包括帶的防彈制品的制作方法

專利名稱：包括帶的防彈制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括帶的防彈制品及其制造方法。
背景技術：
包括帶的防彈制品是本領域公知的。WO 2006/107197描述了一種用于制造聚合物帶疊層的方法，其中使用了芯部包覆 型的聚合物帶，其中芯部材料具有比包覆材料更高的熔點，該方法包括偏壓聚合物帶、定位 聚合物帶以及固結聚合物帶以獲得疊層這些步驟。EP 1627719描述了一種主要由超高分子量聚乙烯組成的防彈制品，其包括相對于 彼此以一定角度交叉布置并在沒有任何樹脂、粘合基體等的情況下彼此附接的多個單向定 向的聚乙烯板。WO 2008/040506描述了一種用于制造由至少兩個聚合物帶單層組成的疊層的工 藝，其中形成第一平行單向帶單層，并形成第二平行單向帶單層，并且其中這些單層如此地 層疊單層中的帶沿相同方向定向，一個單層中的帶相對于相鄰單層中的帶偏置。然后固結 這樣形成的層疊以形成疊層。如果期望的話，則可通過堆疊疊層形成面板，例如使得一個疊 層中的帶的方向與相鄰疊層中的帶的方向垂直。WO 2008/040510描述了一種用于制造包括至少一層單向排列的聚合物帶的織物 的工藝，其中使用綁扎線(binding thread)編織所述帶并在低于固結溫度的溫度下使所述 帶和線一起固結。單向定向的聚合物帶單層交叉地朝向而彼此結合。US2007/0070164描述了一種墊結構，其至少部分地由交織熱熔單軸拉制的帶纖維 元件形成。該帶包括定向聚合物的基底或芯層，以及至少一個熱熔聚合物的覆層。為了熔 化經紗帶(warp strip)和填充帶，系統被加熱以熔化帶的表面層，而帶的芯部沒有熔融。US 5，578，370描述了一種適合用于防彈保護的耐沖擊板，其中以平紋或斜紋編織 帶，所述帶包括聚丙烯芯部和聚乙烯/聚丙烯表面層。EP1403038描述了將加強帶附接到成形制品上。這可采用機織布的形式完成。所 述帶優選為芯部-表面層的帶。此參考文獻并未描述由包括帶的板形成的層壓疊層。EP 1908586描述了以偏置排列的方式鋪設帶。EP191306描述了一種基于纖維的防彈材料，其也可為帶或條帶。纖維例如可以是 編織的。可使用UHMWPE。US5, 595，809描述了一種基于從機織纖維切割而成的帶的防彈材料。所述帶也可 以是編織的。雖然上述參考文獻描述了具有良好性能的防彈材料，但仍有改進的空間。更特別 地，需要這樣一種防彈材料其結合了高防彈性能、低單位面積重量和良好的穩定性，特別 是良好地受控的脫層特性。本發明提供這樣的一種材料。本發明的材料還具有加工優勢。在本領域公知的多種防彈材料中，在單向的單層 中使用帶，然后層疊所述單層以形成防彈材料。層疊采用交叉布置的方式進行，即，以如下方式放置兩個相鄰單層纖維或帶在單向的單層中的方向與纖維或帶在相鄰單層中的方向 成一角度——該角度大致為90°角。該交叉布置工藝是防彈材料制造中的昂貴步驟，因此 需要一種工藝，其中可免于這種交叉布置工藝。本發明提供這樣的一種工藝。

發明內容
本發明涉及一種包括層壓的板疊層的防彈模制品，所述板包括加強材料帶，其中 至少一個板為包括作為緯紗和作為經紗的帶的編織板，至少一些帶的寬度至少為10mm。已發現，使用最小寬度至少為IOmm的帶使得以驚人的程度增加了模制品的防彈 性能。已進一步發現，本發明允許組合低含量的基底材料，結合有良好的脫層性能。本發明及其特定實施例的更多優點將從進一步的說明變得清楚。在本發明中，將帶定義為這樣一個物體其長度(即該物體的最大尺寸)大于寬度 (該物體的第二小的尺寸)和厚度(即該物體的最小尺寸)，而寬度又大于厚度。更特別地， 長度與寬度比通常為至少2。取決于帶寬度和疊層尺寸，該比率可以更大，例如至少為4，或 至少為6。最大比率對本發明來說并不是關鍵的，并且取決于工藝參數。作為一般性的值， 可采用200000的最大長度與寬度比。寬度與厚度之間的比率通常超過10 1，更特別地超 過50 1，再更特別地超過100 1。寬度與厚度之間的最大比率對本發明來說不是關鍵 的。其通常為最多2000 1。帶的寬度為至少10mm。已發現，選擇較寬的帶使得基于編織單層的防彈材料的防 彈性能增加。優選地，帶的寬度為至少20mm，更特別地為至少40mm。帶的寬度通常最多為 200mm。帶的厚度通常為至少8微米，特別地為至少10微米。帶的厚度通常為最多150微 米，更特別地為最多100微米。在本說明書內，術語“板”是指包括加強材料帶的單獨的板，該板可單獨地與其它 相應的板結合。該板可以包括或不包括基體材料，如下面將闡明。在本發明中，防彈模制品中的至少一個板包括作為緯紗和經紗的機織帶。顯然，當 超過一個的板包括作為緯紗和經紗的機織帶時，本發明的效果將改善。更特別地，優選防 彈模制品中至少30%——更特別地至少50%、進一步更特別地至少70%、再更特別地至少 85%、進一步更特別地至少95%——的板包括作為緯紗和經紗的機織帶。類似地，優選至 少30%——更特別地至少50%、進一步更特別地至少70%、再更特別地至少85%、進一步 更特別地至少95%——的所使用的帶如上所述具有至少IOmm的寬度，并且可選地滿足本 說明書中列出的其它選項。可采用各種方式以經紗和緯紗的方式實現帶。緯紗帶可穿過一個、兩個或更多個 經紗帶，并且隨后的緯紗帶可交替或平行地施加。在這方面的一個實施方式為平紋織紋，其中經紗和緯紗對齊，以使得它們形成簡 單的交叉圖案。這通過使各緯紗帶經過各經紗帶的上方和下方、各排交替、形成大量的交叉 點來實現。又一實施方式基于緞紋織紋。在此實施方式中，兩個或更多個緯紗帶浮在經紗帶 上，或反過來，兩個或更多個經紗帶浮在單根緯紗帶上。再又一實施方式得自斜紋織紋。在此實施方式中，一個或多個經紗帶以有規則地 重復的方式交替地編織在兩個或更多個緯紗帶的上方和下方。這對織物產生了直連或中斷的斜“棱紋”的視覺效果。又一實施方式基于席紋織紋。除兩根或更多根經紗纖維與兩根或更多根緯紗纖維 交織外，席紋織紋與平紋織紋基本上相同。