JP2016528398A - 単方向布、不織布及びその製造方法、並びに不織布製品 - Google Patents

Abstract

本発明は、簡単なプロセスで、低コストで得られる単方向布、不織布及びその製造方法、並びに不織布製品を提供する。一方向に沿って複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを展開し、上記各超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを接続して一体化させる工程を含む単方向布の製造方法を採用する。さらに、当該単方向布により不織布及び不織布製品を製造する。【選択図】図1

Description

本発明は化繊布に関し、特に単方向布、不織布及びその製造方法、並びに不織布製品に関する。

超高分子量ポリエチレン（Ｕ１ｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｍｏ１ｅｃｕ１ａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏ１ｙｅｔｈｙ１ｅｎｅ，以下、「ＵＨＭＷ−ＰＥ」と略称する)は、合成繊維であり、その分子構造は、高い直線性及び配向性を持つため、超高分子量ポリエチレンは、強度及び引張係数が極めて高く、良好な化学安定性や耐腐食性などの優れた性能を持つ。超高分子量ポリエチレンの上記性能は、アラミド繊維より優れるため、軍事、警備用防弾保護具領域に幅広く適用され、当該分野に於いて、従来の鋼構造防弾材料に代わりに、主流の材料となった。

単方向布（Uni-Directional Cloth、以下、「UD布と」略称する）の強度は、一方向に集中している。複数の単方向布を、一定の角度で積層して、不織布が得られる。現在、超高分子量ポリエチレン製不織布は、以下の工程により製造されている。複数本の超高分子量ポリエチレン繊維を、均一、平行、伸張など整経処理して、一方向に整列させ、ノリにより各繊維を接着して単方向布を得る。さらに、多層の単方向布を0度/90度で順次交差積層し、ノリにより各層の単方向布を接着して不織布が得られる。

上記従来の製造工程においては、一定の方向で経糸を整理し、その後、複数本の超高分子量ポリエチレン繊維をノリにより一体に接着させる工程が含まれる。超高分子量ポリエチレン繊維は、フィラメント状構造であるため、超高分子量ポリエチレン繊維を用いて様々な製品を製造する過程において、複数のフィラメント状構造の繊維をそれぞれ整理する必要があり、プロセスが複雑で、コストが高く、且つ製品の製造過程において、繊維表面に摩擦によってバリを生成しやすい。また、繊維には破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象が発生しやすく、複数本の繊維全体が均一に受力するには不利であり、製造した製品の全体強度は複数本の超高分子量ポリエチレン繊維の強度より低く、強度利用率が低い場合が多い。

以下、本発明の基本的な理解のため、本発明に関わる簡単な概要を説明する。この概要は本発明に関する網羅的概要ではないことが理解すべきである。すなわち、本発明の要点又は重要部分を確定することを意図せず、本発明の範囲を制限することも意図しない。簡略化した形によってある概念を説明し、これを以下に述べるより詳細な説明の前置きとすることだけを目的とする。
本発明は、簡単なプロセスで、低コストで得られる単方向布、不織布及びその製造方法、並びに不織布製品を提供する。

本発明の第１の態様では、単方向布の製造方法を提供する。
一方向に沿って複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを展開し、
上記各超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを接続して一体化して、上記単方向布が得られる。

2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの隣接する部位に、接着剤を塗って上記各超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを接続して一体化させることもできる。
2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップが隣接する部位に、接着剤を塗ってから、上記接着剤を乾燥させることもできる。
80℃〜120℃で上記接着剤を乾燥させることができる。

任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを、少なくとも部分的にオーバラップさせ、任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの重ね部分を、接着又はホットプレスにより一体化させることもできる。

上記ホットプレスの条件は、温度50〜130℃及び/又は圧力1〜15MPaに制御することができる。

上記方向は、上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの幅方向とすることができる。

上記幅方向は、上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの分子鎖の伸張方向に垂直する方向とすることができる。

