KR100581161B1 - 방검 재료, 당해 재료에 사용되는 피복된 캐리어 및 당해 재료로 제조된 의류 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 직물 다발 위에 제공되는, 고체 입자로 피복되어 있는 캐리어로 이루어진 방검 재료로서, 캐리어 위의 피막이, 직경이 0.1 내지 3㎜인 연마재 입자로 이루어져 있고, 직물 다발의 두께가 1.5㎜를 초과함을 특징으로 하는 방검 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 연마재 입자가, 경화 후에 탄성 필름을 형성하는 접착제에 의해 캐리어 위에 제공되는 피복된 캐리어에 관한 것이다. 특히, 아라미드 및 나일론^R 섬유로 제조된 직물이 캐리어 물질로서 사용될 수 있다. 바람직한 접착제는 역청질 접착제 또는 폴리우레탄계 접착제이다. 이러한 재료는 특히 보호 의류에 사용된다.

방검 재료, 보호 의류, 피복된 캐리어, 연마재 입자, 패딩.

Description

방검 재료, 당해 재료에 사용되는 피복된 캐리어 및 당해 재료로 제조된 의류{A stab-resisting material, a coated carrier to be used therewith, and clothing made of said material}

본 발명은 직물 다발 위에 제공되는, 고체 입자로 피복되어 있는 캐리어(carrier)로 이루어진 방검 재료(stab-resisting material)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 재료에 사용되는 피복된 캐리어 물질, 이러한 방검 재료를 포함하는 의류 및 이러한 의류에 맞춘, 본 발명에 따르는 재료를 기본으로 하는 패딩(padding)에 관한 것이다.

국제 공개공보 제WO 94/09656호에는, 절단에 대해 견딜 수 있는 재료가 공지되어 있다. 특히, 외과의가 사용하는 장갑이 당해 재료로 제조된다. 외과의는 수술을 수행하기 위해 사용하는 나이프의 미끄러짐이나 빠져나온 골절된 뼈에 의한 상해로부터 보호되어야 한다. 위와 같은 장갑용으로 사용되는 재료는 수개의 층, 특히 외층, 내층 및 중간층으로 제조된다. 연마재의 그레인(grain)이 위의 층들 사이에 제공된다. 사용되는 그레인의 직경은 최대 0.15㎜이다. 이러한 재료로 제조된 장갑을 착용하는 외과의는 장갑에 의한 손의 보호 이외에, 손의 촉감을 보유하는 것 또한 중요하다. 이는 장갑으로 제조되는 재료가 얇은 경우에만 가능한데, 위에서 언급한 국제 공개공보에는 재료의 총 두께가 최대 1.5㎜인 것으로 나타나 있다. 이러한 종류의 장갑은 외과의에게 의도된 효과를 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명의 목적은 나이프에 의한 강한 찌르기(stabbing)에 대해 견딜 수 있는 재료를 제공하여 본 발명이 목표로 하는 재료를 경찰, 군인 및 다른 개인용 의류에 사용할 수 있도록 하는 것이다.

국제 공개공보 제WO 96/03277호에는, 나이프로 찌르기 및 탄환 등의 충격에 대한 보호를 제공하는 재료가 공지되어 있는데, 이러한 재료를 나이프로 찌르기에도 또한 견딜 수 있는 방탄 조끼에 사용할 수 있다. 재료의 코어(core)는 플라즈마 스퍼터링(plasma sputtering)에 의해 아라미드(Aramid) 캐리어를 세라믹으로 피복시킴으로써 수득된다. 따라서, 두께가 최대 100㎛(0.1㎜ 미만), 바람직하게는 20 내지 40㎛인 세라믹 피막이 플라스틱 물질 층에 적용된다. 플라스틱 물질로 된 캐리어 위에 세라믹 피막이 존재함으로써 의류 제품이 비교적 강성으로 된다. 본 발명의 목적은, 가요성이 있고 착용하기 용이하면서도 나이프 찌르기에 대해 요구되는 저항성을 갖는 의류 제품을 제공하는 것이다.

유럽 공개공보 제0 499 812호에는, 나이프를 사용한 공격 뿐만 아니라 탄환의 충격에 대해서도 저항성이 있는 의류 제품이 공지되어 있다. 이로써 직경이 4 내지 18㎜인 유리 또는 세라믹 물질로 된 입자가 캐리어 위에 제공된다. 이러한 재료는 비교적 무겁고 매우 가요성이 아니며 탄환의 관통을 방지하는 데는 효과적이지만, 나이프로 찌르기에 대해 효과적이지 못하다.