規定兩根經紗與兩根緯紗交叉的布置為2X2席 紋，但纖維的布置無需是對稱的。因此可為8X2、5X4等。又一實施方式基于充紗羅織紋。充紗羅織紋是平紋織紋的一種變型，其中經紗帶 偶爾地(以規則的間隔、但通常以每隔幾個帶的方式)不是交替地上下交織，而是與每兩個 或更多個帶交織。這在緯紗方向上以類似的頻率發生，并且整體效果是織物的厚度增加、表 面更粗糙且孔隙率增加。各織紋類型具有相關的特性。例如，在使用其中緯紗穿過一個或少量經紗帶、并且 交替地或幾乎交替地使用單獨的緯紗帶的系統的情況下，板將含有較大數量的交叉點。在 本文中，交叉點是其中緯紗帶從板的一側(A側)轉到板的另一側(B側)并且相鄰緯紗帶 從板的B側轉到A側的位置。在使用其中緯紗穿過一根或有限數量的經紗帶、或反過來經紗穿過一根或有限數 量的緯紗帶的系統的情況下，將存在大量的偏轉線(deflectionline)。偏轉線出現在帶從 板的一側轉到另一側處。其由交叉帶的邊緣形成。雖然不希望局限于任何理論，但相信這 些偏轉線有助于沿板的X-Y方向耗散沖擊能量。在本發明的范圍內，使用平紋織紋可能是優選的，這是因為它們較容易制造、并且 它們是均勻的——由于90°的旋轉不會改變材料特性，同時好結合了良好的防彈性能。帶編織在本領域是公知的。對于有利的帶編織工藝，請參考EP13M991。經紗和緯紗中的加強材料帶可以是相同或不同的。它們可為不同材料，具有不同 厚度和不同寬度。使用不同的帶對于優化最終產品的性能可能是有利的，但鑒于工藝效率 的原因可使用相同的帶。在一個實施方式中，緯紗方向上的帶的寬度與經紗方向上的帶的 寬度之間的比率介于5 1與1 5之間，特別地介于2 1與1 2之間。在本發明的一個實施方式中，根據本發明的防彈模制品包括彼此層疊的板，所述 板包括作為緯紗和作為經紗的機織帶，層疊以如下方式進行一個板的帶交叉點不層疊于 相鄰板的帶交叉點之上。這樣，獲得了更均勻的產品。原則上任何天然或合成的材料都可用作本發明中的加強材料帶。可使用例如由金屬、半金屬、無機材料、有機材料或其組合制成的帶。重要的是這 些帶適合用于防彈應用中，更具體地，要求它們具有高抗拉強度、高拉伸模量和高能量吸 收——其反映為高斷裂能量。優選地，這些帶具有至少1. OGpa的抗拉強度、至少40Gpa的 拉伸模量和至少15J/g的拉伸斷裂能量。在一個實施方式中，帶的抗拉強度為至少1.2Gpa，更特別地為至少1. 5Gpa，再更 特別地為至少1. 8Gpa，進一步特別地為至少2. OGpa0按照ASTM D882-00確定抗拉強度。在另一個實施方式中，帶的拉伸模量為至少50Gpa。按照ASTMD822-00確定該模 量。更特別地，帶的拉伸模量可為至少80GPa、更特別地為至少lOOGPa。在另一個實施方式中，帶的拉伸斷裂能量為至少20J/g、特別地為至少25J/g。按照ASTM D882-00，使用50% /min的應變速率來確定拉伸斷裂能量。通過在應 力-應變曲線下積分每單位質量的能量來計算拉伸斷裂能量。具有高抗拉強度的適當的無機帶例如是由玻璃、碳和陶瓷材料制成的帶。具有高抗拉強度的適當的有機帶例如是由芳族聚酰胺、液晶聚合物以及諸如聚酯、聚乙烯醇、聚 烯酮(POK)、聚苯并二 t 唑、聚苯并(二)咪唑、聚{2，6-二咪唑并W，5-b:4，5-e]亞吡啶 基-1，4 O，5- 二羥基)亞苯基}(簡稱PIPD或M5)和聚丙烯腈之類的高取向聚合物制成的 帶。還設想使用組合的材料，特別地，設想如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烴與玻璃、碳或陶瓷材 料的組合。在本發明中，優選使用均聚物以及聚乙烯和聚丙烯的共聚物。這些聚烯烴可含有 少量的一種或多種其它聚合物，特別地是其它烯烴-1-聚合物。優選地，本發明的板中的帶是高分子量線性聚乙烯的高拉伸帶。這里高分子量意 味著至少300000g/mol的重均分子量。這里線性聚乙烯是指每100個C原子少于1個側鏈、 優選每300個C原子少于1個側鏈的聚乙烯。聚乙烯還可含有高達5% (摩爾百分比)的 可與其共聚的一種或多種其它烯烴，例如丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯和辛烯。特別優選使用由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)(即，重均分子量為至少500000g/ mol的聚乙烯)形成的帶。使用分子量至少為lX106g/mol的帶、特別是纖維帶可能是特別 優選的。適合用于本發明中的UHMWPE帶的最大分子量并不是關鍵的。作為一般性的值，可 采用lX108g/mol的最大值。在160°C的溫度下使用1，2，4_三氯苯(TCB)作為溶劑，按照 ASTM D 6474-99確定分子量分布和分子量平均值(Mw、Mn、MZ)。可使用包括高溫樣品制備 裝置(PL-SP^O)的適當的色譜分析設備(PolymerLaboratories生產的PL-GPC220)。使用 分子量范圍在5X IO3至8X 106g/mol的16個聚苯乙烯標準樣本(Mw/Mn < 1. 1)校準該系 統。也可使用熔體流變儀測定確定分子量分布。在測量之前，已對其添加0. 5 (重量百 分比)的抗氧化劑如IRGAN0X 1010以防止熱氧化降解的聚乙烯樣本將首先在50°C和200 巴下進行燒結。從燒結的聚乙烯獲得的直徑為8mm且厚度為Imm的圓盤在氮氣氣氛中快速 加熱( 30°C/min)到遠遠超過流變儀中的平衡熔點的溫度。例如，將圓盤保持在18°C下 兩小時或更長時間。可借助于示波器檢查樣品與流變儀圓盤之間的滑動。在動態實驗期間， 通過示波器連續地監控來自流變儀的兩個輸出信號，即，一個信號對應于正弦應變，而另一 個信號對應于因而獲得的應力響應。可在低應變值下實現的理想正弦應力響應指示樣品與 圓盤之間無滑動。可使用諸如TA Instruments生產的!Geometries RMS 800之類的板-板 流變儀進行流變測定。