KR102074009B1

KR102074009B1 - 복합 패널

Info

Publication number: KR102074009B1
Application number: KR1020147027752A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 마이클 커민스; 디트리크 윈크; 로엘로프 매리센; 푸텐 코엔 반; 조크 헨드릭스
Original assignee: 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2020-02-05
Also published as: IN2014DN07138A; CN104159730B; EP2822756A1; WO2013131996A1; KR20140138832A; PL2822756T3; BR112014022250B1; CN104159730A; US20150033936A1; CA2865201A1; CA2865201C; IL234411B; EP2822756B1; US11280589B2

Abstract

본 발명은, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 및 상기 층과 접촉된 상태의 접착제를 포함하는 복합 패널로서, 상기 테이프가 1.2 GPa 이상의 인장 강도 및 5 내지 250　g/㎡의 면 밀도를 갖고, 상기 하나 이상의 층의 한 쪽과 접촉된 상태의 접착제의 양이 0.2 내지 15 g/㎡이고, 상기 접착제가, 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체인 플라스토머이고, 상기 플라스토머의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥인, 복합 패널에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 상기 테이프는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함한다. 상기 복합 패널은, 내탄도성 제품에 사용된다.

Description

복합 패널{COMPOSITE PANEL}

본 발명은, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 및 상기 층과 접촉된 상태의 접착제를 포함하는 복합 패널로서, 상기 테이프의 인장 강도가 1.2 GPa 이상이고 면 밀도가 5 내지 250　g/㎡이고, 상기 하나 이상의 층의 한 쪽과 접촉된 상태의 접착제의 양이 0.2 내지 15 g/㎡인 복합 패널에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 복합 패널의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 복합 패널의 제조에 사용하기에 적합한 시트 및 복합 테이프에 관한 것이다.

이러한 복합 패널은 EP 2379324 A2에 공지되어 있다. EP 2379324 A2에는 여러 개의 결합되고 인터리빙되고 직각으로 배치된, 폴리에틸렌 테이프 층, 및 상기 테이프 층과 접촉된 상태의 접착제 층을 포함하는 내탄도성 패널이 개시되어 있다. EP 2379324 A2에 개시된 테이프 층과 접촉된 접착제는, 폴리아마이드, 에틸 비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리우레탄 및 폴리스티렌-아이소프렌 블록 공중합체이다.

EP 2379324 A2에 따른 내탄도성 패널이 만족스러운 성능을 나타내지만, 이러한 성능은 추가로 개선될 수 있다.

본 발명의 목적은, 최적화된 대탄도 저항성 특성을 갖는 복합 패널을 제공하는 것이다. 개선될 수도 있는 특성들은, 예를 들어 에너지 흡수 및 패널 박리, 특히 이들의 균형이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라, 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체로서 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥인 플라스토머를 접착제로서 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 복합 패널은, 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 바람직하게는 하나 이상의 테이프를 각각 함유하는 여러 개의 적층된 층을 포함한다. 여러 개의 층들은 본원에서, 목적하는 보호 수준을 달성하도록 선택된 갯수의 층으로 이해된다. 패널 내 층의 갯수는 전형적으로 2개 내지 500개인 반면, 상기 패널은, 각각 하나 이상의 테이프를 함유하는 층을 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 8개 이상 포함하는 것이 바람직하다.

상기 패널의 면 밀도는, 바람직하게는 0.25 kg/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 0.5 kg/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 1 kg/㎡ 이상, 가장 바람직하게는 2 kg/㎡ 이상이다. 바람직하게는 상기 총 면 밀도는 250 kg/㎡ 이하, 보다 바람직하게는 100 kg/㎡ 이하, 보다 더 바람직하게는 75 kg/㎡ 이하, 가장 바람직하게는 50 kg/㎡ 이하이다. 바람직하게는, 상기 패널의 총 면 밀도는 0.25 kg/㎡ 내지 250 kg/㎡, 바람직하게는 0.5 kg/㎡ 내지 100 kg/㎡, 보다 바람직하게는 1 kg/㎡ 내지 75 kg/㎡, 가장 바람직하게는 2 kg/㎡ 내지 50 kg/㎡이다. 패널의 면 밀도란, 본원에서 상기 패널의 평방 미터 당 중량으로 이해된다.

본원에서, 테이프란, 길이 치수, 폭 치수 및 두께 치수를 갖는 긴 물체를 의미하되, 여기서 상기 테이프의 길이 치수는 그의 폭 치수와 적어도 거의 비슷하지만, 바람직하게는 그의 폭 치수보다 크고, 상기 길이 치수는 그의 두께 치수보다 훨씬 크다. 바람직하게는, 상기 테이프라는 용어는, 리본, 스트립, 필름의 실시양태를 포함하며, 규칙적 또는 불규칙적 단면을 갖는 연속적 또는 불연속적 길이를 가질 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 테이프의 폭 치수는 그의 두께 치수보다 훨씬 크다. 바람직하게, 두께에 대한 폭의 비는 10 이상, 보다 바람직하게는 50 이상, 보다 더 바람직하게는 10 이상, 가장 바람직하게는 500 이상이다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 패널에 존재하는 테이프는 이방성이다. 이방성이란, 본 발명에 있어서, 2개의 서로 수직인 방향이 테이프의 면에서 정의될 수 있고, 이의 경우, 제 1 방향의 탄성 모듈러스가 이에 수직인 방향의 탄성 모듈러스보다 3배 이상 큼을 의미한다. 일반적으로, 바람직하게는 이방성 중합체 필름 층들의 상기 제 1 방향은, 당분야에서, 가장 큰 기계적 특성들을 갖는 기계 방향 또는 인발 방향(또는 배향 방향)을 지칭한다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 패널에 의해 함유되는 층들의 적어도 일부는, 상기 패널의 길이 및 폭과 거의 동일한 길이 및 폭을 갖는 단일 테이프를 포함한다. 이후, 이러한 실시양태의 목적을 위해서, 이러한 테이프가 필름으로서 지칭된다. 상기 필름의 폭 및 길이의 치수는, 따라서, 본 발명의 패널의 치수에 좌우되고, 다시 이것은 그의 적용례에 좌우된다. 당분야의 숙련자들은 상기 필름의 측면 치수를 일상적으로 측정할 수 있다. 바람직하게는, 상기 필름은 이방성이다. 2개의 인접한 단일층들 내 필름의 배향 방향, 즉 기계 방향이, 바람직하게는 45 내지 135°, 보다 바람직하게는 65 내지 115°, 가장 바람직하게는 80 내지 100°의 각도가 되도록, 필름을 함유하는 층들을 적층할 때, 매우 우수한 결과가 수득될 수 있다. 이러한 이방성 필름의 제조 방법은, 본원에서 참고로 인용되는, 예를 들어 WO 2010/066819에 개시되어 있다.

또다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 패널에 함유된 층들의 적어도 일부는 각각 여러 개의 테이프들을 포함한다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 패널에 함유된 모든 층들이 각각 여러 개의 테이프를 포함한다. 바람직하게는, 상기 여러 개의 테이프를 형성하는 테이프들의 폭은 20 mm 내지 200 mm, 보다 바람직하게는 50 mm 내지 150 mm, 가장 바람직하게는 80 mm 내지 120 mm이다.

바람직한 실시양태에서, 층 내 여러 개의 테이프들 중 테이프들은 직조 층으로 직조된다. 바람직한 직조 구조물은, 평직, 바스켓 위브(basket weaves), 새틴직, 및 크로우-풋 위브(crow-foot weaves)이다. 가장 바람직한 직조 구조물은 평직이다. 바람직하게, 직조 층의 두께는 테이프의 두께의 1.5배 내지 테이프의 두께의 3배, 보다 바람직하게는 테이프의 두께의 약 2배이다.