選択的に、上記超高分子量ポリエチレン薄膜は、
線密度が５０００デニール以上、
幅が１００ｍｍ以上、
厚みが０．２ｍｍ以下、
破断強度が１０グラム／デニール以上、
引張係数が８００グラム／デニール以上、
破断伸度が６％以下のうちの１種又は2種以上を満たす。

選択的に、上記超高分子量ポリエチレンストリップは、
線密度が１００デニール以上、
幅が１〜１００ｍｍ、
厚みが０．２ｍｍ以下、
破断強度が１０グラム／デニール以上、
引張係数が８００グラム／デニール以上、
破断伸度が６％以下のうちの１種又は2種以上を満たす。

本発明の第2の態様では、上記単方向布の製造方法により製造された単方向布を提供する。

本発明の第3の態様では、不織布の製造方法を提供する。複数枚の単方向布を順次、一定の角度で交差して積層し、一体化させて不織布を製造する。上記単方向布は、一方向に順次、連続的に展開して相互に接続している複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを備える。

複数枚の上記単方向布を順次、一定の角度で交差して積層し、一体化させて、複数枚の上記単方向布を順次、一定の角度で交差積層して展開し、ホットプレス又は接着により上記単方向布の重ね部分を処理するもできる。

上記単方向布の一面に接着剤があり、他面には、接着剤がない構成とすることもできる。任意の2枚の隣接する単方向布を接着させ、任意の2枚の隣接する単方向布を、一定の角度で交差接合させるには、1枚の単方向布の接着剤のある一面が、もう1枚の単方向布の接着剤のない一面に接着させる。

任意の隣接する２つの単方向布の交差角度は同一とすることができる。
上記交差角度は、0〜90度とすることができる。
上記交差角度は、45度又は90度とすることができる。

各単方向布において少なくとも2つの単方向布の交差角度は、他の単方向布の交差角度と異なる構成とすることもできる。

最初の単方向布から最終の単方向布まで、隣接する2つの交差角度を、順次増加させることもできる。
本発明の第4の態様では、上記不織布の製造方法により製造された不織布を提供する。

本発明の実施例では、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップは超高分子量ポリエチレンにより製造され、一定の幅と厚みがある薄片であり、且つ幅が厚みよりはるかに大きい。超高分子量ポリエチレンストリップは個別に製造するか、該薄膜引張の前後に切り分け工程を行ってできるストリップ状薄片であり、ストリップの幅は薄膜の幅より小さく、厚みは薄膜と同等又は薄膜の厚みより大きい。本発明による超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップそのものは一定の幅と厚みを有し、接合点又は裁断線がない構造であるため、強度が高く、引張係数が大きく、クリープ率が小さく、低クリープ性、薄膜の縁辺に沿って比較的応力集中が小さいなどの利点を有している。

本発明の各実施例による単方向布又は不織布は、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップが超高分子量ポリエチレンにより製造され、従来のポリエチレン繊維により製造された単方向布又は不織布に対して、各繊維に整経処理など煩雑な工程がなく、接着剤の使用量も激減、又は接着剤を使用せず（例えば、隣接する超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの重ね部分を合わせて、ホットプレスにより接続させる）製造できる。そのため、薄膜又はストリップの表面のバリの発生確率を低下させ、薄膜又はストリップ内部の破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象の発生確率を顕著に低下させることができ、製造プロセスが簡単であり、生産効率が高い。

また、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップは、内部高分子直鎖構造が均一に分布しているため、内部破裂の発生確率が低く、薄膜又はストリップ内部の破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象の発生確率を顕著に低下させることができる。超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いて製造された単方向布又は不織布に負荷がかかる場合、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップは全体で受力し、速やかに受力点を受力面に拡散するため、単方向布又は不織布の強度を向上させ、防弾などの防護性能が改善できる。

