KR102187422B1 - 매트릭스 물질이 불균일하게 분포된 내탄도성 물품 및 상기 물품의 제조방법 - Google Patents

매트릭스 물질이 불균일하게 분포된 내탄도성 물품 및 상기 물품의 제조방법 Download PDF

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이아손 윌슨
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Abstract

본 발명은 내탄도성 물품 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상기 물품은 하나 이상의 압밀 복합체를 포함하고, 여기서 상기 하나 이상의 압밀 복합체는 서로 접착된 A층 및 B층을 포함하고, 각각의 A층 및 B층은 제1 표면, 제1 표면 반대편의 제2 표면 및 제1 표면으로부터 제2 표면으로 연장하는 횡단면을 나타내고, 각각의 A층 및 각각의 B층은 ASTM D 7269-07에 따르는 강도가 800mN/tex(1100MPa) 이상인 섬유의 네트워크를 포함하고, 각각의 A층 및 B층 내의 섬유는 매트릭스 물질로 함침되고; 상기 매트릭스 물질이 농도 구배의 형상으로 각각의층의 횡단면을 따라 분포되고, 상기 농도는 제1 표면에서 최대값으로 출발하여, 제1 표면이 매트릭스 물질로 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 제2 표면에서 최소값에 이르도록 하여, 제2 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 하고, 상기 매트릭스 물질이 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 폴리클로로프렌 75 내지 95중량% 및 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함함을 특징으로 한다.

Description

매트릭스 물질이 불균일하게 분포된 내탄도성 물품 및 상기 물품의 제조방법{BALLISTIC RESISTANT ARTICLE WITH NON-UNIFORMLY DISTRIBUTED MATRIX MATERIAL AND METHOD TO MANUFACTURE SAID ARTICLE}
본 발명은 매트릭스 물질이 불균일하게 분포된 내탄도성 물품 및 상기 물품의 제조방법에 관한 것이다.
US 제2012/0244769A1호에는 형상화된 서브-어셈블리(sub-assembly)로 후속으로 가공되는 전구체 물질의 제작 동안, 수지가 풍부한 영역 및 수지가 부족한 영역을 갖고, 여기서 수지가 풍부한 영역이 수지가 부족한 영역보다 중합체성 결합제 물질의 농도가 더 높은 복합체가 제작될 수 있음이 기재되어 있다. 통상적으로, 수지가 부족한 영역은 외부 표면 중 한면 또는 양면에서 나타나며, 중합체성 결합제 대부분은 복합체의 내부에 존재한다. 이로 인해 개별적인층들을 서브-어셈블리로 압밀(consolidating)하고 및/또는 다중 서브-어셈블리로 가공하는 것이 곤란하게 된다. 수지의 불균일한 분포와 연관된 문제를 해결하기 위하여, US 제2012/0244769 A1호는,
a) 각각 복수의 섬유를 포함하는, 복수의 섬유 플라이(ply)를 포함하는, 외부 최상부 표면 및 외부 기저 표면을 갖는 섬유층으로서, 중합체성 결합제 물질로 함침된 섬유층을 제공하는 단계,
b) 예를 들면, 열가소성 중합체를 스크림(scrim) 또는 필름 형상으로 상기 섬유층의 외부 및/또는 기저 표면으로 도포하는 단계, 및
c) 섬유층 상의 열가소성 중합체를 섬유층에 접착하는 단계를 포함하는, 균일하게 분포된 결합제, 즉 매트릭스 물질로 함침된 복합체의 제조방법을 제공한다.
따라서, US 제2012/0244769 A1호의 수득한 복합체는 이의 외부 및/또는 기저 표면에 중합체성 결합제 물질 이외에, 즉 매트릭스 물질 이외에 열가소성 중합체를 나타내어, 내탄도성 복합체로서 유용하다. 상기 복합체의 외부 표면(들)상 추가 열가소성 중합체의 도포는 내탄도성 복합체의 제조 공정에서 추가의 공정 단계를 필요로 하며, 그러므로 상기 복합체를 포함하는 내탄도성 물품을 제조하는 데 필요한 노력을 가중시킨다. 열가소성 중합체 필름이 복합체의 외부 표면에 하부 부착되는 경우, 필름은 외부 표면에 연마 보호를 더 이상 제공하지 않는다. 열가소성 중합체 필름이 복합체의 외부 표면에 상부 부착되는 경우, 필름은 복합체의 탄도 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 상부 부착과 하부 부착 사이의 전이는 5℃의 온도 범위 내에서 발생하고, 목적하는 수준의 부착을 달성하는 데 정밀한 공정 조절을 필요로 한다. 그러나, 내탄도성 물품 분야에서는, 이의 v50-값 면에서 물품의 내탄도성을 손상시키지 않고 보다 용이한 방식으로 제조될 수 있는 물품이 끊임없이 요구되고 있다.
그러므로, 본 발명의 근본을 이루는 문제는 인용된 선행 기술로부터 공지된 것보다 용이한 방식으로, 그러나 이의 v50-값 면에서 물품의 내탄도성을 손상시키지 않고 제조될 수 있는 내탄도성 물품을 제공하는 것이다.
상기 문제는, 하나 이상의 압밀 복합체가 서로 접착된 A층 및 B층을 포함하고, 각각의 A층 및 B층이,
- 제1 표면,
- 제1 표면 반대편의 제2 표면, 및
- 제1 표면으로부터 제2 표면으로 연장하는 횡단면을 나타내고, 각각의 A층 및 각각의 B층이 ASTM D 7269-07에 따라서 강도가 800mN/tex(1100MPa) 이상인 섬유의 네트워크를 포함하고, 각각의 A층 및 B층 내의 섬유가 매트릭스 물질로 함침되는, 상기 하나 이상의 압밀 복합체(consolidated composite)를 포함하는 내탄도성 물품에 있어서,
상기 매트릭스 물질이 농도 구배의 형상으로 각각의층의 횡단면을 따라 분포되고, 상기 농도가 제1 표면에서 최대값으로 출발하여, 제1 표면이 매트릭스 물질로 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 제2 표면에서 최소값에 이르도록 하여, 제2 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 하고, 상기 매트릭스 물질이 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 폴리클로로프렌 75 내지 95중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 내탄도성 물품에 의하여 해결된다.
놀랍게도, 본 발명에 따르는 내탄도성 물품은, 이의 하나 이상의 압밀 복합체의 외부 표면에서, 어떠한 추가의 열가소성 중합체라도, 즉 예를 들면, 어떠한 열가소성 스크림 또는 필름이라도 부족하지만, 동일한 면적 중량을 갖지만 이의 외부 표면에 추가의 열가소성층을 갖는 비교용 내탄도성 물품과 비교하여 적어도 동일한, 대부분의 경우에는 더 높은 v50-값을 나타낸다.
