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輕質(zhì)層壓材料和攜板背心及由其制造的其他制品的制作方法

文檔序號:11442349閱讀:233來源:國知局
輕質(zhì)層壓材料和攜板背心及由其制造的其他制品的制造方法與工藝

發(fā)明人:羅蘭·約瑟夫·唐斯

克里斯多夫·邁克爾·亞當(dāng)斯

基思·喬爾·麥克代尼爾斯

本公開一般性地涉及層壓材料,更具體地涉及可用于攜板背心(plate-carriervests)和其它制品的輕質(zhì)增強(qiáng)層壓材料。

發(fā)明背景

可用于軍用裝備(gear)(諸如攜板背心)的層壓材料需要輕質(zhì)、抗撕裂、抗磨損、經(jīng)得起著色和切割、防水、并且經(jīng)常是防火和/或自熄的。

目前市場上的許多攜板背心由包括尼龍紡織物(例如nylon和)的復(fù)合材料制成。即使添加了橡膠層,這些制品也可能具有差的撕裂強(qiáng)度,過度的邊緣磨損,重量高和“僵硬性”(boardiness)(剛性和/或其他不舒服的剛度)。此外,這樣的產(chǎn)品可能不是完全防水的,并且可能不允許適當(dāng)穿過諸如水蒸氣的氣體。

通常,紡織層的橡膠化(例如經(jīng)由使用擠出的橡膠)無法結(jié)合到紡織織物的纖維中,因而留下一條通道使水吸附(wickin)在尼龍和橡膠層之間,在那里水可以保持較長的時(shí)間,足以使水分降解在纖維與樹脂基質(zhì)或構(gòu)成材料之間的結(jié)合。此外,由于橡膠化織物不能完全穿透紡織物,所以成品織物在切割或撕扯時(shí)可具有雜散的纖維、可磨損。當(dāng)生產(chǎn)成品(諸如軍用模塊化輕量負(fù)載裝備(molle)或許多其他軍用服裝和裝備以及休閑服裝和裝備)中需要對這樣的織物進(jìn)行切割時(shí),這是個(gè)問題。所留下的懸掛的纖維可以完全從織物中拉出,使織物變?nèi)醪a(chǎn)生更多的液態(tài)水入口點(diǎn)。所留下的懸掛的纖維可能會(huì)妨礙其他設(shè)備并可能堵塞其他設(shè)備。

此外,用于生產(chǎn)molle和其他裝備的許多涂布織物對于制造商來說不是成本有效的,因?yàn)槊總€(gè)唯一著色和圖案化的制品(例如,在標(biāo)準(zhǔn)中的單個(gè)攜板背心)必須在非常大規(guī)模的單一制造周期中來制造。為了將同一背心改變成另一種顏色/圖案(例如白色偽裝圖案),需要額外的成本來改變生產(chǎn)線和材料以僅僅適應(yīng)簡單的顏色和/或圖案變化。

因此,需要適合用于攜板背心和其他制品的新的輕質(zhì)層壓材料。具體地,仍然需要具有如下特征的輕質(zhì)材料:其防水/透氣,經(jīng)得起切割和著色,抗撕裂,阻燃,并且不易熔化。

發(fā)明概述

在本公開的各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;和(b)層壓于第一外層的第二外層,其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含預(yù)浸物(pre-preg)。在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料還包含結(jié)合于第二外層的暴露側(cè)的背面膜。在各種實(shí)施方式中,在第二外層內(nèi)的潤濕樹脂有助于將背面膜結(jié)合到第二外層。在各種實(shí)施方式中,中間膜層被布置在所述第一外層和第二外層之間,其可以在層壓期間熔化并且/或有助于各層的結(jié)合,或者其可以保持布置在各層之間以在各層之間提供滑動(dòng)和/或以給輕質(zhì)層壓材料提供其它物理屬性。

在本公開的各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;和(b)層壓于第一外層的第二外層,其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的,所述潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層。在各種實(shí)施方式中,中間膜層被布置在第一外層和第二外層之間,其可以在層壓期間熔化并且/或有助于各層的結(jié)合,或者其可以保持布置在各層之間以在各層之間提供滑動(dòng)和/或以給輕質(zhì)層壓材料提供其它物理屬性。

在本公開的各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;(b)與第一外層接觸的第二外層,以形成層壓堆疊結(jié)構(gòu);和(c)布置于第二外層上或內(nèi)部的潤濕樹脂。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂來源于手工或機(jī)器應(yīng)用,或者來源于從附近相鄰的高樹脂含量單向帶滲透,或者來源于以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面相接觸地放置的背面膜層滲透。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂從相鄰的層移動(dòng)到第二外層中,例如通過包含在高于大氣壓的壓力的方法(高壓釜,帶式壓機(jī),軋輥等)進(jìn)行輔助。在各種實(shí)施方式中,第二外層以相對的方式應(yīng)用

在本公開的各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;(b)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;(c)第二外層,所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層被布置在第一和第二外層之間;以及(d)在第二外層上和/或中的潤濕樹脂。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂來源于手工或機(jī)器應(yīng)用,或者來源于從附近相鄰的高樹脂含量單向帶滲透,或者來源于以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面相接觸地放置的背面膜層滲透。在各種實(shí)施方式中,至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層包含單方向帶(單向帶),所述單方向帶還包含嵌入在樹脂(通常也被稱為樹脂基質(zhì))中的平行單絲。在各種實(shí)施方式中,至少一個(gè)中間膜層被布置在第一外層和內(nèi)部增強(qiáng)層之間,和/或在各內(nèi)部增強(qiáng)層之間(當(dāng)存在超過一個(gè)層時(shí)),和/或在第二外層和內(nèi)部增強(qiáng)層之間。一個(gè)或多個(gè)中間膜層可以在層壓期間熔化并且/或有助于各層的結(jié)合,或者一個(gè)或多個(gè)膜層可以保持布置在各層之間以在各層之間提供滑動(dòng)和/或以給輕質(zhì)層壓材料提供其它物理屬性。

在本公開的各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;(b)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(c)第二外層,其中所述內(nèi)部增強(qiáng)層被布置在第一和第二外層之間,并且其中第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含預(yù)浸物。在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料還包含與第二外層的暴露側(cè)結(jié)合的背面膜。在各種實(shí)施方式中,在第二外層內(nèi)的潤濕樹脂有助于將背面膜結(jié)合到第二外層。在各種實(shí)施方式中,至少一個(gè)中間膜層被布置第一外層和內(nèi)部增強(qiáng)層之間,和/或在各內(nèi)部增強(qiáng)層之間(當(dāng)存在超過一個(gè)層時(shí)),和/或在第二外層和內(nèi)部增強(qiáng)層之間。一個(gè)或多個(gè)中間膜層可以在層壓期間熔化并且/或有助于各層的結(jié)合,或者一個(gè)或多個(gè)膜層可以保持布置在各層之間以在各層之間提供滑動(dòng)和/或以給輕質(zhì)層壓材料提供其它物理屬性。

在各種實(shí)施方式中,第一外層提供紋理、顏色和圖案中的至少一種。在各種實(shí)施方式中,第一外層包含紡織尼龍偽裝材料。在各種實(shí)施方式中,第一外層包含任何紡織織物或無紡材料。在各種實(shí)施方式中,第一外層包含高韌性纖維。在各種實(shí)施方式中,第一外層不存在任何顏色或紋理,并且可以在輕質(zhì)層壓材料的制造中的任何時(shí)間或者對制造商的生產(chǎn)成品沿著該路線在任何其他時(shí)間對其進(jìn)行著色或圖案化。

在各種實(shí)施方式中,內(nèi)部增強(qiáng)層包含含有增強(qiáng)單絲的單方向帶(單向帶)層。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然能夠認(rèn)識到,單絲也可以以纖維、紗線或絲線的形式來應(yīng)用。在各種實(shí)施方式中,單向帶層包含嵌入到樹脂中的平行單絲。在各種實(shí)施方式中,多個(gè)單向帶層以其纖維的特定取向而被堆疊,并且被結(jié)合在一起形成在輕質(zhì)層壓材料內(nèi)的增強(qiáng)芯。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被布置在相鄰的單向帶層之間。一個(gè)或多個(gè)中間膜層可以熔化或者以其他方式有助于使相鄰的單向帶層結(jié)合,或者可以保持布置在各單向帶層之間,以提供滑動(dòng)和/或賦予輕質(zhì)層壓材料其他物理屬性。

在各種實(shí)施方式中,每個(gè)單向帶層可以包含單一類型的纖維,例如僅包含芳族聚酰胺或uhmwpe單絲的纖維。在各種實(shí)施方式中,任何一個(gè)或多個(gè)單向帶層可以包含不同類型的纖維。在參考纖維類型中使用時(shí),術(shù)語“不同”廣義地指具有一外或多個(gè)不同特性的纖維,所述特性例如聚合物組成、化學(xué)組成、結(jié)晶度、軸向取向、旦尼爾、強(qiáng)度、直徑、纖維處理、表面結(jié)構(gòu)等等。在各種實(shí)施方式中,纖維或紗線可以是雜化纖維,其中它們在每個(gè)紡線或纖維中包含多種類型的絲線或單絲。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料還包含與第二外層結(jié)合的背面膜,其中在第二外層內(nèi)的潤濕樹脂可以可選地參與背面膜與第二外層的結(jié)合中。在各種實(shí)施方式中,在第二外層內(nèi)的潤濕樹脂專門來源于背面膜、基本上來源于背面膜或者至少部分地來源于背面膜。

在本公開的各種實(shí)施方式中,子層壓材料包含:(a)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(b)第二外層,其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,子層壓材料作為卷料(rollgood)提供給第三方來完成輕質(zhì)層壓材料的制造。在各種實(shí)施方式中,第一外層隨后在與第二外層相對的側(cè)面上被結(jié)合到子層壓材料,以完成夾層(sandwich)結(jié)構(gòu),所述夾層結(jié)構(gòu)包含(以有序的層順序):(i)第一外層;(ii)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(iii)第二外層。第一外層到子層壓材料上的這種隨后的層壓可以在第三方制造商處進(jìn)行,例如在攜板背心或其他制品的制造商處。以這種方式,第三方制造商可以購買子層壓材料作為卷料,然后進(jìn)行小批量的具有不同顏色和圖案的成品的工作。在各種實(shí)施方式中,在層壓第一外層之前,一個(gè)或多個(gè)膜層可以被應(yīng)用到子層壓材料。

在本公開的各種實(shí)施方式中,制品包含:(a)輕質(zhì)層壓材料,所述輕質(zhì)層壓材料包含:(i)第一外層;(ii)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(iii)第二外層;以及(b)硬部件(hardware)(例如背帶、搭扣或等)、軟部分(softitem)(例如pals織帶、口袋或網(wǎng))或連接到輕質(zhì)層壓材料的用于特定制品設(shè)計(jì)/配置/功能所需要的任何其他配飾,其中至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層被布置在第一和第二外層之間,并且其中第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的,所述潤濕樹脂從如下中的至少一個(gè)中滲透到第二外層:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層。在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料還包含一個(gè)或多個(gè)中間膜層,所述中間膜層被以任意組合布置在相鄰的層之間,以提供結(jié)合和/或其他處理,和/或以給最終的輕質(zhì)層壓材料提供各種物理屬性。

在本公開的各種實(shí)施方式中,制品包含攜板背心、模塊化輕量負(fù)載裝備(molle)或任何其他戰(zhàn)術(shù)或休閑裝備,例如雙肩背包(backpack)、帳篷、帆布背包(rucksack)、小袋等。

在各種實(shí)施方式中,生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包括,將如下層壓在一起:(a)第一外層;(b)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(c)第二外表面層,其中至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層被布置在第一和第二外層之間,并且其中第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的,所述潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層。在各種實(shí)施方式中,生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包括在層壓之前將一個(gè)或多個(gè)中間膜層布置在各種相鄰的層之間。

在各種實(shí)施方式中,生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包括,將如下層壓在一起:(a)第一外層;(b)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(c)包含預(yù)浸物的第二外表面層,其中至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層被布置在第一和第二外層之間,并且其中預(yù)浸物是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的,所述潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層。在各種實(shí)施方式中,在層壓之前,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被布置在各種相鄰的層之間。

在各種實(shí)施方式中,生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包含:(a)將第一外層、至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層和第二外表面層層壓在一起,使得所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層被布置在所述第一外層和第二外層之間,并且(b)用潤濕樹脂將所述第二外層的外暴露表面潤濕。在各種實(shí)施方式中,將第二外層的外暴露表面潤濕的步驟包括手工或機(jī)器應(yīng)用潤濕樹脂,或者從與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶滲透,或從與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層滲透。在各種實(shí)施方式中,在步驟(a)中層壓之前,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被布置在各種相鄰的層之間。

在各種實(shí)施方式中,生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包含:(a)將至少兩個(gè)單向帶層層壓在一起以形成增強(qiáng)芯層;(b)將第一外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的一側(cè);并且(c)將第二外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的另一側(cè),其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的,所述潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層。在各種實(shí)施方式中,所述第二外層包含預(yù)浸物。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被布置在至少兩個(gè)單向帶層之間,隨后層壓以形成增強(qiáng)芯層。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被布置在第一外層和增強(qiáng)芯層之間和/或在第二外層和增強(qiáng)芯層之間,隨后層壓以形成輕質(zhì)層壓材料。

