폴리올레핀 조성물 및 이의 제조방법(POLYOLEFIN COMPOSITION AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2014-0134731
(43) 공개일자 2014년11월25일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
C08L 23/04 (2006.01) B29C 65/00 (2006.01)
B32B 3/00 (2006.01) F41H 5/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2012-7029246
(22) 출원일자(국제) 2011년04월07일
심사청구일자 없음
(85) 번역문제출일자 2012년11월07일
(86) 국제출원번호 PCT/EP2011/055442
(87) 국제공개번호 WO 2011/124650
국제공개일자 2011년10월13일
(30) 우선권주장
10159340.8 2010년04월08일
유럽특허청(EPO)(EP)
(71) 출원인
데이진 아라미드 비.브이.
네덜란드 6824 베이엠 아른헴 펠페르버흐 76
(72) 발명자
보스 요하네스
네델란드 엔엘-7323 엘베이 아펠도른 아우바데스
트라트 22
(74) 대리인
장훈
전체 청구항 수 : 총 10 항
(54) 발명의 명칭 폴리올레핀 조성물 및 이의 제조방법
(57) 요 약
본 발명은 열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올레핀 분말의 제조방법에 관한 것으로, 상기 방법은 폴리올레핀
분말 또는 이를 위한 단량체 공급원을 열가소성 탄성중합체(여기서, 상기 열가소성 탄성중합체는 용매 중의 용액
또는 분산액 형태이다)와 배합하는 단계; 폴리올레핀의 단량체 공급원이 사용되는 경우, 상기 폴리올레핀의 공급
원을 중합 조건하에 중합 촉매와 접촉시켜 폴리올레핀을 형성하는 단계; 및 상기 용매를 제거하여 분말을 형성하
는 단계를 포함하며, 상기 폴리올레핀과 상기 열가소성 탄성중합체는 동일한 중합체가 아니다. 본 발명은 또한
입자들의 적어도 80 용적%가 1 내지 3,000 ㎛ 범위의 직경을 갖는 입자 크기 분포를 가지며 초기 폴리에틸렌 및
0.1 내지 30 중량%의 열가소성 탄성중합체(상기 중량%는 폴리올레핀과 열가소성 탄성중합체의 총량에 대해 계산
된 것이다)를 포함하는 미립자 폴리올레핀 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 폴리올레핀 조성물 및 방법
은 열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올레핀의 필름 및 섬유를 제조할 수 있게 하며, 상기 필름 및 섬유는 우
수한 접착력 특성과 함께 높은 강도 특성을 갖는다.
공개특허 10-2014-0134731
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특허청구의 범위
청구항 1
열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올레핀 분말의 제조방법으로서,
상기 방법은
ㆍ 폴리올레핀 분말 또는 이를 위한 단량체 공급원을 열가소성 탄성중합체(여기서, 상기 열가소성 탄성중합체는
용매 중의 용액 또는 분산액 형태이다)와 배합하는 단계;
ㆍ 폴리올레핀의 단량체 공급원이 사용되는 경우, 상기 폴리올레핀의 공급원을 중합 조건하에 중합 촉매와 접촉
시켜 폴리올레핀을 형성하는 단계; 및
ㆍ 상기 용매를 제거하여 분말을 형성하는 단계를 포함하고,
여기서, 상기 폴리올레핀과 상기 열가소성 탄성중합체는 동일한 중합체가 아닌, 방법.
청구항 2
열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올레핀 필름의 제조방법으로서, 상기 방법은, 열가소성 탄성중합체를 함유
하는 폴리올레핀 분말을, 상기 중합체를 가공하는 동안의 어느 시점에서도 상기 중합체의 온도가 상기 폴리올레
핀의 융점보다 높은 값으로 상승하지 않는 조건하에 치밀화 단계 및 연신 단계로 처리하는 단계들을 포함하는,
방법.
청구항 3
열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올레핀 섬유의 제조방법으로서, 상기 방법은 열가소성 탄성중합체를 포함
하는 폴리올레핀 필름을 기계적 분할 공정으로 처리하는 단계를 포함하는, 방법
청구항 4
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올레핀 분말이 초기의(nascent) 폴리올레핀 분말인, 방법.
청구항 5
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 적어도 100,000 g/몰, 특히 적어도 300,000
g/몰, 보다 특히 적어도 500,000 g/몰의 분자량을 갖는 폴리에틸렌을 포함하는, 방법.
청구항 6
미립자 폴리올레핀 조성물로서, 상기 조성물은, 상기 입자들의 적어도 80 용적%가 1 내지 3,000 ㎛ 범위의 직경
을 갖도록 하는 입자 크기 분포를 가지며, 상기 조성물은 초기 폴리에틸렌 및 0.1 내지 30 중량%의 열가소성 탄
성중합체(상기 중량%는 폴리올레핀과 열가소성 탄성중합체의 총량에 대해 계산된 것이다)를 포함하는, 미립자
폴리올레핀 조성물.
청구항 7
폴리올레핀 필름으로서, 상기 폴리올레핀 필름은, 폴리올레핀 및 열가소성 탄성중합체(여기서, 상기 열가소성
탄성중합체는 상기 폴리올레핀 필름 내에 존재한다)를 포함하는 제6항의 미립자 폴리올레핀 조성물로부터 수득
할 수 있는, 폴리올레핀 필름.
청구항 8
폴리올레핀 섬유로서, 상기 폴리올레핀 섬유는, 폴리올레핀 및 열가소성 탄성중합체(여기서, 상기 열가소성 탄
성중합체는 상기 폴리올레핀 섬유 내에 존재한다)를 포함하는 제6항의 미립자 폴리올레핀 조성물로부터 수득할
수 있는, 폴리올레핀 섬유.
청구항 9
시트들의 압축된 스택을 포함하는 내탄도성 성형품으로서, 상기 시트 각각은 강화용의 가늘고 긴 바디
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(reinforcing elongate body)들을 포함하며, 상기 압축된 스택 내의 상기 가늘고 긴 바디들의 방향이 단방향성
이 아니며, 상기 가늘고 긴 바디들이 제7항에 따르는 폴리올레핀 필름, 제8항에 따르는 폴리올레핀 섬유, 제2항
의 방법을 통해 제조된 폴리올레핀 필름, 제3항의 방법을 통해 제조된 폴리올레핀 섬유 또는 이들의 조합물인,
내탄도성 성형품.
청구항 10
필름 또는 섬유 제조에 있어서의, 제6항의 미립자 폴리올레핀 조성물의 용도.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 폴리올레핀 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 조성물의 제조방법, 폴리올레핀 필름 및 섬[0001]
유의 제조시 상기 조성물의 용도, 및 내탄도 적용분야(ballistic applications)에서 이들 물질의 용도에 관한
것이다.
배 경 기 술
폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌의 고강도 테이프 및 섬유는 당해 기술분야에 익히 공지되어 있다. 이들 물[0002]
질들은, 예를 들면, 내탄도 물질의 제조시에 사용된다. 때로는, 폴리올레핀은 고강도 테이프와 섬유를 함께 접
착시키는데 사용되는 다른 물질, 예를 들면, 매트릭스 물질과 조합된다.
예를 들면, EP 833742는 단일층의 압축된 스택을 함유하는 내탄도성 성형품을 기술하며, 상기 각각의 단일층은[0003]
단방향으로 배향된 폴리올레핀 섬유, 및 열가소성 탄성중합체일 수 있는 최대 30 중량%의 유기 매트릭스 물질을
함유한다. 상기 섬유는 폴리에틸렌 섬유일 수 있다.
WO 2010/007062는 강화용의 가늘고 긴 바디(reinforcing elongate body)들을 포함하는 시트들의 압축된 스택을[0004]
포함하는 내탄도성 성형품을 기술하며, 여기서 상기 가늘고 긴 바디들의 적어도 일부는 폴리에틸렌의 가늘고 긴
바디들이다. 상기 특허문헌은 상기 압출된 스택이, 상기 가늘고 긴 바디들 및/또는 시트들을 함께 결합시키는
매트릭스 물질을 포함할 수 있다고 언급한다. 상기 매트릭스 물질은 상기 시트의 표면 상에 적용될 수 있거나
상기 시트의 제조시 가늘고 긴 바디들을 함침시킴으로써 적용될 수 있다.
EP 2113376은, 적어도 하나의 시트가 위사와 경사로서 직조된 테이프를 포함함을 특징으로 하는, 강화재의 테이[0005]
프를 포함하는 시트들의 압축된 스택을 포함하는 내탄도성 성형품을 기술한다. 상기 테이프는 바람직하게는 폴
리에틸렌으로 이루어진다. 상기 특허문헌은 또한, 상기 내탄도성 성형품이 매트릭스 물질을 포함할 수 있고,
상기 매트릭스 물질은 유기 매트릭스 물질일 수 있으며 바람직하게는 탄성중합체임을 언급한다. 상기 매트릭스
물질은 상기 시트의 표면 위에 적용될 수 있다.
발명의 내용
상기 물질들이 충분한 특성들을 나타내지만, 여전히 개선될 필요가 있다. 본 발명은 서로에 대한 접착성이 증[0006]
가되지만 여전히 충분한 강도를 나타내는 폴리올레핀 성형품을 제공한다. 본 발명은 또한 성형체(shaped
object)를 제조하기 위한 출발 물질, 및 상기 출발 물질 및 성형체를 제조하기 위한 방법을 제공한다.
