KR101421428B1 - 단방향으로 배열된 중합체 테이프의 라미네이트의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

- 중합체 테이프들을 프리-텐셔닝(pre-tensioning)시킨 후 중합체 테이프들을 인장하에 단방향으로 평행하게 배치시켜서 중합체 테이프들의 제1 단층을 형성하는 단계,
- 제1 단층을 형성한 것과 동일한 방식으로 제1 단층 위에 적어도 제2 단층을 형성하는 단계, 이에 의해
- 중합체 테이프들의 방향이 모든 단층에서 동일하고 각각의 단층의 중합체 테이프들은 그 단층의 위 또는 아래의 인접한 단층의 테이프들에 대해 비스듬히 배치(offset)되는 방식으로 중합체 테이프들의 2개 이상의 단층을 적층(stacking)시키는 단계, 및
- 이렇게 적층된 중합체 테이프들의 단층들을 고화시켜 라미네이트를 수득하는 단계를 포함하는,
200MPa 이상의 인장 강도를 갖는 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
중합체 테이프, 패널, 라미네이트, 인장 강도.

Description

단방향으로 배열된 중합체 테이프의 라미네이트의 제조방법{Process for producing laminates of unidirectionally arranged polymeric tapes}
본 발명은 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성된 라미네이트의 제조방법, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성된 라미네이트, 및 본 발명에 따른 라미네이트로 제조된 패널에 관한 것이다.
다층의 중합체 테이프를 포함하는 라미네이트는 당업계에 공지되어 있다. 미국 특허 US 제5,578,370호에는 서로 교차되는 신장 소재(elongate element)의 매트가 개시되어 있다. 신장 소재는 필름의 양쪽 면에 중간층, 즉 중앙층보다 더 낮은 연화 온도를 갖는 중합체 재료로 피복한 중합체 필름으로부터 제조될 수 있다. 이렇게 얻은 복합 필름을 길게 찢어서(slitting) 테이프 형태의 신장 소재로 만든다. 그런 다음 이 테이프를 사용하여 직조, 편조 또는 섬유질 웹의 레잉 다운(laying down)에 의해서 매트를 형성한다. 매트를 가열하여 테이프들이 적어도 그들의 교차점에서 융합되게 함으로써 매트를 고화(consolidating)시킨다. 융합 전에 2개 이상의 매트의 스택(stack)을 형성함으로써 2개 이상의 직조 또는 편조된 매트를 포함하는 제품을 수득할 수 있다.
유럽 특허 EP 제1 627 719호에는 다층 폴리에틸렌 재료 및 이로부터 제조된 방탄 제품이 개시되어 있다. 이 다층 재료는 단방향으로 배향된 폴리에틸렌 스트 립의 단층을 여러 개 포함한다. 단층은 서로에 대해 일정한 각도로 교차되어 겹쳐진다. 제1 단층 위에 제2 단층을 형성하기 전에, 압력과 열을 가하여 제1 단층을 고화시킨다. 제2 단층의 스트립을 제1 단층에 대해 일정한 각도로 정렬시킨 후, 다시 압력과 열을 가하여 이층 매트를 형성한다. 상기한 바와 같이 얻은 2개 이상의 이층 재료를 고화시켜서 다층 재료를 수득할 수 있다.
유럽 특허 EP 제1 403 038호에는 상기 제품의 적어도 한 면에 테이프, 필름 또는 얀(yarn)을 부착시킴으로써 제품을 강화하는 방법이 개시되어 있다. 테이프, 필름 또는 얀은 임의의 인발된 열가소성 재료로 만들어질 수 있다. AB 또는 ABA 형태의 인발된 열가소성 중합체가 바람직하다. AB 또는 ABA 형태의 테이프, 필름 또는 얀은 테이프, 필름 또는 얀이 서로에 대해 일정한 각도로 배치된 형태로 사용된다.
따라서, 종래 기술에 따른 테이프는 직포, 부직포 또는 편물로 만들어진다. 대안으로서 서로에 대해 일정한 각도로 교차되어 겹쳐진 단방향의 단층들로 테이프를 형성하기도 한다. 후자의 방법은 각각의 개별적 단층들을 고화시킬 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 최소한 감소시키는 것이며, 또한 다층 제품의 간단한 제조방법을 제공하는 것이다.
