JP7281510B2 - 低空隙率で高強度のuhmw-pe布帛 - Google Patents
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Description
本発明は、低空隙率の繊維材料、それから形成される物品、及びそれらの形成方法に関する。
ド繊維のような高テナシティー繊維は、それらの非常に高い強度/重量性能のために耐弾及び耐衝撃物品のような高性能物品を形成するために有用なものとして周知である。高テナシティー繊維テープから形成されるような物品もまた公知である。かかる高テナシティー繊維から形成される物品はまた、低い繊維体積で良好な耐摩耗性、耐切創性、及び切つけ抵抗のような所望の特性も示す。
緯糸として用いるか、或いはポリマーテープを緯糸として用い、結合糸を経糸として用いてポリマーテープを結合糸と一緒に製織し、次に結合糸を溶融するのに十分な熱を用いて複数の層をコンソリデーションする方法が教示されている。溶融によって結合糸が変形し、樹脂が溶融していないポリマーテープの周りに分配されて、それによって接着被覆として機能する。これにより、製織プロセスによって引き起こされる起伏が排除される。しかしながら、この方法では、十分な機械的完全性を有する10%未満の樹脂含量を有する物品は製造されない。米国特許8,349,112は結合樹脂含量に関しては言及しておらず、バインダー繊維の熱分解によって、ポリマーテープに対して横断方向の布帛破断強度が低下する。また、バインダー繊維の溶融により、製織プロセスによって生起する経糸及び緯糸繊維の機械的インターロックが排除され、これにより従来の接着被覆として働くバインダーポリマーを有する不織布が得られる。得られる布帛は、10%より多い樹脂含量又は10%未満の樹脂含量のいずれか、及び不十分な機械的完全性を有し、このために従来技術の複合材料を凌ぐ向上は得られない。したがって、米国特許8,349,112は、本発明の目的を達成できない。
複数の第1のマルチフィラメント長尺体を含み、第1のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続(connected)、接合(bonded)、又は融着(fused)しておらず、第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する第1の繊維プライ;
第1の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第2のマルチフィラメント長尺体を含み、第1のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、第2のマルチフィラメント繊維のそれぞれは、少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する第2の繊維プライ;
を含み;
第1の繊維プライと第2の繊維プライは、互いにラミネート(laminated)、接着(adhered)、又は熱融着(thermally fused)されていない繊維材料を提供する。
複数の第1のマルチフィラメント長尺体を含み、第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する第1の繊維プライ;
第1の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第2のマルチフィラメント長尺体を含み、第2のマルチフィラメント繊維のそれぞれは、少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する第2の繊維プライ;並びに
第1の繊維プライを第2の繊維プライと相互接続しており、複数の第3の長尺体を含む糸の少なくとも第1の組;
を含み;
第1の繊維プライと第2の繊維プライは互いにラミネート、接着、又は熱融着されていない繊維材料も提供する。
(a)平面状の平行アレイで配列されている複数の第1のマルチフィラメント長尺体を含み、第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する第1の繊維プライを与え;
(b)平面状の平行アレイで配列されている複数の第2のマルチフィラメント長尺体を含み、第2のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する第2の繊維プライを与え;