TA Instruments所提供的Orchestrator Software——其使用米德 算法(Mead algorithm)——可用于從針對聚合物熔體所確定的模量-頻率關系數據來確 定摩爾質量和摩爾質量分布。在160-220°C之間的等溫條件下獲得該數據。為了獲得良好 的擬合，應當選擇介于0. 001到lOOrad/s之間的角頻率區域和介于0. 5到2%之間的線性 粘彈性區域中的恒應變。在190°C的基準溫度處，實現時間-溫度的疊加。為了確定0.001 頻率(rad/s)以下的模量，可進行應力松弛實驗。在應力松弛實驗中，在固定溫度下，在樣 品上作用并維持對聚合物熔體的單次瞬時變形(階躍應變)，并記錄應力隨時間的變化。在本發明的優選實施方式中，使用具有高分子量和窄分子量分布的UHMWPE帶。已 發現，選擇具有窄分子量分布的材料導致所形成的材料具有均勻的晶體結構，并藉此提高 了機械性能和斷裂韌性。為了便于說明，這種類型的帶將在下文中稱為窄分子量分布帶或 MwMn 帶。在本發明的一個實施方式中，至少一些帶是重均分子量至少為100000克/摩爾且Mw/Mn比最多為6的聚乙烯帶。已發現，選擇滿足這些標準的帶使得模制的防彈材料具有特 別有利的性能。在此實施方式內，基于防彈模制品中帶的總重量計算，優選地至少有20% (重量 百分比)為MwMn帶，特別地至少為50% (重量百分比)，更特別地至少為75% (重量百分 比)，再更特別地至少為85% (重量百分比)，或至少為95% (重量百分比)。在一個實施 方式中，防彈模制品中的所有帶都是MwMn帶。MwMn帶的重均分子量(Mw)至少為100000克/摩爾，特別地為至少300000克/ 摩爾，更特別地為至少400000克/摩爾，再更特別地為至少500000克/摩爾，特別地介于 IX IO6克/摩爾與IX IO8克/摩爾之間。MwMn帶的分子量分布比較窄。這通過最多為6的Mw (重均分子量)與Mn (數均分 子量)比來表達。更特別地，Mw/Mn比最多為5，再更特別地最多為4，進一步更特別地最多 為3。特別地，設想使用Mw/Mn比最多為2. 5、或甚至最多為2的材料。除分子量和Mw/Mn要求以外，優選地，本發明的一個實施方式中使用的MwMn帶具 有高抗拉強度、高拉伸模量和高能量吸收——其反映在高斷裂能量中。在一個實施方式中，MwMn帶的抗拉強度為至少2. OGpa，特別地為至少2. 5Gpa，更 特別地為至少3. OGpa，再更特別地為至少4Gpa。按照ASTM D882-00確定抗拉強度。在另一個實施方式中，MwMn帶的拉伸模量為至少80Gpa，更特別地為至少lOOGpa， 再更特別地為至少120Gpa，進一步更特別地為至少140Gpa，或至少150GPa。按照ASTM D822-00確定該模量。在另一實施方式中，MwMn帶的拉伸斷裂能量為至少30J/g、特別地為至少35J/g、 更特別地為至少40J/g、進一步更特別地為至少50J/g。按照ASTM D882-00，使用50% /min 的應變速率來確定拉伸斷裂能量。通過在應力-應變曲線下積分每單位質量的能量來計算 拉伸斷裂能量。在本發明一個優選的實施方式中，MwMn聚乙烯帶具有高分子取向，如通過其XRD 衍射圖案所證明的。在本發明的一個實施方式中，防彈材料中使用MwMn帶，其200/110單面取向參數 Φ至少為3。200/110單面取向參數Φ定義為反射圖形中所確定的帶樣品的X射線衍射 (XRD)圖案中200與110峰面積之間的比率。廣角X射線散射(WAXS)是一種提供物質的晶體結構信息的技術。該技術具體是指 對以廣角散射的布拉格峰(Bragg peak)的分析。布拉格峰由長程的結構次序導致。WAXS 測量產生衍射圖案，即，作為衍射角2 θ (這是衍射射束與主射束之間的角度)的函數的強度。200/110單面取向參數給出了關于200和110晶面相對于帶表面的取向范圍的信 息。對于具有高200/110單面取向的帶樣品而言，200晶面高度平行于帶表面地取向。已 發現，高單面取向通常伴有高抗拉強度和高拉伸斷裂能量。對于晶粒隨機取向的樣品而言， 200與110峰面積之間的比為0.4左右。但是，在本發明的一個實施方式中優選地使用的 帶中，晶面指數為200的晶粒優選地平行于薄膜表面取向，導致較高的200/110峰面積比的 值，并因此導致較高的單面取向參數的值。可使用X射線衍射計確定200/110單面取向參數的值。配備有產生Cu-Ka輻射(K波長=1.5418)多層聚焦X射線光學器件(G5bel鏡)的Bruker-AXS D8衍射計 是適當的。測量條件2mm防散射縫、0.2mm探測縫，且發電機設置為40kV、35mA。將帶標本 例如借助于一些雙面安裝帶安裝在樣品支架上。帶樣品的優選尺寸為15mmX15mm(lXW， 長X寬)。應當注意將樣品保持完全平并與樣品支架對齊。隨后將具有帶樣品的樣品支架 放入處于反射幾何結構的D8衍射計中(帶的法向垂直于測角計并垂直于樣品支架)。衍 射圖案的掃描范圍為從5°到40° O θ )，步進率(st印size)為0.02° ΟΘ)，計數時間 為每步2秒。在測量期間，樣品支架圍繞帶的法線以每分鐘15轉的速度轉動，從而不需要 進一步的樣品校準。隨后測量取決于衍射角2 θ的強度。使用標準輪廓擬合軟件——例如 Bruker-AXS的Topas確定200和110反射的峰面積。由于200和110反射為單峰，擬合過 程是直接的，且選擇和執行適當的擬合步驟在技術人員的能力范圍內。200/110單面取向參 數定義為200和110峰面積之間的比率。該參數為200/110單面取向的量化度量。在根據本發明的防彈材料的一個實施方式中使用的MwMn帶的200/110單面取向 參數至少為3。優選地，該值為至少4，更特別地為至少5，或至少7。更高的值——例如至 少為10或甚至至少為15的值——可能是特別優選的。如果峰面積110等于零，則此參數 的理論最大值為無限大。200/110單面取向參數的高的值通常伴隨著強度和斷裂能量的高 的值。