図面を参照して本発明の代表的な実施形態を詳しく説明し、本発明の上述の利点及びその他の利点をより明らかにする。

本発明は、以下に図面を参照して例示した記述によってよりよく理解できる。また、すべての図面において同一又は類似する図面符号で同一又は類似する部材を示す。上記図面は以下の詳細な説明とともに明細書に含まれ、本明細書の一部となり、且つ更に例を挙げて本発明の選択的な実施形態を説明して本発明の原理及び利点を解説する。

本発明の一実施形態による単方向布の製造方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態による単方向布の構造模式図である。 本発明の一実施形態による単方向布の構造模式図である。 本発明の一実施形態による単方向布の構造模式図である。 本発明の一実施形態による不織布の製造方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態による不織布の構造模式図である。 本発明の一実施形態による不織布の構造模式図である。 本発明の一実施形態による不織布の構造模式図である。

図面の構成は簡潔さと明瞭さのために示したものであり、且つ必ずしも現物を比例的に描写するものではないことを、当業者は理解すべきである。例えば、図面ではある構成品のサイズはその他の構成品に対して拡大されることもあり、これにより、本発明の実施例をよりよく理解することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を模式的に詳しく説明する。簡潔及び明瞭のために、明細書では実際の実施形態のすべての特徴を説明しない。このような実際の実施例を開発する過程において、必ず数多くの実施形態に集約される法則が導かれる。開発者は具体的な目標を実現する際に、例えば、システム及びビジネスによっては、上記法則が合致するが、これらの条件は実施形態によって変わることを理解すべきである。なお、更に、通常開発業務は非常に複雑で且つ時間がかかるが、本開示内容により当業者は、このような開発業務をルーチンワークとして行えることを理解すべきである。

ここで、不必要な細部の記載により本発明が不明瞭となることを回避するために、以下の図面と説明では、本発明の手段に密接に関連する装置の構造及び／又は処理工程だけを記載し、本発明の本質とほとんど関係がなく、当業者に公知の部材や処理工程の表示及び記載は省略する。

超高分子量ポリエチレンは分子量が１００万以上のポリエチレンである。超高分子量ポリエチレンを使用した従来技術では、超高分子量ポリエチレン繊維を基礎として様々な製品を製造してきた。本発明の各実施例による技術的解決手段では、超高分子量ポリエチレンを使用した従来技術と本質的に異なり、従来技術に対して提案された画期的な革新である。即ち、従来の超高分子量ポリエチレン繊維に代替して、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いた単方向布及び不織布の研究開発及び製造を行う。

本発明において、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップは超高分子量ポリエチレンにより製造された、一定の幅と厚みがある薄片であり、幅が厚みよりはるかに大きい。超高分子量ポリエチレンストリップは個別に製造するか、該薄膜引張の前後に切り分け工程を行ってできるストリップ状薄片であり、ストリップの幅は薄膜の幅より小さく、厚みは薄膜と同等又は薄膜の厚みより大きい。本発明による超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップそのものは一定の幅と厚みを有し、接合点又は裁断線がない構造である。

本発明の各実施例による単方向布及び不織布は超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いて製造される。上記単方向布及び不織布製造工程において、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを一体として処理する。このため、構造の完全性に優れ、製造プロセスが簡単であり、複数本のフィラメントをそれぞれ前処理する複雑なプロセスを省いて、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を低下させ、薄膜又はストリップ内部に破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象が発生する確率を顕著に低下させることができる。超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップにより製造された単方向布及び不織布に負荷をかける場合、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップは全体で受力するため、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを使用する単方向布及び不織布の強度は、同じデニール数の超高分子量ポリエチレン繊維を使用して製造する製品より高く、かつ超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを使用する単方向布及び不織布の方が、コストが低い。

