JP2011516296A - 保護パネル - Google Patents

Abstract

保護される本体に近い内面層（７）と、この本体から遠い外面層（８）と、これら内面層と外面層との間に収容されている積層体（２）とを具備している保護パネルであり、この積層体（２）は、弾性の材料によって形成された接着層（５）によって互いに結合されている少なくとも１つのセラミック材料及び／もしくはアルミニウムの層（３）と、衝撃の伝導に対して強い抵抗力を有している織物の層（４）とによって構成されている。

Description

本発明は、保護パネル、特に、様々な種類の輸送手段（例えば、陸上、航空、海上の輸送手段）、建造物、もしくはスクリーンやシールドのような個々の保護カバーに関わる。詳しくは、本発明は、本体を、小火器によって発射されるいかなる口径の発射体の衝撃から、及び／もしくは、発射体と爆発との組み合わさった影響（例えば、ロケット弾、もしくは手榴弾）から保護するように、保護される本体の外側の面に結合されることができる保護パネルに関わる。

従来の保護パネルは、金属材料によって形成されたプレートによって構成されており、例えばエポキシ樹脂のような適切な接着樹脂によって、保護されるべき外側の面に適用される。

前記プレートは、好ましくは鋼鉄もしくは他の特に強度の高い複合材料から成る重ねられた層によって一般的に得られ、また、プレートは、発射体の衝撃を、保護される本体の外側の面からこの衝撃が伝わるのを防ぐように、分散させることができる。

他の公知のパネルは、セラミック材料、即ち、酸化アルミニウムの層によって形成されており、連続する保護面を規定するために互いに当接するように位置されている一連のプレートによって、構成されている。

上述のパネルは、通例、覆われる表面の形状に順応できるようにするために、一連の成形作業を受ける。

例えば、装甲車両の場合、プレートは、車両の外側の本体の保護される箇所に合わせて成形され、適切に順応させられる。このようにして、この車両は、全ての部分、特に、とりわけ壊れやすい箇所、例えば陸上車両のトラック（tracks）が、覆われる。

しかしながら、上述の保護パネルは、重大な欠点を有している。

第１の欠点は、労力を要し従って個々のパネルに対して高い製造コストがかかる成形作業に関連している。この欠点は、硬性であり特に強度が高く従って成形及び変形が難しいが発射体の衝撃を有効に防ぐためにプレートが有していなければならない構造に、起因する。

更に、このようなパネルは、特定の形状、例えば、角張った形状もしくは他の形状を有する領域には使用されることができない、ということに留意すべきである。この場合、前記プレートは、複雑な形状を有する表面を有効に保護するように形成されることができない。

更なる欠点が、上述のように通常鋼鉄のプレートによって形成されるこのようなパネルの、過度の重量によって、生じる。

結果として、公知の保護パネルは、使用者によって操縦されなければならない個々の保護装置、例えばシールドやスクリーンを補強するために使用されることができない。

最後に、上述の保護パネルの更なる欠点は、ある面への発射体の衝撃の結果、この面が、前記発射体と共に粉砕され、保護される本体に隣接する領域を誤って覆う可能性がある一連の破片を生じさせることである。

この文脈で、本発明の特定の技術的課題は、前述の欠点を克服することができる保護パネルを提供することである。

特に、本発明の目的は、保護するためのいかなる形式の表面にも簡単に適用することができる保護パネルを有効にすることである。

本発明の更なる目的は、軽量であり同時にいかなる形態の破片も含めることができる保護パネルを有効にすることである。

特定の技術的課題と特定の目的とは、添付の請求項の少なくとも１つに開示されている技術的特徴を有する保護パネルによって果たされる。

図１は、本発明に係る保護パネルの斜視及び部分断面図である。

本発明の更なる特徴と効果とが、図１に示されているような保護パネルの好ましいがこれだけに限られない実施形態の、指示的であり従って制限的でない説明から、容易に理解される。