추가로, 본 발명에 따르는 내탄도성 물품은, 압밀 복합체를 가솔린에 4시간 동안 침지시키고, 30분 동안 건조하고, 검사하는, 내가솔린성 침지 시험에서 잘 작동하였다. 그 후, 본 발명에 따르는 내탄도성 물품은 어떠한층간박리나 섬유 렛-오프(let-off)도 나타내지 않았다.
추가로, 본 발명에 따르는 내탄도성 물품은 65℃ 및 80% 상대 습도의 기후에서 10일 동안 탄도학적으로 시험하고 분당 5±1 회전으로 텀블링(tumbling)시킨 후 양호해 보였다. 이의 제1 및 제2 표면에 본 발명의 탄도성 물품에 사용되는 것과 상이한 매트릭스 물질과 필름을 둘 다 함유하는, 비교용 내탄도성 물품은, 동일한 탄도 및 텀블링 시험 후 더 불량해 보였다.
본 발명에 따르는 내탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, A층과 B층은,
i) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 이의 제1 표면으로 매트릭스 물질이 부족한 B층의 제2 표면에 결합시키거나, 또는
ii) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 이의 제1 표면으로 매트릭스 물질이 풍부한 B층의 제1 표면에 결합시켜 서로 접착되어 있었다.
본 발명의 범위 내에서, 용어 "매트릭스 물질이 부족한"은 "매트릭스 물질이 부재함"도 포함한다.
추가로, 본 발명의 범위 내에서, "압밀 복합체가 A층 및 B층을 포함한다"는 어구는 A층과 B층이 상기 복합체를 형성하는 데 필요하고, 상기 A층 및 B층이 서로 스택킹(stacking)된 후 압밀됨, 즉 서로 접착됨을 의미한다. 바람직하게는, 압밀 복합체는 A층 및 B층으로 이루어진다. 본 발명에 따르는 내탄도성 물품은, 상기 물품이 A층 및 B층만을 포함하는 단지 하나의 압밀 복합체로서, 상기 매트릭스 물질이 농도 구배의 형상으로 각각의층의 횡단면을 따라 분포되고, 상기 농도가 제1 표면에서 최대값으로 출발하여, 제1 표면이 매트릭스 물질이 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 제2 표면에서 최소값에 이르도록 하여, 제2 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 하고, 상기 매트릭스 물질이 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 폴리클로로프렌 75 내지 95중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함하고, 상기 A층과 B층이 바람직하게는,
i) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 이의 제1 표면으로 매트릭스 물질이 부족한 B층의 제2 표면에 결합하거나,
ii) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 이의 제1 표면으로 매트릭스 물질이 풍부한 B층의 제1 표면에 결합함으로써 서로 접착되는, 압밀 복합체를 포함하는 실시예에서도, 위에서 기재된 놀라운 효과를 나타낸다.
본 발명에 따르는 내탄도성 물품의 추가의 바람직한 실시예에서, 내탄도성 물품은 하나 이상의 압밀 복합체에 대하여 매트릭스 물질 15 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 16 내지 17중량%를 함유한다.
본 발명을 인지하고 탄도성 보호의 목적하는 수준에 대하여 본 발명에 따르는 내탄도성 물품을 제공하는 당업자는 적합한 수의 압밀 복합체를 선택한다. 종종 바람직한 수준의 탄도성 보호는 상기 압밀 복합체 수가 바람직하게는 2 내지 100개의 범위이다. 본 발명에 따르는 내탄도성 물품의 보다 바람직한 실시예에서, 상기 물품은 바람직하게는 2 내지 60개의 압밀 복합체를 포함하고, 바람직하게는 이것으로 이루어진다. 본 발명에 따르는 탄도성 물품의 특히 바람직한 실시예에서, 상기 물품은 5 내지 45개의 압밀 복합체를 포함하고, 바람직하게는 이것으로 이루어진다.
본 발명의 범위 내에서, "2 내지 100개의 압밀 복합체를 포함하는 내탄도성 물품"이라는 구문은 상기 2 내지 100개의 압밀 복합체가 서로 스택킹되고 서로 고정되어 내탄도성 물품의 취급 동안 이의 단일 복합체들이 물품에서 빠져나오지 못하게 되기에 충분히 안정한 내탄도성 물품을 수득함을 의미한다. 그러나, 상기 안정성을 달성하기 위하여 압밀 복합체의 외부 표면(들)에 어떠한 추가의 열가소성 중합체라도 도포되지 않았다.
본 발명에 따르는 내탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, 상기 압밀 복합체는 스티칭(stitching) 또는 적층에 의하여 서로 고정된다.
본 발명에 따르는 내탄도성 물품의 특히 바람직한 실시예에서 상기 스티칭은 복합체의 모서리에 위치한다.
본 발명의 범위 내에서 "각각의 A층 및 각각의 B층은 섬유 네트워크를 포함한다"는 구문은 각각의 A층 및 각각의 B층이 상기 텍스타일 패브릭(textile fabric)에 대한 특징인 특정한 방식으로 서로에 대하여 배열된 섬유를 포함하는 텍스타일 패브릭을 포함함을 의미한다. 바람직하게는, 섬유는 서로에 대하여,
- 직조 방식(woven manner)으로 또는
- 펠트와 같은 부직 방식으로, 보다 바람직하게는 섬유가 서로에 대하여 단향성 정렬된 형태로 배열된다.
그러므로, 본 발명에 따르는 내탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, 각각의 A층 및 B층이 포함하는 섬유의 네트워크는 직포 또는 부직포이고, 부직포는 바람직하게는 단향성 정렬된 섬유층이다.
본 발명의 범위 내에서, 용어 "섬유"는 신장체(elogate body)를 의미하며, 이의 길이 치수는 폭 및 두께의 횡방향 치수보다 훨씬 크다. 따라서, "섬유"는 필라멘트, 즉 모노필라멘트 섬유, 멀티필라멘트 섬유, 리본, 스트립, 스테이플 섬유 및 상기 하나 이상으로부터 제조된 사(yarn), 예를 들면, 멀티필라멘트사 또는 스테이플 섬유사를 포함한다. 특히 바람직한 "섬유"는 멀티필라멘트사를 의미한다. 본 발명에서 사용되는 "섬유"의 횡단면은 매우 다양할 수 있다. 이는 횡단면이 원형이거나 편평하거나 장방형일 수 있다. 이는 또한 예를 들면, 피라멘트의 종축으로부터 돌출하는 하나 이상의 규칙적 또는 불규칙적 돌출부(lobe)를 갖는 불규칙적 또는 규칙적 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는 "섬유"는 실질적으로 원형의 횡단면을 나타내며, 여기서 실질적으로 원형인 횡단면을 갖는 필라멘트가 바람직하다.