単方向布及び不織布に負荷をかける場合、各単方向布及び不織布は全体で受力するため、上記単方向布及び不織布を用いた単方向布及び不織布製品の強度は、同じデニール数の超高分子量ポリエチレン繊維を用いて製造した同様の製品より高く、強度利用率を効果的に向上させることができる。そのため、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを使用する単方向布及び不織布の強度は、同じデニール数の超高分子量ポリエチレン繊維を使用して製造する製品より高く、構造の完全性に優れ、強度が高く、強度利用率が高く、生産効率が高く、加工コストが低く、重量が軽く、線密度が小さく、柔軟性に優れるなどの利点を有する。

以下、図を参考しながら、更に本発明の技術方案を述べる。

実施例1
図1に示すように、本実施例では、単方向布の製造方法を提供する。当該方法は、
ステップS101、一方向に沿って複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを展開し、

ステップS102、上記各超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを接続して一体化して、上記単方向布を得る工程を含む。
その技術思想の中心は主に、従来の超高分子量ポリエチレン繊維に代替して、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いて、単方向布を製造することである。

複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップは、上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの幅方向に展開され、上記幅方向は、上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの分子鎖の伸張方向に垂直である。

本実施形態では、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの表面に、高い平滑性を有するように、張力調整ローラを介して、≦5ｇ/ｄの牽引張力で順次連続して展開する。

詳細には、各2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの隣接する部位に、接着剤を塗って上記各超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを接続して一体化する。

任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを、少なくとも部分的にオーバラップし、任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの重ね部分に、接着剤を塗る。重ね部分にのみ接着剤を使用し、裏膜を使わないため、接着剤の使用量を減少できる。そのため、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を低下させ、薄膜又はストリップ内部に破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象が発生する確率を顕著に低下させることができる。

任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを、オーバラップさせず、任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの隣接部分に、接着剤を塗ることもできる。隣接部分にのみ接着剤を使用し、裏膜を使わないため、接着剤の使用量を減少できる。そのため、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を低下させ、薄膜又はストリップ内部に破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象が発生する確率を顕著に低下させることができる。
また、任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの重ね部分を、ホットプレスにより連接させることも可能である。

上記ホットプレス条件は、温度50〜130℃及び/又は圧力1〜15MPaに制御することができる。上記ホットプレスの温度条件は、上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの融点より低くする。

ホットプレスにより、各超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを一体に連接させるため、接着剤を使用せず、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を低下させて、さらにコストを削減し、生産効率を向上させ、生産工程を簡略化できる。

各2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップが隣接する部位に、接着剤を塗ってから、上記接着剤を乾燥させることもできる。

さらに、良好な乾燥効果を得るため、80℃〜120℃で上記接着剤を乾燥させることもできる。当該温度は、上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの融点より低く、接着剤を乾燥させる場合、薄膜又はストリップに損傷を与えない。

選択的に、本発明の実施形態による上記超高分子量ポリエチレン薄膜は、
線密度が５０００デニール以上、
幅が１００ｍｍ以上、
厚みが０．２ｍｍ以下、
破断強度が１０グラム／デニール以上、
引張係数が８００グラム／デニール以上、
破断伸度が６％以下のうちの１種又は2種以上を満たす。

選択的に、本発明の実施形態による上記超高分子量ポリエチレンストリップは、
線密度が１００デニール以上、
幅が１〜１００ｍｍ、
厚みが０．２ｍｍ以下、
破断強度が１０グラム／デニール以上、
引張係数が８００グラム／デニール以上、
破断伸度が６％以下のうちの１種又は2種以上を満たす。

本実施形態による単方向布は、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いて製造される。上記単方向布製造工程において、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを一体として処理するため、構造の完全性に優れ、製造プロセスが簡単であり、複数本のフィラメントをそれぞれ前処理する複雑なプロセスを省くことができる。そして、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を低下させ、薄膜又はストリップ内部に破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象が発生する確率を顕著に低下させることができる。

実施例2
本実施例では、単方向布を提供する。当該単方向布は、一方向に順次、連続的に展開してお互いに接続する複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを備える。