在各種實(shí)施方式中,這些方法還包括如下步驟:向第二外層的暴露側(cè)添加背面膜,并且在一些情況下,利用存在于第二外層內(nèi)的潤濕樹脂作為在背面膜與第二外層之間的結(jié)合劑。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂專門來源于背面膜、基本上來源于背面膜或者至少部分地來源于背面膜。

附圖簡要說明

附圖被包含在內(nèi)以提供對本公開的進(jìn)一步理解,并且附圖被包含在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分,示出了本公開的實(shí)施方式,并且與說明部分一起用于解釋本公開的原理,其中:

圖1a、1b和1c示出了根據(jù)本公開的單向帶的三個(gè)不同實(shí)施方式的橫截面圖;

圖2示出了根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料的實(shí)施方式的透視圖;

圖3示出了根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料的另一實(shí)施方式的透視圖;

圖4示意性地示出了根據(jù)本公開的包含中間膜層的輕質(zhì)層壓材料的疊層(layup)的實(shí)施方式;和

圖5示意性地示出了根據(jù)本公開的包括中間膜層的輕質(zhì)層壓材料的疊層的另一個(gè)實(shí)施方式。

發(fā)明詳述

下面的描述僅僅是各種示例性實(shí)施方式,并且不意圖以任何方式限制本公開的范圍、適用性或配置。更確切地說,下面的描述是為了便于說明各種實(shí)施方式(包括最佳方式)的實(shí)施。如將顯而易見地,在不脫離本公開的原理的情況下,可以對這些實(shí)施方式中所描述的特征的功能和排布進(jìn)行各種改變。

如本文中更詳細(xì)描述的,本公開的各種實(shí)施方式通常包含可用于攜板背心和其他制品的輕質(zhì)層壓材料,所述輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;(b)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(c)第二外層,其中所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層被布置在所述第一外層和第二外層之間,并且其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,所述第二外層包含預(yù)浸物。輕質(zhì)層壓材料的各種實(shí)施方式還包含一個(gè)或多個(gè)中間膜層,所述中間膜層被布置在各種相鄰的層之間以有助于相鄰的層的結(jié)合和/或賦予輕質(zhì)層壓材料期望的物理性質(zhì),從而滿足對于特定應(yīng)用的一定的產(chǎn)品要求。如在本文中更詳細(xì)地描述的,在第二外層中/在第二外層上的潤濕樹脂的量(w/w%)可以被顯著改變,從而在輕質(zhì)層壓材料中獲得期望的性質(zhì),以滿足對于特定應(yīng)用的一定的產(chǎn)品要求。

表1提供了在本公開中使用的一些術(shù)語的簡要詞匯表。

表1:定義和術(shù)語的簡要詞匯表

在各種實(shí)施方式中,可用于攜板背心和其他制品的輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;(b)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(c)第二外層,其中至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層被布置在第一和第二外層之間;并且其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,所述第二外層包含預(yù)浸物。在各種實(shí)施方式中,在第二外層的外部添加不與所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層相鄰的背面膜。在各種實(shí)施方式中,背面膜與第二外層的粘附由存在于第二外層中的潤濕樹脂(例如預(yù)浸物)輔助。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被布置在各種相鄰的層之間,以結(jié)合相鄰層和/或賦予輕質(zhì)層壓材料各種性能。

在下文中詳細(xì)描述在層壓材料內(nèi)的這些層中的每一個(gè),以及包含對各層的附加元素或修改的各種實(shí)施方式。所討論的每個(gè)層按照該層在輕質(zhì)層壓材料結(jié)構(gòu)內(nèi)布置的順序排列:

第一外層

在本公開的各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含第一外層。該第一外層可以包含任何紡織布、氈、單向?qū)悠?、皮革、人造革、箔或無紡材料。第一外層可以包含任何組成、韌性和任何纖維旦尼爾的纖維或紗線。在各種實(shí)施方式中,包含輕質(zhì)層壓材料的制品可以包含超過一個(gè)第一外層,其中各層可以以相鄰構(gòu)造、部分重疊構(gòu)造或完全堆疊的構(gòu)造來布置。在各種實(shí)施方式中,第一外層可以是市售的,由發(fā)明人生產(chǎn)的、由客戶提供的,和/或其可以是預(yù)先著色的和/或預(yù)先圖案化的,或者可以是根本沒有著色或圖案化的。第一外層可以是輕質(zhì)的,由可以熔化或不可熔化的材料構(gòu)成的,并且是可以印刷的。

在各種實(shí)施方式中,第一外層包含紡織織物或涂布的紡織織物,其起到本文中所公開的包含輕質(zhì)層壓材料的制品的外表面的作用。向?qū)訅翰牧袭a(chǎn)品的外側(cè)添加紡織材料層的一個(gè)目的是提供“材料性質(zhì)”。通過使用第一外層而獲得的這種性質(zhì)包括例如耐磨性、紋理和手感、強(qiáng)度、抗拉伸性、抗撕裂性、粘附促進(jìn)性、阻燃性、顏色和/或圖案。發(fā)現(xiàn)用作第一外層的紡織織物包括但不限于尼龍、(dupont芳族尼龍)、聚酯、微纖維poly、棉、聚氨酯及其共混物(例如聚酯/聚氨酯(spandex,)、棉/poly、尼龍/棉、尼龍/poly、微纖維poly/spandex針織物等)。在各種實(shí)施方式中,第一外層可以包含具有任何旦尼爾纖維、任何纖維類型的組合和任何韌性纖維(例如高韌性、低韌性或其混合)的紡織布。

除了通過特定的化學(xué)組成表征外,在本文中所公開的輕質(zhì)層壓材料的各種層中任意層中和第一外層中使用的纖維還可以通過各種物理性質(zhì)表征。這些性質(zhì)例如涉及纖維的拉伸性和強(qiáng)度。拉伸性質(zhì)(在25℃下測定):如astmd885m中所規(guī)定,在復(fù)絲紗線上定義并確定拉伸強(qiáng)度(或強(qiáng)度)、拉伸模量(或模量)和斷裂伸長率(或eab),其中使用名義標(biāo)定長度為500mm的纖維、50%/min的十字頭速度。基于所測量到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,將約0.3至1%應(yīng)變之間的梯度確定為模量。為計(jì)算模量和強(qiáng)度,用所測量的拉伸應(yīng)力除以纖度,纖度通過將10米的纖維稱重來測定。假設(shè)密度為0.97g/cm3,計(jì)算以gpa表示的數(shù)值。

聚合物(例如用于纖維)通常具有“特性粘度”(iv),特性粘度可以根據(jù)astmd1601-2004(在135℃下在十氫化萘中)通過在不同濃度下測得的粘度外推至0濃度來確定,其中溶解時(shí)間為16小時(shí),作為抗氧化劑的dbpc的量為2g/l溶液。

線性聚合物的特征還在于存在側(cè)鏈的量。例如,使用基于nmr測量的校準(zhǔn)曲線(例如ep0269151中公開的),通過對1375cm-1處的吸收進(jìn)行定量,通過ftir在2mm厚的壓縮模制膜上來確定uhpe樣品中的側(cè)鏈數(shù)。

在各種實(shí)施方式中,第一外層包含70至1000旦尼爾尼龍、聚酰胺或聚酯纖維,或者來自液晶聚合物的纖維(例如)。在各種實(shí)施方式中,第一外層包含1000旦尼爾尼龍或聚酰胺,例如nylon。在各種實(shí)施方式中,第一外層包含10至5000旦尼爾纖維。例如,在各種實(shí)施方式中,第一外層可以包含10至5000旦尼爾uhmwpe纖維。在各種實(shí)施方式中,第一外層包含紡織的在各種實(shí)施方式中,第一外層可以包含韌性從大約1.0gpa到至少約5.0gpa或更高的纖維,例如韌性>1.5gpa或>2.0gpa或>3.5gpa或>4.0gpa或>4.5gpa的uhmwpe纖維。

在各種實(shí)施方式中,第一外層包含70至1000旦尼爾紡織尼龍或聚酯織物,其中該織物的一側(cè)或兩側(cè)上涂布有聚氨酯或其他合適的材料。在各種實(shí)施方式中,第一外層包含僅在一側(cè)上涂布有聚氨酯或其他合適的材料的聚酯織物或紡織尼龍,并且相鄰于輕質(zhì)層壓材料中的一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)層的涂布側(cè)是取向的。在各種實(shí)施方式中,中間膜層(如下文所討論,待被布置在第一外層和所述一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)層之間)替換或擴(kuò)大在第一外層的一側(cè)上的涂層。例如,在第一外層和所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層之間使用聚氨酯膜來替換或擴(kuò)大在與增強(qiáng)層相鄰的第一外層的一側(cè)上的聚氨酯涂層。在其他實(shí)施方式中,使用兩個(gè)膜層來包圍第一外層,并且在一些情況下,使用多個(gè)膜層作為在多個(gè)第一外層之間的交替中間膜層。

根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料可以包含一個(gè)或多個(gè)第一外表面層,并且可以被組裝為具有多個(gè)外表面層的多層復(fù)合材料,其所述外表面層中的任何一個(gè)可以被著色或紋理化,例如通過使用在美國專利號8,343,574;8,802,189和9,079,218以及在美國申請公開號2015/0266053中所列的各種應(yīng)用方法(這些專利通過引用并入本文),或通過業(yè)內(nèi)已知的任何方法。這些外表面材料可以具有與這些參考文獻(xiàn)中公開的各種輸注轉(zhuǎn)印(infusiontransfer)、升華轉(zhuǎn)印(sublimationtransfer)或輥轉(zhuǎn)印(rolltransfer)方法互補(bǔ)的初始著色或圖案,以獲得期望的表面效果或視覺效果。在各種實(shí)施方式中,布置在第一外層和所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層之間的中間膜層提供了對樹脂從一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層滲透到第一外層中來說的障礙,這在一些情況下可能不利地影響第一外層中的顏色和打印保真度。

在本公開的各種實(shí)施方式中,第一外層被配置為其是被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)配置偽裝(迷彩)的cryeprecision顏色/圖案。許多紡織織物和無紡材料是可商購的。第一外層可以包含特定的軍事或休閑應(yīng)用所需的任何其他顏色和/或圖案,例如通用迷彩圖案(universalcamouflagepattern(ucp))、通用迷彩圖案-delta(universalcamouflagepattern-delta(ucp-delta))、空軍戰(zhàn)斗服(airmanbattleuniform(abu))、海軍工作服(navyworkinguniform(nwu))、破壞性超雪白數(shù)碼迷彩(disruptiveoverwhitesnowdigitalcamouflage)等等,或者類似于各種現(xiàn)有的迷彩圖案的任何其他化妝色和/或圖案,或者可用于軍用或休閑制品的任何其他顏色和/或圖案。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料的第一外層稍后將添加到子層壓材料,所述子層壓材料包含:(a)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(b)與該至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層結(jié)合的第二外層。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含被潤濕樹脂潤濕的浸透或部分浸透且經(jīng)涂布或部分涂布的預(yù)浸物層。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層可以被布置在子層壓材料的各種層之間。這種稍后將第一外層應(yīng)用于子層壓材料產(chǎn)生了在第一外層和第二外層之間具有至少一個(gè)增強(qiáng)層的輕質(zhì)層壓材料。在各種實(shí)施方式中,合同制造商或第三方制造商、客戶、營銷人員、完工者或一些其他實(shí)體獲取大量所述子層壓材料(例如作為卷料),并通過具體運(yùn)行所需要的將第一外層層壓到所述子層壓材料上來進(jìn)行一些實(shí)體所期望的更小、更成本有效的成品的批次運(yùn)行的工作。在各種實(shí)施方式中,在運(yùn)行最終層壓的實(shí)體中,第一外層已經(jīng)被打印并適當(dāng)?shù)貓D案化,用于該實(shí)體所期望的產(chǎn)品。

如下文中所討論,如果所選擇的第一外層需要阻燃性和/或自熄性的性質(zhì)或改進(jìn)這些現(xiàn)有的性質(zhì)(例如在織物的情況下),則第一外層以及輕質(zhì)層壓材料的大多數(shù)(如果不是全部)其它組分可以用各種添加劑進(jìn)行處理或涂覆,以促進(jìn)阻燃性和/或自熄性。此外,第一外層以及輕質(zhì)層壓材料的大多數(shù)(如果不是全部)其它組分可以用各種添加劑處理,以促進(jìn)抗菌性能。

內(nèi)部增強(qiáng)層

在本公開的各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含布置在上文所討論的第一外層和下文所討論的第二外層之間的至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層,其間插入可選的膜層。內(nèi)部增強(qiáng)層可以是定向增強(qiáng)的,例如通過結(jié)合以單個(gè)方向布置的強(qiáng)化單絲。在各種實(shí)施方式中,至少兩個(gè)、至少四個(gè)和至少六個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層被堆疊在一起并彼此結(jié)合。在各種實(shí)施方式中,至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層既與第一外層結(jié)合,又與第二外層結(jié)合,并且在多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層的情況下,一疊定向取向的內(nèi)部增強(qiáng)層既與第一外層結(jié)合,又與第二外層結(jié)合。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被布置在處于輕質(zhì)層壓材料中的一個(gè)或多個(gè)位置處的各層之間,例如,被布置在第一外層和相鄰的內(nèi)部增強(qiáng)層之間;當(dāng)存在超過一個(gè)時(shí),被布置在各種內(nèi)部增強(qiáng)層之間;被布置在第二外層和相鄰的內(nèi)部增強(qiáng)層之間。

