(57)【要約】  本発明は、高分子量ポリエチレンテープを含むシートの圧縮積層体を含む防弾成形品であって、前記圧縮積層体における前記ポリエチレンテープの方向は一方向性ではなく、前記テープの少なくとも一部は、少なくとも２ｍｍの幅であり、厚みに対する幅の比が少なくとも１０：１であり、理論テープ密度の大きくとも９９％の密度を有する、防弾成形品に関する。成形品は、テープの理論密度よりも低い密度を有するテープをベースとする。低密度テープの使用は、パネルの防弾性能に貢献すると考えられる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子量ポリエチレンテープを含むシートの圧縮積層体を含む防弾成形品であって、
前記圧縮積層体中の前記ポリエチレンテープの方向は、一方向性ではなく、
前記テープの少なくとも一部は、少なくとも２ｍｍの幅であり、厚みに対する幅の比が少なくとも１０：１であり、理論テープ密度の大きくとも９９％の密度を有する、防弾成形品。
【請求項２】
前記シートの前記圧縮積層体は、圧縮積層体の理論密度の大きくとも９７％の密度を有し、より好ましくは大きくとも９６％、さらに好ましくは大きくとも９５％、さらに好ましくは大きくとも９２％、さらには大きくとも９０％、いくつかの実施形態では大きくとも８５％の密度を有する、請求項１に記載の防弾成形品。
【請求項３】
請求項１または２に記載の防弾成形品の製造において好適に使用されるシートであって、
互いに接着したテープを含み、
前記テープの少なくとも一部は、少なくとも２ｍｍの幅であり、厚みに対する幅の比が少なくとも１０：１であり、理論テープ密度の大きくとも９９％の密度を有し、好ましくは大きくとも９８％、より好ましくは大きくとも９５％、より好ましくは大きくとも９２％、時として大きくとも９０％、さらには理論テープ密度の大きくとも８５％または大きくとも８０％の密度を有する、シート。
【請求項４】
前記テープは平行に配置されている、請求項３に記載のシート。
【請求項５】
平行に配置された重複するテープから成り、前記テープは、圧縮によりまたはマトリクスを使用して重複点で連結されている、請求項４に記載のシート。
【請求項６】
請求項４または５に記載の第１のシートと、前記第１のシートの上面に結合している請求項４または５に記載の第２のシートとを含むクロスプライであって、
前記第１のシートにおけるテープの方向は、前記第２のシートにおけるテープの方向に対して回転しているクロスプライ。
【請求項７】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、マトリクス材料を通して結合している、請求項６に記載のクロスプライ。
【請求項８】
防弾成形品を製造する方法であって、
ポリエチレン原料テープを含むシートを供給する工程と、
圧縮積層体における前記原料テープの方向が一方向性とならないように前記シートを積層する工程と、
前記積層体を圧縮する工程とを含み、
前記原料テープの少なくとも一部は、少なくとも２ｍｍの幅であり、厚みに対する幅の比が少なくとも１０：１であり、前記原料テープの少なくとも一部は、理論テープ密度の大きくとも９９％の密度を有し、好ましくは理論テープ密度の大きくとも９８％、より好ましくは理論密度の大きくとも９５％、より好ましくは理論密度の大きくとも９２％、時には大きくとも９０％、さらには理論テープ密度の大きくとも８５％または大きくとも８０％の密度を有する、防弾成形品を製造する方法。
【請求項９】
前記圧縮を、使用する圧力を１００ｂａｒ未満、好ましくは８０ｂａｒ未満、より好ましくは６０ｂａｒ未満、５０ｂａｒ未満、または４０ｂａｒ未満として実施する、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンテープを含む防弾性物品、およびこれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ８３３７４２には、各単層が一方向性に配向した繊維を含有し最大で３０重量％の有機マトリクス材料を含有する、複数の層の圧縮積層体を含む防弾成形品が記載されている。この刊行物には、圧縮積層体の密度が、理論最大密度の少なくとも９８％であるべきであることが示されている。この刊行物において、圧縮積層体は、単層の積層体を少なくとも１３ＭＰａ（１３０ｂａｒ）の圧力に供することで得られる。
【０００３】
この物品は十分な特性を示すが、より集約的でないプロセスによって製造される代替物品がなお必要とされている。また、防弾性の改善された物品も必要とされている。
特定の特性を有するポリエチレンテープを使用することにより、この課題を解決することができることがわかった。
【０００４】
本発明は、高分子量ポリエチレンテープを含むシートの圧縮積層体を含む防弾成形品であって、前記圧縮積層体中の前記ポリエチレンテープの方向は、一方向性ではなく、前記テープの少なくとも一部は、少なくとも２ｍｍの幅であり、厚みに対する幅の比が少なくとも１０：１のであり、理論テープ密度の大きくとも９９％の密度を有する、防弾成形品に関する。
【０００５】
理論テープ密度とは、テープの高分子成分の密度である。これは、ポリエチレンの結晶化度により支配され、以下の通り計算することができる。高分子成分の結晶化度は、例えば、ＸＲＤ、ＮＭＲ、またはＤＳＣを用いて測定される。理論テープ密度は、非結晶分率（１−結晶分率）と非結晶性ポリエチレンの密度（０．８９２ｇ／ｍＬに設定）との積と、結晶分率と結晶性ポリエチレンの密度（０．９９８ｇ／ｃｍ３に設定）（結晶性ポリエチレンの主成分である、斜方晶単位セル構造から得られる（Ｇ．Ｔ．Ｄａｖｉｓ、Ｒ．Ｋ．Ｅｂｙ、Ｇ．Ｍ．Ｍａｒｔｉｎ；Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３９、４９７３、（１９６８）））との積との和として定義される。
【０００６】
実際のテープ密度は、テープの重量（ｇ）を幾何学的体積（ｃｍ３）で除したものとして定義される。圧縮積層体の実際のテープ密度は、以下の通り測定される；圧縮積層体中の個々のテープを積層体から剥離し、好適な溶媒でマトリクス材料を除去する。ここで、好適な溶媒とは、溶媒がポリエチレンにとって非溶媒であることを意味する。テープの密度は、溶媒を完全に除去した後に上記のように測定される。
【０００７】