본 발명의 대안의 실시양태에서, 층 내의 여러 개의 테이프들 중 테이프들은 일방향 정렬되어 있다. 바람직하게, 일방향 정렬된 테이프를 함유하는 층에서, 상기 층 내 테이프의 총 질량의 70 질량% 이상, 보다 바람직하게는 90 질량% 이상, 가장 바람직하게는 약 100 질량%가 공통 방향을 따라 진행한다. 바람직하게, 일방향 정렬된 테이프를 포함하는 층 내의 테이프의 배향 방향은, 인접한 층 내의 테이프의 배향 방향에 대해 β 각도이고, β는, 바람직하게는 5 내지 90°, 보다 바람직하게는 45 내지 90°, 가장 바람직하게는 75 내지 90°이다.

본 발명에 있어서, 테이프는, 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함한다. 적합한 폴리아마이드는, 예를 들어 지방족 폴리아마이드 PA-6, PA-6,6, PA-9, PA-11, PA-4,6, PA-4,10 및 그의 코폴리아마이드, 및 예를 들어 PA-6 또는 PA-6,6 및 방향족 다이카복실산과 지방족 다이아민, 예를 들어 아이소프탈산 및 테레프탈산과 헥산다이아민에 기초한, 세미-방향족 폴리아마이드, 예를 들어 PA-4T, PA-6/6,T, PA-6,6/6,T, PA-6,6/6/6,T 및 PA-6,6/6,I/6,T이다. 바람직하게는 PA-6, PA-6,6 및 PA-4,6이 선택된다. 추가로, 폴리아마이드 블렌드도 적합하다.

적합한 열가소성 폴리에스터는, 예를 들어 폴리(알킬렌 테레프탈레이트), 예를 들어 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트라이메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리사이클로헥산다이메틸렌테레프탈레이트 (PCT), 및 폴리(알킬렌 나프타네이트), 예를 들어 폴리에틸렌나프타네이트(PEN), 및 공중합체와 혼합물이다.

바람직하게는, 본 발명의 테이프는, 폴리올레핀, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌, 가장 바람직하게는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함한다.

테이프 내 중합체가 초고분자량 폴리에틸렌 또는 폴리아마이드를 포함하는, 본 발명에 따른 패널이 특히 바람직하다. 이러한 중합체는 가장 우수한 대탄도성을 수득한다.

초고분자량 폴리에틸렌은 선형 또는 분지형일 수 있지만, 바람직하게는 선형 폴리에틸렌이 사용된다. 선형 폴리에틸렌이란, 본원에서 100개의 탄소 원자 당 1개 미만의 측쇄를 갖는 폴리에틸렌, 바람직하게는 300개의 탄소 원자 당 1개 미만의 측쇄를 갖는 폴리에틸렌을 의미하되, 여기서 측쇄 또는 분지는 일반적으로 10개 이상의 탄소 원자를 함유한다. 측쇄는 적합하게는 FTIR에 의해 측정될 수 있다. 선형 폴리에틸렌은, 이와 공중합가능한 하나 이상의 다른 알켄, 예를 들어 프로펜, 부텐, 펜텐, 4-메틸펜텐, 옥텐을 5 몰% 이하로 추가로 함유할 수도 있다. 바람직하게는, 선형 폴리에틸렌은, 4 dl/g 이상, 보다 바람직하게는 8 dl/g 이상, 가장 바람직하게는 10 dl/g 이상의 고유 점도(IV, 135℃에서 데칼린 중의 용액에 대해 측정됨)를 갖는 높은 몰 질량을 갖는다. 이러한 폴리에틸렌은 또한 초고분자량 폴리에틸렌으로서 지칭된다. 고유 점도는, Mn 및 Mw와 같은 실제 몰 질량 파라미터보다 더 용이하게 측정될 수 있는, 분자량에 대한 척도이다.

본 발명에 따른 패널 내에 존재하는 테이프는 여러 가지 방법으로 제조될 수 있다.

상기 테이프의 제조를 위한 바람직한 방법은, 무한 벨트들의 조합 사이에 중합체 분말을 공급하는 단계, 상기 중합체 분말을 그의 융점 미만의 온도에서 압축-성형하는 단계, 및 결과물인 압축-성형된 중합체를 롤링한 후 인발하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은, 예를 들어 본원에서 참고로 인용되는, US 5,091,133에 개시되어 있다. 필요에 따라, 중합체 분말을 공급 및 압축-성형하기 이전에, 중합체 분말이, 상기 중합체의 융점보다 높은 융점을 갖는 적합한 액체 유기 화합물과 혼합될 수도 있다. 압축 성형은 또한, 수송하면서 무한 벨트 사이에 중합체 분말을 일시적으로 유지함으로써 수행될 수도 있다. 이는, 예를 들어, 무한 벨트와 관련하여 압축 압반 및/또는 롤러를 제공함으로써 수행될 수도 있다.

상기 테이프의 제조를 위한 또다른 바람직한 방법은, 압출기에 중합체를 공급하는 단계, 테이프의 융점 초과의 온도에서 테이프를 압출하는 단계, 및 압출된 중합체 테이프를 그의 융점 미만에서 인발하는 단계를 포함한다. 필요에 따라, 압출기에 중합체를 제공하기 이전에, 중합체는 적합한 액체 유기 화합물과 혼합되어, 예를 들어 겔을 형성할 수도 있으며, 바람직하게는 초고분자량 폴리에틸렌을 사용하는 경우에 그러하다.

또다른 바람직한 방법에서, 테이프는 겔 공정에 의해 제조된다. 적합한 겔 방사 방법은, 예를 들어 GB-A-2042414, GB-A-2051667, EP 0205960 A와 WO 01/73173 A1, 및 문헌["Advanced Fibre Spining Technology", Ed. T. Nakajima, Woodhead Publ. Ltd (1994), ISBN 185573 182 7]에 기술되어 있다. 짧게 말하면, 겔 방사 방법은, 높은 고유 점도의 중합체의 용액을 준비하는 단계, 상기 용액을 용해 온도보다 높은 온도에서 테이프로 압출하는 단계, 필름을 겔화 온도 미만으로 냉각시켜, 테이프를 적어도 부분적으로 겔화하는 단계, 및 용매의 적어도 일부를 제거하기 이전에, 제거하는 동안 및/또는 제거하는 이후에 상기 테이프를 인발하는 단계를 포함한다.

테이프를 제조하기 위해서 기술된 방법에서, 제조된 테이프의 인발, 바람직하게는 일축 인발은, 당분야에 공지된 수단에 의해 수행될 수도 있다. 이러한 수단은, 적합한 인발 유닛에 대한 압출 연신 및 인장 연신을 포함한다. 증가된 기계적 강도 및 견고성을 이루기 위해서, 인발은 다단계로 수행될 수도 있다. 바람직한 초고분자량 폴리에틸렌 테이프의 경우, 인발은 전형적으로 여러 개의 인발 단계들에서 일축으로 수행된다. 제 1 인발 단계는, 예를 들어 3의 연신 계수로의 인발을 포함할 수 있다. 여러 번의 인발은, 전형적으로 120℃까지의 인발 온도에 대해 9의 연신 계수, 140℃까지의 인발 온도에 대해 25의 연신 계수, 및 150℃ 이하 및 그 초과의 인발 온도에 대해 50의 연신 계수를 초래할 수 있다. 증가된 온도에서 여러번 인발함으로써, 약 50 이상의 연신 계수에 도달할 수도 있다. 이것은 결과적으로 높은 강도의 테이프를 유발하고, 이로써 초고분자량 폴리에틸렌의 테이프의 경우에는, 1.5 GPa 내지 1.8 GPa의 강도 및 그 이상의 강도가 수득될 수도 있다.