在各種實(shí)施方式中,內(nèi)部增強(qiáng)層包含單向帶層。與具有相同重量的傳統(tǒng)的紡織織物相比,當(dāng)包含交叉層疊的纖維排布時(shí),單向帶增強(qiáng)層顯著地更簿、更平坦、更堅(jiān)固,并且更耐撕裂。在各種實(shí)施方式中,至少一個(gè)單向帶形成被布置在第一和第二外層之間的輕質(zhì)層壓材料的增強(qiáng)內(nèi)芯。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被以任意組合布置在增強(qiáng)芯層中的各單向帶層之間。在各種實(shí)施方式中,中間膜層可以與單向帶層交替,或者以其他排布來布置(例如跳過特定的相鄰的層位置)。

單方向帶是纖維增強(qiáng)層,該纖維增強(qiáng)層包含由樹脂涂覆的薄薄鋪展的平行單絲。樹脂包括但不限于苯并惡嗪樹脂、氰酸酯樹脂、氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、其它熱塑性和熱固性材料及其混合物,其中的任何一種可以被改性以提高樹脂的阻隔性能和/或改善水蒸汽穿過樹脂的輸送和擴(kuò)散。在各種實(shí)施方式中,在本文中在單向帶層中使用的樹脂包括:(1)柔韌性熱塑性聚酯或氨基甲酸酯樹脂;(2)剛性熱固性樹脂;和(3)交聯(lián)的熱固性彈性體樹脂。由異氰酸酯與多元醇反應(yīng)制備的熱固性彈性體在潤濕單方向纖維之后允許樹脂完全滲透在每根絲線周圍,這是因?yàn)樵诨瘜W(xué)反應(yīng)前液體預(yù)混物的粘度較低。在各種實(shí)施方式中,由于所得到的纖維和樹脂之間的結(jié)合強(qiáng)度,選擇熱固性彈性體樹脂用于單向帶內(nèi)部增強(qiáng)層,從而在輕質(zhì)層壓材料受到拋射體沖擊時(shí)防止纖維拉出。

在各種實(shí)施方式中,樹脂可以是任何類型的自固化、可固化或非固化樹脂。當(dāng)被布置在層壓材料內(nèi)時(shí),由于單向帶中的平行纖維組的單一方向,每個(gè)單向帶層在專一的方向上固有地定向取向,這限制了拉伸并且在選定的方向上提供強(qiáng)度。在各種實(shí)施方式中,“雙向”(“two-direction”)單向帶堆疊層包含在被稱為“45°”的選定的參考方向(如果第一外層是織造的、例如緞紋織造的時(shí),0°方向是輕質(zhì)層壓材料的第一外層的經(jīng)向方向)上布置的第一單向帶層和以大約135°取向放置于其上的第二單向帶層。采用這種方式,在第二單向帶層中的平行纖維方向與第一單向帶層中的平行纖維方向成90°。另一種表述方式是說,兩個(gè)平行的纖維方向被以相對于彼此成90°布置,或者兩層單向帶以其纖維大致45°/135°的相對取向相對于第一外層或第二外層的經(jīng)向方向來被層壓。

以相同的方式,各種單向、雙向、三方向和四方向組合以及在多個(gè)單向帶堆疊中的任何其他單向帶方向組合一起在輕質(zhì)層壓材料內(nèi)部產(chǎn)生增強(qiáng)芯,從而給輕質(zhì)層壓材料提供期望方向或非定向的(均勻)增強(qiáng)??梢栽诟鱾€(gè)定向的單向帶層之間設(shè)置一個(gè)或多個(gè)中間膜層。例如,在各種實(shí)施方式中,將四層單向帶在其纖維的基本上0°/+45°/+90°/+135°相對定向上層壓,以對輕質(zhì)層壓材料產(chǎn)生纖維的整體交叉陰影(cross-hatched)圖案和整體多方向的、準(zhǔn)各向同性的增強(qiáng),其中在各種單向(untape)層之間布置可選的中間膜層。

在各種實(shí)施方式中,中間膜層被布置在每個(gè)單向帶層之間,從而在輕質(zhì)層壓材料內(nèi)產(chǎn)生交替堆疊的ud-膜層。例如,具有高模量的聚乙烯(pe)或聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)膜(例如0.5mil或12.7微米厚)被用于ud層片(plies)之間,其中中間膜層改善粘附性和剪切性質(zhì),并且用作“應(yīng)變隔離物”(strainisolators),隔離布置在膜的任一側(cè)上的兩個(gè)單方向?qū)悠瑢?。在ud層片之間的膜也提供額外的纖維穩(wěn)定化并防止纖維拉出。

在各種實(shí)施方式中,單向帶增強(qiáng)層包含纖維,例如uhmwpe(例如),液晶聚合物諸如芳族聚酰胺,聚酯,尼龍,玻璃,碳,金屬或其他纖維,其被嵌入在樹脂中并以單一方向布置。在各種實(shí)施方式中,單向帶增強(qiáng)層包含韌性從約1.0gpa到至少約5.0gpa或更多的纖維,例如韌性>1.5gpa或>2.0gpa或>3.5gpa或>4.0gpa或>4.5gpa的uhmwpe纖維。

單向帶層可以僅包含一種纖維類型(例如僅包含uhmwpe)或者超過一種纖維類型。在同一單向帶片材內(nèi)采用多種纖維類型時(shí),每種纖維類型可以被布置到相鄰的帶中(例如使纖維類型交替成某種類型的圖案)(例如參見圖1a,如下文所討論)或者隨機(jī)布置(例如參見圖1b,如下文所討論)。根據(jù)制造的成品(例如軍用裝備),可能需要在每個(gè)單向帶增強(qiáng)層中選擇高熔體溫度的纖維。例如,可以選擇代替uhmwpe,因?yàn)?imgfile="bda0001344566470000164.gif"wi="232"he="55"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>在高于290°f的溫度熔化。在各種實(shí)施方式中,纖維(例如uhmwpe,)可以在嵌入樹脂中之前進(jìn)行表面處理,以去除表面污染物和/或缺陷。這種處理可以包括電暈、等離子體、火焰或其他表面處理方法。纖維處理還可以改善樹脂對纖維的潤濕性(與纖維接觸的液體的接觸角降低),可用于產(chǎn)生表面結(jié)構(gòu)(如蝕刻),所有這些都用于改善纖維與樹脂之間的結(jié)合并在拋射體沖擊時(shí)防止纖維拉出。

在各種實(shí)施方式中,單向帶增強(qiáng)層包含任何旦尼爾的纖維,例如從小于1旦尼爾纖維至高達(dá)2000旦尼爾或更多。這種纖維可以被嵌入到樹脂中,以使單向帶中的樹脂含量,基于單向帶的總重量,從約10重量%到高達(dá)90重量%或者甚至更大。可用于本公開的輕質(zhì)層壓材料中的單向帶可以具有從小于約1g/m2到高達(dá)約200g/m2或更多的纖維面密度,層片重量從小于約1g/m2到高達(dá)約200g/m2或更多。在各種實(shí)施方式中,基于單向帶層片的總重量,樹脂含量可以從大約30重量%到大約70重量%。在各種實(shí)施方式中,纖維面密度可以從大約5到大約30g/m2,層片重量從大約9到大約60g/m2。

現(xiàn)在參考圖1a,以橫截面示出了可用作在本公開的輕質(zhì)層壓材料內(nèi)的內(nèi)部增強(qiáng)層的單方向帶310的一個(gè)實(shí)施方式。在該單向帶中,存在三種不同的纖維類型,即被標(biāo)作“1”的uhmwpe(例如),被標(biāo)作“2”的芳族聚酰胺和被標(biāo)作“3”的碳。在該實(shí)施方式中并且如橫截面圖中所示,各纖維類型被排布在相鄰的帶中,其中uhmwpe纖維1被分成與碳纖維3和芳族聚酰胺2的組相鄰的組,所有纖維被嵌入在標(biāo)作“10”的樹脂基質(zhì)中。

現(xiàn)在參考圖1b,以橫截面示出了也可用作在本公開的輕質(zhì)層壓材料內(nèi)的內(nèi)部增強(qiáng)層的單方向帶312的另一個(gè)實(shí)施方式。在該單向帶中,存在與圖1a中所描繪的實(shí)施方式中相同的三種不同的纖維類型,即uhmwpe(例如被標(biāo)作“1”),標(biāo)作“2”的芳族聚酰胺被和被標(biāo)作“3”的碳。然而,在該單向帶實(shí)施方式中并且可以從橫截面圖示中看出,各纖維類型被隨機(jī)排布在樹脂基質(zhì)“10”中。

現(xiàn)在參考圖1c,描繪了包含交叉層疊的單向帶層316a和316b和中間薄膜層318a、318b和318c的內(nèi)部增強(qiáng)芯層314的一個(gè)實(shí)施方式。盡管僅用兩個(gè)交叉層疊ud層(0°/90°取向)和三層膜(例如12.7微米pe膜)來描繪,但是這種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以擴(kuò)展以包含以任何纖維方向取向的任何數(shù)量的ud層片層和任何數(shù)量的中間膜層。圖1c中描述的膜層318a和318c可以參與使第一外層和第二外層與內(nèi)部增強(qiáng)芯314的任一側(cè)的結(jié)合。采用這種方式,膜層318a可以成為布置在第一外層和相鄰的內(nèi)部增強(qiáng)層316a之間的中間膜層,并且膜層318c可以成為布置在第二外層和相鄰的內(nèi)部增強(qiáng)層316b之間的中間膜層。在各種實(shí)施方式中,膜層318a、318b和318c包含低密度聚乙烯(ldpe),并且這些膜層可以在層壓過程中熔化并且基本上流到相鄰的層中。在各種實(shí)施方式中,膜層318a、318b和318c包含相同或不同的材料構(gòu)造。例如,在各種實(shí)施方式中,膜層318b可以被選擇為在層壓中熔化并注入到相鄰的層(例如ldpe)中,而膜層318a和318b可以被選擇以使得它們在層壓時(shí)不熔化(例如熱固性pu)并且在成品輕質(zhì)層壓材料中保持相對地完整,以影響第一和第二外層中的每一個(gè)與內(nèi)部增強(qiáng)芯層314的滑動(dòng)。

在各種實(shí)施方式中,在本公開的輕質(zhì)層壓材料內(nèi)的內(nèi)部增強(qiáng)層包含至少一個(gè)其中具有單絲的單向帶,所有這些單絲以預(yù)定的方向放置在單向帶內(nèi),其中這些單絲具有小于大約60微米的直徑,并且其中在相鄰的強(qiáng)化組單絲內(nèi)各單個(gè)單絲之間的間隔是在這樣的間隙距離內(nèi),該間隙距離在鄰接和/或堆疊的單絲之間為至多約300倍單絲大直徑(majordiameter)的范圍內(nèi)。在各種實(shí)施方式中,鄰接和/或堆疊的單絲形成增強(qiáng)層,根據(jù)輕質(zhì)層壓材料設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和模量考慮,增強(qiáng)層是一個(gè)或多個(gè)單絲層厚。在各種實(shí)施方式中,鄰接和/或堆疊的單絲產(chǎn)生基本上平坦的增強(qiáng)層,其可以更適合用于包含輕質(zhì)層壓材料的某些制成品。

在各種實(shí)施方式中,將布置在單向帶增強(qiáng)層內(nèi)的單絲擠出。在各種實(shí)施方式中,將布置在單向帶增強(qiáng)層內(nèi)的單絲拉擠出。

在各種實(shí)施方式中,布置在輕質(zhì)層壓材料內(nèi)部的至少兩個(gè)單向帶包括較大的其中沒有單絲的區(qū)域,并且其中這種較大的區(qū)域包含含有沒有單絲的較小區(qū)域的層狀覆蓋物。這種較小的區(qū)域可以包含用戶計(jì)劃的排布,從而在輕質(zhì)層壓材料的各個(gè)區(qū)域之間提供不同的柔韌性。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料的內(nèi)部芯包含經(jīng)層壓的一堆單向帶,其中至少兩個(gè)單向帶的不同預(yù)定方向的組合是被用戶選擇的,以實(shí)現(xiàn)具有計(jì)劃的方向剛度/柔韌性的層壓材料性質(zhì)。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含沿著周邊接合處連接的的多個(gè)層壓材料片段,例如用來在軍用背心中提供可彎曲的接合處。例如,輕質(zhì)層壓材料可以包含沿著周邊接合(peripheraljoint)處與至少一個(gè)非層壓材料片段連接的的至少一個(gè)層壓材料片段。在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含沿著面接合(areajoint)處連接的多個(gè)層壓材料片段。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含沿面接合處與至少一個(gè)單向帶片段連接的至少一個(gè)層壓材料片段。此外,在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含沿面接合處與至少一個(gè)單絲片段連接的至少一個(gè)層壓材料片段。而且,在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料還包含至少一個(gè)剛性元件。

