防彈衣專(zhuān)利技術(shù)綜述

摘 要：防彈衣是一種重要的個(gè)體防護(hù)裝備，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，槍支彈藥等武器性能的提高，防彈衣在軍用、警用等領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨重要，防彈衣的研制也得到了各國(guó)的重視，涌現(xiàn)出了越來(lái)越多高質(zhì)量的專(zhuān)利技術(shù)。本文試圖通過(guò)對(duì)防彈衣的IPC分類(lèi)號(hào)及專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，簡(jiǎn)要分析防彈衣的發(fā)展趨勢(shì)，梳理領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)發(fā)展歷程。

關(guān)鍵詞： 防彈衣；纖維；專(zhuān)利

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.168

1 防彈衣的概況

防彈衣是能吸收和耗散彈頭、破片動(dòng)能，阻止穿透，有效保護(hù)人體受防護(hù)部位的一種服裝，是個(gè)體防護(hù)裝備的重要組成部分。我國(guó)是世界上最早使用盔甲的國(guó)家之一，早在宋朝沈括的《夢(mèng)溪筆談》中就有關(guān)于鋼盔鎧甲的記載。[1] 1942年10月，英軍首先研制成功了由高錳鋼板組成的防彈背心，而在1945年，美軍研制成功鋁合金與高強(qiáng)尼龍組合的防彈背心[2]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料新技術(shù)的涌現(xiàn)，現(xiàn)代的防彈衣也具備了更加出色的防護(hù)性能。目前，防彈衣可以分為軟體、硬體和軟硬復(fù)合體三種，比如以Kevlar、Twaron、Spectra等高性能纖維制備而成的軟體防彈衣，以超強(qiáng)鋁合金、氧化鋁、碳化硅等硬質(zhì)非金屬材料為主體的硬體防彈衣，以及以軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料結(jié)合而形成的復(fù)合型防彈衣[3]-[6]。

2 防彈衣的專(zhuān)利基礎(chǔ)狀況

關(guān)于防彈衣的專(zhuān)利文獻(xiàn)主要位于IPC分類(lèi)號(hào)F41H1/02（鎧裝的或防彈的外衣；合成的防護(hù)織品）下。由中國(guó)人民解放軍總后軍需裝備研究所于1989年11月16日申請(qǐng)的并于1991年1月9日公開(kāi)的公開(kāi)號(hào)為CN2069099U的《尼龍-鋼復(fù)合西服式防彈背心》是較早的國(guó)內(nèi)申請(qǐng)。雖然中國(guó)關(guān)于防彈衣的研究起步較晚，杜邦公司，霍尼韋爾國(guó)際公司等防彈衣巨頭的申請(qǐng)數(shù)量仍然占了較大的比例，但我們?nèi)匀豢梢钥吹剑瑖?guó)內(nèi)防彈衣的發(fā)展是較為迅速，寧波榮溢化纖科技有限公司、中國(guó)人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所、重慶盾之王實(shí)業(yè)有限公司等國(guó)內(nèi)公司、科研院所在防彈衣專(zhuān)利上也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。從DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索也可以看出，中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)量緊跟在美國(guó)之后，位居第二。

以DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)國(guó)內(nèi)外防彈衣專(zhuān)利進(jìn)行進(jìn)一步的分析。在2000年到2005年期間，防彈衣的專(zhuān)利年申請(qǐng)量較為平穩(wěn)，從2006年起，公開(kāi)的防彈衣專(zhuān)利量有了較大的漲幅，到2014年，一年所公開(kāi)的專(zhuān)利量已超過(guò)200件，防彈衣的專(zhuān)利量總體是呈增長(zhǎng)趨勢(shì)的，并從2011年至今維持在一個(gè)較高的水平上。

