JP5021638B2 - 布帛を粘性液体ポリマーで処理する方法 - Google Patents
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Description
少なくとも10gpdの靭性を備えたヤーンを含んでなる織布を準備し、
布帛に、溶剤により5〜40wt%溶液にある粘性ポリマーを適用し、ここでポリマーのTgが約マイナス40℃〜約0℃の範囲であり、
溶剤を蒸発させて、ポリマーのみが部分的に布帛に浸透して、ポリマーが固化する前に繊維ヤーンと共に配置されるようにすること
を含む、布帛の製造方法に係る。
以下の実施例において、約100,000g/モルの高MW、および毛管粘度測定法により測定された20℃で1×107ポアズ(Po)のゼロ剪断溶融粘度を有するエチレン/メチルアクリレート(38/62w/w%)コポリマーは、「高E/MA」と呼ぶ。デュポン(DuPont)よりベイマック(Vamac)(登録商標)VCD6200として入手可能である。ガラス転移温度が−32℃で、約40,000g/モルの中MWおよび20℃で6×106Poのゼロ剪断速度溶融粘度を有するエチレン/メチルアクリレート(38/62w/w%)は、「中E/MA」と呼ぶ。デュポン(DuPont)製の実験等級のものである。400,000g/モルのMwの高Mwポリ(ヘキシルメタクリレート)は、「PHM」と呼ばれ、サイエンティフィックポリマープロダクツカンパニー(Scientific Polymer Products Company)(ニューヨーク州、オンタリオ(Ontario,NY))より入手可能である。
1インチ当たり26×26の端部数(1センチメートル当たり10.2×10.2の端部数)で織られ、公称面重量が5.8oz/平方ヤード(197g/m2)のデュポン(DuPont)よりケブラー(KEVLAR)(登録商標)という商品名で入手可能な840デニールの平織構造を有するポリアラミド布帛パネルを、精錬し乾燥した。精錬した布帛パネルを、ガラス転移温度が−32℃の高E/MAと共に、ゴムドクターブレードを用いて、20℃での溶液粘度が144センチポアズの、トルエン中15%溶液から、コートした。最終コーティングは、本発明の条件下で、トルエンを蒸発させた後のコートされた布帛重量の3.4wt%であった。21層のコートしたパネルから作製された、1平方フィート当たり約0.87ポンド(psf)(52.5g/m2)の坪量を有する防弾パックを、クレイ床に対して配置し、NIJレベルII試験条件下で.357マグナム発射により試験した。V50を測定したところ、1583ft/sであった。背面変形値は、1440ft/s(439m/s)および1440ft/s(439m/s)で、それぞれ32mmおよび33mmであった。
比較実施例Aは、21層のコートしていないポリアラミド布帛から作製された、840デニールヤーンの平織構造を有し、公称面重量を有し、約0.87psf(52.5g/m2)の坪量を有する防弾パックであり、クレイ床に対して配置し、NIJレベルII試験条件下で.357マグナム発射により試験した。V50を測定したところ、1秒当たり1577フィート(ft/s)(481m/s)であった。背面変形値は、1460ft/s(445m/s)および1443ft/s(440m/s)で、それぞれ40mmおよび38mmであった。
実施例1同様、840デニールの平織構造を有し、5.8oz/平方ヤード(197g/m2)の公称面重量を有するポリアラミド布帛パネルを、精錬し乾燥した。精錬した布帛パネルを、トルエン中15%溶液から、ガラス転移温度が−32℃の中E/MAにより、噴霧技術を用いてコートした。最終コーティングは、本発明の条件下で、トルエン蒸発後、コートされた布帛重量の5.1%であった。20層のコートしたパネルから作製された、約0.84psf(50.7g/m2)の坪量を有する防弾試験パックを、クレイ床に対して配置し、NIJレベルII試験条件下で.357マグナム発射により試験した。弾性貫通抵抗性を測定したところ、1560ft/s(475m/s)であった。背面変形値は、1427ft/s(435m/s)および1453ft/s(443m/s)の衝撃速度で、それぞれ32mmおよび35mmであった。本実施例によれば、中粘度のポリマー溶液から片側にコートした中E/MA粘性液体ポリマー噴霧を5.1%添加することにより、良好なBFDおよびV50が示されている。噴霧中の即時の乾燥によって、ポリマー溶液のマルチフィラメント束へのフローが特に制限されて、摩擦が大きくなり、BFDが良好になっている。