특히, 본 발명은 열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올레핀 분말의 제조방법, 열가소성 탄성중합체를 포함하[0007]
는 미립자 폴리올레핀 조성물, 및 상기 미립자 폴리올레핀 조성물로부터 수득한 성형체에 관한 것이다.
일반적으로, 상기 미립자 폴리올레핀 조성물은, 폴리올레핀 및 열가소성 탄성중합체의 총량에 대해 계산된 0.1[0008]
내지 30 중량%의 열가소성 탄성중합체를 포함한다. 일반적으로, 상기 미립자 폴리올레핀 조성물은 또한 상기
입자의 적어도 80 용적%가 1 내지 3000 ㎛ 범위의 직경을 갖는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 상기 미립자
폴리올레핀 조성물은 바람직하게는 초기(nascent) 폴리올레핀을 포함한다.
한 양태에서, 본 발명은 미립자 폴리올레핀 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은, 상기 입자의 적어도 80 용[0009]
적%가 1 내지 3000 ㎛ 범위의 직경을 갖도록 하는 입자 크기 분포를 갖고, 상기 조성물은 초기 폴리올레핀 및
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0.1 내지 30 중량%의 열가소성 탄성중합체(상기 중량%는 폴리올레핀 및 열가소성 탄성중합체의 총량에 대해 계
산된 것이다)를 포함한다.
상기 양태에 따르는 조성물은 초기 폴리올레핀을 포함한다. 중합체 화학 분야에서, 초기 폴리올레핀은 합성된[0010]
후 어떠한 용융 단계 또는 어떠한 배향 단계도 거치지 않은 폴리올레핀이다. 이는 또한 반응기 분말 또는 합성
된 그대로의 중합체로도 지시된다. 폴리올레핀이 초기인지 아닌지는, 예를 들면, 상기 폴리올레핀의 융점으로
부터 측정될 수 있는데, 그 이유는 초기 폴리올레핀이 초기가 아닌(non-nascent) 폴리올레핀보다 더 높은 융점
을 갖기 때문이다. 예를 들면, 초기 폴리에틸렌은 138 ℃ 초과 또는 심지어 140 ℃ 초과의 융점을 갖지만, 용
융 또는 배향 단계를 거친 폴리에틸렌은 135 ℃ 정도의 융점을 갖는다.
일반적으로, 상기 폴리올레핀 조성물의 입자들의 적어도 80 용적%는 1 내지 3000 ㎛ 범위, 보다 특히 1 내지[0011]
2000 ㎛ 범위, 보다 더 특히 10 내지 300 ㎛ 범위의 직경을 갖는다. 바람직하게는, 상기 입자들의 적어도 90
용적%, 보다 바람직하게는 적어도 95 용적%, 보다 더 바람직하게는 적어도 98 용적%는 상기 규정된 범위의 직경
을 갖는다. 상기 입자 크기 분포를 측정하기에 적합한 방법들은 당해 기술분야에 공지되어 있다.
본 발명에 따르는 조성물은 일반적으로 폴리올레핀 및 열가소성 탄성중합체의 총량에 대해 계산된 0.1 내지 30[0012]
중량%의 열가소성 탄성중합체를 포함한다. 상기 함량이 지나치게 낮은 경우, 본 발명의 유리한 효과는 얻어지
지 않을 것이다. 열가소성 탄성중합체의 양이 지나치게 높은 경우, 폴리올레핀의 양도 상응하게 낮을 것이고,
이는 최종 물질의 특성에 영향을 미칠 것이다. 한 양태에서, 상기 최종 조성물에서 열가소성 탄성중합체의 양
은 0.1 내지 20 중량%, 특히 0.5 내지 15중량%, 보다 특히 1 내지 10 중량%이다.
본 발명에 따르는 조성물은 열가소성 탄성중합체를 포함한다. 종종 열가소성 고무로도 지칭되는 열가소성 탄성[0013]
중합체(TPE)는 열가소성 특성과 탄성중합체 특성을 둘 다 갖는 물질들로 이루어진 공중합체 부류 또는 중합체들
의 물리적 혼합물(통상 플라스틱 및 고무)이다. 즉, 이는 이의 Tg(유리 전이 온도), Tm(융점) 또는 Ts(연화점)
보다 높은 가소성 유동을 나타내며(열가소성 거동), 연화점보다 낮은 탄성 특성(resilient property)을 나타낸
다. 한 양태에서, 상기 물질은 적어도 100 %, 특히 적어도 200 %의 파단신도를 갖는다. 상기 상한은 본 발명
에서 중요하지 않다. 600 %의 값이 일반적으로 언급될 수 있다. 바람직하게는, 상기 탄성중합체의
파단신도는, 아래에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 본 발명의 조성물로부터 제조될 수 있는 섬유 또는
테이프의 파단신도보다 높다. 한 양태에서, 상기 열가소성 탄성중합체는 (25 ℃에서의) 인장 모듈러스가 최대
40 MPa이다. 적합한 열가소성 탄성중합체는 폴리우레탄, 폴리비닐, 폴리아크릴레이트, 블록 공중합체(예: 폴리
이소프렌-폴리에틸렌부틸렌-폴리스티렌과 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌 블록 공중합체) 또는 이들의 혼
합물을 포함한다. 한 양태에서, 상기 열가소성 탄성중합체는 스티렌과 알파-올레핀 공단량체의 블록 공중합체
이다. 적합한 공단량체는 에틸렌, 프로필렌 및 부타디엔과 같은 C4-C12 알파-올레핀을 포함한다. 폴리스티렌-
폴리부타디엔-폴리스티렌 중합체 또는 폴리스티렌-이소프렌-폴리스티렌의 사용은 현 시점에서는 바람직한 것으
로 간주된다. 이러한 종류의 중합체는 상표명 크레이톤(Kraton) 또는 스티로플렉스(Styroflex)로 시판중이다.
본 발명에 따르는 조성물에서 사용하기에 적합한 폴리올레핀은 에틸렌, 프로필렌 및 1-부텐과 같은 C2-C12 올레[0014]
핀 단량체로부터 유도된 폴리올레핀을 포함한다. 본 발명에서, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 단독중합체 및
공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 폴리올레핀은 기타 단량체들 또는 중합체들, 특히 기타 알켄-1-중
합체들 및 단량체들을 소량 함유할 수 있다.
본원에 기술된 폴리올레핀 및 열가소성 탄성중합체가 동일한 중합체가 아님이 이해된다. 특히, 상기 폴리올레[0015]
핀은 상기 열가소성 탄성중합체의 특징적인 특성을 갖지 않으며, 반대 경우도 마찬가지다. 이는, 예를 들면, 에
틸렌, 프로필렌 및 1-부텐과 같은 C2-C12 올레핀 단량체로부터 유도된 폴리올레핀의 경우이며, 이는 이들이 소량
의 기타 단량체 또는 중합체를 함유하는 경우조차 일반적으로 열가소성 탄성중합체로서 거동하지 않는다.
상술한 바와 같이, 본원에 기술된 바와 같은 미립자 폴리올레핀 조성물은 서로에 대한 접착성이 증가하면서 여[0016]
전히 충분한 강도를 보여주는 폴리올레핀 성형체, 예를 들면, 테이프를 수득할 수 있게 한다. 상기 성형체의
강도는 본원에 기술된 폴리올레핀 때문이고, 상기 성형체의 증가된 접착성은 상기 열가소성 중합체 때문이다.
상기 열가소성 탄성중합체는 일반적으로 (25 ℃에서의) 인장 모듈러스가 최대 500 MPa이고, 바람직하게는 최대[0017]
100 MPa이며, 보다 바람직하게는 최대 40 MPa이다.
본원에 기술된 조성물의 폴리올레핀은 일반적으로 인장 모듈러스가 적어도 40 GPa, 특히 적어도 50 GPa이다.[0018]
보다 특히, 상기 인장 모듈러스는 적어도 80 GPa, 보다 특히 적어도 100 GPa, 보다 더 특히 적어도 120 GPa, 심
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지어 보다 특히 적어도 140 GPa 또는 적어도 150 GPa이다.
상기 인장 모듈러스는 물질의 강성도(stiffness)의 척도이며, 경우에 따라, 측정될 물질의 필름, 즉 상기 열가[0019]
소성 탄성중합체 또는 상기 폴리올레핀의 필름을 제조함으로써 ASTM D882-00(또는 이의 최근 버전 ASTM D882-
10)에 따라 측정될 수 있다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 폴리올레핀은 분자량이 적어도 100,000 g/몰, 특히 적어도 500,000 g/몰, 보다 특[0020]
히 적어도 1,000,000 g/몰이다. 상기 폴리올레핀의 분자량은 일반적으로 최대 1.10
8
g/몰이다. 또 다른 양태
에서, 상기 폴리올레핀은 Mn(수평균 분자량)에 대한 Mw(중량평균 분자량)의 비가 최대 6이다. 보다 특히, 상기
Mw/Mn 비는 최대 4, 보다 특히 최대 3, 보다 더 특히 최대 2이다. 상기 폴리올레핀의 중량평균 분자량, 분자량
분포 및 분자량 평균(Mw, Mn, Mz)은 ASTM D 6474-99와 같이 WO 2009/007045에 기술된 바와 같이 측정될 수
있다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 폴리올레핀은 분자량이 적어도 100,000 g/몰, 특히 적어도 500,000 g/몰, 보다 특[0021]
히 적어도 1,000,000 g/몰인 폴리에틸렌이다.
