专利摘要

一种防弹道和防爆复合板，包括第一复合层和第二复合层。

权利要求

1、一种防弹道和防爆的防护复合板，包括：

第一复合层；和

第二复合层。

2、根据权利要求1所述的防护复合板，其特征在于：所述第一和第二复合层包括玻璃纤维。

3、根据权利要求2所述的防护复合板，其特征在于：所述第一和第二复合层之一还包括热塑树脂。

4、根据权利要求1所述的防护复合板，其特征在于：还包括布置在所述第一和第二复合层之间的芯部。

5、根据权利要求4所述的防护复合板，其特征在于：所述芯部由木材和木材产品之一形成。

6、根据权利要求1所述的防护复合板，其特征在于：还包括布置在所述第二复合层的外表面上的衬背层。

7、根据权利要求6所述的防护复合板，其特征在于：所述衬背层包括芳族聚酰胺材料。

8、根据权利要求7所述的防护复合板，其特征在于：所述衬背层包括编织的芳族聚酰胺纤维。

9、根据权利要求7所述的防护复合板，其特征在于：所述衬背层包括非编织的芳族聚酰胺纤维。

10、根据权利要求4所述的防护复合板，其特征在于：还包括布置在所述第二复合层的外表面上的衬背层。

11、根据权利要求10所述的防护复合板，其特征在于：所述衬背层包括芳族聚酰胺材料。

12、根据权利要求10所述的防护复合板，其特征在于：所述防护复合板包括覆盖所述防护复合板的所有暴露表面的封装层。

13、根据权利要求12所述的防护复合板，其特征在于：所述封装层包括聚丙烯。

14、根据权利要求12所述的防护复合板，其特征在于：所述防护复合板具有从约2.0磅每平方英尺到约4.25磅每平方英尺范围内的面密度。

15、根据权利要求12所述的防护复合板，其特征在于：所述防护复合板包括连接槽。

16、根据权利要求12所述的防护复合板，其特征在于：所述防护复合板包括在所述衬背层和所述封装层之间的纤维层。

17、根据权利要求16所述的防护复合板，其特征在于：所述纤维层包括聚酯纤维。

18、根据权利要求17所述的防护复合板，其特征在于：所述纤维层是非编织的聚酯纤维层。

19、一种防弹道和防爆系统，包括：

多个防护复合板，每个所述防护复合板包括：

第一复合层；

第二复合层；

布置在所述第一和第二复合层之间的芯部；

布置在所述第二复合层的外表面上的衬背层；

覆盖所述防护复合板的所有暴露表面的封装层；和

所述衬背层和所述封装层之间的纤维层；

延长件；和

将每个所述复合板连接到至少一个所述延长件和相邻复合板的连接系统。

20、一种防弹道和防爆复合板，包括：

包括玻璃纤维和热塑树脂的第一层；

包括玻璃纤维和热塑树脂的第二层；

布置在所述第一和第二复合层之间的芯部，所述芯部由木材和木材产品之一形成；

布置在所述第二复合层的外表面上的衬背层，所述衬背层包括芳族聚酰胺材料；

覆盖所述防护复合板的所有暴露表面的聚丙烯封装层；和在所述衬背层和所述封装层之间的聚酯纤维层；

其中，所述防护复合板包括形成于其上的连接槽。

说明书

技术领域

这里描述了防护防弹板的不同的实施例。特别地，这里描述的实施例涉及用于防爆和防弹道的多功能复合板。

背景技术

防护防弹板典型地设计用于几个应用类型：人身防护，例如头盔和背心，车辆防护，例如用于高机动性的多轮子车辆(HMMWVs)，和固定建筑，例如建筑物。用于人身防护的重要设计目标包括例如防弹道弹丸、小重量和好的柔韧性。车辆和固定建筑通常要求出众的防弹道和防爆性和低的每单位面积成本。

防爆典型地要求材料具有结构的完整性，以经受爆炸压力的高负荷。防弹道典型地要求材料阻止大小从小于一毫米到10mm或更大、小碎片速度超过2000米每秒的爆炸碎片的前进。