本発明の成形品中のシートの圧縮積層体中に存在するテープの実際のテープ密度は、理論テープ密度の大きくとも９９％である。これは、テープが、相当な体積の低密度成分、例えば、空気を含有することを意味する。理論により拘束されることを望むものではないが、テープが空気を含有するという事実が、弾丸の衝撃時にパネルのエネルギー散逸に何らかの貢献をし、それゆえ優れた防弾性を有する防弾性物品が得られると考えられる。一実施形態では、圧縮積層体中に存在するテープの実際のテープ密度は、理論テープ密度の大きくとも９８％、好ましくは大きくとも９７％、いくつかの実施形態では大きくとも９６％である。圧縮積層体中に存在するテープの実際のテープ密度は、テープ特性および圧縮条件に応じてさらに低くてもよい。一実施形態では、圧縮積層体中に存在するテープの実際のテープ密度は、理論テープ密度の大きくとも９２％、好ましくは大きくとも９０％、いくつかの実施形態では大きくとも８５％である。圧縮積層体中のテープの実際のテープ密度は、一般的に理論テープ密度の少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％である。
【０００８】
ＵＳ２００９／０２４３１３８には、ＵＨＭＷＰＥ粉末を圧縮してシートを形成する工程と、前記シートを延伸する工程とから、ＵＨＭＷＰＥテープを製造するプロセスが記載されていることに留意する。この参考文献には、圧縮プロセスで得られる生成物が、約０．９５〜約０．９８ｇ／ｃｃの密度を有する「実質的に完全に密な半透明ＵＨＭＰＥシート」であることが示されている。延伸テープの密度については、何の情報も提供されていない。テープを防弾パネルに使用することができることは示されているが、防弾パネルがどのように効果的であるかは記載されておらず、また、最終パネル中に存在するテープの密度については、この文献から情報を得ることはできない。ＵＳ２００８／０２５１９６０には、テープの製造プロセスが記載されている。この参考文献においてもまた、製造されたテープを防弾性物品として一般的に使用することが言及されている。しかしながら、最終パネル中に存在するテープの密度については、この文献から情報を得ることはできない。ＷＯ２０１０／０９０６２７およびＵＳ２００６／０２１０７４９も同様である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の防弾性物品中のシートの圧縮積層体は、圧縮積層体の理論密度よりはるかに低い密度を有する。圧縮積層体の理論密度は、以下の通り定義される：
［式１］
ρ（ｔｈ−ｓｔ）＝ρ（ｔｈ−テープ）×ｍ（テープ）＋ρ（マトリクス）×ｍ（マトリクス）
ρ（ｔｈ−ｓｔ）は、圧縮積層体の理論密度である；
ρ（ｔｈ−テープ）は、上述の理論テープ密度である；
ｍ（テープ）は、圧縮積層体中のテープの質量分である；
ρ（マトリクス）は、理論マトリクス密度、すなわち、圧縮後の、すなわち、任意の揮発性成分および溶媒を除去した、積層体中にあるポリマーマトリクスの密度である。
【００１０】
一実施形態では、本発明の防弾性物品中のシートの圧縮積層体の密度は、圧縮積層体の理論密度の大きくとも９７％、より好ましくは大きくとも９６％、さらにより好ましくは大きくとも９５％である。圧縮積層体の密度は、テープ特性および圧縮条件に応じて、さらに低くてもよい。一実施形態では、圧縮積層体の密度は、理論圧縮積層体密度の大きくとも９２％、好ましくは大きくとも９０％、いくつかの実施形態では大きくとも８５％である。一般に、シートの圧縮積層体の密度は、理論積層体密度の少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％である。
【００１１】
本発明はまた、ポリエチレン原料テープを含むシートを供給する工程と、前記圧縮積層体中の前記原料テープの方向が一方向性とならないように前記シートを積層する工程と、前記積層体を圧縮する工程とを含み、前記原料テープの少なくとも一部は、少なくとも２ｍｍの幅であり、厚みに対する幅の比が少なくとも１０：１であり、前記原料テープの少なくとも一部は、理論テープ密度の大きくとも９９％の密度を有する、防弾成形品を製造する方法に関する。
【００１２】
製造プロセスに応じて、最終圧縮積層体中のテープの密度は、原料テープの密度より高くてもよく、または原料テープの密度と同じであってもよい。換言すれば、製造プロセスに応じて、原料テープをプロセス中に圧縮することにより、より高密度のテープを得ることができる。他方で、製造プロセスに応じて、および原料テープの密度に応じて、プロセス中に原料テープに影響を及ぼさず、同じ密度のテープを得ることもできる。
【００１３】
最終製品のテープ密度に影響を及ぼすパラメータとしては、テープの原料密度、パネルの製造中に加えられる圧力条件（高圧は高密度をもたらす）、パネルの製造中に加えられる温度条件（高温は高密度をもたらす）、および圧縮時間（長い圧縮時間は高密度をもたらす）が挙げられる。上記の一般的に適用可能なガイドラインを考慮すると、所望のテープ密度を有する製品が得られるようにプロセス条件を制御することは当業者の技能の範囲内にある。
【００１４】
一実施形態では、原料テープの実際のテープ密度は、理論テープ密度の大きくとも９８％、好ましくは理論密度の大きくとも９５％、好ましくは理論密度の大きくとも９２％、時として大きくとも９０％である。いくつかの実施形態では、テープ密度はより低くてもよく、例えば、理論テープ密度の大きくとも８５％、時として大きくとも８０％である。一般に、実際のテープ密度は、理論テープ密度の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％である。より好ましくは、テープ密度は少なくとも７０％であってもよい。これらの値は、圧縮積層体中のテープの密度および原料テープの密度の両方に当てはまる。
【００１５】
特許請求の範囲に示す幅および厚みに対する幅の比を有し、特定の密度を有するテープを選択することにより、魅力的な特性を有する防弾性物品が得られることがわかった。より好ましくは、選択された特性を組み合わせることにより、優れた防弾性能と魅力的な製造条件を兼ね備える防弾性物品を得ることができる。特定の低密度を有するテープを使用することにより、高密度テープをベースとするパネルの防弾性能と同等、またはさらに優れた防弾性能を有するパネルを得ることができる。
【００１６】