(c)第1の繊維プライを第2の繊維プライと同一の広がりに配置し、次に場合によっては第1の繊維プライ及び第2の繊維プライを互いに対して機械的に結合(attach)して、それによってプライの組を形成し、ここで、第1のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は互いに接続、接合、又は融着せず、第1のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着せず;
(d)その後、プライの組を約270°F(132.2℃)~約302°F(150.0℃)の温度に加熱し、プライの組をプレス内において加熱と同時か又は加熱の後のいずれかで500psi(約3447kPa)より低い圧力でプレスし、それによってマルチフィラメント長尺体のフィラメントを開繊して、それによってそれぞれの繊維プライ中の隣接するマルチフィラメント長尺体の縦方向の縁部を互いと接触させ;そして
(e)場合によっては加熱したプライの組を冷却し、ここで第1の繊維プライと第2の繊維プライは、互いにラミネート、接着、又は熱融着されていない;
ことを含む、繊維材料を形成する方法も提供する。
(I)一方向配向高テナシティー長尺体を含む単一の不織繊維プライ;又は
複数のランダム配向のステープル繊維を含む単一の不織繊維プライ;又は
複数の横断方向に配置されている高テナシティー緯糸長尺体と織交されている複数の高テナシティー経糸長尺体を含む単一の織成繊維プライ;並びに
(II)(I)の単一の繊維プライを通して機械的に配置されてそれを強化している糸の少なくとも第1の組(ここで、糸の第1の組は複数の第3の長尺体を含み、複数の縫目を形成しており、それぞれの縫目内に複数の長尺体又はステープル繊維が配置されている);
から実質的に構成される強化織布が提供される。
。本発明において用いる繊維の断面は広く変化してよく、これらは断面が円形、扁平、又は楕円形であってよい。これらはまた、フィラメントの直線軸又は縦軸から突き出ている1以上の規則的又は不規則な突出部を有する不規則又は規則的な多葉断面のものであってもよい。而して、「繊維」という用語には、規則的又は不規則の断面を有するフィラメント、リボン、ストリップなどが含まれる。繊維は、約1:1乃至約2:1以下の断面アスペクト比を有する実質的に円形の断面を有することが好ましい。1本だけのフィラメント又は複数のフィラメントから単一の繊維を形成することができる。1本だけのフィラメントから形成される繊維は、ここでは「シングルフィラメント」繊維、又は「モノフィラメント」繊維のいずれかと呼び、複数のフィラメントから形成される繊維は、ここでは「マルチフィラメント」繊維と呼ぶ。ここで規定するマルチフィラメント繊維は、好ましくは、2~約3000のフィラメント、より好ましくは2~1000のフィラメント、更により好ましくは30~500のフィラメント、更により好ましくは40~500のフィラメント、更により好ましくは約40のフィラメント~約240のフィラメント、最も好ましくは約120~約240のフィラメントを含む。マルチフィラメント繊維はまた、当該技術においてしばしば繊維束又はフィラメントの束とも呼ばれる。「ヤーン」は、複数のフィラメントから構成される単一のストランド(マルチフィラメント繊維と類似である)であるが、通常は(必ずしも必須ではないが)フィラメントは撚合又は交絡させる。「テナシティー」という用語は、応力を受けていない試料の単位線密度(デニール)あたりの力(グラム)として表される引張応力を指す。「初期引張弾性率」という用語は、元の繊維/テープの長さの割合(インチ/インチ)として表される歪みにおける変化に対するグラム重量/デニール(g/d)として表されるテナシティーにおける変化の比を指す。
000デニール、最も好ましくは約350~約1000デニールのデニール数を有していてよい。
又は多軸布帛を含む。この点に関し、「プライ」とは、外側の頂部(第1)の平面状の表面及び外側の底部(第2)の平面状の表面を有する概して平面状の配列を表す。一方向配向繊維のシングルプライは、一方向の実質的に平行のアレイで整列した繊維の配列を含む。このタイプの繊維配列はまた、当該技術において「ユニテープ」、「一方向テープ」、「UD」、又は「UDT」としても知られている。本明細書において用いる「アレイ」とは繊維又はヤーンの規則的な配列(織布及び編成布を除く)を表し、「平行アレイ」とは繊維又はヤーンの規則的で並列で同一平面上の平行な配列を示す。「配向繊維」との関連で用いられる「配向」という用語は、繊維の延伸ではなく繊維の整列方向を指す。「布帛」という用語は、プライのコンソリデーション/成形を行っているか又は行っていない1以上の繊維プライを含んでいてよい構造体を表す。
