生产高密度蜂窝材料。在扩展工艺中，将涂有粘合剂条的底物材料片材堆叠起来，接下来在热压下使粘合剂固化以形成块。然后将块(block)切成所需大小，再进行扩展，或以相反次序(ineither order)。在起皱工艺中，粘合剂应用在起皱节点上，然后将起皱节点堆叠成块。在粘合剂固化之后，可由所述块切下所需厚度的片材。也可以使用其它方法。例如，通常使用挤压法，然后切成所需的厚度，来生产热塑性蜂窝。不论使用何种方法，蜂窝可以任选涂有各种物质，例如防腐材料，或者可以涂有或浸渍聚合物，例如酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯，或者本领域周知的其它材料。例如，常将纸蜂窝浸在树脂中并固化以增加强度。蜂窝单元还可填有泡沫。这种操作的目的，可为可与蜂窝结合的其它层提供更大的结合面积，通过稳定单元壁来增加蜂窝的机械性能，并增加热绝缘性能。
用于构成蜂窝状结构的特殊材料和技术，通常取决于预期应用所需的蜂窝类型。例如，目前的蜂窝结构可以采购，例如航空标准级蜂窝和商业标准级蜂窝。每种蜂窝级别都以多种因素为特征，包括蜂窝材料的类型和强度、单元构造、单元大小和频率、合金和应变片(foilgauge)(如果是铝蜂窝)和密度。蜂窝板的厚度可以为约3毫米至约50毫米或更厚，尺寸为约1200毫米×2400毫米或更大。单元大小通常为1/16”至1”(1.59毫米至25.4毫米)，而1/8”、3/16”、1/4”和3/8”(3.175毫米、4.762毫米、6.35毫米、9.525毫米)最为常见。蜂窝密度通常为1.0Ib/ft3至55Ib/ft3(16千克/立方米至881千克/立方米)。不同蜂窝的性质，例如密度、单元壁厚度、碾压或压缩强度和冲击强度，以及防火性或可成形性也可以不同。
为了本发明的目的，最优选的蜂窝类型是由间位芳纶纤维构成的，蜂窝优选涂有酚醛树脂。优选的蜂窝具有六角形单元形状，单元大小为约1/8”(3.175毫米)、单元厚度约1/2”(12.7毫米)、标称密度为约5.0Ib/ft3(80千克/立方米)，且达到航空标准级。优选的蜂窝可购自Hexcel Corporation of Stamford.Connecticut，例如Hex CFC-20蜂窝。
如图1所示，中心面板10具有两个相反的面，且位于第一面板12和第二面板14之间。中心面板10如此安置，使得排列的几何单元的开口部分面向面板12和14的平坦面。第一面板和第二面板都包含多个由高强度纤维构成的无纺纤维层，所述高强度纤维的优选韧度为约7克/旦或更大，优选拉伸模量为约150克/旦或更大。与纺织纤维层相反，本发明的无纺纤维层优选包含单向性排列的多根纤维，这样它们沿着共同的纤维方向彼此基本平行。在本发明的每个实施方式中，无纺纤维层包含多根纤维，所述纤维已应用于本领域中称作基质组合物的聚合组合物，并对此无纺纤维层进行加固以形成至少一个单层、加固纤维网。如本文所使用，单层、加固网包含多根交叉层叠的纤维层，它们被堆叠在一起并加固成单层结构，结合了每个组成纤维层的纤维和基质(matrix)组合物。加固的网还可以包含多根纱线，所述纱线涂有这种基质组合物，形成多个无纺层，并被加固成织物。或者，无纺纤维层可以包含用常规已知技术形成的无纺黏结材料，其包含嵌入适当基质组合物中的无规取向的纤维。然而，在本发明的优选实施方式中，形成单层、加固网的纤维层包括单向性排列的纤维。
第一面板12和第二面板14各自可以包含多于一个的单层、加固网，即，多于一层的无纺纤维。每个单层、加固纤维网还可以包含多于两层的平行纤维。形成加固纤维网的总层数和形成无纺面板的单层、加固纤维网的数量，会根据所需防弹物件的最终用途而有所不同。例如，在本发明的优选结构中，其中防弹复合材料被用作交通工具或航行器中使用的门或隔板(bulkhead)，第一面板包含11个单独的单层、加固纤维网(即，11层)，第二面板包含26个单独的单层、加固纤维网(即，26层)，其中每个单层、加固纤维网由两个结合、单向性纤维层构成。这种结构包括总计37层，具有足够的厚度和防弹性以阻止向本发明复合材料开火的手枪子弹的穿透。整体复合结构还可以具有对称或非对称的构造，这取决于其预期应用。例如，如果上述37层非对称的复合材料用于构成飞机的驾驶员座舱门，则包含26层的面板优选位于靠近航行器的驾驶员座舱一侧，而包含11层的面板优选置于靠近航行器的乘客一侧。这就提供了复合材料的结构和防弹性能之间的平衡。如果需要较高的结构性能，可以使用对称的构造。如果需要较高的防弹性能，优选非对称的构造，最好在较高防弹性的一侧使用较多的层数。至少地，第一面板和第二面板各自包含至少一层，而每个面板都可以包含至多400层或更多。
为了本发明的目的，“纤维”是一种拉长体，其长度远远大于宽度和厚度的横向尺寸。用于本发明的纤维的横截面可以各有不同。它们的横截面可以是圆形的、平坦的或长方形的。因此，术语纤维包括细丝、带、条等，横截面为规则或不规则。它们还可以是不规则或规则的多突起的横截面，具有一个或多个规则或不规则的从纤维长度轴或纵向轴伸出的突起(lobes)。优选纤维是单个突起的，且横截面基本为圆形。
如本文所用的，“纱线”是互锁纤维的线股。“排列”是指纤维或纱线的有序排列，“平行排列”是指纤维或纱线的有序平行排列。纤维“层”是指无纺纤维或纱线的平面排列。纤维“网”是指多个互联的纤维或纱线层。“加固网”是指纤维层与基质组合物的加固组合。如本文所用的，“单层(layer)”结构是指由一层或多层单个纤维层(其已被加固成单一整体结构)组成的结构，即，单层(ply)。
为了本发明的目的，术语“涂有”不是要限制聚合基质组合物应用于纤维表面的方法。基质应用是在加固纤维层之前，而且可以使用聚合基质组合物应用于纤维表面的任何适当方法。因此，通过把基质组合物应用于纤维，再将基质组合物-纤维组合加固成复合材料，而使本发明纤维涂上、浸渍、嵌入或者应用基质组合物。“加固”是指将基质材料和每一单个纤维层组合成为单一整体层。可以通过干燥、冷却、加热、压制或其组合来进行加固。术语“复合材料”是指纤维与基质材料的加固组合。用于本文的术语“基质”，为本领域所周知，用于代表粘合剂材料，例如聚合粘合剂材料，其将加固后的纤维粘合在一起。
有用的聚合基质组合物包括低模量、热塑性基质材料和高模量、热固性基质材料，或其组合。适当的热塑性基质组合物优选包含初始拉伸模量小于约6,000psi(41.3MPa)的弹性体，适当的高模量、热固性组合物的初始拉伸模量优选至少约300,000psi(2068MPa)，二者都用ASTM D638在37℃下测量的。如本文全文所用的，术语拉伸模量是指用ASTM D638测量的基质材料的弹性模数。
由本发明复合材料所构成物件的刚性、耐冲击性和防弹性，受基质聚合物的拉伸模量的影响。例如，美国专利4,623,574公开了纤维加固复合材料，由拉伸模量小于约6000psi(41,300kPa)的弹性基质构成，该复合材料不论与高模量聚合物构成的复合材料相比，还是与不含基质的相同纤维结构相比，都具有优越的防弹性。然而，低拉伸模量基质聚合物也可产生较低刚性的复合材料。此外，在某些应用中，特别在要求复合材料必须具备防弹性和结构性能的情况下，需要防弹性和刚性的优越组合。因此，可用基质聚合物的最适当类型，会根据由本发明织物所构成物件的类型而有所不同。为了折衷获得这两种性能，适当的基质组合物可以包含低模量和高模量材料，以构成单一基质组合物，只要这种组合产生的聚合基质组合物可以耐水溶解，而且可以耐一种或多种有机溶剂的溶解。
在本发明最优选的实施方式中，基质组合物包含热固性聚合组合物。优选的是可溶于碳-碳饱和溶剂(例如，甲基乙基酮)的热固性聚合物，用ASTM D638测量其固化时的高拉伸模量，至少为约1×106psi(6895MPa)。优选的基质组合物包括热固性乙烯基酯和至少一种热固性乙烯基酯与酞酸二烯丙基酯的组合，和任选地，用于固化乙烯基酯聚合物的催化剂。乙烯基酯聚合物与共轭二烯和乙烯基芳香族单体的一种或多种嵌段共聚物的组合也可适用。这些嵌段聚合物中的许多是由Shell Chemical Company商业生产，且描述于公报“KratonThermoplastic Rubber(Kraton热塑性橡胶)”.SC:68:82中。
优选地，乙烯基酯是通过用不饱和单羧酸，通常为甲基丙烯酸或丙烯酸，来酯化多官能基环氧树脂而得到。例证性的乙烯基酯包括己二酸二缩水甘油酯、异酞酸二缩水甘油酯、二-(2，3-环氧丁基)己二酸酯、二-(2，3-环氧丁基)草酸酯、二-(2，3-环氧己基)琥珀酸酯、二-(3，4-环氧丁基)马来酸酯、二-(2，3-环氧辛基)庚二酸酯、二-(2，3-环氧丁基)邻苯二甲酸酯、二-(2，3-环氧辛基)四氢邻苯二甲酸酯、二-(4，5-环氧-十二烷基)马来酸酯、二-(2，3-环氧丁基)对苯二酸酯、二-(2，3-环氧戊基)硫代二丙酸酯、二-(5，6-环氧-十四烷基)二苯基二羧酸酯、二-(3，4-环氧庚基)磺酰基二丁酸酯、三-(2，3-环氧丁基)-1，2，4-丁烷三羧酸酯、二-(5，6-环氧十五烷基)马来酸酯、二-(2，3-环氧丁基)壬二酸酯、二-(3，4-环氧十五烷基)柠檬酸酯、二-(4，5-环氧辛基)环己烷-1，3-二羧酸酯、二-(4，5-环氧十八烷基)丙二酸酯、双酚-A-富马酸聚酯及类似材料。特别优选的乙烯基酯购自Ashland Specialty Chemical Company of Dublin，Ohio，商标为
Figure A200780019371D00151
适当的催化剂，作为实施例，包括过苯甲酸叔丁酯、2，5-二甲基-2，5-二-2-乙基己酰基过氧己烷、苯甲酰基过氧化物及其组合。基质组合物的优选溶剂是碳-碳饱和的低沸点溶剂，包括甲基乙基酮、丙酮、乙醇、甲醇、异丙基醇、环己烷、乙基丙酮及其组合。如本文所用的，“碳-碳饱和的”是指其中碳原子之间的所有键都为单键的化合物。因此，碳-碳饱和的化合物不包括任何不饱和的碳-碳双键。加固之后，如果有，也只存在痕量的溶剂和催化剂。
包含乙烯基酯树脂和邻苯二甲酸二烯丙酯的基质组合物，优选包含约35％至约65％重量，更优选约55％至约65％重量的乙烯基酯聚合物，约2％至约8％，更优选约3％至6％重量的邻苯二甲酸二烯丙酯，余量包含低沸点溶剂，基于组合物总重计。如果存在固化催化剂，其应当占约0.05％至约1.0％重量，更优选约0.2％至约0.8％重量。加固之后，基质组合物应当包含约5％至约15％重量，更优选约8％至约12％重量的邻苯二甲酸二烯丙酯，基于组合物总重计，余量包含乙烯基酯。
如果需要柔韧、非刚性的复合材料，可以使用各种低模量、弹性体的材料和配方。适当弹性体的代表性例子，其结构、性质、配方和交联方法归纳于Encyclopedia of Polymer Science(聚合物科学百科全书).卷5.Elastomers-Synthetic(弹性体-合成)部分(John Wiley & SonsInc.1964)。这些基质材料可在低于纤维熔点的温度下进行压模。适当的低模量弹性体材料包括聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、聚乙烯、交联聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚丙烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、多硫聚合物、聚氨酯弹性体、环氧、聚氯丁烯、增塑聚氯乙烯、丁二烯丙烯腈弹性体、(异丁烯-异戊二烯)共聚物、聚丙烯酸酯、酚醛塑料、聚丁缩醛、聚酯、聚醚、含氟弹性体、硅氧烷弹性体、热塑性弹性体和苯乙烯嵌段共聚物，例如，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯型，等。