本発明で使用するテープは、長さが幅および厚さよりも大きく、さらに幅が厚さよりも大きい物体である。本発明で使用するテープでは、幅と厚さとの間の比は、１０：１を超え、好ましくは２０：１を超え、より好ましくは５０：１を超え、さらに好ましくは１００：１を超える。幅と厚さとの間の最大比は、本発明においては重要ではない。この値は、テープ幅に応じて、一般的に大きくとも１０００：１である。
【００１７】
本発明で使用するテープの幅は、少なくとも２ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍ、より好ましくは少なくとも２０ｍｍである。製造および製品特性の両方の理由で、より広いテープの使用が好ましい。したがって、一実施形態では、テープは少なくとも４０ｍｍ、または少なくとも６０ｍｍの幅さえ有する。テープの幅の最大値は、重要ではない。４００ｍｍの値を挙げることができる。テープの厚さは、一般的に少なくとも８ミクロン、好ましくは少なくとも１０ミクロンである。テープの厚さは、一般的には大きくとも１５０ミクロン、より好ましくは大きくとも１００ミクロンである。
【００１８】
防弾成形品にテープを適用するためには、テープ体が防弾的に有効であることが必須であり、より詳しくは、テープ体が高い破断エネルギーを反映するように、高い引張強度、高い引張弾性率、および高いエネルギー吸収を有することを要する。テープは、少なくとも１．０ＧＰａの引張強度、少なくとも４０ＧＰａの引張弾性率、および少なくとも１５Ｊ／ｇの引張破断エネルギーを有することが好ましい。
【００１９】
一実施形態では、引張強度は、少なくとも１．２ＧＰａ、好ましくは少なくとも１．５ＧＰａ、より好ましくは少なくとも１．８ＧＰａ、さらに好ましくは少なくとも２．０ＧＰａ、さらに好ましくは少なくとも２．５ＧＰａ、さらには少なくとも３．０ＧＰａ、さらには少なくとも４．０ＧＰａである。引張強度は、ＡＳＴＭ  Ｄ７７４４にしたがって測定される。
【００２０】
別の実施形態では、引張弾性率は、少なくとも５０ＧＰａである。引張弾性率は、ＡＳＴＭ  Ｄ７７４４にしたがって測定される。好ましくは、引張弾性率は、少なくとも８０ＧＰａ、より好ましくは少なくとも１００ＧＰａ、さらには少なくとも１２０ＧＰａ、なおさらには少なくとも１４０ＧＰａ、または少なくとも１５０ＧＰａである。
【００２１】
別の実施形態では、引張破断エネルギーは、少なくとも２０Ｊ／ｇ、好ましくは少なくとも２５Ｊ／ｇ、より好ましくは少なくとも３０Ｊ／ｇ、さらに好ましくは少なくとも３５Ｊ／ｇ、さらには少なくとも４０Ｊ／ｇ、または少なくとも５０Ｊ／ｇである。引張破断エネルギーは、ＡＳＴＭ  Ｄ７７４４にしたがって、５０％／分の歪み速度を使用して測定される。この値は、応力−歪み曲線において単位質量当たりのエネルギーを積分することによって計算される。
【００２２】
本発明では、ポリエチレンテープを使用する。本発明のシートで使用するテープは、高分子量直鎖状ポリエチレンの高延伸テープであることが好ましい。ここで、高分子量とは、少なくとも４０００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を意味する。また、直鎖状ポリエチレンとは、Ｃ原子１００個当たり１本未満の側鎖を有し、好ましくはＣ原子３００個当たり１本未満の側鎖を有するポリエチレンを意味する。
【００２３】
一実施形態では、ポリエチレンは、エチレンのホモポリマー、または一般的に３〜２０個の炭素原子を有する他のα−オレフィンもしくは環状オレフィンをコモノマーとするコポリマーである。例えば、プロペン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、シクロヘキセン等が挙げられる。最大２０の炭素原子を有するジエン、例えば、ブタジエンまたは１−４ヘキサジエンの使用も可能である。本発明のプロセスで使用するエチレンホモポリマーまたはコポリマー中の非エチレンα−オレフィンの量は、大きくとも１０モル％、好ましくは大きくとも５モル％、より好ましくは大きくとも１モル％である。非エチレンα−オレフィンを使用する場合には、一般的に少なくとも０．００１モル％、好ましくは少なくとも０．０１モル％、さらに好ましくは少なくとも０．１モル％の量で用いる。非エチレンα−オレフィンを実質的に含まない材料の使用が好ましい。本明細書において、非エチレンα−オレフィンを実質的に含まないという表現は、ポリマー中に存在するわずかな量の非エチレンα−オレフィンが、その存在を合理的に回避することができないものであることを意味する。
【００２４】
超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、すなわち、少なくとも５０００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有するポリエチレンのテープを使用することが特に好ましい。少なくとも１×１０６ｇ／ｍｏｌ、特には少なくとも２×１０６ｇ／ｍｏｌのＭｗを有するテープの使用が好ましい。本発明で使用するのに適したＵＨＭＷＰＥテープの最大Ｍｗは、重要ではない。一般的な値として、１×１０８ｇ／ｍｏｌを最大値として挙げることができる。分子量分布および分子量平均（Ｍｗ、Ｍｎ、Ｍｚ）は、ＷＯ２００９／１０９６３２に記載されているように測定することができる。
【００２５】
本発明で使用するテープは、好ましくは低分子量成分の含量が比較的小さいポリエチレンをベースとする。一実施形態では、ポリエチレンは、４０００００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する成分を、多くとも２０重量％、好ましくは多くとも１０重量％、より好ましくは多くとも５重量％含有する。一実施形態では、ポリエチレンは、１０００００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する成分を、多くとも８重量％、好ましくは多くとも５重量％、より好ましくは多くとも２重量％含有する。これらの特性を有する超高分子量の使用は、パネルの防弾性能に貢献すると考えられる。これは、材料自体の特性および／または低密度テープの製造に材料が適合しているためであると思われる。
【００２６】
本明細書において、シートという用語は、テープを含む個々のシートを指し、シートは個々に他の対応するシートと結合していてもよい。シートは、マトリクス材料を含んでいても含んでいなくてもよい。「マトリクス材料」という用語は、テープおよび／またはシートを結合させる材料を意味する。圧縮積層体は、マトリクス材料を含んでいても含んでいなくてもよい。