本実施例では、超高分子量ポリエチレン薄膜は超高分子量ポリエチレンにより製造され、一定の幅と厚みがある薄片であり、幅が厚みよりはるかに大きい。超高分子量ポリエチレンストリップは個別に製造するか、該薄膜引張の前後に切り分け工程を行ってできるストリップ状薄片であり、ストリップの幅は薄膜の幅より小さく、厚みは薄膜と同等又は薄膜の厚みより大きい。本実施例による超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップそのものは一定の幅と厚みを有し、接合点又は裁断線がない構造であるため、強度が高く、引張係数が大きく、クリープ率が小さく、低クリープ性、薄膜の縁辺に沿って比較的応力集中が小さいなどの利点を有している。

上記方向は、上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの幅方向とすることもできる。
上記幅方向は、上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの分子鎖の伸張方向に垂直な方向とすることもできる。

図2に示すように、超高分子量ポリエチレンストリップを例として説明する。複数枚の超高分子量ポリエチレンストリップ101を順次、幅方向に連続的に展開し、そして接続する。超高分子量ポリエチレンストリップ101の分子鎖方向は、縦方向であり、展開の方向は、超高分子量ポリエチレンストリップ101の分子鎖方向の垂直方向である。外力を受ける場合、外力は、速やかに分子鎖方向に沿って拡散する。

任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを、少なくとも部分的にオーバラップし、任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの重ね部分で、ホットプレス又は接着剤により接続させることもできる。

図3に示すように、超高分子量ポリエチレンストリップを例として説明する。隣接する2枚の超高分子量ポリエチレンストリップ201を接着させるため、これらの重ね部分に、接着剤を塗る。当該方法により得られた単方向布は、従来の不織布より、裏膜を使用せず、重ね部分のみに接着剤を塗り、接着剤の使用量を効果的に抑え、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を最大限に低下でき、さらにコストを削減し、生産効率を向上させ、生産工程を簡略化できる。

また、隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレンストリップ201の重ね部分は、ホットプレスにより連接させることも可能である。これにより、接着剤を使用せず、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を低下でき、さらにコストを削減し、生産効率を向上させ、生産工程を簡略化できる。

任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを、オーバラップさせず、図4に示すように、任意の隣接する2枚の上記超高分子量ポリエチレンストリップ301の隣接部分に、接着剤を塗る。隣接部分にのみ接着剤を使用し裏膜を使わないため、接着剤の使用量を減少できる。そのため、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を低下でき、薄膜又はストリップ内部に破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象が発生する確率を顕著に低下させることができる。

本実施形態による単方向布は、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いて製造される。上記単方向布製造工程において、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを一体として処理するため、構造の完全性に優れ、製造プロセスが簡単であり、複数本のフィラメントをそれぞれ前処理する複雑なプロセスを省くことができ、薄膜又はストリップの内部損傷の発生確率を低下させ、薄膜又はストリップ内部に破断、ねじ曲がり、絡みなどの現象が発生する確率を顕著に低下させることができる。接合点又は裁断線がない構造であるため、強度が高く、引張係数が大きく、クリープ率が小さく、低クリープ性、薄膜の縁辺に沿って応力集中が比較的小さいなどの利点を有している。

実施例3
図5に示すように、本実施例では、単方向布の製造方法を提供する。当該方法は、
ステップS201、複数枚の単方向布を順次、一定の角度で交差して積層する工程、
ステップS202、交差して積層された複数枚の単方向布を、プレスにより一体化させる工程を含む。

上記単方向布は、一方向に順次、連続的に展開してお互いに接続する複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを備える。

複数枚の上記単方向布を順次、一定の角度で交差して積層し、一体化させて、複数枚の上記単方向布を順次、一定の角度で交差積層して展開し、ホットプレス又は接着により上記単方向布の重ね部分を処理することもできる。