在本發明的一個實施方式中，本發明中使用的MwMn帶的DSC結晶度至少為74%、 更特別地至少為80%。可例如在Perkin Elmer DSC7上使用差式掃描量熱計(DSC)，按如下 方式確定DSC結晶度。因此，以每分鐘10°C將已知重量(aiig)的樣品從30°C加熱至180°C， 在180°C保持5分鐘，然后以每分鐘10°C冷卻。可將DSC掃描的結果繪制為熱流量(mW或 mj/s;y軸)與溫度(χ軸)的曲線圖。使用來自掃描的加熱部分的數據測量結晶度。通過 確定曲線下方的面積(開始位置剛好在主熔融轉變(吸熱)開始點之下的溫度，結束位 置剛好觀察到熔融完成的點之上的溫度)來計算用于晶體熔融轉變的熔融焓ΔΗ(以J/g 為單位)。然后將計算出的ΔΗ與100%結晶的PE在大約140°C的熔點時所確定的理論熔 融焓(八氏為四31^)進行對比。將DSC結晶度指標表達為百分比(ΔΗ/ΔΗ。)。 在一個實施方式中，本發明中使用的MwMn帶的DSC結晶度至少為85 %、更特別地 至少為90%。本發明的一個實施方式中使用的聚乙烯可為乙烯均聚物或乙烯與共聚單體—— 該共聚單體為另一 α -烯烴或環烯烴——的共聚物，所述α -烯烴或環烯烴均具有介于3到 20之間的碳原子。示例包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、環己烯等。也 可使用具有高達20個碳原子的二烯烴，例如丁二烯或1-4己二烯。在根據本發明的工藝中 使用的乙烯均聚物或共聚物中的非乙烯α-烯烴的量優選最多為10% (摩爾百分比)，優 選最多為5% (摩爾百分比)，更優選最多為(摩爾百分比)。如果使用非乙烯α-烯 烴，則通常其含量為至少0.001% (摩爾百分比)，更特別地為至少0.01% (摩爾百分比)， 再更特別地為至少0.1% (摩爾百分比)。優選地，使用基本上不存在非乙烯α-烯烴的材 料。在本說明書的上下文中，措辭“基本上不存在非乙烯α-烯烴”意指聚合物中所存在的 非乙烯α-烯烴的量僅為不能合理地避免的量。一般而言，本發明中使用的MwMn帶的聚合物溶劑的含量小于0. 05% (重量百分 比)、特別地小于0. 025% (重量百分比)、更特別地小于0. 01% (重量百分比)。
本發明中使用的帶——特別是MwMn帶——可具有高的強度、同時結合有高的線密 度。在本申請中，線密度表示為dtex。這是10. 000米薄膜的重量(以克為單位)。在一個 實施方式中，根據本發明的薄膜的纖度為至少3000dtex、特別地為至少5000dtex、更特別 地為至少lOOOOdtex、進一步特別地為至少15000dtex或甚至為至少20000dtex，同時結合 有如上所述的至少為2. OGPa、特別地至少為2. 5GPa、更特別地至少為3. OGPa、再更特別地 至少為3. 5GPa并且進一步特別地至少為4GPa的強度。在本發明的一個實施方式中，MwMn帶是通過下述工藝制造的MwMn帶，所述工藝包 括使重均分子量為至少100000克/摩爾、彈性剪切模量《最多為1. 4MPa(緊跟在于160°C 下熔融之后確定)以及Mw/Mn比最多為6的初始聚乙烯在如下條件下經歷壓緊步驟和拉伸 步驟，該條件為聚合物在處理期間其溫度決不上升到其熔點以上的值。用于所述制造工藝的初始材料為高度解開/松開(disentangled)的UHMWPE。這 可從重均分子量、Mw/Mn比和拉伸模量結合得出。對于初始聚合物的分子量和Mw/Mn比的更 進一步的闡述和優選實施方式，請參考以上針對MwMn帶所述的內容。特別地，在此工藝中， 優選地，初始聚合物的重均分子量為至少500000克/摩爾、更特別地介于1 X IO6克/摩爾 與IX IO8克/摩爾之間。如上所述，初始聚合物的彈性剪切模量(^v (緊跟在于160°C下熔融之后確定)最 多為1.4MPa、更特別地最多為l.OMPa、再更特別地最多為0. 9MPa、進一步特別地最多為 0. SMPa且進一步特別地最多為0. 7MPa。措辭“緊跟在熔融之后”是指一旦聚合物熔融就確 定彈性模量，更特別地是在聚合物熔融后15秒內確定彈性模量。對于該聚合物熔體而言， 彈性模量通常在數小時內從0. 6MPa增加到2. OMPa0緊跟在于160°C下熔融之后確定的彈性剪切模量是對聚合物的纏結度的度量。 是橡膠高彈區/平臺區中的彈性剪切模量。其與纏結點之間的平均分子量Me相關，該
平均分子量又與纏結密度成反比。在纏結均勻地分布的熱力學穩定熔體中，可通過公式 0=&時77禮,從《計算Me，其中&是設為1的數值系數，P是以g/cm3為單位的密度，R 是氣體常數，而T為以K為單位的絕對溫度。低彈性模量因此代表纏結點之間的長的聚 合物距離，并因此代表低纏結度。為研究伴隨纏結形式的變化所采取的方法與以下出版 物中所述相同(Rastogi, S. 、Lippits, D. 、Peters, G. 、Graf, R. 、Yefeng、Y.禾P Spiess, H. ,"Heterogeneity in Polymer Melts from Melting of PolymerCrystals", Nature Materials,4(8) ,2005 年 8 月 1 日，635-641，以及 Lippits 博士的博士論文，“Controlling the melting kinetics of polymers ；aroute to a new melt state，，，Eindhoven University of Technology，2007 年 3 月 6 日出版，ISBN 978-90-386-0895-2)。用于此實施方式中的初始聚合物可通過聚合工藝制造，其中乙烯——其可選地包 括如上所述的其它單體——在低于聚合物結晶溫度的溫度下于存在單點聚合催化劑的情 形下聚合，使得聚合物一形成就結晶。這將導致具有落在權利要求范圍內的Mw/Mn比的材 料。特別地，選擇反應條件，使得聚合速度低于結晶速度。