例如,為了說明上述設(shè)計(jì)選項(xiàng)的實(shí)用性,輕質(zhì)層壓材料的一部分可被設(shè)計(jì)成具有更大的靈活性,以便在一件上身服裝的側(cè)面區(qū)域內(nèi)(例如在腋窩內(nèi))使用,而較不靈活的排布可被設(shè)計(jì)用于在上身服裝的前面板和后面板上使用。

如下文所討論,內(nèi)部增強(qiáng)層(例如單向帶層(片材))以及輕質(zhì)層壓材料的大多數(shù)(如果不是全部)其它組分可以用各種添加劑進(jìn)行處理,以促進(jìn)阻燃性和/或自熄性。此外,內(nèi)部增強(qiáng)層以及輕質(zhì)層壓材料的大多數(shù)(如果不是全部)其它組分可以用各種添加劑處理,以促進(jìn)抗菌性能。

第二外層

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含層壓在上文所討論的第一外層上的第二外層。在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料還包含布置在第一和第二外層之間的至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層被布置在任意兩個(gè)相鄰的層之間。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含層壓在上文所討論的其他組件上的第二外層,以使所述第一外層和第二外層將一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)層夾在中間。采用這種方式,輕質(zhì)層壓材料結(jié)構(gòu)上包含兩個(gè)外表面層和內(nèi)部增強(qiáng)芯。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含布置在第一和第二外層之間的內(nèi)部增強(qiáng)芯層,其中內(nèi)部增強(qiáng)芯層還包含兩個(gè)或更多個(gè)單向帶層。

在各種實(shí)施方式中,第二外層選自如下組成的組:紡織布(未涂布、經(jīng)涂布、基本上干燥和/或先前用樹脂注入到任意程度),皮革、人造革、箔、針織物、無紡布諸如氈、紡粘布、氣流成網(wǎng)無紡布(air-laid)或者一個(gè)或多個(gè)單方向?qū)悠瑢?、膜和隔膜。在各種實(shí)施方式中,在摻入輕質(zhì)層壓材料中之前或之后,第二外層被表面處理。例如,在各種實(shí)施方式中,第二外層被電暈、等離子體或火焰處理。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的第二外層。在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料包含含有預(yù)浸物的第二外層。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于第二外層上的樹脂或應(yīng)用于第二外層上的樹脂膜;或者(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層(具有樹脂)。

在各種實(shí)施方式中,第二外層以基本上干燥的狀態(tài)(即沒有用任何樹脂預(yù)先浸漬第二外層)被應(yīng)用于第一外層、內(nèi)部增強(qiáng)層或增強(qiáng)芯層。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含基本上干的uhmwpe(例如)紡織織物,其隨后用潤濕樹脂潤濕,所述潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到干的uhmwpe(例如)紡織物中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于第二外層上的樹脂或應(yīng)用于第二外層上的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層(具有樹脂)。

在各種實(shí)施方式中,在與疊層中的任何其他層接觸之前,第二外層被預(yù)先用樹脂浸漬。在各種實(shí)施方式中,預(yù)浸漬的樹脂與隨后應(yīng)用的潤濕樹脂是化學(xué)上相同的,和/或與相鄰的單向帶層中使用的樹脂是化學(xué)上相同的。例如,在各種實(shí)施方式中,第二外層包含用10-90%(w/w%)樹脂浸漬的紡織材料。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含用基于第二外層總重量大約30-50%的樹脂預(yù)浸漬的紡織在各種實(shí)施方式中,第二外層包含70-1000旦尼爾的紡織dyneema織物(例如以方形編織),其用大約40重量%(基于織物的總重量)樹脂預(yù)浸漬。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含用40重量%樹脂預(yù)浸漬的375旦尼爾的紡織織物,32x32纖維/平方英寸,方形編織,103g/m2faw。這種織物具有大約175g/m2的總面積重量。

在各種實(shí)施方式中,第二外層可以采用結(jié)合劑或不采用結(jié)合劑而被層壓到一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層。在各種實(shí)施方式中,第二外層可以以干燥狀態(tài)(即沒有樹脂)被應(yīng)用于第一外層或一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層。在各種實(shí)施方式中,干燥的第二外層將用潤濕樹脂從第一外層或一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層(例如高樹脂含量單向帶層)而被至少部分地滲透。如下文所討論,第二外層可以在潤濕樹脂的幫助下被層壓到第一外層或內(nèi)部增強(qiáng)層。在其他實(shí)施方式中,第二外層可以采用粘合劑被層壓到各種內(nèi)部增強(qiáng)層,和/或可以在用于使多個(gè)增強(qiáng)層結(jié)合成增強(qiáng)芯的同一個(gè)層壓工藝中被層壓到最外側(cè)的內(nèi)部增強(qiáng)層。在各種實(shí)施方式中,中間膜層被布置在第二外層和一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層之間,以提供第二外層到相鄰增強(qiáng)層的結(jié)合,和/或以改性各層之間的相互作用和成品輕質(zhì)層壓材料的一個(gè)或更多性質(zhì)。例如,在各種實(shí)施方式中,包含ldpe的中間膜層被布置在第二外層和內(nèi)部增強(qiáng)層之間,從而在層壓時(shí)中間膜熔化并使各層結(jié)合在一起。在各種其他實(shí)施方式中,選擇中間膜的組成以使中間膜的所有或者一部分在層壓后保持在第二外層和相鄰增強(qiáng)層之間。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料的第二外層包含紡織布,所述紡織布還包含uhmwpe(例如)的紡織物、液晶聚合物(例如)、芳族聚酰胺(例如)、尼龍、棉、聚酯、人造絲(rayon)或其任意組合,其中這些纖維的任何一種可以具有任意旦尼爾和韌性。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含10旦尼爾至5000旦尼爾uhmwpe纖維的紡織物。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含100旦尼爾至2000旦尼爾uhmwpe纖維的紡織物。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含高韌性纖維和低韌性纖維中的至少一個(gè),例如韌性從1到5gpa或更多的纖維。例如,在各種實(shí)施方式中,第二外層包含韌性>1.5gpa、>2.0gpa、>3.5gpa、>4.0gpa或>4.5gpa的uhmwpe纖維。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含uhmwpe(例如)紡織織物,例如通過凝膠紡絲技術(shù)制造的。向?qū)訅翰牧袭a(chǎn)品的外部添加紡織材料層的目的是給外表面提供“材料性質(zhì)”。通過使用第二外層獲得的這種性質(zhì)包括例如抗撕裂性、強(qiáng)度、抗拉伸性、耐磨性、紋理和手感、顏色和/或圖案。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料的第二外層包含任何類型的無紡布,例如短纖維無紡布、濕法無紡布、氣流成網(wǎng)無紡布或紡粘無紡布,其包含任何合成材料或天然材料,例如聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、棉或紙。

在各種實(shí)施方式中,第一和第二外層在沒有內(nèi)部增強(qiáng)層的情況下被結(jié)合在一起,或者被布置在內(nèi)部增強(qiáng)層的一側(cè)上或堆疊的一組多個(gè)增強(qiáng)層的一側(cè)上,后者在本文中被稱為“內(nèi)部增強(qiáng)芯層”。在各種實(shí)施方式中,內(nèi)部增強(qiáng)芯層包含以預(yù)定的方向布置的多個(gè)單向帶層,并且可選地還包含布置在任意或者全部單向帶層之間的一個(gè)或多個(gè)中間膜層。

如下文所討論,第二外層以及輕質(zhì)層壓材料的大多數(shù)(如果不是全部)其它組分可以用各種添加劑進(jìn)行處理,以促進(jìn)阻燃性和/或自熄性。此外,第二外層以及輕質(zhì)層壓材料的大多數(shù)(如果不是全部)其它組分可以用各種添加劑處理,以促進(jìn)抗菌性能。

潤濕樹脂

在本公開的各種實(shí)施方式中,第二外層還包含布置在第二外層內(nèi)部和/或在第二外層上的潤濕樹脂。在各種實(shí)施方式中,第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,迫使?jié)櫇駱渲M(jìn)入第二外層材料中,以使所得到的第二外層是浸透的、部分浸透的且經(jīng)涂布的或部分涂布的。在各種實(shí)施方式中,第二外層可以在生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料中的任何時(shí)間處用潤濕樹脂潤濕。潤濕樹脂可以滲透到第二外層(例如通過毛細(xì)管作用)和/或可以被在來自軋輥、帶式壓機(jī)、袋裝系統(tǒng)或其它方法的壓力下被推入第二外層的縫隙(interstices)中。

在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層(具有樹脂)。

在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂專門來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜、基本上來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜或者至少部分地來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜。

在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層相對的第二外層的側(cè)面接觸的背面膜層(具有樹脂)。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂專門來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜、基本上來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜或者至少部分地來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜。從這些來源中的至少一個(gè)滲透到第二外層中的潤濕樹脂的量取決于許多變量,例如但不限于,第二外層的性質(zhì)諸如在第二外層中的纖維類型和纖維排布,第二外層是否經(jīng)過表面處理(例如電暈),如果存在的話表面處理到何種程度,第二外層用樹脂預(yù)浸漬,在將潤濕樹脂壓入第二外層的縫隙中時(shí)是否借助任何施加的壓力(例如,使用軋輥或其他工藝),潤濕樹脂的類型以及溫度和潤濕樹脂的粘度。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料的第二外層包含含有潤濕樹脂的預(yù)浸物。也就是說,在各種實(shí)施方式中,第二外層是其中包含織物和潤濕樹脂二者的預(yù)浸漬織物。

在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂被應(yīng)用到第二外層的一側(cè)或兩側(cè),或者被壓入織物中,以使輕質(zhì)層壓材料的第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布且浸透、部分浸透的。

在各種其他實(shí)施方式中,潤濕樹脂被應(yīng)用于第二外層的外部,也就是說,應(yīng)用于不與所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層接觸的第二外層的一側(cè)。

在各種實(shí)施方式中,在第二外層內(nèi)的潤濕樹脂浸漬并密封在第二外層內(nèi)的纖維,使得減輕了纖維的拉出、磨損和梳出,尤其是當(dāng)成品輕質(zhì)層壓材料被切割(例如通過激光或硬模)以連接硬部件或其他元件時(shí)。此外,根據(jù)適當(dāng)?shù)剡x擇的用于第二外層的潤濕樹脂以及層壓材料的各層的每一層中的材料的綜合選擇,可以微調(diào)輕質(zhì)層壓材料的激光切割,使得層壓材料的切割邊緣隨著它們在激光切割操作中形成的同時(shí)被“燒灼”。

在各種實(shí)施方式中,基于第二外層和潤濕樹脂組合的總重量,潤濕樹脂以高達(dá)大約70重量%或更多的量用于第二外層內(nèi)。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂構(gòu)成第二外層和潤濕樹脂組合的總重量的大約30%至大約50重量%。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂構(gòu)成第二外層和潤濕樹脂組合的總重量的大約40重量%。在各種實(shí)施方式中,以大約30-50重量%水平的潤濕樹脂可以提供可變形的結(jié)構(gòu),潤濕樹脂與纖維的弱結(jié)合可提供纖維拉出能力,這種纖維拉出能力有助于在受到拋射體沖擊時(shí)輕質(zhì)層壓材料變形。在各種實(shí)施方式中,第二外層中的總樹脂(w/w%)包含預(yù)浸漬第二外層的樹脂與隨后使用潤濕樹脂潤濕的樹脂的組合。

在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂占第二外層和潤濕樹脂組合的總重量的非常小的量,大約1%至大約20重量%。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂占第二外層和潤濕樹脂組合的總重量的大約1%至大約10重量%。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂占第二外層和潤濕樹脂組合的總重量的大約5%至大約10重量%。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂占第二外層和潤濕樹脂組合的總重量的大約9重量%。在各種實(shí)施方式中,較少量的相對脆性的潤濕樹脂促進(jìn)在受到拋射體沖擊時(shí)輕質(zhì)層壓材料的“快速分層”。

在各種實(shí)施方式中,大約1-10重量%的潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層接觸的高樹脂含量單向帶層;(ii)應(yīng)用于第二外層的樹脂膜或潤濕樹脂;或(iii)與第二外層接觸的背面膜(具有樹脂)。

不希望受任何具體理論的約束,認(rèn)為潤濕樹脂不僅浸漬和穩(wěn)定第二外層中的各個(gè)單絲和單絲束(即纖維)二者,而且還填充紡織物中的所有縫隙(例如,由纖維的交叉點(diǎn)限定的“窗口”)??紤]到這一點(diǎn),預(yù)期存在飽和點(diǎn),這與已經(jīng)達(dá)到基本上填充第二外層中許多可用空隙所需的潤濕樹脂的總量相一致。發(fā)明人相信,超過填充大部分空隙的額外的潤濕樹脂在輕質(zhì)層壓材料產(chǎn)品中會(huì)產(chǎn)生不必要的剛性,以及不必要的成本,而不增加任何額外的對纖維拉出和梳出的抗性。

與市場上用于防水服裝和裝備所使用的“橡膠化”不同,潤濕樹脂進(jìn)入纖維中以密封水分。橡膠化通常僅用橡膠化的層涂布織物,而不會(huì)顯著浸漬其中的空隙。

在各種實(shí)施方式中,樹脂可以包括但不限于苯并惡嗪樹脂、氰酸酯樹脂、氨基甲酸酯樹脂、丙烯酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂及其混合物。目前已知的或?qū)黹_發(fā)的其它樹脂可以用作本文中的潤濕樹脂。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂選自如下的組:熱固性聚合物、熱塑性聚合物及其混合物。在各種實(shí)施方式中,可以稍后改性潤濕樹脂,以改變或改善、或增加或降低擴(kuò)散各種氣態(tài)物質(zhì)(例如水蒸汽)的能力。對樹脂的這種改性可以包括工業(yè)中已知的用于制造半透膜的工藝(例如用于反滲透系統(tǒng)和脫鹽的那些)。