섬유의 네트워크가 포함하는 섬유는 ASTM D 7269-07에 따라 800mN/tex(1100MPa) 이상의 강도를 갖고, 바람직하게는 아라미드 섬유, 특히 바람직하게는 p-아라미드 섬유이다.
본 발명의 범위 내에서, 용어 "아라미드 섬유"는 섬유 형성 중합체로서 방향족 폴리아미드로부터 생성된 섬유를 의미한다. 상기 섬유 형성 중합체에서 85% 이상의 아미드(-CO-NH-) 결합은 2개의 방향족 환에서 직접 결합된다. 특히 바람직한 방향족 폴리아미드는 p-아라미드이다. p-아라미드 중에서, 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)가 가장 바람직한 것이다. 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)는 p-페닐렌 디아민과 테레프탈산 디클로라이드의 몰:몰 중합으로부터 생성된다. 예를 들면, 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)로부터 제조된 멀티필라멘트사로 이루어진 섬유는 상표명 트와론(Twaron)®(제조원: Teijin Aramid (NL))으로부터 입수할 수 있다.
본 발명에 따르는 내탄도성 물품에서, 각각의 A층 및 B층내 섬유는 폴리클로로프렌 75 내지 95중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함하는 매트릭스 물질로 함침된다.
매트릭스 물질이 폴리클로로프렌 75중량% 미만과 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량% 미만을 포함하는 경우, 압밀 동안의 충분한 플라이 부착이 달성될 수 없다. 또한, 탄도 시험 후 또는 텀블링 후 구조적 성능이 충분한 수준이 아니다.
매트릭스 물질이 폴리클로로프렌 85중량% 초과와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5중량% 미만을 포함하는 경우, 탄도 성능은 필요한 수준 미만으로 떨어진다.
본 발명에 따르는 탄도성 물품의 특히 바람직한 실시예에서, 상기 매트릭스 물질은 폴리클로로프렌 88 내지 92중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 8 내지 12중량%의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 범위 내에서 용어 "비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체"는 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 단량체가 랜덤한 순서로 이들의 이중 결합을 통하여 공중합되고, 상기 아크릴 에스테르가 아크릴산의 에스테르인 공중합체를 의미한다.
바람직한 실시예에서, 상기 아크릴산의 에스테르는 아크릴산의 알킬 에스테르이며, 여기서, 알킬 그룹은 CnH2n +1(여기서, n은 1 내지 8의 정수이다)의 구조식으로 나타낸다. 특히 바람직한 아크릴 에스테르는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소-부틸 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 및 n-옥틸 아크릴레이트이다.
본 발명에 따르는 내탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, 상기 매트릭스 물질은 폴리클로로프렌 및 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 이외에 점착제(tackifier)를 포함한다.
본 발명의 범위 내에서, 용어 "점착제"는 바람직하게는 본 발명에 따르는 내탄도성 물품의 매트릭스 물질에 존재하고 상기 매트릭스 물질에 균질하게 분포되어, 매트릭스 물질에 추가의 점착성(tack)을 제공하는 화학적 화합물을 의미한다. 그리고, 본 발명의 범위 내에서 용어 "상기 매트릭스 물질에 균질하게 분포된"은 매트릭스 물질의 모든 용적 요소중의 점착제의 농도가 동일함을 의미한다
본 발명에 따르는 탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, 상기 점착제는,
- 나무 밑둥(목재 수지), 수액(검 로진) 또는 제지 공정의 부산물(톨유 로진)로부터 유도된 로진 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 상기 로진 수지는
- 로진산과 알콜 사이의 반응으로 수득한 로진 에스테르,
- 로진산 원료의 수소화로 수득한 수소화 로진 에스테르,
- 로진산을 이량체화하여 수득한 이량체화 로진 수지,
- 목재 원료(wood source) 또는 감귤류(citrus fruit)로부터의 테르펜 공급 원료로부터 유도된 테르펜 수지, 또는
- 몇 가지 명칭하에, 예를 들면, NP-10, NP-25 및 FN-175로 입수 가능한 탄화수소 수지(제조원: Neville Chemical Company, 미국)일 수 있다.
본 발명에 따르는 탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, 상기 매트릭스 물질은 폴리클로로프렌 55 내지 96중량%, 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량% 및 점착제 1 내지 20중량%의 혼합물을 포함한다.
매트릭스 물질 중의 점착제의 농도가 1중량% 미만인 경우, 압밀 동안 충분한 플라이 부착이 달성되지 않을 수 있다. 또한, 탄도 시험 후 또는 텀블링 후 구조 성능이 충분한 수준이 아닐 수 있다. 매트릭스 물질 중의 점착제의 농도가 20중량%를 초과하는 경우, 탄도 성능이 필요한 수준 미만으로 떨어질 수 있다.
본 발명의 탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, 상기 점착제는 목재 원료 또는 감귤류로부터의 테르펜 공급 원료로부터 유도된 테르펜 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 여기서 열가소성 테르펜-페놀 수지가 점착제에 대하여 특히 바람직하다.
매트릭스 물질이 포함하는 폴리클로로프렌은 2-클로로-1,3-부타디엔의 중합으로 제조된 합성 고무이다.
본 발명의 탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, 상기 폴리클로로프렌은 -60 내지 20℃, 특히 바람직하게는 -50 내지 -30℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 나타낸다.
본 발명의 탄도성 물품의 추가의 바람직한 실시예에서, 매트릭스 물질이 포함하는 혼합물을 제조하는 데 사용된 상기 폴리클로로프렌은 ISO 1652에 따라 측정된, 50 내지 500mPa·s, 특히 바람직하게는 200 내지 400mPa·s 범위의 점도를 나타내는 분산물로서 적용된다.
본 발명의 탄도성 물품의 바람직한 실시예에서, 상기 물품이 포함하는 각각의 압밀 크로스-플라이의 면적 밀도는 50 내지 200g/㎡, 특히 바람직하게는 80 내지 150g/㎡ 범위이다.