這些合成條件迫使分子鏈一 旦形成就結晶，導致相當獨特的結構，其與從熔體或溶液獲得的結構明顯不同。在催化劑表 面獲得的結晶結構將高度取決于聚合物的結晶速度與生長速度之間的比率。此外，合成溫 度——在此特別的情形中也是結晶溫度——將強烈地影響所獲得的UHMW-PE粉末的結構。在一個實施方式中，反應溫度介于_50°C與+50°C之間，更特別地介于-15°C與+30°C之間。 經由常規試驗和誤差確定哪個反應溫度適合以及確定哪種類型催化劑、聚合物濃度和影響 反應的其它參數完全在技術人員的能力范圍內。為了獲得高度解開/松開的UHMWPE，重要 的是，聚合部位彼此充分地遠離以防止聚合物鏈在合成期間纏結。這可通過以低濃度均勻 地分散在結晶介質中的單點催化劑來完成。更特別地，低于每升反應介質1X10—4摩爾的催 化劑濃度、特別地低于每升反應介質1X10—5摩爾的催化劑濃度可以是適當的。也可使用載 體單點催化劑，只要注意活性部位彼此充分地遠離以防止聚合物在形成期間明顯纏結。用 于制造在本發明中使用的聚乙烯的合適方法在本領域中是公知的。請參考例如W001/21668 和 US20060142521。可用于本發明中的解開/松開的UHMWPE的松密度可遠低于常規UHMWPE的松密 度。更特別地，在根據本發明的工藝中使用的UHMWPE的松密度可低于0. 25g/cm3、特別地低 于0. 18g/cm3、再更特別地低于0. 13g/cm3。可按照ASTM-D1895確定松密度。可采用如下方 式獲得該值的相對近似值。將UHMWPE粉末的樣品傾倒到正好為IOOml的量杯中。在刮去 多余的材料之后，確定量杯中的容納物的重量并計算松密度。聚合物以微粒形式——例如以粉末形式或以任何其它合適的微粒形式——提供。 合適的顆粒具有高達5000微米、優選高達2000微米、更優選高達1000微米的顆粒尺寸。 顆粒優選具有至少1微米、更特別地至少10微米的顆粒尺寸。可按如下方式通過激光衍射 (PSD, Sympatec Quixel)確定顆粒尺寸分布。將樣品分散到含有表面活性劑的水中并超聲 波處理30秒以除去團聚物/纏結體。樣品被泵送通過一激光光束，并檢測散射的光線。光 線的衍射量是對顆粒尺寸的度量。執行壓緊步驟以將聚合物顆粒結合成例如呈母板形式的單個物體。執行拉伸步驟 以給聚合物提供取向并制造最終產品。這兩個步驟在彼此垂直的方向上執行。應該注意的 是，將這些動作結合在單個步驟中，或在不同步驟中執行該工藝、每個步驟執行壓緊和拉伸 動作中的一個或更多個，其都落在本發明的范圍內。例如，在根據本發明的工藝的一個實施 方式中，所述工藝包括下述步驟壓緊聚合物粉末以形成母板、卷軋板以形成卷軋的母板并 對卷軋的母板進行拉伸步驟以形成聚合物薄膜。在根據本發明的工藝中施加的壓緊力通常為ΙΟ-ΙΟΟΟΟΝ/cm2，特別地為50-5000N/ cm2,更特別地為100-2000N/cm2。材料在壓緊之后的密度通常介于0. 8kg/dm3與lkg/dm3之 間，特別地介于0. 9kg/dm3與lkg/dm3之間。在該工藝中，壓緊和卷軋步驟通常在下述溫度下進行該溫度比聚合物未受約束 時的熔點低至少rc、特別地比聚合物未受約束時的熔點低至少3°C、再更特別地比聚合物 未受約束時的熔點低至少5°C。一般而言，在比聚合物未受約束時的熔點低最多40°C、特別 地比聚合物未受約束時的熔點低最多30°C、更特別地低最多10°C的溫度下執行壓緊步驟。在該工藝中，拉伸步驟通常在下述溫度下進行該溫度比聚合物在工藝條件下的 熔點低至少rc、特別地比聚合物在工藝條件下的熔點低至少3°C、再更特別地比聚合物在 工藝條件下的熔點低至少5°C。如技術人員理解的那樣，聚合物的熔點可取決于它們受到的 約束。這意味著在各工藝條件下的熔點可因情形而異。其可容易地被確定為工藝/加工中 應力急劇下降處的溫度。一般而言，在比聚合物在工藝條件下的熔點低最多30°C、特別地比 聚合物在工藝條件下的熔點低最多20°C、更特別地低最多15°C的溫度下執行拉伸步驟。
在本發明的一個實施方式中，拉伸步驟包括至少兩個單獨的拉伸步驟，其中第一 拉伸步驟在低于第二拉伸步驟——并可選地低于更多拉伸步驟——的溫度下執行。在一個 實施方式中，拉伸步驟包括至少兩個單獨的拉伸步驟，其中每個進一步的拉伸步驟在高于 前一拉伸步驟的溫度下執行。如對本領域技術人員來說顯而易見的那樣，本方法能夠以可區分/識別單獨的步 驟的方式執行，例如，以將薄膜進給到規定溫度的單獨熱板上的形式執行。該方法也可連續 地執行，其中薄膜在拉伸處理開始時經受較低的溫度，而在拉伸處理結束時經受較高的溫 度，在兩者之間施加一溫度梯度。此實施方式例如可如此地執行在配設有溫度帶的熱板上 方引導薄膜，其中在熱板的最靠近壓緊設備的端部區域處的溫度低于熱板的遠離壓緊設備 的端部區域處的溫度。在一個實施方式中，在拉伸步驟期間施加的最低溫度與在拉伸步驟期間施加的最 高溫度之間的差為至少;TC、特別地為至少7°C，再更特別地為至少10°C。一般而言，在拉伸 步驟期間施加的最低溫度與在拉伸步驟期間施加的最高溫度之間的差為最多30°C，更特別 地最多25"C。初始聚合物未受約束時的熔點介于138°C與142°C之間并且能夠容易地由本領域 技術人員確定。通過上述的值，其使得可以計算適當的操作溫度。可經由DSC(差式掃描量 熱計)在氮氣中于+30°C至+180°C的溫度范圍內以10°C /分鐘的升溫速度確定該未受約束 時的熔點。這里將從80°C至170°C的最大吸熱峰的最大值估計為熔點。在UHMWPE的常規處理中，需要在很接近聚合物熔點的溫度(例如，與聚合物的熔 點相差1到3度內)下執行該處理。已發現，選擇根據本發明的工藝中所使用的特定的初 始UHMWPE使得可在低于聚合物熔點的值處進行操作，該值比現有技術中所可能的值更加 低。這導致更大的溫度操作窗口，其導致更好的工藝控制。還已發現的是，與UHMWPE的常規處理相比，可以更高的變形速度制造強度至少為 2GPa的材料。變形速度與設備的生產能力直接相關。由于經濟原因，重要的是在不會不利 地影響薄膜的機械性能的情況下以盡可能高的變形速度進行生產。