上述した平織構造を有する22層の840dケブラー(Kevlar)(登録商標)ポリアラミド布帛パネルを、以下に示すように、様々に処理し、BFDおよびV50について試験した。ポリマーで処理しなかった21層の布帛を比較実施例Cに用いた。比較実施例Cについては、10回の発射の平均である以外は、1430±30ft/s(436±9m/s)での5回の.357マグナム発射からとった平均である。
精錬していないポリアラミド布帛パネルは、840デニールの平織り構造を有していた。公称面重量が5.8oz/sq yd(197g/m2)布帛パネルは、ガラス転移温度が−32℃の高E/MAで、20℃での溶液粘度が76cPoiseのトルエン中13%溶液からコートされていた。最終コーティングを測定したところ、本発明の条件下で、トルエンを蒸発させた後のコートされた布帛重量の2.3wt%であった。21層のコートしたパネルから作製された、約0.84psf(50.7g/m2)の坪量を有する防弾パックを、クレイ床に対して配置し、NIJレベルII試験条件下で.357マグナム発射用いて試験した。弾性貫通抵抗性を測定したところ、1571ft/s(479m/s)であった。背面変形値は、1461ft/s(445m/s)および1459ft/s(445m/s)で、それぞれ43mmおよび40mmであった。精錬しなかったことで、仕上げ油が布帛に残り、ポリマー溶液の接着が妨げられたものと考えられる。
本実施例においては、上述した840dケブラー(Kevlar)(登録商標)ヤーンを含み、坪量が5.8oz/yd2(197g/m2)の四角形織布の幅63インチ(1.6m)×長さ20ヤード(18.3m)の試料を、同じ長さの2枚のナイロン布帛間でつなぎ合わせた。ナイロン布帛は、後の処理でのリーダー材料として作用した。機織により、0.2wt.%未満の仕様までの残渣仕上げレベルとすることにより、適切な精錬プロセスを布帛には予め施しておいた。
次に、本発明の好ましい態様を示す。
1.(a)少なくとも10gpdの靭性を備えたヤーンを含んでなる織布帛を準備し、
(b)布帛に、溶剤により5〜40wt%溶液にある粘性ポリマーを適用し、ここでポリマーのTgがマイナス40℃〜0℃の範囲でありかつ20℃で測定したときのゼロ剪断溶融粘度が2×10 6 〜10 13 ポアズであり、
(c)溶剤を蒸発させてポリマーのみが部分的に布帛に浸透して繊維束間に存在するようにする
ことを含んでなる布帛の製造方法。
2.工程(c)のあとに存在するポリマーが、布帛の重量を基準として9wt%未満である上記1に記載の方法。
3.工程(b)の前に、布帛が100℃未満の温度に維持されるように、布帛を20〜100℃の水で濯いで乾燥させる精錬工程を含む上記1に記載の方法。
4.ポリマーが、中分子量エチレン/メチルアクリレート、高分子量エチレン/メチルアクリレートおよび高分子量ポリ(ヘキシルメタクリレート)よりなる群から選択される上記1に記載の方法。
5.ポリマーが溶液からのものであり、溶液粘度が20℃で0.01ポアズを超え、溶剤の融点が150℃未満である上記1に記載の方法。
6.ポリマーが溶液から適用され、溶剤が100℃未満で蒸発する上記1に記載の方法。
7.布帛がポリアラミドヤーンを含んでなる上記1に記載の方法。
8.粘性ポリマーが、ナイフまたはドクターブレードコーティングにより布帛に直接適用される上記1に記載の方法。
9.粘性ポリマーが、布帛に直接ロールコーティングすること、フィルムをコーティングして、次にそのコーティングされたフィルムから布帛へ転写コーティングすることおよび噴霧することよりなる群の1つによって適用される上記1に記載の方法。
10.ヤーンが芳香族ポリアミド、ポリオレフィン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリ{2,6−ジイミダゾ[4,5−b4’,5’−e]ピリジニレン−1,4(2,5−ジヒドロキシ)フェニレン}、ポリアレーンアゾール、ポリピリダゾール、ポリピリドビスイミダゾールおよびこれらの混合物よりなる群から選択される繊維を含んでなる上記1に記載の方法。
Claims (1)
- (a)少なくとも10gpdの靭性を備えたヤーンを含んでなる織布帛を準備し、
(b)布帛に、溶剤により5〜40wt%溶液にある粘性ポリマーを適用し、ここでポリマーのTgがマイナス40℃〜0℃の範囲でありかつ20℃で測定したときのゼロ剪断溶融粘度が2×106〜1013ポアズであり、
(c)溶剤を蒸発させてポリマーのみが部分的に布帛に浸透して繊維束間に存在するようにする
ことを含んでなる布帛の製造方法であって、
布帛がポリアラミドヤーンを含み、
ポリマーが、中分子量エチレン/メチルアクリレート、高分子量エチレン/メチルアクリレートおよび高分子量ポリ(ヘキシルメタクリレート)よりなる群から選択される、
前記製造方法。
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