JP2008504142A - Method for producing adhesive mixture and impact composite material using the mixture - Google Patents

Method for producing adhesive mixture and impact composite material using the mixture Download PDF

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Abstract

本発明は、拳銃等から発射される弾丸の貫通を制限する耐衝撃性を改良する複合積層構造体に使用される接着剤配合物に関する。該複合積層構造体は複数の衝撃用基材層(例えば、ポリアラミド層又はオレフィン層等)、及び衝撃吸収性の接着性樹脂又は本発明による接着剤配合物を含有する。接着剤配合物は次の成分を含有する:1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂、約0.5〜約100のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー又は約0.5〜約350のメルトインデックスを有するオレフィン−ビニルアセテートコポリマー、約20〜200の酸価を有する酸性ロジン、約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス、及び約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス。本発明は、本発明による複合積層構造体から製造される鎧、盾及びヘルメットにも関する。  The present invention relates to an adhesive formulation used in a composite laminate structure that improves impact resistance that limits the penetration of bullets fired from handguns and the like. The composite laminate structure contains a plurality of impact base layers (for example, a polyaramid layer or an olefin layer) and an impact-absorbing adhesive resin or an adhesive composition according to the present invention. The adhesive formulation contains the following components: an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1-100, an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 100, or An olefin-vinyl acetate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 350, an acidic rosin having an acid number of about 20 to 200, a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80 to 120 ° C, and about 55 to 90 ° C. A low melting point wax having a melting point of The invention also relates to armor, shields and helmets made from the composite laminate structure according to the invention.

Description

本発明は衝撃吸収性の接着性樹脂に関する。該接着性樹脂を衝撃用基材(ballistic substrate)上へ塗布するか又は該接着性樹脂を用いて衝撃用基材の複合材を形成させることによって該基材の耐衝撃性は改良される。本発明は、衝撃用基材と衝撃吸収性の接着性樹脂を具有する複合積層構造体(composite laminar structure)にも関する。   The present invention relates to an impact-absorbing adhesive resin. The impact resistance of the substrate is improved by applying the adhesive resin onto a ballistic substrate or using the adhesive resin to form a composite of the impact substrate. The present invention also relates to a composite laminar structure having an impact base material and an impact-absorbing adhesive resin.

本発明は、衝撃防護製品、例えば、戦闘兵士用の衝撃防護具(鎧)等の提供に向けられたものである。本発明は衝撃用基材、例えば、ポリアラミド繊維及び/又は細長化オレフィン繊維、又は複合積層構造体に成形されたこれらの繊維層であって、改良された耐衝撃性を示す基材、並びにこれらの衝撃用基材の積層化に使用される耐衝撃性及び/又は耐破壊性を示す接着性樹脂にも関する。複合積層構造体は広範囲の用途(例えば、艦船の乗組員によって使用される防護用の鎧やヘルメット、戦車用盾並びに歩兵用の鎧、ヘルメット及び盾等)に供してもよい。   The present invention is directed to the provision of impact protection products, for example, impact protection (armor) for combat soldiers. The present invention relates to impact substrates, such as polyaramid fibers and / or elongated olefin fibers, or these fiber layers molded into a composite laminate structure, which exhibit improved impact resistance, and these The present invention also relates to an adhesive resin exhibiting impact resistance and / or fracture resistance, which is used for laminating a base material for impact. The composite laminate structure may be subjected to a wide range of applications (eg, protective armor and helmet, tank shields and infantry armor, helmets and shields used by ship crew).

耐衝撃性基体を複合積層構造体へ成形するために使用される衝撃吸収性の接着性樹脂は、金属パネル又はセラミックパネルを衝撃用基材又は自動車や航空機へ、例えば、ドアパネルや屋根パネル等として接合させることによって、これらのパネルの耐衝撃性を増大させるために使用してもよい。本発明は、複合積層構造体、鎧及びヘルメット等の製造法、並びに自動車や航空機用の金属パネルやセラミックパネルの耐衝撃性の改良法にも関する。   The shock-absorbing adhesive resin used to form an impact-resistant substrate into a composite laminate structure is a metal panel or ceramic panel used as an impact base material or automobile or aircraft, for example, as a door panel or roof panel. It may be used to increase the impact resistance of these panels by bonding. The present invention also relates to a method for manufacturing a composite laminated structure, an armor, a helmet, and the like, and a method for improving the impact resistance of metal panels and ceramic panels for automobiles and aircraft.

関連する分野において長い間未解決となっている問題は、発射体に対する必要な防護性(即ち、耐衝撃性)を発揮すると共に戦闘兵士にとってかぶり心地の良いヘルメットを提供することである。このようなヘルメットは着用者に対して最大の防御機能を発揮すべきであるが、この要求は、過度に重くなくて種々のサイズの頭に適合するヘッドギアであって、着用者の活動を妨げず、しかも長時間にわたって比較的かぶり心地の良いヘッドギアにおいて達成されなければならない。現時点では、ヘルメットは弾丸に対して最小限の耐性(即ち、弾丸の貫通がなく、その侵徹深度が44mmを越えないような耐性)を発揮しなければならない。   A problem that has long been unsolved in the related field is to provide a helmet that provides the necessary protection (i.e., impact resistance) against the projectile and is comfortable for combat soldiers. Such a helmet should provide maximum protection to the wearer, but this requirement is a headgear that is not overly heavy and fits heads of various sizes, hindering the wearer's activity. In addition, it must be achieved in a headgear that is relatively comfortable for a long time. At present, helmets must exhibit minimal resistance to bullets (i.e., resistance to no bullet penetration and depth of penetration not exceeding 44 mm).

現在では、ヘルメットはポリアラミド[例えば、ケブラー(Kevlar)(登録商標)]の織物繊維から製造されており、一般的には、10〜60個の織布繊維層又は不織布繊維層を有しており、これらの層の隣接層は、該隣接層を接着する接着剤層を介して交互に積層される。接着層はヘルメットの薄い外殻(例えば、ポリエステル、ポキシ若しくはポリビニルブチラールのプレプレグ熱硬化(フェノール性)外殻又はポリビニルエステルのプレプレグ熱硬化外殻)の内部に存在する。防護ヘルメットの製造に使用される該繊維層の数は、戦闘兵士にとってかぶり心地の良い重さ(現在では、約3ポンド)によって制限される。   Currently, helmets are manufactured from woven fibers of polyaramid [eg, Kevlar®] and typically have 10-60 woven or non-woven fiber layers. Adjacent layers of these layers are alternately stacked via an adhesive layer that bonds the adjacent layers. The adhesive layer is present inside the thin outer shell of the helmet (eg, a polyester, poxy or polyvinyl butyral prepreg thermoset (phenolic) shell or a polyvinyl ester prepreg thermoset shell). The number of fiber layers used in the production of protective helmets is limited by the weight that is comfortable for combat soldiers (currently about 3 pounds).

従来技術における別の問題は、ケブラーの常套の加工処理はコスト高であって、時間集約的であるということである。例えば、従来技術によるケブラー製クロスの熱硬化性プレプレグにおいては、 耐衝撃性複合材を形成させるためには、約30分間の硬化時間が必要である。この結果、硬化時間に起因して、製造速度が遅くなり、製造コストが高くなる。   Another problem in the prior art is that conventional Kevlar processing is costly and time intensive. For example, a Kevlar cloth thermosetting prepreg of the prior art requires a curing time of about 30 minutes to form an impact resistant composite. As a result, due to the curing time, the production speed becomes slow and the production cost becomes high.

従って、軽量で、弾丸衝撃に対して優れた耐性を示すと共に、容易に製造できる(例えば、比較的低い熱と圧力下でのニードリング及び/又は比較的短い製造時間で製造できる)複合積層構造体を提供することが要請されている。   Thus, a composite laminate structure that is lightweight, exhibits excellent resistance to bullet impact, and can be easily manufactured (eg, can be manufactured with a relatively low heat and pressure needling and / or a relatively short manufacturing time). It is requested to provide a body.

さらに、改良された複合積層構造体(例えば、現在入手しうる同じ重さ又はこれよりも重い防護ヘルメットに比べて、弾丸衝撃に対してより高い耐性を示す防護ヘルメット)の提供が要請されている。この種のヘルメットは、防護ヘルメットに対して要求される重さと弾丸衝撃に対する耐性に関する要件を満たすか又はこのような要件を凌駕すべきである。   In addition, there is a need to provide improved composite laminate structures (eg, protective helmets that are more resistant to bullet impacts than currently available protective helmets of the same weight or heavier). . This type of helmet should meet or exceed the requirements for weight and resistance to bullet impact required for protective helmets.

本発明は、当該分野における上記の課題を解決するためになされたものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems in the field.

本発明は、衝撃吸収性の接着性樹脂配合物を衝撃用基材上に塗布するか又はこれらの複合材を形成させることによって、該衝撃吸収性の接着性樹脂が該衝撃用基材の耐衝撃性を改良するという発見に基づくものである。   In the present invention, the impact-absorbing adhesive resin is applied to the impact substrate by applying the impact-absorbing adhesive resin composition on the impact substrate or forming a composite material thereof. It is based on the discovery of improving impact properties.

本発明の1つの観点は、特定の種類の接着剤配合物(例えば、ホットメルト接着剤配合物)であって、衝撃用基材(例えば、隣接して位置する衝撃用基材)、例えば、ポリアラミド基材層を接着させるために使用される接着剤配合物に向けられる。得られる複合積層構造体は、弾丸衝撃に対して著しく改良された耐性を発揮する。ポリアラミド製複合積層構造体は、熱硬化性樹脂を用いて硬化しなければならない構造体とは異なり、雄型/雌型成型法により熱可塑的に造形することができる(例えば、鎧、ヘルメット又はその他の所望の防護用造形品を製造することができる)。あるいは、複合積層構造体(例えば、ポリアラミド製複合積層構造体)はセラミックパネル(例えば、ハムベー(Humvee)のような自動車の打撃面、又はヘリコプター若しくは固定翼のような航空機の打撃面)を接合させるために使用される金属パネルへ適用することができ、これにより、例えば、破壊運動量と散逸運動量によって耐衝撃性が改良される   One aspect of the present invention is a specific type of adhesive formulation (eg, a hot melt adhesive formulation) that includes an impact substrate (eg, an adjacent impact substrate), such as It is directed to an adhesive formulation that is used to adhere a polyaramid substrate layer. The resulting composite laminate structure exhibits significantly improved resistance to bullet impact. Unlike a structure that must be cured using a thermosetting resin, a polyaramid composite laminate structure can be molded thermoplastically by male / female molding methods (eg, armor, helmet or Other desired protective shaped articles can be manufactured). Alternatively, a composite laminate structure (eg, a polyaramid composite laminate structure) joins ceramic panels (eg, an automobile striking surface such as a Humvee or an aircraft striking surface such as a helicopter or fixed wing). Can be applied to the metal panels used to improve the impact resistance, for example by breaking momentum and dissipation momentum

1つの態様においては、ポリアラミド又は延伸/細長化オレフィン層は、本発明によるホットメルト接着剤配合物で接着させた平織又は不織ポリアラミド及び/又はオレフィン繊維から形成させることができる。ホットメルト接着剤配合物は下記の5種の成分から調製される:
(i)約1〜100のメルトインデックスを有するアクリル酸、メタクリル酸又は無水マレイン酸とオレフィンとのコポリマー又はターポリマー、
(ii)低メルトインデックスを有するアクリレート−オレフィンコポリマー又はメタクリレート−オレフィンコポリマー、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン、
(iv)高融点酸化オレフィンワックス、及び
(v)低融点を有する長鎖脂肪酸ワックス。
付加的な成分、例えば、当該分野において既知の酸化防止剤、UV防止剤、難燃剤及び補強充填剤等を添加してもよい。一般的には、これらの付加的成分の含有量は約0.1〜20重量部である。
In one embodiment, the polyaramid or stretched / elongated olefin layer can be formed from plain woven or non-woven polyaramid and / or olefin fibers bonded with a hot melt adhesive formulation according to the present invention. Hot melt adhesive formulations are prepared from the following five components:
(I) a copolymer or terpolymer of acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride and an olefin having a melt index of about 1 to 100;
(Ii) an acrylate-olefin copolymer or methacrylate-olefin copolymer having a low melt index,
(Iii) an acidic rosin having an acid value of about 20 to 200,
(Iv) a high melting point olefin oxide wax, and (v) a long chain fatty acid wax having a low melting point.
Additional components, such as antioxidants, UV inhibitors, flame retardants and reinforcing fillers known in the art may be added. Generally, the content of these additional components is about 0.1 to 20 parts by weight.

別の実施態様においては、複合積層構造体は、接着剤配合物で接着された少なくとも2つの衝撃用基材を具有する。接着剤配合物は下記の5種の成分から調製される:
(i)1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%、
(ii)約0.5〜約100のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー又は約0.5〜350のメルトインデックスを有するオレフィン−ビニルアセテートコポリマー約3〜70重量%、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン約3〜40重量%、
(iv)約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%、及び
(v)約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス約1〜20重量%。
In another embodiment, the composite laminate structure comprises at least two impact substrates bonded with an adhesive formulation. The adhesive formulation is prepared from the following five components:
(I) about 20 to 90% by weight of an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100;
(Ii) about 3 to 70% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 100 or an olefin-vinyl acetate copolymer having a melt index of about 0.5 to 350;
(Iii) about 3-40% by weight of acidic rosin having an acid number of about 20-200,
(Iv) about 1-20% by weight of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80-120 ° C. and (v) about 1-20% by weight of a low melting point wax having a melting point of about 55-90 ° C.

さらに別の態様においては、オレフィン若しくはポリアラミドの繊維又は繊維層を具有するポリアラミド織物又は線状延伸オレフィン織物は接着剤配合物によって接着される。接着剤配合物は下記の5種の成分から調製される:
(i)1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%、
(ii)約0.5〜約100のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー約3〜70重量%、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン約3〜40重量%、
(iv)約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%、及び
(v)約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス約1〜20重量%。
In yet another aspect, polyaramid fabrics or linear stretched olefin fabrics having olefin or polyaramid fibers or fiber layers are bonded together by an adhesive formulation. The adhesive formulation is prepared from the following five components:
(I) about 20 to 90% by weight of an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100;
(Ii) about 3 to 70% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 100;
(Iii) about 3-40% by weight of acidic rosin having an acid number of about 20-200,
(Iv) about 1-20% by weight of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80-120 ° C. and (v) about 1-20% by weight of a low melting point wax having a melting point of about 55-90 ° C.