特別地，已發現可通過 如下工藝制造強度至少為2GPa的材料其中將產品的強度從1. 增加到至少所需 的拉伸步驟以每秒至少4%的速度執行。在常規的聚乙烯處理中，不可能以該速度執行該拉 伸步驟。雖然在常規的UHMWPE處理中，能夠以每秒4%以上的速度執行初始拉伸步驟以將 薄膜的強度增加到例如1或1. 5GPa，但必須以遠低于每秒4%的速度執行將薄膜的強度增 加到或更高的值所需的最終步驟，因為否則薄膜將斷裂。相反，在根據本發明的工藝 中，已發現能夠以每秒至少4%的速度拉伸強度為1. 5GPa的中間薄膜，以獲得強度至少為 2GPa的材料。對于該強度更優選的值，請參考上面已經陳述的內容。已發現在此步驟中施 加的速度可為每秒至少5%、每秒至少7%、每秒至少10%或甚至每秒至少15%。薄膜的強度與施加的拉伸率相關。因此，也可將此效果表達如下。在本發明的一 個實施方式中，根據本發明工藝的拉伸步驟可采用如下方式執行以上面所述的拉伸速度 執行拉伸步驟，拉伸率從80拉伸到至少100、特別地至少120、更特別地至少140、再更特別 地至少160。在再又一實施方式中，根據本發明的工藝的拉伸步驟可采用如下方式執行以上 面所述的速度執行拉伸步驟，材料模量從60GPa拉伸到至少80GPa、特別地至少lOOGPa、更特別地至少120GPa、至少140GPa或至少150GPa。對技術人員來說將顯而易見的是，分別使用強度為1. 5GPa、拉伸率為80和/或模 量為60GPa的中間產品作為計算何時開始高速拉伸步驟的起始點。這并不意味在初始材料 具有規定的強度、拉伸率或模量值的情況下執行可單獨區分/識別的拉伸步驟。具有這些 特性的產品可在拉伸步驟期間作為中間產品形成。然后拉伸率回算至具有指定初始特性的 產品。應該注意的是，上述高拉伸率取決于下述要求在低于工藝條件下的聚合物熔點的溫 度下執行所有拉伸步驟(包括高速拉伸步驟)。在該制造工藝中，聚合物以微粒形式提供，例如以粉末形式提供。執行壓緊步驟以 將聚合物顆粒結合成例如呈母板形式的單個物體。執行拉伸步驟以給聚合物提供取向并制 造最終產品。這兩個步驟在彼此垂直的方向執行。應該注意的是，這些動作可結合在單個 步驟中，或可在分開的步驟中執行、每個步驟執行固結和拉伸動作中的一個或更多個。例 如，在一個實施方式中，該工藝包括壓緊聚合物粉末以形成母板、卷軋板以形成卷軋的母板 并對卷軋的母板進行拉伸步驟以形成聚合物薄膜。在根據本發明的工藝中施加的壓緊力通常為ΙΟ-ΙΟΟΟΟΝ/cm2，特別地為50-5000N/ cm2,更特別地為100-2000N/cm2。材料在壓緊之后的密度通常介于0. 8kg/dm3與lkg/dm3之 間，特別地介于0. 9kg/dm3與lkg/dm3之間。壓緊和卷軋步驟通常在下述溫度下進行該溫度比聚合物未受約束時的熔點低至 少l°c、特別地比聚合物未受約束時的熔點低至少3°C、再更特別地比聚合物未受約束時的 熔點低至少5°C。一般而言，在比聚合物未受約束時的熔點低最多40°C、特別地比聚合物未 受約束時的熔點低最多30°C、更特別地低最多10°C的溫度下執行壓緊步驟。拉伸步驟通常在下述溫度下進行該溫度比聚合物在工藝條件下的熔點低至少 rc、特別地比聚合物在工藝條件下的熔點低至少;Tc、再更特別地比聚合物在工藝條件下 的熔點低至少5°C。如技術人員理解的那樣，聚合物的熔點可取決于它們受到的約束。這意 味著在各工藝條件下的熔點可因情形而異。其可容易地被確定為工藝中應力急劇下降處的 溫度。一般而言，在比聚合物在工藝條件下的熔點低最多30°C、特別地比聚合物在工藝條件 下的熔點低最多20°C、更特別地低最多15°C的溫度下執行拉伸步驟。在此實施方式中，初始聚合物未受約束時的熔點介于138°C與142°C之間，并且能 夠容易地由本領域技術人員確定。通過上述的值，其使得可以計算適當的操作溫度。可經由 DSC(差式掃描量熱計)在氮氣中于+30°C至+180°C的溫度范圍內以10°C /分鐘的升溫速 度確定該未受約束時的熔點。這里將從80°C至170°C的最大吸熱峰的最大值估計為熔點。可使用常規裝置來執行壓緊步驟。合適的裝置包括加熱輥、環形帶等。執行拉伸步驟以制造聚合物薄膜。可以本領域中的常規方式在一個或更多個步驟 中執行拉伸步驟。合適的方式包括在一個或更多個步驟中于一組均沿處理方向滾動的輥 子上方引導薄膜，其中第二輥子比第一輥子滾動得更快。拉伸可在熱板上方或在空氣循環 箱中進行。總拉伸率可為至少80，特別地為至少100，更特別地為至少120，再更特別地為至 少140，進一步更特別地為至少160。總拉伸率定義為被壓緊的母板的橫截面面積除以由該 母板獲得的拉伸薄膜的橫截面積。在固體狀態下執行該工藝。最終聚合物薄膜的聚合物溶劑含量小于0. 05% (重量百分比)、特別地小于0.025% (重量百分比)、更特別地小于0.01% (重量百分比)。本發明的防彈模制品可以包括或不包括基體材料。術語“基體材料”意味著將帶 和/或板粘合在一起的材料。在基于纖維的常規防彈材料中，需要基體材料來將纖維粘附 在一起以形成一單向的單層。使用包括用作緯紗和經紗的機織帶的板使得免去了為此所需 要使用的基體材料，因為帶通過它們的編織結構粘附在一起。因此，這將允許使用較少的基 體材料，或甚至完全免于使用基體材料。在本發明的一個實施方式中，防彈模制品不含基體材料。雖然相信基體材料對系 統的防彈功效的貢獻低于帶，但無基體的實施方式可就其每單位重量比的防彈功效而言實 現一有效的材料。在本發明的另一個實施方式中，防彈模制品包括基體材料。在此實施方式中，可設 置基體材料以改善材料的脫層性能。其也可有助于防彈性能。在本發明的一個實施方式中，基體材料設置在板本身內，其用于將帶彼此粘附在 一起，例如以在編織后穩定織物。此實施方式例如可通過為帶提供這樣一種材料而獲得其 不妨礙帶編織工藝，但其將在施加熱量和/或壓力之后用作粘合材料。在本發明的另一個實施方式中，基體材料設置在板上，以將板粘附到疊層內的另 外的板上。