包括带的防弹制品
阅读：672发布：2023-01-22
专利汇可以提供包括带的防弹制品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种包括 层压 的板叠层的防弹模制品，所述板包括加强材料带，其特征在于，至少一个板包括作为 纬纱 和 经纱 的机织带，至少一些带的宽度至少为10mm。还要求保护一种制造该防弹模制品的方法。，下面是包括带的防弹制品专利的具体信息内容。
1.一种包括层压的板叠层的防弹模制品，板包括加强材料带，其特征在于，至少一个板包括作为纬纱和经纱的机织带，至少一些所述带的宽度至少为10mm。
2.根据权利要求1的防弹模制品，其中，所述带为高分子量聚乙烯带。
3.根据前述权利要求中任一项的防弹模制品，其中，所述带的宽度为至少20mm，更特别地为至少40mm。
4.根据前述权利要求中任一项的防弹模制品，其中，纬纱方向上的带的宽度与经纱方向上的带的宽度之间的比率介于5∶1与1∶5之间，特别地介于2∶1与1∶2之间。
5.根据前述权利要求中任一项的防弹模制品，其中，所述防弹模制品不包括基体材料。
6.根据前述权利要求1-5中任一项的防弹模制品，其中，所述层压的叠层包括基体材料，所述基体材料的量特别地为0.2-30％(重量百分比)、更特别地为0.2-12％(重量百分比)。
7.根据权利要求11的防弹模制品，其中，所述板中的至少一些基本上不包含基体材料，且在所述板之间存在基体材料。
8.根据前述权利要求中任一项的防弹模制品，其中，所述防弹模制品包括彼此叠置的板，所述板包括作为纬纱和经纱的机织带，叠置以如下方式实现：一个板的带交叉点不叠置于相邻板的带交叉点之上。
9.根据前述权利要求中任一项的防弹模制品，其中，使用重均分子量为至少100000克/摩尔、且Mw/Mn比为最多6的聚乙烯带。
10.根据权利要求9的防弹模制品，其中，所述聚乙烯带的Mw/Mn比为最多5，特别地为最多4，更特别地为最多3，再更特别地为最多2.5，进一步更特别地为最多2。
11.根据权利要求9或10的防弹模制品，其中，所述聚乙烯带的200/110单面取向参数为至少3，优选地为至少4，特别地为至少5，更特别地为至少7，再更特别地为至少10，进一步更特别地为至少15。
12.根据权利要求9-11中任一项的防弹模制品，其中，所述聚乙烯带的抗拉强度为至少2.0Gpa，特别地为至少2.5Gpa，更特别地为至少3.0Gpa，再更特别地为至少4Gpa。
13.根据权利要求9-12中任一项的防弹模制品，其中，所述聚乙烯带的拉伸断裂能量为至少30J/g，特别地为至少35J/g，更特别地为至少40J/g，再更特别地为至少50J/g。
14.一种适合用于制造根据前述权利要求中任一项的防弹模制品的固结的板组件，其中所述固结的板组件包括2-16个板，每个板包括加强材料带，其特征在于，至少一个板包括作为纬纱和经纱的机织带。
15.一种制造防弹模制品的方法，包括以下步骤：提供包括加强材料带的板，其中至少一个板包括作为纬纱和经纱的机织带；进行层叠并在至少0.5MPa的压力下层压叠层。
包括带的防弹制品
技术领域
[0001] 本发明涉及包括带的防弹制品及其制造方法。
背景技术
[0002] 包括带的防弹制品是本领域公知的。
[0003] WO 2006/107197描述了一种用于制造聚合物带叠层的方法，其中使用了芯部包覆型的聚合物带，其中芯部材料具有比包覆材料更高的熔点，该方法包括偏压聚合物带、定位聚合物带以及固结聚合物带以获得叠层这些步骤。
[0005] WO 2008/040506描述了一种用于制造由至少两个聚合物带单层组成的叠层的工艺，其中形成第一平行单向带单层，并形成第二平行单向带单层，并且其中这些单层如此地层叠：单层中的带沿相同方向定向，一个单层中的带相对于相邻单层中的带偏置。然后固结这样形成的层叠以形成叠层。如果期望的话，则可通过堆叠叠层形成面板，例如使得一个叠层中的带的方向与相邻叠层中的带的方向垂直。
[0006] WO 2008/040510描述了一种用于制造包括至少一层单向排列的聚合物带的织物的工艺，其中使用绑扎线(binding thread)编织所述带并在低于固结温度的温度下使所述带和线一起固结。单向定向的聚合物带单层交叉地朝向而彼此结合。
[0007] US2007/0070164描述了一种垫结构，其至少部分地由交织热熔单轴拉制的带纤维元件形成。该带包括定向聚合物的基底或芯层，以及至少一个热熔聚合物的覆层。为了熔化经纱带(warp strip)和填充带，系统被加热以熔化带的表面层，而带的芯部没有熔融。
[0008] US 5,578,370描述了一种适合用于防弹保护的耐冲击板，其中以平纹或斜纹编织带，所述带包括聚丙烯芯部和聚乙烯/聚丙烯表面层。
[0009] EP1403038描述了将加强带附接到成形制品上。这可采用机织布的形式完成。所述带优选为芯部-表面层的带。此参考文献并未描述由包括带的板形成的层压叠层。
[0010] EP 1908586描述了以偏置排列的方式铺设带。
[0011] EP191306描述了一种基于纤维的防弹材料，其也可为带或条带。纤维例如可以是编织的。可使用UHMWPE。
[0012] US5,595,809描述了一种基于从机织纤维切割而成的带的防弹材料。所述带也可以是编织的。
[0013] 虽然上述参考文献描述了具有良好性能的防弹材料，但仍有改进的空间。更特别地，需要这样一种防弹材料：其结合了高防弹性能、低单位面积重量和良好的稳定性，特别是良好地受控的脱层特性。本发明提供这样的一种材料。
[0014] 本发明的材料还具有加工优势。在本领域公知的多种防弹材料中，在单向的单层中使用带，然后层叠所述单层以形成防弹材料。层叠采用交叉布置的方式进行，即，以如下方式放置两个相邻单层：纤维或带在单向的单层中的方向与纤维或带在相邻单层中的方向成一角度——该角度大致为90°角。该交叉布置工艺是防弹材料制造中的昂贵步骤，因此需要一种工艺，其中可免于这种交叉布置工艺。本发明提供这样的一种工艺。
发明内容
[0016] 已发现，使用最小宽度至少为10mm的带使得以惊人的程度增加了模制品的防弹性能。已进一步发现，本发明允许组合低含量的基底材料，结合有良好的脱层性能。
[0017] 本发明及其特定实施例的更多优点将从进一步的说明变得清楚。