본 발명에 따르는 방법에서 사용되는 폴리에틸렌은 에틸렌의 단독중합체이거나 에틸렌과 공단량체(이는 일반적[0022]
으로 각각 탄소수 3 내지 20인 알파-올레핀 또는 사이클릭 올레핀이다)와의 공중합체일 수 있다. 이의 예는 프
로펜, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 사이클로헥센 등을 포함한다. 탄소수 20 이하의 디엔, 예를
들면, 부타디엔 또는 1-4-헥사디엔의 사용 또한 가능하다. 본 발명에 따르는 방법에서 사용되는 에틸렌 단독중
합체 또는 공중합체에서 (비-에틸렌) 알파-올레핀의 양은 바람직하게는 최대 10 몰%, 바람직하게는 최대 5 몰%,
보다 바람직하게는 최대 1 몰%이다. (비-에틸렌) 알파-올레핀이 사용되는 경우, 이는 일반적으로 적어도 0.001
몰%, 특히 적어도 0.01 몰%, 보다 더 특히 적어도 0.1 몰%의 양으로 존재한다.
본 발명의 특정 양태에서, 상기 폴리올레핀은 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 즉 중량평균 분자량(Mw)이 적어[0023]
도 500,000 g/몰, 특히 1.10
6
g/몰 내지 1.10
8
g/몰인 폴리에틸렌이다. 상기 중합체의 분자량 분포 및 분자량
평균(Mw, Mn, Mz)은 ASTM D 6474-99와 같이 WO 2009/007045에 기술된 바와 같이 측정될 수 있다.
한 양태에서, 좁은 분자량 분포를 갖는 초기 폴리에틸렌이 사용된다. 이는 Mn(수평균 분자량)에 대한 Mw(중량평[0024]
균 분자량)의 비가 최대 6인 것으로 표현된다. 보다 특히, 상기 Mw/Mn 비는 최대 4, 보다 특히 최대 3, 보다 더
특히 최대 2이다.
한 양태에서, 상기 초기 폴리에틸렌은 160 ℃에서 용융시킨 직후 측정된 탄성 전단 모듈러스 가 최대 1.4[0025]
MPa, 보다 특히 최대 1.0 MPa, 보다 더 특히 최대 0.9 MPa, 보다 더 특히 최대 0.8 Mpa, 보다 더 특히 최대
0.7MPa이다. "용융 직후"라는 용어는, 상기 중합체가 용융되자마자, 특히 상기 중합체가 용융된 지 15초 내에
상기 탄성 전단 모듈러스를 측정함을 의미한다. 상기 중합체 용융물의 경우, 는 전형적으로 몰 질량에 따라
1시간, 2시간 또는 그 이상의 시간 동안 0.6 MPa로부터 2.0 MPa로 증가한다. 는 고무상 플래토 영역
(rubbery plateau region)에서의 탄성 전단 모듈러스이다. 이는 엉킴(entanglement)들 사이의 평균 분자량 Me
에 관한 것이며, 이는 엉킴 밀도에 반비례한다. 균질한 분포의 엉킴들을 갖는 열역학적으로 안정한
용융물에서, Me는 수학식 을 통해 으로부터 계산될 수 있으며, 상기 수학식에서 gN은 1
로 설정된 수 인자이고, ρ는 밀도(단위: g/cm
3
)이고, R은 기체 상수이고, T는 절대 온도(단위: K)이다. 따라
서, 탄성 전단 모듈러스가 낮다는 것을 엉킴들 사이의 중합체를 길게 연신시키는 것을 나타내므로, 엉킴도가 낮
다. 엉킴이 형성됨에 따른 의 변화에 대한 연구를 하기 위해 채택된 방법은 공보에 기술된 바와 동일하다
[참조: Rastogi, S., Lippits, D., Peters, G., Graf, R., Yefeng, Y. and Spiess, H., "Heterogeneity in
Polymer Melts from Melting of Polymer Crystals", Nature Materials, 4(8), 1st August 2005, 635-641 and
PhD thesis Lippits, D.R., "Controlling the melting kinetics of polymers; a route to a new melt state",
Eindhoven University of Technology, dated 6th March 2007, ISBN 978-90-386-0895-2].
한 양태에서, 변형 경화 기울기(strain hardening slope)가 135 ℃에서 0.10 N/mm 미만이고/이거나 125 ℃에서[0026]
0.12 N/mm 미만인 중합체가 사용된다. 상기 변형 경화 기울기는 압축된 중합체를 특정 조건하에 인발 단계를
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거치게 함으로써 측정된다.
상기 시험은 다음과 같이 수행된다: 중합체 분말을 130 ℃에서 30분 동안 200 bar의 압력에서 치밀화시켜 두께[0027]
1 mm, 폭 5 mm, 길이 15 mm의 인장 막대들을 형성한다. 상기 막대들을 125 ℃ 또는 135 ℃의 온도에서 100
mm/min의 인장 속도에서 인발시킨다. 상기 인발 온도는 상기 중합체의 용융이 전혀 일어나지 않도록 선택된다.
상기 막대는 10 mm로부터 400 mm까지 인발된다. 상기 인장 시험에서, 100 N의 포스 셀(force cell)이
사용된다. 상기 포스 셀은 고정된 온도에서 상기 샘플의 신장에 요구되는 힘을 측정한다. 상기 힘/신장 곡선
은 첫 번째 최대치를 나타내며, 이는 항복점으로도 공지되어 있다. 상기 변형 경화 기울기는 상기 항복점 이후
힘/신장 곡선에서 가장 가파른 양( )의 기울기로서 정의된다. 본 발명의 한 양태에서, 상기 중합체는 135 ℃에
서 측정된 변형 경화 기울기가 0.10 N/mm 미만, 특히 0.06 N/mm 미만, 보다 특히 0.03 N/mm 미만이다. 또 다
른 양태에서, 상기 중합체는 125 ℃에서 측정된 변형 경화 기울기가 0.12 N/mm 미만, 특히 0.08 N/mm 미만, 보
다 특히 0.03 N/mm 미만이다. 바람직한 양태에서, 상기 중합체는 125 ℃에서와 135 ℃에서 둘 다에서 상기 약
정된 요건을 충족시킨다. 이론에 얽매이려는 의도는 없지만, 낮은 변형 경화 기울기란, 상기 물질이 낮은 응력
에서 높은 인발성을 가짐을 의미한다. 이는 상기 중합체 쇄가 아주 적은 엉킴을 가짐을 의미하고 본 발명에 따
르는 우수한 특성을 갖는 테이프를 제조할 수 있게 하는 것으로 사료된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 UHMWPE는 바람직하게는 DSC 결정화도가 적어도 60 %, 보다 특히 적어도 67 %이다.[0028]
상기 물질의 결정화도는, 예를 들면, TA-기계 Q2000 상에서 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 특성 확인할 수
있다. 공지된 중량(0.2 내지 0.3 mg)의 샘플을 10 ℃/min으로 30 ℃에서 180 ℃까지 가열한다. 상기 DSC 주사
의 결과 온도(x-축)에 대한 열류량(mW 또는 mJ/s; y-축)의 그래프로서 플롯팅될 수 있다. 상기 결정화도는 상
기 스캔의 가열 부분으로부터의 데이타를 사용하여 측정된다. 상기 결정질 용융 전이에 대한 용융 엔탈피 △
H(J/g)는, 상기 주요 용융 전이의 개시 온도보다 바로 아래에서 측정된 온도로부터 용융이 종결된 것으로 관찰
되는 온도보다 바로 위의 온도까지의 상기 그래프 아래의 면적을 측정함으로써 계산된다. 이어서, 상기 계산된
△H는 약 140 ℃의 용융 온도에서 100% 결정질 PE에 대해 측정된 이론적 용융 엔탈피(293 J/g의 △Hc)와 비교된
다. DSC 결정화도 지수는 백분율 100(△H/△Hc)으로서 표현된다.
한 양태에서, 벌크 밀도가 기존의 UHMWPE의 벌크 밀도에 비해 현저하게 낮은, 예를 들면, 0.25 g/cm
3
미만, 특[0029]
히 0.18 g/cm
3
미만, 보다 더 특히 0.13 g/cm
3
미만인 UHMWPE가 본 발명에서 사용된다. 상기 벌크 밀도는
ASTM-D1895에 따라 측정될 수 있다. 이러한 값의 적당한 근사치는 다음과 같이 수득될 수 있다. UHMWPE 분말
의 샘플을 정확히 100 ml의 측정 실린더 내에 붓는다. 과잉 물질을 덜어낸 후, 상기 비이커의 내용물의 중량을
측정하고 상기 벌크 밀도를 계산한다.
본 발명에 따르는 미립자 폴리올레핀 조성물은 하기 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다:[0030]
a) 폴리올레핀 분말 또는 이를 위한 단량체 공급원을 열가소성 탄성중합체(여기서, 상기 열가소성 탄성중합체는[0031]
용매 중의 용액 또는 분산액 형태이다)와 배합하는 단계;
b) 폴리올레핀의 단량체 공급원이 사용되는 경우, 상기 폴리올레핀의 공급원을 중합 조건하에 중합 촉매와 접촉[0032]
시켜 폴리올레핀을 형성하는 단계; 및
c) 상기 용매를 제거하여 분말을 형성하는 단계.[0033]
본질적으로, 상기 방법은 두가지 양태로 이루어진다. 제1 양태에서, 상기 열가소성 탄성중합체는 폴리올레핀[0034]
분말, 바람직하게는 초기 상태인 폴리올레핀 분말(즉, 초기 폴리올레핀 분말)과 배합된다. 제2 양태에서, 상기
열가소성 탄성중합체는 상기 중합체용 단량체 공급원과 배합되고, 상기 폴리올레핀은 단량체의 존재하에 중합된
다.