相应地，人身防护防弹板通常由每单位面积具有高成本的小重量、高技术材料制成。高单位面积成本对于使用者来说可能可以接受，因为相对于车辆和建筑物，人体具有小的表面面积。用于人身防护防弹板产品的材料不需要高的负荷承受能力，因为人体支撑材料例如背心，或者不支撑材料例如头盔，面积都是非常小的。

对于车辆和建筑，作为所要求的爆炸、弹道和低的单位面积成本的结果，用于防爆的材料典型地为更重的材料，包括例如金属和陶瓷。这样的材料可能不总是低成本的。这样的材料还可能是通常的每单位面积大重量。

发明内容

本申请描述防弹道和防爆的复合板的不同的实施例。防弹道和防爆的复合板的一个实施例包括第一复合层和第二复合层。

此外，本申请还描述了包括多个防护复合板的防弹道和防爆系统的不同实施例，其中每个板包括第一复合层、第二复合层、布置于第一和第二复合层之间的芯部、布置在第二复合层的外表面的衬背层、覆盖防护复合板的所有暴露表面的封装层，和在衬背层和封装层之间的纤维层。该防弹道和防爆系统还包括延长件和将每个复合板连接到至少一个延长件和邻接复合板的连接系统。

防弹道和防爆复合板的另外一个实施例包括：包括玻璃纤维和热塑树脂的第一层，和包括玻璃纤维和热塑树脂的第二层。芯部布置在第一和第二复合层之间，该芯部由木材和木材产品之一形成。衬背层布置在第二复合层的外表面，该衬背层包括芳族聚酰胺(aramid)材料。聚丙烯封装层覆盖防护复合板的所有暴露表面。聚酯纤维层在衬背层和封装层之间，其中该防护复合板包括形成于其上的连接槽。

该防弹道和防爆复合板的其他优点通过阅读下面根据相应附图的具体说明将对本领域技术人员变得显而易见。

附图说明

图1是防护复合板的第一实施例的示意截面图。

图2是图1所示的防护复合板的第二实施例的透视图。

图3是具有如图1和2所示的防护复合板的多个第三实施例的帐篷的内部示意图。

图4是图3所示的帐篷的外部示意图。

图5是图3所示的帐篷的内部的放大示意图。

图6是图3和3A所示的连接系统的第一实施例的示意顶视图。

图7是图5所示的连接系统的第二实施例的示意顶视图。

图8是图7所示的连接系统的示意顶视图，表示在应用爆炸力的过程中。

图9是用于帐篷的辅助直立件的透视图。

图10图1和2所示的防护复合板的第三实施例的示意前视图。

具体实施方式

军人或其他处于战斗或敌对火力区域的人员将在临时或半永久性建筑中工作或睡觉，这要求建筑防爆和/或防弹道弹丸。这样的建筑的例子包括帐篷、东南亚棚屋(SEAHUTS)和集装箱住房单元(CHU)。可以理解的是，其他类型的临时、半永久或永久建筑可以要求防爆和/或防弹道弹丸。

如同人身防护防弹板，而不同于为车辆和永久建筑提供的防护防弹板，这样的防护的重量因为二个理由而成为重要考虑因素。第一，板状的材料需要足够轻以便人员例如军人移动和安装，而无需提升设备。第二，板需要足够轻，从而不会使帐篷框架承受过度的静态或动态压力。理想地，用于临时或半永久性建筑的防爆和防弹道件将有低的单位面积成本，因为需要覆盖这样的临时或半永久性建筑的表面面积很大。此外，防弹道件必须具有充分的结构完整性，以在相对长的跨度上经受爆炸力，因为许多这样的临时或半永久建筑具有间隔很宽的支撑或框架件。

现在参考图1，图1大体上在附图标记10处示例了防护复合板的第一实施例的示意图。该示例的复合板10包括芯部12、第一复合层或冲击面14、第二复合层或背面16、衬背层18和外层或封装层20，对它们中每一个的具体描述将在下面进行。