테이프의 제조를 위한 또다른 바람직한 방법은, 압력, 온도 및 시간의 조합하에서, 일방향 배향된 섬유의 기계적 용융(fusing)을 포함한다. 이러한 테이프 및 이러한 테이프의 제조 방법은, 본원에서 참고로 인용되는 EP 2205928에 개시되어 있다. 바람직하게는, 일방향 배향된 섬유는, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 포함한다. 예를 들어, GB 2042414 A 또는 WO 01/73173 A1에서 기술된 바와 같은, 겔 방사 방법에 의해 제조된 폴리에틸렌 필라멘트로 구성된 UHMWPE 섬유가 바람직하게 사용된다. 겔 방사 방법은 필수적으로는, 높은 고유 점도를 갖는 선형 폴리에틸렌의 용액을 준비하는 단계, 상기 용액을, 용해 온도보다 높은 온도에서 필라멘트로 방사하는 단계, 상기 필라멘트를 겔화 온도 미만으로 냉각하여, 겔화를 발생시키는 단계, 및 상기 용매의 제거 이전에, 동안에 및/또는 이후에 상기 필라멘트를 연신하는 단계로 구성된다. 섬유의 기계적 용융에 의해 제조된 UHMWPE 테이프는, 특히 우수한 대탄도성을 수득한다.

상기 테이프의 면 밀도는, 원칙상 넓은 범위 이내에서 선택될 수 있다. 그러나, 상기 테이프의 면 밀도는 250　g/㎡를 초과하지 않고, 보다 바람직하게는 100　g/㎡를 초과하지 않고, 보다 더 바람직하게는 50　g/㎡를 초과하지 않고, 가장 바람직하게는 30　g/㎡를 초과하지 않는다. 실용적인 이유 때문에, 이러한 면 밀도는 바람직하게는 5　g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 10　g/㎡ 이상일 것이다. 특히 우수한 대탄도성은, 실질적으로 모든 테이프, 바람직하게는 각각의 테이프의 면 밀도가 250　g/㎡를 초과하지 않을 때, 보다 바람직하게는 100　g/㎡를 초과하지 않을 때, 가장 바람직하게는 30　g/㎡를 초과하지 않을 때, 달성된다. 패널 내의 테이프의 두께를, 청구된 두께로 제한함으로써, 오히려 제한된 강도를 갖는 테이프를 보유함에도 충분한 대탄도성이 놀랍게도 달성된다.

테이프의 강도는, 대개는 이들이 구성되는 중합체, 그의 제조 방법, 및 그의, 바람직하게는 일축 연신 비에 좌우된다. 테이프의 강도는 1.2 GPa 이상, 바람직하게는 1.5 GPa 이상, 보다 더 바람직하게는 1.8 GPa 이상, 보다 더 바람직하게는 2.1 GPa 이상, 가장 바람직하게는 3 GPa 이상이다.

본 발명에 따른 복합 패널은 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층과 접촉하고 있는 접착제를 포함한다. 상기 접착제는, 에틸렌 또는 프로필렌과 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체인 플라스토머로서, 상기 플라스토머의 밀도는, ISO 1183에 따라 측정시, 860 내지 930 kg/㎥이고, 보다 바람직하게는 상기 공중합체의 밀도는 865 내지 920　kg/㎥이고, 가장 바람직하게는 870 내지 910　kg/㎥이다. 패널 내의 플라스토머를 청구된 밀도로 제한함으로써, 제한된 양의 플라스토머로도 패널의 낮은 박리가 달성될 수 있다.

바람직한 실시양태에서, 플라스토머는, 공단량체로서, 하나 이상의, 탄소수 2 내지 12의 α-올레핀, 구체적으로, 에틸렌, 아이소부텐, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐과, 에틸렌 또는 프로필렌의 반-결정성 열가소성 공중합체이다. 공단량체로서 하나 이상의 C₄ 내지 C₁₂ α-올레핀 단량체와 함께 에틸렌이 적용되면, 공중합체 내의 공단량체의 양은 일반적으로, 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 35 중량%이다. 에틸렌 공중합체의 경우, 바람직한 공단량체는 1-옥텐이고, 상기 공단량체는, 5 중량% 내지 25 중량%, 보다 바람직하게는 10 중량% 내지 20 중량%의 양으로 존재한다. 프로필렌 공중합체의 경우에, 공단량체, 특히 에틸렌 공단량체의 양은, 일반적으로는 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 2 내지 35 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 20 중량%이다.

본 발명에 따라 사용하기에 적합한 기타 플라스토머는, 본원에서 참고로 인용되는 US 5,994,242(제 2 내지 제 4 단락)에 기술된 것이다.

바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 플라스토머의, ASTM D3418에 따라 측정된 DSC 피크 융점은, 65℃ 내지 120℃, 바람직하게는 70℃ 내지 100℃, 보다 바람직하게는 75℃ 내지 95℃이다.

단일 부위 촉매 중합 공정에 의해 제조된 플라스토머, 특히 메탈로센 플라스토머는, 다른 중합 기법, 예를 들어 지에글러-나타 촉매에 의해 제조된 에틸렌 및 프로필렌 공중합체와는, 그의 비-밀도(specific density)에 의해 구별된다. 상기 플라스토머는 또한, 좁은 분자량 분포 Mw/Mn, 바람직하게는 1.5 내지 3의 Mw/Mn에 의해, 및 장쇄 분지의 제한된 양에 의해서 그 자체로 구별된다. 장쇄 분지의 갯수는 바람직하게는 1000개의 탄소 원자 당 3개 이하이다. 장쇄 분지란, 본원에서는, 사용되는 공단량체로부터 유래하지만 플라스토머 내에 존재하는 분지보다, 실질적으로 긴 길이를 갖는 중합체 쇄의 가지로 이해된다. 장쇄 분지는, 전형적으로 10개 이상의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 20개 이상의 탄소 원자의 전형적인 길이를 가질 것이다. 본 발명의 시트에 사용되어 메탈로센 촉매 유형과 함께 수득될 수도 있는 적합한 플라스토머는, 상업적인 규모로, 예를 들어 엑손(Exxon), 미쓰이(Mitsui), 덱스-플라스토머스(DEX-Plastomers) 및 다우(DOW)에서, 상품명 이그젝트(Exact, 등록상표), 타프머(Tafmer, 등록상표), 익시드(Exceed, 등록상표), 인게이지(Engage, 등록상표), 어피니티(Affinity, 등록상표), 비스타맥스(Vistamaxx, 등록상표), 및 베르시파이(Versify, 등록상표)로 제조된다. 플라스토머 및 구체적으로 메탈로센 플라스토머의 설명 뿐만 아니라 그의 기계적 및 물리적 특성의 개요는, 예를 들어 본원에서 참고로 인용되는 문헌["Handbook of Polypropylene and Polypropylene composites" edited by Harutun G. Karian (ISBN 0-8247-4064-5)]의 Chapter 7.2 및 특히 이의 하위목록 7.2.1; 7.2.2; 및 7.2.5 내지 7.2.7에서 발견될 수 있다.