본 발명의 탄도성 물품은,
a) 바람직하게는 A층 및 B층들로 이루어진 하나 이상의 압밀 복합체를 제조하는 단계로서, 각각의 A층 및 B층이,
- 제1 표면,
- 상기 제1 표면 반대편의 제2 표면 및
- 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면으로 연장하는 횡단면을 나타내고, 각각의 A층 및 B층이 섬유들의 네트워크를 포함하고,
상기 섬유는,
a1) 매트릭스 물질을 농도 구배의 형상으로 A층의 횡단면을 따라 분포시켜 A층을 매트릭스 물질로 함침시키는 단계로서, 상기 농도가 제1 표면에서 최대값으로 출발하여, 제1 표면이 매트릭스 물질이 풍부하고 횡단면을 따라 감소하여 제2 표면에서 최소값에 이르도록 하여, 제2 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 하고, 상기 매트릭스 물질이 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 폴리클로로프렌 75 내지 95중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함하는, 상기 함침시키는 단계,
a2) 매트릭스 물질을 농도 구배의 형상으로 B층의 횡단면을 따라 분포시켜 B층을 매트릭스 물질로 함침시키는 단계로서, 상기 농도가 제1 표면에서 최대값으로 출발하여, 제1 표면이 매트릭스 물질이 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 제2 표면에서 최소값에 이르도록 하여, 제2 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 하고, 상기 매트릭스 물질이 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 폴리클로로프렌 75 내지 95중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함하는, 상기 함침시키는 단계,
a3) 상기 A층과 B층을 서로 결합시키는 단계에 의하여, ASTM D 7269-07에 따라 800mN/tex(1100MPa) 이상의 강도를 갖는, 상기 하나 이상의 압밀 복합체를 제조하는 단계, 및
b) 2개 이상의 압밀 복합체가 단계 a)에서 제조되는 경우, 단계 a3)에서 수득한 2개 이상의 압밀 복합체를 스택킹시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조된다.
4개의 층인 A, B, A, B층을 4층 적층체로 합하는 것도 가능하다. 이러한 적층체의 탄도 특성에 대하여, 제1 유닛(A,B)의 B층과 제2 유닛(A,B)의 A층 사이의 접착력이 한 유닛 내의 A층과 B층 사이의 접착력보다 낮은 것이 유리하다.
유닛에서 A/B 결합, 예를 들면, 크로스-플라잉된 단향성층 사이의 0°/90° 결합이 수지 풍부 표면으로 수지 부족 표면에 대하여 생성되는 위에서 기재된 4 플라이 적층체를 생성하기 위하여, AB 유닛을 승온에서 및/또는 가압하에 개별적으로 가공하여 A층과 B층 사이의 보다 높은 접착성 결합을 생성한 다음, AB 유닛을 함께 보다 낮은 온도 및/또는 압력에서 적층시켜 AB 유닛 사이의 접착력이 개별적인 AB 유닛에서의 접착력보다 낮도록 보장할 필요가 있다.
유닛에서 AB 결합이 수지 풍부 표면으로 AB 유닛에서 수지 풍부 표면에 대하여 생성되는 4 플라이 적층체를 생성시, 계면은 수지 풍부 대 수지 풍부이고, 접착력은 자연적으로 낮아져 제조 공정이 더 단순하고 더 비용 효율적이 되므로, 두 공정 단계를 사용하여 AB 유닛 사이에 더 약한 결합을 가질 필요는 없다.
본 발명에 따르는 방법은 열가소성 중합체를 하나 이상의 압밀 복합체의 외부 표면(들)에 도포하는 어떠한 공정 단계라도 필요로 하지 않고, 그러므로, US 제2012/0244769 A1호에 기재된 압밀 복합체보다 수행하기가 훨씬 더 용이하다. 그럼에도 불구하고, 상기 방법으로부터 수득한 내탄도성 물품은 이의 v50-값, 가솔린 침지 시험에서의 이의 거동 및 탄도 시험 후 및 텀블링 후 이의 외관에 관한 이미 기재된 유리한 특성을 나타낸다.
본 발명에 따르는 방법의 바람직한 실시예에서, A층과 B층을 서로 결합시키는 단계 a3)은,
i) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 이의 제1 표면으로 매트릭스 물질이 부족한 B층의 제2 표면에 결합시키거나, 또는
ii) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 이의 제1 표면으로 매트릭스 물질이 풍부한 B층의 제1 표면에 결합시켜 수행된다.
A층과 B층의 결합, 즉 압밀은 본 발명에서 A층과 B층을 상대적으로 저압에서 서로 가압하여 수행할 수 있다. 상기 압력은 약 1.1bar, 예를 들면, 0.5 내지 1.5bar의 범위일 수 있다. 바람직하게는, A층과 B층은 서로 가압하기 전에 예열시킨다.
매트릭스 물질로서 폴리클로로프렌을 포함하는 내탄도성 물품의 제조를 위하여, 보다 높은 압력이 일반적으로 적용된다. 이는 3 내지 20bar의 범위일 수 있다.
본 발명에 따르는 방법의 바람직한 실시예에서, 단계 b)에서, 스택킹된 2개 이상의 압밀 복합체는 스티칭에 의해 서로 고정된다.
본 발명에 따르는 방법의 특히 바람직한 실시예에서, 스티칭은 복합체의 모서리에서 수행한다.
2개의 압밀 복합체를 스택킹시키고 열 및 압력을 가하여 4-층 적층체를 형성하는 것도 가능하다.
본 발명을 다음 실시(비교)예에서 보다 상세히 설명할 것이다.
비교예
a) 단일 단향 성 섬유층의 제조(1L- UD )
폴리(p-페닐렌 테레프탈레이트) 멀티필라멘트사(Twaron® type 2000; 1100 dtex f1000; 제조원: Teijin Aramid, 네덜란드)를 크릴(creel)로부터 리드(reed)를 통하여 뽑아내어 실질적으로 서로 평행하게 정렬시켰다. 실질적으로 평행한 사들을 수지 에멀젼을 함유하는 용액조(bath)에 침지시켰다. 수지 에멀젼은 점착제로서 아비트산을 함유하는, 수성 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 분산액(Prinlin® B7137 HV; 유리 전이 온도 Tg = -40 내지 -50℃, 제조원: Henkel, 독일)으로 이루어졌다. 용액조에서 꺼낸 후, 침지된 사들을 닙 롤러(nip roller)로 통과시키고 스프레딩(spreading)시켰다. 에멀젼으로 코팅된 스프레드 사들을 실리콘 코팅된 릴리스 라이너 위에 레이드 업(laid up)시킨 다음, 100℃에서 2 내지 4분 동안 설정된 오븐을 사용하여 건조시켜 단일 단향성 직물층을 수득하였다(1L-UD).