特别有用的是共轭二烯和乙烯基芳香单体的嵌段共聚物。丁二烯和异戊二烯是优选的共轭二烯弹性体。苯乙烯、乙烯基甲苯和叔丁基苯乙烯是优选的共轭芳香单体。包含聚异戊二烯的嵌段共聚物可以被氢化，生成具有饱和烃弹性体片段的热塑性弹性体。聚合物可以是简单的A-B-A型的三-嵌段共聚物、(AB)n(n＝2至10)型的多嵌段共聚物，或R-(BA)x(x＝3至150)型的放射状构型共聚物：其中A是来自聚乙烯芳香单体的嵌段，B是来自共轭二烯弹性体的嵌段。这些聚合物中的许多可由Kraton Polymers of Houston.TX商业生产，且描述于公报
Figure A200780019371D00161
 Thermoplastic Rubber(热塑性橡胶)”.SC:68:81中。最优选的热塑性基质聚合物包含苯乙烯嵌段共聚物，可以商标购自Kraton Polymers。
最优选地，低模量弹性体材料基本上由至少一种上述弹性体组成。高模量基质或低模量基质还可进一步包含填充剂，例如碳黑、硅土、玻璃微球等，其量至多不超过约300％基质树脂重量，优选不超过100％重量，而且可以使用橡胶技术人员周知的方法用油进行扩展，并用硫、过氧化物、金属氧化物或辐射固化系统进行硫化。各种弹性体材料可以混在一起使用，或者一种或多种弹性体材料可以与一种或多种热塑性或热固性材料混合。例如，高密度、低密度、和线性低密度聚乙烯可以单独或混合交联，获得具有适当性能的涂层基质材料。
在每个例子中，热塑性基质的模量不应超过约6,000psi(41.4MPa)，用ASTM D638测试方法测得。优选地，弹性体的拉伸模量为约4,000psi(27.6MPa)或更小，更优选约2400psi(16.5MPa)或更小，更优选1200psi(8.23MPa)或更小，最优选约500psi(3.45MPa)或更小。弹性体的玻璃转化温度(Tg)优选小于约0℃，更优选小于约-40℃，最优选小于约-50℃。这种低模量、热塑性弹性体的优选断裂伸长率(elongation to break)为至少约50％，更优选至少约100％，最优选的断裂伸长率至少约300％。
如果包含热固性聚合基质组合物，还可进一步优选在加固每个无纺层之前或将多个无纺层压模成面板之前，在相邻的纤维层之间置入弹性体层，以改善层与层之间的粘合。例如，为有助于两个无纺平行纤维排列的0°/90°交叉层叠，可以优选在所述排列之间应用弹性体层或涂层。现已发现，在刚性纤维层之间并入低模量弹性体层，可明显改善复合材料的耐冲击性和防弹性，未影响基质的玻璃转化温度和复合材料的刚性就使性能获得了改善。这些更详细地描述于美国专利6,642,159，其通过引用而并入本文。如果使用了热塑性聚合基质组合物，弹性体层则通常没有必要。弹性体层的拉伸模量优选约6,000psi(41.300kPa)，用ASTM D638测得。所述弹性体的剥离抗力(peelresistance)至少为约3克/厘米，在中间具有所述弹性体的未固化纤维层上，在66℃下以332psi(2.290kPa)按压5秒后测定。
用于本发明实践的弹性体，可以是拉伸模量小于约6000psi(41.300kPa)的任何弹性体，用ASTM D638测得。适当弹性体的代表性例子，其结构、性质和配方归纳于Encyclopedia of Polymer Science(聚合物科学百科全书).卷5.Elastomers-Synthetic(弹性体-合成)部分(John Wiley & Sons Inc.1964)。基本要求是它们具有适当低的模量，并产生所需的剥离抗力。例如，可使用以下材料：聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯二烯三元共聚物、热塑性弹性体及其他。优选地，弹性体的拉伸模量小于约2000psi(13.800kPa)。最优选地，弹性体的拉伸模量小于约1000psi(6895kPa)。特别优选的是共轭二烯和乙烯芳香单体的嵌段共聚物。这些聚合物中的许多可由Shell Chemical Company商业生产，且描述于上面参考的公报“Kraton Thermoplastic Rubber(Kraton热塑性橡胶)”.SC:68:82中。最优选的弹性体是购自3M公司的商标为Scotch-的组合物。特别有用的是购作Scotch-
Figure A200780019371D00182
 4693的弹性体溶液，其由含约10％重量苯乙烯/丁二烯共聚物、约10％重量聚萜烯和约10％重量聚二戊烯的约10％重量丙酮和约60％重量环己烷组成。
弹性体层，如果被并入，可以使用本领域的常规技术来应用，例如涂层或喷涂，优选地，只构成复合材料的一小部分，约2至10％复合材料重量。优选地，任选的弹性体构成复合材料的约2％重量至约7％重量。弹性体层不需要连续，可以由纤维层上的不连续区域构成。优选地，弹性体覆盖的不连续区域均匀分布在纤维层的表面。
在本发明的优选实施方式中，各无纺复合板中全部基质组合物的构成比例，优选为约7％至约35％复合材料重量，更优选为约7％至约20％复合材料重量，最优选为约11％至约20％复合材料重量。基质聚合物含量较高的复合材料，防弹性较低，但是结构性能较高。
复合材料的剩余部分优选由纤维构成。依照本发明，构成无纺纤维层的纤维，优选包含高强度、高拉伸模量的纤维。如本文所用的，“高强度、高拉伸模量的纤维”是指优选韧度至少为约7克/旦或更大，优选拉伸模量至少为约150克/旦或更大，优选断裂能至少为约8焦/克或更大的纤维，二者都是用ASTM D2256测得。如本文所用的，术语“旦”是指线性密度的单位，相当于每9000米纤维或纱线的质量(克)。如本文所用的，术语“韧度”是指拉应力(tensile stress)，用每单位线性密度(旦)无应力样本的力(克)表示。纤维的“初始模量”是表示材料对抗变形的性质。术语“拉伸模量”是指韧度(以克-力每旦(克/d)表示)变化与应变(表示为初始纤维长度的分数(英寸/英寸))变化的比率。
特别适当的高强度、高拉伸模量的纤维材料包括伸展链聚烯烃纤维，例如高度定向、高分子量聚乙烯纤维，特别是超高分子量聚乙烯纤维，和超高分子量聚丙烯纤维。芳纶纤维也可适用，特别是对位芳纶纤维、伸展链聚乙烯醇纤维、伸展链聚丙烯腈纤维、聚氮茚纤维，例如聚苯并噁唑(PBO)和聚苯并噻唑(PBT)纤维，和液晶共聚物纤维。这些纤维类型都为本技术领域常规周知。
如果是聚乙烯，优选的纤维是伸展链聚乙烯，分子量至少为500,000，优选至少为1百万，更优选为2百万至5百万。这种伸展链聚乙烯(ECPE)纤维可以在溶液纺纱工艺中生长，例如描述于美国专利4,137,394或4,356,138，其通过引用而并入本文，或者可以从溶液中纺成凝胶结构，例如描述于美国专利4,551,296或5,006,390，其通过引用而并入本文。用于本发明的特别优选的纤维类型是购自Honeywell International Inc.的商标为
Figure A200780019371D00191
的聚乙烯纤维，
Figure A200780019371D00192
纤维为本技术领域所周知，且描述于例如美国专利4,623,547和4,748,064。
同样特别优选的是芳纶(芳香聚酰胺)纤维。这些可商业采购且描述于例如美国专利3,671,542。例如由Dupont商业生产的
Figure A200780019371D00193
对位芳纶纤维和
Figure A200780019371D00194
间位芳纶纤维，是优选的芳纶材料。同样有用的是由Teijin商业生产的商标为
Figure A200780019371D00195
的芳纶纤维。
用于本发明实践的适当的聚氮茚纤维可以商业采购，公开于例如美国专利5,286,833、5,296,185、5,356,584、5,534,205和6,040,050，它们都通过引用而并入本文。优选的聚氮茚纤维是购自Toyobo Co.的
Figure A200780019371D00201
牌纤维。用于本发明实践的适当的液晶共聚酯纤维可以商业采购，公开于例如美国专利3,975,487、4,118,372和4,161,470，它们都通过引用而并入本文。
适当的聚丙烯纤维包括高定向伸展链聚丙烯(ECPP)纤维，描述于美国专利4,413,110，其通过引用而并入本文。适当的聚乙烯醇(PV-OH)纤维描述于例如美国专利4,440,711和4,599,267，其通过引用而并入本文。适当的聚丙烯腈(PAN)纤维公开于例如美国专利4,535,027，其通过引用而并入本文。这些纤维类型都为常规所知，且可以广泛购得。
用于本发明的其它适当的纤维类型，包括玻璃纤维、由碳形成的纤维、由玄武岩或其它矿物形成的纤维、例如
Figure A200780019371D00202
纤维的刚性棒状纤维，以及所有上述材料的组合，所有这些纤维都可购得。例如，纤维层可由
Figure A200780019371D00203
纤维和
Figure A200780019371D00204
纤维以50:50混合的组合物构成，或者由两种或两种以上纤维类型的任何其它比例构成。
Figure A200780019371D00205
纤维由Magellan Systems International of Richmond.Virginia生产，描述于例如美国专利5,674,969、5,939,553、5,945,537和6,040,478，所有这些都通过引用而并入本文。特别优选的纤维包括
Figure A200780019371D00206
纤维、聚乙烯
Figure A200780019371D00207
纤维，和芳纶
Figure A200780019371D00208
纤维。纤维可以为任何适当的旦(denier)，例如，50至约3000旦，更优选为约200至3000旦，更优选为约650至约1500旦，最优选为约800至约1300旦。
用于本发明目的的最优选的纤维是高强度、高拉伸模量伸展链聚乙烯纤维或高强度、高拉伸模量对位芳纶纤维。如上所述，高强度、高拉伸模量的纤维是指优选韧度为约7克/旦或更大，优选拉伸模量为约150克/旦或更大，且优选断裂能为约8焦/克或更大的纤维，这些都是用ASTM D2256测得。在本发明的优选实施方式中，纤维的韧度应当为约15克/旦或更大，优选为约20克/旦或更大，更优选为约25克/旦或更大，最优选为约30克/旦或更大。同样，本发明纤维的优选拉伸模量为约300克/旦或更大，更优选为约400克/旦或更大，更优选为约500克/旦或更大，更优选为约1,000克/旦或更大，最优选为约1,500克/旦或更大。同样，本发明纤维的优选断裂能为约15焦/克或更大，更优选为约25焦/克或更大，更优选为约30焦/克或更大，最优选的断裂能为约40焦/克或更大。