在上世紀(jì)60年代由杜邦公司研制成功的Kevlar纖維，其強(qiáng)度是同等重量鋼的五倍，目前已經(jīng)成為防彈衣的首選纖維。此外，通過(guò)制備復(fù)合材料，研發(fā)新的加工工藝，開(kāi)發(fā)新的編織或裁減方法來(lái)增強(qiáng)防彈衣的防彈性能，制備具有多種性能的、適應(yīng)不同條件的防彈衣也是目前的趨勢(shì)之一。例如湖南中泰特種裝備有限責(zé)任公司于2003年9月16日申請(qǐng)并于2004年10月20日公開(kāi)的公開(kāi)號(hào)為CN1537988A的發(fā)明名稱(chēng)為“高強(qiáng)高模聚乙烯纖維單取向預(yù)浸帶的連續(xù)制備方法”專(zhuān)利中，就是將通過(guò)高強(qiáng)高模聚乙烯纖維粘合而成的多層預(yù)浸帶交錯(cuò)復(fù)合制得單取向的復(fù)合材料，成為軟質(zhì)防彈衣的核心材料。而在公開(kāi)號(hào)為CN102519309A的發(fā)明名稱(chēng)為“一種軟質(zhì)防刺防彈材料及制備方法”的專(zhuān)利申請(qǐng)中，就是利用多層纖維單取向預(yù)浸帶交叉復(fù)合為三明治結(jié)構(gòu)而組成一種軟質(zhì)防刺防彈材料，每層為高強(qiáng)高模纖維單取向預(yù)浸帶正交復(fù)合為基礎(chǔ)單位，由三個(gè)基礎(chǔ)單元組成，相鄰單元的交叉角為0～90°疊加復(fù)合，并且在每層的兩側(cè)用嵌段膠粘劑粘合有機(jī)薄膜。

近年來(lái)還出現(xiàn)了一種新型防彈衣——液體防彈衣，這種防彈衣是在Kevlar纖維里加入一種“黏稠液體”，這種液體對(duì)低速物體沒(méi)有反應(yīng)，但卻能夠?qū)Ω咚傥矬w迅速作出反應(yīng)從而起到防護(hù)作用。若高速來(lái)襲的子彈一旦接觸到這種液體防彈衣，“黏稠液體”便會(huì)立即從柔軟變?yōu)閳?jiān)硬，從而吸收子彈的沖擊能量。由杜邦公司申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?00680022343.1發(fā)明名稱(chēng)為“具有應(yīng)變相應(yīng)的粘性液體聚合物的織物”的專(zhuān)利申請(qǐng)，公開(kāi)的就是這樣一種神奇的“液體防彈衣”。液體防彈衣中的“黏稠液體”實(shí)際上就是具有應(yīng)變響應(yīng)的粘性液體聚合物，例如乙烯/丙烯酸甲酯共聚物，聚（丙酸依稀酯）和聚（甲基丙烯酸已酯）。

3 防彈衣的發(fā)展展望

隨著武器裝備的提升，未來(lái)對(duì)防彈衣的性能要求也會(huì)隨之提高。而除了防彈性能以外，對(duì)防彈衣的防水性能、阻燃性能、舒適性等也會(huì)有更高的要求，防彈衣的品種、款式更趨多樣化，外套材料也會(huì)不斷地改進(jìn)，防彈層也會(huì)更趨輕量化[7]-[9]。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃獻(xiàn)聰.防彈衣概述[J].中國(guó)個(gè)體防護(hù)裝備，2003（05）：22-23.

[2]王榮，李勇.防彈衣的前世今生[N].中國(guó)國(guó)防報(bào)， 2014（15）.

[3]周?chē)?guó)泰.防彈衣及防彈機(jī)理[J].現(xiàn)代軍事，1998（12）：43-45.

[4]羅志成.現(xiàn)代防彈衣的特點(diǎn)及其防護(hù)性能[J].警察技術(shù)，2006， （05）：61.

[5]劉鋒等.防彈衣的性能與發(fā)展趨勢(shì)[J].山西高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)， 2004，12（04）：61-63.

[6]王書(shū)勤等.外軍防彈衣系列報(bào)道之三：各具特色的防彈衣[J]. 輕兵器，2001（08）：30-32.

[7]夏羽等.防彈衣的服用發(fā)展趨勢(shì)[J].防護(hù)裝備技術(shù)研究， 2013（04）：12-14.

[8]趙凱等.防彈衣的發(fā)展?fàn)顩r及改進(jìn)理論可行性分析[J].國(guó)防科技， 2012，33（06）：58-61.

[9]方心靈等.女士防彈衣的研究[J].防護(hù)裝備技術(shù)研究，2015（04）： 5-8.

作者簡(jiǎn)介：李湘穎（1989-），女，廣東廣州人，碩士，研究實(shí)習(xí)員。