[0018] 在本发明中，将带定义为这样一个物体：其长度(即该物体的最大尺寸)大于宽度(该物体的第二小的尺寸)和厚度(即该物体的最小尺寸)，而宽度又大于厚度。更特别地，长度与宽度比通常为至少2。取决于带宽度和叠层尺寸，该比率可以更大，例如至少为4，或至少为6。最大比率对本发明来说并不是关键的，并且取决于工艺参数。作为一般性的值，可采用200000的最大长度与宽度比。宽度与厚度之间的比率通常超过10∶1，更特别地超过50∶1，再更特别地超过100∶1。宽度与厚度之间的最大比率对本发明来说不是关键的。其通常为最多2000∶1。
[0019] 带的宽度为至少10mm。已发现，选择较宽的带使得基于编织单层的防弹材料的防弹性能增加。优选地，带的宽度为至少20mm，更特别地为至少40mm。带的宽度通常最多为200mm。带的厚度通常为至少8微米，特别地为至少10微米。带的厚度通常为最多150微米，更特别地为最多100微米。
[0021] 在本发明中，防弹模制品中的至少一个板包括作为纬纱和经纱的机织带。显然，当超过一个的板包括作为纬纱和经纱的机织带时，本发明的效果将改善。更特别地，优选防弹模制品中至少30％——更特别地至少50％、进一步更特别地至少70％、再更特别地至少85％、进一步更特别地至少95％——的板包括作为纬纱和经纱的机织带。类似地，优选至少30％——更特别地至少50％、进一步更特别地至少70％、再更特别地至少85％、进一步更特别地至少95％——的所使用的带如上所述具有至少10mm的宽度，并且可选地满足本说明书中列出的其它选项。
[0022] 可采用各种方式以经纱和纬纱的方式实现带。纬纱带可穿过一个、两个或更多个经纱带，并且随后的纬纱带可交替或平行地施加。
[0023] 在这方面的一个实施方式为平纹织纹，其中经纱和纬纱对齐，以使得它们形成简单的交叉图案。这通过使各纬纱带经过各经纱带的上方和下方、各排交替、形成大量的交叉点来实现。
[0024] 又一实施方式基于缎纹织纹。在此实施方式中，两个或更多个纬纱带浮在经纱带上，或反过来，两个或更多个经纱带浮在单根纬纱带上。
[0025] 再又一实施方式得自斜纹织纹。在此实施方式中，一个或多个经纱带以有规则地重复的方式交替地编织在两个或更多个纬纱带的上方和下方。这对织物产生了直连或中断的斜“棱纹”的视觉效果。
[0026] 又一实施方式基于席纹织纹。除两根或更多根经纱纤维与两根或更多根纬纱纤维交织外，席纹织纹与平纹织纹基本上相同。规定两根经纱与两根纬纱交叉的布置为2×2席纹，但纤维的布置无需是对称的。因此可为8×2、5×4等。
[0027] 又一实施方式基于充纱罗织纹。充纱罗织纹是平纹织纹的一种变型，其中经纱带偶尔地(以规则的间隔、但通常以每隔几个带的方式)不是交替地上下交织，而是与每两个或更多个带交织。这在纬纱方向上以类似的频率发生，并且整体效果是织物的厚度增加、表面更粗糙且孔隙率增加。
[0028] 各织纹类型具有相关的特性。例如，在使用其中纬纱穿过一个或少量经纱带、并且交替地或几乎交替地使用单独的纬纱带的系统的情况下，板将含有较大数量的交叉点。在本文中，交叉点是其中纬纱带从板的一侧(A侧)转到板的另一侧(B侧)并且相邻纬纱带从板的B侧转到A侧的位置。
[0029] 在使用其中纬纱穿过一根或有限数量的经纱带、或反过来经纱穿过一根或有限数量的纬纱带的系统的情况下，将存在大量的偏转线(deflectionline)。偏转线出现在带从板的一侧转到另一侧处。其由交叉带的边缘形成。虽然不希望局限于任何理论，但相信这些偏转线有助于沿板的X-Y方向耗散冲击能量。
[0030] 在本发明的范围内，使用平纹织纹可能是优选的，这是因为它们较容易制造、并且它们是均匀的——由于90°的旋转不会改变材料特性，同时好结合了良好的防弹性能。
[0031] 带编织在本领域是公知的。对于有利的带编织工艺，请参考EP1354991。
[0032] 经纱和纬纱中的加强材料带可以是相同或不同的。它们可为不同材料，具有不同厚度和不同宽度。使用不同的带对于优化最终产品的性能可能是有利的，但鉴于工艺效率的原因可使用相同的带。在一个实施方式中，纬纱方向上的带的宽度与经纱方向上的带的宽度之间的比率介于5∶1与1∶5之间，特别地介于2∶1与1∶2之间。
[0033] 在本发明的一个实施方式中，根据本发明的防弹模制品包括彼此层叠的板，所述板包括作为纬纱和作为经纱的机织带，层叠以如下方式进行：一个板的带交叉点不层叠于相邻板的带交叉点之上。这样，获得了更均匀的产品。
[0034] 原则上任何天然或合成的材料都可用作本发明中的加强材料带。
[0035] 可使用例如由金属、半金属、无机材料、有机材料或其组合制成的带。重要的是这些带适合用于防弹应用中，更具体地，要求它们具有高抗拉强度、高拉伸模量和高能量吸收——其反映为高断裂能量。优选地，这些带具有至少1.0Gpa的抗拉强度、至少40Gpa的拉伸模量和至少15J/g的拉伸断裂能量。
[0036] 在一个实施方式中，带的抗拉强度为至少1.2Gpa，更特别地为至少1.5Gpa，再更特别地为至少1.8Gpa，进一步特别地为至少2.0Gpa。按照ASTM D882-00确定抗拉强度。
[0037] 在另一个实施方式中，带的拉伸模量为至少50Gpa。按照ASTMD822-00确定该模量。更特别地，带的拉伸模量可为至少80GPa、更特别地为至少100GPa。
[0038] 在另一个实施方式中，带的拉伸断裂能量为至少20J/g、特别地为至少25J/g。
[0040] 具有高抗拉强度的适当的无机带例如是由玻璃、碳和陶瓷材料制成的带。具有高抗拉强度的适当的有机带例如是由芳族聚酰胺、液晶聚合物以及诸如聚酯、聚乙烯醇、聚烯酮(POK)、聚苯并二 唑、聚苯并(二)咪唑、聚{2，6-二咪唑并[4，5-b：4，5-e]亚吡啶基-1，4(2，5-二羟基)亚苯基}(简称PIPD或M5)和聚丙烯腈之类的高取向聚合物制成的带。还设想使用组合的材料，特别地，设想如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃与玻璃、碳或陶瓷材料的组合。
[0041] 在本发明中，优选使用均聚物以及聚乙烯和聚丙烯的共聚物。这些聚烯烃可含有少量的一种或多种其它聚合物，特别地是其它烯烃-1-聚合物。
[0042] 优选地，本发明的板中的带是高分子量线性聚乙烯的高拉伸带。这里高分子量意味着至少300000g/mol的重均分子量。这里线性聚乙烯是指每100个C原子少于1个侧链、优选每300个C原子少于1个侧链的聚乙烯。聚乙烯还可含有高达5％(摩尔百分比)的可与其共聚的一种或多种其它烯烃，例如丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯和辛烯。