나이프로 찌르기에 대해 저항성이 있고 착용하기 용이한 재료를 찾기 위한 연구의 결과로 도입부에서 언급한 바와 같은 재료를 개발하였는데, 이는 캐리어 위의 피막이, 직경이 0.1 내지 3㎜인 연마재 입자로 이루어져 있고, 직물 다발의 두께가 1.5㎜를 초과하는 것을 특징으로 한다.

미국 특허 제4,292,882호에는, 방탄 조끼 제조용 재료가 공지되어 있다. 당해 재료는, 특히 층 M이 세라믹 입자를 함유하는 수 개의 직물층으로 구성된다. 세라믹 입자는 수지 등에 의해 직물 속에 봉입되어 있고 함께 연결되어 있다. 입자 사이의 임의의 개구는 보다 작은 입자들로 충전되어 있다. 또한, 작은 입자들은 결합 수지 재료에 의해 실질적으로 완전하게 밀폐되고, 다양한 층들이 수많은 영역에서 서로 연결되어 적층된다. 위의 미국 특허는 찌르는 무기(stab weapon)를 사용한 관통을 방지하는 재료의 작용에는 주의를 기울이지 않았다. 또한, 위의 재료는 강성이고 착용시에 고신축성을 지니지 않기 때문에 착용감이 만족스럽지 못하다.

본 발명에 따르는 재료는 방검 층 및, 특히 경량이고 3차원적으로 신축성이 있으며 유연한 층 또는 층들로서 사용될 수 있거나, 하부 직물 다발과 함께 사용할 수 있다. 당해 재료는 찌르는 무기 및 날카롭고/거나 뾰족한 물체(예: 나이프, 단검, 도끼 및 바늘 등)에 대한 매우 높은 보호도를 인체에 제공한다. 따라서, 보호 의류는 경찰, 교도관 및 치안을 책임지는 관리자에게 구입되어 이들에게 찌르는 무기에 대한 보다 우수한 보호성을 제공할 수 있다. 위와 같은 보다 우수한 보호성은 보호 의류의 바람직한 착용감의 제공과 조합될 수 있는데, 왜냐하면 당해 재료는 신축성이 있고 유연하며 경량이기 때문이다. 보다 상세하게는, 이러한 바람직한 특성은 청구의 범위에서 한정되는 바와 같은 재료를 사용하여 수득된다.

본 발명의 원리에 따르면, 찌르는 무기가 연마재 입자와 접촉되는 경우 나이프의 끝 및 절단면이 손상되는데, 그 후 아라미드 직물 다발과 같은 기저 보호층이 손상된 나이프를 정지시키거나 크게 감속시켜 보호 의류의 최종 관통도가 만족스럽도록 할 수 있다. 이러한 손상은 접착제에 의해 캐리어 위에 제공되는 연마재 입자가 존재함으로써 실현된다. 다른 이점은 보호도가, 나이프가 보호층에 부딪히는 각도에 좌우되지 않는다는 점이다. 보호층은 바람직한 배향을 갖지 않으므로, 당해 재료는 의류 제품을 제조하기 위한 모든 가능한 방향에서 사용될 수 있고, 잘라 내어 보호 의류 착용자용으로 재단할 수 있다.

본 발명에 따르면, 당해 재료는 접착제 필름에 의해 지지 합성 직물 또는 캐리어에 접착되어 있는, 직경이 0.1 내지 3㎜, 바람직하게는 0.3 내지 0.9㎜인 미립 연마재 입자로 구성된 재료가 제조된다. 1층 또는 2층의 당해 피복된 캐리어 물질이 직물 다발 위에 위치한다. 이렇게 수득되는 재료는 방검 특성을 갖게 된다. 접착제를 캐리어에 도포한 후 연마재 입자를 그 위에 뿌린다. 이어서, 캐리어를 상하로 회전시키거나 두들김으로써 접착되지 않은 과량의 연마재 입자를 제거하고, 최종적으로는 접착제를 경화시키거나 건조시킨다. 캐리어는 바람직하게는 아라미드 직물[930 dTex 사(yarn), 예를 들면, 중량이 200g/㎡인 트바론(Twaron) CT 또는 케블라(Kevlar) 129]이다. 직물 다발은, 바람직하게는 캐리어와 동일한 아라미드 직물로 제조한다.