该芯部12可以由木材或木材产品制成，例如定向结构刨花板(OSB)、轻木、胶合板和其他任何需要的木材或木材产品。此外，该芯部12可以由塑料或其他任何需要的非木材料制成。例如，该芯部12可以形成为由热塑树脂、热固树脂或其他任何需要的塑料材料制成的蜂窝状芯部。在示例的实施例中，该芯部12在从约1/8英寸到约3/8英寸的厚度范围内。可选地，该芯部12可以是其他任何需要的厚度。

该冲击面14可以包括一个或多个基于耐久性、防护水平、减小制造成本和提高芯部12和冲击面14之间粘附力而选择的高性能的纤维和热塑树脂层。该冲击面14可以包括玻璃纤维，包括例如玻璃纤维和编织或非编织的玻璃毡席。例如，该冲击面14可以包括：E玻璃纤维；S玻璃纤维；编织 例如K760或 由HexcelCorporation of Connecticut生产的材料；非编织 织物，例如由Polystrand Corporation of Colorado生产，和任何其他具有需要的防弹道弹丸碎片穿透的材料。该冲击面14还可以包括E玻璃纤维、S玻璃纤维、编织 纤维和非编织Kevlar纤维的任意组合。将会理解的是，其他任何需要的玻璃和非玻璃纤维也可以被使用。

该冲击面14还可以包括热塑树脂，例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等。如果需要，该冲击面14可以形成为具有添加剂，例如紫外抑制剂以提高耐久性、耐火剂和其他任何合意的提高性能或耐久性的添加剂。有利地，在木材基芯部12与冲击面14和背面16两者之一或两者之间的界面使用热塑树脂促进了芯部12与面14和16之间的粘附。

在冲击面14的第一实施例中，该冲击面14可以由布置在一个或多个热塑树脂片或热塑树脂膜上和/或之间的干玻璃纤维制成。在这样的实施例中，纤维和树脂可被加热以使纤维与树脂粘结。

在冲击面14的第二实施例中，可以提供一个或多个有热塑树脂封装或混合于其中的玻璃纤维片。

该背面16可以与该冲击面大体相同，将不独立说明。

衬背层18可以由提供额外防爆和防弹道弹丸碎片穿透的材料制成，例如由芳族聚酰胺纤维形成的材料。在衬背层18的第一实施例中，该衬背层18由 片或膜形成。在衬背层18的第二实施例中，该衬背层18由非编织的 纤维形成。在衬背层18的第三实施例中，该衬背层18可以由编织的 纤维形成，例如K760和 在衬背层18的第四实施例中，该衬背层18可以由其他任何具有所需的防弹道弹丸碎片穿透的片或膜形成。

现在参考图2，图2大体上在附图标记10′处示例了防护复合板的第二实施例的透视图。该示例的复合板10′包括用于封装冲击面14、芯部12、背面16和衬背层18的外层或封装层20。该示例的封装层20由聚丙烯制成。可选地，该封装层20可以由其他任何材料制成，例如任何与冲击面14和背面16的热塑树脂兼容的材料。这样的封装层20保护冲击面14、芯部12、背面16和衬背层18不受环境、例如过度的湿气的负面影响。该示例的复合板10′包括多个槽或提把104，这将在下面具体说明。

该示例的封装层20包括布置在复合板10′宽面上的第一部20A。在示例的实施例中，该封装层20的第一部20A在从约0.002英寸到约0.010英寸的厚度范围内。可以理解的是，该封装层20的第一部20A可以具有其他任何所需的厚度。该示例的封装层20包括围绕复合板10′外周边缘布置的第二部20B。在示例的实施例中，该封装层20的第二部20B在从约1/8英寸到约1/2英寸的厚度范围内。可以理解的是，该封装层20的第二部20B可以具有其他任何需要的厚度。该封装层20还可以包括布置在槽104内表面上的第三部20C。

如果需要，该复合板10′可以在背面16和/或衬背层18和封装层20之间及在冲击面14和封装层20之间提供纤维层22。示例在图1中的该纤维层22是由具有从约1/4盎司每平方码(oz/yd²)到约11/2(一又二分之一)oz/yd²范围的重量的非编织聚酯纤维层。该纤维层22可以由任何其他材料制成，例如任何具有熔点高于聚丙烯封装层20或其他封装层材料的熔点的纤维，并具有任何其他需要的重量。