また、別の態様においては、下記の5種の成分から調製される:
(i)1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%、
(ii)約0.5〜約100のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー約3〜70重量%、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン約3〜40重量%、
(iv)約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%、及び
(v)約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス約1〜20重量%。
In another embodiment, it is prepared from the following five components:
(I) about 20 to 90% by weight of an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100;
(Ii) about 3 to 70% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 100;
(Iii) about 3-40% by weight of acidic rosin having an acid number of about 20-200,
(Iv) about 1-20% by weight of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80-120 ° C. and (v) about 1-20% by weight of a low melting point wax having a melting point of about 55-90 ° C.

他の態様においては、複合積層構造体は、約1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂で複合積層構造体として一体化された少なくとも2つの衝撃用基材を具有する。   In another aspect, the composite laminate structure comprises at least two impact substrates integrated as a composite laminate structure with an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of about 1-100.

さらに別の態様においては、積層構造体は、剥離シート上に被覆された衝撃吸収性の接着性樹脂(メルトインデックス:約1〜100)を具有する。   In yet another embodiment, the laminated structure has an impact-absorbing adhesive resin (melt index: about 1 to 100) coated on a release sheet.

さらにまた別の態様においては、積層構造体は剥離シート上に被覆された接着性樹脂を具有する。該接着性樹脂は下記の5種の成分を含有する:
(i)1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%、
(ii)約0.5〜約100のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー又は約0.5〜350のメルトインデックスを有するオレフィン−ビニルアセテートコポリマー約3〜70重量%、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン約3〜40重量%、
(iv)約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%、及び
(v)約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス約1〜20重量%。
In still another embodiment, the laminated structure has an adhesive resin coated on a release sheet. The adhesive resin contains the following five components:
(I) about 20 to 90% by weight of an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100;
(Ii) about 3 to 70% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 100 or an olefin-vinyl acetate copolymer having a melt index of about 0.5 to 350;
(Iii) about 3-40% by weight of acidic rosin having an acid number of about 20-200,
(Iv) about 1-20% by weight of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80-120 ° C. and (v) about 1-20% by weight of a low melting point wax having a melting point of about 55-90 ° C.

さらに別の態様においては、1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂を衝撃用基材上に塗布する工程を含む複合積層構造体の製造方法が提供される。   In yet another aspect, a method for producing a composite laminate structure is provided that includes a step of applying an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100 onto an impact base material.

本明細書における前記の一般的な説明及び以下の詳細な説明は本願発明を例示的に説明するものであり、以下においては、特許請求の範囲に記載の発明をさらに詳細に説明する。   The foregoing general description and the following detailed description in the present specification illustrate the present invention in an illustrative manner, and the invention described in the claims is described in further detail below.

本発明のいくつかの態様を添付図に例示する。これらの図面において、同じ番号は類似の要素を示す。   Several aspects of the invention are illustrated in the accompanying drawings. In these drawings, the same numbers indicate similar elements.

図1A及び1Bは、本発明の一態様によるホットメルト接着剤配合物を用いて複合構造体を製造する態様を説明する模式図である。
図2は、本発明の別の態様による複合積層構造体の製造工程を示す流れ図である。
図3は、本発明の実施例によるホットメルト接着剤配合物の変調示差走査測熱法(DSC)のチャートを示す。
図4は、本発明の実施例によるホットメルト接着剤配合物の粘度ダイヤグラムを示す。
1A and 1B are schematic diagrams illustrating an embodiment for producing a composite structure using a hot melt adhesive formulation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing process of a composite laminated structure according to another aspect of the present invention.
FIG. 3 shows a modulated differential scanning calorimetry (DSC) chart of a hot melt adhesive formulation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the viscosity diagram of a hot melt adhesive formulation according to an example of the present invention.

本発明においては、衝撃吸収性の接着性樹脂は、該樹脂を用いて複合積層構造体を形成させることによって、衝撃用基材の耐衝撃性を改良するために使用される。衝撃用基材は織布若しくは不織布又は繊維材料、例えば、アラミド繊維(例えば、芳香族ポリアミド)から成る有機フィラメントを含むポリアラミド繊維、例えば、「ケブラー」アラミド、「ヘラクロン(Heracron)」アラミド又は「トゥワロン(Twaron)」アラミドを具有する。この種の基材には、例えば、ポリ(m−キシリレンアジパミド)、ポリ(p−キシリレンセバカミド)、ポリ(2,2,2−トリメチル−ヘキサメチレンテレフタラミド)、ポリ(ピペラジンセバカミド)、ポリ(メタフェニレンイソフタラミド)(「ノメックス(Nomex)」)、ポリ(p−フェニレンテレフタラミド)(「ケブラー」)及び延伸/細長化繊維、例えば、オレフィン繊維(「スペクトラ(Spectra)」(登録商標)等が含まれる。   In the present invention, the impact-absorbing adhesive resin is used to improve the impact resistance of the impact base material by forming a composite laminate structure using the resin. The impact substrate can be a woven or non-woven fabric or a fiber material, for example polyaramid fibers comprising organic filaments made of aramid fibers (eg aromatic polyamide), for example “Kevlar” aramid, “Heracron” aramid or “Twaron” (Twaron) ”with aramid. Examples of this type of substrate include poly (m-xylylene adipamide), poly (p-xylylene sebacamide), poly (2,2,2-trimethyl-hexamethylene terephthalamide), poly (Piperazine sebacamide), poly (metaphenylene isophthalamide) ("Nomex"), poly (p-phenylene terephthalamide) ("Kevlar") and drawn / slendered fibers such as olefin fibers ( “Spectra” (registered trademark) and the like are included.

また、この種の基材には、ポリ(p−フェニレン−2,6−ベンゾビスオキサゾール)(PBO)の硬質ロッド鎖状分子から成る「ジロン(ZYLON)」(登録商標)も含まれる。当該分野において知られているその他の適当な衝撃用基材を使用してもよい。さらに、これらの基材を併用してもよく、また、この種の衝撃用基材は種々の形態で加工することができる。例えば、これらの基材は織布又は不織布又はこれらの併用物であってもよい。また、非織物状基材、例えば、金属、セラミックス及びその他の複合材料等も使用可能である。   This type of substrate also includes “ZYLON” (registered trademark), which is composed of a rigid rod chain molecule of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) (PBO). Other suitable impact substrates known in the art may be used. Furthermore, these base materials may be used in combination, and this type of impact base material can be processed in various forms. For example, these substrates may be woven or non-woven fabrics or combinations thereof. Non-woven base materials such as metals, ceramics and other composite materials can also be used.

クロス(cloth)層を形成させるために使用されるポリアラミド繊維は金属で被覆されていてもよい。この種の繊維としては、米国特許第5935706号及び第6045680号各明細書に開示されている銅被覆繊維が例示される。該特許文献の開示内容も本願明細書の一部を構成する。クロス層は、約1000〜約6000デニール(好ましくは、1500〜約4000デニール)の糸を含む繊維から形成される。一般的な糸の密度は約10〜150本/インチである。   The polyaramid fiber used to form the cloth layer may be coated with a metal. Examples of this type of fiber include copper-coated fibers disclosed in US Pat. Nos. 5,935,706 and 6,045,680. The disclosure of this patent document also forms part of the present specification. The cloth layer is formed from fibers comprising yarns of about 1000 to about 6000 denier (preferably 1500 to about 4000 denier). Typical yarn density is about 10 to 150 yarns / inch.

例示されるケブラー材料の織目は平織、朱子織、又は複雑な形態に対して高い追随性を示すこれらに類似する織目若しくは不織ランダム繊維若しくは線状繊維である。しかしながら、成形に対しては、平織の織目が非常に適している。クロス材料の例示的な厚さは約0.006〜約0.060インチである。複合繊維織物又はクロスは多数のメーカーから入手可能であり、例えば、次のメーカーが例示される:ICIファイバーライト(テュクソン、アリゾナ)、ヘキセルコーポレーション(ダブリン)、BGFインダストリーズ・インコーポレイテッド(グリーンズボロ、ノースカロライナ)、ワービックミルズ(ニューイプスウィッチ、ニューハンプシャー)、及びリンコリンファブリックス(ジュネーブ、アラバマ、バーデイ、ケンブリッジ、オンタリオ・カナダ)等。   The textures of the exemplified Kevlar materials are plain weave, satin weave, or similar or non-woven random or linear fibers that exhibit a high followability to complex forms. However, plain weaves are very suitable for forming. An exemplary thickness of the cloth material is about 0.006 to about 0.060 inches. Composite fiber fabrics or cloths are available from a number of manufacturers, including, for example, the following manufacturers: ICI fiber light (Tuxon, Arizona), Hexel Corporation (Dublin), BGF Industries Inc. (Greensboro, North Carolina), Warbic Mills (New Ipswich, New Hampshire), Lincoln Fabrics (Geneva, Alabama, Burday, Cambridge, Ontario Canada).

また、ケブラー織物又はスペクトラ織物を使用して本発明による複合積層構造体を製造してもよい。例えば、本発明において有用な材料としては、ヘキセル・シュベーベル・コーポレーションから「高級複合織物」の範疇に入るものとして市販されている「ケブラー29」が挙げられる。使用された「ケブラー29」は0.020インチの厚さ、約12オンス/平方ヤードの重量、15×15の打込数及び約3000デニールの繊度を有する。その他の有用なポリアラミド織物には、「トゥワロン・ハイテナシティー(Twaron high tenacity)」が含まれ、「ケブラー129織物」及び「ケブラー9−5000織物」は5H−朱子織の織目、13.0ミルの厚さ、たて糸とよこ糸がK49/2160DNの糸型、17×17の打込数、9.00オンス/平方ヤードの重量、及び920ポンド/インチ(たて糸)と970ポンド/インチ(よこ糸)の切断強さを有する。   Moreover, you may manufacture the composite laminated structure by this invention using a Kevlar fabric or a Spectra fabric. For example, a material useful in the present invention includes “Kevlar 29” commercially available from Hexel-Schwebel Corporation as being in the category of “high-grade composite fabric”. The “Kevlar 29” used has a thickness of 0.020 inches, a weight of about 12 ounces / square yard, a 15 × 15 implant and a fineness of about 3000 denier. Other useful polyaramid fabrics include "Twaron high tenacity", "Kevlar 129 fabric" and "Kevlar 9-5000 fabric" are 5H satin weaves, 13.0 Mill thickness, warp and weft thread type K49 / 2160DN, 17x17 thread count, 9.00 ounces / square yard weight, and 920 lb / in (warp) and 970 lb / in (weft) Has a cutting strength of.

衝撃吸収性の接着性樹脂は中間のメルトインデックスと低いモジュラスを有する酸性樹脂である。好ましくは、衝撃吸収性樹脂は約1〜約100(好ましくは約15〜40、より好ましくは約4〜25)のメルトインデックスを有する。衝撃吸収性の接着性樹脂は、好ましくは約2000〜8000psi(より好ましくは約2500〜6300psi)の曲げ弾性率を有する。好ましい態様においては、衝撃吸収性の接着性樹脂は約15〜22J1/2/cm3/4の溶解度パラメーターδ(凝集エネルギー密度の平方根)を有する。溶解度パラメーターと凝集エネルギーに関しては、例えば、次の文献を参照されたい:D.W,ファン・クレヴェレン、「ポリマーの特性;化学構造との相関関係」、第7章(凝集特性と溶解度)、第3版、全改訂版、1997年、XXII+875頁、ISBON:0−444−82877−X。該文献の開示内容も本明細書の一部を成すものである。例えば、ポリエチレンの溶解度パラメーターは15.8〜17.1J1/2/cm3/4であり、また、ポリ(メチルアクリレート)の溶解度パラメーターは19.9〜21.3J1/2/cm3/4である。 The shock-absorbing adhesive resin is an acidic resin having an intermediate melt index and low modulus. Preferably, the shock absorbing resin has a melt index of about 1 to about 100 (preferably about 15-40, more preferably about 4-25). The shock absorbing adhesive resin preferably has a flexural modulus of about 2000 to 8000 psi (more preferably about 2500 to 6300 psi). In a preferred embodiment, the shock absorbing adhesive resin has a solubility parameter δ (square root of cohesive energy density) of about 15-22 J 1/2 / cm 3/4 . For solubility parameters and cohesive energy, see for example: W, Van Krevelen, “Polymer properties; correlation with chemical structure”, Chapter 7 (aggregation properties and solubility), 3rd edition, all revised edition, 1997, XXII + 875, ISBON: 0-444-82877. -X. The disclosure content of this document also forms part of this specification. For example, the solubility parameter of polyethylene is 15.8 to 17.1 J 1/2 / cm 3/4 and the solubility parameter of poly (methyl acrylate) is 19.9 to 21.3 J 1/2 / cm 3 / 4 .

衝撃吸収性の接着性樹脂としては下記の樹脂が例示される:オレフィン−アクリル酸コポリマー、オレフィン−メタクリル酸コポリマー、オレフィン−無水マレイン酸コポリマー、オレフィン−アクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−アクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−メタクリレートターポリマー、及びこれらの任意の混合物。オレフィン性モノマーはC〜Cオレフィン、好ましくはエチレン又はプロピレンであってもよい。適当な衝撃吸収性の接着性樹脂の代表的な樹脂にはエチレン−アクリル酸−メタルアクリレートターポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、n−ブチルアクリレート−アクリル酸−無水マレイン酸ターポリマー等が含まれる。 Examples of the impact-absorbing adhesive resin include the following resins: olefin-acrylic acid copolymer, olefin-methacrylic acid copolymer, olefin-maleic anhydride copolymer, olefin-acrylic acid-acrylate terpolymer, olefin-methacrylic acid- Acrylate terpolymers, olefin-acrylic acid-methacrylate terpolymers, olefin-methacrylic acid-methacrylate terpolymers, olefin-maleic anhydride-acrylate terpolymers, olefin-maleic anhydride-methacrylate terpolymers, and any mixtures thereof. Olefinic monomers C 1 -C 6 olefin, preferably be an ethylene or propylene. Representative resins of suitable shock absorbing adhesive resins include ethylene-acrylic acid-metal acrylate terpolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, n-butyl acrylate-acrylic acid-maleic anhydride terpolymers, and the like.