通过应用周知的方法，可以获得这些组合的高强度性能。美国专利4,413,110、4,440,711、4,535,027、4,457,985、4,623,547、4,650,710和4,748,064全面讨论了用于本发明的优选高强度、伸展链聚乙烯纤维的形成。这些方法，包括溶液生长或凝胶纤维方法，为本技术领域所周知。形成所有其它优选纤维类型，包括对位芳纶和间位芳纶纤维的方法，也为本技术领域常规所知，而且这些纤维可以采购得到。
如上讨论，基质可以各种方式应用于纤维。例如，可以溶液形式应用聚合基质组合物，通过将基质组合物溶液喷涂或辊涂在纤维表面上，再进行干燥，其中部分溶液包括所需的聚合物，且部分溶液包括能够溶解聚合物的溶剂。另一种方法是将作为液体、悬浮液中粘性固体或颗粒或作为流化床的纯(neat)的涂层材料聚合物应用于纤维。或者，涂层可以作为适当溶剂中的溶液或乳液得以应用，所述溶剂在应用温度下不会对纤维性能产生不良影响。例如，可使纤维穿过基质组合物溶液，从而纤维基本涂层，然后经干燥形成涂层纤维。然后可将所得的涂层纤维排成所需的网状构型。在另一种涂层技术中，可以首先排列纤维层，然后将纤维层浸入包含溶于适当溶剂的基质组合物的溶液浴中，从而使所有的单个纤维基本涂上基质组合物，然后通过蒸发溶剂得以干燥。浸渍步骤可以根据需要而重复多次，从而在纤维上获得所需量的基质组合物涂层，优选地，使所有单个纤维包上或者使纤维表面100％覆盖上基质组合物。
尽管可以使用任何能够溶解或分散聚合物的液体，但是优选的溶剂包括水、石蜡油和芳香溶剂或烃溶剂，例证性的具体溶剂包括石蜡油、二甲苯、甲苯、辛烷、环己烷、甲基乙基酮(MEK)和丙酮。用于将涂层聚合物溶解或分散在溶剂中的技术，是类似材料涂在各种底物上的常用技术。
可以使用将涂层应用于纤维的其它技术，包括在纤维进行高温拉伸操作之前，或者在除去纤维中溶剂之前或之后(如果使用凝胶-纺纱纤维形成技术)，涂上高模量前体(凝胶纤维)。然后可以在高温下拉伸纤维得到涂层纤维。可在一定条件下使凝胶纤维穿过适当的涂层聚合物溶液，以获得所需的涂层。高分子量聚合物在凝胶纤维中的结晶化，可以或可以不发生在纤维穿入溶液中之前。或者，可以将纤维挤压进入适当聚合物粉的流化床中。此外，如果进行拉伸操作或其它操作工艺，例如置换溶剂、干燥等，涂层可以应用在最终纤维的前体材料上。在本发明的最优选实施方式中，先使本发明纤维涂上基质组合物，然后将多根纤维排成纺织或无纺纤维层。这种技术为本技术领域所周知。
在应用基质材料之后，无纺层中的单个纤维在加固之前可以或可以不相互结合。如上所述，每个无纺层包含的纤维都是沿着相同的纤维方向相互平行地单向排列。如本技术领域常规所知的，各纤维层交叉布层，使得一个层的纤维排列方向相对于另一层的纤维排列方向成一定角度旋转，这就获得了优良的防弹性。因此，这种单向排列纤维的连续层优选相对于前一层旋转。实施例是一种两层结构，其中相邻层的排列成0°/90°方向。然而，相邻层的排列实际上可以相对于另一层的纵向纤维方向成约0°至约90°的任何角度，例如+60°/-30°或±45°或其它任何角度。例如，五层无纺结构可以排布成0°/45°/90°/45°/0°方向或其它角度。在本发明的优选实施方式中，只有两个交叉排成0°和90°的单个无纺层，被加固成单层网，其中一个或多个所述单层网构成单无纺板。然而，如前所述，本发明的单层加固网通常可以包括任意数量的交叉叠层，例如约20至约40或更多层，依不同应用的需要而定。这种旋转的单向性排列描述于例如，美国专利4,457,985；4,748,064；4,916,000；4,403,012；4,623,573和4,737,402。可以使用周知方法形成无纺纤维网，例如用美国专利6,642,159中所述的方法。
用于将纤维层加固成单层、加固网或织物复合材料的适当结合条件，包括常规周知的层压技术。典型的层压工艺包括在约110℃，约200psi(1379kPa)压力下，将交叉层叠的纤维层一起按压约30分钟。本发明纤维层进行加固的优选温度为约200℉(～93℃)至约350℉(～177℃)，更优选温度为约200℉至约300℉(～149℃)，最优选温度为约200℉至约280℉(～121℃)，且压力为约25psi(～172kPa)至约1500psi(3447kPa)或更高。可以在高压釜内进行低压加固，此为本技术领域常规所知。优选使用匹配压模进行高压加固。优选高压模制法，是因为高压产生的防弹性较高而后端面变形最小。
在加热时，可能会引起基质发粘或流动而没有完全熔化。然而，一般而言，如果基质材料已熔化，只需要相对小的压力就能形成复合材料，然而如果只将基质材料加热至粘接点，则通常需要更大的压力。加固步骤通常会需要约10秒至约24小时。然而，温度、压力和时间通常取决于聚合物类型、聚合物含量、工艺和纤维类型。
如图1和图3所示，优选使用粘合层16、18将第一和第二面板粘附在中心板的每个相反面上。可以使用任何适当的粘合材料，此为本技术领域常规所知。适当的粘合剂非排他性地包括：弹性体材料(例如聚乙烯)、交联聚乙烯、氯磺化聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、丙烯共聚物、聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、多硫聚合物、聚氨酯弹性体、聚氯丁烯、使用一种或多种本技术领域周知的增塑剂(例如，邻苯二甲酸二辛酯)的增塑聚氯乙烯、丁二烯丙烯腈弹性体、(异丁烯-异戊二烯)共聚物、聚丙烯酸酯、聚酯、不饱和聚酯、聚醚、含氟弹性体、硅氧烷弹性体、乙烯共聚物、热塑性弹性体、酚醛塑料、聚丁缩醛、环氧聚合物、苯乙烯嵌段共聚物，例如，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯型等，以及本技术领域常规周知的其它适当的粘性组合物。用于结合蜂窝材料与复合材料的特别优选的粘性组合物包括甲基丙烯酸酯(metahacylate)粘合剂、氰基丙烯酸酯粘合剂、UV固化粘合剂、尿烷粘合剂、环氧粘合剂，以及上述材料的组合。其中，优选包含聚氨酯热塑性粘合剂的粘合剂，特别是一种或多种聚氨酯热塑性粘合剂与一种或多种其它热塑性聚合物的组合。最优选地，所述粘合剂包含聚醚脂肪族聚氨酯。这种粘合剂的应用形式可以是例如热熔体(hotmelt)、薄膜、浆糊或喷雾，或者作为两组分的液体粘合剂。
如图1和3所示，第一面板12和第二面板14都具有两个相反的面，在将所述第一面板12和第二面板14附着在中心面板10之前，可在其上邻接其它的层。例如，可以再在第一和第二面板的表面再附上一层或多层纤维或非纤维层，以进一步改善整体复合材料的性能。特别地，为了增强第一和第二面板的防火性，优选在每个板的一个或两个面上附着至少一层防火材料。该实施方式的图解说明见图3，其中防火层22和26附着在第一面板12的表面上，防火层24和28附着在第二面板14的表面上。尽管附图中所示的实施方式在面板12和14每个面上包括这种材料，但是这种材料可以附着在四个面板表面的任意一个和多个上。
任选的防火材料可以包含本技术领域周知的任何材料，以提供所需的防火性能。适当的材料包括芳纶纸，例如由上述
Figure A200780019371D00241
Figure A200780019371D00242
或
Figure A200780019371D00243
纤维制成的。常规周知的玻璃纤维材料也可适用，包括电用级玻璃纤维(e-玻璃)和结构级玻璃纤维(s-玻璃)。这些玻璃纤维材料优选浸渍热固性或热塑性聚合树脂，例如热固性环氧或酚醛树脂。在本发明优选的实施方式中，约1至2层玻璃纤维附着在第一面板12和第二面板14的内表面(用图3中的数字22和24表示)上。更优选地，约1至2层玻璃纤维附着在第一面板12和第二面板14的两个面上。用于防火层22、24、26和28的适当材料，还包括浸渍防火组合物的纤维材料。这种材料为本技术领域所周知。或者，为了改善面板12和14的防火性能，可将防火添加剂与涂在纤维上的聚合基质组合物相混合。优选的防火添加剂包括本技术领域周知的膨胀型炭化材料。
在每个实施方式中，在单个模制步骤中，中心面板10与第一面板12、第二面板14、粘合层16和18、任选的防火层22、24、26和28结合在一起。常规周知的模制技术，例如上述的加固技术，可用于形成复合材料。可以使用结合上述材料的替代方法，例如缝接法、栓接法，或用粘性材料进行粘接，但并不优选，因为这些方法不能获得最佳的效果。在将中心面板10与第一面板12和第二面板14结合起来之前，优选对面板12和14独立进行模压或加固，使其组成部分结合，优选形成刚性面板。为了获得刚性，有必要具有热固性基质组合物，压模通常必须在高压下进行，例如约1500psi或更大，使基质组合物进行交联和固化。模制面板12和14各自可进一步以±45°、+60/-30或任何其它角度被剪切，然后粘在蜂窝上。这种组合可以提供扭转刚度。可以使用真空袋将预制面板12、14附着在中心面板10上，或者简单地使用室温基质树脂，而不使用真空袋、高压釜或匹配压模。
单个织物层和面板的厚度相应于单个纤维的厚度。因此，优选的单层、加固网和优选的防火材料层，其优选厚度为约25微米至约500微米，更优选为约75微米至约385微米，最优选为约125微米至约255微米。虽然优选这样的厚度，但应明白，可以生产其它模厚度以满足特殊需要，仍属于本发明的范围之内。
本发明复合材料的面积重量优选为约0.1Ib/平方英尺(psf)(4.8Pa)至约4psf(191.5Pa)，更优选为约1.00psf(47.9Pa)至约3.00psf(143.6Pa)，最优选约1.25psf(59.8Pa)至约2.50psf(119.7Pa)。此外，本发明复合材料的构成纤维的旦数优选为约200至约2600旦，更优选为约375至约2400旦，最优选为约500至约1500旦。
可使用周知技术，将本发明的多板结构用于多种应用，以形成各种不同硬或软的盔甲防弹物件。多板结构特别可用于形成刚性、硬盔甲物件，其通常具有足够的机械强度，从而在经受巨大压力时能保持结构刚度。这种物件的例子非排他性地包括：汽车门和结构板，以及航行器的驾驶员座舱门和隔板，以及其它结构(例如直升飞机、铁路交通工具、商用和海军用海运船舶、卫星、导弹、航天飞机、卫星运载火箭，各种陆地和水上交通工具及其它非运输相关的结构，例如建筑墙板、含爆炸物装置、防护屏，及其它吸能防护结构)的结构材料。这种结构可用本技术领域周知的技术形成。
本发明的多板结构可用于对抗很多弹道威胁，例如9毫米全金属外壳(FMJ)子弹、步枪子弹和由于手榴弹、炮弹、临时爆破装置(IED)爆炸产生的各种碎片。本发明复合材料的防弹性能，用本技术领域周知的标准检测方法来确定。具体地，结构的防护能力或抗穿透力，通常引用50％射弹穿过复合材料，而50％被复合材料阻止时的冲击速度表示，也称作V50值。如本文所用的，物件的“抗穿透力”是抵抗特定威胁(例如实体物，包括子弹、碎片、榴散弹等，和非实体物，例如爆炸冲击波)穿透的能力。对于等面积密度(复合板重量除以表面积)的复合材料，V50越大，复合材料的抵抗力越好。本发明物件的防弹性能可依多种因素(特别是用于生产织物的纤维类型)而各有不同。然而，夹在无纺纤维板12和14之间的包含蜂窝状结构的中心面板10的组合，提供了非常理想的结构，其兼具优越的结构性能、耐冲击性能和防弹性能。