参照として本明細書中に包含する)に記載されているように溶液から紡糸してゲル構造を形成することができる。特に好ましい繊維タイプは、Honeywell International Inc.からSPECTRA(登録商標)の商標で販売されている任意のポリエチレン繊維、例えばSPECTRA(登録商標)900繊維、SPECTRA(登録商標)1000繊維、及びSPECTRA(登録商標)2000繊維
(これらは全て、Morristown, NJのHoneywell International Inc.から商業的に入手できる)である。
回折法によって測定される。
フェニレンイソフタルアミド)繊維、及びドイツのTeijin Aramid GmbHによってTWARON(登録商標)の商標で商業的に製造されている繊維;韓国のKolon Industries, Inc.によってHERACRON(登録商標)の商標で商業的に製造されているアラミド繊維;ロシアのKamensk Volokno JSCによって商業的に製造されているp-アラミド繊維のSVM(登録商標)及びRUSAR(登録商標)、及びロシアのJSC Chim Voloknoによって商業的に製造されているARMOS(登録商標)p-アラミド繊維も本発明において有用である。
る)に記載されている。繊維/ヤーンは、繊維/ヤーンの長さ1インチあたり少なくとも約0.5回の撚数乃至1インチあたり約15回以下の撚数、より好ましくは繊維/ヤーンの長さ1インチあたり約3回の撚数乃至1インチあたり約11回の撚数を有するように撚合する。別の好ましい態様においては、繊維/ヤーンは、繊維/ヤーンの長さ1インチあたり少なくとも11回の撚数、より好ましくは繊維/ヤーンの長さ1インチあたり約11回の撚数乃至1インチあたり約15回の撚数を有するように撚合する。撚合ヤーンにおける撚数を求める標準的な方法は、ASTM-D1423-02である。
TXのKraton PolymersからKraton(登録商標)D1107の商標で商業的に入できるポリスチ
レン-ポリイソプレン-ポリスチレンブロックコポリマー樹脂のような接着特性を有する樹脂又は他のポリマーバインダー材料、又はここに記載する任意の他の接着性ポリマーでフィラメントを少なくとも部分的に被覆することによって達成することができる。また、接着被覆を用いないで個々の長尺体を形成しているフィラメントを熱接合させることもできる。熱接合条件は繊維タイプによって定まる。接着特性を有する樹脂又は他のポリマーバインダー材料で供給材料の繊維/ヤーンを被覆してフィラメントを接合させる場合には、少量の樹脂/バインダーしか必要でない。この点に関し、施す樹脂/バインダーの量は、好ましくは、フィラメントと樹脂/バインダーの合計重量を基準として5重量%以下であって、フィラメントが、フィラメントと樹脂/バインダーの合計重量を基準として少なくとも95重量%の被覆された繊維/ヤーンを含み、これにより、このヤーンから形成される対応するテープも少なくとも95重量%の成分フィラメントを含むようになるものである。より好ましくは、繊維/ヤーン及びテープは、重量基準で少なくとも約96%のフィラメント、更により好ましくは重量基準で97%のフィラメント、更により好ましくは重量基準で98%のフィラメント、更により好ましくは重量基準で99%のフィラメントを含む。最も好ましくは、繊維/ヤーン、及びそれから形成される圧縮されたテープは樹脂を含まず、即ち結合樹脂/バインダーで被覆しておらず、フィラメントのみから実質的に構成されるか、又はこれのみから構成される。また、本発明のマルチフィラメントテープは、最も好ましくは非融着であって、それらの成分フィラメントをより低い圧力で開繊することができる。
填するのに役立つ可能性がある。
ツに本拠を置くHenkel Technologiesから商業的に入手できるスチレン-イソプレン-ス
チレン(SIS)ブロックコポリマーの樹脂分散液もまた有用である。耐弾性複合材料において用いられている従来の低弾性率ポリマーバインダーポリマーとしては、Kraton Polymersによって商業的に製造されてKRATON(登録商標)の商標で販売されているポリスチ
レン-ポリイソプレン-ポリスチレンブロックコポリマーが挙げられる。