원칙적으로는 캐리어용으로 합성 직물을 사용할 수 있다. 그러나, 실험들로부터 최고의 결과가 탄도성 나일론(ballastic Nylon) 또는 아라미드 직물로 제조된 직물을 사용하여 수득된다고 나타났다. 일반적으로는, 아라미드 직물은 제직을 용이하게 하기 위해 오일 또는 기타 윤활제로 부분적으로 피복시킨다. 아라미드 직물은 종종 발수성 재료로 처리하는데, 왜냐하면 습기는 아라미드의 탄도 성능에 부정적인 영향을 미치기 때문이다. 본 발명에 따르면, 제직전에 위와 같은 보조 물질을 제거한 아라미드 직물과 발수 처리를 하지 않은 아라미드 직물을 사용하는 것이 바람직하다. 아라미드 캐리어에 대한 접착제 필름의 보다 우수한 접착력으로 인해 연마재 입자와 캐리어 직물 사이의 접착성이 개선된다.

유럽 공개공보 제0 499 812호에는, 비교적 크기가 큰 연마재 입자가 복합체의 탄도 특성에 대해 긍정적인 효과를 갖는 것으로 공지되어 있다. 탄환과 같은 발사체는 위와 같은 연마재 입자에 의해 손상되고 단편화되며, 그 결과로 상당히 상처를 덜 입힐 수 있다. 그러나, 이러한 시험으로부터, 가능한 최소량의 수지 또는 접착제가 존재하는 주위의 비교적 작은 연마재 입자가 방검 특성을 제공한다는 것이 명백해진다. 이러한 목적으로, 특히 탄화규소, 탄화티탄, 알루미나, 탄화텅스텐, 질화티탄, 질화규소, 경질 유리, 및 모스 경도계로 8 이상의 경도를 나타내는 기타 물질과 같은 연마재 입자를 사용할 수 있다. 바람직한 특성은, 특히 입자 크기가 0.3 내지 0.9㎜인 탄화규소 입자를 사용함으로써 수득된다. 연마재 입자의 경도는 찌르는 무기의 경도보다 커야 하며, 연마재 입자는, 찌르는 무기의 날카로운 끝을 찌르는 무기의 "충격"으로 무디게 하여 매우 단시간 내에 보호 의류의 기저층(직물 다발)이 나이프를 정지시키고 충격 에너지를 흡수할 정도로 찌르는 무기의 관통력, 특히 절단력을 감소시켜야 한다. 연마재 입자는 찌르는 무기의 충격 순간에 캐리어로부터 분리되거나 찔리는 동안에 강압적으로 옆으로 밀려나는 것을 방지해야 한다. 이는 특히 적합한 접착 시스템에 의해 실현된다.

접착제 필름은 찌르는 동안 연마재 입자를 제 위치에 유지시키고, 이들이 이동하거나 강압적으로 옆으로 밀려나는 것을 방지하여 "무디게 하는(blunting)" 작용을 수행할 수 있도록 한다. 또한, 접착제 필름은 연마재 입자가 캐리어로부터 분리되는 것을 방지하는 작용을 한다. 따라서, 접착제 필름의 조성은, 연마재 입자 및 직물 유사 캐리어 둘 다를 사용하여 적절한 결합력을 수득하도록 해야만 한다. 더욱이, 접착제 필름은 너무 연질이거나 유연해서는 안된다. 일반적으로는, 열경화 접착제 필름의 경도 및 강도는 균형적이기 때문에, 접착제 필름을 가능한 한 얇게 부착한 후, 연마재 입자를 그 위에 뿌리도록 해야 한다. 연구 결과, 접착제가 경화 후에 신축성이 있는 탄성 필름을 제공해야 하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 폴리우레탄 함유 접착제 또는 역청질 접착제가 위의 목적에 성공적으로 사용될 수 있다. 실질적으로는, 네덜란드 유이투른(Uithoorn)의 신두 케미칼스(Cindu Chemicals)사가 상표명 신두코오트(Cinducoat)로 시판하는 접착제를 위의 목적에 사용할 수 있다. 위의 접착제는 역청질 에멀젼이다. 입자의 변위를 추가로 방지하기 위해, 제2 접착제 필름을 입자로 피복되어 있는 캐리어에 부착시키는 것이 유리할 수 있다. 이와 같이, 피복된 캐리어는 1층 또는 2층으로 직물 다발 위에 위치한다. 원칙적으로는, 피복된 캐리어는 직물 다발 위에 느슨하게 위치한다. 피복된 캐리어가 의류에 설치되는 것을 용이하게 하고 의류 내부로 이동하는 것을 방지하기 위해, 이를 모서리 근처에서 또는 가장자리를 따라 직물 다발 위에 고정시킬 수 있다. 원칙적으로, 직물 다발 자체는 하나가 다른 하나의 상부에 느슨하게 위치하는 아라미드 직물 등의 층으로 이루어져 있다. 당해 층이 이동하는 것을 방지하기 위해, 몇몇 위치에서 제조된 직물 다발의 층을 서로 연결시킬 수도 있다. 그러나, 구조를 가능한 한 느슨하게 유지시키기 위해, 가능한 한 적은 위치에서 제조된 직물 다발의 층들을 연결시키는 것이 바람직하다. 의류에 제공되는 총 직물 다발 및 캐리어를 어렵지 않게 설치할 수 있도록, 전체를 라이닝(lining) 재료, 특히 폴리에스테르 라이닝 재료로 제조된 커버로 둘러싸는 것이 바람직하다.