除其他因素外,樹脂的選擇還可以受到如下因素的影響:存在于第二外層中的纖維的類型,以及第二層是否包括紡織、針織、縫合或粘合的織物等。用于濕潤第二外層的任何樹脂還可以包含無機(jī)填料,例如硅砂、煅制二氧化硅或粘土。就本身而言,當(dāng)根據(jù)需要而處于液態(tài)時(shí),選擇用于潤濕的樹脂可以具有任何粘度,例如從“水一樣稀”(“water-thin”)到幾十萬厘泊(類似于抹墻料(spackle))。粘度的這種改性可以允許開放式浴液潤濕(openbathwet-out)或手糊(handlay-up),或任何其它施用樹脂的方法。

在各種實(shí)施方式中,超過一種類型的潤濕樹脂被用于應(yīng)用到第二外層。例如,具有相對低粘度潤濕樹脂可以被先應(yīng)用,從而浸漬空隙,接下來應(yīng)用相對較重的潤濕樹脂以形成整個(gè)密封層。

潤濕樹脂可以通過改變第二外層中的相鄰纖維之間的相互作用來影響第二外層的性質(zhì)。例如,用潤濕樹脂填充相鄰纖維之間的空隙允許在纖維之間的剪切傳遞。此外,在整個(gè)層壓材料結(jié)構(gòu)上可以存在負(fù)載傳遞。在各種實(shí)施方式中,拋射體引起輕質(zhì)層壓材料的快速分層,而不是層壓材料的變形(例如可能通過纖維拉出來產(chǎn)生)。

如下文所討論,潤濕樹脂以及輕質(zhì)層壓材料的大多數(shù)(如果不是全部)其它組分可以用添加劑進(jìn)行處理,以促進(jìn)阻燃性和/或自熄性性質(zhì)和/或以減輕微生物生長。

背面膜

在本公開的各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料還可以包含被面膜,其被應(yīng)用于與內(nèi)部增強(qiáng)層相對或與第一外層(當(dāng)不存在內(nèi)部增強(qiáng)層時(shí))相對的第二外層。由于第二外層至少一定程度被潤濕樹脂浸漬(并且在一些實(shí)施方式中包含含有潤濕樹脂的預(yù)浸物),背面膜可以通過潤濕樹脂的方式結(jié)合到第二外層。在各種實(shí)施方式中,背面膜提供用于潤濕輕質(zhì)層壓材料的第二外層的全部潤濕樹脂或至少部分的潤濕樹脂。

在各種實(shí)施方式中,第二外層可以在一側(cè)或兩側(cè)上用潤濕樹脂潤濕,然后在潤濕樹脂自固化(例如通過化學(xué)反應(yīng))或被固化(例如通過熱、光等)之前將背面膜應(yīng)用于第二外層。采用這種方式,除了其浸漬第二外層中存在的單絲、纖維以及紡織物窗口之間的空隙的基本功能外,潤濕樹脂還被用作將背面膜結(jié)合到第二外層的粘合劑。

在各種實(shí)施方式中,應(yīng)用于輕質(zhì)層壓材料的背面膜是以與穿著由輕質(zhì)層壓材料制成的背心或其他服裝的人接觸地放置的輕質(zhì)層壓材料的一側(cè)。

在各種實(shí)施方式中,背面膜選自:單方向?qū)悠?、膜、無紡布、氈、紡織布、涂布織布、皮革、箔、針織物、人造革、可焊接的熱塑性膜、粘彈性熱塑性聚合物、熱固性聚合物、防水/透氣(w/b)膜和織造粗布。

在各種實(shí)施方式中,背面膜包含粘彈性聚合物。由粘彈性材料制成的背面膜為層壓材料提供彈性并提供一定程度的防水性能。

在各種實(shí)施方式中,背面膜包含

在本公開的各種實(shí)施方式中,背面膜包含防水/透氣(w/b)膜。例如,w/b膜可以具有水蒸汽可以穿過該材料傳遞但液態(tài)的水不能穿過該材料傳遞的孔徑。這樣的膜可以包含膨脹聚四氟乙烯(eptfe)、聚氨酯或聚酯等等。作為非限制性例子,w/b膜可以包含(來自generalelectric)、(來自gore的eptfe)、(來自marmotmountain,llc的聚氨酯膜)或膜(來自sympatextechnologies的聚酯膜)。

中間膜層

在各種實(shí)施方式中,根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料可以包含布置在輕質(zhì)層壓材料的任意各層之間的一個(gè)或多個(gè)中間膜層。中間膜層可以包含例如pe、ldpe、線性低密度pe(lldpe)、高密度pe(hdpe)、聚丙烯(pp)、乙烯-醋酸乙烯酯(eva)、metallocine、uhmwpe、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、其他聚酯膜(例如)、聚四氟乙烯和pu,以及其他聚合物。根據(jù)需要,中間膜層可以具有任何熔體指數(shù)(mi)或其他物理性質(zhì)。例如,膜層可能需要在層壓溫度下快速熔化,轉(zhuǎn)化成具有相對較低粘度的液體,以便能夠流入相鄰的層中。在各種實(shí)施方式中,可以選擇膜,使得其在層壓溫度下部分熔化、完全熔化或根本不熔化。

在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層包含相對薄的聚合物片材。在各種實(shí)施方式中,膜大約0.1-5mil厚(即大約2.5–127微米厚)在各種實(shí)施方式中,膜是1-25微米厚,優(yōu)選地2-17微米厚并且更優(yōu)選地大約3-10微米厚。在各種實(shí)施方式中,膜包含ldpe、pu、pp或pet并且具有大約0.1-1.0mil的厚度。在各種實(shí)施方式中,膜包含0.1-5mil厚的pu,或0.1-5mil厚的聚酯。在各種實(shí)施方式中,膜是0.5mil或1mil或1.8mil或2mil厚的pu或聚酯。在各種實(shí)施方式中,膜是0.5或1.0mil厚的ldpe,在層壓條件下(例如在大于大約135℃的溫度下)熔化,并流入相鄰的層中,從而使布置在該膜的任一側(cè)的各層結(jié)合。

在各種實(shí)施方式中,在層壓工藝后,一個(gè)或多個(gè)中間膜層可以是能被感知的或者不能被感知的。例如,在層壓操作后可發(fā)現(xiàn)一些殘余的中間膜層仍布置在各相鄰的層之間,或者在層壓后根本檢測不到膜材料,或者膜層可能保持相對完整并且基本上不變。這些變化允許在層壓之后相鄰各層通過中間膜層的各種程度的結(jié)合,和/或允許對該膜周圍的相鄰各層之間的相互作用進(jìn)行改性(例如,促進(jìn)由剩余或不變的中間膜來輔助相鄰各層之間的滑動(dòng))。如上所討論,可以選擇一個(gè)或多個(gè)中間膜層以具有不同的物理性質(zhì),例如mi。

在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層可以包含添加劑,例如熱穩(wěn)定劑、抗靜電劑和滑動(dòng)/摩擦劑。在根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料內(nèi)使用的一個(gè)或多個(gè)中間膜層可以是軸向取向的、雙向取向的、非取向的、擠出的、退火的、結(jié)晶的、無定形的和/或熱塑性的或熱固性的。中間膜可以作為相鄰各層之間的粘合劑(如在上文中用于相鄰各層的結(jié)合)起作用,并且在這些情況下可以被稱為“粘合劑膜”層。在各種實(shí)施方式中,中間膜包含熱固性或其它熱穩(wěn)定的聚合物,并且被選擇以使其在涉及加熱和/或壓力的任何工藝之后基本上保持不變。在各種實(shí)施方式中,使用中間膜來減少相鄰各層之間的摩擦,使得這些層至少在某種程度上可以滑過彼此。在各種實(shí)施方式中,(例如由減摩擦的中間膜輔助的)相鄰各層之間的滑動(dòng)增加了輕質(zhì)層壓材料及由其生產(chǎn)的制品的柔韌性。

在各種實(shí)施方式中,膜提供潤濕樹脂(在某些情況下,在本文中可稱為“樹脂膜”)。在各種實(shí)施方式中,樹脂膜在層壓條件下熔化并且至少部分地流入相鄰各層(例如第二外層)中。在各種實(shí)施方式中,樹脂膜層在層壓期間熔化并且至少部分地流入包含紡織織物的相鄰的第二外層中。

在各種實(shí)施方式中,至少一個(gè)中間膜被布置在ud層片之間,其中該膜改善粘附性和剪切性質(zhì)并且起到應(yīng)變隔離物的作用,從而使在該膜的任一側(cè)上的兩個(gè)單向帶層片層隔離。布置在單向帶層片之間的中間膜層也提供額外的纖維穩(wěn)定性并防止纖維拉出。當(dāng)中間膜層被布置在單向帶層和紡織層(例如本文中所公開的第一外層或第二外層)之間時(shí),該膜產(chǎn)生具有混雜柔韌性和剛性的混雜樹脂體系。中間膜層也將剪切負(fù)載從紡織織物層傳遞到單向帶層,以防止梳理。中間膜的使用通常通過減少樹脂來降低輕質(zhì)層壓材料的成本,并且該膜通常提供防止水分攻擊輕質(zhì)層壓材料的額外的屏障。在各種實(shí)施方式中,布置在各單向帶層片之間的中間膜包含0.1-5mil厚的pe、ldpe、pp、pu或pet。在各種實(shí)施方式中,布置在各單向帶層片之間的中間膜包含0.5或1.0mil厚的ldpe。

除了其化學(xué)組成和厚度外,中間膜層(諸如纖維)也可以通過拉伸和強(qiáng)度參數(shù)來表征,例如拉伸強(qiáng)度和模量。例如,薄膜的拉伸性質(zhì)可以根據(jù)iso1184(h)來測定。

輕質(zhì)層壓材料

現(xiàn)在參考圖2,以透視圖示出了根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料100的一個(gè)非限制性實(shí)施方式。如圖所示,輕質(zhì)層壓材料100包含第一外層200。如上文所討論,第一外層200尤其可以是在暴露側(cè)(圖2中第一外層200的下側(cè),其從該視角是不可見的)已經(jīng)印刷有顏色/圖案的紡織布(例如1000旦尼爾nylon或其他合適的織物),例如第二外層400被結(jié)合到第一外層200的一側(cè)上(例如沒有任何顏色/圖案的一側(cè))。如上文所討論,第二外層尤其可以是紡織布,所述紡織布包含uhmwpe(例如)的紡織物、液晶聚合物(例如)、芳族聚酰胺(例如)、尼龍、棉、聚酯、人造絲或其任意組合,其中這些纖維的任何一種可以具有任意旦尼爾和韌性。例如,第二外層可以包含韌性>1.5gpa、>2.0gpa、>3.5gpa、>4.0gpa或>4.5gpa的uhmwpe纖維。在沒有添加額外的層的情況下,第二外層400的暴露側(cè)將被設(shè)置為與由該輕質(zhì)層壓材料制成的服裝的穿著者接觸。此外,第一外層200的暴露側(cè)將作為由該輕質(zhì)層壓材料成型的服裝的外側(cè)向外顯示。如前所述,使用紡織材料層用于層壓材料產(chǎn)品(例如,用于第二外層400)的內(nèi)部的一個(gè)目的是提供“材料性質(zhì)”。通過使用第二外層獲得的這種性質(zhì)包括例如抗撕裂性、強(qiáng)度、抗拉伸性、耐磨性、紋理和手感、顏色和/或圖案。

繼續(xù)參考圖2,第二外層400還包含應(yīng)用于第二外層400的一側(cè)或兩側(cè)的潤濕樹脂500,以使第二外層400是用潤濕樹脂500涂布或部分涂布且浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,第二外層400包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物還包含潤濕樹脂500。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂500專門來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜、基本上來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜或者至少部分地來源于應(yīng)用到第二外層的背面膜。

在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂500從如下的至少一個(gè)滲透到第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層(具有樹脂)。在各種實(shí)施方式中,第二外層400包含uhmwpe(例如)紡織物。在各種實(shí)施方式中,基本上干的或完全干的第二外層400被應(yīng)用于第一外層200,并且隨后第二外層400被潤濕樹脂500部分滲透或完全滲透。

在所描繪的實(shí)施方式中,潤濕樹脂500被用于至少部分地或完全地使第二外層400內(nèi)的可用空隙浸透,所述空隙例如包括在各單絲之間的縫隙、在各纖維束之間的縫隙和在纖維交叉點(diǎn)限定的窗口之間的縫隙。在各種實(shí)施方式中,第二外層400可以被潤濕到“過飽和水平”。盡管在該實(shí)施方式中僅示出了使第二外層400的一側(cè)的一部分部分浸透,但是第二外層400可以是用潤濕樹脂500涂布或部分涂布且浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂500可以在整個(gè)第二外層400的表面上是均勻的。在各種實(shí)施方式中,第二外層400被干燥地應(yīng)用,并且存在于第二層400中的任何潤濕樹脂從相鄰的單向帶滲入。