1L-UD내 수지 농도는 1L-UD의 총 중량을 기준으로 하여, 즉, 수분 없는 사 + 매트릭스의 중량, 즉 수분 함량이 0.5중량%보다 훨씬 아래임을 의미하는 실질적으로 0중량%의 수분 함량으로 건조된 1L-UD의 중량에 대하여, 16±1중량%였다. 실질적인 견지에서 이는 0중량%의 수분 함량으로의 건조를 의미한다. 1L-UD내 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 멀티필라멘트사의 면적 밀도는 45±5g/㎡이었다. 1L-UD의 평형 수분 함량을 포함하는 전체 면적 밀도는 54±5g/㎡이며, 여기서, 상기 ±5g/㎡ 변화는 1L-UD가 저장되는, 코팅 작업에서의 불가피한 변화 + 습도 내 변화로부터의 결과이다. 1L-UD에서, 프릴린(Prinlin)™ B7137 HV 매트릭스 물질은 농도 구배의 형상으로 1L-UD의 횡단면을 따라 분포되며, 여기서, 농도는 1L-UD의 한 표면상 최대값으로 출발하여, 상기 표면은 매트릭스 물질로 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 1L-UD의 다른 표면상 최소값에 이르도록 하여, 상기 다른 표면은 매트릭스 물질이 부족하도록 한다.
b) 두 1L- UD로부터의 압밀 크로스-플라이(2L- UD )의 제조
각각 농도 구배를 나타내는, 위의 단계 a)에 기재된 바와 같은 2개의 1층 UD로부터 제조된 압밀 2층 UD는 매트릭스 물질이 부족한 1층 UD의 표면이 매트릭스 물질이 풍부한 다른 1층 UD의 표면을 향하거나, 또는 대안적으로, 매트릭스 물질이 풍부한 1층 UD의 표면이 매트릭스 물질이 풍부한 다른 1층 UD의 표면을 향하는 방식으로 크로스-플라잉하여 2개의 1층 UD를 합하여 제조할 수 있다.
여기서, 단계 a)로부터 수득한 2개의 1L-UD는, 매트릭스 물질이 부족한 1L-UD중 하나의 표면이 매트릭스 물질이 풍부한 다른 1L-UD의 표면으로 크로스-플라잉되는 방식으로 90±5°의 크로스-플라잉 각도에서 크로스 플라잉되었다. 크로스 플라잉된 1L-UD를 3단계 공정을 사용하는 크로스-플라잉 단위에서 압밀하였다. 제1 단계에서, 크로스-플라잉된 1L-UD를 어떠한 압력을 가하지 않고 92.5℃ 열판과 밀착시켜 5 내지 15초 동안 가열하였다. 그 다음, 약 1.1bar의 압력을 5 내지 15초 동안 가하고, 최종적으로 주위 공기에 의하여 실온으로 냉각시켜 매트릭스 물질이 풍부한 하나의 외부 표면 및 매트릭스 물질이 부족한 또 다른 외부 표면을 나타내는 2L-UD를 수득하였다. 이러한 방식으로 2개의 2L-UD 크로스-플라이를 제조하였다.
c) 2개의 2L- UD로부터의 LDPE 필름 코팅된 4L- UD의 제조
단계 b)로부터 수득한 2개의 2L-UD를 매트릭스 물질이 부족한 하나의 2L-UD의 표면이 매트릭스 물질이 풍부한 다른 2L-UD의 표면으로 크로스-플라잉되는 방식으로 90°의 크로스-플라잉 각도에서 크로스-플라잉하여, 0°/90°/0°90°크로스-플라잉 각도 순서로 스택(stack)을 수득하였다. 상기 스택의 최상부 표면에 6㎛ 두께의 LDPE 필름을 제공하고, 기저 표면에 6㎛ 두께의 LDPE 필름을 제공하였다. 상기 2개의 LDPE 필름이 제공된 스택을 가열-구역에 이어 가압-구역 및 냉각 구역을 갖는 릴라이언트 평벨트 라미네이터(Reliant flat belt laminator)를 통하여 유도하여 적층시켰다. 면적 밀도가 238g/㎡인 LDPE 필름 코팅된 4L-UD가 수득되었다.
d) 탄도성 시험 패널의 제조 및 탄도 평가
단계 c)로부터 수득한 15개의 필름 코팅된 4L-UD 크로스 플라이를 언제나 0° 배향된 플라이가 90° 배향된 플라이에 인접하도록 하는 방식으로 스택킹시켰다. 그 다음, 상기 적층된 15개의 필름 코팅된 4L-UD 크로스 플라이를 모서리에 스티칭하여 고정시켰다. 이러한 방식으로 3개의 시험 패널을 제조하였다. 이들 시험 패널의 면적 밀도는 각각 3570g/㎡였다. 상기 시험 패널을 탄약 유형 .357 Mag 레밍턴(Remington)의 탄환으로 수득한 이의 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 평균 v50-값을 이의 표준 편차와 함께 표 1에 나타낸다.
위에 기재된 것과 동일한 방식으로, 3개의 시험 패널을 제조하였으나, 상기 시험 패널이 25개의 필름 코팅된 4L-UD 크로스 플라이를 함유하는 차이를 두었다. 시험 패널의 면적 밀도는 5950g/㎡이었다. 상기 시험패널을 탄약 유형 .44 Mag 스피어(Speer)의 탄환으로 수득한 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 평균 v50-값을 이의 표준 편차와 함께 표 1에 나타낸다.
동일한 방식으로 3개의 시험 패널을 제조하였지만, 각각의 시험 패널이 16개의 필름 코팅된 4L-UD 크로스 플라이를 함유하는 차이를 두었다. 이들 시험 패널의 면적 밀도는 각각 약 3808g/㎡이었다. 상기 시험 패널을 탄환(탄약 유형: 9mm 레밍턴, 0° 경사도)으로 수득한 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 평균 v50-값을 이의 표준 편차와 함께 표 1에 나타낸다.
실시예 1
a) 단일 단향성 섬유층(1L- UD ), 즉 A층의 제조
폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 멀티필라멘트사(Twaron® type 2000; 1100 dtex f1000; 제조원: Teijin Aramid, 네덜란드)를 크릴로부터 리드를 통하여 뽑아내어 실질적으로 서로 평행하게 정렬시켰다. 실질적으로 평행한 사들을 다음 성분으로 이루어진 수성 매트릭스 분산액을 함유하는 용액조에 침지시켰다:
a) 리프렌(Lipren) MKB(Synthomer로부터 입수한, 폴리클로로프렌의 콜로이드성 분산액, pH = 12, 고형분 58%, 점도 < 120 mPa·s, Tg = -40℃) 75중량%,
b) Vycar 352(Lubrizol, Advanced Materials Inc.로부터 입수한, 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체의 음이온성 에멀젼, pH = 10.5, 고형분 57.5%, Tg = +69℃, 브룩필드(Brookfield) LVF 점도(축 제1호, 60rpm) = 25센티푸아즈) 20중량% 및
c) HRJ-11112(SI Group으로부터 입수한, 열가소성 테르펜 페놀성 점착제) 5중량%.
성분 a)을 혼합하면서 성분 b)을 서서히 첨가하여 상기 에멀젼을 제조하였다. 일단 성분 a) 및 b)를 혼합하면, 성분 c)을 교반하에 첨가한다.
용액조에서 꺼낸 후, 침지된 사들을 닙 롤러를 통과시키고 스프레딩하였다.
에멀젼으로 코팅된 스프레드 사들을 실리콘 코팅된 릴리스 라이너 위에 레이드 업한 다음, 100℃로 설정된 오븐을 사용하여 2 내지 4분 동안 건조시켜 단일 단향성 직물층(1L-UD)을 수득하였다.