【００２７】
現時点で、圧縮積層体がマトリクス材料を含有することが好ましいと考えられる。圧縮積層体中のマトリクス材料の存在が、特に層間剥離および多衝撃外傷に対する抵抗性に関して、パネルの防弾性能に貢献することが分かった。
【００２８】
マトリクス材料が圧縮積層体に使用される場合には、マトリクス材料は、テープおよび有機マトリクス材料の合計に基づいて、０．２〜４０重量％で圧縮積層体中に存在させる。４０重量％を超えるマトリクス材料の使用は、防弾性物品の特性をさらには増加させず、防弾性物品の重量を増加させるのみであることが分かった。マトリクス材料を存在させる場合には、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％、いくつかの例では少なくとも２．５重量％で存在させることが好ましい。マトリクス材料を存在させる場合には、大きくとも３０重量％、時として大きくとも２５重量％で存在させることが好ましい。
【００２９】
本発明の一実施形態では、比較的小さい量、すなわち、０．２〜８重量％の範囲のマトリクス材料が使用される。この実施形態では、マトリクス材料が少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％、いくつかの例では少なくとも２．５重量％存在させることが好ましい。この実施形態では、マトリクス材料が大きくとも７重量％、時として大きくとも６．５重量％で存在させることが好ましい。
【００３０】
マトリクス材料は、個々のシート中に、シート間に、またはシート中およびシート間の両方に存在してもよい。マトリクス材料がシート自体に存在する場合にが、マトリクス材料は完全にまたは部分的にテープをシートに被包することができる。マトリクス材料はまた、シート中のテープ間に存在してもよく、例えば、シートは重複するテープを含む。
本発明の一実施形態では、シートを積層体中のさらなるシートに接着させるために、マトリクス材料がシート上に供給される。
【００３１】
本発明はまた、前記テープの少なくとも一部が少なくとも２ｍｍの幅であり、厚みに対する幅の比が少なくとも１０：１であり、理論テープ密度の大きくとも９９％、好ましくは大きくとも９８％の密度を有する、防弾成形品の製造において好適に使用される互いに接着したテープを含むシートに関する。テープ密度についてのさらなる情報に関しては、原料テープについて前述したものが参照される。好ましくは、シート中のテープは平行に配置されている。一実施形態では、シートは、平行に配置された重複するテープを含み、テープは、圧縮によりまたはマトリクスを使用して、好ましくはマトリクスを使用して重複する点で連結されている。
【００３２】
本発明はまた、上記の第１のシートおよび第２のシートを含むクロスプライであって、前記第２のシートは前記第１のシートの上面に結合しており、前記第１のシートにおけるテープの方向は、前記第２のシートにおけるテープの方向に対して回転しているクロスプライに関する。好ましくは、回転は、少なくとも４５°の角度を超える。回転が約９０°を超えることが好ましい。好ましくは、第１の単層および第２の単層は、マトリクス材料を通して結合している。一実施形態では、マトリクス層は、クロスプライの底部の上面にも存在し、さらなるクロスプライまたはさらなるシートとの容易な結合を可能にする。本発明はまた、第１および第２のシートに加えて、さらなるシートを含むクロスプライ、例えば、４、６、または８枚のシートを含むクロスプライに関する。
【００３３】
マトリクスは、固体状態、例えば、フィルム、ストリップ、もしくはウェブの形態、または液体状態、例えば、溶融物、分散体、もしくは溶液の形態で供給することができる。液体材料、特に溶液または分散体の使用が好ましい。マトリクス材料は、シート上、シート中、または積層体の全体を通して、均質に堆積していても不均質に堆積していてもよい。
【００３４】
マトリクス材料の供給は、当技術分野で周知である。さらなる情報についてはＷＯ２００９／１０９６３２を参照でき、関連する開示は本明細書に適用できる。有機マトリクス材料を使用する場合には、完全にまたは部分的に、通常ポリマーに使用される充填剤を含有していてもよいポリマー材料からなる。ポリマーは、熱硬化性物質、熱可塑性物質、または両者の混合物である。好ましくは、軟質プラスチックが使用され、有機マトリクス材料が（２５℃で）大きくとも４１ＭＰａの引張弾性率を有するエラストマーであることが好ましい。非高分子有機マトリクス材料の使用も想定される。このマトリクス材料の目的は、所望の箇所でテープおよび／またはシートを共に接着するのを促進することであり、この目的を達成するマトリクス材料であれば、いずれもマトリクス材料として適している。
【００３５】
好ましくは、有機マトリクス材料の破断伸びは、補強テープの破断伸びよりも大きい。マトリクスの破断伸びは、好ましくは３〜５００％である。この値は、最終的な防弾性物品中のマトリクス材料そのものに適用される。
【００３６】
シートに適した熱硬化性物質または熱可塑性物質は、例えばＥＰ８３３７４２およびＷＯ−Ａ−９１／１２１３６中に列挙されている。好ましくは、熱硬化性ポリマーの群からのマトリクス材材料として、ビニルエステル、不飽和ポリエステル、エポキシド、またはフェノール樹脂が選択される。これらの熱硬化性物質は、通常、防弾成形品の圧縮中にシートの積層体が硬化される前には、部分的硬化状態（いわゆる、Ｂステージ）でシートに存在する。熱可塑性ポリマーの群からは、好ましくは、ポリウレタン、ポリビニル、ポリアクリレート、ポリオレフィン、またはポリイソプレン−ポリエチレンブチレン−ポリスチレンもしくはポリスチレン−ポリイソプレンポリスチレンブロック共重合体などの熱可塑性エラストマーブロック共重合体が、マトリクス材料として選択される。
【００３７】
一実施形態では、本発明の圧縮シート積層体は、ＮＩＪ規格−０１０１．０４  Ｐ−ＢＦＳ性能試験のクラスＩＩの要件を満たす。好ましい実施形態では、前記規格のクラスＩＩＩａの要件が満たされ、なおさらに好ましい実施形態では、クラスＩＩＩの要件が満たされ、またはさらにより高いクラスの要件が満たされる。
【００３８】