繼續(xù)參考圖2,輕質(zhì)層壓材料100可以可選地包含層壓到第二外層400的暴露側(cè)的背面膜(未示出)。在各種實(shí)施方式中,可以使用潤濕樹脂500作為粘合劑將背面膜結(jié)合到第二外層400。采用這種方式,可以在第二外層中所存在的潤濕樹脂固化之前或者將其人工固化之前,使背面膜(例如防水/透氣膜)粘附到第二外層。

現(xiàn)在參考圖3,以透視圖示出了根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料100的另一個(gè)非限制性實(shí)施方式,其中為了說明性目的,各層被人為地張開。輕質(zhì)層壓材料100包含第一外層200。如上文所討論,第一外層200尤其可以是在其暴露側(cè)(圖3中第一外層200的下側(cè),其從該視角是不可見的)已經(jīng)印刷有顏色/圖案的紡織布(例如1000旦尼爾nylon或其他合適織物),例如第一外層200被結(jié)合到第一單向帶300和第二單向帶301。單向帶300和301二者均包含嵌入到樹脂中的平行單絲。如圖所示,在單向帶300中的平行纖維的方向與單向帶301中平行纖維的方向成90°,盡管如此,纖維方向的任何其他取向也在本公開的范圍內(nèi)。兩個(gè)或更多個(gè)單向帶可以被堆疊,以使纖維方向和在各單向帶層之間的纖維方向的相對取向符合計(jì)劃的排布。如所討論,可以存在額外的內(nèi)部增強(qiáng)層,例如額外的單向帶層,在這種情況下,單向帶300和301以及額外的內(nèi)部增強(qiáng)層可以相對于彼此取向并相對于第一或第二外層的經(jīng)向方向取向,然后粘合在一起以形成可在輕質(zhì)層壓材料100內(nèi)使用的內(nèi)部增強(qiáng)芯。

繼續(xù)參考圖3,輕質(zhì)層壓材料100還包含在不與第一外層200結(jié)合的一側(cè)上與一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層300、301結(jié)合(例如與結(jié)構(gòu)層的增強(qiáng)芯結(jié)合)的第二外層400。如圖所示,第一外層200和第二外層400構(gòu)成層壓材料的外層,其中層200和400將內(nèi)部增強(qiáng)層300和301夾在中間,或者將多個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部層的內(nèi)部增強(qiáng)芯夾在中間。

進(jìn)一步參考圖3,第二外層400是用潤濕樹脂500涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。如所討論,第二外層400是用潤濕樹脂500潤濕的,并且在各種實(shí)施方式中,第二外層400包括還含有潤濕樹脂500的預(yù)浸物。在各種實(shí)施方式中,基本上干或完全干的第二外層400被應(yīng)用于內(nèi)部增強(qiáng)層(例如300或301),之后第二外層400被潤濕樹脂500部分滲透或完全滲透。

如上文所討論,潤濕樹脂被用于至少部分地或完全地使第二外層400內(nèi)部的可用空隙浸透,所述空隙包括在各單絲之間的縫隙、在各纖維束之間的縫隙和在纖維交叉點(diǎn)限定的窗口之間的縫隙。如前所述,第二外層400可以被潤濕到“過飽和水平”。盡管僅示出了使第二外層400的一側(cè)的一部分部分浸透,但是第二外層400可以是用潤濕樹脂500涂布或部分涂布且浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂500可以在整個(gè)第二外層400的表面上是均勻的。

在圖3的說明中,潤濕樹脂500被示出為僅僅部分地涂布第二外層400的一側(cè),這僅僅是用于說明的目的,因?yàn)榈诙鈱?00是,在400的一側(cè)或兩側(cè)上用潤濕樹脂500涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的,或者在整個(gè)第二外層400上(浸透)。如上文所討論,用潤濕樹脂500將第二外層400潤濕可以達(dá)到任何期望的程度(例如,通過重量%或第二外層400中存在的潤濕樹脂500來測得),從而部分地填充400內(nèi)的空隙,或者從而使第二外層400過飽和地潤濕。例如,透氣輕質(zhì)層壓材料100可以包含第二外層400,其中400內(nèi)的空隙僅僅部分地用潤濕樹脂500填充。

繼續(xù)參考圖3,輕質(zhì)層壓材料100可以可選地包含在第二外層400上的背面膜600。如上文所討論,該層可以包含防水/透氣膜、任何紡織或無紡或氈或者其他類型的材料層。背面膜600可以通過第二外層400中存在的潤濕樹脂500來被結(jié)合于第二外層400。在各種實(shí)施方式中,第二外層400可以用潤濕樹脂500潤濕到可用空隙的過飽和程度,以提供可用作使背面膜600結(jié)合到第二外層400上的結(jié)合劑的過量樹脂500。

現(xiàn)在參考圖4,以透視圖示出了根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料110的另一個(gè)非限制性實(shí)施方式,其中為了說明性目的,層壓材料被人為地解構(gòu)成其各個(gè)組成層。輕質(zhì)層壓材料110包含第一外層210。如上文所討論,第一外層210尤其可以是在其暴露側(cè)(圖4中第一外層210的下側(cè),其從該視角是不可見的)已經(jīng)印刷有顏色/圖案的紡織布(例如1000旦尼爾nylon或其他合適織物),例如第一外層210通過中間膜層714從第一單向帶層312分離。中間膜層712可以是粘合劑膜層,因?yàn)槠湓趯訅簳r(shí)熔化并使第一外層210結(jié)合到第一單向帶層312。在其他實(shí)施方式中,選擇中間膜層714以在層壓后保持部分地完整或基本上完整,使得其能夠影響第一外層210和第一單向帶層312之間的相互作用。在各種實(shí)施方式中,所期望的相互作用之一是滑動(dòng),在這種情況下中間膜層714可以包含聚氨酯,聚氨酯可選地用抗靜電劑/滑爽添加劑處理以降減少摩擦。單向帶層310和312一起形成輕質(zhì)層壓材料110的內(nèi)部增強(qiáng)芯。單向帶310和312二者均包含嵌入到樹脂中的平行單絲。如圖所示,在單向帶310中的平行纖維的方向與單向帶312中平行纖維的方向成90°,盡管如此,纖維方向的任何其他取向也在本公開的范圍內(nèi)。兩個(gè)或更多個(gè)單向帶可以被堆疊,以使纖維方向和在各單向帶層之間的纖維方向的相對取向符合計(jì)劃的排布。在所描述的實(shí)施方式中,中間膜層710被布置在單向帶層片層310和312之間。如所討論,中間膜層710可以在層壓時(shí)熔化并流動(dòng),或者在層壓后保持部分地完整或基本上完整并且不變。如上所討論,可以存在額外的中間內(nèi)部增強(qiáng)層,例如額外的單向帶層,在這種情況下,單向帶310和312以及額外的內(nèi)部增強(qiáng)層和可選的分布于其間的中間膜層可以相對于彼此取向并期望地相對于第一或第二外層的經(jīng)向方向(warpdirection)取向,然后粘合在一起以形成可在輕質(zhì)層壓材料100內(nèi)使用的內(nèi)部增強(qiáng)芯。

繼續(xù)參考圖4,輕質(zhì)層壓材料110還包含在不與第一外層210結(jié)合的一側(cè)上與一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層310、312結(jié)合(例如與結(jié)構(gòu)層的增強(qiáng)芯結(jié)合)的第二外層410。如圖所示,額外的中間膜層712被用于分離第二外層410和單向帶層310和/或?qū)⒌诙鈱?10結(jié)合到單向帶層310。如圖所示,第一外層210和第二外層410構(gòu)成層壓材料的外層。

進(jìn)一步參考圖4,第二外層410是用潤濕樹脂500涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。如所討論,第二外層410用潤濕樹脂510潤濕,并且在各種實(shí)施方式中,第二外層410包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物還包含潤濕樹脂510,例如在部分固化的狀態(tài)。在各種實(shí)施方式中,基本上干的或完全干的第二外層410被應(yīng)用于內(nèi)部增強(qiáng)層(例如310或312,可選地經(jīng)由來自中間膜層712的結(jié)合),并且隨后第二外層410被潤濕樹脂510部分滲透或完全滲透。

如上文所討論,潤濕樹脂被用于至少部分地或完全地浸透第二外層410內(nèi)的可用空隙,所述空隙包括在各單絲之間的縫隙、在各纖維束之間的縫隙和在纖維交叉點(diǎn)限定的窗口之間的縫隙。如前所述,第二外層410可以被潤濕到“過飽和水平”。盡管僅示出了使第二外層410的一側(cè)的一部分部分浸透,但是第二外層410可以是用潤濕樹脂510涂布或部分涂布且浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂510可以在整個(gè)第二外層410的表面上是均勻的。

在圖4的說明中,潤濕樹脂510被示出為僅僅部分地涂布第二外層410的一側(cè),這僅僅是用于說明的目的,因?yàn)榈诙鈱?10是,在410的一側(cè)或兩側(cè)上,用潤濕樹脂510涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的,或者在整個(gè)第二外層410上(浸透)。如上文所討論,用潤濕樹脂510將第二外層410潤濕可以達(dá)到任何期望的程度(例如,通過重量%或第二外層410中存在的潤濕樹脂510來測得),從而部分地填充410內(nèi)的空隙,或者潤濕第二外層410達(dá)過飽和。例如,透氣輕質(zhì)層壓材料100可以包含第二外層410,其中410內(nèi)的空隙僅僅部分地用潤濕樹脂510填充。在其他實(shí)施方式中,使用最少量的潤濕樹脂510,使得所得到的層壓材料110在受到拋射體沖擊時(shí)進(jìn)行快速分層,而不是纖維拉出變形。

繼續(xù)參考圖4,輕質(zhì)層壓材料110可以可選地包含在第二外層410上的背面膜610。如上文所討論,該層可以包含防水/透氣膜、任何紡織或無紡或氈或者其他類型的材料層。背面膜610可以通過第二外層410中存在的潤濕樹脂510來被結(jié)合于第二外層410。在各種實(shí)施方式中,第二外層410可以用潤濕樹脂510潤濕到可用空隙的過飽和程度,以提供可用作使背面膜610結(jié)合到第二外層410上的結(jié)合劑的過量樹脂510。

現(xiàn)在參考圖5,以透視圖示出了根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料120的另一個(gè)非限制性實(shí)施方式,其中為了說明性目的,層壓材料被人為地解構(gòu)成其各個(gè)組成層。輕質(zhì)層壓材料120包含第一外層220。如上文所討論,第一外層220尤其可以是在其暴露側(cè)(圖5中第一外層220的下側(cè),其從該視角是不可見的)已經(jīng)印刷有顏色/圖案的紡織布(例如1000旦尼爾nylon或其他合適織物),例如第一外層220通過中間膜層724從第一單向帶層322分離。中間膜層724可以是粘合劑膜層,其在層壓時(shí)熔化并使第一外層220結(jié)合到第一單向帶層322。在其他實(shí)施方式中,選擇中間膜層724以在層壓后保持部分地完整或基本上完整,使得其能夠影響第一外層220和第一單向帶層322之間的相互作用。在各種實(shí)施方式中,所期望的相互作用之一是滑動(dòng),在這種情況下中間膜層724可以包含聚氨酯,聚氨酯可選地用抗靜電劑/滑爽添加劑處理以降減少摩擦。單向帶層320和322一起形成用于輕質(zhì)層壓材料120的內(nèi)部增強(qiáng)芯。單向帶310和312二者均包含嵌入到樹脂中的平行單絲。如圖所示,在單向帶320中的平行纖維的方向與單向帶322中平行纖維的方向成90°,盡管如此,纖維方向的任何其他取向也在本公開的范圍內(nèi)。兩個(gè)或更多個(gè)單向帶可以被堆疊,以使纖維方向和在各單向帶層之間的纖維方向的相對取向符合計(jì)劃的排布。如所討論,可以存在額外的內(nèi)部增強(qiáng)層,例如額外的單向帶層,在這種情況下單向帶320和322以及額外的內(nèi)部增強(qiáng)層可以相對于彼此取向并期望地相對于第一或第二外層的經(jīng)向方向取向,然后粘合在一起以形成可在輕質(zhì)層壓材料120內(nèi)使用的內(nèi)部增強(qiáng)芯。

繼續(xù)參考圖5,輕質(zhì)層壓材料120還包含在不與第一外層220結(jié)合的一側(cè)上與一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層320、322結(jié)合(例如與結(jié)構(gòu)層的增強(qiáng)芯結(jié)合)的第二外層420。如圖所示,額外的中間膜層722被用于分離第二外層420到單向帶層320和/或?qū)⒌诙鈱?20結(jié)合到單向帶層320。如圖所示,第一外層220和第二外層420構(gòu)成層壓材料的外層。

進(jìn)一步參考圖5,第二外層420是用潤濕樹脂520涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。如所討論,第二外層420用潤濕樹脂520潤濕,并且在各種實(shí)施方式中,第二外層420包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物還包含潤濕樹脂520,例如在部分固化的狀態(tài)。在各種實(shí)施方式中,基本上干的或完全干的第二外層420被應(yīng)用于內(nèi)部增強(qiáng)層(例如320或322,可選地經(jīng)由來自中間膜層722的結(jié)合),并且隨后第二外層420被潤濕樹脂520部分滲透或完全滲透。

