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由织造和/或非织造纤维面板形成的多面板防弹制品，基于纤维和聚合物组合物的总重，各面板包含各不相同数量的聚合物组合物。所述混杂体结构提供优异的耐射弹穿透性同时保持低重量。所述防弹制品可策略性地进行布置，以对于不同应用而实现不同水平的期望防弹性。

1.  防弹材料，其按顺序包括：
a)包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起；每个所述纤维层均包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，并且所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
b)附着在所述第一面板上的第二面板，该第二面板不同于所述第一面板，和该第二面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层包括多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，并且所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
c)所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的所述聚合物组合物的重量百分数大于基于第二面板的总重在所述第二面板中的所述聚合物组合物的重量百分数。

2.  权利要求1的防弹材料，包括至少一个包含多个含有非织造纤维的纤维层的面板。

3.  权利要求1的防弹材料，包括至少一个包含多个含有织造纤维的纤维层的面板。

4.  权利要求1的防弹材料，其包括至少一个额外的面板，所述至少一个额外的面板包含多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个所述纤维层均包括多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物。

5.  权利要求4的防弹材料，其包括一系列的相互连接的防弹面板，其中所述系列中每个顺序的面板与该系列中其所连接的前一个面板相比，包含更低重量百分数的所述聚合物组合物，基于各面板的总重而言。

6.  权利要求1的防弹材料，其包含整体结构，所述整体结构结合了每一个所述第一面板和所述第二面板。

7.  权利要求1的防弹材料，其中各面板的聚合物组合物含量为约1％重量-约35％重量，基于各面板的总重而言。

8.  权利要求1的防弹材料，其中各面板独立地包括一种或多种聚烯烃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚苯并唑纤维、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、液晶共聚聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维、刚性棒纤维或它们的组合。

9.  权利要求1的防弹材料，其中各面板包括聚乙烯纤维。

10.  权利要求1的防弹材料，其中各面板具有外表面，和至少一个聚合物膜被附着在至少一个面板的至少一个外表面上。

11.  权利要求10的防弹材料，其中所述聚合物膜包括含有聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、乙烯基聚合物、含氟聚合物或它们的共聚物或组合的材料。

12.  制品，包含权利要求1的防弹材料。

13.  形成包含一系列的防弹面板的防弹材料的方法，所述方法包括：
a)提供包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起；每个所述纤维层包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
b)在所述第一面板上附着至少一个额外的防弹面板，从而形成一系列相互连接的防弹面板，其中至少一个额外的防弹面板不同于所述第一面板；所述至少一个额外的面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个所述纤维层包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的所述聚合物组合物的重量百分数大于基于所述至少一个额外的防弹面板的总重在至少一个额外的防弹面板中的所述聚合物组合物的重量百分数。

14.  权利要求13的方法，其中基于各面板的总重，所述系列中各顺序面板与该系列中其所连接的前一个面板相比，包含更低重量百分数的聚合物组合物。

15.  权利要求13的方法，其中所述面板通过缝合被附着。

16.  权利要求13的方法，其中各面板的聚合物组合物含量基于各面板总重，为约1％重量-约35％重量。

17.  采用权利要求13的方法形成的制品。

18.  由防弹材料形成的防弹制品，所述防弹材料包括：
a)包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起；每个所述纤维层均包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
b)附着在所述第一面板上的第二面板，该第二面板不同于所述第一面板，和该第二面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个所述纤维层均包括多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度，和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
c)所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的所述聚合物组合物的重量百分数大于基于第二面板总重在所述第二面板中的所述聚合物组合物的重量百分数；和
d)至少一个附着于所述第一面板上、所述第二面板上或所述第一面板和第二面板两者上的额外面板，所述至少一个额外面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层均包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面任选地涂覆有聚合物组合物。