上記単方向布の一面に接着剤があり、他面には、接着剤がない構成とすることもできる。任意の2枚の隣接する単方向布を接着させ、任意の2枚の隣接する単方向布を、一定の角度で交差接合させるには、1枚の単方向布の接着剤のある面を、もう1枚の単方向布の接着剤のない面に接着させる。

選択的に、隣接する２つの単方向布の交差角度を同一とすることができる。
上記交差角度は、0〜90度とすることができる。
上記交差角度は、45度又は90度とすることができる。

各単方向布において少なくとも2つの単方向布の交差角度は、他の単方向布の交差角度と異なる構成とすることもできる。
最初の単方向布から最終の単方向布まで、隣接する2つの交差角度を、順次増加させることもできる。
当該方法による不織布は、主にヘルメットの製造に応用される。
形成された不織布は、2層、4層、又は8層により接合されたものである。

本実施例による不織布の製造方法では、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いて製造された単方向布を使用して不織布を製造する。その生産工程は簡単で、生産コストも低く、製造された不織布は、国防軍事用、個人防護用、民生用などの領域に幅広く応用されており、例えば、ヘリコプターの防弾床、装甲椅子及びキャビネットドア、戦車や船の装甲保護板、抗スクラップライナー、商用装甲車両、防弾現金運搬車両、防弾チョッキ、防弾インサートプレート、ヘルメット、防弾、穿刺防止のハウジング、防弾防爆バッグ、自動車用耐衝撃性ポールなどにも応用できる。

実施例4
本発明による不織布は、複数枚の上記実施例に記載の単方向布を一定の角度で交差配合して積層することにより製造される。
隣接する2層の単方向布の交差角度は同じでも良く、異なっても良い。上記交差角度は、0〜90度とすることができる。

図6に示すように、複数枚の単方向布401を、積層してなる不織布の、隣接する2層の単方向布401の交差角度は、90度とすることができる。
図7に示すように、複数枚の単方向布501を、積層してなる不織布の、隣接する2層の単方向布501の交差角度は、45度とすることもできる。

図8に示すように、複数枚の単方向布601を、積層してなる不織布では、各単方向布において少なくとも2つの単方向布の交差角度は、他の単方向布の交差角度と異なる構成とすることもできる。最初の単方向布から最終の単方向布まで、隣接する2つの交差角度を、順次増加させることもできる。当該方法による不織布は、主にヘルメットの製造に応用される。

隣接する2枚の単方向布の、重ね部分を接着剤又はホットプレスにより、接続させることができる。接着する場合、上記単方向布の一面に接着剤があり、他面には、接着剤がない構成としてもよい。1枚の単方向布の接着剤のある一面を、もう1枚の単方向布の接着剤のない面に接着させることができる。

実験結果：
形成された不織布は、2層、4層、又は8層に積層したものであり、対応する表面密度は、それぞれ60ｇ/ｍ²、120ｇ/ｍ²、2400ｇ/ｍ²である。

上記表面密度120ｇ/ｍ²の4層積層の不織布を、50枚使用し、相互に積み重ねて、400mm×400mmのサイズにカットし、袋に入れて、後部に粘土製射撃板を設置した。54式ピストルを用いて、51式リードコア弾丸で、中国国家標準GA141により、射撃実験を行った結果V50≧600m/s が得られた。

上記表面密度240ｇ/ｍ²の8層積層の不織布を、25枚使用し、相互に積み重ねて、隣接する単方向布を0度/90度交互に配置し、400mm×400mmのサイズにカットし、袋に入れて、後部に粘土製射撃板を設置した。54式ピストルを用いて、51式リードコア弾丸で、中国国家標準GA141により、射撃実験を行った結果V50≧620m/s が得られた。