본 발명의 패널에 사용되는 플라스토머는, 또한 첨가된 다양한 충전제 및 첨가제를 함유할 수도 있다. 충전제의 예는, 강화 물질 및 비-강화 물질, 예를 들어 카본 블랙, 칼슘 카보네이트, 점토, 실리카, 운모, 활석 및 유리를 포함한다. 첨가제의 예는, 안정화제, 예를 들어 자외선 안정화제, 안료, 산화방지제, 난연제 등을 포함한다.

하나 이상의 층의 한 쪽과 접촉하는 플라스토머의 양은, 0.2 내지 15　g/㎡, 보다 바람직하게는 0.5 내지 10　g/㎡, 가장 바람직하게는 1 내지 7 g/㎡이다. 패널 내 접착제의 양을 청구된 수준으로 한정함으로써, 패널의 총 면 밀도를 실질적으로 증가시키지 않으면서, 놀랍게도 충분한 대탄도성이 달성된다.

일정량의 플라스토머가 하나 이상의 층의 한 쪽과 접촉된 것으로 표현되는 반면, 상기 일정량의 플라스토머는 또한 제 2의 인접한 층과 접촉할 수도 있어서, 결과적으로 각각의 개별적인 층이 어느 한 쪽에서 구체화된 양의 플라스토머와 접촉된 상태일 수도 있음이 이해되어야만 한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 패널의 적층 특성을 보면, 상기 하나 이상의 층 각각의 경우, 구체화된 양의 플라스토머가 존재할 것이다. 따라서, 층 당 플라스토머의 양을 표현하는 대안의 방법은, 플라스토머의 양이 상기 층의 평방 미터 당 0.2 내지 15그램인 것이다.

바람직한 실시양태에서, 플라스토머는 불균일하게, 즉 균일하지 않게, 상기 층에 펼쳐져 있다. 다시 말하면, 상기 층과 접촉된 상태인 플라스토머는, 균일한 두께의 플라스토머 필름을 형성하는 것이 아니라, 적은 양의 플라스토머를 갖는 영역 및 많은 양의 플라스토머를 갖는 영역을 나타낼 수도 있다. 바람직한 실시양태에서, 플라스토머는 상기 층 위에 불균일하게 분포되어 있다. 본원에서는, 상기 층과 접촉된 상태의 플라스토머가 개별적인 영역에 존재하여, 플라스토머 도메인 또는 웹 유사 구조물을 형성하여, 임의의 플라스토머가 없는 층의 영역을 남긴다고 이해된다. 플라스토머의 상기 불균일성(inhomogeneity) 및 이질성(heterogeneity)이, 패널 제조 공정 동안 플라스토머에 적용되는 방법의 결과일 수도 있다. 복합 패널의 층 전반에 걸쳐서 플라스토머의 적어도 부분적으로의 불균일 분포에 의해, 패널의 대탄도성은 추가로 개선될 수 있음이 놀랍게도 관찰되었다.

층의 한 쪽과 접촉하는 플라스토머의 양은, 본원에서, 패널의 상기 층의 표면적(㎡)으로, 구체적인 층의 한 쪽과 접촉하는 플라스토머의 양(g)을 나눔으로써 계산된, 접착제의 평균화된 양으로서 이해된다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 패널 내의 플라스토머의 총량은, 15 중량% 미만, 바람직하게는 12 중량% 미만, 보다 바람직하게는 10 중량% 미만, 보다 더 바람직하게는 8 중량% 미만, 가장 바람직하게는 6 중량% 미만이고, 여기서 중량%는 패널의 총 중량으로 나눈 패널 내 플라스토머의 중량이다. 패널 내의 플라스토머의 양을 언급한 수준까지 줄이면, 그의 대탄도성에 부정적으로 영향을 미치지 않으면서, 패널의 총 면 밀도를 줄일 수도 있음이 놀랍게도 관찰되었다.

본 발명자는, 본 발명의 패널이 공지된 패널들에 비해 개선된 특성들을 갖는다는 점에서, 패널의 대탄도성이, 지금까지보다 효율적으로 활용된다는 점을 알아차렸다. 특히, 본 발명의 패널이 최적화된 탄도 보호를 갖는다는 점이 관찰되었다. 보다 특히, 본 발명의 패널이 박리에 대해 개선된 내성의 상승 효과를 나타내면서, 높은 에너지 흡수(E_abs)가 유지됨이 관찰되었다. 대안의 접착제, 예를 들어 종래 분야의 EP 2379324 A2에서 언급된 접착제를 포함하는 패널도 개선된 배면 변형을 나타내는 반면, 이러한 개선은 E_abs의 손상에 의한 것이다. 본 발명자는, 본 발명에 따른 패널이, E_abs가 개선되지 않더라도 유지되면서, 개선된 내박리성을 나타낼 수도 있음을 놀랍게도 발견하였다. 추가로, 고온 환경에서의 사용 동안, 본 발명의 패널의 대탄도성은 거의 영향을 받지 않는다는 점이 관찰되었다.

본 발명은, 본 발명에 따른 복합 패널의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은,

(a) 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하고 1.2 GPa 이상의 인장 강도 및 5 내지 250　g/㎡의 면 밀도를 갖는 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 및 플라스토머를 제공하는 단계;

(b) 상기 하나 이상의 층 및 상기 플라스토머를 점착하여 그의 조립체를 형성하는 단계;

(c) 이렇게 형성된 조립체를 0.1 MPa 이상의 압력, 및 플라스토머의 융점보다 10℃ 높은 온도 내지 테이프의 융점 사이의 온도에서 압축하여, 조립체 내에서, 상기 플라스토머가 상기 층과 접촉하도록 하는 단계로서, 여기서 상기 플라스토머가 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이고, 상기 플라스토머의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥이고, 이로써, 하나 이상의 층의 한 쪽과 접촉하는 플라스토머의 양이 0.2 내지 15 g/㎡인, 단계

를 포함한다.

조립체의 압축은 적합하게는 수압 프레스에서 수행될 수 있다. 압축은, 조립체 내의 층 및 접착제가 비교적 견고하게 서로 접착되어 하나의 통합된 유닛을 형성함을 의미하고자 한다. 통합화 동안의 온도는, 일반적으로 프레스의 온도를 통해 제어된다. 최소 온도는, 플라스토머가 그의 피크 융점 너머로 가열되고 통합화의 합리적인 속도가 수득되도록 선택된다. 이러한 양태에서, 60℃는 적합한 온도 하한치이고, 바람직하게는 이러한 하한치는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 보다 더 바람직하게는 120℃ 이상, 가장 바람직하게는 140℃ 이상이다. 본 발명에 따라, 조립체가 가압 하에서 통합되는 온도는, 테이프의 융점으로부터 주목할 만하게 벗어나지 않아야만 한다. 상기 방법의 바람직한 실시양태에서, 온도는 테이프의 융점보다 20℃ 이하로 낮고, 바람직하게는 테이프의 융점보다 10℃ 이하로 낮다. 놀랍게도, 바람직한 범위에 따른 온도에서, 본 발명에 따른 패널의 개선된 탄도 특성이 관찰된다.

테이프의 융점의 측정은, 당분야의 숙련자들에게 일반적으로 공지된 기술이며, 10℃/분의 가열 속도를 사용하는 DSC 측정법을 포함하며, 여기서 용융 피크의 최대점의 온도가 융점으로서 정의된다. 테이프가 뚜렷한 융점을 나타내지 않는 경우, 융점 대신에, 테이프가 그의 기계적 특성을 잃기 시작하는 온도를 읽어야만 한다. 이것은, 온도에 대한 견고성을 측정함을 포함하는, 당분야의 숙련자들에게 공지된 방법에 의해 측정될 수 있다.