现在参考图10，图10大体上在10″处示例了防护复合板的第三实施例的示意前视图。该示例的复合板10″与复合板10′基本相同，并包括提把104′这个备选的布置。

在该防护复合板10制造的过程的第一实施例中，冲击面14、芯部12、背面16和衬背层18可以互相邻接地布置成多层，并加压和加热以熔化在面12、16处的热塑树脂，加热的树脂由此将面12、16粘结到芯部12上，并将衬背层18粘结到背面16上。该加压可以提供从约50psi到约150psi范围内的压力和从约300度F到约400度F范围内的热到所述层上。

如果需要，材料的层(也即限定冲击面14、芯部12、背面16和衬背层18的层)可以从连续的辊等处供应，并通过连续加压以形成连续板。这样的连续板然后可以切割成任意需要的长度和/或宽度。

如果需要，冲击面14、芯部12、背面16和衬背层18可以预切成需要的尺寸，例如4英尺×8英尺，并在上面所述的热和压力下进行压制，以形成该复合板10。可选地，该复合板10可以形成为没有衬背层18和/或没有芯部12。

当形成相对较薄的复合板10时，例如具有小于约1/4英寸的厚度的板，芯部12和面层14和16可以供给到压机内，在压力下在压机中加热和压紧，以形成该复合板10，并在从压机中移出时冷却。

当形成相对较厚的复合板10时，例如具有大于约5/8英寸的厚度的板，面层14和16可以首先预热。芯部12和面层14和16然后可以供给到压机内，在压力下在压机中进一步加热和压紧，以形成该复合板10，并在从压机中移出时冷却。厚度在从约1/4英寸到约5/8英寸范围内的复合板10可以既视为相对薄，又可以视为相对厚的复合板10，这依赖于板的专门的热传递属性。将会理解的是，对于厚度范围从约1/4英寸到约5/8英寸的复合板10，本领域技术人员通过常规实验将能够决定需要的形成方法。

当形成封装的复合板10′时，带有封装层20的第一部20A和第二部20B的压制板10′可以放入压机内，在压力下在压机中加热和压紧，以形成该封装的复合板10′，并在从压机中移出时冷却。

表1列出了冲击面14、芯部12、背面16和衬背层材料组合的24个可选实施例，它们中的每一个都限定了复合板10的独特的实施例。该复合板10可以由任何需要的层组合形成。复合板10，例如在表1中列出的典型的板，结合了每个复合层的独特属性，以满足弹道和结构爆炸性能的要求，如同板的使用者可以想要的。将会理解的是，冲击面14、芯部12、背面16和衬背层材料的任何其他需要的组合也可以使用。表1还列出了复合板10的每个实施例的面密度(磅/英尺²)。如在这里使用的，面密度定义为复合板10每单位面积的质量。

例如，复合板10的一个实施例可以由一个或多个S玻璃(带热塑树脂)层、轻木(balsa)层，一个或多个S玻璃(带热塑树脂)层，和芳族聚酰胺层例如 制成。

板10的另外一个实施例可以依次由一个或多个E玻璃(带热塑树脂)层、OSB、一个或多个E玻璃(带热塑树脂)层制成。

板10的另外一个实施例可以依次由：E玻璃层；S玻璃(带热塑树脂)层；OSB层、轻木层或胶合板层；E玻璃层和S玻璃(带热塑树脂)层制成。

板10的另外一个实施例可以依次由：E玻璃层；S玻璃(带热塑树脂)层；OSB层、轻木层或胶合板层；E玻璃层和S玻璃(带热塑树脂)层，和芳族聚酰胺层例如 制成。

板10的另外一个实施例可以依次由一个或多个S玻璃(带热塑树脂)层、轻木层和一个或多个S玻璃(带热塑树脂)层制成。将会理解的是，具有芳族聚酰胺衬背层例如 的防护板，相对于不含芳族聚酰胺衬背层的类似性能的板，可以形成为具有更小的理想的重量。还将理解的是，不含芳族聚酰胺衬背层的防护板相对于含有芳族聚酰胺层的类似性能的板的成本，可以形成为具有较低的成本。