[0043] 特别优选使用由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)(即，重均分子量为至少500000g/6
mol的聚乙烯)形成的带。使用分子量至少为1×10g/mol的带、特别是纤维带可能是特别优选的。适合用于本发明中的UHMWPE带的最大分子量并不是关键的。作为一般性的值，可
8
采用1×10g/mol的最大值。在160℃的温度下使用1，2，4-三氯苯(TCB)作为溶剂，按照ASTM D 6474-99确定分子量分布和分子量平均值(Mw、Mn、Mz)。可使用包括高温样品制备装置(PL-SP260)的适当的色谱分析设备(PolymerLaboratories生产的PL-GPC220)。使用
3 6
分子量范围在5×10 至8×10g/mol的16个聚苯乙烯标准样本(Mw/Mn＜1.1)校准该系统。
mol的聚乙烯)形成的带。使用分子量至少为1×10g/mol的带、特别是纤维带可能是特别优选的。适合用于本发明中的UHMWPE带的最大分子量并不是关键的。作为一般性的值，可
8
采用1×10g/mol的最大值。在160℃的温度下使用1，2，4-三氯苯(TCB)作为溶剂，按照ASTM D 6474-99确定分子量分布和分子量平均值(Mw、Mn、Mz)。可使用包括高温样品制备装置(PL-SP260)的适当的色谱分析设备(PolymerLaboratories生产的PL-GPC220)。使用
3 6
分子量范围在5×10 至8×10g/mol的16个聚苯乙烯标准样本(Mw/Mn＜1.1)校准该系统。
[0044] 也可使用熔体流变仪测定确定分子量分布。在测量之前，已对其添加0.5(重量百分比)的抗氧化剂如IRGANOX 1010以防止热氧化降解的聚乙烯样本将首先在50℃和200巴下进行烧结。从烧结的聚乙烯获得的直径为8mm且厚度为1mm的圆盘在氮气气氛中快速加热(～30℃/min)到远远超过流变仪中的平衡熔点的温度。例如，将圆盘保持在18℃下两小时或更长时间。可借助于示波器检查样品与流变仪圆盘之间的滑动。在动态实验期间，通过示波器连续地监控来自流变仪的两个输出信号，即，一个信号对应于正弦应变，而另一个信号对应于因而获得的应力响应。可在低应变值下实现的理想正弦应力响应指示样品与圆盘之间无滑动。可使用诸如TA Instruments生产的Rheometrics RMS 800之类的板-板流变仪进行流变测定。TA Instruments所提供的Orchestrator Software——其使用米德算法(Mead algorithm)——可用于从针对聚合物熔体所确定的模量-频率关系数据来确定摩尔质量和摩尔质量分布。在160-220℃之间的等温条件下获得该数据。为了获得良好的拟合，应当选择介于0.001到100rad/s之间的角频率区域和介于0.5到2％之间的线性粘弹性区域中的恒应变。在190℃的基准温度处，实现时间-温度的叠加。为了确定0.001频率(rad/s)以下的模量，可进行应力松弛实验。在应力松弛实验中，在固定温度下，在样品上作用并维持对聚合物熔体的单次瞬时变形(阶跃应变)，并记录应力随时间的变化。
[0045] 在本发明的优选实施方式中，使用具有高分子量和窄分子量分布的UHMWPE带。已发现，选择具有窄分子量分布的材料导致所形成的材料具有均匀的晶体结构，并藉此提高了机械性能和断裂韧性。为了便于说明，这种类型的带将在下文中称为窄分子量分布带或MwMn带。
[0046] 在本发明的一个实施方式中，至少一些带是重均分子量至少为100000克/摩尔且Mw/Mn比最多为6的聚乙烯带。已发现，选择满足这些标准的带使得模制的防弹材料具有特别有利的性能。
[0047] 在此实施方式内，基于防弹模制品中带的总重量计算，优选地至少有20％(重量百分比)为MwMn带，特别地至少为50％(重量百分比)，更特别地至少为75％(重量百分比)，再更特别地至少为85％(重量百分比)，或至少为95％(重量百分比)。在一个实施方式中，防弹模制品中的所有带都是MwMn带。
[0048] MwMn带的重均分子量(Mw)至少为100000克/摩尔，特别地为至少300000克/摩尔，更特别地为至少400000克/摩尔，再更特别地为至少500000克/摩尔，特别地介于6 8
1×10 克/摩尔与1×10 克/摩尔之间。
1×10 克/摩尔与1×10 克/摩尔之间。
[0049] MwMn带的分子量分布比较窄。这通过最多为6的Mw(重均分子量)与Mn(数均分子量)比来表达。更特别地，Mw/Mn比最多为5，再更特别地最多为4，进一步更特别地最多为3。特别地，设想使用Mw/Mn比最多为2.5、或甚至最多为2的材料。
[0050] 除分子量和Mw/Mn要求以外，优选地，本发明的一个实施方式中使用的MwMn带具有高抗拉强度、高拉伸模量和高能量吸收——其反映在高断裂能量中。
[0051] 在一个实施方式中，MwMn带的抗拉强度为至少2.0Gpa，特别地为至少2.5Gpa，更特别地为至少3.0Gpa，再更特别地为至少4Gpa。按照ASTM D882-00确定抗拉强度。
[0052] 在另一个实施方式中，MwMn带的拉伸模量为至少80Gpa，更特别地为至少100Gpa，再更特别地为至少120Gpa，进一步更特别地为至少140Gpa，或至少150GPa。按照ASTM D822-00确定该模量。
[0053] 在另一实施方式中，MwMn带的拉伸断裂能量为至少30J/g、特别地为至少35J/g、更特别地为至少40J/g、进一步更特别地为至少50J/g。按照ASTM D882-00，使用50％/min的应变速率来确定拉伸断裂能量。通过在应力-应变曲线下积分每单位质量的能量来计算拉伸断裂能量。
[0054] 在本发明一个优选的实施方式中，MwMn聚乙烯带具有高分子取向，如通过其XRD衍射图案所证明的。
[0055] 在本发明的一个实施方式中，防弹材料中使用MwMn带，其200/110单面取向参数φ至少为3。200/110单面取向参数φ定义为：反射图形中所确定的带样品的X射线衍射(XRD)图案中200与110峰面积之间的比率。
[0056] 广角X射线散射(WAXS)是一种提供物质的晶体结构信息的技术。该技术具体是指对以广角散射的布拉格峰(Bragg peak)的分析。布拉格峰由长程的结构次序导致。WAXS测量产生衍射图案，即，作为衍射角2θ(这是衍射射束与主射束之间的角度)的函数的强度。
