防弾チョッキはどの程度防弾なのでしょうか?

2017年8月、ニューヨーク市警察の30歳の警察官が、精神的に取り乱した29歳の男性に関する通報に応じた際に射殺された。グエン容疑者がスクデオ容疑者が立てこもっていた寝室のドアに近づくと、腕を１回、防弾チョッキを２回、計３回撃たれた。彼は生き残った。ニューヨーク市警のジェームス・オニール警察本部長は襲撃後、「彼のベストは間違いなく彼の命を救った」とツイートした。

2016年、フロリダ州タンパに住む23歳のホアキン・メンデスが胸を銃で撃たれて死亡した。地元住民によると、メンデスさんは椅子に座り、防弾チョッキを着て、効果があるのか​​と疑問に思ったという。彼の友人である24歳のアレクサンドロ・ガリバルディは、それを知るためにピストルを取り出し、ベストを撃った。弾丸はベストを貫通し、メンデスさんは死亡した。

これら 2 つの物語が示すように、防弾チョッキは確かに命を救いますが、必ずしも防弾または完璧であるとは限りません。防弾チョッキは時間の経過とともに劣化し、故障する可能性がありますか?

まず、ちょっとした歴史

初期の防弾チョッキは主に、 ケブラーとして知られるポリパラフェニレン テレフタルアミドで作られていました。 1960 年代初頭にデュポン社で働く化学者、ステファニー クレックによって発明されました。

デュポンはすでにナイロンとスパンデックスを発明しており、次世代の高性能繊維を模索していました。合成繊維はポリマー、つまりサブユニットの繰り返しで構成された大きな分子で作られ、効果的に分子の鎖を形成します。たとえば、ナイロンは、有機化合物である と、Jell-O によく含まれる成分である から作られたポリマーです。ケブラーは、抗酸化剤や染料としてよく使用される分子から作られています。

クウォレックが発見したものは最終的にケブラーとなり、タイヤ、レーシングセイル、防弾チョッキに応用されることになります。

今日の防弾チョッキはポリエチレン繊維で作られています。ポリエチレン繊維は、買い物袋、おもちゃ、プラスチック製のゴミ箱など、私たちが使用するほぼすべてのものに使われている人気のあるプラスチックポリマーです。ポリエチレン繊維 (「PE」と呼ばれる) は、ケブラーよりも安価で強力な防護ベストの胴部を形成するために層状に織られています。 1989 年に、AlliedSignal はケブラーの競合製品を開発し、それを Spectra Shield と名付けました。ポリエチレン繊維はもともと帆布に使用されていましたが、現在では従来のケブラーと並んで防弾チョッキに使用される、より軽くて丈夫な不織布素材の製造に使用されています。

銃ごとに異なるベスト

防弾チョッキの製造会社である の社長兼創設者であるトム・ナードン氏によると、ベストの内側の層は弾の速度を超音速以下、つまり音速よりも速い速度まで下げるように設計されているため、繊維が弾丸の速度を下げる時間を確保できるという。弾丸に反応し、弾丸に靭性を発揮します。層が多いほど、または層の織り密度が高いほど、繊維の靭性（繊維の強度と破断する前にどれだけ曲がるかの尺度）が大きくなり、弾丸を阻止する能力が高くなります。

ほとんどのピストルは音速をわずかに上回る速度で弾丸を発射します。 9mm の弾丸は毎秒約 984 フィート (380 メートル) で移動します。これは音速よりも約 164 フィート/秒 (50 メートル/秒) 速くなります。ショットガンのスラッグの移動速度はさらに遅くなります。優れたベストは、9 mm の弾丸や散弾銃の砲弾の速度をその繊維の靭性を利用できるレベルまで下げるために一生懸命働く必要はありません。

しかし、ライフルの弾丸となると全く別の問題となる。推進剤の粒子と品質にもよりますが、 AR-15から発射された弾丸はおよそ 3,300 フィート/秒 (1,005 メートル/秒) で飛行します。これは音速のほぼ3 倍です。その弾丸を止めるには、はるかに高密度の弾道繊維が必要になります。

「超音速弾には弾丸を粉々に砕くプレートが必要だ」とナルドン氏は言う。ライフルの弾丸を止めるために設計されたほとんどのベストは、弾丸を細かく砕いて捕捉するために、セラミックとポリエチレンで作られた高密度のインサートプレートでバックアップされています。

「PE ベストに（ライフルの）弾が付いていると、その弾丸は音速よりも速く進み、ベストが壊れるまで貫通するでしょう」とナルドン氏は言う。

ベストの素材自体も、さまざまな理由で破損しやすいものです。たとえば、ケブラーは、人間の汗に含まれる塩などの塩分にさらされると劣化します。ケブラー製の防弾チョッキを着用した状態で長く努力すればするほど、つまり何年にもわたって失敗する可能性が高くなります。 PE で作られたベストも、紫外線にさらされると時間の経過とともに劣化します。

「ベストの耐用年数は5年です。時々、人々は古い中古ベスト、主に警察の作業用ベストを購入しますが、（当時は）それほど高いレベルの保護がなかったのです」とナルドン氏は言う。