将会理解的是，防护板10可以形成为具有不同于表1所述或本申请以上所述示例板的材料层组合。

表1所列复合板10的实施例的一个优点是达到了美国国家司法研究所标准0101.04(National Institute of Justice(NIJ)Standard0101.04)定义的弹道性能水平。表1所列每个复合板10的实施例的另外一个优点是每个板可以经受和提供来自非常接近的爆炸力的防护，例如类似于来自非常接近于板10的迫击炮的爆炸(如箭头40所指)的爆炸力。

另外一个优点是，用于形成冲击面14和背面16的热塑树脂，例如PP和PE，相对于面14和16采用热固基合成物形成的板，已经表现出能减小制造成本。

另外一个优点是，在面14和16和芯部12之间的界面使用更高含量的热塑树脂已经表现出能促进提高面14和16与芯部12的粘附力。

另外一个优点是，树脂中UV抑制剂的使用表现出能提高板10的耐久性。

表1列出的板10的另外一个优点是，所列的24个实施例中的大多数具有从约2.0psf到约4.25psf范围内的面密度，并且制造板10的成本相对于已知复合板的典型的相关制造的制造成本要更低。

表1列出的板10的另外一个优点是，它们达到了美国材料和试验协会(American Society for Testing and Materials(ASTM))标准ASTM E 1925所述的可燃性标准。

注：下标指示材料层的数量。

B  1/4in轻木

E  E玻璃

H  

K  K760

KP Kevlar聚乙烯

O  1/4in OSB

S  S玻璃

这里描述的板10的不同实施例可以在任何需要的应用中使用，例如帐篷、SEAHUTS、住宅和商业建筑、其他军队和法律实施应用和娱乐应用。例如，当构建的SEAHUTS或其他住宅和商业建筑要求增强的防爆和防弹道弹丸防护时，板10可以替代胶合板或OSB。

现在参考图3，图3大体上在附图标记100处示例了帐篷防弹道系统的第一实施例。该示例系统100包括多个复合板，例如这里描述的板30。该板30可以以任何尺寸和形状提供，例如具有框架116的帐篷114的直立壁的尺寸和形状，更好地在图4中示出。

该板30可以包括多个连接槽102。在图3和5所示的实施例中，该槽102形成为槽102A和102B对。该示例的槽102A和102B邻着板30的外围边缘形成。可以理解的是，可以提供任何需要数量的槽102，例如一个槽、三个槽或三个以上的槽。槽102A和102B可以具有任何需要的长度和宽度。在示例的实施例中，槽102A和102B具有足够长的长度以接收多个条带106尺寸，该内容将在下文中具体描述。同样地，槽102A和102B具有足够宽的宽度以接收具有多种厚度的条带106。可选地，连接槽104、104′的第二和第三实施例各自也可以以任何需要的数量和需要的位置提供在板10、10′、10″和30中。在示例的实施例中，该槽104也可以用作板30的提把。

在示例的实施例中，还提供了条带，例如配合式条带106。该示例的条带106是带锁合带扣107的尼龙网条带。然而可以理解的是，可以使用其他任何合适的条带或配合设备，例如带勾和环型扣件的条带，带联接件的条带，例如那些被攀岩者普遍使用的，或塑料锁合条带。

如图3和5最好示出的，板30的槽102A和102B和条带106共同限定连接系统108。在示例的实施例中，该系统108还包括辅助的竖向件112，其将在下面具体说明。在操作时，如图3和5最好示出的，该条带106可以插入通过槽102A，围绕帐篷114的任何直立的框架件110，通过槽102B，并进入条带紧固机构例如带扣107。该条带106然后可以紧固，从而使得板30贴身地配合在帐篷框架116的直立框架件110上。邻接的板30可以同样地连接到任何需要的直立件110上，如在图5中最好示出的。在这里使用时，直立定义为基本垂直于大地或其他其上盖帐篷114的表面。