본 명세서에서, 촉매라는 용어는 단일-성분 촉매 및 촉매적 활성 성분과 조촉매의 배합물 둘 다를 포함하는 촉[0035]
매 시스템도 포함한다. 상기 두 가지 타입의 촉매들은 모두 당해 기술분야에 공지되어 있다.
상기 열가소성 탄성중합체는 용매 중의 용액 또는 분산액의 형태로 적용된다. 상기 용매는 상기 열가소성 탄성[0036]
중합체용 용매 또는 분산제로서 적합한 물질이다. 상기 폴리올레핀은 상기 용매 중에 실질적으로 불용성이어야
한다. 보다 특히, 용매 중의 폴리올레핀의 용해도는 실온에서 0.1 중량% 몰/g 미만이어야 한다. 상기 용매는
상기 열가소성 탄성중합체가 그 속에 용해되거나 분산될 수 있는 것이어야 한다. 상기 목표는 상기 폴리올레핀
과 상기 열가소성 탄성중합체 사이의 균질 혼합물을 확실히 하기 위함이다. 그러므로, 상기 용매와 상기 열가
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소성 탄성중합체는 상기 열가소성 탄성중합체가 용매 중에 용해되거나 적어도 팽윤된 입자 형태로 상기 용매 중
에 분산되도록 서로 조화되어야 한다.
적합한 용매의 예는 톨루엔, 벤젠, 에틸벤젠, 디메틸벤젠(및 이의 이성체)와 같은 방향족 용매들을 포함한다.[0037]
이러한 그룹 중에서, 톨루엔이 바람직하다. 적합한 용매의 예는 사이클로헥산, 헥산, 옥탄, 파라핀과 같은 지
방족 용매를 포함한다. 이러한 그룹 중에서, 사이클로헥산이 바람직하다. 아세테이트가 또한 사용될 수 있다.
이의 예에는 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 부틸아세테이트, 및 아밀아세테이트가 포함된다. 상기 그룹
중에서 부틸아세테이트가 바람직하다. 에테르가 또한 사용될 수 있다. 이러한 그룹 중에서, 디에틸 에테르가
바람직하다.
상기 용매 중의 열가소성 탄성중합체의 농도는 본 발명에서 중요하지 않다. 상기 농도가 낮을수록, 필요한 양[0038]
의 열가소성 탄성중합체를 중합체 조성물이 되게 하기 위해 더 많은 용매가 필요할 것이다. 따라서, 실용적인
목적으로, 최소한의 농도, 즉 1 중량%일 수 있다. 상기 농도의 상한은 상기 용매 중의 열가소성 탄성중합체의
용해도에 의해 측정된다. 상기 농도가 매우 높은 경우, 상기 혼합물은 점성이 되거나 상기 폴리올레핀을 상기
용액 또는 분산액과 균질하게 합하기 어려울 수 있다. 따라서, 실용적인 목적으로, 상기 농도의 상한으로 40
중량%가 언급될 수 있다. 본 발명의 한 양태에서, 상기 용매 중의 폴리올레핀의 농도는 2 내지 25 중량%, 보다
특정하게는 5 내지 20 중량%일 수 있다. 적절한 양의 측정은 당업자의 역량하에 잘 이루어진다.
이후 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 용매 중의 상기 열가소성 탄성중합체의 분산액 또는 용액은 폴리올레[0039]
핀 분말 또는 이를 위한 단량체 공급원과 배합된다. 상기 용매가 중합체 분말 또는 중합체 공급원과 균질하게
혼합되는 한, 상기 배합이 수행되는 방식은 본 발명에서 중요하지 않다. 적절한 혼합 방식을 결정하는 것은 당
업자의 역량에 속한다.
이후, 상기 용매는 상기 조성물로부터 제거된다. 이는 통상적인 방식으로, 예를 들면, 여과, 기울기 및 증발[0040]
중 하나 이상에 의해 대기압 또는 감압하에 수행될 수 있다. 용매가 제거되는 동안, 상기 열가소성 탄성중합체
가 상기 용매 중에 용해될 때 상기 탄성중합체를 회수하지 않도록 주의를 기울여야 한다. 그러므로, 여과 및
기울기는 때로는 덜 적합할 수 있다. 상기 최종 생성물의 용매 함량은 일반적으로 1 중량% 미만, 바람직하게는
0.5 중량% 미만, 보다 특히 0.1 중량% 미만이다.
본 발명에 따르는 방법의 한 양태에서, 폴리올레핀 분말이 열가소성 탄성중합체의 용액 또는 분산액과 배합된[0041]
후, 상기 용매가 제거된다. 이러한 양태에서, 상기 열가소성 탄성중합체는 바람직하게는 초기 형태의 폴리올레
핀 분말과 배합된다. 임의로, 상기 폴리올레핀 분말은 상기 물질의 초기 특징이 영향을 받지만 않는다면 세척
및 건조와 같은 통상적인 전처리 단계들을 거친다. 어떠한 타입의 전처리 단계가 적합하게 적용될 수 있는지는
당업자에게 명백할 것이다. 상기 초기 폴리올레핀은 본 발명에 따르는 미립자 폴리올레핀 조성물에 대해 상기
논의된 요건을 충족시키는 입자 크기 분포를 가질 것이다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 상기 열가소성 탄성중합체를 용매의 존재하에 폴리올레핀용 단량체 공급원과 배합[0042]
시킨 다음, 폴리올레핀의 공급원을 중합 조건하에 중합 촉매와 접촉시켜 폴리올레핀을 형성한다.
상기 중합방법은 당해 기술분야에 공지된 방법들에 의해 수행될 수 있다. 한 양태에서, 상기 촉매는 단일 활성[0043]
점(single-site) 촉매이다. 한 양태에서, 상기 중합방법은 상기 중합체의 결정화 온도보다 낮은 온도에서 수행
되어 상기 중합체는 형성 즉시 결정화되도록 한다. 이러한 양태에서, 반응 조건은 상기 중합 속도가 결정화 속
도보다 낮도록 선택될 수 있다. 이들 합성 조건은 상기 분자쇄들이 이들의 형성 직후 결정화되게 하여, 상기
용액 또는 용융물로부터 수득된 것과 실질적으로 상이한 모폴로지를 유도한다. 촉매의 표면에서 형성되는 결정
질 모폴로지는 결정화 속도와 상기 중합체의 성장 속도 사이의 비에 따라 크게 좌우될 것이다. 더욱이, 상기
합성 온도(이는 특정 경우 결정화 온도이기도 하다)는 상기 수득된 분말의 모폴로지에 강한 영향을 미칠
것이다. 한 양태에서, 상기 반응 온도는 -50 ℃ 내지 50 ℃, 보다 특히 -15 ℃ 내지 30 ℃의 범위이다. 어
떠한 반응 온도가 어떠한 타입의 촉매, 중합체 농도, 및 상기 반응에 영향을 미치는 기타 파라미터와 적절하게
조합되는 지를 일반적인 시행착오를 통해 결정하는 것은 당업자의 역량 내에서 잘 이루어진다. 거의 엉키지 않
은 UHMWPE를 수득하는 것이 바람직한 경우, 상기 중합 위치가 서로로부터 충분히 멀리 떨어져 있어서 합성되는
동안 상기 중합체 쇄들이 엉키지 않도록 하는 것이 중요하다. 이는 낮은 농도에서 결정화 매질을 통해 균질하
게 분산되는 단일 활성점 촉매를 사용하여 수행될 수 있다. 보다 특히, 반응 매질 1ℓ당 촉매 1.10
-4
몰 미만,
특히 1.10
-5
몰 미만의 농도가 적절할 수 있다. 상기 활성 부위들이 서로로부터 충분하게 멀리 떨어져 있어 중
합체의 형성 동안 상기 중합체들이 실질적으로 엉키지 않도록 주의를 기울이는 한, 지지된 단일 활성점 촉매가
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사용될 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 출발 UHMWPE를 제조하기에 적합한 방법은 당해 기술분야에 공지되어
있다. 예를 들면, WO 01/21668 및 US 2006/0142521을 참조한다.
상기 중합 반응이 종결되는 경우, 상기 용매는 상술한 바와 같이 제거된다. 상기 생성물은 역시 상술한 바와[0044]
같이 최종 용매 함량을 갖는다.
본 발명에 따르는 미립자 생성물은 다수의 방법으로 추가로 가공될 수 있다. 일반적으로, 상기 미립자 생성물[0045]
은 성형 단계에 의해 성형체로 전환될 수 있다. 적합한 성형 단계는 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 소결
또는 압축 성형을 포함한다.