19.  权利要求18的防弹制品，其中所述至少一个额外面板包括表面涂覆有聚合物组合物的纤维。

20.  权利要求18的防弹制品，其中基于各面板总重，各面板的聚合物组合物含量为约1％重量-约35％重量。

仅改变树脂含量得到的高性能相同纤维复合材料杂混体
发明背景
发明领域
本发明涉及由织造和/或非织造纤维面板(woven and/or non-wovenfibrous panels)形成的多面板防弹制品，每块面板基于纤维和聚合物组合物的总重包括不同数量的聚合物组合物涂层。
相关技术的描述
包含具有优异防射弹性质的高强度纤维的防弹制品是公知的。制品如防子弹背心、头盔、车辆面板和军事设备的结构元件典型地由包含高强度纤维的织物制成。常规使用的高强度纤维包括聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维如聚(对苯二甲酰对苯二胺)、石墨纤维、尼龙纤维和玻璃纤维等。对于很多应用，如背心或背心部件，所述纤维可用于织造或针织织物中。对于其它应用，所述纤维可封装或包埋在聚合物基质材料中以形成非织造刚性、半刚性或柔性织物。
已知可用于形成硬或软装甲制品如头盔、面板和背心的各种防弹构造。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描述了包括由例如伸直链超高分子量聚乙烯的材料制成的高强度纤维的防弹复合材料，这些均通过引用结合在这里。这些复合材料表现出不同的抗来自射弹如子弹、炮弹和榴霰弹(shrapnel)等的高速冲击穿透的程度。
例如，美国专利4,623,574和4,748,064公开了包含包埋在弹性基质中的高强度纤维的简单复合结构。美国专利4,650,710公开了柔性制品，包括多个由高强度、伸直链聚烯烃(ECP)纤维构成的柔性层。网络的纤维用低模量弹性材料涂覆。美国专利5,552,208和5,587,230公开了包含高强度纤维的至少一个网络以及包含乙烯基酯和邻苯二甲酸二烯丙酯的基质组合物的制品，和生产该制品的方法。美国专利6,642,159公开了一种耐冲击刚性复合材料，其具有多个包含置于基质中的长丝网络的纤维层，在所述纤维层之间具有弹性层。该复合材料被结合在硬板上以提高对穿甲射弹的防护。
杂混体(hybrid)防弹结构本身是已知的。例如，美国专利5,179,244和5,180,880教导了软或硬身体装甲，其利用多个由不同防弹材料制成的片层(plies)，将芳族聚酰胺和非芳族聚酰胺纤维片层结合到合并结构中并利用当暴露于液体时会发生劣化的聚合物基质材料。美国专利5,926,842还描述了利用暴露于液体时会发生劣化的聚合物基质材料的杂混的防弹结构。此外，美国专利6,119,575教导了包含芳香族纤维第一部分、织造塑料第二部分和聚烯烃纤维第三部分的杂混结构。
本发明提供新型杂混结构，其提供优异的防弹穿透性，同时保持低重量。特别地，本发明提供其中能够通过控制装甲结构中涂覆纤维层的聚合物基质组合物的含量来调节防弹性能和制品重量的制品。本发明的构造使得能够策略性地对防弹制品进行布置，以对于不同应用而实现不同水平的期望防弹性。
发明概述
本发明提供一种防弹材料，其顺序包含：
a)包含多个纤维层(fibrous layer)的第一面板，所述多个纤维层固结在一起(being consolidated)；每个纤维层均包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
b)附着在所述第一面板上的第二面板，该第二面板不同于第一面板，和该第二面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层包括多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
c)所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的聚合物组合物的重量百分数大于基于第二面板总重在所述第二面板中的聚合物组合物的重量百分数。
本发明还提供形成包含一系列的防弹面板的防弹材料的方法，该方法包括：
a)提供包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
b)在所述第一面板上附着至少一个额外的防弹面板，从而形成一系列的相互连接的防弹面板，其中至少一个额外的防弹面板不同于第一面板；所述至少一个额外的面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的聚合物组合物的重量百分数大于基于所述至少一个额外的防弹面板总重在至少一个额外的防弹面板中的聚合物组合物的重量百分数。
本发明进一步提供由防弹材料形成的防弹制品，所述防弹材料包括：
a)包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层均包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
b)附着在第一面板上的第二面板，该第二面板不同于第一面板，和该第二面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层包括多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和
c)所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的聚合物组合物的重量百分数大于基于第二面板总重在所述第二面板中的聚合物组合物的重量百分数；和
d)至少一个附着于第一面板上、第二面板上或第一面板与第二面板两者上的额外面板，所述至少一个额外的面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维具有表面，和所述纤维的表面任选地涂覆有聚合物组合物。
发明详述