防弾性能は、好ましくは小さい面積重量、好ましくはＮＩＪＩＩＩについては大きくとも１９ｋｇ／ｍ２、より好ましくは大きくとも１６ｋｇ／ｍ２の面積重量を伴う。いくつかの実施形態では、積層体の面積重量は１５ｋｇ／ｍ２と低くてよく、または大きくとも１３ｋｇ／ｍ２と低くてよい。積層体の最小面積重量は、必要とされる最小防弾性によって定めることができる。
【００３９】
一実施形態では、本発明による防弾性材料は、好ましくは１００ｍｍ／分のヘッド速度が使用されることを除いてはＡＳＴＭ−Ｄ  １８７６−００にしたがって測定され、少なくとも５Ｎ、特には少なくとも５．５Ｎの剥離強度を有する。
【００４０】
最終用途および個々のシートの厚さに応じて、本発明の防弾性物品中の積層体中のシートの数は、一般的に少なくとも２枚、好ましくは少なくとも４枚、より好ましくは少なくとも８枚である。シートの数は、一般的に多くても５００枚、好ましくは多くても４００枚である。
【００４１】
本発明では、圧縮積層体中のテープの方向は一方向性ではない。これは、積層体全体として、テープが異なる方向に配向していることを意味する。本発明の一実施形態では、一枚のシート中のテープが一方向性に配向しており、シート中のテープの方向が積層体中の他のシートのテープの方向に対して、より好ましくは、隣接するシート中のテープの方向に対して回転している。積層体中の総回転が少なくとも４５°に達すると、優れた結果が得られる。好ましくは、積層体中の総回転は約９０°に達する。本発明の一実施形態では、積層体は、１枚のシート中のテープの方向が隣接するシート中のテープの方向と実質的に直交する隣接するシートを含む。
【００４２】
一実施形態では、積層体は、例えば、ＷＯ２００８／０４０５０６に記載される煉瓦積み配置の形態で整列し、部分的に重複して配置されたテープの層から構成されるシートを含む。この実施形態では、シートは平行なテープの第１の層を含み、少なくとも一つのさらなるテープの層が、第１の層中のテープと平行およびオフセットに第１の層上に供給される。さらなる層中のテープは、第１の層中のテープと接着して平行なテープからなる構造的一体性を有するシートを形成する。この接着は、加熱−圧縮工程を通して行うことができる。しかしながら、加熱−圧縮工程を必要とせず、マトリクス材料の使用を通して接着を確保することが好ましいと考えられる。次いで、こうして得られた平行なテープを含むシートを、シート中のテープの方向が隣接するシート中のテープの方向と異なるように積層することができる。好ましい実施形態では、シートは、第１のシート中のテープの方向が第２のシート中のテープの方向と約９０°異なるように積層される。好ましくは、調製した個々のシート間にもマトリクスが存在する。
【００４３】
防弾パネルは、上記積層体を圧縮工程に供することにより、上記シートから製造することができる。上述したように、本発明の重要な特徴は、ポリエチレンテープが理論ポリマー密度よりも低い密度を有することであり、このことがパネルの防弾性能に貢献すると考えられる。そのため、全ての空気がパネルから除去されるようにパネルを圧縮することは、本発明の意図ではない。したがって、一実施形態では、圧縮は、本発明の防弾性物品中のシートの圧縮積層体の密度が、圧縮積層体の理論密度の大きくとも９７％、より好ましくは大きくとも９６％、さらに好ましくは大きくとも９５％となるように実施する。一実施形態では、圧縮積層体の密度は、理論圧縮積層体密度の大きくとも９２％、より好ましくは大きくとも９０％、いくつかの実施形態では大きくとも８５％である。この値が得られるように圧縮条件を選択することは、当業者の技能の範囲内にある。
【００４４】
一実施形態では、圧縮は、使用する圧力が１００ｂａｒ未満、好ましくは８０ｂａｒ未満となるように行われる。相当低い圧力、例えば、６０ｂａｒ未満、５０ｂａｒ未満または４０ｂａｒ未満の圧力も使用することができることが分かった。一実施形態では、圧力は、一般的に少なくとも５ｂａｒ、好ましくは少なくとも１０ｂａｒである。
【００４５】
一実施形態では、圧縮工程は、積層体を真空にすることにより行われる。これは、積層体を、例えば、後に空気をバッグから除去してバッグ内の減圧を得るフレキシブルバッグに入れることにより行うことができる。次いで、大気圧にて圧縮が行われる。この実施形態の利点は、積層体の全表面上への均質な圧力の印加を可能にし、その結果、均質な圧縮がなされることである。この実施形態では、圧力差が比較的小さく、１気圧未満であり、これにより低密度パネルの製造が可能になる。
【００４６】
別の実施形態では、圧縮工程は、パネルの全部分での圧縮が均質であることを意味する等方圧手段を使用して行われる。
別の実施形態では、従来のプレート圧縮が使用される。
マトリクスによってテープおよび／またはシートを互いに接着させるのを促進させるため、必要に応じて、マトリクス材料の軟化点または融点を超えるよう圧縮中の温度が選択される。高温での圧縮は、成形品が有機マトリクス材料の軟化点もしくは融点を超え、かつテープの軟化点もしくは融点未満の圧縮温度で、特定の圧縮時間、所定の圧力に供されることを意味する。
必要な圧縮時間および圧縮温度は、テープおよびマトリクス材料の性質、ならびに成形品の厚さに依存し、当業者が容易に決定することができる。
【００４７】
圧縮が高温で行われる場合には、圧縮材料の冷却も加圧下で行われることが好ましい。加圧下での冷却は、少なくとも成形品の構造がもはや大気圧下においても緩まることができないほど低い温度に達するまで、所定の最小圧力が冷却中に維持されることを意味する。個々の場合に応じて、この温度を決定することは当業者の技能の範囲内にある。適切な場合、所定の最小圧力での冷却を、有機マトリクス材料が大部分または完全に硬化または結晶化する温度かつ補強テープの緩和温度未満に至るまで行うことが好ましい。冷却中の圧力は、高温での圧力と等しい必要はない。冷却中、成形品の収縮および圧縮により引き起こされる圧力の減少を補正するために、適当な圧力値が維持されるように圧力を監視すべきである。マトリクス材料の性質に応じて、補強テープが高分子量直鎖状ポリエチレンの高延伸テープである本発明にかかる防弾成形品を製造するために、圧縮温度は、好ましくは１１５〜１３５℃であり、７０℃未満への冷却が一定圧力で行われる。本明細書において、材料の温度、例えば、圧縮温度とは、成形品の厚さ方向の中央における温度を指す。
【００４８】