이 목적은,
- 중합체 테이프들을 프리-텐셔닝(pre-tensioning)시킨 후 중합체 테이프들을 인장하에 단방향으로 평행하게 배치시켜서 중합체 테이프들의 제1 단층을 형성 하는 단계,
- 제1 단층을 형성한 것과 동일한 방식으로 제1 단층 위에 적어도 제2 단층을 형성하는 단계, 이에 의해
- 중합체 테이프들의 방향이 모든 단층에서 동일하고 각각의 단층의 중합체 테이프들은 그 단층의 위 또는 아래의 인접한 단층의 테이프들에 대해 비스듬히 배치(offset)되는 방식으로 중합체 테이프들의 2개 이상의 단층을 적층(stacking)시키는 단계, 및
- 이렇게 적층된 중합체 테이프들의 단층들을 고화시켜 라미네이트를 수득하는 단계를 포함하는,
200MPa 이상의 인장 강도를 갖는 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법에 의해서 달성된다.
테이프의 중합체 재료에서의 비틀림(distortion)으로 인해서 이제까지 다층 제품은 테이프들의 각각의 층을 고화시키거나 테이프들을 목적하는 위치에 고정시키는 직조 공정에 의해서만 형성될 수 있었다. 놀랍게도, 본 발명에 따른 방법은 테이프의 각각의 층을 고화시킬 필요 없이 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성된 라미네이트를 제조할 수 있게 하고, 또한 종래 기술의 방법으로 제조된 다층 제품과 본질적으로 동일한 특성을 갖는 라미네이트를 얻을 수 있게 하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 라미네이트는 중합체 테이프의 방향이 모든 단층에서 동일하고 각각의 단층의 중합체 테이프들이 그 단층의 위 또는 아래의 인접한 단층의 테 이프들에 대해 비스듬히 배채되는 방식으로 적층된 중합체 테이프의 단층을 2개 초과로, 예를 들면 3개로, 4개로, 또는 25개 이하, 심지어 50개 이하 또는 100개 이하로 포함할 수 있음을 주목해야 한다.
단층 하나당 테이프의 수는 테이프의 폭에 따라서 달라진다. 예를 들면 10개 이하, 100개 이하, 1,000개 이하, 또는 10,000개 이하 또는 그 이상일 수 있다.
적층된 단층들의 고화는 당업자에게 공지된 방식으로 수행되며, 바람직하게는 예컨대 써모캘린더링에 의해서, 적층된 단층에 압력과 열을 가함으로써 수행된다.
각각의 층의 테이프들은 평행하게, 즉 나란히 배열되고 테이프들의 방향은 모든 단층에서 동일하다. 단층들은 서로에 대해 일정한 각도로 비스듬하도록 포개어 겹쳐지지 않는다.
단층들은 각각의 층의 테이프가 그 층의 위 또는 아래의 인접한 단층의 테이프에 대해 비스듬히 배치되도록 적층된다. 따라서, 한 단층에서의 인접한 테이프들 사이의 접합부(joint)들은 그 층의 위 또는 아래의 인접한 단층의 테이프에 의해 완전히 덮힌다.
한 단층의 각각의 중합체 테이프는 그에 인접하여 배치되는 테이프에 대해 접경하는 것이 바람직하다. 테이프의 폭과 관련한 불가피한 허용오차(tolerance)로 인해서, 단층의 일부 영역에서는 테이프들이 간격을 두고 배치될 수 있다. 그러나 이 간격은 그 단층의 위 또는 아래의 단층의 테이프에 의해서 상기 간격이 완전히 덮이도록 항상 중합체 테이프의 폭보다 작아야 한다.
본 발명에 따른 방법의 특정한 양태에서는, 배치는, 중합체 테이프를 서로 평행하게 배열하고 한 단층의 각각의 중합체 테이프는 그에 인접하여 배치되는 중합체 테이프와 중복되는 부분을 갖도록 함으로써 수행될 수 있다. 매끄러운 표면을 갖는 라미네이트를 얻기 위해서는, 비교적 얇고 가요성인 테이프에 대해서만 이러한 배치를 사용해야 한다.