本发明防弹复合材料的防弹性，优选达到或超过司法级III-A弹道穿透标准国家协会的要求。特别地，这里所形成的刚性防弹盔甲，在受到9毫米全金属外壳(FMJ)子弹冲击时的V50至少为约1550英尺/秒(fps)(472米/秒)，在受到44magnum子弹冲击时的V50至少为约1550fps，在受到17粒碎片模拟射弹冲击时的V50至少为约1550fps。因此，现已发现，对抗相同子弹，本发明的结构实现了相同的NIJ LevelIIIA防弹效果，而重量减轻了至少约15％至约30％，这是因为选择的是无纺纤维而不是纺织纤维、基质聚合物选择和含量，以及在高压下预制第一和第二面板12、14。
下列非限制性实施例用来阐明本发明。
实施例1
依照本发明，模压10”×10”(25.4厘米×25.4厘米)三面板复合材料。中心面板包含Hexcel Corporation生产的
Figure A200780019371D00261
 CFC-20蜂窝，厚度为1/2”(1.27厘米)，六角形单元尺寸为1/8”(3.175毫米)。将蜂窝每一侧粘附于
Figure A200780019371D00271
 Shield VE模制板(一种来自HoneywellInternational.Inc.的包含热固性乙烯基酯聚合基质的单向性无纺纤维材料)。一个10”×10”
Figure A200780019371D00272
 Shield VE板，包含11层0°/90°交叉层叠的
Figure A200780019371D00273
纤维。另一个10”×10” 
Figure A200780019371D00274
 Shield VE板，包含26层0°/90°交叉层叠的
Figure A200780019371D00275
纤维。每一单个
Figure A200780019371D00276
Shield VE板在高压下使用匹配压模进行模压，通过将构成层堆放在模具里，保持在240℉(115.6℃)，并使用1500psi(10.34kPa)模制压力模压10分钟，然后在1500psi模制压力下冷却至150℉(65.56℃)。对
Figure A200780019371D00277
 Shield VE板进行单独模压之后，用聚醚脂肪聚氨酯粘合剂将它们粘附在10”×10”Hex 
Figure A200780019371D00278
 CFC-20蜂窝中心面板上，在240℉高压釜内真空(14.8psi)(102kPa)和压力(150psi)(10.34kPa)下固化粘合剂90分钟。使用Military Test Standard(军用测试标准)MIL-STD-662E，测试三面板结构对抗17粒(grain)、0.22口径MIL-P-46539A射弹的防弹性能。通过向非对称模制复合材料的每侧发射射弹来进行测试。在表中第一行，通过向11层模制板发射射弹进行测试。在第二行，通过向26层模制板发射射弹进行测试。测试结果归纳于下表1中：
表1
 
构成 面积重量(psf)(Pa) 厚度(英寸)(毫米) V50(fps)(mps) SEAT(J-m2·kg)
11层模制板+蜂窝+26层模制板     1.50(71.8Pa) 0.69(17.53毫米) 1993(607.5米/秒) 27.5
26层模制板+蜂窝+11层模制板     1.50(71.8Pa) 0.69(17.53毫米) 1795(547.1米/秒) 22.3
实施例2(对照)
将实施例1的结果与不含蜂窝的模制
Figure A200780019371D00279
 Shield板进行比较。使用Military Test Standard(军用测试标准)MIL-STD-662E，测试仅包含37层上述模制 Shield VE的12”×12”(30.48厘米×30.48厘米)模制板对抗17粒(grain)、0.22口径MIL-P-46539A射弹的防弹性能。测试结果归纳于下表2中：
表2
上述实施例阐明，与不含蜂窝的面板相比，本发明的三板蜂窝复合结构的防弹性能有所改进。
实施例3
使用测试方法NIJ 0108.01，测试一种类似于实施例1三面板复合材料的面板对抗44magnum子弹的防弹性能。结果成功，因为子弹被面板阻止。结果归纳于下表3中：
表3
 
构成 面积重量(psf)(Pa) 厚度(英寸)(毫米) V50(fps)(mps)
11层模制板+蜂窝+26层模制板        1.50(71.8Pa) 0.65(16.51毫米) 1430±30(435.8米/秒±9.14)
本实施例阐明，本发明复合材料对抗射向11层模制板的44magnum子弹的优良防弹性。
实施例4
使用ASTM D790测试方法以及10英寸跨距的三点屈服试验，测试实施例1三面板复合材料的挠曲强度和刚性。结果归纳于下表4中：
表4
 
构成 挠曲强度(ksi)(MPa) 挠曲模量(ksi)    挠度(deflection)(英寸)(毫米) 屈服点的能量(Ibf-in)    
11层模制板+蜂窝+26层模制板        1.49(10.3MPa) 324(2234Mpa) 0.11(2.79毫米) 2.9
26层模制板+蜂窝+11层模制板        2.24(15.4MPa) 314(2165Mpa) 0.20(5.08毫米) 8.9
在表中第一行，负载放在11层模制板上进行ASTM D790测试。在第二行，负载放在26层模制板上进行测试。本实施例阐明，依照ASTM D790测试法，在对复合材料两侧进行测试时，本发明的不均衡复合材料的两侧在结构性能上的差异。
实施例5(对照)
使用ASTM D790测试法以及4英寸跨距的三点屈服测试，测试实施例2三面板复合材料的挠曲强度和刚性。结果归纳于下表5中：
表5
 
构成 挠曲强度(ksi)(MPa) 挠曲模量(ksi)(MPa) 挠度(英寸)(毫米) 屈服点的能量(Ibf-in)
37层模制板 1.89(13.0MPa) 212(1462Mpa) 0.29(7.366毫米) 1.47
实施例4和5阐明，与仅包含纤维层的复合材料相比，包含蜂窝的复合材料的结构性能更好。
尽管参考优选的实施方式，对本发明进行了具体说明和描述，但是可被本领域技术人员容易理解的是，可以进行各种改变和修改而不脱离本发明的精神和范围。权利要求书的阐述旨在包括所述的实施方式、上面讨论的那些替代物及其所有等价物。

Claims (43)

1.一种防弹复合材料，其包含：
a)包含多个无纺纤维层的第一面板，无纺纤维层包含多根涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；
b)与所述第一面板并置的中心面板；所述中心面板包含多个填充紧密的几何单元；和
c)包含多个无纺纤维层的与所述中心面板并置的第二面板，无纺纤维层包含多根涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大。
2.权利要求1的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板在所述中心面板的相反面上粘附于所述中心面板。
3.权利要求1的防弹复合材料，其中所述聚合组合物包含热固性组合物。
4.权利要求1的防弹复合材料，其中聚合组合物包含乙烯基酯聚合物。
5.权利要求1的防弹复合材料，其中聚合组合物包含热固性组合物和热塑性组合物的组合。
6.权利要求1的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板各自包含多层所述加固无纺纤维层。
7.权利要求1的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板各自独立包含聚烯烃纤维、芳纶纤维、聚氮茚纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯腈纤维、液晶共聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维、刚性棒状纤维或其组合。
8.权利要求1的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板各自包含聚乙烯纤维。
9.权利要求1的防弹复合材料，其中所述聚合组合物占所述第一面板和所述第二面板各约7％至约35％重量。
10.权利要求1的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板包含多个单向性、无纺纤维层，其相对于相邻纤维层的纵向纤维方向成一定角度地交叉层叠。
11.权利要求1的防弹复合材料，其中所述中心面板包含蜂窝状的结构。
12.权利要求1的防弹复合材料，其中所述中心面板包含间位芳纶材料。
13.权利要求1的防弹复合材料，其防弹性超过司法级III-A弹道穿透标准国家协会的要求。
14.包含权利要求1的防弹复合材料的物件。
15.权利要求14的物件，其包括交通工具的结构件。
16.一种防弹复合材料，其包含：
a)包含多个无纺纤维层的第一面板，无纺纤维层包含多根涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；且所述第一面板具有两个相反的面；
b)与所述第一面板并置的中心面板；中心面板包含多个填充紧密的几何单元；
c)包含多个无纺纤维层的与所述中心面板并置的第二面板，无纺纤维层包含多根涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；且所述第二面板具有两个相反的面；
d)附着在所述第一面板的至少一个面上的至少一层防火材料；和
e)任选地，附着在所述第二面板的至少一个面上的至少一层防火材料。
17.权利要求16的防弹复合材料，其还包含至少一层防火材料，该防火材料附着在所述第二面板的至少一个面上。
18.权利要求16的防弹复合材料，其还包含附着在所述第一面板的两个相反面上的至少一层防火材料，和附着在所述第二面板的两个相反面上的至少一层防火材料。
19.权利要求16的防弹复合材料，其中所述防火材料包含玻璃纤维。
20.权利要求16的防弹复合材料，其中所述防火材料包含芳纶纸。
21.权利要求16的防弹复合材料，其中所述防火材料包含浸渍防火组合物的纤维材料。
22.权利要求16的防弹复合材料，其中所述聚合组合物包含热固性组合物。
23.权利要求16的防弹复合材料，其中聚合组合物包含乙烯基酯聚合物。
24.权利要求16的防弹复合材料，其中聚合组合物包含热固性组合物和热塑性组合物的组合。
25.权利要求16的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板各自包含多个所述加固无纺纤维层。
26.权利要求16的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板各自独立包含聚烯烃纤维、芳纶纤维、聚氮茚纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯腈纤维、液晶共聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维、刚性棒状纤维或其组合。
27.权利要求16的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板包含聚乙烯纤维。