本发明提供对高能弹道威胁，包括子弹和高能碎片如榴霰弹，具有优异防弹穿透性的防弹材料和制品。所述材料包括两个或更多个独立的附着的面板，每个面板均包含具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的高强度纤维。最宽泛地，本发明的防弹材料包括附着在第二面板上的第一面板，每个面板包含多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层均包含多条纤维，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物。如这里描述的那样，第一面板基于第一面板总重，在第一面板中包含的聚合物组合物的重量百分数大于基于第二面板总重在所述第二面板中的聚合物组合物的重量百分数。如这里描述的那样，面板的总重为形成面板的纤维的重量加上聚合物组合物的重量。本发明的防弹材料和制品可进一步包括额外的面板，优选形成一系列的相互连接的防弹面板，其中基于每个面板的总重，在所述系列中顺序的面板包含的聚合物组合物的重量百分数低于其所连接的该系列中的前一个面板，和其中每个面板可包括织造纤维或非织造纤维或它们的组合。
基于本发明的目的，“纤维”是一种细长体，其长度尺寸远大于横向的宽度和厚度尺寸。用于本发明的纤维的横截面可宽泛地变化。它们的横截面可以是圆形的、扁平形的或椭圆形的。因此，术语纤维包括具有规则或不规则横截面的长丝、带和条等。它们还可以具有不规则或规则多叶横截面，具有一个或多个从纤维的线性轴或长轴突出的规则或不规则的叶片。优选纤维为单叶的并具有基本圆形的横截面。
如这里使用的那样，“纱”为由多条长丝组成的丝束。“阵列(array)”描述纤维或纱的有序布置，和“平行阵列”描述纤维或纱的有序平行布置。纤维“层”描述织造或非织造纤维或纱的平面布置。纤维“网络”表示多个相互连接的纤维或纱层。如这里使用的那样，术语“相互连接的”描述本发明的多个层或多个面板的相互连接，如此使得结构作为单一单元起作用。“固结的网络”描述纤维层和聚合物组合物的固结(融合(merged))组合。如这里使用的那样，“单层”结构是指由已经固结成单一单元结构的一个或多个单独纤维层构成的整体结构(monolithic structure)。通常，“织物”可涉及织造或非织造材料。
本发明给出包括两个或更多个防弹面板的多种实施方式，其中每个面板可包括非织造纤维层、织造纤维层或它们的组合。在本发明的优选实施方式中，非织造纤维层的面板优选包括纤维的单层固结网络和弹性或刚性聚合物组合物，在本领域中所述聚合物组合物还称作聚合物基质组合物。术语“聚合物组合物”和“聚合物基质组合物”在这里可互换使用。更具体地，纤维的单层固结网络包括多个堆叠在一起的纤维层，每个纤维层包括多条用聚合物组合物涂覆并单向排列成阵列的纤维，从而它们沿共同的纤维方向基本相互平行。如本领域通常公知的那样，当将单独的纤维层交叠(cross-plied)，使得一层的纤维排列方向相对于另一层的纤维排列方向旋转一个角度时，获得优异的防弹性。因此，这种单向排列的纤维的后续层优选相对于前一层旋转。一个例子为两层(两片层)结构，其中邻近的层(片层)以0°/90°取向排列，其中每个独立的非织造片层也称作“单片(unitape)”。然而，邻近的层相对于另一层的纵向纤维方向，实际上可以以约0°至约90°间的任意角度排列。例如，五片层非织造结构可具有以0°/45°/90°/45°/0°取向或以其它角度取向的片层。在本发明的优选实施方式中，仅将两个以0°和90°交叠的独立非织造片层固结成单层网络，其中一个或多个所述单层网络构成单个非织造面板。然而，应理解本发明的单层固结网络通常可包括任意数量的交叠(或非交叠)片层。最典型地，单层固结网络包括1-约6个片层，但根据不同应用要求，可包括多达约10-约20个片层。这种旋转的单向排列记载于例如美国专利4,457,985、4,748,064、4,916,000、4,403,012、4,623,573和4,737,402中。同样地，“面板”为可包括任意数量的组成纤维层或片层的整体结构，并典型地包括1至约65个纤维层或片层，和每个面板可包括多个包含非织造纤维的纤维层、多个包含织造纤维的纤维层、或织造纤维层与非织造纤维层的组合。本发明的防弹材料还可包括至少一个包括多个包含非织造纤维的纤维层的面板和至少一个包括多个包含织造纤维的纤维层的面板。
通过施加热和压力将堆叠的纤维层固结或整合成整体结构，以形成所述单层固结网络，融合各组成纤维层的纤维和聚合物组合物。非织造纤维网络可采用公知的方法构造，例如通过美国专利6,642,159中记载的方法。所述固结的网络还可包括多条用这种聚合物组合物涂覆，形成多个层并固结成织物的纱线。非织造纤维网络还可包括采用常规公知技术形成的毡制结构(felted structure)，包括缠结并压制在一起的以无规取向包埋在适宜聚合物组合物中的纤维。
基于本发明的目的，术语“涂覆”不意欲限制将聚合物组合物施加至纤维表面上的方法。聚合物组合物的施加在固结纤维层之前实施，并可采用将聚合物组合物施加至纤维表面上的任意适宜方法。因此，本发明的纤维可涂覆有聚合物组合物、浸渍有聚合物组合物、包埋在聚合物组合物中或通过将组合物施加至纤维上来施加有聚合物组合物，并然后任选地固结该组合物-纤维组合以形成复合材料。如上所述，“固结”是指将聚合物组合物材料和各单个纤维层组合成单一单元层。固结可通过干燥、冷却、加热、压力或它们的组合进行。术语“复合材料”是指纤维与聚合物基质组合物的固结的组合。如这里使用的那样，术语“基质”是本领域公知的，并用于表示固结后将纤维粘结在一起的聚合物粘合剂材料。
本发明的织造纤维层同样采用本领域公知的技术，采用任意织物组织如平纹组织、四经破缎组织(crowfoot weave)、方平组织、缎纹组织、斜纹组织等形成。平纹组织是最常见的。织造前，可将各织造纤维材料的各个纤维用与非织造纤维层相同的聚合物组合物以与非织造纤维层类似的方式用聚合物组合物涂覆，也可不涂覆。