중합체 테이프의 인장 강도는 ASTM D638에 따라서 측정한다.
본 발명에 따른 방법에 사용되는 중합체 테이프는 바람직하게는 400MPa 이상의 인장 강도, 더욱 바람직하게는 800MPa 이상의 인장 강도를 갖는다. 중합체 재료 및 인발비(draw ratio)에 따라서 중합체 테이프는 20GPa 이하 또는 그 이상의 인장 강도를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법에 사용되는 중합체 테이프는 4GPa 이상, 바람직하게는 8GPa 이상, 더욱 바람직하게는 16GPa 이상, 가장 바람직하게는 40GPa 이상의 인장 모듈러스를 갖는다. 본 발명에 따른 방법에 사용되는 중합체 테이프는 180GPa 이하의 인장 모듈러스를 가질 수 있다.
중합체 테이프의 인장 모듈러스는 ASTM D790에 따라서 측정한다.
본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 양태에서, 중합체 테이프는 저융점의 중합체 재료와 고융점의 중합체 재료로 구성된다. 중합체 테이프는 80% 이상의 중합체 재료를 포함한다. 고화는 저융점 중합체 재료의 융점보다 높고 고융점 재료의 융점보다 낮은 온도에서 수행된다. 저융점의 중합체 재료는 고화 중에 연화 또는 용융되어 중합체 테이프들을 결합시킨다.
저융점은 55 내지 250℃ 범위일 수 있고, 고융점은 90 내지 350℃ 범위일 수 있다.
인접한 테이프들 사이의 최적을 결합을 얻기 위해서 저융점을 갖는 중합체 재료가 고융점을 갖는 중합체 재료를 둘러싸는 것이 특히 바람직하다. 이러한 구조는 쉬쓰 코어(sheath core) 구조로 알려져 있다. 예를 들면, 모노필라멘트를 테이프로서 사용하는 경우에는 코어 재료를 따라 쉬쓰를 용융 방사함으로써 코어 재료에 쉬쓰를 도포할 수 있다.
쉬쓰 재료는 또한, 바람직하게는 프리-텐셔닝 또는 배치 전의 후속 단계에서, 예를 들면, 닥터 블레이드(doctor blade), 분무, 분말 피복에 의해, 또는 중합체 용액, 분산액 또는 유액 등을 통과하도록 테이프를 유도함(leading)에 의해 코어 재료에 도포될 수도 있다. 쉬쓰 재료는 또한, 단층의 프리-텐셔닝 또는 배치 후에, 예를 들면, 단층에 배치된 개별적 테이프를 쉬쓰 재료를 함유한 욕을 통과하도록 유도함으로써 코어 재료에 도포될 수도 있다.
코어 재료에 대한 쉬쓰 재료의 비율은 0.5/99.5 내지 50/50중량% 범위이다.
코어 재료와 쉬쓰 재료가 동일한 중합체로 제조된 경우, 상기 쉬쓰 재료는 특히 공중합체이고, 코어 재료는 특히 인발된 단독중합체임이 바람직하다.
상기 코어 재료와 상기 쉬쓰 재료는 특히 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리부타디엔 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리비닐 알코올, 폴리페닐리덴설파이드, 이들 중합체의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
또한, 쉬쓰 재료는 에틸렌 알킬 아크릴레이트 공중합체(EAA), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체(EBA), 에틸렌메틸 아크릴레이트 공중합체(EMA), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LPDE)으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 쉬쓰 재료로서 폴리이소부틸렌(PIB) 또는 폴리우레탄(PU)을 사용할 수도 있다. 이들 중합체는 매우 가용성이며 높은 신도를 나타낼 수 있다. 쉬쓰 재료는 상기 열거된 재료 중 1종을 포함하거나 상기 열거된 쉬쓰 재료의 혼합물을 포함할 수 있다.