한 양태에서, 상기 열가소성 탄성중합체를 함유하는 폴리올레핀, 특히 초고분자량 폴리에틸렌, 보다 더 특히 엉[0046]
키지 않은 UHMWPE는, 출발 폴리올레핀, 특히 초고분자량 폴리에틸렌, 보다 더 특히 엉키지 않은 UHMWPE를, 상기
중합체를 가공하는 동안 이의 온도가 이의 융점보다 높은 값으로 상승하지 않는 이러한 조건하에 치밀화 단계
및 연신 단계(stretching step)를 거치게 하는 단계들을 포함하는 고체 상태 필름 제조방법을 사용하여 필름으
로 전환시킨다. 상기 치밀화 단계를 수행하여 상기 중합체 입자들을 단일체(single object), 예를 들면, 모 시
트(mother sheet) 형태의 단일체로 집적시킨다. 상기 연신 단계를 수행하여 상기 중합체를 배향시키고 최종 생
성물을 제조한다. 상기 두 단계는, 예를 들면, 서로에 대해 수직 방향으로 수행될 수 있다. 이들 요소들을 단
일 단계로 결합시키거나 상기 방법을 각각 치밀화 요소 및 연신 요소 중 하나 이상을 수행하는 상이한 단계들로
수행하는 것은 본 발명의 범위 내에 속함을 유의한다. 예를 들면, 본 발명에 따르는 방법의 한 양태에서, 상기
방법은 상기 중합체 분말을 치밀화하여 모 시트를 형성하는 단계, 상기 플레이트를 롤링시켜 롤링된 모 시트를
형성하는 단계 및 상기 롤링된 모 시트를 연신시켜 중합체 필름을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르는 방법에서 인가된 치밀화 힘은 일반적으로 10 내지 10,000 N/cm
2
, 특히 50 내지 5000 N/cm
2
,[0047]
보다 특히 100 내지 2000 N/cm
2
이다. 상기 물질을 치밀화시킨 후의 밀도는 일반적으로 0.8 내지 1 kg/dm
3
, 특
히 0.9 내지 1 kg/dm
3
이다.
엉키지 않은 UHMWPE가 본 발명에서 사용되는 경우, 상기 치밀화 및 롤링 단계는 일반적으로 상기 중합체의 제한[0048]
받지 않는 융점보다 적어도 1 ℃ 더 낮은 온도에서, 특히 상기 중합체의 제한받지 않는 융점보다 적어도 3 ℃
더 낮은 온도에서, 보다 특히 상기 중합체의 제한받지 않는 융점보다 적어도 5 ℃ 더 낮은 온도에서 수행된다.
일반적으로, 상기 치밀화 단계는 상기 중합체의 제한받지 않는 융점보다 최대 40 ℃ 더 낮은 온도, 특히 최대
30 ℃ 더 낮은 온도, 보다 특히 최대 10 ℃ 더 낮은 온도에서 수행된다. 상기 양태의 방법에서, 상기 연신 단
계는 일반적으로 공정 조건하에 상기 중합체의 융점보다 적어도 1 ℃ 더 낮은 온도, 특히 공정 조건하에 상기
중합체의 융점보다 적어도 3 ℃ 더 낮은 온도, 보다 특히 공정 조건하에 상기 중합체의 융점보다 적어도 5 ℃
더 낮은 온도에서 수행된다. 당업자가 인식하듯이, 중합체들의 융점은 이들이 놓이는 조건하의 제한요소에 따
라 좌우될 수 있다. 이는, 공정 조건하의 융점이 경우에 따라 변할 수 있음을 의미한다. 이는 상기 방법에서
응력 장력이 급격하게 강하되는 온도로서 용이하게 측정될 수 있다. 일반적으로, 상기 연신 단계는 공정 조건
하에 상기 중합체의 융점보다 최대 30 ℃ 더 낮은 온도, 특히 공정 조건하에 상기 중합체의 융점보다 최대 20
℃ 더 낮은 온도, 보다 특히 최대 15 ℃ 더 낮은 온도에서 수행된다.
출발 중합체의 제한받지 않은 융점은 138 ℃ 내지 142 ℃의 범위이고 당업자에 의해 용이하게 측정될 수 있다.[0049]
상기 지시된 값을 사용하면 적절한 작동 온도를 계산할 수 있다. 상기 제한받지 않은 융점은 질소에서 30 ℃
내지 180 ℃의 온도 범위에 걸쳐서 10 ℃/min의 온도 증가 속도로 DSC(시차 주사 열량계)를 통해 측정될 수 있
다. 80 내지 170 ℃에서 최대 흡열 피크의 최대치가 본원에서는 융점으로서 평가된다.
본 발명에 따르는 방법에서 연신 단계를 수행하여 상기 중합체 필름을 제조한다. 상기 연신 단계는 당해 기술[0050]
분야에 통상적인 방식으로 하나 이상의 단계들로 수행될 수 있다. 적합한 방식은, 상기 필름을, 양쪽으로 롤링
하는 롤들의 세트에 대해 하나 이상의 단계들로 제2 롤이 제1 롤보다 더 빨리 롤링하는 공정 방향으로 유도하는
단계를 포함한다. 연신은, 예를 들면, 핫 플레이트 상에서 또는 공기 순환식 오븐에서 수행될 수 있다.
본 발명의 한 양태에서, 특히 엉키지 않은 폴리에틸렌의 경우, 상기 연신 단계는 적어도 두 단계의 개별 연신[0051]
단계들을 포함하며, 여기서 상기 제1 연신 단계는 제2 연신 단계 및 임의의 추가의 연신 단계보다 더 낮은 온도
에서 수행된다. 한 양태에서, 상기 연신 단계는 적어도 두 단계의 개별 연신 단계들을 포함하며, 여기서 각각
의 추가 연신 단계는 선행 연신 단계의 온도보다 높은 온도에서 수행된다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 상기
방법은 개별 단계들이, 예를 들면, 특정 온도의 개별 핫 플레이트 상에 공급되는 필름의 형태로 확인될 수 있는
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방식으로 수행될 수 있다. 상기 방법은 또한 연속식으로 수행될 수 있으며, 여기서 상기 필름은 상기 연신 공
정의 개시시 더 낮은 온도로 처리하고 상기 연신 공정의 말미에서 더 높은 온도로 처리하여, 온도 구배가 이들
온도 사이로 적용된다. 이러한 양태는, 예를 들면, 상기 필름을 온도 존(zone)들이 구비된 핫 플레이트 상에
유도함으로써 수행될 수 있으며, 여기서 상기 치밀화 장치에 가장 근접한 핫 플레이트의 끝에서의 존이 상기 치
밀화 장치로부터 가장 먼 핫 플레이트의 끝에서의 존에 비해 낮은 온도를 갖는다. 한 양태에서, 상기 연신 단
계 동안 인가된 최저 온도와 상기 연신 단계 동안 인가된 최고 온도 사이의 차이는 적어도 3 ℃, 특히 적어도 7
℃, 보다 특히 적어도 10 ℃이다. 일반적으로, 상기 연신 단계 동안 인가된 최저 온도와 상기 연신 단계 동안
인가된 최고 온도 사이의 차이는 최대 30 ℃, 특히 최대 25 ℃이다.
상기 중합체의 특성에 따라, 상기 필름의 총 연신 비는 비교적 높을 수 있다. 예를 들면, 상기 총 연신 비는[0052]
적어도 80, 특히 적어도 100, 보다 특히 적어도 120일 수 있다. 엉키지 않은 폴리에틸렌의 경우, 더 높은 값,
예를 들면, 적어도 140, 보다 특히 적어도 160이 언급될 수 있다. 총 연신 비는 상기 치밀화된 모시트의 단면
적을 상기 모시트로부터 제조된 인발된 필름의 단면으로 나눔으로써 정의된다.
한 양태에서, 본 발명에 따르는 방법의 연신 단계는 모듈러스가 60 GPa인 물질로부터 모듈러스가 적어도 80[0053]
GPa, 특히 적어도 100 GPa, 보다 특히 적어도 120 GPa, 적어도 140 GPa 또는 적어도 150 GPa인 물질로의 연신
단계가 상술한 속도로 수행되도록 수행될 수 있다.
각각 고속 연신 단계가 개시될 때의 계산을 위한 출발 점로서, 강도가 1.5 GPa이고/이거나 연신 비가 80이고/이[0054]
거나 모듈러스가 60 GPa인 중간 생성물이 사용되는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 이는 상기 출발 물질이
강도, 연신 비 또는 모듈러스에 대해 특정 값을 갖는 경우 별도로 확인 가능한 연신 단계가 수행됨을 의미하지
않는다. 이들 특성을 갖는 생성물은 연신 단계 동안 중간 생성물로서 형성될 수 있다. 이어서, 상기 연신 비
는 특정한 출발 특성을 갖는 생성물로 환산될 것이다. 상술한 높은 연신 속도가, 고속 연신 단계(들)을 포함하
는 모든 연신 단계들이 공정 조건하에 상기 중합체의 융점보다 낮은 온도에서 수행된다는 요건에 따라 좌우된다
는 점이 주목된다.
본 발명은 또한 열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올레핀을 포함하는 성형체에 관한 것이다. 성형체는, 예[0055]
를 들면, 필름, 테이프, 섬유, 필라멘트, 및 이들 물질을 함유하는 제품(예: 로프, 케이블, 네트, 직물), 및 보
호 장비(예: 내탄도성 성형품)이다.