在板上設置基體材料的一種方式是在板的上側、下側或兩側上設置一層或多層基 體材料膜。如果期望的話，則可例如通過使膜連同板一起通過一加熱的壓力輥或壓力機而 使膜粘附在板上。在板上設置基體材料的另一種方式是通過在板上施加一定量的含有有機基體材 料的液體物質。此實施方式的優點是它使得基體材料的施加簡單。液體物質例如可以是有 機基體材料的溶液、分散體或熔體。如果使用基體材料的溶液或分散體，則該過程還包括溶 劑或分散劑的蒸發。此外，可在真空中施加基體材料。可將液體材料均勻地施加在板的整 個表面上，視情況而定。但是，也能夠以液體材料的形式將基體材料不均勻地施加在板的表 面上，視情況而定。例如，液體材料可采用圓點或條紋的形式施加，或采用任何其它合適的 圖案。在本發明的一個實施方式中，基體材料以網狀物(web)的形式施加，其中網狀物 是不連續的聚合物薄膜，即帶孔的聚合物薄膜。這使得可以提供低重量的基體材料。在本發明的另一個實施方式中，基體材料以聚合材料的條帶、紗線或纖維的形式 施加，后者的形式例如為纖維網或其它聚合纖維織物的紡織紗或無紡紗。再次地，這使得可 以提供低重量的基體材料。在上述各種實施方式中，基體材料不均勻地分布在板上。在本發明的一個實施方 式中，基體材料不均勻地分布在層壓的疊層內。在此實施方式中，可在層壓的疊層遭遇可能 不利地影響疊層性能的來自外部的最大影響的位置處提供更多基體材料。有機基底材料可全部或部分由聚合材料組成，其可選地可含有通常用于聚合物的 填料。聚合物可為熱固性的或熱塑性的，或可為二者的混合物。優選使用軟塑料，特別優選 地，有機基體材料為拉伸模量(在25°C時)最多為41Mpa的彈性體。還可設想使用非聚合 物的有機基體材料。基體材料的目的是幫助在需要的情況下將帶和/或板粘附在一起，并 且實現此目的的任何基體材料都適合作為基體材料。
優選地，有機基體材料的斷裂伸長率大于加強帶的斷裂伸長率。基體的斷裂伸長 率優選為從3%到500%。這些值適用于位于最終防彈制品中的基體材料。適合該板的熱固性塑料和熱塑性塑料例如在EP 833742和W0-A-91/12136中列 出。優選而言，從熱固性聚合物的群組中選擇乙烯基酯、不飽和聚酯、環氧化物或酚醛樹脂 作為基體材料。在防彈模制品的壓制期間，這些熱固性塑料在板疊層固化之前以部分固型 的狀態(所謂的B階段)位于板中。優選從熱塑性聚合物群組中選擇聚氨酯、乙烯類聚合 物、聚丙烯酸酯、聚烯烴或熱塑性彈性體嵌段共聚物(如聚異戊二烯-聚乙烯丁烯-聚苯乙 烯或聚苯乙烯-聚異戊二烯聚苯乙烯嵌段共聚物)作為基體材料。當使用基體材料時，通常以至少0.2% (重量百分比)的量施加基體材料。優選 地，基體材料以至少(重量百分比)的量存在，更特別地為至少2% (重量百分比)的 量，在一些情形中為至少2. 5% (重量百分比)。通常以最多30% (重量百分比)的量施加 基體材料。使用超過30% (重量百分比)的基體材料通常不會改善模制品的性能。認為存 在大量的基體材料不會總是導致面板的良好防彈性能。因此，使用較低量的基體材料可能 是優選的。在一些實施方式中，優選地，基體材料以最多12% (重量百分比)的量存在，優 選地以最多8% (重量百分比)的量存在，更優選地以最多7% (重量百分比)的量存在， 有時候以最多6. 5% (重量百分比)的量存在。根據本發明的防彈材料中使用的層壓的板疊層及材料本身應當滿足NIJ標 準-0101. 04P-BFS性能測試的II級要求。在優選的實施方式中，滿足所述標準的IIIa級 要求，在更優選的實施方式中，滿足III級要求，或甚至更高等級的要求。該防彈性能優選 地伴隨著低的單位面積重量，特別地為最多19kg/m2、更特別地為最多16kg/m2的單位面積 重量。在一些實施方式中，疊層的單位面積重量可低至15kg/m2。疊層的最低單位面積重量 由最低的防彈要求給出，并取決于所述等級。按照ASTM-D 1876-00，確定根據本發明的防彈材料優選具有至少5N、更特別地至 少5. 5N的抗剝離強度，不同之處在于采用了 IOOmm/分鐘的頭部速度(head speed)。取決于最終用途和單個板的厚度，根據本發明的防彈制品中的疊層中的板的數量 通常至少為2個，特別地為至少4個，更特別地為至少8個。板的數量通常最多為500個， 特別地為最多400個。本發明還涉及一種制造防彈模制品的方法，包括以下步驟提供包括加強材料帶 的板，其中至少一個板包括作為緯紗和作為經紗的機織帶；層疊并在至少0. 5MPa的壓力下
層壓疊層。待施加的壓力應當確保形成具有適當性能的防彈模制品。該壓力為至少0. 5MPa。 可采用最多50MPA的最大壓力。在需要的情況下，如果需要用基體幫助板的彼此粘附，則選擇層壓期間的溫度，使 得任何基體材料超過其軟化或熔融溫度。在升高的溫度下進行層壓意味著模制品于層壓 溫度下——該層壓溫度在有機基體材料的軟化或熔融溫度之上、并在帶的軟化點或熔點之 下——在給定的層壓時間中經受一給定的壓力。所需的層壓時間和層壓溫度取決于帶的性質和基體材料(如果存在)的性質以及 模制品的厚度，并且可由本領域的技術人員容易地確定。在以升高的溫度執行層壓的情況下，層壓材料的冷卻也應當在壓力下進行。在壓力下冷卻意指在冷卻期間維持一給定的最低壓力、直至到達足夠低的溫度——在該溫度下 模制品的結構不再會在大氣壓下松弛和變形。根據不同情況分別地確定該溫度在技術人員 的能力范圍內。當可能時，優選地，在給定最小壓力下進行的冷卻持續到有機基體材料已大 部分或完全固化或結晶的溫度，并且低于加強帶的松弛溫度。在冷卻期間的壓力無需等于 在高溫下的壓力。在冷卻期間，應當監控壓力以維持適當的壓力值，以補償模制品和壓模的 收縮造成的壓力下降。取決于基體材料(如果存在)的性質，對于防彈模制品——其中板中的加強帶為 由高分子量線性聚乙烯形成的高拉伸帶——的制造而言，層壓溫度優選為115到138°C，并 在恒壓下冷卻至低于70°C。在本說明書內，材料的溫度(例如層壓溫度)是指在模制品一 半厚度處的溫度。在本發明的工藝中，可從單獨的板開始形成疊層。但是，單獨的板有時候可能難以 處理。因此，本發明還包含其中疊層由含有2個至16個層(通常為2層、4層或8層)的固 結的板組件形成的實施方式。固結意指板牢固地互相附連。如果板組件也被層壓，則獲得 很好的效果。