如这里描述的那样，织造或非织造纤维层的各个面板优选包括多个纤维层，其中越大的层数就转化成越大的防弹性，但重量也越大。特别地，非织造纤维面板优选包括固结成整体面板的两个或更多个层。织造纤维面板同样可包括多个固结的织造纤维层，其通过在压力下模制固结。在本发明的一个优选结构中，将包含十个织造纤维材料的固结层的第一面板，附着在包含固结成单层网络的十个非织造纤维层的第二面板的一个表面上，并将包含十个织造纤维材料的固结层的第三面板附着在该第二面板的相对表面上。
形成单一面板的层的数目和形成非织造复合材料的层的数目根据期望防弹制品的最终用途变化。例如，在用于军事应用的身体装甲背心中，为形成实现要求的1.0磅每平方英尺面密度(4.9kg/m²)的制品复合材料，可需要总计22个独立层(或片层)，其中所述片层可以是由这里所述的高强度纤维形成的织造、针织、毡制或非织造织物，和所述层可以附着在一起或可以不附着在一起。在另一个实施方式中，用于执法应用的身体装甲背心可具有基于National Institute of Justice(NIJ)Threat Level的层数。例如，对于NIJ Threat Level IIIA背心，同样可以是总计22层。对于较低NIJ Threat Level，可采用较少的层。
特别地，本发明特征在于组合多个包含不同量的聚合物组合物的面板，所述聚合物组合物的量通过形成面板的纤维加聚合物组合物的总重测量。本发明的制品可包括少至两个面板，其中每个面板都包括整体结构，和其中这两个面板的每一个都包括不同量的聚合物组合物。更优选地，本发明的制品包括三个或更多整体面板，其中各面板优选包括不同量的聚合物组合物。进一步地，在本方面的范围中，可将本发明的多个整体面板的每一个通过进一步固结(融合，优选通过模制)所述面板而附着起来，形成另一个整体结构，所述另一个整体结构结合多个具有不同量的聚合物基质组合物的面板，并从而具有表示各个不同面板位置的具有不同量的聚合物基质组合物的不同部分。
在本发明的每个实施方式中，一些面板可包括相同量的聚合物基质组合物。然而，至少两个形成制品的面板的总聚合物基质组合物的含量必须不同。在本发明的一个可选实施方式中，防弹制品包括至少一个其中形成面板的纤维未经聚合物组合物涂覆的防弹面板。如果存在，这种未经涂覆的不含聚合物基质的面板优选是一系列的相互连接的防弹面板的一部分，其中所述一系列的面板中的至少一个面板包括聚合物组合物。附着或相互连接多个面板的方法是本领域公知的，并包括缝合、绗缝(quilting)、螺栓连接(bolting)、用粘合剂材料粘附等。多个面板还可在这里所述的模制条件下通过模制附着。优选地，所述形成系列的多个面板通过在面板的边缘区域缝合在一起而相互连接。
在本发明的优选实施方式中，各面板包括的纤维含量为面板总重的至少约65％重量，更优选至少约70％重量，更优选至少约75％，和最优选至少约80％重量。优选地，构成各面板的聚合物组合物的比例基于各面板复合材料总重，优选占面板的约1％-约35％重量，更优选约3％-约30％重量，更优选约5％-约25％重量，和最优选约7％-约20％重量，基于各面板的纤维和聚合物组合物的总重。这些重量范围适用于以相同聚合物组合物或不同聚合物组合物形成的面板。优选地，各面板具有相同的聚合物组合物涂层。优选实施方式的例子非排他性地包括：1)双面板制品，其中第一面板具有基于其纤维与聚合物组合物总重约20％重量的聚合物组合物含量，和第二面板具有基于其纤维与聚合物组合物总重约10％重量的聚合物组合物含量；2)一系列的四个相互连接的面板，所述面板按顺序各自具有20％、15％、10％和7％的聚合物组合物量，所述面板优选被缝合在一起；和3)类似于上述双面板制品的三面板制品，但具有附着在含10％基质的面板上的无基质第三面板。
本发明的织造或非织造纤维层可采用各种聚合物组合物(聚合物基质组合物)材料制备，包括低模量弹性材料和高模量刚性材料。适宜的聚合物组合物材料非排他性地包括具有低于约6,000psi(41.3MPa)的初始拉伸模量的低模量弹性材料，和具有至少约300,000psi(2068MPa)的初始拉伸模量的高模量刚性材料，各自根据ASTM D638在37℃测量。如本文全文中使用的那样，术语拉伸模量是指对于纤维通过ASTM 2256和对于聚合物组合物材料通过ASTM D638测量的弹性模量。
弹性聚合物组合物可包括各种聚合物和非聚合物材料。优选的弹性聚合物组合物包括低模量弹性材料。基于本发明的目的，低模量弹性材料具有根据ASTM D638测试过程测量的约6,000psi(41.4MPa)或更低的拉伸模量。优选地，弹性体的拉伸模量为约4,000psi(27.6MPa)或更低，更优选约2400psi(16.5MPa)或更低，更优选1200psi(8.23MPa)或更低，和最优选为约500psi(3.45MPa)或更低。弹性体的玻璃化转变温度(Tg)优选低于约0℃，更优选低于约-40℃，和最优选低于约-50℃。弹性体还具有至少约50％的优选断裂伸长率，更优选至少约100％，和最优选具有至少约300％的断裂伸长率。
具有低模量的多种材料和配方都可用作所述聚合物组合物。代表性例子包括聚丁二烯、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、多硫化物聚合物(polysulfide polymers)、聚氨酯弹性体、氯磺化聚乙烯、聚氯丁二烯、增塑聚氯乙烯、丁二烯丙烯腈弹性体、聚(异丁烯-co-异戊二烯)、聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、含氟弹性体、硅酮弹性体、乙烯的共聚物及它们的组合，和低于聚烯烃纤维熔点可固化的其它低模量聚合物和共聚物。还优选的是不同弹性材料的共混物，或弹性材料与一种或多种热塑性塑料的共混物。聚合物组合物还可包括填料，如炭黑或二氧化硅，可用油增量，或如本领域公知的那样可通过硫、过氧化物、金属氧化物或辐射固化体系硫化。