본 발명을 다음 실시예로써 보다 상세하게 설명할 것이다.

실시예 1

역청질 접착제를, 브러쉬(brush)를 사용하여 930dTex 트바론 CT 사(yarn)로 구성된, 중량이 200g/㎡인 캐리어 직물에 도포한다. 접착제는 "신두코오트(Cinducoat)" 접착제(네덜란드의 유이투른의 신두 케미칼스사가 시판함)이다. 접착제는 130g/㎡의 양으로 직물에 도포한다. 연마재 입자를 습윤 접착제 필름에 뿌린다. 이러한 목적을 위해, 입자 크기가 약 0.4㎜인 탄화규소 750g/㎡를 사용한다. 위와 같은 입자 크기는 F40이란 명칭으로 실제로 공지되어 있다. 입자는 노르웨이 오르캉거(Orkanger)의 오르클라 엑솔론(Orkla Exolon)사가 시판중이다. 결합되지 않은 과량의 입자를 제거한 후에 접착제 필름 위에는 750g/㎡의 양이 잔류한다. 과량의 탄화규소 입자를 제거한 후, 접착제를 실온에서 건조시킨다. 약 4.5시간 후에 접착제가 충분히 건조된다.

이로써 피복된 캐리어를 수득한다. 피복된 캐리어에 제2 접착제 필름을 부착하여 입자를 양면에 적절하게 고정시킬 수 있다. 이러한 목적으로, 제1 가공 단계에서 적용되는 접착제의 약 절반의 양으로 접착제 필름을 가능한 한 얇게 부착한다.

실시예 2

실시예 1에서 수득한 피복된 캐리어를 24개의 아라미드 직물층으로 이루어진 직물 다발 위에 위치시킨다. 피복된 캐리어는, 나이프가 캐리어와 접촉하기 전에 먼저 연마재 입자와 부딪히는 방식으로 항상 직물 다발 위에 위치시킨다. 직물 다발 중의 다양한 아라미드 직물층은 실시예 1에서 사용된 캐리어 물질과 상응한다. 상부에 피복된 캐리어가 존재하는 직물 다발은 폴리에스테르 라이닝 재료로 둘러싸여 전체를 보다 용이하게 취급할 수 있도록 한다. 따라서, 직물 다발 및 이에 제공되는 피복된 캐리어로 이루어진 본 발명에 따르는 재료가 패딩과 같은 의류 제품 내에 용이하게 슬리핑(slipping)될 수 있다.

실시예 3

폴리우레탄 함유 접착제를 역청질 접착제 대신에 사용하여 실시예 1을 반복한다. 시카플렉스(Sikaflex) 221을 폴리우레탄 함유 접착제로서 사용한다. 위의 접착제는 마아르쎈(Maarssen)의 시카 비.브이.(Sika B.V.)사가 시판중이다. 이러한 폴리우레탄 접착제를 사용하는 경우, 제2 접착제 필름을 피복된 캐리어에 적용할 필요가 없다.

실시예 4

본 발명의 재료를 실시예 1에 따르는 연마재 입자로 피복되어 있는 2개의 캐리어가 상부에 존재하는 직물 다발로 제조하고, 피복된 캐리어를 다른 피복된 캐리어의 상부에 위치시켜 제2 피복된 캐리어의 캐리어 물질을 제1 층인 연마재 입자의 상부에 위치시킴으로써 실시예 2를 반복한다.