쉬쓰 재료를 중합체 테이프의 코어 재료 위에 도포하기 전에 코어 표면 위에 접착 촉진제로서 프라이머(primer)를 도포할 수 있다. 코어의 이러한 표면 처리는 코어와 쉬쓰 재료 사이의 결합을 강화시킨다. 적합한 프라이머는, 예를 들면, 염소화 폴리프로필렌일 수 있다. 프라이머의 추가의 효과는 후속 가공 단계에서 테이프의 피브릴화(fibrilation)를 감소시키는 것이다. 코어와 쉬쓰 재료 사이의 결합을 강화시키기 위해 사용할 수 있는 다른 표면 처리로는 플라즈마 또는 코로나 처리가 있다.
본 발명에 따른 방법에 사용되는 중합체 테이프는 방사 모노필라멘트일 수 있다. 본원 명세서에서 사용되는 모노필라멘트라는 용어는, 예를 들면, 용융 방사 또는 겔 방사에 의해서 개별적으로 방사된 임의의 단일 필라멘트를 포괄한다.
테이프는 고상 압출법(Solid State Extrusion; SSE)으로 제조하거나 고체 재료로부터 얇게 깎고(skiving) 후 인발(post drawing)시켜서 제조할 수도 있다.
본 발명에 따른 방법에 사용되는 중합체 테이프는 중합체 필름을 절 단(cutting)하거나 길게 찢어서(slitting) 제조할 수도 있다. 중합체 필름은 필요한 인장 강도를 달성하기 위하여 캘린더링, 인발 또는 심지어 오버드로잉(overdrawing)할 수 있다.
중합체 필름의 한쪽 또는 양쪽 표면을 베이스 중합체보다 더 낮은 융점을 갖는 수지로 피복할 수 있다. 이러한 테이프는 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들면, 유럽 특허 EP 제0 776 762 B1호에 개시된 바와 같이 먼저 동시 압출에 의해서 2 또는 3층 필름을 제조한 후 이것을 잘라서 테이프로 만든다. 2층 테이프는 이른바 AB 유형이고 3층 테이프는 ABA 유형이다. 베이스 중합체보다 더 낮은 융점을 갖는 수지의 베이스 중합체에 대한 결합은 프라이머, 예를 들면, 염소화 폴리프로필렌을 사용한 베이스 중합체의 표면 처리에 의해서 향상될 수 있다. 다른 표면 처리는 플라즈마 또는 코로나 처리를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 양태에서, 중합체 테이프는 저융점을 갖는 중합체 재료의 층과 고융점을 갖는 중합체 재료의 층이 교대로 존재하는 층상 구조를 가질 수 있다. 따라서 테이프들의 결합은 저융점을 갖는 중합체 재료의 용융에 의해서 일어날 수 있다.
교대로 존재하는 저융점을 갖는 중합체 재료의 층과 고융점을 갖는 중합체 재료의 층은 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리부타디엔 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리비닐 알코올, 폴리페닐리덴설파이드, 폴리이소부틸렌(PIB), 폴리우레탄(PU), 이들 중합체의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택 될 수 있다.
중합체 테이프는 2개 이상의 층을 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 중합체 테이프는 교대되는 3개 이상의 층을 갖고, 가장 바람직하게는 중합체 테이프는 교대되는 5개 이상의 층을 갖는다.
또한, 상기 층상 테이프 주위에 닥터 블레이드, 분무, 분말 피복에 의해, 또는 중합체 용액, 분산액 또는 유액을 통한 테이프의 유도 등에 의해서 수지를 도포할 수도 있다. 상기 수지는 테이프의 최적의 결합을 보장하기 위하여 고화 동안 중합체 테이프의 단층에 적용되는 온도보다 더 낮은 용융 온도를 나타내어야 한다.
테이프와 각각의 단층의 결합은 각각의 단층 사이의 기재층에 의해서 달성될 수도 있다. 기재층은 필름, 면포(scrim) 등의 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는, 기재층은 중합체 테이프의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 중합체 재료로 이루어진다. 기재층은 보강 재료로서의 역할도 할 수 있다. 보강 재료로는 면포 또는 부직포가 바람직할 것이다.
단 1종의 중합체 재료를 포함하는 중합체 테이프는 추가의 수지 재료 없이 고화될 수도 있다. 이 경우, 단층은 중합체 테이프의 용융 온도 바로 아래의 온도 범위에서 고화된다. 이러한 방법은 당업계에서 "고온 압축법"으로 알려져 있다.