本発明において有用な衝撃吸収性の接着性樹脂は、材料又は基材の靱性、可撓性及び接着性を改良する樹脂である。好ましい衝撃吸収性の接着性樹脂は、熱活性化シール、ポリオレフィン化合物の定着剤(例えば、双極性定着剤)、エンジニアリングサーモプラスチック(engineering thermoplastic)耐衝撃性改良剤及びホットメルト接着剤としても有用である。市販されている多種類のコポリマー樹脂製品及びターポリマー樹脂製品を使用してもよく、この種の製品としては、例えば、ドウ社の「プリマコア」、エクソン社の「エスコア樹脂」及びデュポン社製樹脂等が例示される。衝撃吸収性の接着性樹脂には付加的な成分、例えば、当該分野において知られている酸化防止剤、紫外線抑制剤、難燃剤及び補強充填剤等を配合してもよい。一般的には、この種の付加的成分の配合量は約0.1〜20重量部である。   Shock-absorbing adhesive resins useful in the present invention are resins that improve the toughness, flexibility and adhesion of the material or substrate. Preferred shock-absorbing adhesive resins are also useful as heat-activated seals, polyolefin compound fixers (eg, bipolar fixers), engineering thermoplastic impact modifiers and hot melt adhesives. is there. Many types of commercially available copolymer resin products and terpolymer resin products may be used. Examples of such products include “Primacore” from Dow, “Escore resin” from Exxon, and resins from DuPont. Etc. are exemplified. The shock-absorbing adhesive resin may be blended with additional components such as antioxidants, UV inhibitors, flame retardants and reinforcing fillers known in the art. In general, the amount of such additional ingredients is about 0.1 to 20 parts by weight.

衝撃吸収性の接着性樹脂として有用なエチレン−アクリル酸−アクリレートターポリマーのうちで特に好ましいターポリマーには、約6%のアクリル酸モノマー及び約20%のアクリレートモノマー(例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート及びプロピルアクリレート等)を含有する樹脂類が含まれる。酸性モノマーは該樹脂へイオン結合能を付与し、酸性モノマーの含有量の増加に伴って、無機基材に対する該樹脂の接着能が増大する。エステルモノマーも該樹脂へ高い極性を付与し、有機基材(例えば、極性有機基材等)に対する接着性の改良をもたらす。エステル側鎖の長さ又は分枝度が増大すると(例えば、メチル基からブチル基への変更)、エステルモノマーの極性が低下するが、これによって、特定の用途のために樹脂の接着性を調整することが可能となる。また、アクリレートエステルの含有量が高くなるほど、極性基材への結合のための極性界面が増大し、これによって改良された接着性がもたらされる。   Among the ethylene-acrylic acid-acrylate terpolymers useful as shock-absorbing adhesive resins, particularly preferred terpolymers include about 6% acrylic acid monomer and about 20% acrylate monomer (eg, methyl acrylate, ethyl acrylate). , N-butyl acrylate, propyl acrylate, etc.). The acidic monomer imparts ion binding ability to the resin, and as the content of the acidic monomer increases, the adhesive ability of the resin to the inorganic substrate increases. Ester monomers also impart high polarity to the resin, resulting in improved adhesion to organic substrates (eg, polar organic substrates). Increasing the length or degree of branching of the ester side chain (eg changing from a methyl group to a butyl group) decreases the polarity of the ester monomer, which adjusts the resin adhesion for specific applications It becomes possible to do. Also, the higher the acrylate ester content, the greater the polar interface for bonding to the polar substrate, which results in improved adhesion.

エクソン社の「エスコア樹脂」は、本発明において使用するための好ましい衝撃吸収性の接着性樹脂である。好ましいこの種の樹脂は「エクソン・エスコアAT325」である。この樹脂は、エチレン、メチルアクリレート及びアクリル酸をそれぞれ約74%、20%及び6%含有するエチレン−メチルアクリレート−アクリル酸ターポリマーである。この種のエスコア樹脂は、多数の非極性材料(例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン及びエチレン−プロピレンジエンゴム等)及び極性材料(例えば、アラミド、ポリアミド及びポリエステル等)に対してエチレン鎖を介して良好な接着性を示すエチレン−メチルアクリレート−アクリル酸ターポリマー系の酸性ターポリマーである。   Exxon's “Escore resin” is a preferred shock-absorbing adhesive resin for use in the present invention. A preferred resin of this type is “Exxon Escore AT325”. This resin is an ethylene-methyl acrylate-acrylic acid terpolymer containing about 74%, 20% and 6% ethylene, methyl acrylate and acrylic acid, respectively. This type of Escore resin adheres well to many non-polar materials (eg, polypropylene, polyethylene and ethylene-propylene diene rubber) and polar materials (eg, aramid, polyamide and polyester) via the ethylene chain. It is an acidic terpolymer based on ethylene-methyl acrylate-acrylic acid terpolymer.

当該分野において知られているように、これらの樹脂は、ASTM D2240によれば約50〜90のショアー硬度(Aスケール;15S)を示す。また、これらの樹脂は、樹脂の酸性機能により、金属やガラスに対して良好な接着性を示す。当該分野において知られているように、「エスコアAT325ターポリマー」は約20g/10分(ASTM D1238による値)のメルトインデックス、約101°F(ASTM D1525による値)のビカー軟化点、及び約2680psi(ASTM D790による値)の曲げ弾性率を有する。   As is known in the art, these resins exhibit a Shore hardness (A scale; 15S) of about 50-90 according to ASTM D2240. In addition, these resins exhibit good adhesion to metals and glass due to the acidic function of the resin. As known in the art, “Escore AT325 terpolymer” has a melt index of about 20 g / 10 min (value according to ASTM D1238), a Vicat softening point of about 101 ° F. (value according to ASTM D1525), and about 2680 psi. Bending elastic modulus (value according to ASTM D790).

本発明の1つの態様は、衝撃用基材の複合材の製造又は剥離シート(例えば、シリコン剥離紙)上へ、以下に説明する衝撃吸収性の接着性樹脂又は衝撃吸収性の接着性樹脂を含有する接着剤配合物が被覆された樹脂層を有する層状構造体の製造に関する。即ち、層状構造体の製造を容易にするために、接着層を2つの剥離層の間に介在させる。該剥離層は、衝撃用基材へ接着層を適用するために、その後で除去してもよい。複合積層構造体を製造するためには、衝撃吸収性の接着性樹脂又は該樹脂を含有する接着剤配合物を衝撃用基材の一方の表面上へ被覆する。衝撃用基材の付加的な層を暴露塗膜上へ適用してもよい。   In one aspect of the present invention, a shock-absorbing adhesive resin or a shock-absorbing adhesive resin described below is produced on a composite material of an impact base material or on a release sheet (for example, silicon release paper). The present invention relates to the production of a layered structure having a resin layer coated with the contained adhesive composition. That is, in order to facilitate the production of the layered structure, the adhesive layer is interposed between the two release layers. The release layer may be subsequently removed to apply the adhesive layer to the impact substrate. In order to produce a composite laminated structure, an impact-absorbing adhesive resin or an adhesive formulation containing the resin is coated on one surface of the impact substrate. An additional layer of impact substrate may be applied over the exposed coating.

複合積層構造体は、衝撃用基材層と接着性樹脂層を用いて形成させてもよい。接着性樹脂の暴露層を用いて、衝撃用の複合積層構造体によって保護されるべき表面へ衝撃用基材を接着させてもよい。1つの配置様式においては、この態様には、衝撃吸収性の接着性樹脂の被覆層を剥離シート上へ適用することが含まれ、該剥離シートはその後で熱及び/又は圧力によって衝撃用基材表面又はその他の表面上へ適用してもよい。剥離シートは、この適用過程の前、間又は後で剥離させ、これによって接着性樹脂層が暴露される。   The composite laminated structure may be formed using an impact base material layer and an adhesive resin layer. The exposed substrate of the adhesive resin may be used to adhere the impact substrate to the surface to be protected by the impact composite laminate structure. In one arrangement, this aspect includes applying a coating layer of an impact-absorbing adhesive resin onto the release sheet, which is then impacted by heat and / or pressure. It may be applied on a surface or other surface. The release sheet is peeled before, during or after this application process, thereby exposing the adhesive resin layer.

別の態様においては、衝撃吸収性の接着性樹脂は、1種若しくは複数種の樹脂と共に、衝撃用材料を被覆するために使用される接着剤配合物(好ましくはホットメルト接着剤配合物)へ配合される。この配合物は、純粋なコポリマー又はターポリマーから成るフィルムに比べて、表面領域に対してより良い湿潤性を付与すると共に、より少ない熱及び/又は圧力によって流動化する。この態様においては、衝撃吸収性の接着性樹脂は、下記の5種の成分(i)〜(v)を含有する接着剤配合物として配合される。   In another aspect, the impact-absorbing adhesive resin is combined with one or more resins into an adhesive formulation (preferably a hot melt adhesive formulation) used to coat the impact material. Blended. This formulation imparts better wettability to the surface area and fluidizes with less heat and / or pressure than films made of pure copolymers or terpolymers. In this embodiment, the shock-absorbing adhesive resin is blended as an adhesive blend containing the following five components (i) to (v).

(i)前記の衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%(より好ましくは約35〜55重量%)。例えば、アクリル酸若しくはメタクリル酸とオレフィンとのコポリマー又はターポリマーであって、約1〜100(好ましくは5〜40)のメルトインデックス及び10以上の酸価を有する該ポリマー。好ましいエチレン−アクリル酸又はメチルアクリレートターポリマーは「エクソン・エスコア樹脂」、特に好ましくは「エクソン・エスコアAT325樹脂」から選択される。   (I) About 20 to 90% by weight (more preferably about 35 to 55% by weight) of the shock-absorbing adhesive resin. For example, a copolymer or terpolymer of acrylic acid or methacrylic acid and an olefin having a melt index of about 1 to 100 (preferably 5 to 40) and an acid number of 10 or more. Preferred ethylene-acrylic acid or methyl acrylate terpolymers are selected from “Exon Escore resin”, particularly preferably “Exon Escore AT325 resin”.

(ii)約0.5〜100(好ましくは約2〜30)のメルトインデックスを有するオレフィン−(メタ)アクリレート[アクリレート又はメタクリレートを意味する]コポリマー若しくはオレフィン−ビニルアセテートコポリマー約30〜70重量%(より好ましくは約15〜35重量%)。オレフィンモノマーはC〜Cオレフィン(好ましくはエチレン又はプロピレン)であってもよい。好ましい態様においては、オレフィン−(メタ)アクリレート樹脂は約15〜26J1/2/cm3/4の溶解度パラメーターδ(凝集エネルギー密度の平方根)を有する。例えば、ポリエチレン、ポリ(メチルアクリレート)及びポリ(メチルメタクリレート)の溶解度パラメーターはそれぞれ15.8〜17.1J1/2/cm3/4、19.9〜21.3J1/2/cm3/4及び18.6〜26.2J1/2/cm3/4の溶解度パラメーターを有する。 (Ii) about 30-70% by weight of an olefin- (meth) acrylate [meaning acrylate or methacrylate] copolymer or olefin-vinyl acetate copolymer having a melt index of about 0.5-100 (preferably about 2-30) More preferably about 15 to 35% by weight). Olefin monomers may be C 1 -C 6 olefin (preferably ethylene or propylene). In a preferred embodiment, the olefin- (meth) acrylate resin has a solubility parameter δ (square root of cohesive energy density) of about 15-26 J 1/2 / cm 3/4 . For example, the solubility parameters of polyethylene, poly (methyl acrylate) and poly (methyl methacrylate) are 15.8 to 17.1 J 1/2 / cm 3/4 and 19.9 to 21.3 J 1/2 / cm 3 /, respectively. With solubility parameters of 4 and 18.6 to 26.2 J 1/2 / cm 3/4 .

代表的なコポリマーには次のポリマーが含まれる:重合化エチレン−メチルアクリレート、重合化エチレン−メタクリレート、重合化エチレン−n−ブチルアクリレート、エチレン−ブチルアクリレート(EBA)コポリマー、エチレンエチルアクリレート(EEA)コポリマー及びエチレン−メチルアクリレート(EMA)コポリマー。より好ましくは、アクリレートモノマーは18.5〜26J1/2/cm3/4の溶解度パラメーターを有する。また、メチルビニルアセテート(MVA)コポリマー、エチルビニルアセテート(EVA)コポリマー、プロピルビニルアセテート(PVA)コポリマー及びブチルビニルアセテート(BVA)コポリマーを添加又は使用してもよい。 Typical copolymers include the following polymers: polymerized ethylene-methyl acrylate, polymerized ethylene-methacrylate, polymerized ethylene-n-butyl acrylate, ethylene-butyl acrylate (EBA) copolymer, ethylene ethyl acrylate (EEA). Copolymers and ethylene-methyl acrylate (EMA) copolymers. More preferably, the acrylate monomer has a solubility parameter of 18.5-26 J1 / 2 / cm3 / 4 . Also, methyl vinyl acetate (MVA) copolymer, ethyl vinyl acetate (EVA) copolymer, propyl vinyl acetate (PVA) copolymer and butyl vinyl acetate (BVA) copolymer may be added or used.

好ましいオレフィン−(メタ)アクリレートコポリマーは約15〜35%のメチルアクリレートを含有する。好ましい市販品は、エクソン社製の「オプテマ(Optema)」のようなオレフィン−メチルアクリレートコポリマーである。当該分野において知られているように、この種のコポリマーは約1.0〜100(ASTM D1238による値)のメルトインデックス、約90〜130°F(ASTM D1525による値)のビカー軟化点、約2500〜6000psi(ASTM D790による値)の曲げ弾性率、及び約70〜90(ASTM D2240による値)のショアー硬度(Aスケール;15S)を有する。特に好ましい「オプテマ」コポリマーはエクソン社製の「オプテマTC−221又はTC−220」である。この種のコポリマーは、約27%のメチルアクリレートを含有するエチレン−メチルアクリレートコポリマーである。   Preferred olefin- (meth) acrylate copolymers contain about 15-35% methyl acrylate. A preferred commercial product is an olefin-methyl acrylate copolymer such as “Optema” manufactured by Exxon. As is known in the art, this type of copolymer has a melt index of about 1.0-100 (value according to ASTM D1238), a Vicat softening point of about 90-130 ° F. (value according to ASTM D1525), about 2500 It has a flexural modulus of ~ 6000 psi (value according to ASTM D790) and a Shore hardness (A scale; 15S) of about 70-90 (value according to ASTM D2240). A particularly preferred “Optema” copolymer is “Optema TC-221 or TC-220” from Exxon. This type of copolymer is an ethylene-methyl acrylate copolymer containing about 27% methyl acrylate.