添付の図を参照すると、参照符号１が、本発明に係る保護パネルの全体を示している。

この保護パネル１は、様々な種類の（陸上、航空、海上用）輸送手段と、建造物と、シールドもしくはスクリーンのような個々の保護システムに、有効に使用される。

しかしながら、この保護パネル１は、本体を、小火器によって発射される種々の口径の発射体の衝撃から、及び／もしくは、高温と破片とを生じさせる道具（例えば、ロケット弾、もしくは手榴弾）の爆発から保護することを必要条件とするいかなる適用に対しても、使用され得る。

詳しくは、この保護パネル１は、少なくとも１つの高強度の織物によって形成された層４に結合されている少なくとも１つのセラミック材料の層３によって構成された積層体２を、具備している。

より詳しくは、図１に示されているように、前記セラミック材料の層３は、適切な形状及びディメンションを有する複数の硬性のプレート３ａによって構成されており、これら硬性のプレート３ａは、連続した保護面を規定するように互いに当接している。

これらプレート３ａは、酸化アルミニウムによって形成されていることが有効であり、これらプレート３ａは、ほぼ多角形の、好ましくは、六角形の外周を有している。図１が明確に示しているように、前記プレート３ａは、覆われる表面に適合できるように、モザイクの手法で、相互に当接及び接合されている。

保護される前記本体に対して最も外側の層である前記セラミック材料の層３は、個々のプレート３ａに当たった発射体を解体することができ、覆われた前記本体を高温から保護することができる。

前記織物の層４は、弾性の材料によって形成された接着層５によって、前記セラミック材料の層３に結合されている。このことは、以下に詳細に説明される。保護される前記本体と前記セラミック材料の層３との間に位置されている前記織物の層４は、変形可能性に乏しく、またこの織物の層４は、非常に目を詰めて交差されている横糸（weft）を備えた、好ましくは鋼鉄から成る金属製の網（metal mesh）によって構成されており、必要に応じて複数の重ねられた層に、形成される。前記織物の層４は、網構造であるために特に耐性があり、またこの層４は、発射体が当たった箇所の周りの部分と共働して抵抗し、発射体と、前記セラミック材料の層３の酸化アルミニウムのプレート３ａの破片との両方を含めることができる。

更に、前記積層体２には、アラミド材料から成る変形可能な材料によって形成されており、前記織物の層４と前記保護される本体との間に位置されている層６が、設けられている。

前記変形可能な材料の層６は、弾性の材料によって形成された更なる接着層５によって、前記織物の層４に固定されており、発射体と、前記酸化アルミニウムの破片及び構造の破片との両方に対する更なる防壁を形成している。

前記変形可能な材料の層６は、相互に当接された一連のパネルによって、あるいは、目の細かい網状に構成されているアラミド繊維によって形成された織物によって構成されていることが有効である。前記層６は、（例えば鋼鉄の織物に対して）より高い変形可能性を備えた弾性率を有しているほどに、発射体によって生じられる衝撃のエネルギーを、より累進的に消散し、且つ、より有効に吸収する、ということが重要である。

更に、前記変形可能な材料の層６は、前記保護される本体に最も近いそれぞれの面に、好ましくは他の接着層５の厚みより大きい厚みを有し弾性の材料によって形成された接着層５ａを有している。

前記保護される本体に最も近い接着層５ａは、そして発射体と上の層とのいかなる破片も吸収して含め、残りのエネルギーを消散させるという、特定の及び一般的な必要条件に対して適切な変形を可能にするために、好ましくは、０．５乃至２ｃｍの厚みを有している。

更に、前記接着層５ａには、前記層５自体の機械的強度を高めるように、硬度の高い材料、例えば酸化アルミニウムパウダーが加えられ得、また、耐粘着摩擦の材料（traction-resistant material）５ｂ、例えばガラス繊維によって強化され得る。しかし、前記材料５ｂは、（他の上側の層の変形を常に大きく上回るような）低度、中位、もしくは高度の変形を可能にするために、比較的低い弾性率を有する。