28.权利要求16的防弹复合材料，其中所述聚合组合物占所述第一面板和所述第二面板各约7％至约35％重量。
29.权利要求16的防弹复合材料，其中所述第一面板和所述第二面板包含多个单向性、无纺纤维层，其相对于相邻纤维层的纵向纤维方向成一定角度地交叉层叠。
30.权利要求16的防弹复合材料，其中所述中心面板包含蜂窝状的结构。
31.权利要求16的防弹复合材料，其中所述中心面板包含间位芳纶材料。
32.权利要求16的防弹复合材料，其防弹性超过司法级III-A弹道穿透标准国家协会的要求。
33.包含权利要求16的防弹复合材料的物件。
34.权利要求33的物件，其包括交通工具的结构件。
35.一种形成防弹复合材料的方法，其包括：
a)提供包含多个填充紧密的几何单元的中心面板，所述中心面板有第一面和第二面；
b)将包含多个无纺纤维层的第一面板附着在所述中心面板的第一面上，无纺纤维层包含多个涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；且所述第一面板具有两个相反的面；和
c)将包含多个无纺纤维层的第二面板附着在所述中心面板的第二面上，无纺纤维层包含多个涂有聚合组合物的纤维，且所述无纺纤维层经过加固处理：所述纤维的韧度为约7克/旦或更大，拉伸模量为约150克/旦或更大；且所述第一面板具有两个相反的面。
36.权利要求35的方法，所述第一面板和所述第二面板通过中间粘合层附着在所述中心面板上。
37.权利要求35的方法，其还包括将至少一层防火材料附着在所述第一面板的至少一个面上。
38.权利要求35的方法，其还包括将至少一层防火材料附着在所述第二面板的至少一个面上。
39.权利要求35的方法，其还包括将至少一层防火材料附着在所述第一面板的至少一个面上，并将至少一层防火材料附着在所述第二面板的至少一个面上。
40.权利要求35的方法，其还包括在将所述第一面板附着在所述中心面板上之前，将至少一层防火材料附着在所述第一面板的两个面上，在将所述第二面板附着在所述中心面板之前，将至少一层防火材料附着在所述第二面板的两个面上。
41.权利要求35的方法，其接下来包括将所述复合材料模压成交通工具的结构件。
42.权利要求35的方法，其中所述中心面板包含蜂窝状的结构。
43.权利要求35的方法，其中所述聚合组合物包含热固性组合物。
CNA2007800193712A 2006-03-30 2007-03-29 增强结构性能的模制防弹面板 Pending CN101454634A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/393,413 US7601654B2 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Molded ballistic panel with enhanced structural performance
US11/393,413 2006-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101454634A true CN101454634A (zh) 2009-06-10

Family

ID=38337663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800193712A Pending CN101454634A (zh) 2006-03-30 2007-03-29 增强结构性能的模制防弹面板

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7601654B2 (zh)
EP (1) EP1999427A1 (zh)
JP (1) JP2009532231A (zh)
CN (1) CN101454634A (zh)
IL (1) IL194446A0 (zh)
MX (1) MX2008012311A (zh)
WO (1) WO2007115057A1 (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102712164A (zh) * 2010-01-20 2012-10-03 赫克塞尔合成有限公司 用于航空航天结构应用的夹层板
CN103112203A (zh) * 2013-03-07 2013-05-22 辽阳艺蒙织毯有限公司 一种蜂窝板
CN103112202A (zh) * 2013-03-07 2013-05-22 辽阳艺蒙织毯有限公司 蜂窝板
CN103660456A (zh) * 2013-12-30 2014-03-26 浙江理工大学 一种抗高速冲击复合材料
CN104011275A (zh) * 2011-10-19 2014-08-27 霍尼韦尔国际公司 用于防弹应用的高性能层压带&相关产品
CN104215130A (zh) * 2014-09-16 2014-12-17 山东大学 一种多功能复合材料防弹板及其制备方法
CN104379640A (zh) * 2011-12-05 2015-02-25 Csir公司 一种耐火的人工制品及其制造方法
CN105358275A (zh) * 2013-03-15 2016-02-24 高登控股有限公司 高性能热塑性复合材料层压制件及其制造的复合材料结构
CN105971362A (zh) * 2016-05-06 2016-09-28 上海核工程研究设计院 一种波纹钢板-多孔金属防护装甲
CN106003850A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 广东新秀新材料股份有限公司 蜂窝夹芯结构件及其制备方法
CN108163135A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 中国人民解放军海军工程大学 舰用耐火型复合装甲结构
CN108611762A (zh) * 2018-06-21 2018-10-02 江苏安卡新材料科技有限公司 一种制作热固胶无纺布的方法
CN108692616A (zh) * 2018-05-14 2018-10-23 嘉兴固甲安全防护科技有限公司 一种半液态防弹刺复合材料的制备方法、防弹刺复合材料及防弹刺防护内芯
CN108801054A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 江苏安卡新材料科技有限公司 一种复合防弹板及其制作方法
CN108790303A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 江苏安卡新材料科技有限公司 一种防弹黑板及其制作方法
CN109311264A (zh) * 2016-05-25 2019-02-05 帝人芳纶有限公司 防穿透物件
CN110815999A (zh) * 2019-10-14 2020-02-21 北方长龙新材料技术有限公司 一种阻燃型防破片车用内饰板
WO2020155880A1 (zh) * 2019-01-29 2020-08-06 中车长春轨道客车股份有限公司 动车组防弹隔墙
CN112770897A (zh) * 2018-11-26 2021-05-07 欧洲合成公司 飞机内部空间用的夹层复合构件
CN113015652A (zh) * 2018-11-13 2021-06-22 约翰博格思股份有限公司 用于机动车的车辆座椅的座椅靠背的支撑结构及其制造方法
CN115493455A (zh) * 2022-09-27 2022-12-20 江苏领瑞新材料科技有限公司 一种具有防弹功能的高强度纤维材料及其制备方法

Families Citing this family (91)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR876M (zh) 1960-10-12 1961-10-16
US8282539B2 (en) * 2008-12-22 2012-10-09 Exopack, Llc Multi-layered bags and methods of manufacturing the same
US20100000399A1 (en) * 2005-12-17 2010-01-07 Ian Barnes Barrier
GB0525727D0 (en) * 2005-12-17 2006-01-25 Secr Defence A barrier
US20100297388A1 (en) * 2006-02-03 2010-11-25 The University Of Maine System Board Of Trustees Composite panel for blast and ballistic protection
US9170071B2 (en) * 2006-05-01 2015-10-27 Warwick Mills Inc. Mosaic extremity protection system with transportable solid elements
US20110100747A1 (en) * 2006-05-24 2011-05-05 Airbus Operations Gmbh Sandwich element for the sound-absorbing inner cladding of means of transport, especially for the sound-absorbing inner cladding of aircraft
US20070293107A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-20 Hexcel Corporation Composite assembly and methods of making and using the same
US7735407B2 (en) * 2006-07-12 2010-06-15 Keener James H Projectile resistant material
US7703375B1 (en) * 2006-08-15 2010-04-27 Lawrence Technological University Composite armor with a cellular structure
US8695112B2 (en) * 2006-09-26 2014-04-15 Honeywell International Inc. Flexible body armor with semi-rigid and flexible component
US7923094B1 (en) * 2007-04-13 2011-04-12 Bae Systems Tensylon High Performance Materials, Inc. Laminated ballistic sheet