추가로, 본 발명에 따르면, 우수한 대탄도성을 달성하기 위해서, 중합체 필름 층을 통합하기 위한 압력은, 0.1 MPa 이상이어야만 한다. 바람직한 방법은, 압력이 1 MPa 이상이거나, 바람직하게는 10 MPa 이상이거나, 보다 바람직하게는 20 MPa 이상인 것을 특징으로 한다.

통합화를 위한 최적 시간은, 일반적으로, 온도, 압력 및 부분 두께와 같은 조건에 따라 5분 내지 120분의 범위이며, 일상적인 실험을 통해 확인될 수 있다. 바람직하게, 높은 대탄도성을 수득하기 위해서, 고온에서의 통합화 이후의 냉각은 또한 압력 하에서 수행된다. 바람직하게는, 적어도, 상기 온도가 중합체의 이완을 방지하기 위해 충분히 낮아질 때까지, 압력이 유지되는 것이 바람직하다. 전형적으로, 이러한 온도는 80℃ 이하이다.

본 발명의 방법의 추가 바람직한 실시양태에서, 상기 조립체의 압축 이전에, 동안에 또는 이후에 진공이 상기 조립체에 적용된다. 바람직하게, 이러한 진공은, 압축 이전에 또는 압축 동안에 적용된다. 이러한 진공은, 진공 챔버를 통해, 또는 진공 백의 사용을 통해 적절하게 적용될 수 있다. 이러한 측정은 제조된 패널의 면 밀도를 증가시키는데 유리한 것으로 판명되었다. 적용된 진공은, 바람직하게는 주변 압력을 0.05　MPa 이상, 보다 바람직하게는 0.08　MPa 이상, 보다 더 바람직하게는 0.09　MPa 이상, 가장 바람직하게는 0.095　MPa 이상 줄인다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시양태에서, 단계 (a)에서, 플라스토머는, 상기 플라스토머를 포함하는, 분말, 필름, 테이프, 분산액, 용액, 유화액, 고온 용융물, 또는 캐리어 시트의 형태로 제공된다. 본 발명의 방법에 플라스토머를 제공하는 최적의 방법은, 방법이 수행되는 방식 및 구상중인 패널 특성에 따라 좌우될 수도 있다. 플라스토머를 포함하는 캐리어 시트 또는 필름의 형태로 플라스토머를 방법에 제공하면, 용이한 취급 및 적층 작업 및 테이프를 포함하는 층과 접촉된 상태의 플라스토머의 정확한 양의 이점을 가질 수도 있다. 플라스토머를 포함하는, 분말, 고온 용융물, 분산액 또는 유화액의 형태로 플라스토머를 제공하는 것은, 자동화된 작업을 위해 적합할 수 있고/있거나 테이프를 함유하는 층과 접촉된 상태의 접착제의 양이 보다 자유롭게 선택될 수 있도록 할 수도 있다.

본 발명에 따른 바람직한 방법에서, 단계 (a)에서, 하나 이상의 층 및 플라스토머는, 하나 이상의 층 및 상기 층과 접촉된 상태의 플라스토머를 포함하는 시트의 형태로 상기 방법에 제공된다. 따라서, 상기 시트는 (i) 하나 이상의 테이프를 포함하는 층, 및 (ii) 플라스토머, 둘다를, 단일 작업으로 방법에 제공하도록 한다. 따라서, 본 발명의 실시양태의 방법에 따라 적층된 조립체는, 상기 시트를 단지 적층함으로써 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 시트를 제공하면, 적층 및 압밀 작업의 실질적인 단순화를 나타낸다. 단순해진 패널 제조 방법 이외에, 적층 작업에 어떠한 플라스토머도 제공되지 않거나, 불충분한 또는 과량의 플라스토머가 적층 작업에 제공되는 위험을 없앤다.

따라서, 본 발명은 추가로, 본 발명에 따른 방법에, 층 및 플라스토머를 제공하기에 적합한 시트에 관한 것으로, 여기서 상기 시트는, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하고 인장 강도가 1.2 GPa 이상이고 면 밀도가 5 내지 250　g/㎡인 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 및 상기 층과 접촉된 상태의 플라스토머를 포함하고, 상기 플라스토머의 양이 0.2 내지 15 g/㎡이고, 상기 플라스토머가, 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂의 α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이고, 상기 플라스토머의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥임을 특징으로 한다.

상기 시트는, 본원에서 본 발명의 복합 패널의 중간 제품인 것으로 이해된다. 시트 단독, 또는 본 발명에 따른 다른 시트와 적층되고 본 발명의 방법에 따라 가공된 시트는, 본 발명에 따른 복합 패널을 제공할 것이다.

따라서, 본 발명은, 대탄도성 제품의 제조에 있어서 본 발명에 따른 시트의 용도에 관한 것이다.

바람직한 실시양태에서, 상기 시트는 여러 개의 일방향 정렬된 테이프의 2개 이상의 층, 또는 여러 개의 직조 테이프의 하나 이상의 층을 포함한다. 바람직하게, 상기 시트는, 여러 개의 일방향 정렬된 테이프의 2개의 층, 또는 여러 개의 직조 테이프의 하나의 층으로 구성된다. 바람직하게는, 2개의 인접한 층들에서 일방향 정렬된 테이프의 배향 방향은, β 각도만큼 다르며, β는 바람직하게는 5 내지 90°, 보다 바람직하게는 45 내지 90°, 가장 바람직하게는 75 내지 90°이다.

본 발명에 따른 시트의 제조 방법은, 임의의 구체적인 방법으로 제한되지 않는다. 이러한 시트는, (a) 인장 강도가 1.2 GPa 이상이고 면 밀도가 5 내지 250　g/㎡인 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 및 플라스토머를 제공하고, (b) 상기 하나 이상의 층 및 상기 플라스토머를 적층하여 본 발명에 따른 시트를 형성함으로써 제조될 수 있다. 선택적으로, 상기 방법은 가열 및/또는 압축 단계를 추가로 포함할 수도 있다. 상기 가열 및/또는 압축 단계는, 상기 플라스토머와 상기 층 사이의 접촉을 증가시킬 수도 있고, 시트의 제조 공정의 상이한 순간에 적용될 수도 있다. 압축 동안의 온도는 일반적으로 롤 또는 프레스의 온도를 통해 제어된다. 최소 온도는, 플라스토머를 그의 융점 초과로 가열하도록, 선택된다. 이러한 양태에서, 60℃는 적합한 온도 하한치이고, 바람직하게는 이러한 하한치는 80 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 100 ℃ 이상이다. 가열 및/또는 압축 단계를 적용하는 것은, 시트가 개선된 일체성을 갖는 장점을 가지며, 즉 상기 시트는 그의 개별적인 성분들로 분해되기 덜 쉽다.