시험

실시예 2에 따라 수득한 재료를 시험한다. 이러한 목적으로, 본 발명에 따르는 재료를 점토 블럭 위에 위치시킨다. 다운 파이프(down pipe)를 본 발명에 따르는 재료 위에 위치시키고, 중량이 2.6㎏인 나이프를 1.8m의 높이로부터 다운 파이프를 통해 낙하시킨다. 이로써 46주울(Joule)의 충격 에너지가 생성된다. 나이프는 영국 쉐필드(sheffield)의 에이치.엠. 슬레이터 리미티드(H.M. Slater Ltd.)사가 상품명 L-113으로 시판중이다. 이러한 나이프는, 또한 PSDB에 따르는 UK 방검 시험에 명시되어 있다. 낙하 후의 검사는, 나이프가 직물 다발을 관통하지 못하고 다만 점토에 만입되는 것으로 나타났다. 따라서, 점토에서는 나이프의 뚜렷한 윤곽이 관찰되지 않는다.

Claims (18)

1. 직물 다발 위에 제공되는, 고체 입자로 피복되어 있는 캐리어로 이루어진 방검 재료(stab-resisting material)에 있어서,

   캐리어 위의 피막이, 직경이 0.1 내지 3㎜인 연마재 입자로 이루어져 있고, 직물 다발의 두께가 1.5㎜를 초과함을 특징으로 하는 방검 재료.
2. 제1항에 있어서, 연마재 입자의 직경이 0.3 내지 0.9㎜임을 특징으로 하는 방검 재료.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연마재 입자의 경도가 모스 경도계로 8 이상임을 특징으로 하는 방검 재료.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연마재 입자용 물질이 탄화규소, 탄화티탄, 알루미나, 탄화텅스텐, 질화티탄 및 질화규소로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방검 재료.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연마재 입자가 접착제 필름에 의해 캐리어 위에 접착됨을 특징으로 하는 방검 재료.
6. 제5항에 있어서, 접착제가 경화 후에 가요성 탄성 필름을 형성함을 특징으로 하는 방검 재료.
7. 제5항에 있어서, 접착제가 역청질 접착제임을 특징으로 하는 방검 재료.
8. 제5항에 있어서, 접착제가 폴리우레탄 함유 접착제임을 특징으로 하는 방검 재료.
9. 제5항에 있어서, 제2 접착제 필름이 피복된 캐리어에 부착됨을 특징으로 하는 방검 재료.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 캐리어가 아라미드 직물 또는 나일론 직물로 제조됨을 특징으로 하는 방검 재료.
11. 제5항에 있어서, 캐리어가, 연마재 입자와 접착제 사이에 보다 우수한 결합력을 제공하기 위하여 윤활제 및 발수 재료를 포함하는 보조 물질을 제거시킨 섬유로부터 제직된 아라미드 직물로 이루어짐을 특징으로 하는 방검 재료.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 피복된 캐리어가 아라미드 직물 또는 나일론 직물의 10층 초과로 이루어진 직물 다발 위에 실질적으로 느슨하게 위치함을 특징으로 하는 방검 재료.
13. 제12항에 있어서, 피복된 캐리어가 나이프 찌르기에 대한 보호가 필요한 영역에서의 직물 다발 위에 느슨하게 위치함을 특징으로 하는 방검 재료.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수개의 피복된 캐리어가 다른 피복된 캐리어의 상부에 위치하고 피복된 캐리어 전체가 직물 다발 위에 존재함을 특징으로 하는 방검 재료.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 직물 다발을 구성하는 층들이 실질적으로 서로의 상부에 느슨하게 위치함을 특징으로 하는 방검 재료.
16. 제5항에서 정의한 바와 같은 접착제에 의해 상부에 연마재 입자가 제공된 캐리어로 이루어지는, 제5항에 따르는 방검 재료를 제조하는 데 사용되는 피복된 캐리어 물질.
17. 제1항에 따르는 방검 재료가 폴리에스테르 라이닝(lining) 재료로 둘러싸인, 찌르기에 대한 보호용 패딩.
18. 제1항에 따르는 방검 재료를 포함하거나 의류에 맞춘 제17항에 따르는 패딩을 포함함을 특징으로 하는, 찌르는 무기(stab weapon)에 대한 보호를 제공하는 보호 의류.