US7976932B1 (en) * 2007-04-13 2011-07-12 BAE Systems Tensylon H.P.M, Inc. Ballistic-resistant panel including high modulus ultra high molecular weight polyethylene tape
ITMI20071200A1 (it) * 2007-06-14 2008-12-15 Oto Melara Spa Pannello di rinforzo e blindatura per un veicolo
US20090139091A1 (en) * 2007-09-27 2009-06-04 Honeywell International Inc, Field installation of a vehicle protection system
US7980165B2 (en) * 2007-10-03 2011-07-19 Martin Marietta Materials, Inc. Modular blast-resistant panel system for reinforcing existing structures
IL186398A (en) * 2007-10-07 2013-03-24 Moshe Ravid Armor module and an armor array used therein
WO2009091432A1 (en) 2007-10-30 2009-07-23 Warwick Mills, Inc. Soft plate soft panel bonded multi layer armor materials
US8211814B2 (en) * 2008-02-08 2012-07-03 Renton Coil Spring Company Protective armor panels
US9046323B2 (en) 2008-02-25 2015-06-02 Safariland, Llc Ballistic package for soft body armor
US8215585B2 (en) * 2008-05-13 2012-07-10 The Boeing Company Impact resistant core
US8286919B2 (en) * 2008-05-13 2012-10-16 The Boeing Company Impact resistant composite structures
US20100083790A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Graney Jon P Flywheel device
JP2012509443A (ja) * 2008-11-18 2012-04-19 ラッセル・シー・ワリック エネルギー吸収材
US9056697B2 (en) 2008-12-15 2015-06-16 Exopack, Llc Multi-layered bags and methods of manufacturing the same
KR101728561B1 (ko) * 2009-01-06 2017-04-19 사이텍 테크놀러지 코포레이션 방음성 및 방진성이 향상된 구조용 복합재
US8878111B2 (en) * 2009-02-24 2014-11-04 Blue Origin, Llc Bidirectional control surfaces for use with high speed vehicles, and associated systems and methods
WO2010144159A1 (en) * 2009-02-25 2010-12-16 Templar Protection Group, Llc Ballistic armor panel system
WO2010108133A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Warwick Mills, Inc. Thermally vented body armor
WO2010108130A1 (en) 2009-03-20 2010-09-23 Warwick Mills, Inc. Thermally vented body armor assembly
US8418594B1 (en) 2009-03-30 2013-04-16 The Boeing Company Blast load attenuation system for a vehicle
US8155496B1 (en) * 2009-06-01 2012-04-10 Hrl Laboratories, Llc Composite truss armor
WO2010150090A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-29 Defence Research & Development Organisation An acoustic energy reflector
IT1394844B1 (it) 2009-07-09 2012-07-20 Citterio Spa Flli Struttura per la realizzazione di protezioni balistiche
ITMN20090019A1 (it) * 2009-07-09 2011-01-10 Citterio Spa Flli Struttura per la realizzazione di protezioni balistiche
ITMI20091223A1 (it) * 2009-07-09 2011-01-10 Citterio Spa Flli Struttura multistrato per la realizzazione di protezioni balistiche
US9079674B1 (en) * 2009-09-18 2015-07-14 Blue Origin, Llc Composite structures for aerospace vehicles, and associated systems and methods
US20120291618A1 (en) * 2009-10-27 2012-11-22 Jay Clarke Hanan Teardrop lattice structure for high specific strength materials
FR2954260B1 (fr) * 2009-12-23 2012-12-21 Tencate Advanced Armour Dispositf de renforcement
US8291808B2 (en) 2010-04-08 2012-10-23 Warwick Mills, Inc. Titanium mosaic body armor assembly
US8549803B1 (en) * 2010-06-03 2013-10-08 Armorworks Enterprises LLC Lightweight penetration resistant door post
CA2801886C (en) * 2010-06-08 2018-04-24 Stephen Paul Makin Method of making automotive body parts
US8080486B1 (en) 2010-07-28 2011-12-20 Honeywell International Inc. Ballistic shield composites with enhanced fragment resistance
JP5976646B2 (ja) 2010-08-11 2016-08-24 ジー−フォーム, エルエルシーG−Form, LLC フレキシブル緩衝パッド、該パッドを組み込んだアイテム及び製造及び使用方法
WO2012037028A1 (en) 2010-09-14 2012-03-22 Morgan Frederick E Composite flywheel
DE102010050566A1 (de) 2010-11-05 2013-06-06 Ec Technik Gmbh Laufboden für ein gepanzertes Fahrzeug, gepanzertes Fahrzeug mit einem derartigen Laufboden und Verfahren
US20150268010A1 (en) * 2011-01-19 2015-09-24 Angel Armor, Llc Structural ballistic resistant apparatus
CN102241166A (zh) * 2011-04-15 2011-11-16 天津全华时代航天科技发展有限公司 小型无人机专用蜂窝复合材料
FR2977933B1 (fr) * 2011-07-11 2015-01-16 Von Roll Isola France Materiau composite stratifie pour protection balistique
BR112014003132B1 (pt) 2011-08-11 2020-06-23 F.Lli Citterio Estrutura de múltiplas camadas para proteção balística
US9615611B2 (en) 2011-08-11 2017-04-11 G-Form, LLC Breathable impact absorbing cushioning and constructions
US10928164B2 (en) * 2011-08-22 2021-02-23 Relion Protection Systems Ag Ballistic multilayer arrangement
EP2756256B1 (de) * 2011-09-15 2015-12-30 EC Technik GmbH Strukturbauteil für gepanzerte fahrzeuge
WO2013065692A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 倉敷紡績株式会社 積層構造体
JP5926551B2 (ja) * 2011-12-08 2016-05-25 株式会社トッパン・コスモ 透明不燃性シートとその製造方法
US9868530B2 (en) * 2012-03-23 2018-01-16 B/E Aerospace, Inc. Acoustically and thermally insulated galley shell
US20140137726A1 (en) * 2012-03-30 2014-05-22 Honeywell International Inc. Spall liners in combination with blast mitigation materials for vehicles