1L-UD내 수지 농도는 1L-UD의 총 중량을 기준으로 하여, 즉, 수분 없는 사 + 매트릭스의 중량, 즉 수분 함량이 0.5중량%보다 훨씬 아래임을 의미하는 실질적으로 0중량%의 수분 함량으로 건조된 1L-UD의 중량에 대하여, 16±1중량%였다. 실질적인 견지에서 이는 0중량%의 수분 함량으로의 건조를 의미한다. 1L-UD내 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 멀티필라멘트사의 면적 밀도는 45±5g/㎡이었다. 1L-UD의 평형 수분 함량을 포함하는 전체 면적 밀도는 54±5g/㎡이며, 여기서, 상기 ±5g/㎡ 변화는 1L-UD가 저장되는, 코팅 작업에서의 불가피한 변화 + 습도내 변화로부터의 결과이다. A층에서 매트릭스 물질은 농도 구배의 형상으로 이의 횡단면을 따라 분포되며, 여기서, 농도는 A층의 한 표면상 최대값으로 출발하여, 상기 표면이 매트릭스 물질로 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 A층의 다른 표면상 최소값에 이르도록 하여, 상기 다른 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 한다. 동일한 방식으로 또 다른 1L-UD, 즉 B층을 제조하였다.
b) 두 1L- UD로부터 압밀 크로스-플라이(2L- UD )의 제조
a)로부터 수득한 A층 및 B층을 매트릭스 물질이 부족한 A층의 표면이 매트릭스 물질이 풍부한 B층의 표면으로 크로스-플라잉되는 방식으로, 90±5°의 크로스-플라잉 각도에서 크로스-플라잉하였다. 크로스-플라잉된 1L-UD를 3단계 공정을 사용하여 크로스-플라잉 단위에서 압밀시켰다. 제1 단계에서, 크로스-플라잉된 1L-UD를 어떠한 압력도 가하지 않고 92.5℃ 열판과 밀착시켜 5 내지 15초 동안 가열하였다. 그 다음, 약 1.1bar의 압력을 5 내지 15초 동안 적용하고, 최종적으로 주위 온도에서 실온으로 냉각시켜 매트릭스 물질이 풍부한 하나의 외부 표면 및 매트릭스 물질이 부족한 또 다른 기타 표면을 나타내는 2L-UD를 수득하였다. 동일한 방식으로 추가의 2L-UD 크로스-플라이를 제조하였다.
c) 탄도성 시험 패널의 제조 및 탄도 평가
b)로부터 수득한 32개의 2L-UD 크로스-플라이를 매트릭스 물질이 부족한 2L-UD 크로스-플라이의 외부 표면이 매트릭스 물질이 풍부한 또 다른 2L-UD의 표면에 놓여지는 방법으로 스택킹하였다. 이로부터 매트릭스 물질이 풍부한 외부 표면 및 매트릭스 물질이 부족한 또 다른 외부 표면을 갖는 스택을 수득하였다. 그 다음, 상기 스택킹된 32개의 2L-UD 크로스-플라이를 모서리에서 스티칭하여 고정하였다. 상기 방식으로 2개의 시험 패널을 제조하였다. 시험 패널의 면적 밀도는 각각 3456g/㎡이었다. 상기 시험 패널을 탄약 유형 .357 Mag 레밍턴의 탄환으로 수득한 이의 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 탄환을 매트릭스 물질이 부족한 패널의 외부 표면에 발사하였다. 평균 v50-값을 이의 표준 편차와 함께 표 1에 나타낸다.
위에 기재된 것과 동일한 방식으로 1개의 시험 패널을 제조하였으나, 상기 시험 패널이 52개의 2L-UD 크로스 플라이를 함유한다는 차이를 두었다. 상기 시험 패널의 면적 밀도는 5616g/㎡이었다. 상기 시험 패널을 탄약 유형 .44 Mag 스피어의 탄환으로 수득한 이의 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 탄환을 매트릭스 물질이 부족한 패널의 외부 표면에서 발사하였다. v50-값을 표 1에 나타낸다.
위에 기재된 것과 동일한 방식으로 2개의 시험 패널을 제조하되, 상기 시험 패널이 33개의 2L-UD 크로스-플라이를 함유한다는 차이를 두었다. 시험 패널의 면적 밀도는 각각 약 3564g/㎡이었다. 상기 시험 패널을 탄환(탄약 유형: 9mm 레밍턴, 0° 경사도)으로 수득한 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 탄환을 매트릭스 물질이 부족한 패널의 외부 표면에서 발사하였다. 평균 v50-값을 이의 표준 편차와 함께 표 1에 나타낸다.
실시예 2
a) 단일 단향성 섬유층(1L- UD ), 즉 A층의 제조
폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 멀티필라멘트사(Twaron® 유형 2000; 1100 dtex f1000; 제조원: Teijin Aramid, 네덜란드)를 크릴로부터 리드를 통하여 뽑아내어 실질적으로 서로 평행하게 정렬시켰다. 실질적으로 평행한 사들을 다음 성분으로 이루어진 수성 매트릭스 분산액을 함유하는 용액조에 침지시켰다:
a) 리프렌 MKB(Synthomer로부터 입수한, 폴리클로로프렌의 콜로이드성 분산액, pH = 12, 고형분 58%, 점도 < 120 mPa·s, Tg = -40℃) 75중량%,
b) Vycar 352(Lubrizol, Advanced Materials Inc.로부터 입수한, 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체의 음이온성 에멀젼, pH = 10.5, 고형분 57.5%, Tg = +69℃, 브룩필드 LVF 점도(축 제1호, 60rpm) = 25센티푸아즈) 20중량%, 및
c) HRJ-11112(SI Group으로부터 입수한, 열가소성 테르펜 페놀성 점착제) 5중량%.
상기 에멀젼을 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였다.
용액조에서 꺼낸 후, 침지된 사들을 닙 롤러를 통과시키고 스프레딩하였다. 에멀젼으로 코팅된 스프레드 사들을 실리콘 코팅된 릴리스 라이너 위에 레이드 업한 다음, 100℃로 설정된 오븐을 사용하여 2 내지 4분 동안 건조시켜 단일 단향성 직물층(1L-UD)을 수득하였다.