중합체 테이프는 감압성 접착제에 의해서 결합될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 테이프라는 용어는 원형 이외의 임의의 형상을 가질 수 있는 본질적으로 균일한 폭과 두께의 가요성인 신장 소재를 의미한다. 테이프의 폭/높이비는 2 이상, 바람직하게는 5 이상, 더욱 바람직하게는 20 이상이다. 바람직하게는, 테이프는 인접한 테이프의 측면이 본질적으로 평행하도록 나란히 배치될 수 있다. 테이프는 슬릿 필름(slit film)으로부터 유도될 수 있다. 테이프는 모노필라멘트일 수도 있다. 본 발명에 따른 방법에 사용되는 테이프는 여러 가지 단면을 가질 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에 따른 테이프는 본질적으로, 사각형 단면을 갖는다.
사각형이라는 용어는 직사각형 단면, 평행사변형 단면 또는 사다리꼴 단면을 포괄한다. 평행사변형 단면을 갖는 테이프는 당연히 인접한 테이프의 측면이 본질적으로 접경하고 본질적으로 서로 평행하도록 배치된다. 이것은 사다리꼴 단면을 갖는 테이프에도 적용된다. 이러한 배치는, 사다리꼴 단면을 갖는 테이프들을, 인접한 테이프들이 위와 아래가 교대로 바뀌는 방식으로 테이프들을 정렬시켜 달성할 수 있다.
또 다른 바람직한 양태에서, 테이프는 본질적으로, 삼각형 단면을 갖는다. 역시, 한 단층의 삼각형 테이프들은 인접한 테이프의 측면이 본질적으로 접경하고 본질적으로 서로 평행하도록 배치된다. 이것은 또한 인접한 테이프들이 위와 아래가 교대로 바뀌는 방식으로 테이프들을 정렬시켜 달성되는데, 즉 하나의 밑변과 이 밑변 반대편의 꼭지점을 형성하는 2개의 측변을 갖는 단면의 삼각형 테이프들을, 하나의 테이프의 밑변에 다음 삼각형 테이프의 밑변 반대편의 꼭지점이 인접하도록 배치시키는 것이다.
필요한 인장 강도를 갖는 라미네이트를 수득하기 위해서, 중합체 테이프는 1:5 이상, 더욱 바람직하게는 1:15 이상의 인발비로 인발됨이 바람직하다. 1:50 이상의 인발비가 특히 바람직하다.
모노필라멘트인 사각형 테이프는 바람직하게는 폭이 1.5㎜ 내지 10㎜이고 두께가 20㎛ 내지 1,500㎛일 수 있다. 필름을 길게 찢어서 만든 사각형 테이프는 폭이 2㎜ 내지 300㎜이고 두께가 층의 수에 따라서 1㎛ 내지 1,000㎛, 바람직하게는 4㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 삼각형 단면을 갖는 테이프는 폭과 두께가 2 내지 10㎜일 수 있다.
본 발명은 또한, 중합체 테이프들의 방향이 모든 단층에서 동일하고 각각의 단층의 중합체 테이프는 그 단층의 위 또는 아래에 적층된 인접한 단층의 테이프에 대해 비스듬히 배치됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층을 포함하는 라미네이트에 관한 것이다. 이러한 라미네이트는 무게가 가벼우며 뛰어난 충격 강도를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 목적은 특정한 강도와 중량 특성을 갖는 개별적 라미네이트로 구성된 경질 패널을 제조하는 것이다.
이 목적은 2개 이상의 라미네이트를 서로의 상부 위에 적층시키고 압력과 열을 사용하여 고화시켜서 패널을 형성하는, 본 발명에 따른 개별적 라미네이트 또는 본 발명에 따른 방법으로 제조된 개별적 라미네이트로 구성되는 패널의 제조방법에 의해서 달성된다. 패널의 제조방법에서 1,000개 이하, 바람직하게는 600개 이하, 더욱 바람직하게는 200개 이하의 라미네이트를 서로의 상부 위에 적층시켜서 패널을 형성할 수 있다.