具體實施例方式示例 1采用如下方式制造根據本發明的防彈材料。通過以平紋編織超高分子量聚乙烯帶來制造板。用作經紗的帶具有20mm的寬度 以及64微米的厚度。這些帶具有1. SlGPa的抗拉強度、IOOGPa的拉伸模量、以及1. 86%的 斷裂伸長率。聚乙烯的分子量Mw為3. 6X IO6克/摩爾，Mw/Mn比為8. 3。用作緯紗的帶具 有25mm的寬度，但其它方面的性能相同。在沒有基體材料的情形下層疊板。在60巴的壓力、136-137 的溫度下層壓該疊 層。材料被冷卻并從壓力機移去以形成防彈模制品。面板具有3. 4kg/m2的單位面積重量。按 照NIJ IIIA 0. 101. 04在530m/s的子彈速度下測試該板的防彈性能。子彈能量為2. 19kJ, 且SEA為644Jm2/kg。有趣的是將其與EP191306的表7中的樣品M進行對比——其中聚 乙烯帶具有6. 4mm的寬度和相當的強度性能9克/丹尼爾——其為2. OGPa——的單位 細度強力，以及865. 9克/丹尼爾——其為72GPa——的模量)。本例中，獲得34. 7Jm2/kg 的SEA，子彈速度V50為1164英尺/秒(355m/秒)。示例2:除了在層疊之前將基體以均勻的層施加在板上以外，重復示例1。所使用的基體 材料為可從Henkel購得的I^rinlin B7137 AL0面板具有3. 4kg/m2的單位面積重量和4% (重量百分比)的基體含量。按照NIJ IIIA 0. 101. 04在523m/s的子彈速度下測試該板的防彈性能。子彈能 量為 2. 13kJ，且 SEA 為 628Jm2/kg。示例3:采用如下方式制造根據本發明的防彈材料。通過平紋編織超高分子量聚乙烯帶來制造板。所使用的帶具有40mm的寬度，以及 64微米的厚度。這些帶具有2. 2GPa的抗拉強度、148GPa的拉伸模量、以及1. 7%的斷裂伸長率。該聚乙烯的分子量咖為4.3\106克/摩爾，1^/^11比為9.8。使用相同的帶作為緯 紗和經紗。以均勻的層將基體施加到編織的板上。所使用的基體材料為可從Henkel購得的 Prinlin B7137 AL0層疊這些板，并在60巴的壓力、130_134°C的溫度下層壓該疊層。材料 被冷卻并從壓力機移去，以形成防彈模制品。面板具有17. 4kg/m2的單位面積重量和4% (重量百分比)的基體含量。按照NIJ III 0. 108.01(硬質防彈)測試面板的防彈特性。面板能夠停住子彈。 發現在897m/s的子彈速度下，獲得3. 86kJ的子彈能量和222Jm2/kg的SEA。
權利要求
1.一種包括層壓的板疊層的防彈模制品，板包括加強材料帶，其特征在于，至少一個板 包括作為緯紗和經紗的機織帶，至少一些所述帶的寬度至少為10mm。
2.根據權利要求1的防彈模制品，其中，所述帶為高分子量聚乙烯帶。
3.根據前述權利要求中任一項的防彈模制品，其中，所述帶的寬度為至少20mm，更特 別地為至少40mm。
4.根據前述權利要求中任一項的防彈模制品，其中，緯紗方向上的帶的寬度與經紗方 向上的帶的寬度之間的比率介于5 1與1 5之間，特別地介于2 1與1 2之間。
5.根據前述權利要求中任一項的防彈模制品，其中，所述防彈模制品不包括基體材料。
6.根據前述權利要求1-5中任一項的防彈模制品，其中，所述層壓的疊層包括基體材 料，所述基體材料的量特別地為0. 2-30% (重量百分比)、更特別地為0. 2-12% (重量百分 比)。
7.根據權利要求11的防彈模制品，其中，所述板中的至少一些基本上不包含基體材 料，且在所述板之間存在基體材料。
8.根據前述權利要求中任一項的防彈模制品，其中，所述防彈模制品包括彼此疊置的 板，所述板包括作為緯紗和經紗的機織帶，疊置以如下方式實現一個板的帶交叉點不疊置 于相鄰板的帶交叉點之上。
9.根據前述權利要求中任一項的防彈模制品，其中，使用重均分子量為至少100000克 /摩爾、且Mw/Mn比為最多6的聚乙烯帶。
10.根據權利要求9的防彈模制品，其中，所述聚乙烯帶的Mw/Mn比為最多5，特別地為 最多4，更特別地為最多3，再更特別地為最多2. 5，進一步更特別地為最多2。
11.根據權利要求9或10的防彈模制品，其中，所述聚乙烯帶的200/110單面取向參數 為至少3，優選地為至少4，特別地為至少5，更特別地為至少7，再更特別地為至少10，進一 步更特別地為至少15。
12.根據權利要求9-11中任一項的防彈模制品，其中，所述聚乙烯帶的抗拉強度為至 少2. OGpa，特別地為至少2. 5Gpa，更特別地為至少3. OGpa，再更特別地為至少4Gpa。
13.根據權利要求9-12中任一項的防彈模制品，其中，所述聚乙烯帶的拉伸斷裂能量 為至少30J/g，特別地為至少35J/g，更特別地為至少40J/g，再更特別地為至少50J/g。
14.一種適合用于制造根據前述權利要求中任一項的防彈模制品的固結的板組件，其 中所述固結的板組件包括2-16個板，每個板包括加強材料帶，其特征在于，至少一個板包 括作為緯紗和經紗的機織帶。
15.一種制造防彈模制品的方法，包括以下步驟提供包括加強材料帶的板，其中至少 一個板包括作為緯紗和經紗的機織帶；進行層疊并在至少0. 5MPa的壓力下層壓疊層。
全文摘要
一種包括層壓的板疊層的防彈模制品，所述板包括加強材料帶，其特征在于，至少一個板包括作為緯紗和經紗的機織帶，至少一些帶的寬度至少為10mm。還要求保護一種制造該防彈模制品的方法。
文檔編號B32B3/10GK102076494SQ200980124525
公開日2011年5月25日 申請日期2009年4月27日 優先權日2008年4月28日
發明者A·P·德韋杰爾, E·M·溫克勒, M·J·G·朱尼, M·W·M·G·彼得斯 申請人:帝人芳綸有限公司