特别有用的是共轭二烯与乙烯基芳香族单体的嵌段共聚物。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族单体。可将结合聚异戊二烯的嵌段共聚物氢化，以生产具有饱和烃弹性体链段的热塑性弹性体。所述聚合物可以是简单的A-B-A型三嵌段共聚物、(AB)_n(n＝2-10)型多嵌段共聚物或R-(BA)_x(x＝3-150)型放射构造共聚物(radial configuration copolymer)；其中A为衍生自聚乙烯基芳香族单体的嵌段，和B为衍生自共轭二烯弹性体的嵌段。很多这些聚合物由Kraton Polymers of Houston，TX商业生产，并描述于“Kraton Thermoplastic Rubber”，SC-68-81公报中。最优选的聚合物组合物聚合物包括由Kraton Polymers商业生产并在商标下出售的苯乙烯类嵌段共聚物。最优选的低模量聚合物基质组合物包括聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物。
可用于本文的优选高模量刚性聚合物组合物材料包括这样的材料，例如乙烯基酯聚合物或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，以及聚合物混合物例如乙烯基酯和邻苯二甲酸二烯丙酯或酚醛树脂和聚乙烯醇缩丁醛。用于本发明的特别优选的刚性聚合物组合物材料为热固性聚合物，优选可溶于碳-碳饱和溶剂如甲乙酮中，并根据ASTM D638测量，在固化后具有至少约1×10⁶psi(6895MPa)的高拉伸模量。特别优选的刚性聚合物组合物材料为记载于美国专利6,642,159中的那些，其通过引用结合在本文中。
除非织造纤维层外，织造纤维层也优选用聚合物组合物涂覆。优选地，将构成织造纤维层的纤维至少部分地用聚合物组合物涂覆，随后是与对非织造纤维层实施的类似的固结步骤。然而，不需要用聚合物组合物涂覆织造纤维层。例如，形成本发明面板的多个织造纤维层不是必须要被固结，并且可通过其它方式附着，例如用常规粘合剂或通过缝合。通常，对于有效融合，即固结多个纤维层，聚合物组合物涂层是必要的。在本发明的一个优选实施方式中，无基质面板(如果被包含的话)优选包括一个或多个未用聚合物组合物涂覆的织造纤维层，其中多个织造层可通过缝合或任意其它常规方法结合。
由本发明织物复合材料形成的制品的刚性、冲击性质和防弹性质受聚合组合物聚合物的拉伸模量的影响。例如，美国专利4,623,574公开了与用更高模量聚合物构建的复合材料相比以及与不含聚合物基质组合物的相同纤维结构相比，用具有低于约6000psi(41,300kPa)的拉伸模量的弹性基质构建的纤维增强复合材料具有优异的防弹性能。然而，低拉伸模量聚合物基质组合物聚合物也导致了更低刚性的复合材料。此外，在某些应用中，特别是其中复合材料必须以防弹和结构两种模式起作用的那些中，需要防弹性与刚性的优异组合。因此，将要使用的聚合物组合物聚合物的最适宜类型将根据由本发明织物形成的制品类型而变化。为兼顾两种性质，适宜的聚合物组合物可组合低模量和高模量材料以形成单一聚合物组合物。
复合材料的其余部分优选由纤维组成。根据本发明，构成各织造和非织造纤维层的纤维优选包括高强度、高拉伸模量纤维。如这里使用的那样，“高强度、高拉伸模量纤维”是根据ASTM D2256测量，具有至少约7g/旦尼尔或更高的优选韧度、至少约150g/旦尼尔或更高的优选拉伸模量和至少约8J/g或更大的优选断裂能量的纤维。如这里使用的那样，术语“旦尼尔”是指线密度单位，等于每9000米纤维或纱线以克计的质量。如这里使用的那样，术语“韧度”是指无应力样品以每单位线密度(旦尼尔)的力(克)表示的拉伸应力。纤维的“初始模量”是表示材料的抗变形性的材料性质。术语“拉伸模量”是指以克-力/旦尼尔(g/d)表示的韧度变化与表示为初始纤维长度分数(in/in)的应变变化的比值。
特别适宜的高强度高拉伸模量纤维材料包括聚烯烃纤维，特别是伸直链聚烯烃纤维，如高度取向的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。同样适宜的是芳族聚酰胺纤维，特别是对芳族聚酰胺纤维，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，伸直链聚乙烯醇纤维，伸直链聚丙烯腈纤维，聚苯并唑纤维(polybenzazole fibers)如聚苯并噁唑(PBO)和聚苯并噻唑(PBT)纤维，以及液晶共聚聚酯纤维。这些纤维类型的每一种均是本领域公知的。
在聚乙烯的情况下，优选的纤维是分子量至少为500,000，优选至少一百万和更优选两百万至五百万的伸直链聚乙烯。这种伸直链聚乙烯(ECPE)纤维可以在溶液纺丝过程中生长，例如如美国专利4,137,394或4,356,138中所述，其通过引用结合在这里，或可由溶液纺丝以形成凝胶结构，例如如美国专利4,551,296和5,006,390中所述，其也通过引用结合在这里。特别优选用于本发明的纤维类型是由Honeywell InternationalInc.在商标下出售的聚乙烯纤维。纤维是本领域公知的，并描述于例如美国专利4,623,547和4,748,064中。
同样特别优选的是芳族聚酰胺(芳香族聚酰胺)或对芳族聚酰胺纤维。其可商购获得并描述于例如美国专利3,671,542中。例如，可使用的聚(对苯二甲酰对苯二胺)长丝由Dupont公司在商品名下商业生产。在本发明实践中同样有用的为Dupont在商品名下商业生产的聚(间苯二甲酰间苯二胺)纤维，和Teijin在商品名下商业生产的纤维。
适用于本发明实践的聚苯并唑纤维可商购获得，并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中，各专利通过引用结合在这里。优选的聚苯并唑纤维是Toyobo Co.的牌纤维。适用于本发明实践的液晶共聚聚酯纤维可商购获得，并公开于例如美国专利3,975,487、4,118,372和4,161,470中，各专利通过引用结合在这里。
适宜的聚丙烯纤维包括美国专利4,413,110中记载的高度取向的伸直链聚丙烯(ECPP)纤维，其通过引用结合在这里。适宜的聚乙烯醇(PV-OH)纤维例如记载于美国专利4,440,711和4,599,267中，其通过引用结合在这里。适宜的聚丙烯腈(PAN)纤维记载于例如美国专利4,535,027中，其通过引用结合在这里。这些纤维类型的每一种均是常规已知的，并可广泛商购获得。