이 목적은 또한, 서로의 상부 위에 적층되고 바람직하게는 본질적으로 그들의 전체 표면적에 걸쳐서 용융결합된 2개 이상의 라미네이트를 포함하는, 본 발명에 따른 개별적 라미네이트 또는 본 발명에 따른 방법으로 제조된 개별적 라미네이트로 구성된 패널에 의해서 달성된다.
패널의 제조방법에 사용되는 라미네이트 및 상기 패널의 라미네이트는 라미네이트를 구성하는 중합체 테이프가 모두 동일한 방향으로 놓이는 방식으로 서로의 상부 위에 배치될 수 있다. 바람직한 양태에서, 서로의 상부 위에 배치된 하나 이상의 라미네이트는 그 라미네이트의 위 또는 아래에 배치된 인접한 라미네이트에 대해 방향이 바뀌며, 더욱 바람직하게는 하나 이상의 라미네이트는 그 라미네이트의 위 또는 아래에 배치된 인접한 라미네이트에 대해 90°로 방향이 바뀜으로써 패널의 가로 방향에서 보다 높은 인장 강도를 얻는다. 라미네이트들은 번갈아서 0°와 90°로 방향이 바뀌면서 적층될 수도 있다. 패널은 0° 및 90°로 방향이 바뀐 라미네이트들을 동일한 개수로 포함할 수 있다. 그러나, 상부 및 저부의 라미네이트만이 다른 라미네이트에 대해 90°로 방향이 바뀌어도 충분하다.
적합한 구성(configuration)은, 예를 들면, 0-90-0-90-0, 0-90-90-90-90-0, 0-90-90-90, 0-0-0-0-90일 수 있다. 다른 가능한 구성은 0-45-90-135-0일 수 있다. 이 구성에서, "45"로 표시된 라미네이트는 "0"으로 표시된 라미네이트에 대해 45°로 방향이 바뀐다. 나머지 라미네이트들은 유사하게 90°, 135° 및 0°로 방향이 바뀐다.
본 발명에 따른 패널은 이들이 받는 충격 에너지를 높은 수준의 에너지 흡수 율로 흡수한다.
특정한 양태에서, 본 발명의 패널에 내충격성 재료의 하나 이상의 층이 제공되는 것이 특히 바람직하고, 이러한 내충격성 재료는 금속, 금속 합금, 유리, 현무암 섬유, 유리 섬유, 세라믹, 또는 아라미드 또는 초고분자량 폴리에틸렌 섬유와 같은 방탄 용도에 사용될 수 있는 다른 재료들로 이루어진 그룹으로부터의 1종 이상의 재료로부터 선택되는 것이 바람직하다. 내충격성 재료의 층은 한쪽 또는 양쪽 표면 위에 제공될 수 있다. 내충격성 재료는 본 발명에 따른 라미네이트와 내충격성 재료의 층이 교대로 배치되는 방식에서 조차, 개별적 라미네이트들 사이에 삽입될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 패널의 특정한 용도를 제공하는 것이다.
이러한 용도는 민간용 공학 구조물, 이동 주택 또는 대형 운반차(caravan)를 위한 동체, 차고 문, 픽업 트럭 박스 또는 마필 운송용 트레일러일 수 있다. 본 발명에 따른 경질 패널은 소위 경질 방탄 적용을 위해 특히 적합하다. 이러한 경질 방탄 용도는 벽, 문, 판, 조끼용 경질 방탄 삽입물, 전투용 헬멧과 같은 군수 제품, 신체에 착용하는 방패(body shield), 지상 운송체용 장갑판, 항공기 본체 및 항공기 문 또는 보트일 수 있다.
또한, 본 발명의 라미네이트는 SRP(자기 강화형 중합체) 제품에 사용될 수 있으며, 이 제품에서는 한 직물과 다른 직물의 접촉에 비해서 강한 본 발명의 라미네이트와 다른 라미네이트의 접촉으로 인해, 층간 결합이 특히 현저하게 개선된다.
본 발명을 도 1, 2, 3 및 4를 참조로 더 설명한다.