0psi(13.79MPa)~約8,000psi(55.16MPa)の範囲の引張弾性率の軟質及び硬質材料の両方の範囲内のポリウレタンである。好ましいポリウレタンは、最も好ましくは(必須ではないが)共溶媒を含まない水性ポリウレタン分散液として施す。これらとしては、水性のアニオン性ポリウレタン分散液、水性のカチオン性ポリウレタン分散液、及び水性の非イオン性ポリウレタン分散液が挙げられる。水性のアニオン性ポリウレタン分散液、水性の脂肪族ポリウレタン分散液が特に好ましく、水性のアニオン性脂肪族ポリウレタン分散液が最も好ましく、これらは全て、好ましくは共溶媒を含まない分散液である。これらとしては、水性のアニオン性ポリエステル系ポリウレタン分散液;水性の脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散液;及び水性のアニオン性脂肪族ポリエステル系ポリウレタン分散液;が挙げられ、これらは全て好ましくは共溶媒を含まない分散液である。これらとしてはまた、水性のアニオン性ポリエーテルポリウレタン分散液;水性の脂肪族ポリエーテル系ポリウレタン分散液;及び水性のアニオン性脂肪族ポリエーテル系ポリウレタン分散液;も挙げられ、これらは全て好ましくは共溶媒を含まない分散液である。水性のカチオン性及び水性の非イオン性分散液の全ての対応する変形体(ポリエステル系;脂肪族ポリエステル系;ポリエーテル系;脂肪族ポリエーテル系等)は同様に好ましい。約700psi以上(特に好ましい範囲は700psi~約3000psiである)の100%伸びにおける弾性率を有する脂肪族ポリウレタン分散液が最も好ましい。約1000psi以上、更により好ましくは約1100psi以上の100%伸びにおける弾性率を有する脂肪族ポリウレタン分散液がより好ましい。1000psi以上、好ましくは1100psi以上の弾性率を有する脂肪族ポリエーテル系アニオン性ポリウレタン分散液が最も好ましい。
繊維が単一の縫目によって定位置に保持されるようになっている。これは、それぞれの繊維プライを形成するマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部が互いに接続、接合、又は融着していない本発明とは対比的である。これを本発明の図2において示し、ここでは縦方向に伸びる物体として配置される一方向高テナシティー長尺体12を含むか、これから構成されるか、又はこれから実質的に構成される第1の繊維プライ18が縫合され、一方向高テナシティー長尺体14を含むか、これから構成されるか、又はこれから実質的に構成される第2の繊維プライ20が、第1の繊維プライ18の物体12の下側にそれを横方向に横切って横断して配置されている。図において示されているように、少なくとも2つの直接隣接する長尺体12が糸16の第1の組のそれぞれの縫目内に配置されて、それぞれの縫目内の直接隣接する長尺体12は互いに接続、接合、又は融着しておらず、これらが互いに対して拘束されておらず、したがって特に下記に記載する条件下で圧縮した際に自由に動いて、圧縮下での増大したフィラメント開繊を可能にすることができるようになっている。糸の第2の組(図示せず)は、糸16に対して直交方向でプライと同様に交錯されていてよく、ここでは少なくとも2つの隣接する長尺体14(即ち少なくとも2つのエンド)が、糸の第2の組のそれぞれの縫目内に配置される。好ましい態様においては、少なくとも3つの長尺体(即ち少なくとも3つのエンド)をそれぞれの縫目内に配置し、より好ましくは少なくとも4つの長尺体、更により好ましくは少なくとも5つの長尺体(エンド)、更により好ましくは少なくとも6つの長尺体(エンド)、更により好ましくは少なくとも7つの長尺体(エンド)、更により好ましくは少なくとも8つの長尺体(エンド)、更により好ましくは少なくとも9つの長尺体(エンド)、最も好ましくは少なくとも10の長尺体(エンド)をそれぞれの縫目内に配置する。それぞれの縫目内の長尺体の数を増加させることによって、布帛を下記に記載する条件下でプレスすることによってより大きなフィラメント/繊維の開繊が達成され、それによって得られる繊維材料の空隙率が最小になる。繊維層は規則的又は不規則的な間隔で縫合することができ、それぞれの縫目内のフィラメントの数は互いと等しくすることができ、或いは変化させることができる。図2は規則的な間隔の縫合を含む態様を示しており、ここではそれぞれの縫目に2つの長尺体12が含まれる。図2のこの態様においては、それぞれの糸16に関して合計で6つの縫目が合計で12の長尺体12を横切って示されている。これらのプライが一緒になって単一の不織繊維層を形成する。複数のこれらの繊維層を付加して多層物品を形成することができる。
ルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着していない。
ィー繊維が挙げられる。任意の従来の縫合方法が本発明において有用であるが、少なくとも2つの長尺体(エンド)がそれぞれの縫目内に配置されるように縫合を行うならば、同じ出願人の米国特許6,841,492及び7,073,538(これらは本開示と矛盾しない範囲で参照として本明細書中に包含する)に記載されている縫合技術及び縫合糸が特に好ましい。これらの特許において記載されているものと同様に、本発明においては、縫糸の2つの別々の組を繊維の第1及び第2のプライと交錯させることができ、縫糸の第1の組を第1のプライの長尺体に対して横断方向に配列してそれらと交錯させ、縫糸の第2の組を第2のプライの長尺体に対して横断方向に配列してそれらと交錯させる。
置されている第1及び/又は第2の長尺体がそれぞれ開繊するにつれて延伸される。高い破断伸びにより、それらを延伸させてより高いテナシティーの長尺体のフィラメントの開繊を促進しながら、且つプライの相互接続されている組の機械的完全性を保持しながら、糸が破断するのが阻止される。耐弾性複合材料においては、これはまた、米国特許6,841,492及び7,073,538において言及されている理由のために有益でもある。
又はステープル繊維で構成することができる。
蔵ロール24上に再び巻き取る前に加熱テンションロール28の第2の組を用いて、繊維材料を再巻取の前に2回プレスする態様を示す。加熱テンションロールは、好ましくは約270°F(132.2℃)~約302°F(150.0℃)、より好ましくは約280°F(137.8℃)~約302°F(150℃)、最も好ましくは約290°F(143.3℃)~約302°F(150℃)の温度に加熱する。最も好適な温度は、高テナシティー長尺体を形成するのに用いるポリマーの融点に応じて変動する。加熱ロールによって相互接続された繊維プライ上に圧力を加えて、プライを約50psi(344.7kPa)~約500psi(3447kPa)、より好ましくは約200psi(1379kPa)~約500psi(3447kPa)、更により好ましくは約300psi(2068kPa)~約500psi(3447kPa)、最も好ましくは約400psi(2758kPa)~約500psi(3447kPa)の圧力でプレスする。
チフィラメント繊維のそれぞれに関して、ARiは約1:1~約2:1であり、ARfは約10:1より大きい。
、より好ましくは約0.2psf~約0.9psf(0.4392ksm)、更により好ましくは約0.3psf(1.464ksm)~約0.8psf(3.904ksm)、最も好ましくは約0.4psf(1.952ksm)~約0.6psf(2.928ksm)の面密度を有する。
実施例1
それぞれの布帛が21×21エンド/インチの打ち込み本数及び7オンス/平方ヤードの繊維面密度を有する1200デニールのSPECTRA(登録商標)S900超高分子量ポリエチレン繊維の2つの織布プライ(平織り)を準備した。いずれの布帛もポリマーバインダーで被覆せず、即ち繊維含量は100%であった。布帛を40cm×40センチの寸法を有するように切断し、次にプライを互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った2枚の45cm×45cmの鋼板の間の中央に配置した。鋼板を、138℃に維持したプラテンを有する加熱液圧プレスに移した。プレスを閉止し、15barの圧力を15分間加えた。15分後、冷水に切り替えることによってプレスを冷却サイクルに切り替えた。プラスプラテンが65℃に達したら、プレスを開放し、鋼板を取り除いて布帛試料を取り出した。得られた布帛は繊維の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、それをそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えたが、プライは、互いにラミネート、接着、又は熱融着されていなかった。