[0057] 200/110单面取向参数给出了关于200和110晶面相对于带表面的取向范围的信息。对于具有高200/110单面取向的带样品而言，200晶面高度平行于带表面地取向。已发现，高单面取向通常伴有高抗拉强度和高拉伸断裂能量。对于晶粒随机取向的样品而言，200与110峰面积之间的比为0.4左右。但是，在本发明的一个实施方式中优选地使用的带中，晶面指数为200的晶粒优选地平行于薄膜表面取向，导致较高的200/110峰面积比的值，并因此导致较高的单面取向参数的值。
[0058] 可使用X射线衍射计确定200/110单面取向参数的值。配备有产生Cu-Kα辐射多层聚焦X射线光学器件( 镜)的Bruker-AXS D8衍射计是适当的。测量条件：2mm防散射缝、0.2mm探测缝，且发电机设置为40kV、35mA。将带标本例如借助于一些双面安装带安装在样品支架上。带样品的优选尺寸为15mm×15mm(l×w，长×宽)。应当注意将样品保持完全平并与样品支架对齐。随后将具有带样品的样品支架放入处于反射几何结构的D8衍射计中(带的法向垂直于测角计并垂直于样品支架)。衍射图案的扫描范围为从5°到40°(2θ)，步进率(stepsize)为0.02°(2θ)，计数时间为每步2秒。在测量期间，样品支架围绕带的法线以每分钟15转的速度转动，从而不需要进一步的样品校准。随后测量取决于衍射角2θ的强度。使用标准轮廓拟合软件——例如Bruker-AXS的Topas确定200和110反射的峰面积。由于200和110反射为单峰，拟合过程是直接的，且选择和执行适当的拟合步骤在技术人员的能力范围内。200/110单面取向参数定义为200和110峰面积之间的比率。该参数为200/110单面取向的量化度量。
[0059] 在根据本发明的防弹材料的一个实施方式中使用的MwMn带的200/110单面取向参数至少为3。优选地，该值为至少4，更特别地为至少5，或至少7。更高的值——例如至少为10或甚至至少为15的值——可能是特别优选的。如果峰面积110等于零，则此参数的理论最大值为无限大。200/110单面取向参数的高的值通常伴随着强度和断裂能量的高的值。
[0060] 在本发明的一个实施方式中，本发明中使用的MwMn带的DSC结晶度至少为74％、更特别地至少为80％。可例如在Perkin Elmer DSC7上使用差式扫描量热计(DSC)，按如下方式确定DSC结晶度。因此，以每分钟10℃将已知重量(2mg)的样品从30℃加热至180℃，在180℃保持5分钟，然后以每分钟10℃冷却。可将DSC扫描的结果绘制为热流量(mW或mJ/s；y轴)与温度(x轴)的曲线图。使用来自扫描的加热部分的数据测量结晶度。通过确定曲线下方的面积(开始位置：刚好在主熔融转变(吸热)开始点之下的温度，结束位置：刚好观察到熔融完成的点之上的温度)来计算用于晶体熔融转变的熔融焓ΔH(以J/g为单位)。然后将计算出的ΔH与100％结晶的PE在大约140℃的熔点时所确定的理论熔融焓(ΔHC为293J/g)进行对比。将DSC结晶度指标表达为百分比(ΔH/ΔHC)。
[0061] 在一个实施方式中，本发明中使用的MwMn带的DSC结晶度至少为85％、更特别地至少为90％。
[0062] 本发明的一个实施方式中使用的聚乙烯可为乙烯均聚物或乙烯与共聚单体——该共聚单体为另一α-烯烃或环烯烃——的共聚物，所述α-烯烃或环烯烃均具有介于3到20之间的碳原子。示例包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、环己烯等。也可使用具有高达20个碳原子的二烯烃，例如丁二烯或1-4己二烯。在根据本发明的工艺中使用的乙烯均聚物或共聚物中的非乙烯α-烯烃的量优选最多为10％(摩尔百分比)，优选最多为5％(摩尔百分比)，更优选最多为1％(摩尔百分比)。如果使用非乙烯α-烯烃，则通常其含量为至少0.001％(摩尔百分比)，更特别地为至少0.01％(摩尔百分比)，再更特别地为至少0.1％(摩尔百分比)。优选地，使用基本上不存在非乙烯α-烯烃的材料。在本说明书的上下文中，措辞“基本上不存在非乙烯α-烯烃”意指聚合物中所存在的非乙烯α-烯烃的量仅为不能合理地避免的量。
[0063] 一般而言，本发明中使用的MwMn带的聚合物溶剂的含量小于0.05％(重量百分比)、特别地小于0.025％(重量百分比)、更特别地小于0.01％(重量百分比)。
[0064] 本发明中使用的带——特别是MwMn带——可具有高的强度、同时结合有高的线密度。在本申请中，线密度表示为dtex。这是10.000米薄膜的重量(以克为单位)。在一个实施方式中，根据本发明的薄膜的纤度为至少3000dtex、特别地为至少5000dtex、更特别地为至少10000dtex、进一步特别地为至少15000dtex或甚至为至少20000dtex，同时结合有如上所述的至少为2.0GPa、特别地至少为2.5GPa、更特别地至少为3.0GPa、再更特别地至少为3.5GPa并且进一步特别地至少为4GPa的强度。
[0065] 在本发明的一个实施方式中，MwMn带是通过下述工艺制造的MwMn带，所述工艺包括：使重均分子量为至少100000克/摩尔、弹性剪切模量 最多为1.4MPa(紧跟在于160℃下熔融之后确定)以及Mw/Mn比最多为6的初始聚乙烯在如下条件下经历压紧步骤和拉伸步骤，该条件为聚合物在处理期间其温度决不上升到其熔点以上的值。
[0066] 用于所述制造工艺的初始材料为高度解开/松开(disentangled)的UHMWPE。这可从重均分子量、Mw/Mn比和拉伸模量结合得出。对于初始聚合物的分子量和Mw/Mn比的更进一步的阐述和优选实施方式，请参考以上针对MwMn带所述的内容。特别地，在此工艺中，6
优选地，初始聚合物的重均分子量为至少500000克/摩尔、更特别地介于1×10 克/摩尔
8
与1×10 克/摩尔之间。
优选地，初始聚合物的重均分子量为至少500000克/摩尔、更特别地介于1×10 克/摩尔
8
与1×10 克/摩尔之间。
[0067] 如上所述，初始聚合物的弹性剪切模量 (紧跟在于160℃下熔融之后确定)最多为1.4MPa、更特别地最多为1.0MPa、再更特别地最多为0.9MPa、进一步特别地最多为0.8MPa且进一步特别地最多为0.7MPa。措辞“紧跟在熔融之后”是指一旦聚合物熔融就确定弹性模量，更特别地是在聚合物熔融后15秒内确定弹性模量。对于该聚合物熔体而言，弹性模量通常在数小时内从0.6MPa增加到2.0MPa。