用于本发明的其它适宜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、刚性棒纤维如纤维，和所有上述材料的组合，它们均可商购获得。例如，纤维层可由纤维和纤维的组合形成。纤维由Magellan Systems International ofRichmond，Virginia生产，并记载于例如美国专利5,674,969、5,939,553、5,945,537和6,040,478中，其均通过引用结合在这里。特别优选的纤维包括纤维，聚乙烯纤维和芳族聚酰胺纤维。所述纤维可以具有任意适宜的旦尼尔数，例如50-约3000旦尼尔，更优选约200-3000旦尼尔，更加优选约650-约2000旦尼尔，和最优选约800-约1500旦尼尔。
基于本发明目的，最优选的纤维为高强度、高拉伸模量伸直链聚乙烯纤维，或高强度高拉伸模量对芳族聚酰胺纤维。如上所述，高强度高拉伸模量纤维是通过ASTM D2256测量，具有约7g/旦尼尔或更高的优选韧度，约150g/旦尼尔或更高的优选拉伸模量和约8J/g或更高的优选断裂能量的纤维。在本发明的优选实施方式中，纤维的韧度应为约15g/旦尼尔或更高，优选约20g/旦尼尔或更高，更优选约25g/旦尼尔或更高和最优选约30g/旦尼尔或更高。本发明的纤维还具有约300g/旦尼尔或更高的优选拉伸模量，更优选约400g/旦尼尔或更高，更优选约500g/旦尼尔或更高，更优选约1,000g/旦尼尔或更高，和最优选约1,500g/旦尼尔或更高。本发明的纤维还具有约15J/g或更高的优选断裂能量，更优选约25J/g或更高，更优选约30J/g或更高，和最优选具有约40J/g或更高的断裂能量。
这些组合的高强度性质可采用公知的方法得到。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广泛地讨论了本发明采用的优选的高强度伸直链聚乙烯纤维的形成。包括溶液生长或胶凝纤维过程的这些方法是本领域公知的。形成包括对芳族聚酰胺纤维的其它各种优选纤维类型的方法同样是本领域常规公知的，和所述纤维可商购获得。
如上所述，可以以多种方式将聚合物组合物(基质)施加至纤维，术语“涂覆”不意欲限制将聚合物组合物施加至纤维表面上的方法。例如聚合物组合物可以以溶液形式通过将聚合物组合物的溶液喷涂或辊涂在纤维表面上而施加，然后干燥，其中所述溶液的一部分包括期望的一种或多种聚合物和所述溶液的一部分包括能够溶解所述一种或多种聚合物的溶剂。另一种方法是将涂层材料的纯聚合物作为液体、粘稠固体或悬浮颗粒，或作为流化床施加到纤维上。
可选择地，所述涂层可作为适宜溶剂中的溶液或乳液施加，其中所述适宜溶剂在施加温度下不会负面影响纤维的性质。例如，可将纤维输送通过聚合物组合物的溶液，以基本上涂覆该纤维，并然后干燥以形成经涂覆的纤维。然后可将得到的经涂覆的纤维布置成期望的网络构造。在另一种涂覆技术中，可以首先布置纤维层，然后将所述层浸入包含溶解在适宜溶剂中的聚合物组合物的溶液浴中，如此使得各单个纤维基本被聚合物组合物涂覆，然后通过蒸发所述溶剂而干燥。视需要，可重复该浸渍步骤数次，以在纤维上放置期望量的聚合物组合物涂层，优选用聚合物组合物封装各单个纤维或覆盖100％的纤维表面积。
尽管可使用任意能够溶解或分散聚合物的液体，但优选的溶剂组包括水、石蜡油和芳香族溶剂或烃溶剂，示例性的具体溶剂包括石蜡油、二甲苯、甲苯、辛烷、环己烷、甲乙酮(MEK)和丙酮。用于在溶剂中溶解或分散涂层聚合物的技术是常规用于将类似材料涂覆在各种基材上的那些。
可使用其它将涂层施加至纤维上的技术，包括对纤维实施高温拉伸操作(在从纤维上除去溶剂之前或之后)前，涂覆高模量前体(凝胶纤维)，如果采用凝胶纺丝纤维形成技术的话。然后可将纤维在升高的温度下拉伸，以生产经涂覆的纤维。可将凝胶纤维在一定条件下通过适宜的涂层聚合物的溶液以获得期望的涂层。凝胶纤维中高分子量聚合物的结晶可在纤维通入溶液前已经发生或还未发生。可选择地，可将纤维挤出至适宜聚合物粉末的流化床中。此外，如果实施拉伸操作或其它操作工艺如溶剂交换(solvent exchanging)或干燥等，那么可将涂层施加至最终纤维的前体材料。在本发明的最优选实施方式中，可首先将本发明的纤维用聚合物组合物涂覆，随后将多条纤维布置成织造或非织造纤维层。这样的技术是本领域公知的。
本文描述的每一个面板均具有外表面。在本发明的一个优选实施方式中，将至少一个聚合物膜附着在至少一个面板的至少一个外表面上。由于一些面板类型具有粘性或橡胶状表面，因此可期望聚合物膜来降低面板间的摩擦。适用于所述聚合物膜的聚合物非排他性地包括热塑性和热固性聚合物。适宜的热塑性聚合物非排他性地可选自聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、乙烯基聚合物、含氟聚合物和它们的共聚物和混合物。其中，优选聚烯烃层。优选的聚烯烃是聚乙烯。聚乙烯膜的非限制性例子为低密度聚乙烯(LDPE)、线形低密度聚乙烯(LLDPE)、线形中密度聚乙烯(LMDPE)、线形极低密度聚乙烯(VLDPE)、线形超低密度聚乙烯(ULDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。其中，最优选的聚乙烯是LLDPE。适宜的热固性聚合物非排他性地包括热固性烯丙基化合物(allyls)、氨基化合物(aminos)、氰酸酯(cyanates)、环氧化物(epoxies)、酚醛塑料(phenolics)、不饱和聚酯、双马来酰亚胺类、刚性聚氨酯、硅酮、乙烯基酯及它们的共聚物和共混物，例如记载于美国专利6,846,758、6,841,492和6,642,159中的那些。如这里记载的那样，聚合物膜包括聚合物涂层。