도 1, 2, 3 및 4는 예로 간주되어야 한다. 이들은 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있거나 본 발명에 따른 라미네이트에 사용될 수 있는 테이프의 바람직한 양태를 도시한 것이다.
도 1a는 하나의 중합체 재료로 이루어진 테이프를 도시한 것이다. 이러한 테이프는 추가의 수지 또는 기재층 없이 고온 압축에 의해서 라미네이트를 형성하는 데 사용될 수 있다. 대안으로서, 프리-텐셔닝 또는 배치 전에 쉬쓰 재료를 테이프 둘레에 도포할 수도 있다.
도 1b는 중합체 쉬쓰 재료에 의해 둘러싸이는 중합체 코어를 포함하는 테이프를 도시한 것이다. 테이프로서 모노필라멘트를 사용하는 경우, 코어를 따라 쉬쓰를 방사함으로써 쉬쓰를 코어 재료에 도포할 수 있다. 상기한 바와 같이 프리-텐셔닝 또는 배치 전에 테이프 둘레에 쉬쓰 재료를 도포할 수도 있다. 후자의 방법은 슬릿 필름 또는 모노필라멘트에 적용될 수 있다.
도 1c는 교대로 배치되는 중합체 재료의 층들을 갖는 층 구조를 갖는 테이프를 도시한 것이다. 이러한 테이프는 슬릿 필름으로부터 유도될 수 있다. 테이프는 물론 도 1c에 도시된 바와 같이 3개 이상의 층을 포함한다. 본 발명에 따른 방법에 사용되는 테이프는 5개, 7개, 9개 또는 그 이상의 층을 포함할 수도 있다.
도 1d는 쉬쓰에 의해 둘러싸인 코어로서의 3개의 층을 갖는 테이프를 도시한 것이다.
도 1e는 코어가 2개의 쉬쓰로 둘러싸인 테이프를 도시한 것이다. 이러한 구 조는 외부의 쉬쓰 재료를 코어 재료에 양호하게 결합시키기 위해서 필요할 수 있다. 내부의 쉬쓰는 외부의 쉬쓰 재료와 코어 재료가 부착되는 데 필요한 표면을 제공하는 프라이머로서의 역할을 한다.
도 2는 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있거나 본 발명에 따른 라미네이트에 사용될 수 있는 테이프의 가능한 단면들을 도시한 것이다.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 라미네이트의 예시적 양태를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 라미네이트는 본질적으로 직사각형인 테이프의 3개의 층을 포함하고, 각각의 단층의 테이프들은 인접한 단층의 테이프에 대해 비스듬하게 배치된다. 도 4에 도시된 라미네이트는 본질적으로 삼각형인 테이프의 3개의 층을 포함하고, 하나의 단층의 삼각형 테이프들은 인접한 테이프의 측면이 본질적으로 서로 접경하고 본질적으로 평행하도록 배치된다. 하나의 단층의 인접한 테이프들 사이의 접합부는 그 층의 위 또는 아래의 인접한 단층의 테이프들에 의해서 완전히 덮힌다.