エチレン−メチルアクリレート(EMA)コポリマーは熱的に非常に安定な高圧法PEコポリマーである。このコポリマーは常套の熱可塑性加工法(例えば、押出被覆法、押出貼合せ法、吹込/注型単層法、同時押出フィルム法、射出成形法、シート押出法、異形押出法、吹込成形法及び発泡押出法等)によって加工される。さらに、該コポリマーはアロイ(alloy)、ブレンド及びコンパウンドを調製するために使用することができ、また、軟度と可撓性が要求される場合には押出加工に付すことができる。さらにまた、該コポリマーの用途には、可撓性包装材用の同時押出タイ(tie)層、エンジニアリングサーモプラスチック用の相溶化剤又は耐衝撃性改良剤、ホットメルト接着剤及びシーラント等が含まれる。   Ethylene-methyl acrylate (EMA) copolymers are high pressure process PE copolymers that are very thermally stable. This copolymer is a conventional thermoplastic processing method (eg, extrusion coating, extrusion lamination, blow / cast single layer, co-extrusion film, injection molding, sheet extrusion, profile extrusion, blow molding and Processed by a foam extrusion method or the like). In addition, the copolymer can be used to prepare alloys, blends and compounds, and can be subjected to extrusion when softness and flexibility are required. Furthermore, the copolymer uses include coextruded tie layers for flexible packaging materials, compatibilizers or impact modifiers for engineering thermoplastics, hot melt adhesives and sealants, and the like. .

接着剤配合物の成分(ii)はオレフィン性エチレン−ビニルアセテートコポリマーであってもよく、あるいは該コポリマーを含んでいてもよい。ビニルアセテートモノマーはメチルビニルアセテート(MVA)、エチルビニルアセテート(EVA)、プロピルビニルアセテート(PVA)またはブチルビニルアセテート(BVA)であってもよい。好ましいオレフィン性エチレン−ビニルアセテートコポリマーはデュポン社製の市販品「エバロイ(Evaloy)AC樹脂」である。当該分野において知られているように、この樹脂は、約15〜28重量%のビニルアセテートモノマーを含有し、また、約1〜10.0g/10分(ASTM D1238による値)のメルトインデックス、及び約100〜200°F(ASTM D1525による値)のビカー軟化点を有する。   Component (ii) of the adhesive formulation may be or contain an olefinic ethylene-vinyl acetate copolymer. The vinyl acetate monomer may be methyl vinyl acetate (MVA), ethyl vinyl acetate (EVA), propyl vinyl acetate (PVA) or butyl vinyl acetate (BVA). A preferred olefinic ethylene-vinyl acetate copolymer is the commercial product “Evaloy AC resin” manufactured by DuPont. As is known in the art, the resin contains about 15-28% by weight vinyl acetate monomer and has a melt index of about 1-10.0 g / 10 min (value according to ASTM D1238), and It has a Vicat softening point of about 100-200 ° F. (value according to ASTM D1525).

好ましいオレフィン性ビニルアセテートコポリマーはエチレン−ビニルアセテートコポリマーである。これらのコポリマーは混合物中へ添加してもよく、あるいは成分(2)として独立して使用してもよい。使用に際しては、これらのコポリマーは、ポリカーボネート材料、タイル材料のようなセラミック、芳香族ウレタン、プラスチック、ABS、及び金属等に対する接着性の増大を促進する。エチレン−ビニルアセテートコポリマーの市販品としては、デュポン社製の「エルバックス(Elvax)樹脂」が例示されるが、特に好ましいこの種の製品は、「エルバックス4210」及び「エルバックス4260」である。この種のEVAコポリマーは、少なくとも約28重量%のビニルアセテートを含有し、また、約5〜500g/10分(ASTM D1238による値)のメルトインデックス及び約140〜350°F(ASTM E28による値)の環球式軟化点を有する。   A preferred olefinic vinyl acetate copolymer is an ethylene-vinyl acetate copolymer. These copolymers may be added to the mixture or used independently as component (2). In use, these copolymers promote increased adhesion to polycarbonate materials, ceramics such as tile materials, aromatic urethanes, plastics, ABS, and metals. Examples of commercially available ethylene-vinyl acetate copolymers include “Elvax resin” manufactured by DuPont. Particularly preferred products of this type are “Elbax 4210” and “Elbax 4260”. . This type of EVA copolymer contains at least about 28% by weight vinyl acetate, and has a melt index of about 5 to 500 g / 10 min (value according to ASTM D1238) and about 140 to 350 ° F. (value according to ASTM E28). It has a ring and ball softening point of

(iii)約3〜40重量%(より好ましくは15〜40重量%)の酸性ロジン(例えば、タル油ロジン、ガムロジン及びウッドロジン等)。酸性ロジンは約20〜200(好ましくは約100〜160)の酸価及び約60〜130℃(好ましくは約65〜100℃)の融点を有する。好ましい酸性ロジン、例えば、ユニオン・キャンプ社又はアリゾナ社から入手可能な「ユニタック(Unitac)ロジン」等であり、ヘラクレス社製の「スタビライト(Stabilite)ガムロジン」を使用してもよい。   (Iii) About 3 to 40% by weight (more preferably 15 to 40% by weight) of acidic rosin (for example, tall oil rosin, gum rosin and wood rosin). The acidic rosin has an acid value of about 20 to 200 (preferably about 100 to 160) and a melting point of about 60 to 130 ° C (preferably about 65 to 100 ° C). Preferred acidic rosins, such as “Unitac rosin” available from Union Camp or Arizona, and “Stabilite gum rosin” from Hercules may be used.

(iv)約80〜120℃(好ましくは約95〜125℃)の融点及び約5〜50の酸価を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%(より好ましくは約5〜15重量%)。適当な代表的酸化ワックスには酸化高密度ポリエチレン、酸化マイクロクリスタリン琥珀ワックス、酸化フィッシャートロープワックス、及び酸化パラフィンワックス等が含まれる。好ましいワックスは、マルコス・ケミカル社(ヒューストン、テキサス)製の「マルコスワックス3500」(軟化点:約235°F、酸価:24、比重:約0.97)である。   (Iv) about 1 to 20% by weight (more preferably about 5 to 15% by weight) of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80 to 120 ° C. (preferably about 95 to 125 ° C.) and an acid value of about 5 to 50 . Suitable representative oxidized waxes include oxidized high density polyethylene, oxidized microcrystalline wax, oxidized fishertrop wax, oxidized paraffin wax, and the like. A preferred wax is “Marcos Wax 3500” (softening point: about 235 ° F., acid number: 24, specific gravity: about 0.97) manufactured by Marcos Chemical Co. (Houston, Texas).

(v)約55〜90℃(好ましくは約59〜70℃)の融点及び約10〜約100の酸価を有する低融点ワックス約1〜20重量%(より好ましくは約5〜15重量%)。低融点ワックスは接着剤配合物の他の樹脂に対して相溶性であってもよく、あるいは非相溶性であってもよい。適当な代表的低融点ワックスには、長鎖脂肪酸アルコール、エステル、アミド(特に限定的ではないが、圧搾処理に3回付されたステアリン酸を含む)、オレイン酸エステル、ステアラミド及びその他の溶融性ワックスが含まれる。好ましくは、低融点ワックスは、約30〜150°Fの軟化点を有する3回圧搾ステアリン酸及び/又は約85〜115℃の低軟化点を有する低密度〜高密度ポリエチレンである。   (V) about 1 to 20% by weight (more preferably about 5 to 15% by weight) of a low melting wax having a melting point of about 55 to 90 ° C. (preferably about 59 to 70 ° C.) and an acid number of about 10 to about 100. . The low melting point wax may be compatible with other resins in the adhesive formulation or may be incompatible. Suitable representative low melting waxes include long chain fatty alcohols, esters, amides (including but not limited to stearic acid that has been subjected to the pressing process three times), oleates, stearamides, and other meltables. Contains wax. Preferably, the low melting point wax is triple pressed stearic acid having a softening point of about 30-150 ° F. and / or low density to high density polyethylene having a low softening point of about 85-115 ° C.

低融点ワックスは、外部可塑性油型潤滑剤(溶媒型潤滑剤とは異なる)として作用する。当該分野において知られているように、低融点ワックスは、ビカー軟化温度又はクリープ温度を低下させることなく、樹脂の流動性の促進と容易化をもたらし、また、表面ブルーミングによって粘着防止剤として作用する。   The low melting point wax acts as an external plastic oil type lubricant (different from the solvent type lubricant). As is known in the art, low melting waxes promote and facilitate resin flow without lowering the Vicat softening or creep temperature, and also act as an anti-sticking agent by surface blooming. .

上記の成分以外の付加的な成分、例えば、当該分野において知られている酸化防止剤、紫外線抑制剤、難燃剤及びエネルギー吸収性の強化用充填剤等を接着剤配合物中へ配合することができる。これらの付加的成分の一般的な配合量は約0.1〜20重量部である。   Additional components other than the above components, for example, antioxidants, UV inhibitors, flame retardants and energy-absorbing reinforcing fillers known in the art may be incorporated into the adhesive formulation. it can. The typical amount of these additional ingredients is about 0.1 to 20 parts by weight.

本発明による接着剤配合物は当該分野において既知の方法によって調製することができる。例えば、1つの態様においては、シグマブレードを具備する加熱ミキサー内又は攪拌機を具備するホットケットル(hot kettle)内において接着剤配合物を調製することができる。また、当該分野において知られているように、アダプター内又は混合ヘッドの押出スクリュー(例えば、マドックスヘッド(Madox head))上のスタティックミキサーを用いて、接着剤配合物を押出機内で配合することができる。一般的な混合温度は約250〜400°Fである。もちろん、当業者には理解されるように、このような混合温度は配合成分の特性(例えば、粘度等)によって左右される。ポリマー成分(i)と(ii)を最初に混合し、該混合物を残りの成分と配合してもよい。あるいは、本発明による接着剤配合物は、例えば、一軸又は二軸スクリュー混合押出機を用いて上記の成分を同時に押し出すことによって調製してもよい。 The adhesive formulation according to the present invention can be prepared by methods known in the art. For example, in one embodiment, the adhesive formulation can be prepared in a heated mixer with a sigma blade or a hot kettle with a stirrer. Also, as is known in the art, the adhesive formulation can be compounded in an extruder using a static mixer in an adapter or on a mixing head extrusion screw (eg, Madox head). it can. Typical mixing temperatures are about 250-400 ° F. Of course, as will be appreciated by those skilled in the art, such mixing temperatures depend on the characteristics of the ingredients (eg, viscosity, etc.). Polymer components (i) and (ii) may be mixed first and the mixture blended with the remaining components. Alternatively, the adhesive formulation according to the present invention may be prepared, for example, by extruding the above components simultaneously using a single or twin screw mixing extruder.

本発明による接着剤配合物は12よりも大きな酸価(好ましくは約50〜140)を有する。好ましい態様においては、上記のコポリマー(i)及び(ii)は約18〜25の溶解度パラメーターを有する。溶媒型ワックスと粘着付与剤を配合することにより、本発明による接着剤配合物は、約150°Fよりも高温に加熱されたときに、より長期に亘る感圧性と開放粘着時間をもたらす懸濁変換効果と過冷効果を示す。これによって、該接着剤配合物はホットメルト接着剤としての用途に適したものとなる。本発明による接着剤配合物は芳香族油と脂肪族油に対して長期にわたる耐性を示す。   The adhesive formulation according to the invention has an acid number greater than 12 (preferably about 50-140). In a preferred embodiment, the above copolymers (i) and (ii) have a solubility parameter of about 18-25. By blending a solvent-based wax and a tackifier, the adhesive formulation according to the present invention is a suspension that provides longer pressure sensitivity and open tack time when heated above about 150 ° F. Shows conversion effect and supercooling effect. This makes the adhesive formulation suitable for use as a hot melt adhesive. The adhesive formulation according to the invention exhibits long-term resistance to aromatic and aliphatic oils.

本発明による接着剤配合物は、有利なことには、室温で「ケブラー」のストリップ(1インチ)を接着させるために使用したときに、幅方向の引張強さ試験において約6〜20ポンド/インチの接着強さを示した。また、この接着剤配合物は、「スペクトラ」又は「ケブラー」を材質とするクロスを標準的なセラミック製の防弾鎧に対して、1インチのストリップあたり約6〜20ポンドの引張荷重で接着させた。本発明による接着剤配合物は、約6〜20ポンド/インチの引張荷重で「ケブラー」を「スペクトラ」へ接着させることができ、また、この接着は220〜245°Fでおこなうことができるので、「スペクトラ」繊維の線状配向は損なわれない。最も有利な態様においては、該接着剤配合物は、約245°F以下の温度(好ましくは約220°F)において、「スペクトラ」を「ケブラー」又は同一積層体中のセラミックと金属に接着させることができる。   The adhesive formulation according to the present invention advantageously has a tensile strength test in the width direction of about 6 to 20 pounds / percent when used to bond "1 inch" strips of "Kevlar" at room temperature. Inch bond strength was indicated. The adhesive formulation also allows a “Spectra” or “Kevlar” cloth to be bonded to a standard ceramic bulletproof armor with a tensile load of about 6-20 pounds per inch strip. It was. The adhesive formulation according to the present invention can bond "Kevlar" to "Spectra" with a tensile load of about 6-20 pounds / inch, and this bonding can be done at 220-245 ° F. The linear orientation of the “Spectra” fibers is not impaired. In the most advantageous embodiment, the adhesive formulation adheres “Spectra” to “Kevlar” or ceramic and metal in the same laminate at a temperature of about 245 ° F. or less (preferably about 220 ° F.). be able to.

理論によって束縛されるものではないが、本発明による衝撃吸収性の接着性樹脂と接着剤配合物は、発射体の衝撃によってある程度溶融して衝撃用基材(特に、織物状又は繊維状の衝撃用基材、例えば、「ケブラー」)に対して道をあけ、発射体の弾道方向においてより細長くなってより多くのエネルギーを吸収する。衝撃中のこの伸長は、織物状基材を減衰させる接着剤の低弾性率及び発射体の衝撃によって開始する接着剤の溶融に起因して発生する。従って、衝撃吸収性の接着性樹脂と接着剤配合物は、発射体の衝突と貫通との間において、無定形構造から線状構造への変化及び固体状態から液状/溶融状態への複合相変換によってミリ秒間の間隔でエネルギーを吸収する。関連する従来の複合材は衝撃によって溶融及び/又は伸長しないで、破断又は剪断するために耐衝撃性が劣ると考えられる。   While not being bound by theory, the shock-absorbing adhesive resin and adhesive formulation according to the present invention melts to some extent by the impact of the projectile and impact substrate (especially woven or fibrous impact). For example, "Kevlar") and become elongated in the direction of the projectile's trajectory to absorb more energy. This elongation during impact occurs due to the low modulus of the adhesive that damps the woven substrate and the melting of the adhesive initiated by the impact of the projectile. Thus, an impact-absorbing adhesive resin and adhesive formulation provides a transition from an amorphous structure to a linear structure and a composite phase transformation from a solid state to a liquid / molten state during projectile impact and penetration. To absorb energy at millisecond intervals. Related conventional composites are believed to be inferior in impact resistance because they do not melt and / or stretch upon impact and break or shear.