부수적으로, 열가소성 탄성중합체의 피복물인 폴리올레핀 성형체 필름을 제공하는 것이 당해 기술분야에 공지되[0056]
어 있다. 이는, 예를 들면, 단일층들의 압축된 스택을 함유하는 내탄도성 성형품을 기술하는 EP 833742에 기술
되어 있으며, 각각의 단일층은 단방향으로 배향된 폴리올레핀 섬유와 최대 30 중량%의 열가소성 탄성중합체일
수 있는 유기 매트릭스 물질을 함유한다. 상기 섬유는 폴리에틸렌 섬유일 수 있다. 반면, 본 발명의 성형체는
상기 성형체 전체에 분포된 열가소성 탄성중합체를 포함한다. 본원의 맥락 내에서, 상기 성형체 전체에 걸친
분포란, 열가소성 탄성중합체가 상기 성형체 내의 모든 위치에서 발견될 수 있음을 의미한다. 매트릭스로 피복
된 폴리올레핀 성형체와 본 발명에 따르는 성형체의 차이는 주사 전자 현미경을 사용하여 평가될 수 있다.
한 양태에서, 본 발명은 필름, 특히 UHMWPE 필름 전체에 걸쳐서 분포된 열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올[0057]
레핀 필름에 관한 것이며, 여기서 상기 필름은 높은 인장 강도, 높은 인장 모듈러스 및 높은 인장 파단 에너지
(tensile energy-to-break) 중 하나 이상을 갖는다.
한 양태에서, 상기 인장 강도는 적어도 1.0 GPa, 특히 적어도 1.2 GPa, 보다 특히 적어도 1.5 GPa, 보다 더 특[0058]
히 적어도 1.8 GPa, 보다 더 특히 적어도 2.0 GPa, 보다 더 특히 적어도 2.5 GPa, 보다 특히 적어도 3.0 GPa,
보다 더 특히 적어도 4 GPa이다. 인장 강도는 ASTM D882-00 또는 ASTM D882-10에 따라 측정된다.
한 양태에서, 상기 인장 모듈러스는 적어도 40 GPa, 특히 적어도 50 GPa이다. 상기 모듈러스는 ASTM D882-00[0059]
또는 ASTM D882-10에 따라 측정된다. 보다 특히, 상기 인장 모듈러스는 적어도 80 GPa, 보다 특히 적어도 100
GPa, 보다 더 특히 적어도 120 GPa, 보다 더 특히 적어도 140 GPa 또는 적어도 150 GPa이다.
한 양태에서, 상기 인장 파단 에너지는 적어도 5 J/g, 특히 적어도 10 J/g, 보다 특히 적어도 15 J/g, 보다 더[0060]
특히 적어도 20 J/g, 보다 더 특히 적어도 30 J/g 또는 적어도 40 J/g이다. 상기 인장 파단 에너지는 50 %/min
의 변형 속도를 사용하여 ASTM D882-00 또는 ASTM D882-10에 따라 측정된다. 이는 상기 응력-변형 곡선하의 단
위질량당 에너지를 적분함으로써 계산된다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 필름은 200/110 단일평면 배향 파라미터 Φ가 적어도 3이다. 상기 200/110 단일[0061]
평면 배향 파라미터 Φ는 반사 기하학으로 측정되는 테이프 샘플의 X-선 회절(XRD) 패턴에서 200 피크 영역과
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110 피크 영역 사이의 비로서 정의된다. 상기 파라미터의 의미 및 이의 측정 방법에 대해 WO 2009/007045를 참
조한다.
상기 값이 적어도 4, 보다 특히 적어도 5 또는 적어도 7이면 바람직할 수 있다. 적어도 10 또는 심지어 적어도[0062]
15와 같은 더 높은 값이 특히 바람직할 수 있다. 상기 파라미터에 대한 이론적 최대치는 상기 피크 면적 110이
0인 경우 무한대이다. 상기 200/110 단일평면 배향 파라미터에 대한 높은 값은 강도 및 파단 에너지에 대한 높
은 값에 의해 종종 달성된다.
본 발명에 따르는 성형체는 또한 섬유일 수 있다. 상기 섬유의 강도, 모듈러스 및 파단 에너지의 경우, 동일한[0063]
바람직한 범위는 상기 필름에 대해 상술한 바와 같이 적용한다.
적합한 섬유는, 예를 들면, 슬릿팅(slitting)을 통해 기계적 분할 방법을 포함하는 상술한 바와 같은 상기 필름[0064]
으로부터 수득될 수 있다. 상술한 바와 같은 방법은 테이프를 제공할 것이다. 이들은, 예를 들면, 슬릿팅을
통해 기계적 분할 방법을 포함하는 당해 기술분야에 공지된 방법들을 통해 섬유로 전환될 수 있다. 이들은 또
한 중량평균 분자량이 적어도 100,000 g/몰이고 Mw/Mn 비가 최대 6이고 200/110 단일평면 배향 파라미터가 적어
도 3인 폴리에틸렌 테이프를 상기 테이프의 전체 폭에 대해 상기 테이프의 두께 방향으로 가압하는 단계를 포함
하는 방법을 통해 수득될 수 있다. 다시, 상기 출발 테이프의 분자량 및 Mw/Mn 비에 관한 추가의 설명 및 바람
직한 양태를 위해 상술한 바를 참조한다. 상기 방법의 추가의 설명을 위해, WO 2010/003971을 참조한다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 섬유는 최대 55 °의 020 단일평면 배향 파라미터를 갖는다. 상기 020 단일평면[0065]
배향 파라미터는 섬유 표면에 대해 020 결정 평면의 배향 정도에 대한 정보를 제공한다. 상기 파라미터의 값
및 측정 방법에 대해서는 WO 2010/003971을 참조한다. 상기 020 단일평면 배향 파라미터는 바람직하게는 최대
45 °, 보다 바람직하게는 최대 30 °이다. 일부 양태에서, 상기 020 단일평면 배향 값은 최대 25 °일 수 있
다. 020 단일평면 배향 파라미터가 상기 약정된 범위 내에 속하는 섬유들은 높은 강도와 높은 파단 신도를 갖
는 것으로 밝혀졌다. 본 명세서에서, 상기 020 단일평면 배향 파라미터는 폭이 0.5 mm보다 작은 섬유에만 사용
될 것이다.
한 양태에서, 상기 필름의 폭은 일반적으로 적어도 5 mm, 특히 적어도 10 mm, 보다 특히 적어도 20 mm, 보다 더[0066]
특히 적어도 40 mm이다. 상기 필름의 폭은 일반적으로 최대 200 mm이다. 상기 필름의 두께는 일반적으로 적어
도 8 ㎛, 특히 적어도 10 ㎛이다. 상기 필름의 두께는 일반적으로 최대 150㎛, 보다 특히 최대 100 ㎛이다.
한 양태에서, 상술한 바와 같은 높은 강도와 함께 높은 선밀도를 갖는 필름이 수득된다. 본원에서, 상기 선밀
도는 dtex 단위로 나타낸다. tex는 필름 10,000 m당 g 단위의 중량이다. 한 양태에서, 본 발명에 따르는 필름
은 선밀도가 적어도 3000 dtex, 특히 적어도 5000 dtex, 보다 특히 적어도 10000 dtex, 보다 더 특히 적어도
15000 dtex 또는 심지어 적어도 20000 dtex이면서, 강도도 상술한 바와 같이 적어도 2.0 GPa, 특히 적어도
2.5GPa, 보다 더 특히 적어도 3.0 GPa, 보다 더 특히 적어도 3.5 GPa, 보다 더 특히 적어도 4이다.
본 발명의 성형체는 내탄도성 물질에서 사용하기에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 본 발명은 또한 강화용의 가[0067]
늘고 긴 바디들을 포함하는 시트의 압축된 스택을 포함하는 내탄도성 성형품에 관한 것이며, 여기서 상기 가늘
고 긴 바디들의 적어도 일부는 상기 가늘고 긴 바디들 전체에 걸쳐서 분포된 열가소성 탄성중합체를 갖는 폴리
올레핀의 가늘고 긴 바디들이다. 열가소성 탄성중합체의 성질 및 양, 상기 올레핀, 및 상기 성형 바디들의 특
성에 관한 바람직한 양태들에 대해, 상술한 것들을 참조한다.
본 발명의 맥락 내에서, 가늘고 긴 바디란 용어는 이의 가장 큰 치수인 길이가 이의 두번째로 작은 치수인 폭[0068]
및 이의 가장 작은 치수인 두께에 비해 큰 대상물을 의미한다. 보다 특히, 길이와 폭의 비는 일반적으로 적어
도 10이다. 상기 최대 비는 본 발명에서 중요하지 않으며 가공 파라미터에 따라 좌우될 것이다. 일반적인 값
으로서, 폭에 대한 길이의 최대 비로서 1,000,000이 언급될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 가늘고 긴
바디는 모노필라멘트, 멀티필라멘트 얀, 트레드, 테이프, 박편, 스테이플 섬유 얀, 및 규칙적이거나 불규칙한
단면을 갖는 기타의 가늘고 긴 물체(elongate object)들을 포함한다. 본 명세서 내에서, 시트라는 용어는 가늘
고 긴 바디들을 포함하는 개별 시트를 칭하며, 상기 시트는 다른 상응하는 시트들과 개별적으로 결합될 수
있다. 상기 시트는 아래에서 설명되는 바와 같이 매트릭스 물질을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다.