更に、前記層５と層５ａとは、分離のための化合物（chemical disarming compounds）、もしくは物理的なフィルムなど（離型剤（release agent））によって部分的に切り離されていても良い。この方法で、前記層５、５ａは、各々の本来の特徴を維持しながら、前記積層体２の全体の感度を改良できるように、２つに分けられる。このことによって、当該事態において、より精度良く分配される消散的な変形（dissipative deformations）が、可能になる。

前記層５と層５ａとの部分的な分離が行われることによって、例えば、前述の分離のための化合物によって分離されている空の領域と、ポリ尿素が化学的、物理的、機械的に連結している充填領域とが交互になっているチェス盤を規定するような、規則的な形状（例えば、正方形、長方形など）を成す。

前記空の領域と充填領域との大きさは、保護される本体の形状及びディメンションに従って決定され、また、前記本体が前記領域の適切で有効な配置を有するために避けるべき外部の現象の予期される特徴に従って、決定される。

かくして構成された前記積層体２は、果たされる保護の種類に従って異なるディメンションを有するように製造されることができる。例えば、個々の層の各々は、種々の厚みを有することができ、前述より多くの層が、設けられることが可能である。更に、前記織物の層４の網と、前記変形可能な材料の層６の網とは、含められる発射体もしくは複合的な影響（発射体、衝撃波、温度）の種類に基づいて、拡張もしくは縮小されることができる。

前記積層体２は、内面層７と外面層８との間の「束」（packet）の中に固定され、閉じられることが有効である。

図１に示されているように、前記内面層７は、前記保護される本体に最も近く、この本体に接続されることができ、これに対して、前記外面層８は、前述の本体から最も遠くに位置されている。

前記セラミック材料の層３は、弾性の材料によって形成された更なる接着層５によって、前記外面層８に結合されることが、重要である。

前記内面層７は、より大きな厚みを有する前述の接着層５によって、前記変形可能な材料の層６に結合されることが有効である。

前記内面層７及び外面層８は、保護される本体の形式に従って、いかなる材料と厚みとによっても形成され得る。

弾性の材料の前記接着層５、５ａは、高い粘着力と低い弾性率とを有するポリ尿素によって、好ましくは形成されている。

より詳しくは、前記接着層５、５ａは、結合されるそれぞれの層にポリ尿素を直接スプレーする工程を好ましくは用いて、ポリ尿素によって、形成される。

この方法で、ポリ尿素が、網の織物（織物の層４と変形可能な材料の層６）によって構成された層にスプレーされると、ポリ尿素は繊維状部材（filaments）を覆い、このポリ尿素が固まると、繊維状部材がポリ尿素によって形成された前記接着層５、５ａに、不変的永久的に接続される。

覆われるべき前記本体の全ての表面を覆うために、上述の前記保護パネル１は、前記ポリ尿素をスプレーする工程によって、前記本体の表面に配置される。尿素は、形状の更に個々の細部にまで完全に適合するように、液体の状態で前記表面に達し、非常にわずかな時間（数秒）で固まって、この表面に有効に接着させる。

特にこのパネル１の構造は、保護される前記本体の表面の形状に関らず、このパネルが精度の良い適合性を有することを可能にする、ということが重要である。

あるいは、上述の種々の層は、前記本体の表面上に直接、順に置かれる。

この場合、前記変形可能な材料の層６と前記織物の層４との両方は、網によって形成されているので、可撓性（変形可能）である。更に、上述のように、前記接着層５、５ａは、これら接着層５、５ａが前記覆われる表面の特定の形状に直接適合する形状になるようにして、それぞれの層に直接スプレーされる。

更に、互いに当接しており相互に取着されていない前記プレート３ａが前記覆われる本体の表面の平面の形状に従って方向付けられ得るので、前記セラミック材料の層３もまた、可撓性である。

従って、本発明は、従来技術で示された欠点を克服するように、提示された目的を果たす。

特に弾性の保護パネル１の製造によって、保護される本体のいかなる形式の表面も、これらの形状に関らず、覆うことが可能となる。

上述のように、このパネル１は、前記保護される表面上に直接設けられ得、前記保護される本体に最も近い層から始まるように層を順々に連続して置いていくことが有効である。ポリ尿素の使用に関して、重要な効果は、ポリ尿素の取り付け時間が非常に短いこと（固まるのに数秒）と、（圧力と温度とにおいて）単純なスプレーによって果たされ得るという適用しやすさとである。