这种任选的聚合物膜可采用公知的层压技术附着在面板的一个或两个外表面上。典型地，层压通过在足够的热和压力条件下彼此叠放独立的层来实施，以使得所述层组合成单元膜。将独立的层彼此叠放，然后典型地通过本领域公知的技术将该组合通过一对加热的层压辊的辊隙。层压加热可在约95℃-约175℃，优选约105℃-约175℃的温度，和约5psig(0.034MPa)-约100psig(0.69MPa)的压力下，实施约5秒-约36小时，优选约30秒-约24小时。可选择地，可将聚合物膜在以下描述的模制步骤期间附着在面板上。在本发明的优选实施方式中，任选的聚合物膜层基于纤维、聚合物组合物和聚合物膜总重，将占约2％重量-约25％重量，更优选约2％重量-约17％重量，和最优选2％重量-12％重量。聚合物膜层的重量百分数通常将根据形成面板的织物层数目而改变。
在形成本发明面板时，优选多个纤维层在适宜的模制设备中在热和压力下被模制。通常，所述面板在约50psi(344.7kPa)-约5000psi(34470kPa)，更优选约100psi(689.5kPa)-约1500psi(10340kPa)，最优选约150psi(1034kPa)-约1000psi(6895kPa)压力下模制。所述纤维层可选择地可在约500psi(3447kPa)-约5000psi，更优选约750psi(5171kPa)-约5000psi，和更优选约1000psi-约5000psi的更高压力下模制。模制步骤可耗费约4秒-约45分钟。优选的模制温度介于约200°F(～93℃)-约350°F(～177℃)，更优选约200°F-约300°F(～149℃)的温度，和最优选约200°F-约280°F(～121℃)的温度。适宜的模制温度、压力和时间通常将根据聚合物组合物类型、聚合物组合物含量和纤维类型变化。模制本发明织物的压力对得到的模制产品的刚度或柔性具有直接影响。特别地，模制织物的压力越高，刚度越大，并且反之亦然。除模制压力外，织物层的量、厚度和组成，聚合物组合物类型和任选的聚合物膜同样直接影响本发明织物形成的制品的刚度。
尽管本文记载的各种模制和固结技术可能看起来相似，但各工艺是不同的。具体地，模制为间歇工艺，而固结为连续工艺。此外，模制典型地涉及模具的使用，如形成平面板时的成形模具(shaped mold)或匹配压模(match-die mold)。
如果在模制前，实施独立的固结步骤以形成一个或多个单层固结网络，则如本领域公知的那样，所述固结可在压热器(autoclave)中实施。当加热时，可能的是可导致聚合物组合物不完全熔融而变粘或流动。然而，通常而言，如果使聚合物组合物材料熔融，则需要相对较小的压力来形成复合材料，而如果仅将聚合物组合物材料加热至粘着点(stickingpoint)，则典型地需要更大的压力。固结步骤通常可花费约10秒-约24小时。与模制类似，适宜的固结温度、压力和时间通常取决于聚合物类型、聚合物含量、采用的工艺和纤维类型。
本发明的面板或织物可任选地在热和压力下压延(calendared)，以平整或抛光其表面。压延方法是本领域公知的，并可在模制之前或之后实施。
本发明的多个面板可在连接阵列中邻接或可在非连接阵列中并置(juxtaposed)。连接的方法是本领域公知的，包括缝合、绗缝、螺栓连接和用粘合剂材料粘附等。优选地，所述多个层通过在层边缘区域缝合在一起来附着。
单个织物层和面板的厚度将与单个纤维的厚度相对应。因此，优选的织造纤维层将具有约25μm-约500μm的优选厚度，更优选约75μm-约385μm，和最优选约125μm-约255μm。优选的单层固结网络将具有约12μm-约500μm的优选厚度，更优选约75μm-约385μm，和最优选约125μm-约255μm。聚合物膜优选非常薄，具有约1μm-约250μm的优选厚度，更优选约5μm-约25μm，和最优选约5μm-约9μm。包含一系列的相互连接的防弹面板和任意任选的聚合物膜的防弹制品具有约5μm-约1000μm的优选总厚度，更优选约6μm-约750μm，和最优选约7μm-约500μm。尽管这样的厚度是优选的，但应理解也可生产其它膜厚度，以满足特定需要并仍然落在本发明的范围内。本发明的多面板制品进一步具有约0.25lb/ft²(psf)(1.22kg/m²(ksm))-约2.0psf(9.76ksm)的优选面密度，更优选约0.5psf(2.44ksm)-约1.5psf(7.32ksm)，更优选约0.7psf(3.41ksm)-约1.5psf(7.32ksm)，和最优选约0.75psf(3.66ksm)-约1.25psf(6.1ksm)。
在另一个实施方式中，可将至少一个刚性板附着在本发明的防弹制品上，以增强对穿甲射弹的防护。在防弹背心应用中，包含刚性板的制品通常是期望的。这样的刚性板可包括陶瓷、玻璃、填充金属的复合材料、填充陶瓷的复合材料，填充玻璃的复合材料、金属陶瓷(cermet)、高硬度钢(HHS)、装甲铝合金、钛或它们的组合，其中刚性板和本发明的面板以面对面的关系堆叠在一起。优选地，仅将一块刚性板附着到一系列的面板的顶面上，而不是附着在一个系列中的每个单独面板上。三种最优选的陶瓷类型包括氧化铝、碳化硅和碳化硼。
本发明的防弹面板可结合单个整体陶瓷板，或可包含小瓦片(tiles)或悬浮于柔性树脂如聚氨酯中的陶瓷球。适宜的树脂是本领域公知的。另外，可将多层或多行瓦片附着在本发明的板上。例如，可以将多个3”×3”×0.1”(7.62cm×7.62cm×0.254cm)陶瓷瓦片采用薄聚氨酯粘合膜安装在12”×12”(30.48cm×30.48cm)面板上，优选将所有陶瓷瓦片排列整齐使得瓦片间没有缝隙。然后可将第二行瓦片附着在第一行陶瓷上，存在一定偏移从而分散接合处(joints)。向下重复该过程以覆盖整个装甲。对于在最低重量下得到高性能，优选在附着刚性板前模制面板。然而，对于大面板，如4’×6’(1.219m×1.829m)或4’×8’(1.219m×2.438m)，面板可与刚性板一起在单一低压压热器工艺中模制。
本发明的多面板结构可用于多种应用中，以采用公知技术形成各种不同的防弹制品。例如，形成防弹制品的适宜技术描述于例如美国专利4,623,574、4,650,710、4,748,064、5,552,208、5,587,230、6,642,159、6,841,492和6,846,758中。