本発明による複合層状構造体(例えば、ポリアラミド製積層構造体)は、衝撃用基材の隣接層(例えば、通常は約5〜100個の繊維層、好ましくは約9〜約65個のポリアラミド繊維層)の間に衝撃吸収性の接着性樹脂又は接着剤配合物を介在させることによって製造される。衝撃吸収性の接着性樹脂は、接着剤配合物を溶融させ、該溶融物を連続層又は不連続層として基材の一方の面上へ適用するか、又はドットとして相互に約1/8〜3/4インチの間隔(好ましくは約3/8〜1/2インチ)で基材上へ印刷することによって該基材上へ塗布又は適用される。接着剤層の一連のドットの厚さは約0.0002〜0,020インチ(好ましくは約0.0004〜0.005インチである)である。   The composite layered structure according to the present invention (for example, a laminated structure made of polyaramid) has an adjacent layer (for example, usually about 5 to 100 fiber layers, preferably about 9 to about 65 polyaramid fibers) of an impact base material. Produced by interposing an impact-absorbing adhesive resin or adhesive formulation between the layers). The shock-absorbing adhesive resin melts the adhesive formulation and applies the melt as a continuous or discontinuous layer on one side of the substrate, or as a dot about 1/8 to It is applied or applied onto the substrate by printing onto the substrate at a 3/4 inch spacing (preferably about 3/8 to 1/2 inch). The thickness of the series of dots in the adhesive layer is about 0.0002-0.020 inches (preferably about 0.0004-0.005 inches).

使用してもよい接着剤層のその他の適用法は以下において言及する。前述のように、接着剤は、剥離シート上に被覆された接着剤を有する層状構造体から連続層又はドットとして適用してもよい。衝撃用基材を暴露接着剤層へ適用し、剥離シートを除去した後、次の衝撃用基材を適用する。   Other methods of application of the adhesive layer that may be used are mentioned below. As described above, the adhesive may be applied as a continuous layer or dots from a layered structure having an adhesive coated on a release sheet. After the impact substrate is applied to the exposed adhesive layer and the release sheet is removed, the next impact substrate is applied.

本発明による好ましい複合積層構造体はポリアラミド繊維(例えば、E.I.デュポン・デ・ネムール社製の「ケブラー」)の織布又は不織布から形成される。本発明による積層された複合積層構造体はポリアラミド繊維層を含有し、該繊維層の間には、本発明による衝撃吸収性の接着性樹脂又は接着剤配合物が介在する。衝撃吸収性の接着性樹脂/接着剤配合物は糸の間を充填し、隣接層を接着させる。好ましい態様においては、複合積層構造体は約12〜20個のポリアラミド線維層と約12〜20個の衝撃吸収性の接着性樹脂層/接着剤配合物層を具有する。   A preferred composite laminate structure according to the present invention is formed from a woven or non-woven fabric of polyaramid fibers (eg, “Kevlar” manufactured by EI DuPont de Nemours). The laminated composite laminate structure according to the present invention contains a polyaramid fiber layer, and an impact-absorbing adhesive resin or adhesive composition according to the present invention is interposed between the fiber layers. The shock-absorbing adhesive resin / adhesive blend fills between the yarns and adheres adjacent layers. In a preferred embodiment, the composite laminate structure comprises about 12-20 polyaramid fiber layers and about 12-20 impact absorbing adhesive resin / adhesive blend layers.

一般的には、この種の複合材料は、各層の一方の側へ該樹脂/配合物を塗布し、該塗布面を次の層の未塗布面と接着させることによって製造される。あるいは、各層の両面を該樹脂/配合物で被覆してもよい。衝撃吸収性の接着性樹脂層/接着剤配合物層の厚さは約0.0005〜0.030インチにすることができ、また、片面への塗布厚は約0.0004インチである。44マグナム・レミングトンの銃身から16フィート前方に達する弾丸を用いて試験をおこなったところ、10層を有する複合積層構造体中への弾丸の侵徹深度は32mm以下であり、また、12層を有する複合積層構造体中への弾丸の侵徹深度は16mm以下であった。   In general, this type of composite material is manufactured by applying the resin / blend to one side of each layer and bonding the coated surface to the uncoated surface of the next layer. Alternatively, both sides of each layer may be coated with the resin / blend. The thickness of the shock-absorbing adhesive resin / adhesive blend layer can be about 0.0005 to 0.030 inches and the coating thickness on one side is about 0.0004 inches. When tested using a bullet that reaches 16 feet forward from the barrel of 44 Magnum Remington, the penetration depth of a bullet into a composite laminate structure having 10 layers is 32 mm or less, and a composite having 12 layers The penetration depth of the bullet into the laminated structure was 16 mm or less.

複合積層構造体は遮蔽体(shielding)としても使用することができ、また、プラスチック製、セラミック製又は金属製のパネルへ適用することができる。即ち、複合積層構造体の衝撃吸収性の接着性樹脂が軟化するか、又は溶融するのに十分な温度(約245°F)まで該パネルを加熱した後、該パネルへ該複合積層構造体を押圧する。あるいは、複合積層構造体を上記パネル上へ載置した後、両者を加熱することによって、衝撃吸収性の接着性樹脂で被覆された積層構造体を金属製又はセラミック製のパネルへ接着させてもよい。対流加熱法、オートクレーブ加熱法又はマイクロ波加熱法を利用してもよい。複合積層構造体は、該構造体が適用されるパネルの形態を覆うように裁断するのが好ましい。衝撃吸収性の接着性樹脂/接着剤配合物の暴露層を用いて複合積層構造体を結合させてもよい。1つの態様においては、複合積層構造体を剥離シートを有する層状構造体上に形成させ、製造中は、該剥離シートはその場所に残存させる。次いで、基材へ接着させるために剥離シートを取り除いて接着層を暴露させる。   The composite laminate structure can also be used as shielding and can be applied to plastic, ceramic or metal panels. That is, after heating the panel to a temperature sufficient to soften or melt the shock-absorbing adhesive resin of the composite laminate structure (about 245 ° F.), the composite laminate structure is applied to the panel. Press. Alternatively, after the composite laminated structure is placed on the panel, the laminated structure covered with the shock-absorbing adhesive resin can be adhered to the metal or ceramic panel by heating both of them. Good. A convection heating method, an autoclave heating method, or a microwave heating method may be used. The composite laminate structure is preferably cut so as to cover the form of the panel to which the structure is applied. The composite laminate structure may be bonded using an exposed layer of a shock-absorbing adhesive resin / adhesive blend. In one embodiment, the composite laminate structure is formed on a layered structure having a release sheet, and the release sheet remains in place during manufacture. The release sheet is then removed to expose the adhesive layer for adhesion to the substrate.

本発明による衝撃吸収性の接着性樹脂及び、好ましくはホットメルト接着剤配合物の1つの利点は、衝撃用基材(例えば、「ケブラー」又は「スペクトラ」)を金属製パネルとセラミック製パネルの両方へ接着させることによって、鎧、盾、ヘルメット及び車両等が衝撃から保護されることである。盾は腕で持ち運ぶことができる大きさにしてもよく、また、窓を具備していてもよい。耐衝撃性のセラミックには、炭化ケイ素、炭化ホウ素、相変態アルミナ及びその他の酸化物セラミックが含まれる。セラミック製パネルと共に使用する場合、本発明による複合積層構造体は車両とセラミック製パネルの間に適用する態様が好ましい。衝撃用セラミックには、炭化ケイ素、炭化ホウ素、相変態アルミナ及びその他の酸化物セラミックが含まれる。金属と合金(例えば、アルミニウムとスチール等)を結合させてもよい。   One advantage of the shock-absorbing adhesive resins and preferably hot melt adhesive formulations according to the present invention is that the impact substrate (eg, “Kevlar” or “Spectra”) can be made of metal and ceramic panels. By adhering to both, armor, shield, helmet, vehicle, etc. are protected from impact. The shield may be sized to be carried with an arm and may have a window. Impact resistant ceramics include silicon carbide, boron carbide, phase transformed alumina and other oxide ceramics. When used with a ceramic panel, the composite laminated structure according to the present invention is preferably applied between the vehicle and the ceramic panel. Impact ceramics include silicon carbide, boron carbide, phase-transformed alumina and other oxide ceramics. A metal and an alloy (for example, aluminum and steel) may be combined.

図1A及び1Bは、本発明の1態様によるホットメルト接着剤配合物を用いて複合積層構造体を調製する方法を示す模式図である。本発明による上述のその他の複合積層構造体も該調製法と同様にして調製することができる。   1A and 1B are schematic diagrams illustrating a method of preparing a composite laminate structure using a hot melt adhesive formulation according to one embodiment of the present invention. Other composite laminated structures described above according to the present invention can be prepared in the same manner as the preparation method.

この態様において、衝撃吸収性の接着性樹脂は、前述のようにして配合されたホットメルト接着剤配合物であり、該配合物は少なくとも1つの衝撃用基材上へ塗布されて複合積層構造体を形成する。ホットメルト接着剤配合物は当該分野において既知の方法によって塗布してもよい。例えば、該配合物は押出塗布法、ナイフ塗布法又はロール塗布法によって衝撃用基材上へ塗布してもよく、あるいは一連のドット状若しくはその他のパターン(例えば、網状パターン又は線状パターン)又は連続的フィルムとして衝撃用基材上へ印刷してもよい。その他の常套の被覆法、例えば、当該分野において既知の焼結被覆法又は剥離シートからの貼合わせ被覆法等も使用可能である。   In this embodiment, the impact-absorbing adhesive resin is a hot-melt adhesive formulation formulated as described above, and the formulation is applied onto at least one impact substrate to form a composite laminate structure. Form. The hot melt adhesive formulation may be applied by methods known in the art. For example, the formulation may be applied to the impact substrate by extrusion coating, knife coating or roll coating, or a series of dots or other patterns (eg, reticular or linear patterns) or It may be printed on the impact substrate as a continuous film. Other conventional coating methods such as a sinter coating method known in the art or a lamination coating method from a release sheet can also be used.

図1Aにおいては、少なくとも1つの衝撃用基材105上へホットメルト接着剤配合物を少なくとも1種の適用法(ロール塗布法、印刷法、押出法又はその他の常套の適用法)を用いて適用する。所望により、付加的な衝撃用基材(例えば、付加的な衝撃用基材110、115及び120の層)もホットメルト接着剤配合物で被覆してもよい。この種の衝撃用基材としては、既に詳述した基材を併用してもよい。さらに、衝撃用基材の数は随意であって、1つの態様においては、ポリアラミド繊維層の数は約5〜250である。衝撃用基材は常套の加熱装置125(例えば、オーブン、マイクロ波加熱装置、オートクレーブ、スチーム加熱装置)によって加熱してもよく、あるいは、これらの装置の任意の併用によって加熱してもよい。   In FIG. 1A, a hot melt adhesive formulation is applied onto at least one impact substrate 105 using at least one application method (roll coating, printing, extrusion, or other conventional application). To do. If desired, additional impact substrates (e.g., layers of additional impact substrates 110, 115, and 120) may also be coated with the hot melt adhesive formulation. As this type of impact base material, the base materials already described in detail may be used in combination. Further, the number of impact substrates is optional, and in one embodiment, the number of polyaramid fiber layers is about 5-250. The impact substrate may be heated by a conventional heating device 125 (eg, oven, microwave heating device, autoclave, steam heating device), or may be heated by any combination of these devices.

所望により、図1Bに示すように、衝撃用基材は減圧下の可撓性真空バッグ130内に入れてもよく、あるいは適当な加圧装置内へ入れてもよい。減圧は大気圧に近い圧力範囲であってもよく、あるいはこれよりも高圧又は低圧であってもよい。この態様においては、タイルのようなセラミック135は他の衝撃用基材140、145及び150へ接着される。種々の衝撃用基材へホットメルト接着剤を塗布する順序は随意であって、所望の製造態様に基づく。例えば、タイルのようなセラミック135は予備成形された複合積層構造体上に配設される。この態様においては、予備成形された複合積層構造体は、ホットメルト接着剤が塗布されて冷却された衝撃用基材(例えば、140、145及び150)である。あるいは、複合積層構造体の全体はその場で形成させてもよい。調製中、減圧バッグを用いて調整する圧力(例えば、大気圧よりも高圧又は低圧)を複合積層構造体へ印加する。   If desired, as shown in FIG. 1B, the impact substrate may be placed in a flexible vacuum bag 130 under reduced pressure, or may be placed in a suitable pressure device. The reduced pressure may be in a pressure range close to atmospheric pressure, or may be higher or lower than this. In this embodiment, a ceramic 135 such as a tile is bonded to other impact substrates 140, 145 and 150. The order in which the hot melt adhesive is applied to the various impact substrates is optional and is based on the desired manufacturing aspect. For example, a tile-like ceramic 135 is disposed on a pre-formed composite laminate structure. In this embodiment, the preformed composite laminate structure is an impact substrate (eg, 140, 145 and 150) that has been cooled by application of a hot melt adhesive. Or you may form the whole composite laminated structure on the spot. During preparation, a pressure (for example, higher or lower than atmospheric pressure) to be adjusted using a vacuum bag is applied to the composite laminated structure.

別の実施態様においては、衝撃用基材から複合積層構造体を形成させるために用いられる衝撃吸収性の接着性樹脂が塗布される。   In another embodiment, an impact-absorbing adhesive resin used to form a composite laminate structure from an impact substrate is applied.