本発明のプロセスでは、積層体を、個々の固まっていないシートから始めて製造することができる。しかしながら、固まっていないシートは、テープの方向で容易に破れるという点で、扱うのが困難である。そのため、積層体を、２〜８枚、一般に２、４、または８枚を含有する圧密化シートパッケージから製造することが好ましい。シートパッケージ中のシートの配向については、圧縮積層体中のシートの配向について上で述べてきたものが参照される。
【００４９】
圧密化とは、シートが互いにしっかり付着していることを意味する。シートは、当技術分野で既知のように、熱および／または圧力を印加することにより、あるいは同様に当技術分野で既知のように、マトリクス材料を使用して圧密化することができる。後者の選択肢が好ましい。
【００５０】
本発明の一実施形態では、そのＸＲＤ回折パターンによって立証されるように、分子配向性が高いポリエチレンテープが使用される。
本発明の一実施形態では、テープは２００／１１０一面配向パラメータΦが少なくとも３である。２００／１１０一面配向パラメータΦは、反射配置で測定されたテープ試料のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンにおける２００面ピーク面積と１１０面ピーク面積との比として定義される。
【００５１】
広角Ｘ線散乱（ＷＡＸＳ）は、物質の結晶構造についての情報を提供する技術である。この技術は、特に、広角で散乱したブラッグピークの分析に関する。ブラッグピークは、長距離構造秩序から生じる。ＷＡＸＳ測定は、回折パターン、例えば、回折角２θ（これは、回折ビームと一次ビームとの間の角度である）の関数としての強度となる回折パターンを与える。２００／１１０一面配向パラメータは、テープ表面に対しての２００および１１０結晶面の配向の程度についての情報を与える。２００／１１０一面配向が大きいテープ試料は、２００結晶面がテープ表面に対して高度に平行配向している。一面配向が大きいと、一般的に引張強度が大きく、引張破断エネルギーが大きいことが分かっている。結晶がランダムに配向した標本の２００面ピーク面積と１００面ピーク面積との間の比は、およそ０．４である。しかしながら、本発明の一実施形態で好ましく使用されるテープでは、指数２００の結晶が好ましくはフィルム表面に平行に配向しており、２００／１１０ピーク面積比の値が大きく、したがって一面配向パラメータの値が大きい。２００／１１０一面配向パラメータの値については、ＷＯ２００９／１０９６３２に記載されているように、Ｘ線回折計を使用して測定することができる。本発明の防弾性物品の一実施形態で使用される狭い分子量分布のＵＨＭＷＰＥテープは、少なくとも３の２００／１１０一面配向パラメータを有する。この値は、少なくとも４、より好ましくは少なくとも５、または少なくとも７であることが好ましい。少なくとも１０、または少なくとも１５の値などのより大きい値が特に好ましい。１１０面ピーク面積がゼロに等しい場合には、このパラメータの理論的最大値は無限大である。２００／１１０一面配向パラメータの値が大きいと、通常、強度および破断エネルギーの値が大きい。
【００５２】
本発明の一実施形態では、ＵＨＭＷＰＥテープは、少なくとも７４％、より好ましくは少なくとも８０％のＤＳＣ結晶化度を有する。ＤＳＣ結晶化度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、例えばＰｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  ＤＳＣ７を使用して以下のように測定することができる。すなわち、既知重量（２ｍｇ）の試料を３０℃から１８０℃まで１分当たり１０℃で加熱し、１８０℃で５分間保持し、次いで１分当たり１０℃で冷却する。ＤＳＣ走査の結果は、温度（ｘ軸）に対する熱流量（ｍＷまたはｍＪ／ｓ；ｙ軸）のグラフとしてプロットすることができる。結晶化度は、走査の加熱部分のデータを使用して測定される。主融解転移（吸熱）開始の真ぐ下の温度の測定値から、融解の完了が観察された真ぐ上の温度までのグラフ下部の面積を決定することによって、結晶の融解転移についての融解エンタルピーΔＨ（Ｊ／ｇ）が計算される。次いで、計算されたΔＨを、１００％結晶性ＰＥについて、約１４０℃の融解温度で測定された融解エンタルピーの理論値（２９３Ｊ／ｇのΔＨｃ）と比較する。ＤＳＣ結晶化度指数は、百分率１００（ΔＨ／ΔＨｃ）で表される。一実施形態では、本発明で使用するテープは、少なくとも８５％、より好ましくは少なくとも９０％のＤＳＣ結晶化度を有する。
一般に、本発明で使用するポリエチレンテープは、０．０５重量％未満、好ましくは０．０２５重量％未満、より好ましくは０．０１重量％未満のポリマー溶媒を含有する。
【００５３】
本発明で使用するテープは、大きい線密度と相まって、大きい強度を有してもよい。本出願では、線密度をｄｔｅｘで表す。これは、１００００メートルのフィルムのグラム重量である。一実施形態では、本発明によるフィルムは、少なくとも２．０ＧＰａ、好ましくは少なくとも２．５ＧＰａ、より好ましくは少なくとも３．０ＧＰａ、さらに好ましくは少なくとも３．５ＧＰａ、さらには少なくとも４ＧＰａの上述にて特定した強度を有するとともに、組合せて、少なくとも３０００ｄｔｅｘ、好ましくは少なくとも５０００ｄｔｅｘ、より好ましくは少なくとも１００００ｄｔｅｘ、さらに好ましくは少なくとも１５０００ｄｔｅｘ、またはさらには２００００ｄｔｅｘの線密度を有する。
【００５４】
本発明の一実施形態では、ポリエチレンテープは、少なくとも１０００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する原料ポリエチレンを、ポリマーの処理中のいずれの段階においても、その温度がその融点を超える値に上昇しないような条件下において、圧縮工程および延伸工程に供することを含むプロセスによって製造される。ポリエチレン特性についてのさらなる情報に関しては、本明細書において述べているポリマー特性が参照される。
当技術分野において既知の基本的な実施形態にあるように、このプロセスはまた、ポリエチレンが溶融工程に供されるプロセスではなく、固相処理されるものであってもよい。
【００５５】
低密度を有するテープは、このプロセスを通して製造することができ、特に延伸中に高い引張力を加えることによって製造することができることが分かった。これは、とりわけ、以下の手段の１つまたは複数により行うことができる：比較的低い延伸温度の選択、比較的高い変形速度の選択、および比較的高い延伸比の選択。前に示したように、低分子量成分率が比較的低いポリエチレンは、低密度のテープの製造に特に適している。上述した記載および以下のプロセスに関する記載により、低密度テープを製造することは、当業者の技能の範囲内にある。