実験結果によると、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いて製造された不織布は、極めて優れた防弾効果を示し、射撃の脅威に対して防衛できることが分かった。当該不織布は、重量が軽く、防弾効果に優れ、ヘリコプターの防弾床、装甲椅子及びキャビネットドア、戦車や船の装甲保護板、抗スクラップライナー、商用装甲車両、防弾現金運搬車両、防弾チョッキ、防弾インサートプレート、ヘルメット、防弾、穿刺防止のハウジング、防弾防爆バッグ、自動車用耐衝撃性ポールなどに幅広く応用できる。

本発明による不織布は全体で受力するため、上記不織布による不織布製品の強度は、同じデニール数の超高分子量ポリエチレン繊維を用いて製造した同様の製品より高く、効果的に強度利用率を向上させることができる。そのため、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを使用する単方向布及び不織布の強度は、同じデニール数の超高分子量ポリエチレン繊維を使用して製造する製品より高く、構造の完全性に優れ、強度が高く、強度利用率が高く、生産効率が高く、加工コストが低く、重量が軽く、線密度が小さく、柔軟性に優れるなどの利点を有する。さらに、本発明による超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップそのものは一定の幅と厚みを有し、接合点又は裁断線がない構造であることにあるため、強度が高く、引張係数が大きく、クリープ率が小さく、低クリープ性、薄膜の縁辺に沿った応力集中が比較的小さいなどの利点を有している。

実施例5
本実施例では、不織布製品を提供する。当該不織布製品は、不織布により製造され、当該不織布は、複数枚の上記実施例に記載の単方向布を一定の角度で交差して積層することにより製造される。上記単方向布は、一方向に順次、連続的に展開して相互に接続している複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを備える。

本実施例による不織布製品は、重量が軽く、防弾効果に優れ、ヘリコプターの防弾床、装甲椅子及びキャビネットドア、戦車や船の装甲保護板、抗スクラップライナー、商用装甲車両、防弾現金運搬車両、防弾チョッキ、防弾インサートプレート、ヘルメット、防弾、穿刺防止のハウジング、防弾防爆バッグ、自動車用耐衝撃性ポールなどに幅広く応用できる。

本実施例による不織布製品は、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを用いて製造され、負荷がかかる場合、超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップは全体で受力し、速やかに受力点を受力面に拡散するため、単方向布又は不織布の強度が向上し、防弾などの防護性能が改善できる。

本発明の装置及び方法などの実施形態において、勿論、各部材又は各工程は分解、組み合わせ及び／又は分解してから再グループ化することができる。これらの分解及び／又は再グループ化は本発明の等価手段と理解されるべきである。同時に、上述のとおり、本発明の具体的な実施形態の記載において、実施形態に対して記載及び／又は示した特徴は同じ又は類似する方式で１つ又は複数のその他の実施形態に適用され、その他の実施形態における特徴と組み合わせ、又はその他の実施形態における特徴と代替することができる。

技術用語「含む／含有」が本明細書中に使用される際、特徴、要素、工程又はモジュールの存在を指すが、１つ又は複数のその他の特徴、要素、工程又はモジュールの存在又は付加を排除すべきでないことは明らかである。

以上、本発明の構成及びその利点を詳しく説明したが、添付する請求項に規定された本発明の技術思想と権利範囲を逸脱しない場合には、様々な変更、代替及び変換を行うことができることを理解すべきである。さらに、本発明の技術範囲は、本明細書に述べた過程、装置、手段、方法及び工程の具体的な実施形態に制限されない。本発明によれば、ここで記載の実施形態と基本的に同じ機能を実現し或いはそれと基本的に同じ効果を奏する、従来開発され又は将来に開発される過程、装置、手段、方法或いは工程を使用することができることは、当業者は本発明の開示内容から容易に理解することができる。したがって、添付した請求項はその範囲内にこのような過程、装置、手段、方法或いは工程が含まれる。

Claims (21)