この保護パネル１は、いかなる追加の成形作業も受ける必要が無いという効果があり、結果として製造時間と費用との点に関する効果が生じる。

更に、このパネルの構造は、ポリウレタンの層と金属製の網の構造とによって、特に軽量である。従って、この保護パネル１は、個人用カバー装置、例えば司法当局によって支給されたシールド、もしくは衣料にも、適切に順応して、使用され得る。

更に、積層体の存在によって、衝撃抵抗の有効な作用と、エネルギーの相当の分散とを与えるように、発射体の衝撃に対する累進的な抵抗作用が決定される。この特徴は、変形可能性と強度とにおいて異なる特徴を有する層の存在によって、与えられる。更に、前記接着層５、５ａは、（層４と層６と組み合わされて、）この衝撃エネルギーを吸収して前記保護されるべき本体を保護するように、発射体を含めることができる消散作用を決定する。

最後に、前記セラミックのプレート３ａへの発射体からの衝撃の結果、及び／もしくは、前記保護される積層体への衝撃／爆発の結果生じるいかなる尖った破片も含めるという更なる効果が、前記金属製の織物の層４及びアラミド繊維の層６によって形成される網構造によって与えられる。

Claims (14)

1. 保護される本体に近い内面層（７）と前記本体から遠い外面層（８）と、
   前記内面層（７）と外面層（８）との間に位置されている積層体（２）と、
   を具備しており、
   この積層体は、弾性の材料によって形成された接着層（５）によって互いに結合されている少なくとも１つのセラミック材料の層（３）と少なくとも１つの高強度の織物の層（４）とを有していることを特徴とする保護パネル。
2. 前記セラミック材料の層（３）は、連続した面を規定するように互いに当接しており酸化アルミニウムによって形成された複数の硬性のプレート（３ａ）を有していることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
3. 前記セラミック材料の層（３）は、弾性の材料によって形成された接着層（５）によって前記外面層（８）に結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパネル。
4. 前記織物の層（４）は、金属製の網を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のパネル。
5. このパネルは、前記織物の層（４）と前記内面層（７）との間に位置されているアラミド材料によって形成された変形可能な材料の層（６）を、更に具備していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のパネル。
6. 前記変形可能な材料の層（６）は、複数のパネルによって構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載のパネル。
7. 前記変形可能な材料の層（６）は、アラミド繊維から成る織物によって構成されていることを特徴とする請求項５に記載のパネル。
8. 前記変形可能な材料の層（６）は、前記織物の層（４）と前記内面層（７）とに、弾性の材料によって形成されたそれぞれの接着層（５）によって結合されている請求項５乃至７のいずれか１に記載のパネル。
9. 前記内面層（７）と前記変形可能な材料の層（６）との間に位置されている弾性の材料によって形成された接着層（５ａ）が、他の前記接着層（５）より大きい厚さを有していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載のパネル。
10. 前記内面層（７）と前記変形可能な材料の層（６）との間に位置されており弾性の材料によって形成された前記接着層（５ａ）は、０．５乃至２ｃｍの厚さを有していることを特徴とする請求項８又は９に記載のパネル。
11. 弾性の材料によって形成された前記接着層（５、５ａ）は、高い強度と低い弾性率とを有するポリウレタン材料によって形成されている請求項１乃至１０のいずれか１に記載のパネル。
12. 前記内面層（７）と前記変形可能な材料の層（６）との間に位置されている弾性の材料によって形成された前記接着層（５ａ）は、好ましくは酸化アルミニウムパウダーである高強度を有する材料から成ることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１に記載のパネル。
13. 前記接着層（５、５ａ）は、粘着摩擦抵抗の材料（５ｂ）によって補強されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１に記載のパネル。
14. 前記粘着摩擦抵抗の材料（５ｂ）は、ガラス繊維から成ることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１に記載のパネル。

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