[0068] 紧跟在于160℃下熔融之后确定的弹性剪切模量是对聚合物的缠结度的度量。是橡胶高弹区/平台区中的弹性剪切模量。其与缠结点之间的平均分子量Me相关，该平均分子量又与缠结密度成反比。在缠结均匀地分布的热力学稳定熔体中，可通过公式
3
从 计算Me，其中gN是设为1的数值系数，ρ是以g/cm 为单位的密度，R
是气体常数，而T为以K为单位的绝对温度。低弹性模量因此代表缠结点之间的长的聚合物距离，并因此代表低缠结度。为研究伴随缠结形式的变化所采取的方法与以下出版物中所述相同(Rastogi，S.、Lippits，D.、Peters，G.、Graf，R.、Yefeng、Y.和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博士的博士论文，“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)。
3
从 计算Me，其中gN是设为1的数值系数，ρ是以g/cm 为单位的密度，R
是气体常数，而T为以K为单位的绝对温度。低弹性模量因此代表缠结点之间的长的聚合物距离，并因此代表低缠结度。为研究伴随缠结形式的变化所采取的方法与以下出版物中所述相同(Rastogi，S.、Lippits，D.、Peters，G.、Graf，R.、Yefeng、Y.和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博士的博士论文，“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)。
[0069] 用于此实施方式中的初始聚合物可通过聚合工艺制造，其中乙烯——其可选地包括如上所述的其它单体——在低于聚合物结晶温度的温度下于存在单点聚合催化剂的情形下聚合，使得聚合物一形成就结晶。这将导致具有落在权利要求范围内的Mw/Mn比的材料。
[0070] 特别地，选择反应条件，使得聚合速度低于结晶速度。这些合成条件迫使分子链一旦形成就结晶，导致相当独特的结构，其与从熔体或溶液获得的结构明显不同。在催化剂表面获得的结晶结构将高度取决于聚合物的结晶速度与生长速度之间的比率。此外，合成温度——在此特别的情形中也是结晶温度——将强烈地影响所获得的UHMW-PE粉末的结构。在一个实施方式中，反应温度介于-50℃与+50℃之间，更特别地介于-15℃与+30℃之间。
经由常规试验和误差确定哪个反应温度适合以及确定哪种类型催化剂、聚合物浓度和影响反应的其它参数完全在技术人员的能力范围内。为了获得高度解开/松开的UHMWPE，重要的是，聚合部位彼此充分地远离以防止聚合物链在合成期间缠结。这可通过以低浓度均匀-4
地分散在结晶介质中的单点催化剂来完成。更特别地，低于每升反应介质1×10 摩尔的催-5
化剂浓度、特别地低于每升反应介质1×10 摩尔的催化剂浓度可以是适当的。也可使用载体单点催化剂，只要注意活性部位彼此充分地远离以防止聚合物在形成期间明显缠结。用于制造在本发明中使用的聚乙烯的合适方法在本领域中是公知的。请参考例如WO01/21668和US20060142521。
经由常规试验和误差确定哪个反应温度适合以及确定哪种类型催化剂、聚合物浓度和影响反应的其它参数完全在技术人员的能力范围内。为了获得高度解开/松开的UHMWPE，重要的是，聚合部位彼此充分地远离以防止聚合物链在合成期间缠结。这可通过以低浓度均匀-4
地分散在结晶介质中的单点催化剂来完成。更特别地，低于每升反应介质1×10 摩尔的催-5
化剂浓度、特别地低于每升反应介质1×10 摩尔的催化剂浓度可以是适当的。也可使用载体单点催化剂，只要注意活性部位彼此充分地远离以防止聚合物在形成期间明显缠结。用于制造在本发明中使用的聚乙烯的合适方法在本领域中是公知的。请参考例如WO01/21668和US20060142521。
[0071] 可用于本发明中的解开/松开的UHMWPE的松密度可远低于常规UHMWPE的松密3
度。更特别地，在根据本发明的工艺中使用的UHMWPE的松密度可低于0.25g/cm、特别地低
3 3
于0.18g/cm、再更特别地低于0.13g/cm。可按照ASTM-D1895确定松密度。可采用如下方式获得该值的相对近似值。将UHMWPE粉末的样品倾倒到正好为100ml的量杯中。在刮去多余的材料之后，确定量杯中的容纳物的重量并计算松密度。
度。更特别地，在根据本发明的工艺中使用的UHMWPE的松密度可低于0.25g/cm、特别地低
3 3
于0.18g/cm、再更特别地低于0.13g/cm。可按照ASTM-D1895确定松密度。可采用如下方式获得该值的相对近似值。将UHMWPE粉末的样品倾倒到正好为100ml的量杯中。在刮去多余的材料之后，确定量杯中的容纳物的重量并计算松密度。
[0072] 聚合物以微粒形式——例如以粉末形式或以任何其它合适的微粒形式——提供。合适的颗粒具有高达5000微米、优选高达2000微米、更优选高达1000微米的颗粒尺寸。
颗粒优选具有至少1微米、更特别地至少10微米的颗粒尺寸。可按如下方式通过激光衍射(PSD，Sympatec Quixel)确定颗粒尺寸分布。将样品分散到含有表面活性剂的水中并超声波处理30秒以除去团聚物/缠结体。样品被泵送通过一激光光束，并检测散射的光线。光线的衍射量是对颗粒尺寸的度量。
颗粒优选具有至少1微米、更特别地至少10微米的颗粒尺寸。可按如下方式通过激光衍射(PSD，Sympatec Quixel)确定颗粒尺寸分布。将样品分散到含有表面活性剂的水中并超声波处理30秒以除去团聚物/缠结体。样品被泵送通过一激光光束，并检测散射的光线。光线的衍射量是对颗粒尺寸的度量。
[0073] 执行压紧步骤以将聚合物颗粒结合成例如呈母板形式的单个物体。执行拉伸步骤以给聚合物提供取向并制造最终产品。这两个步骤在彼此垂直的方向上执行。应该注意的是，将这些动作结合在单个步骤中，或在不同步骤中执行该工艺、每个步骤执行压紧和拉伸动作中的一个或更多个，其都落在本发明的范围内。例如，在根据本发明的工艺的一个实施方式中，所述工艺包括下述步骤：压紧聚合物粉末以形成母板、卷轧板以形成卷轧的母板并对卷轧的母板进行拉伸步骤以形成聚合物薄膜。
[0074] 在根据本发明的工艺中施加的压紧力通常为10-10000N/cm2，特别地为50-5000N/2 2 3 3
cm，更特别地为100-2000N/cm。材料在压紧之后的密度通常介于0.8kg/dm 与1kg/dm 之