実施例1の織成SPECTRA(登録商標)S900布帛の1つのプライを準備した。また、375デニールのSPECTRA(登録商標)1000超高分子量ポリエチレン繊維の1つの織成繊維プライ(平織り)(54×54エンド/インチ、2.9オンス/平方ヤードの繊維面密度)も準備した。いずれの布帛もポリマーバインダーで被覆せず、即ち繊維含量は100%であった。それぞれの布帛プライを40cm×40センチの寸法を有するように切断し、それらをポリアミド(ナイロン6)繊維と、正方形のパターン(1インチ×1インチの格子状)に糸によって縫合した。次に、プライを互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った2枚の45cm×45cmの鋼板の間の中央に配置し、実施例1と同じ条件下でプレスした。得られた布帛生成物は2つのスタイルのSPECTRA(登録商標)布帛の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、それをそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えたが、プライは、互いにラミネート、接着、又は熱融着されていなかった。
実施例1の織成SPECTRA(登録商標)S900布帛の1つのプライを準備した。また、ランダム配向1200デニールSPECTRA(登録商標)S900超高分子量ポリエチレンの切断した長さ3インチのステープル繊維の1つの不織フェルトプライ(7オンス/平方ヤード)も準備した。それぞれの布帛プライを40cm×40センチの寸法を有するように切断し、次に、プライを互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った2枚の45cm×45cmの鋼板の間の中央に配置し、実施例1と同じ条件下でプレスした。得られた布帛生成物は2つのスタイルのSPECTRA(登録商標)布帛の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、それをそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えたが、プライは、互いにラミネート、接着、又は熱融着されていなかった。
実施例1の織成SPECTRA(登録商標)S900布帛の単一のプライを準備した。次に、プラ
イを、ポリウレタンセグメントブロック繊維(LYCRA(登録商標)ブランド、Wilmington,
DEのDuPontから商業的に入手できる)と、正方形のパターン(1インチ×1インチの格
子状)に糸によって縫合した。また、40cm×40cmの寸法を有する線状低密度ポリエチレンフィルムの1つの層も与えた。織布を、40cm×40cmの寸法を有するように切断した。次に、フィルム及び布帛を互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った2枚の45cm×45cmの鋼板の間の中央に配置し、実施例1と同じ条件下でプレスした。得られた布帛生成物は繊維の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、布帛をそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えた。
実施例1の織成SPECTRA(登録商標)S900布帛の1つのプライを準備した。また、375デニールのSPECTRA(登録商標)1000超高分子量ポリエチレン繊維の2つのクロスプライしたプライ(0°/90°でクロスプライ)を含む一方向不織布の1つの層も準備した。不織布の2つのプライをポリビニルアルコール繊維でステッチボンドし、この組合せは1.5オンス/平方ヤードの面密度を有していた。それぞれの布帛を、40cm×40cmの寸法を有するように切断し、次にプライを互いの上に同一の広がりで積層し、剥離紙で覆った2枚の45cm×45cmの鋼板の間の中央に配置し、実施例1と同じ条件下でプレスした。得られた布帛生成物は2つのスタイルのSPECTRA(登録商標)布帛の間に閉じた間隙を有しており、これはまた、それをそのままで用いるか又は二次加工にかけるために十分な耐久性も与えていたが、プライは互いにラミネート、接着、又は熱融着されていなかった。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[1]
繊維材料であって:
複数の第1のマルチフィラメント長尺体を含む第1の繊維プライであって、前記第1のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する、前記第1の繊維プライ;