바람직한 방법에서, 시트는, 하나 이상의 테이프를 포함하는 하나 이상의 층 및 플라스토머를 제공함으로써 제조될 수 있고, 여기서 상기 층 내에 포함된 테이프는, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하고 인장 강도가 1.2 GPa 이상이고 면 밀도가 5 내지 250　g/㎡인 테이프, 및 상기 테이프와 접촉하는 플라스토머를 포함하는 복합 테이프이되, 상기 플라스토머의 양이 0.2 내지 15 g/㎡이고, 상기 플라스토머가, 에틸렌과 하나 이상의 C₃ 내지 C₁₂의 α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이고, 상기 공중합체의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥임을 특징으로 한다. 따라서, 복합 테이프는, (i) 테이프 및 (ii) 플라스토머 둘다를, 단일 작업으로 방법에 제공하도록 한다. 따라서, 본 발명의 시트에 포함된 하나 이상의 층은, 상기 복합 테이프만을 사용하여 제조될 수 있다. 전술한 실시양태에 따른 복합 테이프를 제공하는 것은, 상기 시트의 제조 방법의 실질적인 단순화를 나타낸다. 단순화된 시트 제조 방법 이외에, 복합 테이프는, 적층 작업에 어떠한 플라스토머도 제공되지 않거나, 불충분한 또는 과량의 플라스토머가 적층 작업에 적용되는 위험을 없앤다. 시트가, 테이프의 중첩부를 포함하는 경우, 예를 들어 결과적으로 일방향 정렬된 테이프의 직조 층 또는 길이방향 중첩부를 형성하는 경우, 플라스토머는, 테이프의 중첩부 사이에 존재하여, 시트들의 추가 일체성을 제공한다. 놀랍게도, 심지어 상기 복합 테이프를 포함하는 본 발명에 따른 복합 패널이 추가로 개선된 대탄도성을 나타낸다.

따라서, 본 발명은 추가로, 본 발명에 따른 복합 패널 및 시트를 위한, 플라스토머, 및 테이프로서 적합한 복합 테이프에 관한 것으로, 상기 복합 테이프는, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하고 인장 강도가 1.2 GPa 이상이고, 면 밀도가 5 내지 250　g/㎡인 테이프, 및 상기 테이프와 접촉된 상태의 플라스토머를 포함하고, 상기 플라스토머의 양은 0.2 내지 15 g/㎡이고, 상기 플라스토머가, 에틸렌 또는 프로필렌과 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이고, 상기 공중합체의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥임을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 대탄도성 제품, 예를 들어 대탄도성 시트 또는 대탄도성 패널의 제조에서의 상기 복합 테이프의 용도에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복합 테이프의 제조 방법은, 임의의 구체적인 방법으로 제한되지 않는다. 이러한 테이프는, 앞에서 개시된 방법을 사용하고 플라스토머를 포함하는, 분말, 필름, 테이프, 분산액, 용액, 유화액, 고온 용융물 또는 캐리어 시트의 형태로 플라스토머를 적용함으로써 제조될 수 있다. 선택적으로, 상기 방법은 전술한 본 발명에 따른 시트의 제조를 위해 논의한 바와 같이, 가열 및/또는 압축 단계를 추가로 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 복합 테이프를 제조하기 위한 대안의 방법은, 테이프의 제조 이전에 또는 동안에 플라스토머를 제공하여, 결과적으로 테이프가 0.2 내지 15 g/㎡의 양의 플라스토머를 포함하는, 본 발명에 따른 복합 테이프가 제조된다.

이러한 방법의 예는, 중합체 분말 및 플라스토머가 무한 벨트들의 조합 사이에 공급되고, 중합체 분말 및 플라스토머의 혼합물을 상기 중합체 분말의 융점 미만의 온도에서 압축-성형하고, 결과물인 압축-성형된 중합체 혼합물을 롤링하고 그다음 인발한다. 필요에 따라, 상기 중합체 분말을 공급하고 압축-성형하기 이전에, 중합체 분말은, 상기 중합체의 융점보다 높은 융점을 갖는 적합한 액체 유기 화합물과 추가로 혼합될 수도 있다. 압축 성형은 또한, 이들을 수송하면서 무한 벨트들 사이에 중합체 분말을 일시적으로 유지함으로써 수행될 수도 있다.

본 발명의 복합 패널은, 이들이 상당히 낮은 중량에서도 적어도 공지된 제품과 동일한 수준의 보호를 제공하거나, 공지된 패널에 비해 동등한 중량에서 개선된 탄도성을 제공하기 때문에 이전에 공지된 복합 패널에 비해 특히 유리하다. 사용된 플라스토머는 저렴하고 제조 공정은 비교적 짧아서 비용-효율적이다. 상이한 중합체가 본 발명의 복합 패널을 제조하기 위해서 사용될 수도 있기 때문에, 특정 적용례에 따라 특성이 최적화될 수도 있다. 내탄도성 이외에, 특성은 예를 들어 열 안정성, 유통기한, 내변형성, 다른 물질 시트로의 결합 용량, 성형성 등을 포함한다. 본 발명은 추가로, 본 발명의 복합 패널을 포함하는, 내탄도성 제품, 방호구, 차량, 건물, 레이돔 또는 건물 구성요소에 관한 것이고, 특히, 내탄도성 제품에서의 본 발명의 복합 패널의 용도에 관한 것이다.

측정 방법

● 패널 또는 시트의 면 밀도(AD)는, 0.1 g의 오차로, 바람직하게는 0.4 m×0.4 m의 샘플의 중량을 측정함으로써, 결정되었다. 테이프의 면 밀도는, 0.1 g의 오차로, 바람직하게는 1.0 m×0.1 m의 샘플의 중량을 측정함으로써 결정되었다.

● 고유 점도(IV)는, 데칼린에서 135℃에서 ASTM-D1601/2004에 따라 측정되되, 용해 시간은 16시간이고, 산화방지제인 DBPC의 양은 2 g/l 용액이고, 상이한 농도에서 측정된 점도를 0 농도로 외삽함으로써 결정되었다. IV와 Mw 사이의 몇몇의 실험적인 관계가 있지만, 이러한 관계는 몰 질량 분포에 매우 의존적이다. 하기 수학식 1(EP 0504954 A1 참조)에 기초할 때, 4.5 dl/g의 IV는 약 422 kg/몰의 Mw와 동등하다;

[수학식 1]

M_w = 5.37*10⁴ [IV]^1.37

● 폴리에틸렌 또는 UHMWPE 샘플 내 측쇄는, NMR 측정치에 기초하여 보정 곡선을 사용하여 1375 cm^-1에서의 흡수를 정량화함으로써 2 mm 두께의 압축 성형 필름 위에서 FTIR에 의해 결정되었다(예를 들어, EP 0 269 151에서와 같음).

● 섬유의, 인장 특성들, 즉 강도 및 모듈러스는, 500 mm의 섬유의 공칭 게이지 길이, 50 mm/분의 크로스헤드 속도, 및 타입 화이버 그립(Fibre Grip) D5618C의, 인스트론 2714 클램프를 사용하여, ASTM D885M에서 명시한 바와 같이, 다중필라멘트의 얀에서 결정되었다. 강도를 계산하기 위해서, 측정된 인장력을, 10 m의 섬유의 중량을 측정하여 측정된 역가로 나누고; 값(GPa)은, 중합체의 천연 밀도를 가정하여(예를 들어, UHMWPE의 경우에는 0.97 g/c㎥임) 계산하였다.

● 테이프 및 필름의 인장 특성: 인장 강도 및 인장 모듈러스는, 131 mm의 테이프의 공칭 게이지 길이 및 50 mm/분의 크로스헤드 속도를 사용하여, ASTM D882에서 명시한 바와 같이, 2 mm의 폭의 테이프(적용가능하다면, 슬릿화에 의해 수득됨)에서 20℃에서 정의되고 결정되었다.