3 3
间，特别地介于0.9kg/dm 与1kg/dm 之间。
cm，更特别地为100-2000N/cm。材料在压紧之后的密度通常介于0.8kg/dm 与1kg/dm 之
3 3
间，特别地介于0.9kg/dm 与1kg/dm 之间。
[0075] 在该工艺中，压紧和卷轧步骤通常在下述温度下进行：该温度比聚合物未受约束时的熔点低至少1℃、特别地比聚合物未受约束时的熔点低至少3℃、再更特别地比聚合物未受约束时的熔点低至少5℃。一般而言，在比聚合物未受约束时的熔点低最多40℃、特别地比聚合物未受约束时的熔点低最多30℃、更特别地低最多10℃的温度下执行压紧步骤。
[0076] 在该工艺中，拉伸步骤通常在下述温度下进行：该温度比聚合物在工艺条件下的熔点低至少1℃、特别地比聚合物在工艺条件下的熔点低至少3℃、再更特别地比聚合物在工艺条件下的熔点低至少5℃。如技术人员理解的那样，聚合物的熔点可取决于它们受到的约束。这意味着在各工艺条件下的熔点可因情形而异。其可容易地被确定为工艺/加工中应力急剧下降处的温度。一般而言，在比聚合物在工艺条件下的熔点低最多30℃、特别地比聚合物在工艺条件下的熔点低最多20℃、更特别地低最多15℃的温度下执行拉伸步骤。
[0077] 在本发明的一个实施方式中，拉伸步骤包括至少两个单独的拉伸步骤，其中第一拉伸步骤在低于第二拉伸步骤——并可选地低于更多拉伸步骤——的温度下执行。在一个实施方式中，拉伸步骤包括至少两个单独的拉伸步骤，其中每个进一步的拉伸步骤在高于前一拉伸步骤的温度下执行。
[0078] 如对本领域技术人员来说显而易见的那样，本方法能够以可区分/识别单独的步骤的方式执行，例如，以将薄膜进给到规定温度的单独热板上的形式执行。该方法也可连续地执行，其中薄膜在拉伸处理开始时经受较低的温度，而在拉伸处理结束时经受较高的温度，在两者之间施加一温度梯度。此实施方式例如可如此地执行：在配设有温度带的热板上方引导薄膜，其中在热板的最靠近压紧设备的端部区域处的温度低于热板的远离压紧设备的端部区域处的温度。
[0079] 在一个实施方式中，在拉伸步骤期间施加的最低温度与在拉伸步骤期间施加的最高温度之间的差为至少3℃、特别地为至少7℃，再更特别地为至少10℃。一般而言，在拉伸步骤期间施加的最低温度与在拉伸步骤期间施加的最高温度之间的差为最多30℃，更特别地最多25℃。
[0080] 初始聚合物未受约束时的熔点介于138℃与142℃之间并且能够容易地由本领域技术人员确定。通过上述的值，其使得可以计算适当的操作温度。可经由DSC(差式扫描量热计)在氮气中于+30℃至+180℃的温度范围内以10℃/分钟的升温速度确定该未受约束时的熔点。这里将从80℃至170℃的最大吸热峰的最大值估计为熔点。
[0081] 在UHMWPE的常规处理中，需要在很接近聚合物熔点的温度(例如，与聚合物的熔点相差1到3度内)下执行该处理。已发现，选择根据本发明的工艺中所使用的特定的初始UHMWPE使得可在低于聚合物熔点的值处进行操作，该值比现有技术中所可能的值更加低。这导致更大的温度操作窗口，其导致更好的工艺控制。
[0082] 还已发现的是，与UHMWPE的常规处理相比，可以更高的变形速度制造强度至少为2GPa的材料。变形速度与设备的生产能力直接相关。由于经济原因，重要的是在不会不利地影响薄膜的机械性能的情况下以尽可能高的变形速度进行生产。特别地，已发现可通过如下工艺制造强度至少为2GPa的材料：其中将产品的强度从1.5GPa增加到至少2GPa所需的拉伸步骤以每秒至少4％的速度执行。在常规的聚乙烯处理中，不可能以该速度执行该拉伸步骤。虽然在常规的UHMWPE处理中，能够以每秒4％以上的速度执行初始拉伸步骤以将薄膜的强度增加到例如1或1.5GPa，但必须以远低于每秒4％的速度执行将薄膜的强度增加到2GPa或更高的值所需的最终步骤，因为否则薄膜将断裂。相反，在根据本发明的工艺中，已发现能够以每秒至少4％的速度拉伸强度为1.5GPa的中间薄膜，以获得强度至少为
2GPa的材料。对于该强度更优选的值，请参考上面已经陈述的内容。已发现在此步骤中施加的速度可为每秒至少5％、每秒至少7％、每秒至少10％或甚至每秒至少15％。
2GPa的材料。对于该强度更优选的值，请参考上面已经陈述的内容。已发现在此步骤中施加的速度可为每秒至少5％、每秒至少7％、每秒至少10％或甚至每秒至少15％。
[0083] 薄膜的强度与施加的拉伸率相关。因此，也可将此效果表达如下。在本发明的一个实施方式中，根据本发明工艺的拉伸步骤可采用如下方式执行：以上面所述的拉伸速度执行拉伸步骤，拉伸率从80拉伸到至少100、特别地至少120、更特别地至少140、再更特别地至少160。
[0084] 在再又一实施方式中，根据本发明的工艺的拉伸步骤可采用如下方式执行：以上面所述的速度执行拉伸步骤，材料模量从60GPa拉伸到至少80GPa、特别地至少100GPa、更特别地至少120GPa、至少140GPa或至少150GPa。
[0085] 对技术人员来说将显而易见的是，分别使用强度为1.5GPa、拉伸率为80和/或模量为60GPa的中间产品作为计算何时开始高速拉伸步骤的起始点。这并不意味在初始材料具有规定的强度、拉伸率或模量值的情况下执行可单独区分/识别的拉伸步骤。具有这些特性的产品可在拉伸步骤期间作为中间产品形成。然后拉伸率回算至具有指定初始特性的产品。应该注意的是，上述高拉伸率取决于下述要求：在低于工艺条件下的聚合物熔点的温度下执行所有拉伸步骤(包括高速拉伸步骤)。
[0086] 在该制造工艺中，聚合物以微粒形式提供，例如以粉末形式提供。执行压紧步骤以将聚合物颗粒结合成例如呈母板形式的单个物体。执行拉伸步骤以给聚合物提供取向并制造最终产品。这两个步骤在彼此垂直的方向执行。应该注意的是，这些动作可结合在单个步骤中，或可在分开的步骤中执行、每个步骤执行固结和拉伸动作中的一个或更多个。例如，在一个实施方式中，该工艺包括压紧聚合物粉末以形成母板、卷轧板以形成卷轧的母板并对卷轧的母板进行拉伸步骤以形成聚合物薄膜。
[0087] 在根据本发明的工艺中施加的压紧力通常为10-10000N/cm2，特别地为50-5000N/2 2 3 3
cm，更特别地为100-2000N/cm。材料在压紧之后的密度通常介于0.8kg/dm 与1kg/dm 之
3 3
间，特别地介于0.9kg/dm 与1kg/dm 之间。
cm，更特别地为100-2000N/cm。材料在压紧之后的密度通常介于0.8kg/dm 与1kg/dm 之
3 3