Claims (23)

  1. 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법으로서,
    상기 중합체 테이프가 200MPa 이상의 인장 강도를 가지며,
    상기 중합체 테이프가 쉬쓰 코어(sheath core) 구조를 갖고, 쉬쓰 재료가 후속 단계에서 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해, 분무에 의해, 분말 피복에 의해, 또는 중합체 용액, 분산액 등을 통과하도록 상기 테이프를 유도함(leading)에 의해 코어 재료에 도포되며,
    상기 제조방법이
    - 중합체 테이프들을 프리-텐셔닝(pre-tensioning)시킨 후 상기 중합체 테이프들을 인장하에 단방향으로 평행하게 배치시켜서 중합체 테이프들의 제1 단층을 형성하는 단계,
    - 제1 단층을 형성한 것과 동일한 방식으로 상기 제1 단층 위에 적어도 제2 단층을 형성하는 단계,
    - 상기 중합체 테이프들의 방향이 모든 단층에서 동일하고 각각의 단층의 중합체 테이프들이 그 단층의 위 또는 아래의 인접한 단층의 테이프들에 대해 비스듬히 배치(offset)되는 방식으로 중합체 테이프들의 2개 이상의 단층을 적층(stacking)시키는 단계, 및
    - 이렇게 적층된 중합체 테이프들의 단층들을 고화(consolidating)시켜 라미네이트를 수득하는 단계를 포함하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코어 재료가 겔 방사, 용융 방사 또는 고상 압출법(Solid State Extrusion; SSE)으로 되거나, 고체 재료로부터 얇게 깎아(skiving) 되거나, 중합체 필름을 절단(cutting)하거나 길게 찢어서(slitting) 제조됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 쉬쓰 재료가 코어의 용융 방사 후에 상기 코어 재료에 도포됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 쉬쓰 재료의 융점이 코어 재료의 융점보다 낮음을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 쉬쓰 재료가 에틸렌 알킬 아크릴레이트 공중합체(EAA), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체(EBA), 에틸렌메틸 아크릴레이트 공중합체(EMA), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LPDE), 폴리이소부틸렌(PIB), 폴리우레탄(PU) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중합체 테이프가 800MPa 이상의 인장 강도를 가지며, 상기 중합체 테이프들이 중합체 테이프의 융점보다 융점이 낮은 중합체 재료에 의해 함께 부착됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 중합체 테이프의 융점보다 융점이 낮은 중합체 재료가 코어 제조 후에 중합체 테이프에 부가됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 중합체 테이프가 800MPa 이상의 인장 강도를 가지며, 상기 중합체 테이프가 저융점을 갖는 중합체 재료의 층과 고융점을 갖는 중합체 재료의 층이 교대로 배치되는 층 구조를 가짐을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 저융점을 갖는 중합체 재료 및 상기 고융점을 갖는 중합체 재료 중의 하나 이상이 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리부타디엔 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리비닐 알코올, 폴리페닐리덴설파이드, 폴리이소부틸렌(PIB), 폴리우레탄(PU), 이들 중합체의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 테이프가 800MPa 이상의 인장 강도를 가짐을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 중합체 테이프가 2개 이상의 층을 가짐을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 중합체 테이프가 6개 이상의 층을 가짐을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  14. 제1항 내지 제3항, 제6항 및 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 필름, 면포(scrim) 또는 부직포 형태의 기재층이 각각의 단층들 사이에 배치됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  15. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제8항, 제12항 및 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 테이프가 사각형인 단면을 가짐을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  16. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제8항, 제12항 및 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 테이프가 삼각형인 단면을 가짐을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  17. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제8항, 제12항 및 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 테이프가 1:5 이상의 인발비로 인발됨을 특징으로 하는, 중합체 테이프의 2개 이상의 단층으로 구성되는 라미네이트의 제조방법.
  18. 중합체 테이프들의 방향이 모든 단층에서 동일하고 각각의 단층의 중합체 테이프들이 그 단층의 위 또는 아래에 적층된 인접한 단층의 테이프들에 대해 비스듬히 배치되어 있음을 특징으로 하는, 제1항에 기재된 라미네이트.
  19. 2개 이상의 라미네이트를 서로의 상부 위에 적층시키고 압력과 열을 사용하여 고화시켜서 패널을 형성함을 특징으로 하는, 제18항에 기재된 라미네이트 또는 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제8항, 제12항 및 제13항 중의 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 라미네이트를 포함하는 패널의 제조방법.
  20. 서로의 상부 위에 배치되고 용융결합된 2개 이상의 라미네이트를 포함함을 특징으로 하는, 제18항에 기재된 라미네이트 또는 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제8항, 제12항 및 제13항 중의 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 라미네이트를 포함하는 패널.
  21. 제20항에 있어서, 상기 패널이 금속, 금속 합금, 유리, 현무암 섬유, 유리 섬유, 세라믹, 아라미드 및 초고분자량 폴리에틸렌 섬유로 이루어진 그룹의 1종 이상의 재료로부터 선택된 내충격성 재료의 층을 하나 이상 포함함을 특징으로 하는, 패널.
  22. 패널이 경질 방탄 적용에 사용되는, 제19항에 기재된 방법을 사용하여 수득된 패널.
  23. 제20항에 있어서, 상기 패널이 경질 방탄 적용에 사용되는, 패널.
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