● 폴리올레핀 테이프의 융점은, 10℃/분의 가열 속도를 사용하여 인듐 및 주석으로 보정된 전력-보상 퍼킨엘머(PerkinElmer) DSC-7 장치에서 DSC에 의해 측정되었다. DSC-7 장치의 보정(2개 지점의 온도 보정)을 위해, 약 5 mg의 인듐 및 약 5 mg의 주석이 사용되되, 둘다 2개 이상의 소수 자리로 중량을 측정하였다. 인듐은 온도 및 열 유동 보정 둘다를 위해 사용되고; 주석은 온도 보정만을 위해 사용된다. 테이프는, 지지체 주위로 수동으로 감아서, 절제된 상태로 시뮬레이션되었다.

● 플라스토머의 DSC 피크 융점은, ASTM D3418에 따라 측정되었다.

● 플라스토머의 밀도는 ISO 1183에 따라 측정되었다.

● 탄도성 성능은, 추가 지시된 탄약을 가지고 수행된 사격 시험에 패널을 적용함으로써, 측정되었다. 제 1 발사는, 발사 중 50%가 멈출 것으로 예측되는 발사체 속도(V₅₀)로 발사되었다. 실제 총알 속도는, 충돌 이전의 짧은 거리에서 측정되었다. 멈춤이 수득되는 경우, 그다음 발사는 이전의 속도보다 10% 높은 예측 속도에서 발사되었다. 천공이 발생하면, 그다음 발사는 이전의 속도보다 10% 낮은 예측 속도로 발사되었다. 실험적으로 수득된 V₅₀값에 대한 결과는, 2개의 최고 멈춤 및 2개의 최저 천공의 평균이었다. V₅₀(E_kin = 1/2.m.V₅₀ ²)(여기서, m은 발사체의 질량이다)에서 총알의 운동 에너지는, 방호구의 면 밀도로 나눠서, 소위 말하는 E_abs 값을 수득하였다. E_abs는 그의 중량/두께에 비해 방호구의 멈춤력을 반영한다. E_abs가 높을수록, 방호구가 우수하다.

● 발사체의 속도는, 발사체의 경로에 수직으로 배치된 드렐로(Drello) 적외선(IR) 광 스크린 타입 LS19i3의 쌍으로 측정되었다. 발사체가 제 1 광 스크린을 통과할 때, 제 1 전기 펄스가, IR 빔의 외란으로 인하여 제조될 것이다. 발사체가 제 2 광 스크린을 통과할 때, 제 2 전기 펄스가 제조될 것이다. 제 1 및 제 2 전기 펄스가 발생되는 순간(시간)을 기록하고 광 스크린 사이의 거리를 앎으로써, 발사체의 속도가 즉시 계산될 수 있다.

실시예 및 비교예

실시예 1

다이니마(Dyneema, 등록상표) SK76 1760 dtex 얀의 40개의 보빈을, 장력 제어된 크릴로부터 풀었다. 융합을 위한 바른 얀 밀도를 보장하기 위해서, 얀들 사이의 거리는, 얀을 리드에 공급함으로써 제어하였다. 후속적으로, 얀들을 펼쳐서, 스프레딩 유닛 위에 얀을 공급함으로써 153 mm의 폭을 갖는 간극-부재 필라멘트 층을 형성하였다. 그다음, 펼친 얀을 칼렌더에 공급하였다. 칼렌더의 롤의 직경은 400 mm이고 적용된 라인 압력은 2000 N/cm였다. 라인은 154℃의 롤 표면 온도에서 8 m/분의 라인 속도로 작동하였다. 칼렌더에서, 얀을 테이프로 통합하였다. 테이프를 제 1 롤러-스탠드에 의해 칼렌더로부터 제거하였다. 분말 산란 유닛을 칼렌더와 제 1 롤러-스탠드 사이에 놓고, 4.4 중량%의 이그젝트 8210 분말을 테이프의 상부 표면에 도포하였다. 이그젝트 분말은, 입자의 98 중량% 초과가 500 ㎛ 초과이고, 어떠한 입자도 2000 ㎛를 초과하지 않은 입자 크기를 가졌다. 제 2 롤러-스탠드에 의해 테이프를 오븐에 넣었다. 오븐은 153℃의 온도로 설정하였다. 롤러-스탠드의 속도에 의해, 오븐 내의 테이프의 인발비는 1.3으로 설정되었다. 마지막으로, 테이프를 코어에 감았다.

폭이 140 mm이고 면 밀도가 35 ㎛인, 1.5 g/㎡ 이그젝트 8210을 포함하는 복합 패널을 수득하였다. 테이프의 점착력은 35.4 cN/dtex이고 모듈러스는 1387 cN/dtex였다.

테이프를 400　mm 길이의 스트립으로 절단하였다. 3개의 스트립을 일방향으로 정렬하여 시트의 제 1 층을 형성하였다. 제 1 층의 위에 일방향 정렬되되 제 1 층의 테이프 배향에 대해 수직인 테이프 배향을 갖는 3개 초과의 스트립을 배치하여, 제 1 시트의 제 2 층을 배치하였다. 여러 개의 시트를 적층하여 조립체를 형성하여, 테이프 층의 교대하는 0-90 방향이 유지되는 것을 보장하였다. 시트의 조립체를 폴리에틸렌 백에 진공 밀봉하고 패널로 가압하였다. 패널을 40분 동안 30 MPa 및 145℃에서 가압하고, 그다음 30 MPa에서 20분 동안 냉각하였다.

테이프를 각각 3 및 16 kg/㎡의 2개의 패널로 가공하였다. 3 kg/㎡의 패널의 경우, 총 84개의 층들을 사용하였다. 16 kg/㎡의 패널은, 일방향 정렬된 테이프의 456개의 층들을 함유하였다. 3 kg/㎡ 패널을 9 mm 패러벨럼(FMJ) 총알로 쏘고 16 kg/㎡ 패널을 AK47 총알로 쐈다. 실시예 1의 모든 패널은, 탄도 시험 동안 최소 박리를 나타냈다. 결과를 하기 표에 열거하였다.

비교예 A

2개의 패널을, 실시예 1에 따른 방법과 동일한 방법으로 제조하되, 단지 차이점은 이그젝트 8210 분말의 첨가를 생략했다는 점이다. 3 및 16 kg/㎡의 패널은 각각 테이프의 88개 및 476개의 층들을 함유하였다. 패널 둘다는, 탄도 시험에서 실질적인 박리를 나타냈다. 탄도 시험의 결과는 하기 표 1에 보고되었다.

	이그젝트 8210 함량[%]	E_abs 9 mm [J㎡/kg]	E_abs AK47 [J㎡/kg]
실시예 1	4.4	356	235
비교예 A	-	338	229

실시예 2

초고분자량 폴리에틸렌 테이프를, US 5,091,133에 기술된 방법에 따라 제조하였다. 하기 특성들을 갖는 테이프가 수득되었다: 선형 밀도: 43300 dtex; 점착력: 16.5 cN/dtex; 모듈러스: 1125 cN/dtex; 폭: 100 mm; 면 밀도: 42 g/㎡. 상기 테이프는, 평직 패턴을 갖는 패브릭으로 직조되었고, 그 중에서 500×500 m㎡의 사각형 직조 층을, 모서리가 테이프의 배향 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 절단하였다. 직조 층을 적층하여 조립체를 형성하되, 각각의 직조 층에 2.2 g의 이그젝트 8210 분말(당량: 8.8 g/㎡)을 뿌리고, 그다음 직조 층을 조립체의 상부에 놓되 총 AD는 6.8 kg/㎡였다. 직조 층의 총 갯수는 73개였다. 이그젝트 분말은, 입자의 98 중량% 초과가 100 ㎛ 초과이고 평균 입자 크기가 400 ㎛이고 어떠한 입자도 750 ㎛를 초과하지 않은 입자 크기를 가졌다.