间，特别地介于0.9kg/dm 与1kg/dm 之间。
[0088] 压紧和卷轧步骤通常在下述温度下进行：该温度比聚合物未受约束时的熔点低至少1℃、特别地比聚合物未受约束时的熔点低至少3℃、再更特别地比聚合物未受约束时的熔点低至少5℃。一般而言，在比聚合物未受约束时的熔点低最多40℃、特别地比聚合物未受约束时的熔点低最多30℃、更特别地低最多10℃的温度下执行压紧步骤。
[0089] 拉伸步骤通常在下述温度下进行：该温度比聚合物在工艺条件下的熔点低至少1℃、特别地比聚合物在工艺条件下的熔点低至少3℃、再更特别地比聚合物在工艺条件下的熔点低至少5℃。如技术人员理解的那样，聚合物的熔点可取决于它们受到的约束。这意味着在各工艺条件下的熔点可因情形而异。其可容易地被确定为工艺中应力急剧下降处的温度。一般而言，在比聚合物在工艺条件下的熔点低最多30℃、特别地比聚合物在工艺条件下的熔点低最多20℃、更特别地低最多15℃的温度下执行拉伸步骤。
[0090] 在此实施方式中，初始聚合物未受约束时的熔点介于138℃与142℃之间，并且能够容易地由本领域技术人员确定。通过上述的值，其使得可以计算适当的操作温度。可经由DSC(差式扫描量热计)在氮气中于+30℃至+180℃的温度范围内以10℃/分钟的升温速度确定该未受约束时的熔点。这里将从80℃至170℃的最大吸热峰的最大值估计为熔点。
[0091] 可使用常规装置来执行压紧步骤。合适的装置包括加热辊、环形带等。
[0092] 执行拉伸步骤以制造聚合物薄膜。可以本领域中的常规方式在一个或更多个步骤中执行拉伸步骤。合适的方式包括：在一个或更多个步骤中于一组均沿处理方向滚动的辊子上方引导薄膜，其中第二辊子比第一辊子滚动得更快。拉伸可在热板上方或在空气循环箱中进行。
[0093] 总拉伸率可为至少80，特别地为至少100，更特别地为至少120，再更特别地为至少140，进一步更特别地为至少160。总拉伸率定义为被压紧的母板的横截面面积除以由该母板获得的拉伸薄膜的横截面积。
[0094] 在固体状态下执行该工艺。最终聚合物薄膜的聚合物溶剂含量小于0.05％(重量百分比)、特别地小于0.025％(重量百分比)、更特别地小于0.01％(重量百分比)。
[0095] 本发明的防弹模制品可以包括或不包括基体材料。术语“基体材料”意味着将带和/或板粘合在一起的材料。在基于纤维的常规防弹材料中，需要基体材料来将纤维粘附在一起以形成一单向的单层。使用包括用作纬纱和经纱的机织带的板使得免去了为此所需要使用的基体材料，因为带通过它们的编织结构粘附在一起。因此，这将允许使用较少的基体材料，或甚至完全免于使用基体材料。
[0096] 在本发明的一个实施方式中，防弹模制品不含基体材料。虽然相信基体材料对系统的防弹功效的贡献低于带，但无基体的实施方式可就其每单位重量比的防弹功效而言实现一有效的材料。
[0097] 在本发明的另一个实施方式中，防弹模制品包括基体材料。在此实施方式中，可设置基体材料以改善材料的脱层性能。其也可有助于防弹性能。
[0098] 在本发明的一个实施方式中，基体材料设置在板本身内，其用于将带彼此粘附在一起，例如以在编织后稳定织物。此实施方式例如可通过为带提供这样一种材料而获得：其不妨碍带编织工艺，但其将在施加热量和/或压力之后用作粘合材料。
[0099] 在本发明的另一个实施方式中，基体材料设置在板上，以将板粘附到叠层内的另外的板上。
[0100] 在板上设置基体材料的一种方式是在板的上侧、下侧或两侧上设置一层或多层基体材料膜。如果期望的话，则可例如通过使膜连同板一起通过一加热的压力辊或压力机而使膜粘附在板上。
[0101] 在板上设置基体材料的另一种方式是通过在板上施加一定量的含有有机基体材料的液体物质。此实施方式的优点是它使得基体材料的施加简单。液体物质例如可以是有机基体材料的溶液、分散体或熔体。如果使用基体材料的溶液或分散体，则该过程还包括溶剂或分散剂的蒸发。此外，可在真空中施加基体材料。可将液体材料均匀地施加在板的整个表面上，视情况而定。但是，也能够以液体材料的形式将基体材料不均匀地施加在板的表面上，视情况而定。例如，液体材料可采用圆点或条纹的形式施加，或采用任何其它合适的图案。
[0102] 在本发明的一个实施方式中，基体材料以网状物(web)的形式施加，其中网状物是不连续的聚合物薄膜，即带孔的聚合物薄膜。这使得可以提供低重量的基体材料。
[0104] 在上述各种实施方式中，基体材料不均匀地分布在板上。在本发明的一个实施方式中，基体材料不均匀地分布在层压的叠层内。在此实施方式中，可在层压的叠层遭遇可能不利地影响叠层性能的来自外部的最大影响的位置处提供更多基体材料。
[0105] 有机基底材料可全部或部分由聚合材料组成，其可选地可含有通常用于聚合物的填料。聚合物可为热固性的或热塑性的，或可为二者的混合物。优选使用软塑料，特别优选地，有机基体材料为拉伸模量(在25℃时)最多为41Mpa的弹性体。还可设想使用非聚合物的有机基体材料。基体材料的目的是帮助在需要的情况下将带和/或板粘附在一起，并且实现此目的的任何基体材料都适合作为基体材料。
[0106] 优选地，有机基体材料的断裂伸长率大于加强带的断裂伸长率。基体的断裂伸长率优选为从3％到500％。这些值适用于位于最终防弹制品中的基体材料。
[0107] 适合该板的热固性塑料和热塑性塑料例如在EP 833742和WO-A-91/12136中列出。优选而言，从热固性聚合物的群组中选择乙烯基酯、不饱和聚酯、环氧化物或酚醛树脂作为基体材料。在防弹模制品的压制期间，这些热固性塑料在板叠层固化之前以部分固型的状态(所谓的B阶段)位于板中。优选从热塑性聚合物群组中选择聚氨酯、乙烯类聚合物、聚丙烯酸酯、聚烯烃或热塑性弹性体嵌段共聚物(如聚异戊二烯-聚乙烯丁烯-聚苯乙烯或聚苯乙烯-聚异戊二烯聚苯乙烯嵌段共聚物)作为基体材料。
[0108] 当使用基体材料时，通常以至少0.2％(重量百分比)的量施加基体材料。优选地，基体材料以至少1％(重量百分比)的量存在，更特别地为至少2％(重量百分比)的量，在一些情形中为至少2.5％(重量百分比)。通常以最多30％(重量百分比)的量施加基体材料。使用超过30％(重量百分比)的基体材料通常不会改善模制品的性能。认为存在大量的基体材料不会总是导致面板的良好防弹性能。因此，使用较低量的基体材料可能是优选的。在一些实施方式中，优选地，基体材料以最多12％(重量百分比)的量存在，优选地以最多8％(重量百分比)的量存在，更优选地以最多7％(重量百分比)的量存在，有时候以最多6.5％(重量百分比)的量存在。