1. 一方向に沿って複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを展開し、
   前記各超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを接続して一体化させる工程を含むことを特徴とする単方向布の製造方法。
2. それぞれ2枚の前記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの隣接する部位に、接着剤を塗って前記各超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを接続して一体化させることを特徴とする請求項1に記載の単方向布の製造方法。
3. それぞれ2枚の前記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの隣接する部位に、接着剤を塗ってから、前記接着剤を乾燥させることを特徴とする請求項2に記載の単方向布の製造方法。
4. 80℃〜120℃で前記接着剤を乾燥させることを特徴とする請求項3に記載の単方向布の製造方法。
5. 隣接する2枚の前記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップは、少なくとも部分的にオーバラップし、隣接する2枚の前記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの重ね部分を、接着又はホットプレスにより一体化させることを特徴とする請求項1に記載の単方向布の製造方法。
6. 前記ホットプレスの制御条件は、温度50〜130℃及び/又は圧力1〜15MPaであることを特徴とする請求項5に記載の単方向布の製造方法。
7. 前記方向は、前記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの幅方向であることを特徴とする請求項1に記載の単方向布の製造方法。
8. 前記幅方向は、前記超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップの分子鎖の伸張方向に垂直であることを特徴とする請求項7に記載の単方向布の製造方法。
9. 前記超高分子量ポリエチレン薄膜は、
   線密度が５０００デニール以上、
   幅が１００ｍｍ以上、
   厚みが０．２ｍｍ以下、
   破断強度が１０グラム／デニール以上、
   引張係数が８００グラム／デニール以上、
   破断伸度が６％以下のうちの１種又は2種以上を満たすことを特徴とする請求項1に記載の単方向布の製造方法。
10. 前記超高分子量ポリエチレンストリップは、
    線密度が１００デニール以上、
    幅が１〜１００ｍｍ、
    厚みが０．２ｍｍ以下、
    破断強度が１０グラム／デニール以上、
    引張係数が８００グラム／デニール以上、
    破断伸度が６％以下のうちの１種又は2種以上を満たすことを特徴とする請求項1に記載の単方向布の製造方法。
11. 請求項1〜10のいずれかに記載の単方向布の製造方法によって製造されることを特徴とする単方向布。
12. 複数枚の請求項11に記載の単方向布を順次、一定の角度で交差して積層する工程を含み、
    前記単方向布は、一方向に順次、連続的に展開して相互に接続している複数枚の超高分子量ポリエチレン薄膜又はストリップを備えることを特徴とする不織布の製造方法。
13. 複数枚の前記単方向布を順次、一定の角度で交差積層して展開し、ホットプレス又は接着により前記単方向布の重ね部分を処理することを特徴とする請求項12に記載の不織布の製造方法。
14. 前記単方向布の一面に接着剤があり、他面には、接着剤がなく、
    任意の2枚の隣接する単方向布を接着し、
    任意の2枚の隣接する単方向布を、一定の角度で交差接続させる過程に於いて、1枚の単方向布の接着剤のある一面を、もう1枚の単方向布の接着剤のない面に接着させることを特徴とする請求項13に記載の不織布の製造方法。
15. 隣接する２層の単方向布の交差角度は同一であることを特徴とする請求項12に記載の不織布の製造方法。
16. 前記交差角度は、0〜90度であることを特徴とする請求項15に記載の不織布の製造方法。
17. 前記交差角度は、45度又は90度であることを特徴とする請求項16に記載の不織布の製造方法。
18. 各単方向布において少なくとも2つの単方向布の交差角度は、他の単方向布の交差角度と異なることを特徴とする請求項12に記載の不織布の製造方法。
19. 最初の単方向布から最終の単方向布まで、隣接する2つの交差角度を、順次増加させることを特徴とする請求項18に記載の不織布の製造方法。
20. 請求項12〜19のいずれかに記載の不織布の製造方法によって製造されることを特徴とする不織布。
21. 請求項20に記載の不織布により製造された不織布製品。