직조 층 및 이그젝트 분말의 조립체를, 총 면 밀도가 6.8 kg/㎡인 패널로 가압하였다. 여기서, 조립체의 경우 먼저 2 MPa 및 130℃에서 5분 동안 탈기 사이클에 적용하고, 그다음 16.5 MPa 및 133℃에서의 50분의 가압 사이클, 및 16.5 MPa에서의 20분의 냉각 사이클에 적용하였다.

각각의 가압된 패널을, 치수가 136 x 136 mm인 9개의 작은 패널로 절단하였다. 그다음, 상기 패널을 1.1 g FSP V50 시험에 적용하였다. 추가로, 시험 이전에, 하나의 패널을 48시간 동안 90℃의 오븐에 넣고 오븐으로부터 제거하자마자 고온 상태로 V50 시험에 적용하였다. 실시예 2의 모든 패널은 탄도 시험 동안 최저 박리를 나타냈다. 탄도 시험의 결과를 하기 표 2에 나타냈다.

비교예 B

패널을, 실시예 2에 따른 방법과 동일한 방법으로 제조하되, 단 차이점은 이그젝트 8210 분말 대신에, 두께가 7 ㎛인 LDPE 호일(하이플라스트(Hyplast)로부터의 스타밀렉스(Stamylex))을 각각의 직조 층의 상부에 놓았다는 것이다. 탄도 시험의 결과를 하기 표 2에 나타냈다.

	접착제	V₅₀ [m/s]	90℃에서의 V₅₀ [m/s]
실시예 2	이그젝트 8210	615	610
비교예 B	LDPE 호일	574	585

Claims

폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 및
상기 층과 접촉된 상태의 접착제
를 포함하는 복합 패널로서,
상기 테이프가 1.2 GPa 이상의 인장 강도 및 5 내지 250　g/㎡의 면 밀도를 갖고,
상기 하나 이상의 층의 한 쪽과 접촉된 상태의 접착제의 양이 0.2 내지 15 g/㎡이고,
상기 접착제가, 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체인 플라스토머이고, 상기 플라스토머의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥임을 특징으로 하는,
패널.
제 1 항에 있어서,
상기 테이프가 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 또는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는, 패널.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 층이, 층 내의 테이프가 일방향 정렬되거나 직조되어 있는, 여러 개의 테이프를 포함하는, 패널.
제 1 항에 있어서,
일방향 정렬된 테이프를 포함하는 하나의 층 내의 테이프의 배향 방향이, 인접한 층의 테이프의 배향 방향에 대해 β 각도이고, β는, 5 내지 90°, 45 내지 90°, 또는 75 내지 90°인, 일방향 정렬된 테이프를 여러 개 갖는 2개 이상의 층들을 포함하는, 패널.
제 1 항에 있어서,
상기 패널 내의 상기 랜덤 공중합체의 양이, 15 중량% 미만, 12 중량% 미만, 10 중량% 미만, 8 중량% 미만, 또는 6 중량% 미만인, 패널.
제 1 항에 있어서,
2개 이상, 4개 이상, 또는 8개 이상의 층을 포함하되, 각각의 층이 하나 이상의 테이프를 포함하는, 패널.
제 1 항에 있어서,
0.25 kg/㎡ 내지 250 kg/㎡, 0.5 kg/㎡ 내지 100 kg/㎡, 1 kg/㎡ 내지 75 kg/㎡, 또는 2 kg/㎡ 내지 50 kg/㎡인 면 밀도를 갖는, 패널.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 복합 패널의 제조 방법으로서,
(a) 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 및 플라스토머를 제공하되, 상기 테이프가 1.2 GPa 이상의 인장 강도 및 5 내지 250　g/㎡의 면 밀도를 갖는 단계;
(b) 상기 하나 이상의 층 및 상기 플라스토머를 적층하여 그의 조립체를 형성하는 단계;
(c) 이렇게 형성된 조립체를, 0.1 MPa 이상의 압력, 및 플라스토머의 융점보다 10℃ 높은 온도 내지 테이프의 융점 사이의 온도에서 압축하여, 조립체 내에서, 상기 플라스토머가 상기 층과 접촉하도록 하되, 상기 플라스토머가, 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이고, 상기 플라스토머의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥이고, 이로써, 상기 하나 이상의 층의 한 쪽과 접촉하는 플라스토머의 양이 0.2 내지 15 g/㎡인, 단계
를 포함하는, 방법.
제 8 항에 있어서,
단계 (a)에서, 플라스토머가, 상기 플라스토머를 포함하는, 분말, 필름, 테이프, 분산액, 용액, 유화액, 고온 용융물, 또는 캐리어 시트의 형태로 제공되는, 방법.
제 8 항에 있어서,
단계 (a)에서, 하나 이상의 층 및 플라스토머가, 하나 이상의 층, 및 상기 층과 접촉된 상태의 플라스토머를 포함하는 시트의 형태로 공정에 제공되는, 방법.
제 8 항에 따른 방법에 층 및 플라스토머를 제공하기에 적합한 시트로서,
상기 시트는 상기 복합 패널의 중간 제품이며, 상기 복합 패널이 하나 이상의 적층된 시트를 포함하고,
상기 시트가, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 하나 이상의 테이프를 함유하는 하나 이상의 층, 및 상기 층과 접촉된 상태의 플라스토머를 포함하되,
상기 테이프의 인장 강도가 1.2 GPa 이상이고 면 밀도가 5 내지 250　g/㎡이고,
상기 플라스토머의 양이 0.2 내지 15 g/㎡이고,
상기 플라스토머가, 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이고, 상기 플라스토머의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥임을 특징으로 하는,
시트.
제 11 항에 있어서,
여러 개의 일방향 정렬된 테이프의 2개 이상의 층들 또는 여러 개의 직조 테이프의 하나 이상의 층을 포함하는, 시트.
제 11 항에 따른 시트를 위한, 테이프 및 플라스토머를 포함하는 복합 테이프로서,
상기 복합 테이프가, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 테이프, 및 상기 테이프와 접촉된 상태의 플라스토머를 포함하되,
상기 테이프의 인장 강도가 1.2 GPa 이상이고 면 밀도가 5 내지 250　g/㎡이고,
상기 플라스토머의 양이 0.2 내지 15 g/㎡이고,
상기 플라스토머가, 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이고, 상기 공중합체의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥임을 특징으로 하는,
복합 테이프.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 복합 패널을 포함하는, 내탄도성 제품.
내탄도성 제품에서 사용되는, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 복합 패널.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 복합 패널을 위한, 테이프 및 플라스토머를 포함하는 복합 테이프로서,
상기 복합 테이프가, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드 또는 폴리케톤으로 구성된 군 중에서 선택된 열가소성 중합체를 포함하는 테이프, 및 상기 테이프와 접촉된 상태의 플라스토머를 포함하되,
상기 테이프의 인장 강도가 1.2 GPa 이상이고 면 밀도가 5 내지 250　g/㎡이고,
상기 플라스토머의 양이 0.2 내지 15 g/㎡이고,
상기 플라스토머가, 에틸렌 또는 프로필렌과, 하나 이상의 C₂ 내지 C₁₂ α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이고, 상기 공중합체의 밀도가 ISO 1183에 따라 측정시 860 내지 930 kg/㎥임을 특징으로 하는,
복합 테이프.