[0109] 根据本发明的防弹材料中使用的层压的板叠层及材料本身应当满足NIJ标准-0101.04P-BFS性能测试的II级要求。在优选的实施方式中，满足所述标准的IIIa级要求，在更优选的实施方式中，满足III级要求，或甚至更高等级的要求。该防弹性能优选2 2
地伴随着低的单位面积重量，特别地为最多19kg/m、更特别地为最多16kg/m 的单位面积
2
重量。在一些实施方式中，叠层的单位面积重量可低至15kg/m。叠层的最低单位面积重量由最低的防弹要求给出，并取决于所述等级。
地伴随着低的单位面积重量，特别地为最多19kg/m、更特别地为最多16kg/m 的单位面积
2
重量。在一些实施方式中，叠层的单位面积重量可低至15kg/m。叠层的最低单位面积重量由最低的防弹要求给出，并取决于所述等级。
[0110] 按照ASTM-D 1876-00，确定根据本发明的防弹材料优选具有至少5N、更特别地至少5.5N的抗剥离强度，不同之处在于采用了100mm/分钟的头部速度(head speed)。
[0111] 取决于最终用途和单个板的厚度，根据本发明的防弹制品中的叠层中的板的数量通常至少为2个，特别地为至少4个，更特别地为至少8个。板的数量通常最多为500个，特别地为最多400个。
[0112] 本发明还涉及一种制造防弹模制品的方法，包括以下步骤：提供包括加强材料带的板，其中至少一个板包括作为纬纱和作为经纱的机织带；层叠并在至少0.5MPa的压力下层压叠层。
[0113] 待施加的压力应当确保形成具有适当性能的防弹模制品。该压力为至少0.5MPa。可采用最多50MPA的最大压力。
[0114] 在需要的情况下，如果需要用基体帮助板的彼此粘附，则选择层压期间的温度，使得任何基体材料超过其软化或熔融温度。在升高的温度下进行层压意味着模制品于层压温度下——该层压温度在有机基体材料的软化或熔融温度之上、并在带的软化点或熔点之下——在给定的层压时间中经受一给定的压力。
[0115] 所需的层压时间和层压温度取决于带的性质和基体材料(如果存在)的性质以及模制品的厚度，并且可由本领域的技术人员容易地确定。
[0116] 在以升高的温度执行层压的情况下，层压材料的冷却也应当在压力下进行。在压力下冷却意指在冷却期间维持一给定的最低压力、直至到达足够低的温度——在该温度下模制品的结构不再会在大气压下松弛和变形。根据不同情况分别地确定该温度在技术人员的能力范围内。当可能时，优选地，在给定最小压力下进行的冷却持续到有机基体材料已大部分或完全固化或结晶的温度，并且低于加强带的松弛温度。在冷却期间的压力无需等于在高温下的压力。在冷却期间，应当监控压力以维持适当的压力值，以补偿模制品和压模的收缩造成的压力下降。
[0117] 取决于基体材料(如果存在)的性质，对于防弹模制品——其中板中的加强带为由高分子量线性聚乙烯形成的高拉伸带——的制造而言，层压温度优选为115到138℃，并在恒压下冷却至低于70℃。在本说明书内，材料的温度(例如层压温度)是指在模制品一半厚度处的温度。
[0118] 在本发明的工艺中，可从单独的板开始形成叠层。但是，单独的板有时候可能难以处理。因此，本发明还包含其中叠层由含有2个至16个层(通常为2层、4层或8层)的固结的板组件形成的实施方式。固结意指板牢固地互相附连。如果板组件也被层压，则获得很好的效果。
具体实施方式
[0119] 示例1
[0120] 采用如下方式制造根据本发明的防弹材料。
[0121] 通过以平纹编织超高分子量聚乙烯带来制造板。用作经纱的带具有20mm的宽度以及64微米的厚度。这些带具有1.81GPa的抗拉强度、100GPa的拉伸模量、以及1.86％的6
断裂伸长率。聚乙烯的分子量Mw为3.6×10 克/摩尔，Mw/Mn比为8.3。用作纬纱的带具有25mm的宽度，但其它方面的性能相同。
断裂伸长率。聚乙烯的分子量Mw为3.6×10 克/摩尔，Mw/Mn比为8.3。用作纬纱的带具有25mm的宽度，但其它方面的性能相同。
[0122] 在没有基体材料的情形下层叠板。在60巴的压力、136-137℃的温度下层压该叠2
层。材料被冷却并从压力机移去以形成防弹模制品。面板具有3.4kg/m 的单位面积重量。按照NIJ IIIA 0.101.04在530m/s的子弹速度下测试该板的防弹性能。子弹能量为2.19kJ，且SEA为644Jm2/kg。有趣的是将其与EP191306的表7中的样品24进行对比——其中聚乙烯带具有6.4mm的宽度和相当的强度性能(23.9克/丹尼尔——其为2.0GPa——的单位细度强力，以及865.9克/丹尼尔——其为72GPa——的模量)。本例中，获得34.7Jm2/kg的SEA，子弹速度V50为1164英尺/秒(355m/秒)。
层。材料被冷却并从压力机移去以形成防弹模制品。面板具有3.4kg/m 的单位面积重量。按照NIJ IIIA 0.101.04在530m/s的子弹速度下测试该板的防弹性能。子弹能量为2.19kJ，且SEA为644Jm2/kg。有趣的是将其与EP191306的表7中的样品24进行对比——其中聚乙烯带具有6.4mm的宽度和相当的强度性能(23.9克/丹尼尔——其为2.0GPa——的单位细度强力，以及865.9克/丹尼尔——其为72GPa——的模量)。本例中，获得34.7Jm2/kg的SEA，子弹速度V50为1164英尺/秒(355m/秒)。
[0123] 示例2：
[0124] 除了在层叠之前将基体以均匀的层施加在板上以外，重复示例1。所使用的基体2
材料为可从Henkel购得的Prinlin B7137 AL。面板具有3.4kg/m 的单位面积重量和4％(重量百分比)的基体含量。
材料为可从Henkel购得的Prinlin B7137 AL。面板具有3.4kg/m 的单位面积重量和4％(重量百分比)的基体含量。
[0125] 按照NIJ IIIA 0.101.04在523m/s的子弹速度下测试该板的防弹性能。子弹能量为2.13kJ，且SEA为628Jm2/kg。
[0126] 示例3：
[0127] 采用如下方式制造根据本发明的防弹材料。
[0128] 通过平纹编织超高分子量聚乙烯带来制造板。所使用的带具有40mm的宽度，以及64微米的厚度。这些带具有2.2GPa的抗拉强度、148GPa的拉伸模量、以及1.7％的断裂伸
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