US9658033B1 (en) * 2012-05-18 2017-05-23 Armorworks Enterprises LLC Lattice reinforced armor array
ES2387655B1 (es) * 2012-06-04 2013-08-20 José María Martínez Marquina Sistema de absorción de ondas expansivas para vehículos militares y blindados
US20140065372A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 General Electric Company Modified ply drops for composite laminate materials
US9261333B2 (en) 2012-09-10 2016-02-16 Tencate Advanced Armor Usa, Inc. Flame retardant ballistic laminate
WO2014071306A1 (en) 2012-11-05 2014-05-08 Gordon Holdings, Inc. High strength, light weight composite structure, method of manufacture and use thereof
CN103770438B (zh) * 2012-11-29 2015-11-18 大连飞马文仪家俱有限公司 一种轻质阻燃板材的生产工艺
US9291440B2 (en) 2013-03-14 2016-03-22 Honeywell International Inc. Vacuum panels used to dampen shock waves in body armor
US20170284773A9 (en) * 2013-10-01 2017-10-05 Mystery Ranch Ltd. Ballistic plate materials and method
FR3006625B1 (fr) * 2013-06-06 2015-06-19 Stratifies Panneau composite pour planchers ou elements d'habillage de paroi, et procede de fabrication d'un tel panneau.
US10012480B2 (en) 2013-07-03 2018-07-03 Angel Armor, Llc Ballistic resistant panel for vehicle door
JP6326738B2 (ja) * 2013-08-27 2018-05-23 王子ホールディングス株式会社 ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法
JP6326739B2 (ja) * 2013-08-27 2018-05-23 王子ホールディングス株式会社 ハニカムサンドイッチ構造体及びハニカムサンドイッチ構造体の製造方法
US9814279B2 (en) * 2013-10-08 2017-11-14 Chang-Hsien Ho Integrally formed safety helmet structure
CN103753903B (zh) * 2013-11-27 2016-01-20 北京同益中特种纤维技术开发有限公司 一种阻燃防弹复合材料的制备方法及所制得的复合材料
EP3091863B1 (en) * 2014-01-06 2022-03-23 Lisa Ferrara Composite devices for providing protection against traumatic tissue injury
US20170003105A1 (en) * 2014-03-07 2017-01-05 Robert John Donnelly Bullet resistant wall art - shelter coverings
DE102015206713A1 (de) * 2015-04-15 2016-10-20 Airbus Operations Gmbh Bausatz und Verfahren für einen Gehäuseaufbau eines Monuments für eine Fahrzeugkabine
FR3039889B1 (fr) * 2015-08-05 2017-07-28 Mbda France Opercule flexible pour conteneur de missile
US20190063878A1 (en) * 2015-10-09 2019-02-28 ShieldPro, LLC. Anti-ballistic panels and applications thereof
US9835429B2 (en) * 2015-10-21 2017-12-05 Raytheon Company Shock attenuation device with stacked nonviscoelastic layers
US10933605B2 (en) 2016-07-22 2021-03-02 The Gill Corporation Vibration damping system
US11465388B2 (en) 2017-01-15 2022-10-11 Honeywell International Inc. Peel strength between dissimilar fabrics
US11150694B2 (en) * 2017-05-23 2021-10-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Fit system using collapsible beams for wearable articles
KR101875393B1 (ko) * 2017-09-15 2018-07-06 고제선 방탄재 및 이의 제조방법
FR3071597B1 (fr) 2017-09-27 2021-11-19 Innovation Controle Sysyteme I C S Brique de protection balistique, structures en briques et procede de realisation
EP3826904B1 (en) 2018-07-24 2024-04-24 Bridgestone Americas, Inc. Modular structural composites for automotive applications
US20220034632A1 (en) * 2018-12-04 2022-02-03 Global Metallix Canada Inc. A Reinforced Armor And A Process For Reinforcing An Armor By Composite Layering
US11852443B2 (en) * 2019-12-09 2023-12-26 The Boeing Company Ballistic panel and method of making a ballistic panel
CN111267452B (zh) * 2020-01-21 2021-02-09 江苏奇一科技有限公司 连续蜂窝芯材、蜂窝芯三明治复合板及其制备方法和设备
IL272774B (en) 2020-02-16 2021-09-30 Rafael Advanced Defense Systems Ltd Thermoplastic slag
US11378359B2 (en) 2020-05-28 2022-07-05 Tencate Advanced Armor Usa, Inc. Armor systems with pressure wave redirection technology
US11845699B2 (en) 2021-09-07 2023-12-19 Blue Origin, Llc Methods for manufacturing coated composite materials
CN114957989B (zh) * 2022-05-19 2024-02-27 江苏先诺新材料科技有限公司 一种防弹复合材料及其制备方法
US12061070B2 (en) * 2022-12-15 2024-08-13 Saudi Arabian Oil Company Multipurpose blast, ballistic resistance, thermal and noise insulation non-metallic wall panels

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4457985A (en) 1982-03-19 1984-07-03 Allied Corporation Ballistic-resistant article
US4403012A (en) 1982-03-19 1983-09-06 Allied Corporation Ballistic-resistant article
US4623574A (en) 1985-01-14 1986-11-18 Allied Corporation Ballistic-resistant composite article
US4748064A (en) 1985-01-14 1988-05-31 Allied Corporation Ballistic-resistant composite article
US4650710A (en) 1985-02-25 1987-03-17 Allied Corporation Ballistic-resistant fabric article
US4613535A (en) * 1985-02-28 1986-09-23 Allied Corporation Complex composite article having improved impact resistance
US4737402A (en) 1985-02-28 1988-04-12 Allied Corporation Complex composite article having improved impact resistance
FR2684174A1 (fr) * 1991-11-26 1993-05-28 France Etat Blindage balistique de protection corporelle.