A층내 수지 농도는 A층의 총 중량을 기준으로 하여, 즉, 수분 없는 사들과 매트릭스의 중량, 즉 0.5중량% 훨씬 미만의 수분 함량으로 건조된 A층의 중량에 대하여, 16±1중량%였다. 실질적인 견지에서 이는 0중량%의 수분 함량으로의 건조를 의미한다. A층내 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 멀티필라멘트사의 면적 밀도는 45±5g/㎡이었다. 1L-UD의 평형 수분 함량을 포함하는 A층의 전체 면적 밀도는 54±5g/㎡이며, 여기서, 상기 ±5g/㎡ 변화는 A층이 저장되는, 코팅 작업에서의 불가피한 변화 + 습도내 변화로부터의 결과이다. A층에서 매트릭스 물질은 농도 구배의 형상으로 이의 횡단면을 따라 분포되며, 여기서, 농도는 A층의 한 표면상 최대값으로 출발하여, 상기 표면이 매트릭스 물질로 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 A층의 다른 표면상 최소값에 이르도록 하여, 상기 다른 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 한다. 동일한 방식으로 또 다른 1L-UD, 즉 B층을 제조하였다.
b) 두 1L- UD로부터 압밀 크로스-플라이(2L- UD )의 제조
a)로부터 수득한 A층 및 B층을 매트릭스 물질이 풍부한 A층의 표면이 매트릭스 물질이 풍부한 B층의 표면으로 크로스-플라잉되는 방식으로, 90±5°의 크로스-플라잉 각도에서 크로스-플라잉하였다. 크로스-플라잉된 1L-UD를 3단계 공정을 사용하여 크로스-플라잉 단위에서 압밀시켰다. 제1 단계에서, 크로스-플라잉된 1L-UD를 어떠한 압력도 가하지 않고 92.5℃ 열판과 밀착시켜 5 내지 15초 동안 가열하였다. 그 다음, 약 1.1bar의 압력을 5 내지 15초 동안 적용하고, 최종적으로 주위 온도에서 실온으로 냉각시켜 매트릭스 물질이 부족한 하나의 외부 표면 및 매트릭스 물질이 부족한 또 다른 기타 표면을 나타내는 2L-UD를 수득하였다. 동일한 방식으로 추가의 2L-UD 크로스-플라이를 제조하였다.
c) 탄도성 시험 패널의 제조 및 탄도 평가
b)로부터 수득한 32개의 2L-UD 크로스-플라이를 매트릭스 물질이 부족한 2L-UD 크로스-플라이의 외부 표면이 매트릭스 물질이 부족한 또 다른 2L-UD의 표면에 놓여지는 방법으로 스택킹하였다. 이로부터 둘 다 매트릭스 물질이 부족한 2개의 외부 표면을 갖는 스택을 수득하였다. 그 다음, 상기 스택킹된 32개의 2L-UD 크로스-플라이를 모서리에서 스티칭하여 고정하였다. 상기 방식으로 2개의 시험 패널을 제조하였다. 시험 패널의 면적 밀도는 각각 3456g/㎡이었다. 상기 시험 패널을 탄약 유형 .357 Mag 레밍턴의 탄환으로 수득한 이의 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 평균 v50-값을 이의 표준 편차와 함께 표 1에 나타낸다.
위에 기재된 것과 동일한 방식으로 1개의 시험 패널을 제조하였지만, 상기 시험 패널이 52개의 2L-UD 크로스 플라이를 함유한다는 차이를 두었다. 상기 시험 패널의 면적 밀도는 각각 5616g/㎡이었다. 상기 시험 패널을 탄약 유형 .44 Mag 스피어의 탄환으로 수득한 이의 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 탄환을 매트릭스 물질이 부족한 패널의 외부 표면에서 발사하였다. v50-값을 표 1에 나타낸다.
위에 기재된 것과 동일한 방식으로 1개의 시험 패널을 제조하였지만, 상기 시험 패널이 33개의 2L-UD 크로스-플라이를 함유한다는 차이를 두었다. 이 시험 패널의 면적 밀도는 3564g/㎡이었다. 상기 시험 패널을 탄환(탄약 유형: 9mm 레밍턴, 0° 경사도)으로 수득한 이의 v50-값에 대하여 MIL STD 662F에 따라 평가하였다. 탄환을 매트릭스 물질이 부족한 패널의 외부 표면에서 발사하였다. 평균 v50-값을 표 1에 나타낸다.
실시예 3
실시예 2와 동일하게 실시예 3을 수행하였지만, 단계 a)에서 수성 매트릭스 분산액이 다음 성분들로 이루어진다는 차이를 두었다:
a) 리프렌 MKB(Synthomer로부터 입수한, 폴리클로로프렌의 콜로이드성 분산액, pH = 12, 고형분 58%, 점도 < 120 mPa·s, Tg = -40℃) 85중량%,
b) Vycar 352(Lubrizol, Advanced Materials Inc.로부터 입수한, 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체의 음이온성 에멀젼, pH = 10.5, 고형분 57.5%, Tg = +69℃, 브룩필드 LVF 점도(축 제1호, 60rpm) = 25센티푸아즈) 10중량%, 및
c) HRJ-11112(SI Group으로부터 입수한, 열가소성 테르펜 페놀성 점착제) 5중량%.
결과를 표 1에 요약하며, 여기서 평균 v50-값은 하나 초과의 패널이 시험되는 경우 이의 표준 편차와 함께 제공된다.
v50
[m/s]
.357 Mag 레밍턴
{면적 패널 중량}
[g/㎡]		 v50
[m/s]
.44 Mag 레밍턴
{면적 패널 중량}
[g/㎡]		 v50
[m/s]
9mm 레밍턴
{면적 패널 중량}
[g/㎡]
비교예 461±1.2
{3570}		 507±10
{5950}		 488±9
{3808}
실시예 1 465±9.9
{3456}		 518
{5616}		 467±2
{3564}
실시예 2 476±9
{3456}		 519
{5616}		 496
{3564}
실시예 3 464±19
{3456}		 522±2
{5616}		 499
{3564}
.357 Mag 레밍턴: 다음의 예와 비교예 1의 비교
- 본 발명의 패널이 l% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 3% 더 낮음을 보이는 실시예 1,
- 본 발명의 패널이 3% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 3% 더 낮음을 보이는 실시예 2,
- 본 발명의 패널이 l% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 3% 더 낮음을 보이는 실시예 3.
.44 Mag 스피어: 다음의 예와 비교예 1의 비교
- 본 발명의 패널이 2% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 6% 더 낮음을 보이는 실시예 1,
- 본 발명의 패널이 2% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 6% 더 낮음을 보이는 실시예 2,
- 본 발명의 패널이 3% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 6% 더 낮음을 보이는 실시예 3.
9mm 레밍턴: 다음의 예와 비교예 1의 비교
- 본 발명의 패널이 4% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 6% 더 낮음을 보여, 동일한 면적 패널 중량에서 이의 v50-값이 비교용 패널과 실질적으로 동일함을 보이는 실시예 1,
- 본 발명의 패널이 l% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 6% 더 낮음을 보이는 실시예 2,
- 본 발명의 패널이 2% 더 높은 v50-값을 나타내지만 이의 면적 패널 중량은 6% 더 낮음을 보이는 실시예 3.