如上文所討論,潤濕樹脂被用于至少部分地或完全地浸透第二外層420內(nèi)的可用空隙,所述空隙包括在各單絲之間的縫隙、在各纖維束之間的縫隙和在纖維交叉點(diǎn)限定的窗口之間的縫隙。如前所述,第二外層420可以被潤濕到“過飽和水平”。盡管僅示出了使第二外層420的一側(cè)的一部分部分浸透,第二外層420可以是用潤濕樹脂520涂布或部分涂布且浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,潤濕樹脂520可以在整個(gè)第二外層420的表面上是均勻的。

在圖5的說明中,潤濕樹脂520被示出為僅僅部分地涂布第二外層420的一側(cè),這僅僅是用于說明的目的,因?yàn)榈诙鈱?20是,在420的一側(cè)或兩側(cè)上,用潤濕樹脂520涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的,或者在整個(gè)第二外層420上(浸透)。如上文所討論,用潤濕樹脂520將第二外層420潤濕可以達(dá)到任何期望的程度(例如,通過重量%或第二外層420中存在的潤濕樹脂520來測得),從而部分地填充420內(nèi)的空隙,或者潤濕第二外層420過飽和。例如,透氣輕質(zhì)層壓材料120可以包含第二外層420,其中420內(nèi)的空隙僅僅部分地用潤濕樹脂520填充。在其他實(shí)施方式中,使用最少量的潤濕樹脂520,使得所得到的層壓材料120在受到拋射體沖擊時(shí)進(jìn)行快速分層,而不是纖維拉出變形。

繼續(xù)參考圖5,輕質(zhì)層壓材料120可以可選地包含在第二外層420上的背面膜620。如上文所討論,該層可以包含防水/透氣膜、任何紡織或無紡或氈或者其他類型的材料層。背面膜620可以通過第二外層420中存在的潤濕樹脂520來被結(jié)合于第二外層420。在各種實(shí)施方式中,第二外層420可以用潤濕樹脂520潤濕到可用空隙的過飽和程度,以提供可用作使背面膜620結(jié)合到第二外層420上的結(jié)合劑的過量樹脂520。

當(dāng)用于構(gòu)造攜板背心或任何其他軍用或休閑服裝時(shí),如圖3、4和5中分別描繪的第一外層200、210或220的下側(cè)(每個(gè)的外表面,其在這三個(gè)透視圖中是不可見的)可以成為服裝的外表面,即,如果觀察穿著這樣的制品的人時(shí)觀察者看到的表面。在各種實(shí)施方式中,通常第二外層400、410或420的外表面,或者如果包括的話,可選的背面膜600、610或620的最外表面,將構(gòu)成與制品的穿著者接觸的制品的表面。

額外的層和涂層

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料可以包含額外的層,例如布或最終的膜層,從而形成具有用于輕質(zhì)層壓材料產(chǎn)品的具體應(yīng)用所需要的具體結(jié)構(gòu)、剛度、柔韌性、滲透性、防止液體水分、手感、舒適性或紋理的最終層壓材料。此外,根據(jù)具體應(yīng)用的需要,輕質(zhì)層壓材料可以包括任何必需的涂層,例如在輕質(zhì)層壓材料產(chǎn)品的任一側(cè)或兩側(cè),或在任何中間層。在一個(gè)非限制性實(shí)施方式中,第一外層包括聚氨酯涂布的紡織織物,例如聚氨酯涂布的1000旦尼爾nylon。

示例性輕質(zhì)層壓材料結(jié)構(gòu)

實(shí)施例1:

實(shí)施例2:

實(shí)施例3:

實(shí)施例4:

實(shí)施例5:

實(shí)施例6:

實(shí)施例7:

實(shí)施例8:

實(shí)施例9:

實(shí)施例10:

實(shí)施例11:

實(shí)施例12:

實(shí)施例13:

實(shí)施例14:

實(shí)施例15:

實(shí)施例16:

層壓

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料內(nèi)的任何兩個(gè)或多個(gè)或全部層可以在任何時(shí)間被層壓在一起。本文中使用時(shí),“層壓”廣泛地被解釋為包括將材料簡單鋪置在一起或?qū)⒉牧蠑D壓在一起(例如使材料通過軋輥或帶式壓機(jī)),并且不必然但可能包括對各層進(jìn)行加熱和/或加壓處理以產(chǎn)生不易于分成其組成層的穩(wěn)定的復(fù)合材料。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料的一個(gè)或多個(gè)層可以被層壓在一起,以提供子層壓材料,然后子層壓材料可以隨后與額外的層一起分層放置,以形成最終的輕質(zhì)層壓材料。

層壓可以通過使用呼吸器/真空袋、軋輥、高壓釜或帶式壓機(jī)或任何其它在線或離線方法的任何組合來實(shí)現(xiàn)。在各種實(shí)施方式中,層壓工藝(包括例如高于環(huán)境溫度加熱)足以使預(yù)先布置在各個(gè)相鄰的層之間的一個(gè)或多個(gè)中間膜層熔化。在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層用作粘合劑膜,由此在層壓之后的熔化和流動(dòng)以及隨后的冷卻導(dǎo)致相鄰的層通過粘合劑膜而被間接結(jié)合。在各種實(shí)施方式中,膜層的熔化和流動(dòng)導(dǎo)致與相鄰的樹脂的融合,達(dá)到在層壓結(jié)束后原始的中間膜層不可檢測的程度。在樹脂的化學(xué)組成不同的情況下,樹脂的混合可以提供混雜樹脂體系。

在各種實(shí)施方式中,子層壓材料可以被出售給另一個(gè)制造商,用于最終層的層壓(例如將第一外層層壓到包含內(nèi)部增強(qiáng)層和第二外層的其余子層壓材料)。在各種實(shí)施方式中,包含多個(gè)增強(qiáng)層的子層壓材料可以先被構(gòu)造成子層壓材料。

在各種實(shí)施方式中,第二外層可以以干燥狀態(tài)應(yīng)用于第一外層或一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層,并隨后用潤濕樹脂潤濕或者用從相鄰的層滲透的樹脂潤濕,例如相鄰的高樹脂含量單向帶或其他含樹脂的層。在其他實(shí)施方式中,第二外層包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物包含潤濕樹脂。

在各種實(shí)施方式中,一種生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包含:(a)形成堆疊,所述堆疊包含:(i)第一外層;(ii)第二外層;和可選的中間膜層;以及(b)層壓所述堆疊,其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透,所述潤濕樹脂從如下的至少一個(gè)滲透到所述第二外層中:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層(具有樹脂)。

在各種實(shí)施方式中,一種生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包括將如下物質(zhì)層壓在一起的步驟:(i)第一外層;(ii)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;(iii)第二外層;和(iv)可選地,一個(gè)或多個(gè)中間膜層,使得所述第一外層和第二外層將至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層夾在中間,其中第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物還包含所述潤濕樹脂。在存在兩個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層的各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)中間膜層可選地被布置于任意兩個(gè)相鄰的內(nèi)部增強(qiáng)層之間。在各種實(shí)施方式中,所述方法還包含背面膜。

在各種實(shí)施方式中,一種生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包括如下步驟:(a)形成堆疊,所述堆疊包含(i)第一外層;(ii)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;(iii)可選地,一個(gè)或多個(gè)中間膜層;和(iv)第二外層,所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的;并且(b)層壓所述堆疊,其中所述第一外層和第二外層將至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層夾在中間。在各種實(shí)施方式中,所述第二外層包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物包含所述潤濕樹脂。在各種實(shí)施方式中,所述堆疊還包含背面膜,使得在層壓步驟后,背面膜被布置于層壓材料的外部上并與第二外層結(jié)合。

在各種實(shí)施方式中,一種生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包括:(a)將至少兩個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層層壓在一起,所述至少兩個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層可選地通過一個(gè)或多個(gè)中間膜層分離,以形成增強(qiáng)芯層;(b)將第一外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的一側(cè);(c)將第二外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的另一側(cè),其中所述外表面層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,額外的中間膜層被用于分離第一外層和/或第二外層與增強(qiáng)芯層以及用于將結(jié)合第一外層和/或第二外層與增強(qiáng)芯層結(jié)合。在各種實(shí)施方式中,所述方法還包括將背面膜添加到第二外層的暴露側(cè)的步驟。在各種實(shí)施方式中,所述第二外層包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物包含所述潤濕樹脂。在各種實(shí)施方式中,所述內(nèi)部增強(qiáng)層包含單向帶。

在各種實(shí)施方式中,一種生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包括:(a)將至少兩個(gè)單向帶層層壓在一起,以形成增強(qiáng)芯層,所述芯層可選地包含布置在各單向帶層之間的一個(gè)或多個(gè)中間膜層;(b)將第一外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的一側(cè);(c)將第二外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的另一側(cè);并且(d)用至少一種潤濕樹脂潤濕所述第二外層的暴露側(cè)。在該方法的各種實(shí)施方式中,潤濕第二外層的步驟包括來自如下的至少一個(gè)的潤濕樹脂的滲透:(i)與第二外層的一側(cè)或兩側(cè)接觸的高樹脂含量的單向帶;(ii)涂布于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面上的樹脂或應(yīng)用于與第一外層相對的第二外層的側(cè)面的樹脂膜;或(iii)以與第一外層相對的第二外層的側(cè)面接觸地放置的背面膜層(具有樹脂)。在各種實(shí)施方式中,額外的中間膜層被用于將第一外層和/或第二外層與增強(qiáng)芯層分離以及用于將第一外層和/或第二外層與增強(qiáng)芯層結(jié)合。在各種實(shí)施方式中,所述方法還包括在潤濕樹脂的一側(cè)上將背面膜添加到第二外層的步驟。在各種實(shí)施方式中,所述背面膜的添加與潤濕所述第二外層的所述步驟同時(shí)發(fā)生。在各種實(shí)施方式中,將背面膜添加到第二外層的步驟提供了用于潤濕第二外層的潤濕樹脂。

在各種實(shí)施方式中,一種生產(chǎn)輕質(zhì)層壓材料的方法包括:(a)將至少兩個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層層壓在一起,以形成增強(qiáng)芯層,所述芯層可選地包含布置于各單向帶層之間的一個(gè)或多個(gè)中間膜層;(b)將第一外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的一側(cè);(c)將第二外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的另一側(cè);并且(d)用至少一種潤濕樹脂潤濕所述第二外層的暴露側(cè)。在各種實(shí)施方式中,額外的中間膜層被用于將第一外層和/或第二外層與增強(qiáng)芯層分離以及用于將第一外層和/或第二外層與增強(qiáng)芯層結(jié)合。在各種實(shí)施方式中,所述方法還包括將背面膜添加到與潤濕樹脂相對的第二外層。在各種實(shí)施方式中,所述背面膜的添加與潤濕所述第二外層的所述步驟同時(shí)進(jìn)行。在各種實(shí)施方式中,所述第二外層包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物包含所述潤濕樹脂。在各種實(shí)施方式中,所述內(nèi)部增強(qiáng)層包含單向帶層。

在各種實(shí)施方式中,一種生產(chǎn)輕質(zhì)子層壓材料的方法包括:(a)將至少兩個(gè)單向帶層層壓在一起,以形成增強(qiáng)芯層,所述芯層可選地包含布置于各單向帶層之間的一個(gè)或多個(gè)中間膜層;(b)將第二外層層壓到所述增強(qiáng)芯層的一側(cè);并且(c)用至少一種潤濕樹脂潤濕所述第二外層的暴露側(cè)。在各種實(shí)施方式中,額外的中間膜層被用于將第二外層與增強(qiáng)芯層分離以及用于將第二外層與增強(qiáng)芯層結(jié)合。在各種實(shí)施方式中,所述方法還包括在與潤濕樹脂相同的一側(cè)上添加背面膜到第二外層的步驟。在各種實(shí)施方式中,所述背面膜的添加與潤濕所述第二外層的所述步驟同時(shí)發(fā)生。在各種實(shí)施方式中,一種生產(chǎn)制品(例如攜板背心)的方法包括將第一外層層壓到所述子層壓材料的增強(qiáng)芯層的暴露側(cè)的步驟。在各種實(shí)施方式中,所述第一外層印有迷彩顏色/圖案。

在各種實(shí)施方式中,使用壓力和溫度使在多層的輕質(zhì)層壓材料材料內(nèi)的各層組合并固化在一起,其通過如下方式進(jìn)行:通過使堆疊的層穿過一組加熱的軋輥、加熱的壓機(jī)、加熱的真空壓機(jī)、加熱的帶式壓機(jī),或者通過將各層的堆疊放置于真空層壓工具中并使堆疊暴露于熱量。真空層壓工具可以用真空袋覆蓋并且被密封到施加真空的層壓工具,以提供壓力。而且,外部壓力(例如高壓釜中可用的壓力)可以被用于制造本文中的輕質(zhì)層壓材料的各種實(shí)施方式,并且可以被用于提高運(yùn)用到各層上的壓力。高壓釜所提供的壓力和真空導(dǎo)致平坦、薄的且固結(jié)良好的材料。

在適當(dāng)?shù)那闆r下,考慮到設(shè)計(jì)偏好、用戶偏好、營銷偏好、成本、結(jié)構(gòu)要求、可用材料、技術(shù)進(jìn)步等問題,任何其他可想到的層壓方法就足夠了。