前記第1の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第2のマルチフィラメント長尺体を含む第2の繊維プライであって、前記第1のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第2のマルチフィラメント繊維のそれぞれは、少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する、前記第2の繊維プライ;
を含み;
前記第1の繊維プライと前記第2の繊維プライは、互いにラミネート、接着、又は熱融着されていない、前記繊維材料。
[2]
前記第1の繊維プライを前記第2の繊維プライと相互接続する糸の少なくとも第1の組を更に含み、前記糸の第1の組は複数の第3の長尺体を含む、[1]に記載の繊維材料。
[3]
前記第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも2:1の断面アスペクト比(1AR f )を有する第1のマルチフィラメント繊維を含み、前記第2のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも2:1の断面アスペクト比(2AR f )を有する第2のマルチフィラメント繊維を含む、[1]に記載の繊維材料。
[4]
前記第1のマルチフィラメント繊維は1AR i のアスペクト比を有する第1のマルチフィラメント前駆体繊維から形成され、前記第2のマルチフィラメント繊維は2AR i のアスペクト比を有する第2のマルチフィラメント前駆体繊維から形成され、1AR f は1AR i の少なくとも2倍であり、2AR f は2AR i の少なくとも2倍である、[3]に記載の繊維材料。
[5]
1AR i は約1:1~約2:1であり、1AR f は約2:1~約4:1であり、2AR i は約1:1~約2:1であり、2AR f は約2:1~約4:1である、[4]に記載の繊維材料。
[6]
1AR f は1AR i の少なくとも5倍であり、2AR f は2AR i の少なくとも5倍である、[4]に記載の繊維材料。
[7]
前記第3の長尺体は第3の繊維を含み、前記第1のマルチフィラメント繊維及び前記第2のマルチフィラメント繊維のそれぞれは前記第3の繊維のテナシティーの少なくとも2倍のテナシティーを有し、前記第3の繊維のそれぞれは前記第1のマルチフィラメント繊維及び前記第2のマルチフィラメント繊維の破断伸びの少なくとも2倍の破断伸びを有する、[3]に記載の繊維材料。
[8]
隣接する第1のマルチフィラメント長尺体の間に間隙が存在せず、隣接する第2のマルチフィラメント長尺体の間に間隙が存在しない、[1]に記載の繊維材料。
[9]
繊維材料を形成する方法であって:
(a)平面状の平行アレイで配列されている複数の第1のマルチフィラメント長尺体を含む第1の繊維プライを与える工程であって、前記第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する、前記工程;
(b)平面状の平行アレイで配列されている複数の第2のマルチフィラメント長尺体を含む第2の繊維プライを与える工程であって、前記第2のマルチフィラメント長尺体のそれそれは少なくとも約7g/デニールのテナシティー及び少なくとも約150g/デニールの初期引張弾性率を有する、前記工程;
(c)前記第1の繊維プライを前記第2の繊維プライと同一の広がりに配置し、次に場合によっては前記第1の繊維プライ及び前記第2の繊維プライを互いに機械的に結合して、それによってプライの組を形成する工程;
(d)その後、前記プライの組を約270°F(132.2℃)~約302°F(150.0℃)の温度に加熱し、前記プライの組をプレス内において前記加熱と同時か又は前記加熱の後のいずれかで500psi(約3447kPa)より低い圧力でプレスし、それによって前記マルチフィラメント長尺体のフィラメントを開繊して、それによってそれぞれの繊維プライ中の隣接するマルチフィラメント長尺体の長手方向の縁部を互いに接触させる工程;及び
(e)場合によっては、前記加熱したプライの組を冷却する工程であって、ここで前記第1の繊維プライと前記第2の繊維プライは、互いにラミネート、接着、又は熱融着されていない、前記工程;
を含む、前記方法。
[10]
強化布帛であって:
(I)一方向配向高テナシティー長尺体を含む単一の不織繊維プライ;又は
複数のランダム配向ステープル繊維を含む単一の不織繊維プライ;又は
複数の横断方向に配置されている高テナシティー緯糸長尺体と織交されている複数の高テナシティー経糸長尺体を含む単一の織成繊維プライ;及び