위의 결과는 본 발명의 패널이, 동일한 면적 패널 중량을 갖는 비교용 패널과 비교하는 경우, 적어도 동일하거나 대부분의 경우 더 높은 v50-값을 나타냄을 입증한다.
또한, 본 발명의 패널은 내가솔린성 침지 시험에서 잘 작동하였다. 이 시험에서는 압밀 복합체를 가솔린에 4시간 동안 침지시키고, 30분 동안 건조시키고, 검사하여, 어떠한 탈리 또는 섬유 렛-오프도 나타내지 않았다.
또한, 본 발명의 패널은 65℃ 및 80% 상대 습도의 기후에서 10일 동안 분당 5±1 회전에서 텀블링되고 탄도 시험된 후 우수하게 보였다. 비교용 패널은 동일한 텀블링 시험 이후 탄도 시험 후 더 불량해 보였다.
최종적으로, 본 발명의 패널의 제조는 어떠한 필름 적층 단계도 필요로 하지 않고, 따라서 비교용 패널의 제조보다 수행하기에 훨씬 용이하다.

Claims (17)

  1. 하나 이상의 압밀 복합체가 서로 접착된 A층 및 B층을 포함하고, 각각의 A층 및 B층이,
    - 제1 표면,
    - 제1 표면 반대편의 제2 표면, 및
    - 제1 표면으로부터 제2 표면으로 연장하는 횡단면을 나타내고, 각각의 A층 및 각각의 B층이 ASTM D 7269-07에 따라서 강도가 800mN/tex(1100MPa) 이상인 섬유들의 네트워크를 포함하고, 각각의 A층 및 B층 내의 섬유가 매트릭스 물질로 함침되는, 상기 하나 이상의 압밀 복합체(consolidated composite)를 포함하는 내탄도성 물품에 있어서,
    상기 매트릭스 물질이 농도 구배의 형상으로 각각의 층의 횡단면을 따라 분포되고, 상기 농도가 제1 표면에서 최대값으로 출발하여, 제1 표면이 매트릭스 물질로 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 제2 표면에서 최소값에 이르도록 하여, 제2 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 하고, 상기 매트릭스 물질이 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 폴리클로로프렌 75 내지 95중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 내탄도성 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 A층 및 B층은,
    i) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 제1 표면으로 매트릭스 물질이 부족한 B층의 제2 표면에 결합시키거나, 또는
    ii) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 제1 표면으로 매트릭스 물질이 풍부한 B층의 제1 표면에 결합시켜 서로 접착되는, 내탄도성 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2 내지 100개의 압밀 복합체들을 포함하는, 내탄도성 물품.
  4. 제3항에 있어서, 상기 압밀 복합체들이 스티칭 또는 적층에 의하여 서로 고정되는, 내탄도성 물품.
  5. 제4항에 있어서, 상기 스티칭이 상기 복합체들의 모서리에 위치하는, 내탄도성 물품.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 A층 및 B층으로 구성되는 상기 섬유들의 네트워크가 직포 또는 부직포인, 내탄도성 물품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부직포가 단향성 정렬된 섬유층인, 내탄도성 물품.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유들은 아라미드 섬유인, 내탄도성 물품.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 매트릭스 물질이 폴리클로로프렌 88 내지 92중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 8 내지 12중량%의 혼합물을 포함하는, 내탄도성 물품.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 매트릭스 물질이 폴리클로로프렌 55 내지 96중량%, 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량% 및 점착제 1 내지 20중량%의 혼합물을 포함하는, 내탄도성 물품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 점착제가 목재 원료 또는 감귤류로부터의 테르펜 공급 원료로부터 유도된 테르펜 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 내탄도성 물품.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리클로로프렌이 -60 내지 -20℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 나타내는, 내탄도성 물품.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물품으로 구성되는 각각의 압밀 크로스-플라이의 면적 밀도가 50 내지 200g/㎡의 범위인, 내탄도성 물품.
  14. 제1항 또는 제2항에 따른 내탄도성 물품의 제조 방법으로서,
    a) A층 및 B층들로 이루어진 하나 이상의 압밀 복합체를 제조하는 단계로서, 각각의 A층 및 B층이,
    - 제1 표면,
    - 상기 제1 표면 반대편의 제2 표면 및
    - 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면으로 연장하는 횡단면을 나타내고, 각각의 A층 및 B층이 섬유들의 네트워크를 포함하고,
    상기 섬유는,
    a1) 매트릭스 물질을 농도 구배의 형상으로 A층의 횡단면을 따라 분포시켜 A층을 매트릭스 물질로 함침시키는 단계로서, 상기 농도가 제1 표면에서 최대값으로 출발하여, 제1 표면이 매트릭스 물질이 풍부하고 횡단면을 따라 감소하여 제2 표면에서 최소값에 이르도록 하여, 제2 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 하고, 상기 매트릭스 물질이 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 폴리클로로프렌 75 내지 95중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함하는, 상기 함침시키는 단계,
    a2) 매트릭스 물질을 농도 구배의 형상으로 B층의 횡단면을 따라 분포시켜 B층을 매트릭스 물질로 함침시키는 단계로서, 상기 농도가 제1 표면에서 최대값으로 출발하여, 제1 표면이 매트릭스 물질이 풍부하고 횡단면을 따라 감소하고 제2 표면에서 최소값에 이르도록 하여, 제2 표면이 매트릭스 물질이 부족하도록 하고, 상기 매트릭스 물질이 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 폴리클로로프렌 75 내지 95중량%와 비닐 클로라이드와 아크릴 에스테르의 랜덤 공중합체 5 내지 25중량%의 혼합물을 포함하는, 상기 함침시키는 단계,
    a3) 상기 A층과 B층을 서로 결합시키는 단계에 의하여, ASTM D 7269-07에 따라 800mN/tex(1100MPa) 이상의 강도를 갖는, 상기 하나 이상의 압밀 복합체를 제조하는 단계, 및
    b) 2개 이상의 압밀 복합체가 단계 a)에서 제조되는 경우, 단계 a3)에서 수득한 2개 이상의 압밀 복합체들을 스택킹시키는 단계를 포함하는 내탄도성 물품의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 A층과 B층을 서로 결합시키는 단계 a3)는,
    i) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 제1 표면으로 매트릭스 물질이 부족한 B층의 제2 표면에 결합시키거나, 또는
    ii) A층을 매트릭스 물질이 풍부한 제1 표면으로 매트릭스 물질이 풍부한 B층의 제1 표면에 결합시켜 수행되는, 내탄도성 물품의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서, 단계 b)에서, 상기 스택킹된 2개 이상의 압밀 복합체들은 스티칭에 의해 서로 고정되는, 내탄도성 물품의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 스티칭은 상기 복합체들의 모서리에서 수행되는, 내탄도성 물품의 제조방법.
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