【００５６】
一実施形態では、テープ製造プロセスのための出発材料は、高度に絡み合いがほどかれたＵＨＭＷＰＥである。
この場合、原料ポリマーは、大きくとも１．４ＭＰａ、好ましくは大きくとも１．０ＭＰａ、さらに好ましくは大きくとも０．９ＭＰａ、さらに好ましくは大きくとも０．８ＭＰａ、さらには大きくとも０．７ＭＰａの、１６０℃での融解直後に測定される剪断弾性係数Ｇ０Ｎを有する。「融解直後」とは、弾性係数が、ポリマーの融解後ただちに、特にはポリマーが融解した後１５秒以内に測定されることを意味する。ポリマー融解物の弾性係数は、一般的に、数時間で０．６から２．０ＭＰａまで増加する。１６０℃における融解直後の剪断弾性係数は、ポリマーの絡み合いの程度の尺度である。Ｇ０Ｎは、ゴム状プラトー領域における剪断弾性係数である。これは、絡み合い密度に反比例する物性である絡み合い間の平均分子量Ｍｅに関連する。均質な絡み合いの分布を有する熱力学的に安定な溶融物では、Ｍｅは、式Ｇ０Ｎ＝ｇＮρＲＴ／Ｍｅ（ｇＮは１に設定される数値因子であり、ρは密度（ｇ／ｃｍ３）であり、Ｒは気体定数であり、Ｔは絶対温度（Ｋ）である）により、Ｇ０Ｎから計算することができる。したがって、小さい弾性係数は、絡み合い間のポリマーの伸長が長いこと、すなわち絡み合いの程度が小さいことを意味する。絡み合い形成の変化に関する調査に適合した方法は、刊行物（Ｒａｓｔｏｇｉ，Ｓ．、Ｌｉｐｐｉｔｓ，Ｄ．、Ｐｅｔｅｒｓ，Ｇ．、Ｇｒａｆ，Ｒ．、Ｙｅｆｅｎｇ，Ｙ．およびＳｐｉｅｓｓ，Ｈ．、「Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｍｅｌｔｓ  ｆｒｏｍ  Ｍｅｌｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、Ｎａｔｕｒｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、４（８）、２００５年８月１日、６３５〜６４１ならびにＰｈＤ論文Ｌｉｐｐｉｔｓ，Ｄ．Ｒ．、「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ｔｈｅ  ｍｅｌｔｉｎｇ  ｋｉｎｅｔｉｃｓ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ；ａ  ｒｏｕｔｅ  ｔｏ  ａ  ｎｅｗ  ｍｅｌｔ  ｓｔａｔｅ」、Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００７年３月６日、ＩＳＢＮ  ９７８−９０−３８６−０８９５−２）に記載されているものと同じである。
【００５７】
一実施形態では、本発明による防弾性物品で使用するテープの製造に使用するポリエチレンは、１３５℃で０．１０Ｎ／ｍｍ未満のひずみ硬化勾配を有する。好ましくは、ポリエチレンはまた、１２５℃で０．１２Ｎ／ｍｍ未満のひずみ硬化勾配を有する。ひずみ硬化勾配は、圧縮ポリマーを特定の条件下で延伸ステップに供することにより測定される。
【００５８】
試験は、以下の通り行われる：ポリマー粉末を１３０℃で２００ｂａｒの圧力で３０分間の圧縮に供し、厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍおよび長さ１５ｍｍの引張試験片を形成する。試験片を１２５℃または１３５℃の温度で１００ｍｍ／分の引張速度で延伸に供する。延伸温度としては、ポリマーの融解が起こらない温度を選択し、単純加熱モードでＤＳＣによりチェックすることができる。試験片を１０ｍｍから４００ｍｍまで延伸する。引張試験のために、１００Ｎのフォースセルを使用する。フォースセルは、定温で試料の伸長に要する力を測定する。力／伸長曲線は、降伏点としても知られる第１の最大値を示す。ひずみ硬化勾配は、降伏点後の力／伸長曲線の最も急な正の勾配と定義される。
【００５９】
本発明の一実施形態では、１３５℃で測定されるポリマーのひずみ硬化勾配は、０．１０Ｎ／ｍｍ未満、好ましくは０．０６Ｎ／ｍｍ未満、より好ましくは０．０３Ｎ／ｍｍ未満である。別の実施形態では、１２５℃で測定されるポリマーのひずみ硬化勾配は、０．１２Ｎ／ｍｍ未満、好ましくは０．０８Ｎ／ｍｍ未満、より好ましくは０．０３Ｎ／ｍｍ未満である。好ましい実施形態では、ポリマーは、１２５℃および１３５℃の両方で規定要件を満たす。
【００６０】
ひずみ硬化勾配が小さいことは、材料が低応力で高い延伸性を有することを意味する。理論により拘束されることを望むものではないが、これは固体状態のポリマー鎖がほとんど絡み合いを含有しないことを意味し、これが本発明に従った優れた特性を有するテープおよび繊維の製造を可能にすると考えられる。換言すれば、この範囲内のひずみ硬化勾配は、ポリマー鎖間にほとんど絡み合いが存在しないことを意味する。そのため、本明細書において、上記で指定されるひずみ硬化勾配を有するポリエチレンは、絡み合いがほどかれたポリエチレンとして示される。
【００６１】
本発明の一実施形態では、超高分子量ポリエチレンが、テープ製造プロセスの出発材料として使用され、１４２℃の平衡溶融温度未満、より好ましくは１００〜１３８℃の温度範囲内で圧縮され得る。こうして得られたフィルムは、平衡溶融温度未満でその初期長の１５倍超に延伸することができる。
【００６２】
本発明で使用するテープの製造に使用できる絡み合いがほどかれたＵＨＭＷＰＥは、従来のＵＷＭＷＰＥのかさ密度より顕著に小さいかさ密度を有してもよい。より好ましくは、本発明によるプロセスで使用するＵＨＭＰＥは、０．２５ｇ／ｃｍ３未満、好ましくは０．１８ｇ／ｃｍ３未満、より好ましくは０．１３ｇ／ｃｍ３未満のかさ密度を有してもよい。かさ密度は、ＡＳＴＭ−Ｄ１８９５により測定することができる。この値の適当な近似を以下の通り得ることができる。ＵＨＭＷＰＥ粉末の試料を正確な１００ｍｌの測定ビーカーに流し込む。材料の過剰分を掻き落とした後、ビーカーの内容物の重量を測定し、かさ密度を計算する。
【００６３】