輕質(zhì)層壓材料和/或其構(gòu)造材料的性質(zhì)的修改,以及包括輕質(zhì)層壓材料的制品,例如軍用服裝或休閑服裝和裝備

當(dāng)考慮本文中公開的輕質(zhì)層壓材料的具體用途時(shí),阻燃性、自熄性和/或?qū)θ刍?、炭化?或燃燒的抗性可以被認(rèn)為是期望的或者甚至是必要的。就本身而言,存在許多方式來將這些性質(zhì)中的任意或所有性質(zhì)賦予本公開的輕質(zhì)層壓材料。

在本公開的各種實(shí)施方式中,本文中公開的輕質(zhì)層壓材料的各組分(纖維、樹脂、單向帶片材等)的任何組分可以固有地是阻燃的和/或自熄的。如果不是阻燃和/或自熄,那么任何組分可以被該組分的供應(yīng)商處理來具有阻燃性/自熄性?;蛘撸谥圃烊魏螌?、中間子層壓材料、輕質(zhì)層壓材料產(chǎn)品期間,或者在構(gòu)建包含輕質(zhì)層壓材料的制成品過程中或過程之后,可以使輕質(zhì)層壓材料的任何組分用阻燃化合物和/或滅火化合物涂覆和/或注入。

在各種實(shí)施方式中,根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料具有由不同組成層的相互作用引起的自熄性和/或阻燃性性質(zhì)。

在各種實(shí)施方式中,可將阻燃和/或滅火材料加入到單絲(當(dāng)將絲線擠出或拉擠時(shí))、成品纖維、紡織物、用于浸漬纖維的樹脂、各層之間使用的粘合劑、隔膜、膜等中(例如通過在固化和固定之前向液體樹脂中添加材料),或者加入到商業(yè)氈、無紡布或紡織布。

在各種實(shí)施方式中,可以使用阻燃性的粘合劑或非粘合劑樹脂,或者可以將阻燃/滅火化學(xué)品添加到其他易燃化學(xué)品或膜中,以改善阻燃性。

阻燃添加劑的非限制性實(shí)例包括:dowd.e.r.593brominated樹脂、dowcorning3阻燃樹脂和具有三氧化銻的聚氨酯樹脂(例如來自pdmneptecltd.的emc-85/10a),盡管如此,其他阻燃添加劑也可以是合適的??捎糜诟纳谱枞夹缘淖枞继砑觿┌╢yrolfr-2、fyrolhf-4、fyrolpnx、fyrol6和safron7700,盡管如此,其他添加劑也可以是合適的。

阻燃性和自熄性性質(zhì)也可以通過如下方式而被加入到纖維中:通過使用阻燃纖維例如碳纖維、陶瓷纖維或金屬線絲線,在纖維制造過程中向纖維配方中直接添加阻燃化合物,或者通過用包含上文所列的阻燃化合物或其他合適物質(zhì)的上漿劑(sizing)、聚合物或粘合劑涂布纖維。輕質(zhì)層壓材料中使用的任何紡織或棉麻織物可以由供應(yīng)商預(yù)處理以提供阻燃性或者在制造過程中用阻燃性化合物涂布并注入。

在各種實(shí)施方式中,包含上述物質(zhì)的輕質(zhì)層壓材料的第一外層展現(xiàn)出選自如下的性質(zhì):阻燃性、自熄性、不可燃、非炭化、非熔化、高熔點(diǎn)、不燃燒的性質(zhì),及其混合。

在各種實(shí)施方式中,包含上述物質(zhì)的輕質(zhì)層壓材料的內(nèi)部增強(qiáng)層展現(xiàn)出選自如下的性質(zhì):阻燃性、自熄性、不可燃、非炭化、非熔化、高熔點(diǎn)、不燃燒的性質(zhì),及其混合。

在各種實(shí)施方式中,包含上述物質(zhì)的輕質(zhì)層壓材料的第二外層展現(xiàn)出選自如下的性質(zhì):阻燃性、自熄性、不可燃、非炭化、非熔化、高熔點(diǎn)、不燃燒的性質(zhì),及其混合。

在各種實(shí)施方式中,包含上述物質(zhì)的輕質(zhì)層壓材料的潤濕樹脂展現(xiàn)出選自如下的性質(zhì):阻燃性、自熄性、不可燃、非炭化、非熔化、高熔點(diǎn)、不燃燒的性質(zhì),及其混合。

在各種實(shí)施方式中,包含上述物質(zhì)的輕質(zhì)層壓材料的背面膜展現(xiàn)出選自如下的性質(zhì):阻燃性、自熄性、不可燃、非炭化、非熔化、高熔點(diǎn)、不燃燒的性質(zhì),及其混合。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料展現(xiàn)出選自如下的性質(zhì):阻燃性、自熄性、不可燃、非炭化、非熔化、高熔點(diǎn)、不燃燒的性質(zhì),及其混合。

在各種實(shí)施方式中,輕質(zhì)層壓材料展現(xiàn)出選自如下的性質(zhì):阻燃性、自熄性、不可燃、非炭化、非熔化、高熔點(diǎn)、不燃燒的性質(zhì),及其混合,其中所述性質(zhì)是通過在所述輕質(zhì)層壓材料內(nèi)的各個(gè)不同組成層的相互作用實(shí)現(xiàn)的。

在各種實(shí)施方式中,包含輕質(zhì)層壓材料的制品展現(xiàn)出選自如下的性質(zhì):阻燃性、自熄性、不可燃、非炭化、非熔化、高熔點(diǎn)、不燃燒的性質(zhì),及其混合,所述制品包括任何軍用服裝或裝備、執(zhí)法服裝或裝備或者休閑服裝或裝備。

在各種實(shí)施方式中,可以通過如下方式將抗微生物/抗病原體性加入本文中所公開的輕質(zhì)層壓材料的各組分中,所述方法例如通過加入或涂布在聚合物樹脂、膜或織物上的方式引入一種或多種抗微生物劑,并對在輕質(zhì)層壓材料材料內(nèi)使用的纖維、單絲、線或絲束進(jìn)行抗微生物處理。

典型的抗微生物材料包括但不限于oxititan抗微生物劑、納米銀化合物、吡啶硫酮鈉、吡啶硫酮鋅、2-氟乙醇、1-溴-2-氟乙烷、苯并咪唑、氟沙星、1,4-丁二磺酸二鈉鹽、2-(2-吡啶基)異硫脲n-氧化物鹽酸鹽、各種季銨鹽、2-吡啶硫醇1-氧化物、復(fù)合吡啶硫酮鋅、復(fù)合吡啶硫酮銅、吡啶硫酮鎂、雙吡啶硫酮、吡啶硫酮、銀、銀納米顆粒、二氧化鈦和abc硅膠(α-溴cinnam-gel)。纖維形式(如線,絲束和單絲)可以用任何上述公開的抗微生物材料的任何一種或組合進(jìn)行處理。例如,這些材料中的任何一種或多種可以經(jīng)由化學(xué)鍍覆或電鍍、真空沉積涂覆到所期望的纖維形式,或者用包含期望的抗微生物材料的聚合物、粘合劑或上漿劑涂布。

在各種實(shí)施方式中,第一外層、內(nèi)部增強(qiáng)層、第二外層和背面膜、輕質(zhì)層壓材料的組成部分、成品輕質(zhì)層壓材料產(chǎn)品、或包含輕質(zhì)層壓材料的制品中的任意一個(gè)可以展現(xiàn)出抗微生物性質(zhì),例如抗菌、抗病毒、防霉或抗霉菌。在各種實(shí)施方式中,具有抗微生物性質(zhì)的制品包括任何軍用服裝或裝備、執(zhí)法服裝或裝備或者休閑服裝或裝備。

攜板背心和用于軍用、執(zhí)法、休閑、家居或個(gè)人使用的其他制品。

在各種實(shí)施方式中,本文中公開的輕質(zhì)層壓材料產(chǎn)品可以被用作:用于構(gòu)建許多制成品的起始材料,其中制成品例如攜板背心、雙肩背包、帳篷、小袋、袋、行李、夾克、防彈盔甲和許多其他軍用服裝和裝備、執(zhí)法服裝和裝備、家居服裝和裝備、個(gè)人服裝和裝備和休閑服裝和裝備。

在各種實(shí)施方式中,根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料和由其制造的制品展現(xiàn)出防彈性能。

在各種實(shí)施方式中,根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料和由其制造制品展現(xiàn)出非彈道性能。

在各種實(shí)施方式中,根據(jù)需要,上文中所公開的輕質(zhì)層壓材料被切割和成型,以允許硬部件(例如搭扣、背帶、卡扣、鉚釘?shù)?連接和/或以連接“軟”部件(例如織帶、等)。

在各種實(shí)施方式中,根據(jù)需要,上文中所公開的輕質(zhì)層壓材料被切割和成型,以允許預(yù)切割的輕質(zhì)層壓材料部分接合在一起以形成制品,例如一件服裝。例如,本文公開的較小片的輕質(zhì)層壓材料可形成由輕質(zhì)層壓材料制成的背心上的口袋。

在各種實(shí)施方式中,任何一片molle可以包含根據(jù)本公開的輕質(zhì)層壓材料。一個(gè)這樣的molle是非彈道或防彈攜板裝備。molle的其他實(shí)例包括但不限于雙肩背包、帆布背包和模塊化小袋。

在本公開的各種實(shí)施方式中,軍用服裝或裝備、執(zhí)法服裝或裝備、家居服裝或裝備、個(gè)人服裝或裝備或者休閑服裝或裝備包含輕質(zhì)層壓材料,所述輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;和(b)被層壓于所述第一外層的第二外層,其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,第二外層包含預(yù)浸物,所述預(yù)浸物包含潤濕樹脂。在各種實(shí)施方式中,第二外層以干狀態(tài)應(yīng)用。在各種實(shí)施方式中,服裝或裝備還包含布置在第二外層的暴露側(cè)(即外側(cè))上的背面膜。在各種實(shí)施方式中,所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層包含單向帶。在各種實(shí)施方式中,服裝或裝備還包含布置在所述第一外層和第二外層之間的多個(gè)單向帶增強(qiáng)層。在各種實(shí)施方式中,服裝或裝備還包含硬部件和軟部件的任意一個(gè)或組合。在各種實(shí)施方式中,服裝或裝備還包含如下的至少一個(gè):口袋、背帶、帶、搭扣、鉚釘、卡扣、網(wǎng)、鉤、環(huán)、微芯片、顏色、和/或迷彩圖案。

在本公開的各種實(shí)施方式中,molle包含輕質(zhì)層壓材料,所述輕質(zhì)層壓材料包含:(a)第一外層;(b)至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層;和(c)第二外層,其中所述第一外層和第二外層將所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層夾在中間,并且其中所述第二外層是用潤濕樹脂涂布或部分涂布并浸透、部分浸透的。在各種實(shí)施方式中,所述第二外層包含預(yù)浸物。在各種實(shí)施方式中,第二外層以干狀態(tài)應(yīng)用。在各種實(shí)施方式中,molle還包含布置在不與所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層相鄰的第二外層的外部上的背面膜。在各種實(shí)施方式中,所述至少一個(gè)內(nèi)部增強(qiáng)層包含單向帶。在各種實(shí)施方式中,molle包含在所述輕質(zhì)層壓材料內(nèi)的多個(gè)單向帶增強(qiáng)層,形成具有計(jì)劃的定向機(jī)械屬性的結(jié)構(gòu)芯。在各種實(shí)施方式中,molle還包含硬部件和軟部件的任意一個(gè)或組合。在各種實(shí)施方式中,molle還包含如下的至少一個(gè):口袋、背帶、帶、搭扣、鉚釘、卡扣、網(wǎng)、鉤、環(huán)、部件、微芯片、顏色、和/或迷彩圖案。

在各種實(shí)施方式中,所述molle包含非彈道攜板裝備,所述非彈道攜板裝備還包含至少一個(gè)口袋或用于容納至少一個(gè)防彈板的其他器具。

在各種實(shí)施方式中,所述molle包含防彈攜板裝備,所述防彈攜板裝備即使在插入至少一種防彈板之前仍具有至少某種程度的防彈性。

在各種實(shí)施方式中,所述非彈道或防彈攜板裝備還包含被配置用于連接其它molle的一個(gè)或多個(gè)緊固元件。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是,可以在不違背本文公開內(nèi)容的精神或范圍的情況下,對本公開內(nèi)容進(jìn)行各種修改和變形。因此,本發(fā)明旨在涵蓋本公開的任何修改和變形,只要它們落在所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)即可。

同樣,眾多技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)被陳述在前述說明書中,包括詳細(xì)描述了的設(shè)備和/或方法的結(jié)構(gòu)和功能的替代性實(shí)施方法。本公開僅是說明性的而不意圖窮舉。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將會(huì)明顯的是,可以進(jìn)行各種修改,尤其是在本發(fā)明原則內(nèi)在由所提交的權(quán)利要求書所表達(dá)的術(shù)語的廣泛的一般含義表示的最大范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)、材料、元件、組分、形狀、尺寸和部件排布方面。只要這些各種修改不違背所提交的權(quán)利要求的精神和范圍,則它們均被包含于此。

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