如果需要，板30可以邻接帐篷114的顶面118安装。例如，条带106可以插入通过槽104并围绕水平框架件或横梁120，如图3所示。

通过使用连接系统108，板30可以快速地连接到现存的帐篷框架116上。该板30还可以连接到现存的帐篷框架116上而无需额外的工具。然而可以理解的是，连接系统108的条带106还可以从帐篷框架116上快速地解开或分开而无需额外的工具。

有利地，连接系统108显示为用于减小作用于板30上的局部爆炸压力。如在图3和5-7中最好示出的，具有两个槽102A和102B的连接系统108允许板30贴合地紧固到帐篷框架116上。该系统108还允许在动态爆炸负荷事件过程中运动。例如，在示例的实施例中，条带106被拉紧以将板30连接到帐篷框架116的直立件110上，如图3和5-7所示的。这样的系统108，在如这里所述那样组装时，当条带106响应爆炸负荷而屈服时，允许邻接的板30从该板30所连接的直立件110推离，如箭头40所指。在响应于这样的爆炸负荷的过程中，当从上面看时，该邻接的板30的条带106向内延伸并形成大致“X”形，如图8所示。通过响应于如这里所述的爆炸负荷，该系统108提高了板30和它们所连接到的框架的周期或振动响应，并将作用在板30及它们所连接的框架上的爆炸压力减小了所施加的爆炸压力的约50％到约20％。该系统还减小了作用于帐篷框架116上的膜力或爆炸压力。

帐篷或多个帐篷例如图4中所示的帐篷114，可能存在用于连接板30的直立件110数量不足的情况，例如在帐篷114的门口附近。这种情况下，额外的直立延长件，如图8中110A所示，可以提供用作连接系统108的组件。该直立件112可以包括在其低端112A的基盘113。该基盘113可以包括一个或多个用于接收销或桩以将直立件112安装到大地上的孔122。直立件112的上侧端112B可以具有勾，例如大体“U”形的勾124，用于将件112连接到水平的横梁上，例如横梁120。一个或多个人可以简单地提升该件112，以使勾124与水平横梁120配合，从而允许在没有工具、没有梯子和没有改变或变动帐篷框架116的情况下连接该件112。

所述板可以制造为任何需要的长度和宽度，并因此可以制造以适应任何尺寸的帐篷和帐篷框架116。

在示例的实施例中，所述板安装在帐篷114的里面，也即在帐篷布下面，从而在战斗环境中不为敌人所见。放置在帐篷内部还保护了板30，使其免受潜在的环境损坏(也即来自湿气和UV辐射)，从而提供其耐久性。

图2、3和5所示的复合板的一个优点在于，形成在每个复合板30外周缘附近的连接槽102和/或104及条带106的组合，允许将板30快速连接到现存的帐篷框架116上，例如由四个人在30分钟以内。此外，板30足够轻地由四个人携带，所述四个人例如为具有如在MIL-STD-1472F，1999中讨论的人体特性在第5百分位(fifthpercentile)的四个女人。

示例的复合板30的另外一个优点在于该板30可以在直立帐篷框架件110之间跨越典型的距离例如8英尺，而无需中间的或额外的直立支撑。

另外一个优点在于在多个帐篷114处于互相十分靠近的竖立位置中时，帐篷114可以布置为使得在一个帐篷114里的复合板30可以为相邻帐篷114里的居住者提供额外的防弹道和防爆保护。

可以理解的是，板10、10′和30可以用于其他类型的可能要求防爆和/或防弹道弹丸的临时、半永久或永久建筑中。这种建筑的例子包括集装箱住宅单元、集装箱医疗单元、集装箱机械、卫生设施、发电系统、空气束帐篷、诸如建筑拖车的拖车单元、用于住宅和/或工作区域的移动的家、模块建筑、传统木框架建筑和SEAHUTS。

用于防爆和防弹道的复合板的操作的原则和模式已经在其不同实施例中说明。然而，需要注意的是，这里描述的用于防爆和防弹道的改进的多功能复合板可以以不同于专门示例和说明的方式而不脱离其范围的方式实现。

防弹道和防爆的防护复合板以及防弹道和防爆系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。