US5552208A (en) 1993-10-29 1996-09-03 Alliedsignal Inc. High strength composite
FR2764370B1 (fr) 1997-06-10 1999-08-20 Sogerma Structure blindee auto porteuse
US6253655B1 (en) * 1999-02-18 2001-07-03 Simula, Inc. Lightweight armor with a durable spall cover
US6642159B1 (en) * 2000-08-16 2003-11-04 Honeywell International Inc. Impact resistant rigid composite and method for manufacture
US6568310B2 (en) * 2001-10-25 2003-05-27 Timothy W. Morgan Lightweight armored panels and doors
US6825137B2 (en) * 2001-12-19 2004-11-30 Telair International Incorporated Lightweight ballistic resistant rigid structural panel
US6703104B1 (en) * 2002-01-04 2004-03-09 Murray L. Neal Panel configuration composite armor

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102712164A (zh) * 2010-01-20 2012-10-03 赫克塞尔合成有限公司 用于航空航天结构应用的夹层板
CN104011275A (zh) * 2011-10-19 2014-08-27 霍尼韦尔国际公司 用于防弹应用的高性能层压带&相关产品
CN104011275B (zh) * 2011-10-19 2016-06-01 霍尼韦尔国际公司 用于防弹应用的高性能层压带&相关产品
CN104379640A (zh) * 2011-12-05 2015-02-25 Csir公司 一种耐火的人工制品及其制造方法
CN103112202B (zh) * 2013-03-07 2016-04-13 辽阳艺蒙织毯有限公司 蜂窝板
CN103112203A (zh) * 2013-03-07 2013-05-22 辽阳艺蒙织毯有限公司 一种蜂窝板
CN103112202A (zh) * 2013-03-07 2013-05-22 辽阳艺蒙织毯有限公司 蜂窝板
CN103112203B (zh) * 2013-03-07 2016-04-13 辽阳艺蒙织毯有限公司 一种蜂窝板
CN105358275A (zh) * 2013-03-15 2016-02-24 高登控股有限公司 高性能热塑性复合材料层压制件及其制造的复合材料结构
CN103660456A (zh) * 2013-12-30 2014-03-26 浙江理工大学 一种抗高速冲击复合材料
CN104215130B (zh) * 2014-09-16 2016-01-20 山东大学 一种多功能复合材料防弹板及其制备方法
CN104215130A (zh) * 2014-09-16 2014-12-17 山东大学 一种多功能复合材料防弹板及其制备方法
CN105971362A (zh) * 2016-05-06 2016-09-28 上海核工程研究设计院 一种波纹钢板-多孔金属防护装甲
CN106003850A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 广东新秀新材料股份有限公司 蜂窝夹芯结构件及其制备方法
CN106003850B (zh) * 2016-05-18 2018-07-03 广东新秀新材料股份有限公司 蜂窝夹芯结构件及其制备方法
CN109311264A (zh) * 2016-05-25 2019-02-05 帝人芳纶有限公司 防穿透物件
CN108163135A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 中国人民解放军海军工程大学 舰用耐火型复合装甲结构
CN108692616A (zh) * 2018-05-14 2018-10-23 嘉兴固甲安全防护科技有限公司 一种半液态防弹刺复合材料的制备方法、防弹刺复合材料及防弹刺防护内芯
CN108801054A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 江苏安卡新材料科技有限公司 一种复合防弹板及其制作方法
CN108790303A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 江苏安卡新材料科技有限公司 一种防弹黑板及其制作方法
CN108611762A (zh) * 2018-06-21 2018-10-02 江苏安卡新材料科技有限公司 一种制作热固胶无纺布的方法
CN113015652A (zh) * 2018-11-13 2021-06-22 约翰博格思股份有限公司 用于机动车的车辆座椅的座椅靠背的支撑结构及其制造方法
CN112770897A (zh) * 2018-11-26 2021-05-07 欧洲合成公司 飞机内部空间用的夹层复合构件
CN112770897B (zh) * 2018-11-26 2023-08-18 欧洲合成公司 飞机内部空间用的夹层复合构件
US12122500B2 (en) 2018-11-26 2024-10-22 Euro-Composites S.A. Sandwich-composite component for aircraft interiors
WO2020155880A1 (zh) * 2019-01-29 2020-08-06 中车长春轨道客车股份有限公司 动车组防弹隔墙
CN110815999A (zh) * 2019-10-14 2020-02-21 北方长龙新材料技术有限公司 一种阻燃型防破片车用内饰板
CN115493455A (zh) * 2022-09-27 2022-12-20 江苏领瑞新材料科技有限公司 一种具有防弹功能的高强度纤维材料及其制备方法
CN115493455B (zh) * 2022-09-27 2023-09-22 江苏领瑞新材料科技有限公司 一种具有防弹功能的高强度纤维材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
IL194446A0 (en) 2009-08-03
EP1999427A1 (en) 2008-12-10
MX2008012311A (es) 2008-10-17
US7601654B2 (en) 2009-10-13
JP2009532231A (ja) 2009-09-10
WO2007115057A1 (en) 2007-10-11
US20070238379A1 (en) 2007-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101454634A (zh) 增强结构性能的模制防弹面板
US5591933A (en) Constructions having improved penetration resistance
US6703104B1 (en) Panel configuration composite armor
US7288307B2 (en) Hybrid laminated fiber sheets
US7629277B2 (en) Frag shield
US7930966B1 (en) Spaced lightweight composite armor
US6825137B2 (en) Lightweight ballistic resistant rigid structural panel
KR101420107B1 (ko) 제어된 흉갑, 자동차 장갑판 및 헬멧
JPH0659702B2 (ja) 改良された衝撃耐性を有するコンプレツクス複合製品
TWI409172B (zh) 經雜化作用之改良液體浸沒彈道性能
JPH0558449B2 (zh)
JP2009517623A5 (zh)
MXPA04010300A (es) Laminados de generos balisticos.
PL197403B1 (pl) Laminowana struktura balistyczna
JP2009534231A (ja) 複合体、その製造方法および使用
JP2009543010A (ja) 改良されたセラミック弾道パネル構造物
US20140137726A1 (en) Spall liners in combination with blast mitigation materials for vehicles
CA2072124A1 (en) Ballistic resistant composite armor
WO1991006823A2 (en) Ceramic armor reinforced with high-strength fibers and ballistic resistant articles formed from said armor
KR20080109082A (ko) 라미네이트
EP0585793A1 (en) Impact resistant helmet
KR20140133522A (ko) 연성 탄도 응용을 위한 고밀도 단방향 직물
GB2276933A (en) Composite ballistic armour
Rimdusit et al. Polybenzoxazine composites for ballistic impact applications
CN116834393A (zh) 方舱板材及其制备方法、方舱

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20090610