상기 지시한 바와 같이, 내탄도성 성형품에서 가늘고 긴 바디들의 적어도 일부는 상술한 요건들을 충족시키는[0069]
폴리올레핀의 가늘고 긴 바디들이다. 본 발명의 효과를 수득하기 위해, 내탄도성 성형품에서 존재하는 가늘고
긴 바디들의 총 중량에 대해 계산된 적어도 20 중량%의 가늘고 긴 바디들이 본 발명의 요건을 충족시키는 폴리
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에틸렌의 가늘고 긴 바디들인 것이 바람직하며, 특히 상기 내탄도성 성형품에 존재하는 가늘고 긴 바디들의 적
어도 50 중량%, 보다 특히 적어도 75 중량%, 보다 더 특히 적어도 85 중량% 또는 적어도 95 중량%가 상기 요건
을 충족시킨다. 한 양태에서, 상기 내탄도성 성형품에 존재하는 가늘고 긴 바디들의 전부가 상기 요건들을 충
족시킨다.
상기 시트들은 강화용의 가늘고 긴 바디들을 평행한 섬유들 또는 테이프들로서 포함할 수 있다. 테이프들이 사[0070]
용되는 경우, 이들은 서로 인접할 수 있지만, 필요하다면 이들은 부분적으로 또는 전체적으로 중첩될 수 있다.
상기 가늘고 긴 바디들은 펠트, 편직물 또는 제직물로서 형성될 수 있거나, 임의의 기타 수단들에 의해 시트로
형성될 수 있다.
상기 시트들의 압착된 스택은 매트릭스 물질을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 용어 "매트릭스 물질"이란,[0071]
가늘고 긴 바디들 및/또는 시트들을 함께 결합시키는 물질을 의미한다. 매트릭스 물질이 상기 시트 자체에 존
재하는 경우, 이는 상기 시트 중의 가늘고 긴 바디들을 전체적으로 또는 부분적으로 감쌀 수 있다. 상기 매트
릭스 물질이 상기 시트의 표면 상에 적용되는 경우, 이는 상기 시트들을 함께 유지시키는 아교 또는 결합제로서
작용할 것이다. 본 명세서에서, 매트릭스 물질이란 용어는 상기 시트들 내에 존재하는 열가소성 탄성중합체에
대한 추가 물질의 사용을 칭한다.
본 발명의 특징은, 상기 성형 바디들이 상기 가늘고 긴 바디들을 통해 균질하게 분포되어 있는 열가소성 탄성중[0072]
합체를 함유하기 때문에 추가의 매트릭스 물질을 제공하는 것이 불필요하다는 것이다. 일반적으로, 상기 가늘
고 긴 바디들 중에 존재하는 열가소성 탄성중합체는 상기 가늘고 긴 바디들 사이에 요구되는 접착력을 제공하기
에 충분하다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 시트는 매트릭스 물질을 함유하지 않는다. 상기 시트는 가늘고 긴 바디들의 층을[0073]
제공하고, 필요한 경우, 상기 가늘고 긴 바디들을 열 및 압력의 인가에 의해 함께 접착시키는 단계들에 의해 제
조될 수 있다. 본 발명의 특징은, 상기 가늘고 긴 바디들이 사실상 열 및 압력의 인가에 의해 서로 접착될 수
있다는 점이다. 본 발명의 한 양태에서, 상기 가늘고 긴 바디들은 적어도 부분적으로 서로 중첩된 후, 압축되
어 서로 접착된다. 이러한 양태는 상기 가늘고 긴 바디들이 테이프 형태인 경우 특히 흥미롭다.
바람직하다면, 매트릭스 물질을 상기 시트들 위에 적용하여, 상기 내탄도성 물질을 제조하는 동안 상기 시트들[0074]
을 서로 접착시킬 수 있다. 상기 매트릭스 물질은 필름의 형태로 적용되거나, 바람직하게는 액체 물질의 형태
로 적용될 수 있는데, 이들 두 경우 다, 예를 들면, WO 2009/109632에 기술되어 있다. 매트릭스 물질이 본 발
명에 따라 압축된 스택 중에 사용되는 경우, 상기 매트릭스 물질은, 가늘고 긴 바디 및 유기 매트릭스 물질의
총량에 대해 계산된, 0.2 내지 40 중량%의 양으로 압축된 스택 중에 존재한다. 40 중량% 초과의 매트릭스 물질
을 사용하면 상기 내탄도성 물질의 특성을 추가로 증가시키지 못하면서 상기 내탄도성 물질의 중량만 증가시키
는 것으로 밝혀졌다. 상기 매트릭스 물질이 존재하는 경우, 이는 적어도 1 중량%, 보다 특히 적어도 2 중량%,
일부 경우 적어도 2.5 중량% 존재하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 매트릭스 물질이 존재하는 경우, 이는 최
대 30 중량%, 때로는 최대 25 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 한 양태에서, 비교
적 소량의 매트릭스 물질, 즉 0.2 내지 8 중량% 범위의 양이 사용된다. 상기 양태에서, 상기 매트릭스 물질은
적어도 1 중량%, 보다 특히 적어도 2 중량%, 일부 경우 적어도 2.5 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직할 수
있다. 상기 양태에서, 상기 매트릭스 물질은 최대 7 중량%, 때로는 최대 6.5 중량%의 양으로 존재하는 것이 바
람직할 수 있다.
본 발명의 압축된 시트 스택은 NIJ 표준-0101.04 P-BFS 성능 시험의 등급 II의 요건을 충족시켜야 한다. 바람[0075]
직한 양태에서, 상기 표준의 등급 IIIa의 요건이 충족되며, 보다 더 바람직한 양태에서, 등급 III의 요건이 충
족되거나 등급 IV와 같은 기타 등급들의 요건이 충족된다. 상기 내탄도 성능은 바람직하게는 낮은 면적당 중량
을 수반하며, 특히 최대 19 kg/m
2
, 보다 특히 최대 16 kg/m
2
의 면적당 중량을 수반한다. 일부 양태에서, 상기
스택의 면적당 중량은 15 kg/m
2
정도로 낮을 수 있다. 상기 스택의 최소 면적당 중량은 요구되는 최소 내탄도
성에 의해 주어진다.
본 발명에 따르는 내탄도성 물질은 100 mm/min의 헤드 속도가 사용되는 점을 제외하고는 ASTM-D 1876-00에 따라[0076]
측정된 박리 강도가 바람직하게는 적어도 5 N, 보다 특히 적어도 5.5 N이다.
최종 용도 및 개별 시트들의 두께에 따라, 본 발명에 따르는 내탄도성 제품에서 스택 중의 시트들의 개수는 일[0077]
반적으로 적어도 2, 특히 적어도 4, 보다 특히 적어도 8이다. 시트들의 개수는 일반적으로 최대 500, 특히 최
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대 400이다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 압축된 스택 내에서 가늘고 긴 바디의 방향은 단방향성이 아니다. 이는, 전체로[0078]
서 상기 스택에서 가늘고 긴 바디들이 상이한 방향들로 배향되어 있음을 의미한다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 시트 중의 가늘고 긴 바디들은 단방향으로 배향되고, 시트 중의 가늘고 긴 바디들[0079]
의 방향은 상기 스택에서 기타 시트들의 가늘고 긴 바디들의 방향에 대해, 보다 특히 인접한 시트들의 가늘고
긴 바디들의 방향에 대해 회전한다. 상기 스택 내의 총 회전이 적어도 45 °에 달하는 경우 우수한 결과들이
달성된다. 바람직하게는 상기 스택 내의 총 회전은 약 90 °에 달한다. 본 발명의 한 양태에서, 상기 스택은
인접한 시트들을 포함하며, 여기서 한 시트의 가늘고 긴 바디들의 방향이 인접한 시트들의 가늘고 긴 바디들의
방향에 수직이다. 상기 양태에서 시트들이 자체 내에, 위에서 논의한 바와 같이, 예를 들면, 벽돌층을 쌓는 배
열(bricklayered arrangement)로 중첩된 평행한 가늘고 긴 바디들을 포함함을 주목한다.
본 발명은 또한 강화용의 가늘고 긴 바디들(이들 중의 적어도 일부는 가늘고 긴 바디들 전체에 걸쳐서 분포된[0080]
열가소성 탄성중합체를 포함하는 폴리올레핀의 가늘고 긴 바디들이다)을 포함하는 시트들을 제공하는 단계, 상
기 시트들을 스태킹(stacking)하는 단계 및 상기 스택을 적어도 0.5MPa의 압력하에 압축하는 단계를 포함하는,
내탄도성 성형품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 양태에서, 상기 시트들은 상기 스택 중의 가늘고 긴 바디들의 방향이 단방향성이 아닌 방식으로[0081]
스태킹된다.
상기 방법의 한 양태에서, 상기 시트들은 가늘고 긴 바디들의 층을 제공하고 상기 가늘고 긴 바디들을 접착(예[0082]
를 들면, 상기 가늘고 긴 바디들을 그대로 압축시킴으로써 접착)시킴으로써 제공된다. 후자의 양태에서, 매트
릭스 물질을 스태킹 전에 상기 시트들 위에 적용하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 인가될 압력은 충분한 특성을 갖는 내탄도성 성형품의 형성을 확실히 하기 위한 것이다. 상기 압력은 적[0083]
어도 0.5 MPa이다. 최대 80 MPa의 최대 압력이 언급될 수 있다.
필요한 경우, 압축되는 동안의 온도는, 상기 매트릭스가 가늘고 긴 바디들 및/또는 시트들을 서로 접착시키도록[0084]
돕는 것이 필요하다면, 상기 매트릭스 물질이 이의 연화점 또는 융점보다 높도록 선택된다. 승온에서의
압축은, 상기 성형품이 상기 유기 매트릭스 물질의 연화점 또는 융점보다 높고 상기 가늘고 긴 바디들의 연화점
또는 융점보다 낮은 압축 온도에서 특정한 압축 시간 동안 소정의 압력하에 있음을 의미한다. 한 양태에서, 이
러한 단계는 이완이 전혀 일어나지 않는 이러한 조건하에 수행된다.