所述多面板结构特别地可用于柔性软装甲制品的形成，其包括服装如背心、裤子、帽子或其它衣物制品，和覆盖物或毯子，由军事人员使用以抵御大量弹道威胁，如9mm全金属外壳(FMJ)子弹和由于在军事和维和任务中遭遇的手榴弹、炮弹、简易爆炸装置(IED)和其它这类装置爆炸产生的各种碎片。如这里使用的那样，“软”或“柔性”装甲是当遭受到显著量的应力时不会保持其形状以及不能够自行站立而不倒塌的装甲。所述多面板结构还可用于刚性硬装甲制品的形成。“硬”装甲是指例如头盔、军用车辆面板或防护屏的制品，其具有足够的机械强度从而当遭受到显著量的应力时，其保持结构刚性并且能够自行站立而不倒塌。所述结构可被切成多个离散的片并堆叠以形成制品，或它们可形成为随后被用于形成制品的前体。这样的技术是本领域公知的。
本发明的服装可通过本领域常规公知的方法形成。优选地，服装可通过用衣物制品连接本发明的防弹制品形成。例如，背心可包括普通织物背心，其与本发明的防弹结构连接，从而将本发明的制品插入策略性地进行布置的口袋中。为获得最佳软装甲结果，应将具有最小量聚合物组合物的面板放置在最接近潜在弹道威胁的地方，和应将具有最大量聚合物组合物的面板放置在最远离潜在弹道威胁的地方。为获得最佳硬装甲结果，应将具有最大量聚合物组合物的面板放置在最靠近潜在弹道威胁的地方，和应将具有最小量聚合物组合物的面板放置在最远离潜在弹道威胁的地方。这使得对射弹的防护最大化，同时最小化背心重量。如这里使用的那样，术语“连接”或“连接的”意指包括例如通过缝合或粘附等附着，以及与其它织物非附着地偶联或并置，使得防弹制品任选地可容易地从背心或其它衣物制品上除去。用于形成柔性结构如柔性片、背心和其它服装的制品优选采用低拉伸模量聚合物基质组合物形成。硬制品如头盔或装甲优选采用高拉伸模量聚合物基质组合物形成。
防弹性能采用本领域公知的标准测试方法测定。特别地，结构的防护能力或抗穿透性通常通过引用50％射弹穿透复合材料，同时50％被防护体阻止的冲击速率进行表达，也称作V₅₀值。如这里使用的那样，制品的“抗穿透性”是对指定威胁穿透的抗性，所述指定威胁例如为物理物体包括子弹、碎片和榴霰弹等，和非物理物体如爆炸的冲击波。对于相同面密度的复合材料，V₅₀越高，复合材料的抗性越好，其中所述面密度为复合材料面板重量除以表面积。本发明制品的防弹性能将根据多种因素，特别是用于生产织物的纤维类型进行变化。
这里形成的柔性防弹装甲当用16格令(grain)射弹冲击时，优选具有至少约1920英尺/秒(fps)(585.6m/sec)的V₅₀。这里形成的柔性防弹装甲当用17格令碎片模拟射弹(fragment simulated projectile，fsp)冲击时，优选具有至少约1400英尺/秒(fps)(427m/sec)的V₅₀。
以下非限制性实施例用于阐述本发明。
实施例1
由纤维制备单向纤维预浸渍材料(prepregs)(单片)的两个连续卷。所述单片包含18wt％由D1107苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体组成的聚合物基质组合物。将所述卷放置在美国专利5,173,138中记载的交叠机中。将预浸渍材料以0°/90°交叠，并在热和压力下固结，以形成连续的双片层结构。将所述连续卷进一步采用热和压力在两个0.35密耳(0.0089mm)厚的LLDPE膜之间层压，形成层压的连续卷(LCR)。在表1中由该卷得到的材料指定为材料A(SR-3111Shield产品)。
从材料A LCR层压体切割25个经测量为45.72cm×45.72cm的双片层块，并堆成阵列而不实施模制，或将这些块相互连接在一起。对如此形成的制品根据NIJ Standard 0101.04 Revision A，相对于9MM全金属外壳(FMJ)子弹(8.04g重量)实施防弹试验。防弹试验结果示于表1中。
实施例2
除具有18％聚合物基质组合物含量的实施例1中的LCR外，采用11wt％由D1107苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性体构成的聚合物基质组合物生产另一LCR。在表1中将由该卷得到的材料指定为材料B(SR-3121Shield产品)。
从材料B切割14个经测量为45.72cm×45.72cm的双片层块，和从材料A切割13个经测量为45.72cm×45.72cm的双片层块。将从材料B和材料A得到的全部27个块以单一阵列形式不经模制堆叠在一起，或将所述块相互连接在一起。对如此形成的制品根据NIJ Standard 0101.04Revision A，相对于9MM FMJ子弹(124格令，8.04g重量)实施防弹试验，其中材料B面向子弹。防弹试验结果示于表1中。如下表中列举的那样，材料1是放置为首先受到射弹威胁冲击的面板；材料2是放置为其次受到射弹威胁冲击的面板。
实施例3
与实施例2类似，从材料A切割14个经测量为45.72cm×45.72cm的双片层块，和从材料B切割13个经测量为45.72cm×45.72cm的双片层块。将从材料A和材料B得到的全部27个块以单一阵列形式不经模制堆叠在一起，或将所述块相互连接在一起。对如此形成的制品根据NIJ Standard 0101.04 Revision A，相对于9MM FMJ子弹(8.04g重量)实施防弹试验，其中将材料A放置为首先受到射弹威胁冲击。防弹试验结果示于表1中。
实施例4
采用另一组从材料B和A切割的双片层块(45.72cm×45.72cm样品尺寸)重复实施例2。防弹试验结果示于表1。
实施例5
采用另一组从材料A和B切割的双片层块(45.72cm×45.72cm样品尺寸)重复实施例3。防弹试验结果示于表1。
实施例6
从材料B切割28个经测量为45.72cm×45.72cm的双片层块，并堆成阵列而不实施模制，或将这些块相互连接在一起。对如此形成的制品根据NIJ Standard 0101.04 Revision A实施防弹试验。防弹试验结果示于表1中。与实施例1相比，其包括额外的层以解决基质量的差异，同时保持相同的面密度。
表1