図2は、複合積層構造体の正味の製造プロセスを示す流れ図である。この態様においては、衝撃吸収性の接着性樹脂は、メルトインデックスが約1〜約100(好ましくは約5〜約40)のアクリル酸若しくはメタクリル酸とオレフィンとのコポリマー又はターポリマーである。図2の工程210においては、衝撃吸収性の接着性樹脂は押出機内へ導入される。この態様においては、好ましい衝撃吸収性の接着性樹脂はアクリル酸とメタクリル酸を含むターポリマー(例えば、「エスコアAT325」)である。   FIG. 2 is a flowchart showing the net manufacturing process of the composite laminated structure. In this embodiment, the shock-absorbing adhesive resin is a copolymer or terpolymer of acrylic or methacrylic acid and olefin having a melt index of about 1 to about 100 (preferably about 5 to about 40). In step 210 of FIG. 2, the shock-absorbing adhesive resin is introduced into the extruder. In this embodiment, a preferred shock-absorbing adhesive resin is a terpolymer containing acrylic acid and methacrylic acid (eg, “Escore AT325”).

工程215においては、適当なダイは、所望の用途に適するように調整される(例えば、ダイの幅と厚みが調整される)。例えば、ダイの幅が約0.005〜75.0インチ又はこれよりも大きくなると共に、所望の押出厚みが約0.0003〜0.050インチ又はこれよりも大きくなるように調整してもよい。より限定的な特に好ましい態様においては、押出ダイは、幅が52インチで厚みが0.0005インチになるように調整される。接着剤配合物は当該分野において既知の方法(例えば、前述の方法)を用いて剥離シート上へ連続層として塗布するか、又は所望のパターンで印刷してもよい。   In step 215, the appropriate die is adjusted to suit the desired application (eg, the die width and thickness are adjusted). For example, the width of the die may be adjusted to be about 0.005 to 75.0 inches or greater, and the desired extrusion thickness may be adjusted to be about 0.0003 to 0.050 inches or greater. . In a more limited and particularly preferred embodiment, the extrusion die is adjusted to have a width of 52 inches and a thickness of 0.0005 inches. The adhesive formulation may be applied as a continuous layer onto the release sheet using methods known in the art (eg, those described above) or printed in a desired pattern.

第2の剥離シートを適用し、2枚の剥離シートで接着剤層を挟持するようにしてもよい。剥離シートを適用した後、積層構造体をシート状に裁断するか、又はロールに巻回させてもよい。好ましくは、積層構造体は連続的に押し出した後、ロール(例えば、4000ヤードのロール)に巻き取る。   A second release sheet may be applied, and the adhesive layer may be sandwiched between the two release sheets. After applying the release sheet, the laminated structure may be cut into a sheet shape or wound on a roll. Preferably, the laminated structure is continuously extruded and then wound on a roll (for example, a 4000-yard roll).

工程220においては、押出機は、押出機内の原料が剥離シート上へ押出されるように作動させる。剥離シートはシリコンが塗布された剥離紙又は当該分野において既知のその他の剥離材料製シートである。   In step 220, the extruder is operated so that the raw material in the extruder is extruded onto the release sheet. The release sheet is release paper coated with silicon or other release material sheet known in the art.

工程225においては、押出された材料は、剥離シートを取り除いたときに衝撃用基材へ適用される所望の基材を被覆するために使用される。   In step 225, the extruded material is used to coat the desired substrate that is applied to the impact substrate when the release sheet is removed.

所望により、接着剤配合物を所望の衝撃用基材上へ直接的に塗布して複合材料(例えば、複合材料層)を形成させることによって剥離シートを省略してもよく、該剥離シートの省略によって、複合積層構造体の製造工程が簡素化される。例えば、押出機を、押出機内の原料が衝撃用基材上へ直接的に塗布されて複合積層構造体が形成されるように作動させる。この態様によれば、製造工程数が最小となり、製造法が簡素化される。当該分野において知られているように、逐次的工程によって多重層の構造体を製造してもよい。   If desired, the release sheet may be omitted by applying the adhesive formulation directly onto the desired impact substrate to form a composite material (e.g., a composite material layer), omitting the release sheet. This simplifies the manufacturing process of the composite laminated structure. For example, the extruder is operated so that the raw material in the extruder is applied directly onto the impact substrate to form a composite laminate structure. According to this aspect, the number of manufacturing steps is minimized and the manufacturing method is simplified. As is known in the art, multi-layer structures may be manufactured by sequential processes.

1つの態様においては、工程225には、貼合せ機を用いて複合積層構造体を製造する過程が含まれる。衝撃用基材は複合積層構造体を形成するために使用される。例えば、剥離シートとアラミド繊維製の織布若しくは不織布は貼合せ機内へ供給され、該織布若しくは不織布及び/又は剥離シートは所望の温度まで加熱され、これによって剥離シート上の接着剤は基材上へ溶融する。もちろん、当該分野において知られている別の方法を利用することによって、剥離シートを具有する複合積層構造体を製造することができる。   In one embodiment, Step 225 includes a process of manufacturing a composite laminated structure using a laminating machine. The impact substrate is used to form a composite laminate structure. For example, a release sheet and an aramid fiber woven or non-woven fabric are fed into a laminating machine, and the woven or non-woven fabric and / or release sheet is heated to a desired temperature, whereby the adhesive on the release sheet becomes a substrate. Melt up. Of course, a composite laminate structure having a release sheet can be produced by using another method known in the art.

以下の実施例は本発明を例示的に説明するものであって、本発明にはこれらの実施例によって限定されるものではない。
実施例1
下記の配合組成を有するホットメルト接着剤配合物について変調示差走査熱量法(DSC)による測定をおこなった。
The following examples are given to illustrate the present invention, and the present invention is not limited to these examples.
Example 1
The hot melt adhesive composition having the following composition was measured by modulation differential scanning calorimetry (DSC).

配合処方1:
下記の成分を接着剤攪拌機内において、約325°Fの高温で約2時間混合することによってホットメルト接着剤を調製した。
1.「エクソンAT325」10部(約47重量%)。「エスコア」樹脂:エチレン−アクリル酸−メチルアクリレートターポリマー。メルトインデックス:25。
2.「エクソンTC−221又は220」6部(約28重量%)。「オプチマ」樹脂:EMA(エチレン−メチルアクリレート)コポリマー。メチルアクリレート含有量:27%。メルトインデックス:約5.
3.「ユニタック」(ユニオン・キャンプ社製又はアリゾナ社製の酸性ロジン)7.5部(約35重量%)。酸価:約128〜145.融点:約78〜85℃。
4.「マルクスワックス3500」1.7部(約8.4重量%)(酸価が24の酸化高密度ポリエチレン。融点:112℃。
5.「圧搾処理に3回付されたステアリン酸」1.7部(約8.4重量%)。融点:+60℃。酸価:約30(低温での初期流に対する値)。
Formulation 1:
A hot melt adhesive was prepared by mixing the following ingredients in an adhesive stirrer at a high temperature of about 325 ° F. for about 2 hours.
1. 10 parts of “Exon AT325” (about 47% by weight). “Escore” resin: ethylene-acrylic acid-methyl acrylate terpolymer. Melt index: 25.
2. 6 parts of "Exon TC-221 or 220" (about 28% by weight). “Optima” resin: EMA (ethylene-methyl acrylate) copolymer. Methyl acrylate content: 27%. Melt index: about 5.
3. “Unitac” (acid rosin made by Union Camp or Arizona) 7.5 parts (about 35% by weight). Acid value: about 128-145. Melting point: about 78-85 ° C.
4). 1.7 parts (about 8.4% by weight) of “Marx wax 3500” (oxidized high-density polyethylene having an acid value of 24. Melting point: 112 ° C.
5. 1.7 parts (about 8.4% by weight) of “stearic acid subjected to the pressing process three times”. Melting point: + 60 ° C. Acid value: about 30 (value for initial flow at low temperature).

図3は、本実施例によるホットメルト接着剤についての変調DSCによる測定結果を示す。DSCを使用して被測定材料の広範囲の物理的特性、例えば、ガラス転移温度(Tg)、融点(Tm)及び固体−固体転移等が測定される。この測定法においては、試料と基準材料を制御された温度プログラムによって処理する。試料中において溶融等の相転移が発生するときには、試料と基準材料とを同一の温度に保つためにはエネルギーの供給が必要となる。このエネルギー差を温度の関数として記録することによってDSCチャートが得られる。   FIG. 3 shows the measurement results by modulation DSC for the hot melt adhesive according to this example. DSC is used to measure a wide range of physical properties of the material being measured, such as glass transition temperature (Tg), melting point (Tm), and solid-solid transition. In this measurement method, the sample and reference material are processed by a controlled temperature program. When a phase transition such as melting occurs in the sample, it is necessary to supply energy in order to keep the sample and the reference material at the same temperature. A DSC chart is obtained by recording this energy difference as a function of temperature.

変調DSCによれば、常套のDSCの場合のような物理的及び化学的変化に関する定量的及び定性的情報が得られるだけでなく、常套のDSCによっては得られない特有の熱化学的データが得られる。ベースラインの勾配と曲率による効果が低減されるので、系の感度が増大する。分子緩和やガラス転移のような重なり合う事象は分離させることができる。熱容量は最少数の実験における変調DSCによって直接的に測定することができる。   Modulated DSCs not only provide quantitative and qualitative information about physical and chemical changes as in conventional DSCs, but also provide specific thermochemical data that cannot be obtained by conventional DSCs. It is done. The sensitivity of the system is increased because the effects of baseline slope and curvature are reduced. Overlapping events such as molecular relaxation and glass transition can be separated. Heat capacity can be measured directly by modulated DSC in a minimum number of experiments.

図3は、約10.68mgの試料についての変調DSCの測定結果を示す。測定には、変調DSC用TA装置Q−100を使用した。ログ(log)方式は実験のパラメーターを示す。特に、実験は60秒間毎に±1.00℃で変調させた(200℃までの昇温速度:2.00℃/分)。得られたグラフから明らかなように、被検材料は幅広い融点を示す(ピーク:62.7℃)。この幅広い融点は、被検材料が、各成分が異なる融点を有する多成分混合物であることを示す。また、図3のチャートから明らかなように、被検材料は約16.2℃のガラス転移温度を示す。   FIG. 3 shows the measurement result of modulated DSC for a sample of about 10.68 mg. For the measurement, a TA device Q-100 for modulation DSC was used. The log method indicates experimental parameters. In particular, the experiment was modulated at ± 1.00 ° C. every 60 seconds (heating rate up to 200 ° C .: 2.00 ° C./min). As is apparent from the obtained graph, the test material has a wide melting point (peak: 62.7 ° C.). This broad melting point indicates that the test material is a multi-component mixture where each component has a different melting point. Further, as apparent from the chart of FIG. 3, the test material exhibits a glass transition temperature of about 16.2 ° C.

図4は、本実施例によるホットメルト接着剤の粘度ダイヤグラムを示す。この場合、上記の配合処方1による同一のホットメル接着剤配合物の粘度に関するデータは、テキサス社製の装置TA AR500を用いて測定した。原相(raw phase)は、データが測定装置の内部パラメーターの範囲内で得られたことを保証するための設定点ラインである。図示するように、原相は約80℃未満であり、このことは、データが測定装置の許容度の範囲内において正確で許容できるものであることによって特徴付けられることを示す。   FIG. 4 shows the viscosity diagram of the hot melt adhesive according to this example. In this case, the data relating to the viscosity of the same hot melt adhesive formulation according to the above formulation 1 was measured using a device TA AR500 manufactured by Texas. The raw phase is a set point line to ensure that the data was obtained within the internal parameters of the measuring device. As shown, the original phase is less than about 80 ° C., indicating that the data is characterized by being accurate and acceptable within the tolerance of the measuring device.

貯蔵弾性率は、変形中に貯蔵されるエネルギーの尺度であり、エラストマーの固体様部分又は弾性部分に関連する。伸張変形に対しては「E’」が使用され、捻り変形又は捩れ変形に対しては「G’」が使用される。損失弾性率は変形中のエネルギーの損失(通常は熱損失)の尺度であり、エラストマーの液体様部分又は粘性部分に関連する。伸張変形に対しては「E''」が使用され、捻り変形又は捩れ変形に対しては「G''」が使用される。タンジェント・デルタ(tanδ)は被検材料のエネルギー消失能を示す尺度である。この場合、次の関係式が成立する:tanδ=E''/E’=G''/G'。これらのパラメーターは当業者には理解されている事項である。   Storage modulus is a measure of the energy stored during deformation and is related to the solid-like or elastic portion of the elastomer. “E ′” is used for extensional deformation, and “G ′” is used for torsional or torsional deformation. Loss modulus is a measure of the loss of energy during deformation (usually heat loss) and is related to the liquid-like or viscous part of the elastomer. “E ″” is used for extensional deformation, and “G ″” is used for torsional or torsional deformation. Tangent delta (tan δ) is a measure of the energy dissipation ability of the test material. In this case, the following relational expression holds: tan δ = E ″ / E ′ = G ″ / G ′. These parameters are understood by those skilled in the art.

図4において、貯蔵弾性率(G’)は約70〜75℃において約50×E7Paまで低下し、また、100℃において約1000Paの最終値に達する。このことは、被検材料は約70〜75℃までは固体状であるが、貯蔵弾性率の低下に伴って溶融することを示す。tanδは損失弾性率対貯蔵弾性率の比を示す。tanδに関するデータは、被検材料が2回の溶融状態を経由することを示す。図4に示すチャート全体は、被検材料が固体状態から出発し、昇温に伴って溶融することを示す。   In FIG. 4, the storage modulus (G ′) drops to about 50 × E7 Pa at about 70-75 ° C. and reaches a final value of about 1000 Pa at 100 ° C. This indicates that the test material is solid up to about 70 to 75 ° C., but melts as the storage modulus decreases. tan δ represents the ratio of loss modulus to storage modulus. Data relating to tan δ indicates that the test material goes through two molten states. The entire chart shown in FIG. 4 shows that the test material starts from a solid state and melts as the temperature rises.

実施例2
この実施例においては、3000のデニールを有するポリアラミド繊維「ケブラー29」製織布をスワッチ(swatch)(18×18インチ)に裁断した。片面をホットメルト接着剤層(厚さ:0.005インチ)で被覆した10枚の織布を積層させ、各織布間に介在するホットメルト接着剤によって、これらの織布をヘルメット形態を有する一体化複合構造体(重量:2.25ポンド)に成形した。この場合、ホットメルト接着剤配合物は、前記の配合物1と同じ配合組成を有する配合物である。
Example 2
In this example, a woven fabric made of polyaramid fiber “Kevlar 29” having 3000 denier was cut into swatches (18 × 18 inches). Ten woven fabrics coated on one side with a hot-melt adhesive layer (thickness: 0.005 inch) are laminated, and these woven fabrics have a helmet form by hot-melt adhesive interposed between the woven fabrics. Molded into an integral composite structure (weight: 2.25 pounds). In this case, the hot melt adhesive composition is a composition having the same composition as the composition 1.