本発明で使用する低密度ポリエチレンテープを製造するためのプロセスにおいては、ポリマーを粒子状形態、例えば、粉末形態または任意の他の適当な粒子状形態で供給する。適当な粒子は最大で５０００ミクロン、好ましくは最大で２０００ミクロン、より好ましくは最大で１０００ミクロンの粒度を有する。粒子は、好ましくは少なくとも１ミクロン、より好ましくは少なくとも１０ミクロンの粒度を有する。粒度分布は、以下の通りレーザー回折（ＰＳＤ、Ｓｙｍｐａｔｅｃ  ＱｕｉｘｅｌまたはＭａｌｖｅｒｎ）により測定することができる。試料を界面活性剤含有水に分散させ、３０秒間超音波処理して凝集体／絡み合ったものを除去する。試料にレーザー光を照射し、散乱光を検出する。光回折の量は、粒度の尺度となる。
【００６４】
ポリマー粒子を圧縮工程によって、例えばマザーシートの形態の単一物体にまとめる。延伸工程を行ってポリマーに配向をもたらし、最終製品を製造する。２つの工程が、互いに垂直な方向で行われる。これらの要素を単一工程にまとめて実施すること、または異なる工程でプロセスを行うことのいずれも、本発明の範囲内にあることに留意し、各工程では圧縮および延伸要素の１つもしくは複数が実施される。例えば、本発明によるプロセスの一実施形態では、プロセスは、ポリマー粉末を圧縮してマザーシートを形成する工程と、プレートを巻き取ってマザーシートロールを形成する工程と、マザーシートロールを延伸工程に供してポリマーフィルムを形成する工程とを含む。
【００６５】
本発明によるプロセスで印加される圧縮力は、一般的に１０〜１００００Ｎ／ｃｍ２、好ましくは５０〜５０００Ｎ／ｃｍ２、より好ましくは１００〜２０００Ｎ／ｃｍ２である。圧縮後の材料の密度は、一般的に０．７〜１．０ｇ／ｃｍ３の間である。
本発明によるプロセスにおいて、圧縮および巻取工程は、一般的に、ポリマーの非拘束融点より少なくとも１℃低い、好ましくはポリマーの非拘束融点より少なくとも３℃低い、さらに好ましくはポリマーの非拘束融点より少なくとも５℃低い温度で行われる。一般的に、圧縮工程は、ポリマーの非拘束融点より大きくとも４０℃低い、好ましくはポリマーの非拘束融点より大きくとも３０℃低い、より好ましくは大きくとも１０℃低い温度で行われる。
【００６６】
本発明のプロセスにおいて、延伸工程は、一般的にプロセス条件下におけるポリマーの融点より少なくとも１℃低い、好ましくはプロセス条件下におけるポリマーの融点より少なくとも３℃低い、より好ましくはプロセス条件下におけるポリマーの融点より少なくとも５℃低い温度で行われる。当業者が周知しているように、ポリマーの融点は、ポリマーが置かれる状態に依存する。これは、プロセス条件下における融点が、場合により変化することを意味する。融点は、プロセスにおける引張応力が激減する温度として容易に測定することができる。一般的に、延伸工程は、プロセス条件下におけるポリマーの融点より大きくとも３０℃低い、好ましくはプロセス条件下におけるポリマーの融点より大きくとも２０℃低い、より好ましくは大きくとも１５℃低い温度で行われる。
【００６７】
本発明の一実施形態では、延伸工程は、少なくとも２つの個々の延伸工程を包含し、第１の延伸工程は第２および任意選択によるさらなる延伸工程よりも低温で行われる。一実施形態では、延伸工程は、少なくとも２つの個々の延伸工程を包含し、それぞれの延伸工程は前の延伸工程の温度よりも高い温度で行われる。
【００６８】
当業者に明らかであるように、この方法は、個々の工程を識別できるように行うことができ、例えば、フィルムの形態の場合には、指定温度の個々のホットプレート上に供給する方法が挙げられる。当該方法を、フィルムを延伸プロセスの開始で低温に、延伸プロセスの最後で高温に供し、間に温度勾配が加えられるようにした連続様式で行うこともできる。この実施形態は、例えば、フィルムを、温度帯を備えるホットプレートに導くことにより行うことができ、圧縮装置に最も近いホットプレートの端の帯は、圧縮装置から最も遠いホットプレートの端の帯よりも低い温度とする。
【００６９】
一実施形態では、延伸工程中に加えられる最低温度と延伸工程中に加えられる最高温度との差は、少なくとも３℃、好ましくは少なくとも７℃、より好ましくは少なくとも１０℃である。一般に、延伸工程中に加えられる最低温度と延伸工程中に加えられる最高温度との差は、大きくとも３０℃、好ましくは大きくとも２５℃である。
【００７０】
１つ、２つ、３つまたはそれ以上の延伸工程で適用される総延伸倍率は、少なくとも８０、または少なくとも１００である。一実施形態では、総延伸倍率は、少なくとも１２０、好ましくは少なくとも１４０、より好ましくは少なくとも１６０である。総延伸倍率は、圧縮マザーシートの断面積を、このマザーシートから製造した最終フィルムの断面積で除した値として定義される。
【実施例】
【００７１】
本発明を以下の実施例により明らかにするが、本発明はこの実施例により限定されるものではない。
【００７２】
実施例１
出発材料は、幅約１３２．８ｍｍおよび厚さ５５±５μｍの超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）テープとした。テープは、２．３±０．２ＧＰａの引張強度、１６５±１５ＧＰａの引張弾性率、および０．８５０ｇ／ｃｍ３の密度を有していた。
テープを平行に整列させて第１の層を形成し、マトリクス材料をテープの層の一表面上に供給し、少なくとも１つのさらなるテープの層を第１の層中のテープと平行およびオフセットに第１の層上に整列させ、マトリクスが２つのテープ層間に存在するようにシートを製造した。さらなるマトリクス層はこの層の上に存在する。
【００７３】
シートのセットをクロスプライ積層して積層体を形成した。積層体は、２．７％のマトリクス含量を有していた。積層体を、１３６〜１３７℃の温度で、異なる圧力において圧縮した。積層体中のテープの密度を測定した。パネルの防弾性能は、９ｍｍパラベラムフルメタルジャケット（ＦＭＪ）ソフトコア弾丸（ＤＭ４１）を使用して試験した。この弾丸は、４２５ｍ／ｓの標準発射速度を有する。パネルを、トルクストラップを使用してＷｅｉｂｌｅプラスチシン背面に固定し、銃身から１０ｍに配置した。規格Ｖ５０値推定プロトコルを通して性能を評価した。
特性および結果を以下の表１に示す。
【００７４】
【表１】
2015501413.tif 000002
【００７５】
表１の結果は、特許請求の範囲にある相対テープ密度により、高いＳＥＡ値が得られることを示している。結果はまた、パネルの製造中に印加した圧力が、最終製品中のテープの密度に影響を及ぼすことも示している。
【国際調査報告】
2015501413.tif 000003
2015501413.tif 000004
2015501413.tif 000005