요구되는 압축 시간 및 압축 온도는 가늘고 긴 바디 및 매트릭스 물질의 종류 및 성형품의 두께에 따라 좌우되[0085]
며, 당업자가 쉽게 측정할 수 있다.
상기 압축이 승온에서 수행되는 경우, 상기 압축된 물질의 냉각 또한 가압하에 수행되어야 한다. 가압하의 냉[0086]
각은, 적어도 상기 성형품의 구조가 대기압하에 더이상 이완될 수 없을 정도로 낮은 온도에 도달할 때까지 소정
의 최소 압력이 냉각되는 동안 유지됨을 의미한다. 상기 온도를 각각의 경우에 맞게 측정하는 것은 당업자의
역량에 속한다. 적용될 수 있는 경우, 소정의 최소 압력에서의 냉각은 상기 유기 매트릭스 물질이 대부분 또는
완전히 경화 또는 결정화되는 온도까지 낮아지고 상기 강화용의 가늘고 긴 바디들의 이완 온도 미만이 되는 것
이 바람직하다. 상기 냉각 동안의 압력은 상기 고온에서의 압력과 같을 필요는 없다. 냉각 동안, 성형품의 수
축 및 프레스에 의해 야기되는 압력 저하를 상쇄시키기 위해 적절한 압력 값으로 유지하도록 상기 압력을 모니
터링해야 한다.
상기 매트릭스 물질의 성질에 따라, 상기 시트 중의 강화용의 가늘고 긴 바디들이 고분자량 선형 폴리에틸렌의[0087]
고인발의 가늘고 긴 바디들인 내탄도성 성형품을 제조하기 위해, 상기 압축 온도는 바람직하게는 115 내지 135
℃이고, 70 ℃ 미만으로의 냉각은 일정한 압력에서 수행된다. 본 명세서 내에서, 상기 물질의 온도, 예를
들면, 압축 온도는 상기 성형품의 두께의 절반 부분에서의 온도를 칭한다.
본 발명의 방법에서, 상기 스택은 느슨한 시트들로부터 출발하여 제조될 수 있다. 그러나, 느슨한 시트들은 가[0088]
늘고 긴 바디들의 방향으로 용이하게 인열된다는 점에서 핸들링하기 어렵다. 그러므로, 2 내지 50개의 시트를
함유하는 고정된(consolidated) 시트 팩키지들로부터의 스택을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 한 양태에서,
2 내지 8개의 시트들을 함유하는 스택들이 제조된다. 또 다른 양태에서, 스택들은 10 내지 30개의 시트들로 제
조된다. 상기 시트 팩키지들 내의 시트들의 배향에 대해, 상기 압축된 스택 내의 시트들의 배향에 대해 상술한
바를 참조한다.
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고정된이란, 상기 시트들이 서로 단단하게 부착됨을 의미한다. 상기 시트 팩키지들 역시 압축되는 경우 매우[0089]
우수한 결과가 달성된다.
본 발명은 하기 실시예들에 의해 설명될 것이지만, 본 발명이 이로 제한되거나 이로써 제한되지는 않는다. [0090]
실시예[0091]
실시예 1: 초고분자량 폴리에틸렌과 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체[0092]
중합체 블렌드들이 다음과 같이 제조되었다: 150 ml의 용매를 함유하는 1ℓ 비이커글래스 내로, 스티렌-부타디[0093]
엔-스티렌 블록 공중합체(SBS, Styroflex 2G66 (제조원: BASF))를 연속적으로 교반하면서 첨가하였다. 용해시
킨 후, 90 g의 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ticona GUR 168X)을 첨가하고, 상기 혼합물을 균질하게 혼합하였
다. 상기 혼합물을 40 ℃에서 적어도 12시간 동안 진공 오븐에 넣어두었다. 상기 혼합물을 3 내지 4회 교반하
였다. 상기 생성된 물질은 자유 유동 분말이었다. 제조 및 조성에 대한 세부사항은 하기 표에 제시하였다.
[0094]
테이프들은 상기 블렌드들로부터 다음과 같이 제조되었다: 620 * 30 mm의 캐비티를 갖는 금형은 25 g의 중합체[0095]
분말로 충전하며, 137 내지 138 ℃에서 140 bar로 7분 동안 압축시켜 시트를 형성하였다.
상기 시트는 1분 동안 138 ℃에서 예열되고 콜린 캘린더(Collin Calander)(직경 롤: 250 mm, 슬릿 거리 0.1[0096]
mm, 유입구 속도 0.5 m/min)로 롤링되었다. 상기 테이프는 롤 상에서 즉시 연신된다(속도 2.5 m/min).
상기 테이프는 154 ℃에서 50 cm 길이의 오일 가열된 핫 플레이트 상에서 두 단계로 연신되었다. 제조된 테이프[0097]
는 상기 핫 플레이트의 입구로부터 20 cm 지난 후 상기 핫 플레이트와 접촉하였다.
상기 테이프의 특성들, 및 상기 열가소성 탄성중합체를 함유하지 않는 동일한 중합체의 테이프의 특성들은 하기[0098]
표에 주어진다.
[0099]
상기 테이프들의 접착 특성은 다음과 같이 시험하였다: 종이와 펠트 시트들 사이에 있는 Fontijne SRB 150 프레[0100]
스에서 테이프들의 말단들을 5 mm 중첩시키면서 함께 일렬로 120 ℃에서 5초 동안 25톤으로 프레싱하였다. 상
기 접착력은 상기 물질이 파단 없이 지지될 수 있는 최대 힘이며 50 mm/min의 속도에서 인장 시험기로 측정되었
다. 상기 비력(specific force)은 접착력을 상기 테이프의 폭으로 나누어 계산되었다. 상기 결과는 다음 표에
주어진다.
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[0101]
모든 경우에서, 상기 블렌드로부터 제조된 테이프들의 접착력이 상기 열가소성 탄성중합체를 함유하지 않는 테[0102]
이프에 비해 더 높은데, 이는 열가소성 탄성중합체의 존재의 효과를 지시한다.
실시예 2: 엉키지 않은 초고분자량 폴리에틸렌과 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체[0103]
중합체 블렌드가 다음과 같이 제조되었다: 100 ml의 용매를 함유하는 300ℓ 비이커글래스 내로, 2.70 g의[0104]
SBS(Styroflex 2G66 (제조원: BASF))를 연속적으로 교반하면서 첨가하였다. 용해시킨 후, 50 g의 엉키지 않은
PE(제조원: University of Loughborough)를 첨가하면서 200 ml의 톨루엔을 단계적으로 첨가하고 균질하게 혼합
하였다. 상기 혼합물을 40 ℃에서 약 12시간 동안 진공 오븐에 넣어두었다. 상기 혼합물을 3 내지 4회 교반하
였다. 상기 생성된 물질은 자유-유동 분말이었다. 제조 및 조성에 대한 세부사항은 하기 표에 제시하였다.
[0105]
테이프는 상기 블렌드로부터 다음과 같이 제조되었다: 620 * 30 mm의 캐비티를 갖는 금형을 25 g의 중합체 분[0106]
말로 충전하며, 120 ℃에서 140 bar로 7분 동안 압축시켜 시트를 형성하였다.
상기 시트는 1분 동안 118 ℃에서 예열되고 콜린 캘린더(직경 롤: 250 mm, 유입구 속도 0.5 m/min, 125 °)로[0107]
각각 0.3 mm, 0.2 mm 및 0.15 mm의 슬릿 거리에서 3회 롤링되었다. 상기 테이프는 0.15 mm의 슬릿 거리에서 롤
상에서 즉시 연신되었다(속도 2.5 m/min). 상기 테이프는 136 ℃에서 50 cm 길이의 오일 가열된 핫 플레이트
상에서 두 단계로 연신되었다. 제조된 테이프는 상기 핫 플레이트의 입구로부터 20 cm 지난 후 상기 핫 플레이
트과 접촉하였다. 상기 테이프의 특성들, 및 상기 열가소성 탄성중합체를 함유하지 않는 동일한 중합체의 테이
프의 특성들은 하기 표에 주어진다.
[0108]
상기 테이프의 접착 특성들은 다음과 같이 시험하였다: 종이와 펠트 시트들 사이에 있는 Fontijne SRB 150 프레[0109]
스에서 테이프들의 말단들을 5 mm 중첩시키면서 함께 일렬로 135 ℃에서 20초 동안 25톤으로 프레싱하였다. 상
기 온도는 열전쌍을 갖는 Fluke 54II 온도계(타입 K)로 측정하였다.
상기 접착력은 상기 물질이 파단 없이 지지될 수 있는 최대 힘이며 50 mm/min의 속도에서 인장 시험기로 측정되[0110]
었다. 상기 비력은 접착력을 상기 테이프의 폭으로 나누어 계산되었다. 상기 결과는 다음 표에 주어진다.
[0111]
본 실시예에서 사용된 엉키지 않은 PE의 경우, 열가소성 탄성중합체와의 블렌드를 사용함으로써 테이프들을 서[0112]
로 접착시킬 수 있음이 드러난다. 열가소성 탄성중합체가 없다면, 이는 가능하지 않다.
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