0.020/1000インチの厚みを有するケブラー製織布に、前記の熱可塑性接着剤を0.005/1000インチの厚さで塗布することによって得られた12層から構成される積層体を製造するときには、予想外の結果が得られた。   A laminate composed of 12 layers obtained by applying the thermoplastic adhesive in a thickness of 0.005 / 1000 inch to a Kevlar woven fabric having a thickness of 0.020 / 1000 inch is manufactured. When you do, you get unexpected results.

12層から成る積層体を熱対流炉又はマイクロ波オーブン内で加熱し、これをポリエチレン製ボウル内へ導入して予備的な形態に成形した後、雌型内へ導入し、次いで冷雄型を雌型内へ加圧挿入させて該積層体を成形させた後、放冷させた。得られた積層体は、5回の射撃試験において必要な強度の2倍の強度を示すと共に、従来のケブラー複合材に比べて平均して24%高いエネルギー吸収度を示した。   A 12-layer laminate is heated in a convection oven or microwave oven, introduced into a polyethylene bowl, formed into a preliminary form, introduced into a female mold, and then the cold male mold is The laminate was molded by pressing into a female mold and allowed to cool. The resulting laminate exhibited twice the strength required in five shooting tests and an average 24% higher energy absorption than conventional Kevlar composites.

1つの試験においては、ヘルメット状の積層体を固定装置に固定し、また、10インチの銃身を有する拳銃の銃口からヘルメット状の積層体までの全距離は16フィートに設定した。得られた結果を以下の表1に示す。表中、「Mag Rem」は「マグナム・レミングトン銃」を示し、また、「Gr JHP」は、「薬粒が充填された薬莢の中空点」を示す。   In one test, the helmet-like laminate was fixed to a fixation device, and the total distance from the muzzle of a handgun with a 10-inch barrel to the helmet-like laminate was set to 16 feet. The results obtained are shown in Table 1 below. In the table, “Mag Rem” indicates “Magnum Remington Gun”, and “Gr JHP” indicates “the hollow point of the cartridge case filled with drug granules”.

Figure 2008504142
Figure 2008504142

これらの仕様書によれば、本実施例において用いた試験条件下での貫通距離は44mmである。表1に示すように、本発明による複合積層構造体を用いて得られた結果は22mmの短さであった。   According to these specifications, the penetration distance under the test conditions used in this example is 44 mm. As shown in Table 1, the results obtained using the composite laminate structure according to the present invention were as short as 22 mm.

実施例3
この実施例においては、3000デニールの「ケブラー」繊維ヤーンを使用した。非被覆「ケブラー」繊維の面密度は12オンス/平方ヤード(0.083ポンド/平方フィート)である。20層から成る非被覆「ケブラー」繊維層の面密度は1.67ポンド/平方フィートである。実施例2の接着剤配合物の比重は0.98(0.354ポンド/立方インチ)である。配合処方1と同じ組成を有する樹脂を0.005インチの厚さで被覆した場合、単一樹脂層の面密度は0.0255ポンド/平方フィートであり、また、20層の面密度は0.51ポンド/平方フィートである。20層から成る被覆繊維層の全面密度は2.18ポンド/平方フィートである(1.67ポンド/平方フィート+0.51ポンド/フィート)。樹脂の全含有量は繊維に対して23.4重量%である。
Example 3
In this example, a 3000 denier “Kevlar” fiber yarn was used. The areal density of uncoated "Kevlar" fibers is 12 ounces / square yard (0.083 pounds / square foot). The areal density of 20 uncoated “Kevlar” fiber layers is 1.67 pounds per square foot. The specific gravity of the adhesive formulation of Example 2 is 0.98 (0.354 lb / in 3). When a resin having the same composition as Formulation 1 is coated at a thickness of 0.005 inches, the surface density of the single resin layer is 0.0255 pounds per square foot, and the surface density of the 20 layers is 0.00. 51 pounds per square foot. The overall density of the 20 coated fiber layers is 2.18 pounds per square foot (1.67 pounds per square foot + 0.51 pounds per foot). The total resin content is 23.4% by weight with respect to the fibers.

発射体試験
米国の陸軍の史的データベースによれば、2.18ポンド/平方フィート(34.9オンス/平方ヤード)の面密度を有する接着「ケブラー」繊維に対するV50(0.30口径FSP)の予測値は約1600フィート/秒である。試験に供した20層から成るパネルのV50は1786フィート/秒であった。この値は、発射体の速度が11.6%増大し、発射体のエネルギーが24.6%増加することを示す。得られた結果を以下の表2に示す。
Projectile Testing According to the US Army historical database, V 50 (0.30 caliber FSP) for bonded “Kevlar” fibers with an areal density of 2.18 pounds per square foot (34.9 ounces per square yard) The predicted value of is about 1600 feet / second. The V 50 of the 20-layer panel subjected to the test was 1786 feet / second. This value indicates a 11.6% increase in projectile speed and a 24.6% increase in projectile energy. The results obtained are shown in Table 2 below.

試験に供したパネル中の樹脂の含有量は伝統的な鎧用の接着積層体の場合に比べて幾分高く、低くはなかった。衝撃吸収性の接着性樹脂は、「ケブラー」繊維の発射体停止作用を補助すると仮定される。換言すれば、本発明による衝撃吸収性の接着性樹脂は、繊維強化積層体の耐衝撃性に寄与しない伝統的な「構造用」樹脂とは異なり、「衝撃用」樹脂と呼ぶことができる。   The resin content in the panel subjected to the test was somewhat higher and not lower than that of the traditional armored adhesive laminate. The shock-absorbing adhesive resin is hypothesized to aid in the projectile stopping action of “Kevlar” fibers. In other words, the impact-absorbing adhesive resin according to the present invention can be referred to as an “impact” resin, unlike the traditional “structural” resin that does not contribute to the impact resistance of the fiber reinforced laminate.

Figure 2008504142
Figure 2008504142

実施例4
ポリアラミド繊維(「ケブラー29」)製の織布(デニール:約3000、織目:17×17)を使用した。片面を被覆した約18のクロス層は、隣接するクロス層の間に0.002インチの厚さで介在させた接着剤層によって相互に接着させることによって単一の複合材を調製した。硬質の熱可塑性表面(例えば、「レクサン(Lexan)」又は類似の熱可塑性樹脂製表面)の外層を複合材の表面に重ねた。この積層体を減圧バッグ内において、オーブン中で約250°Fの温度まで加熱し、次いでポリエチレン製シールド内へ入れ、大気圧よりも低い圧力下において約15分間延伸することによって厚さが約400インチの予備造形体を調製した。接着剤層は前記の配合処方1の場合と同じ組成を有する配合物を用いて形成させた。
Example 4
A woven fabric (denier: about 3000, weave: 17 × 17) made of polyaramid fiber (“Kevlar 29”) was used. A single composite was prepared by bonding approximately 18 cloth layers coated on one side to each other with an adhesive layer interposed between adjacent cloth layers at a thickness of 0.002 inches. An outer layer of a rigid thermoplastic surface (eg, a “Lexan” or similar thermoplastic surface) was overlaid on the composite surface. The laminate is heated in an oven to a temperature of about 250 ° F. in a vacuum bag, then placed in a polyethylene shield and stretched for about 15 minutes under a pressure below atmospheric pressure to a thickness of about 400 Inch preforms were prepared. The adhesive layer was formed using a formulation having the same composition as in the case of the formulation 1.

試験は、合格/不合格基準によるNIJ0108.01試験法に従っておこなった。2種の武器(9mmパラベラム銃及び0.44マグナム銃)の最小衝撃速度は1400フィート/秒である。以下の表3に示す結果から明らかなように、本実施例で用いた試験条件下では、9mmパラベラム銃又は44マグナム銃による貫通は認められなかった。これらの結果は、被検物質が高い耐衝撃性を発揮することを示す。   The test was conducted according to NIJ0101081 test method according to pass / fail criteria. The minimum impact speed of the two weapons (9mm Parabellum gun and 0.44 Magnum gun) is 1400 feet / second. As is apparent from the results shown in Table 3 below, no penetration by a 9 mm parabellum gun or a 44 magnum gun was observed under the test conditions used in this example. These results indicate that the test substance exhibits high impact resistance.

Figure 2008504142
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以下の表4は、実施例4の場合と同じ複合積層構造体のMIL−STD−622Fから得られた結果を示す。これらの結果は、弾丸の50%はバリヤーを完全に貫通するが、50%はバリヤー内へ部分的に侵入するという理論的な閾値を示しており、これらの結果はV50と呼ばれる。V50が高ければ高いほど、バリヤーの保護レベルは高くなる。一般的に言えば、バリヤーは、合格/不合格試験の最小試験速度(この速度は、いずれの弾丸もバリヤーを貫通しないので、Vと呼ばれる)よりも約150フィート/秒(fps)よりも速いV50を示す。実施例3に記載の複合材料の示す速度は1713fps であり、この速度は最小試験速度よりも313fps 速く、極めて良好である。全ての結果を示す以下の表4を参照されたい。 Table 4 below shows the results obtained from MIL-STD-622F of the same composite laminate structure as in Example 4. These results indicate that 50% of the bullets completely through the barrier, 50% shows a theoretical threshold of partially penetrates into the barrier, these results are called V 50. The higher the V 50, the protection level of the barrier is higher. Generally speaking, the barrier is less than about 150 feet / second (fps) than the minimum test speed for pass / fail tests (this speed is called V 0 because no bullet penetrates the barrier). Fast V 50 is shown. The speed shown for the composite material described in Example 3 is 1713 fps, which is 313 fps faster than the minimum test speed and is very good. See Table 4 below showing all results.

Figure 2008504142
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表4に示す結果は、被検物質が耐衝撃性の高い物質であることを示す。当業者には明らかなように、当業者であれば、本発明の技術的思想又は技術的範囲を逸脱することなく、上述の種々の態様を多種多様に修正又は変形することが可能である。従って、本発明のこのような修正態様や変形態様が本願の特許請求の範囲とその均等の範囲内に含まれる限り、該修正態様や変形態様も本発明に包含される。   The results shown in Table 4 indicate that the test substance is a substance with high impact resistance. As will be apparent to those skilled in the art, those skilled in the art can make various modifications and variations to the various aspects described above without departing from the spirit or scope of the present invention. Therefore, as long as such modifications and variations of the present invention are included in the scope of the claims of the present application and their equivalents, the modifications and variations are also encompassed by the present invention.

図1Aは、本発明によるホットメルト接着剤配合物を用いる複合積層構造体の製造法を示す模式図である。FIG. 1A is a schematic diagram showing a method for producing a composite laminate structure using a hot melt adhesive formulation according to the present invention. 図1Bは、本発明によるホットメルト接着剤配合物を用いる複合積層構造体の別の製造法を示す模式図である。FIG. 1B is a schematic view showing another method for producing a composite laminate structure using a hot melt adhesive composition according to the present invention. 図2は、複合積層構造体の正味の製造プロセスを示す流れ図である。FIG. 2 is a flowchart showing the net manufacturing process of the composite laminated structure. 図3は、本発明によるホットメルト接着剤の変調DSCによる測定結果を示すチャートである。FIG. 3 is a chart showing the measurement results of the hot melt adhesive according to the present invention by modulation DSC. 図4は、本発明によるホットメルト接着剤の粘度ダイヤグラムである。FIG. 4 is a viscosity diagram of a hot melt adhesive according to the present invention.

Claims (31)