(II)(I)の前記単一の繊維プライを通して機械的に配置されて前記単一の繊維プライを強化している糸の少なくとも第1の組であって、ここで前記糸の第1の組は複数の第3の長尺体を含み、複数の縫目を形成しており、それぞれの縫目内に複数の長尺体又はステープル繊維が配置されている、前記糸の第1の組;
から実質的に構成される、前記強化布帛。
Claims (5)
- 繊維材料であって:
複数の第1のマルチフィラメント長尺体を含む第1の繊維プライであって、前記第1のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも7g/デニールのテナシティー及び少なくとも150g/デニールの初期引張弾性率を有する、前記第1の繊維プライ;
前記第1の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第2のマルチフィラメント長尺体を含む第2の繊維プライであって、前記第2のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第2のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも7g/デニールのテナシティー及び少なくとも150g/デニールの初期引張弾性率を有する、前記第2の繊維プライ;
を含み;
前記第1の繊維プライと前記第2の繊維プライは、互いにラミネート、接着剤により互いに接着接合、又は互いに熱融着されておらず、
前記第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも2:1の断面アスペクト比(1ARf)を有する第1のマルチフィラメント繊維を含み、前記第2のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは少なくとも2:1の断面アスペクト比(2ARf)を有する第2のマルチフィラメント繊維を含み、
前記繊維材料が、前記第1の繊維プライを前記第2の繊維プライと相互接続する糸の少なくとも第1の組を更に含み、前記糸の第1の組は、複数の第3の長尺体を含み、かつ複数の縫目を形成しており、前記糸の第1の組のそれぞれの縫目内に複数の前記第1のマルチフィラメント長尺体が配置されている、
前記繊維材料。 - 縫合が複数のプライを一緒に結合する唯一の手段である、請求項1に記載の繊維材料。
- 前記第1のマルチフィラメント長尺体及び前記第2のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、結合樹脂/バインダーで被覆していないマルチフィラメント繊維を含み、前記第1の繊維プライ及び前記第2の繊維プライが互いに縫合されており、それぞれの縫目内に少なくとも8つの長尺体が配置されている、請求項2に記載の繊維材料。
- 繊維材料であって:
複数の第1のマルチフィラメント長尺体を含む第1の繊維プライであって、前記第1のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第1のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも7g/デニールのテナシティー及び少なくとも150g/デニールの初期引張弾性率を有し、前記第1のマルチフィラメント長尺体が撚合繊維を含む、前記第1の繊維プライ;並びに
前記第1の繊維プライ上でそれと同一の広がりを持ち、複数の第2のマルチフィラメント長尺体を含む第2の繊維プライであって、前記第2のマルチフィラメント長尺体の少なくとも一部は、互いに接続、接合、又は融着しておらず、前記第2のマルチフィラメント長尺体のそれぞれは、少なくとも7g/デニールのテナシティー及び少なくとも150g/デニールの初期引張弾性率を有し、前記第2のマルチフィラメント長尺体が撚合繊維を含む、前記第2の繊維プライ;
を含み;
前記第1の繊維プライと前記第2の繊維プライは、互いにラミネート、接着、又は熱融着されておらず、
前記繊維材料が、前記第1の繊維プライを前記第2の繊維プライと相互接続する糸の少なくとも第1の組を更に含み、前記糸の第1の組は、複数の第3の長尺体を含み、かつ複数の縫目を形成しており、前記糸の第1の組のそれぞれの縫目内に複数の前記第1のマルチフィラメント長尺体が配置されている、
前記繊維材料。 - 縫合が複数のプライを一緒に結合する唯一の手段である、請求項4に記載の繊維材料。
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