下記の成分(i)〜(v)を含有する接着剤配合物で接着された少なくとも2つの衝撃用基材を具有する複合積層構造体:
(i)1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%、
(ii)約0.5〜約100のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー又は約0.5〜350のメルトインデックスを有するオレフィン−ビニルアセテートコポリマー約3〜70重量%、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン約3〜40重量%、
(iv)約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%、及び
(v)約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス約1〜20重量%。
A composite laminate structure comprising at least two impact substrates bonded with an adhesive formulation containing the following components (i) to (v):
(I) about 20 to 90% by weight of an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100;
(Ii) about 3 to 70% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 100 or an olefin-vinyl acetate copolymer having a melt index of about 0.5 to 350;
(Iii) about 3-40% by weight of acidic rosin having an acid number of about 20-200,
(Iv) about 1-20% by weight of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80-120 ° C. and (v) about 1-20% by weight of a low melting point wax having a melting point of about 55-90 ° C.
少なくとも2つの衝撃用基材の少なくとも一方が5〜250個のポリアラミド織物層を含有する請求項1記載の複合積層構造体。   The composite laminate structure according to claim 1, wherein at least one of the at least two impact substrates contains 5 to 250 polyaramid fabric layers. 衝撃用基材が下記の群から選択される請求項1記載の複合積層構造体:
ポリ(m−キシリレンアジパミド)、ポリ(p−キシリレンセバカミド)、ポリ(2,2,2−トリメチル−ヘキサメチレンテレフタラミド)、ポリ(ピペラジンセバカミド)、ポリ(メタフェニレンイソフタラミド)、ポリ(p−フェニレンテレフタラミド)、延伸オレフィン繊維、ポリ(p−フェニレン−2,6−ベンゾビスオキサゾール)の硬質ロッド鎖状分子、金属、セラミック、及びこれらの任意の混合物。
The composite laminate structure according to claim 1, wherein the impact base material is selected from the following group:
Poly (m-xylylene adipamide), poly (p-xylylene sebacamide), poly (2,2,2-trimethyl-hexamethylene terephthalamide), poly (piperazine sebacamide), poly (meta Phenylene isophthalamide), poly (p-phenylene terephthalamide), drawn olefin fiber, rigid rod chain molecule of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole), metal, ceramic, and any of these blend.
衝撃吸収性の接着性樹脂が下記の群から選択され、約0.5〜約350のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマーを約3〜70重量%含有する請求項1記載の複合積層構造体:
オレフィン−アクリル酸コポリマー、オレフィン−メタクリル酸コポリマー、オレフィン−無水マレイン酸コポリマー、オレフィン−アクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−アクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−メタクリレートターポリマー、及びこれらの任意の混合物。
The impact-absorbing adhesive resin is selected from the following group and contains about 3 to 70 wt% of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 350. Composite laminated structure:
Olefin-acrylic acid copolymer, olefin-methacrylic acid copolymer, olefin-maleic anhydride copolymer, olefin-acrylic acid-acrylate terpolymer, olefin-methacrylic acid-acrylate terpolymer, olefin-acrylic acid-methacrylate terpolymer, olefin-methacrylic acid -Methacrylate terpolymers, olefin-maleic anhydride-acrylate terpolymers, olefin-maleic anhydride-methacrylate terpolymers, and any mixtures thereof.
衝撃吸収性の接着性樹脂が約50〜90のショアーA硬度を有し、オレフィン−アクリレートコポリマー又はオレフィン−メタクリレートコポリマーが約70〜90のショアーA硬度を有する請求項1記載の複合積層構造体。   The composite laminate structure of claim 1, wherein the shock-absorbing adhesive resin has a Shore A hardness of about 50-90 and the olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer has a Shore A hardness of about 70-90. オレフィン−アクリレートコポリマー又はオレフィン−メタクリレートコポリマーが約15〜26J1/2/cm3/4の溶解度パラメーターを有する請求項1記載の複合積層構造体。 The composite laminate structure of claim 1, wherein the olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer has a solubility parameter of about 15 to 26 J1 / 2 / cm3 / 4 . 複合積層構造体が鎧、盾、ヘルメット、車両又は航空機の形態を有する請求項1記載の複合積層構造体。   The composite laminate structure according to claim 1, wherein the composite laminate structure has a form of an armor, a shield, a helmet, a vehicle, or an aircraft. 下記の成分(i)〜(v)を含有する請求項1記載の複合積層構造体:
(i)衝撃吸収性の接着性樹脂約35〜55重量%、
(ii)オレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー約15〜35重量%、
(iii)酸性ロジン約15〜40重量%、
(iv)高融点酸化ワックス約5〜15重量%、及び
(v)低融点ワックス約5〜15重量%。
The composite laminate structure according to claim 1, comprising the following components (i) to (v):
(I) about 35 to 55% by weight of an impact-absorbing adhesive resin;
(Ii) about 15-35% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer;
(Iii) about 15-40% by weight of acidic rosin,
(Iv) about 5-15% by weight of high melting point oxidized wax, and (v) about 5-15% by weight of low melting point wax.
衝撃吸収性の接着性樹脂で接着された12〜14層のポリアラミド材料を含有する複合積層構造体であって、240個の薬粒が薬莢中空点に充填された弾丸が装填されたマグナム・レミングトン拳銃から発射される弾丸に対する貫通制限能が32mm以下である(該複合積層構造体と該拳銃との距離:16〜17フィート)該複合積層構造体。   Magnum Remington, which is a composite laminated structure containing 12 to 14 layers of polyaramid material bonded with an impact-absorbing adhesive resin, and is loaded with bullets in which 240 drug particles are filled in the hollow case The composite laminated structure has a penetration limiting ability for a bullet fired from a handgun of 32 mm or less (distance between the composite laminated structure and the handgun: 16 to 17 feet). 貫通制限能が22mm以下である請求項9記載の複合積層構造体。   The composite laminated structure according to claim 9, wherein the penetration limiting ability is 22 mm or less. 鎧、盾又はヘルメットの形態を有する請求項9記載の複合積層構造体。   The composite laminated structure according to claim 9, which has the form of an armor, a shield, or a helmet. 下記の成分(i)〜(v)を含有する接着剤配合物で接着されたオレフィン繊維若しくはポリアラミド繊維又はこれらの繊維層を含むポリアラミド織物又は延伸線状オレフィン織物:
(i)1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%、
(ii)約0.5〜約50のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー約3〜70重量%、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン約3〜40重量%、
(iv)約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%、及び
(v)約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス約1〜20重量%。
Olefin fiber or polyaramid fiber bonded with an adhesive composition containing the following components (i) to (v) or a polyaramid fabric or a stretched linear olefin fabric including these fiber layers:
(I) about 20 to 90% by weight of an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100;
(Ii) about 3 to 70% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 50;
(Iii) about 3-40% by weight of acidic rosin having an acid number of about 20-200,
(Iv) about 1-20% by weight of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80-120 ° C. and (v) about 1-20% by weight of a low melting point wax having a melting point of about 55-90 ° C.
下記の成分(i)〜(v)を含有する接着剤配合物:
(i)1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%、
(ii)約0.5〜約100のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー又は約0.5〜350のメルトインデックスを有するオレフィン−ビニルアセテートコポリマー約10〜70重量%、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン約3〜40重量%、
(iv)約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%、及び
(v)約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス約1〜20重量%。
Adhesive formulations containing the following components (i) to (v):
(I) about 20 to 90% by weight of an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100;
(Ii) about 10-70% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 100 or an olefin-vinyl acetate copolymer having a melt index of about 0.5 to 350;
(Iii) about 3-40% by weight of acidic rosin having an acid number of about 20-200,
(Iv) about 1-20% by weight of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80-120 ° C. and (v) about 1-20% by weight of a low melting point wax having a melting point of about 55-90 ° C.
約10000〜100000cps/380°Fのブルックフィールド粘度、及び140°Fよりも高い融点(環球法による値)を有する請求項13記載の接着剤配合物。 14. The adhesive formulation of claim 13, having a Brookfield viscosity of about 10,000 to 100,000 cps / 380 [deg.] F. and a melting point (ring and ball method value) greater than 140 [deg.] F. 約40000〜90000cps/380°Fのブルックフィールド粘度を有する請求項14記載の接着剤配合物。   The adhesive formulation of claim 14, having a Brookfield viscosity of about 40,000 to 90,000 cps / 380 ° F. 衝撃吸収性の接着性樹脂が下記の群から選択される請求項13記載の接着剤配合物:
オレフィン−アクリル酸コポリマー、オレフィン−メタクリル酸コポリマー、オレフィン−無水マレイン酸コポリマー、オレフィン−アクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−アクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−メタクリレートターポリマー、及びこれらの任意の混合物。
The adhesive formulation of claim 13, wherein the shock-absorbing adhesive resin is selected from the following group:
Olefin-acrylic acid copolymer, olefin-methacrylic acid copolymer, olefin-maleic anhydride copolymer, olefin-acrylic acid-acrylate terpolymer, olefin-methacrylic acid-acrylate terpolymer, olefin-acrylic acid-methacrylate terpolymer, olefin-methacrylic acid -Methacrylate terpolymers, olefin-maleic anhydride-acrylate terpolymers, olefin-maleic anhydride-methacrylate terpolymers, and any mixtures thereof.
衝撃吸収性の接着性樹脂が約50〜90のショアーA硬度を有し、オレフィン−アクリレートコポリマー又はオレフィン−メタクリレートコポリマーが約70〜90のショアーA硬度を有する請求項13記載の接着剤配合物。   The adhesive formulation of claim 13, wherein the shock-absorbing adhesive resin has a Shore A hardness of about 50-90, and the olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer has a Shore A hardness of about 70-90. 衝撃吸収性の接着性樹脂が約15〜22J1/2/cm3/4の溶解度パラメーターを有する請求項13記載の接着剤配合物。 14. The adhesive formulation of claim 13, wherein the shock-absorbing adhesive resin has a solubility parameter of about 15-22 J1 / 2 / cm3 / 4 . 下記の成分(i)〜(v)を含有する請求項13記載の接着剤配合物:
(i)衝撃吸収性の接着性樹脂約35〜55重量%、
(ii)オレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー約15〜35重量%、
(iii)酸性ロジン約15〜40重量%、
(iv)高融点酸化ワックス約5〜15重量%、及び
(v)低融点ワックス約5〜15重量%。
The adhesive formulation according to claim 13, comprising the following components (i) to (v):
(I) about 35 to 55% by weight of an impact-absorbing adhesive resin;
(Ii) about 15-35% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer;
(Iii) about 15-40% by weight of acidic rosin,
(Iv) about 5-15% by weight of high melting point oxidized wax, and (v) about 5-15% by weight of low melting point wax.
約1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂を用いて複合積層構造体形態に接着された少なくとも2つの衝撃用基材を含む複合積層構造体。   A composite laminate structure comprising at least two impact substrates bonded to a composite laminate structure form using an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of about 1-100. 衝撃吸収性の接着性樹脂が下記の群から選択される請求項20記載の複合積層構造体:オレフィン−アクリル酸コポリマー、オレフィン−メタクリル酸コポリマー、オレフィン−無水マレイン酸コポリマー、オレフィン−アクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−アクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−メタクリレートターポリマー、及びこれらの任意の混合物。   21. The composite laminate structure of claim 20, wherein the impact-absorbing adhesive resin is selected from the following group: olefin-acrylic acid copolymer, olefin-methacrylic acid copolymer, olefin-maleic anhydride copolymer, olefin-acrylic acid-acrylate. Terpolymer, olefin-methacrylic acid-acrylate terpolymer, olefin-acrylic acid-methacrylate terpolymer, olefin-methacrylic acid-methacrylate terpolymer, olefin-maleic anhydride-acrylate terpolymer, olefin-maleic anhydride-methacrylate terpolymer, And any mixtures thereof. 少なくとも2つの衝撃用基材のうちの少なくとも1つが5〜200層のポリアラミド織物又は細長化オレフィン織物を含有する請求項20記載の複合積層構造体。   21. The composite laminate structure of claim 20, wherein at least one of the at least two impact substrates comprises 5 to 200 layers of polyaramid fabric or elongated olefin fabric. 衝撃用基材が下記の群から選択される請求項20記載の複合積層構造体:
ポリ(m−キシリレンアジパミド)、ポリ(p−キシリレンセバカミド)、ポリ(2,2,2−トリメチル−ヘキサメチレンテレフタラミド)、ポリ(ピペラジンセバカミド)、ポリ(メタフェニレンイソフタラミド)、ポリ(p−フェニレンテレフタラミド)、延伸オレフィン繊維、ポリ(p−フェニレン−2,6−ベンゾビスオキサゾール)の硬質ロッド鎖状分子、金属、セラミック、及びこれらの任意の混合物。
The composite laminate structure according to claim 20, wherein the impact base material is selected from the following group:
Poly (m-xylylene adipamide), poly (p-xylylene sebacamide), poly (2,2,2-trimethyl-hexamethylene terephthalamide), poly (piperazine sebacamide), poly (meta Phenylene isophthalamide), poly (p-phenylene terephthalamide), drawn olefin fiber, rigid rod chain molecule of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole), metal, ceramic, and any of these blend.
剥離シート上に被覆された約1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂を含有する層状構造体。   A layered structure containing an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of about 1 to 100 coated on a release sheet. 衝撃吸収性の接着性樹脂が下記の群から選択される請求項24記載の層状構造体:
オレフィン−アクリル酸コポリマー、オレフィン−メタクリル酸コポリマー、オレフィン−無水マレイン酸コポリマー、オレフィン−アクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−アクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−メタクリル酸−メタクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−アクリレートターポリマー、オレフィン−無水マレイン酸−メタクリレートターポリマー、及びこれらの任意の混合物。
The layered structure according to claim 24, wherein the shock-absorbing adhesive resin is selected from the following group:
Olefin-acrylic acid copolymer, olefin-methacrylic acid copolymer, olefin-maleic anhydride copolymer, olefin-acrylic acid-acrylate terpolymer, olefin-methacrylic acid-acrylate terpolymer, olefin-acrylic acid-methacrylate terpolymer, olefin-methacrylic acid -Methacrylate terpolymers, olefin-maleic anhydride-acrylate terpolymers, olefin-maleic anhydride-methacrylate terpolymers, and any mixtures thereof.
下記の成分(i)〜(v)を含有する接着性樹脂であって、剥離シート上に塗布された該接着性樹脂を含有する層状構造体:
(i)1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂約20〜90重量%、
(ii)約0.5〜約100のメルトインデックスを有するオレフィン−アクリレートコポリマー若しくはオレフィン−メタクリレートコポリマー又は約0.5〜350のメルトインデックスを有するオレフィン−ビニルアセテートコポリマー約3〜70重量%、
(iii)約20〜200の酸価を有する酸性ロジン約3〜40重量%、
(iv)約80〜120℃の融点を有する高融点酸化ワックス約1〜20重量%、及び
(v)約55〜90℃の融点を有する低融点ワックス約1〜20重量%。
An adhesive resin containing the following components (i) to (v), wherein the layered structure contains the adhesive resin applied on a release sheet:
(I) about 20 to 90% by weight of an impact-absorbing adhesive resin having a melt index of 1 to 100;
(Ii) about 3 to 70% by weight of an olefin-acrylate copolymer or olefin-methacrylate copolymer having a melt index of about 0.5 to about 100 or an olefin-vinyl acetate copolymer having a melt index of about 0.5 to 350;
(Iii) about 3-40% by weight of acidic rosin having an acid number of about 20-200,
(Iv) about 1-20% by weight of a high melting point oxidized wax having a melting point of about 80-120 ° C. and (v) about 1-20% by weight of a low melting point wax having a melting point of about 55-90 ° C.
1〜100のメルトインデックスを有する衝撃吸収性の接着性樹脂を衝撃用基材上に塗布する工程を含む複合積層構造体の製造方法。   The manufacturing method of a composite laminated structure including the process of apply | coating the impact-absorbing adhesive resin which has a melt index of 1-100 on the base material for an impact. 衝撃吸収性の接着性樹脂の塗布法に、押出し塗布法、ナイフ塗布法、ローラー塗布法、プリント塗布法及びこれらの任意の併用法から選択される少なくとも1種の方法によって衝撃吸収性の接着性樹脂を衝撃用基材上へ適用する工程が含まれる請求項27記載の方法。   The impact-absorbing adhesive resin is applied by at least one method selected from an extrusion coating method, a knife coating method, a roller coating method, a print coating method, and any combination of these methods. 28. The method of claim 27, including the step of applying a resin onto the impact substrate. 塗布された衝撃用基材上へ、少なくとも1回の後続の衝撃吸収性の接着性樹脂を用いて少なくとも1回の後続の衝撃用基材を接着させる工程をさらに含む請求項28記載の方法。   29. The method of claim 28, further comprising adhering at least one subsequent impact substrate to the applied impact substrate using at least one subsequent impact-absorbing adhesive resin. 予め規定された金型構造体上において、複合材をヘルメット、鎧及び盾の少なくとも1つの製品に成形する工程をさらに含む請求項28記載の方法。   30. The method of claim 28, further comprising molding the composite material into at least one product of a helmet, armor and shield on a pre-defined mold structure. 衝撃吸収性の接着性樹脂の塗布法に、衝撃吸収性の接着性樹脂を剥離シートから適用する態様が含まれる請求項28記載の方法。   29. The method according to claim 28, wherein the method of applying the shock-absorbing adhesive resin includes an aspect in which the shock-absorbing adhesive resin is applied from the release sheet.
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