KR101014407B1

KR101014407B1 - 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복

Info

Publication number: KR101014407B1
Application number: KR1020080064479A
Authority: KR
Inventors: 김천곤; 이복원; 김일진
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2011-02-15
Also published as: KR20100004357A

Abstract

이 발명은 원형 형태의 다수의 세라믹 타일의 일부분을 직물에 고정시켜 방호층을 형성하는 개인용 방탄복으로서, 표면을 4등분하는 가상의 수평선과 수직선을 그을 경우, 전면의 수평선 상부면과 후면의 수평선 하부면에 두께방향으로 단차진 계단형 단면부를 각각 갖는 다수의 세라믹 타일을 서로 간에 계단형 겹치기 방식으로 정렬 배열함으로써 구성된다. 이 발명은 비늘형 세라믹 타일을 계단형 겹치기 방식으로 채택 구성함으로써, 기존의 방탄복에 비해 착용자의 운동성을 향상시킬 수 있으며, 다중탄환의 피탄시에나 경사각의 탄환에 대해서도 관통확률을 감소시킬 수 있고, 또한 신체 부위별 위협도에 따라 두께를 조절한 세라믹 타일을 적용하여 효율적으로 방탄성능을 유지할 수 있도록 설계 구성함으로써, 전반적인 착용자의 생존성 향상을 기대할 수 있다.

방탄복, 탄환, 피탄, 세라믹, 케블라, 전단농화유체

Description

비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복{Apparatus for imbricated type of a bulletproof vest using circular ceramic disks}

이 발명은 개인용 방탄복에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 전장환경을 고려하여 단발의 사격뿐 아니라 여러 발의 사격에서도 방탄성능을 유지하고, 직각 탄환뿐 아니라 경사 탄환에서도 본래의 방탄성능을 유지하면서 착용자의 운동성에 방해되지 않도록 원형의 세라믹 타일을 비늘 형태로 구성하여 고강도 섬유 내에 착탈식으로 내재시켜 착용자의 신체부위를 최대한 넓고 효과적으로 방호할 수 있도록 구성한 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복에 관한 것이다.

최근 들어서는 발전하는 대인 살상용 탄환형 무기체계로부터 군인의 신체보호를 위해, 고강도 특수 직물(Kevlar, Dyneema, Twaron, Spectra 등)을 사용한 방탄복이 개발되고 있고, 그에 따라 탄환용 무기체계의 탄환도 이러한 직물을 관통할 수 있도록 탄두가 뾰족하고 관통성이 뛰어난 재질이 사용되고 있다.

따라서, 세라믹이나 고강도 합금을 적용한 플레이트형 방탄재의 사용이 불가 피해지고 있는 실정이다. 그러나 이러한 방탄 플레이트는 방탄성능은 우수하나 착용자의 운동성을 매우 제한하며 무거운 단점이 있다.

또한, 최근 전장의 탄환형 무기체계는 단발뿐 아니라 점사 및 연사기능이 우수한 무기체계들이 널리 사용되고 있으므로 단발의 방탄뿐 아니라 다발의 방탄도 고려해야 하는 상황이다. 이러한 관점에서 보면, 하나의 고정된 방탄 플레이트를 사용하는 것에 비해 다중의 방탄타일을 기와처럼 겹쳐진 적층형태를 사용하는 것이 착용자의 운동성을 향상시킬 뿐만 아니라 다발의 탄환에 대한 방탄성능도 우수하다.

미국 특허 제6,035,438호에는 두께가 동일한 원형의 세라믹 타일을 동전 겹치기 형태로 구성한 방탄복에 대해 공개되어 있다. 그런데, 상기 미국 특허를 비롯한 유사한 방식의 기술들은 경사의 각도를 갖고 날아오는 탄환에 대한 방탄성능이 떨어지는 단점이 있을 뿐만 아니라, 신체의 많은 부위를 보호하기에는 적층방식의 제한이 따르는 단점이 있다.

그리고, 종래의 방탄복은 주로 착용자의 생명과 직결되는 주요 장기가 위치한 가슴부위만을 보호하도록 구성되어 있다.

따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방탄복을 착용한 착용자의 활동성 저하를 방지하고 다발의 피탄 및 경사각의 피탄에서도 방탄성능이 저하되지 않으며 착용자의 신체보호범위를 증가시켜 착용자의 생존성을 극대화시키는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이 발명은 보호하고자 하는 신체 부위를 커버할 수 있는 형태를 갖는 직물과, 직물 중에서 보호하고자 하는 신체 부위가 위치하는 부위에 일부분씩이 각각 고정되되 서로 간에 겹쳐지는 형태로 고정되어 방호층을 형성하는 원형 형태의 다수의 세라믹 타일을 포함하는 개인용 방탄복에 있어서, 세라믹 타일은, 표면을 4등분하는 가상의 수평선과 수직선을 그을 경우, 전면의 수평선 상부면과 후면의 수평선 하부면은 서로 간에 대칭되는 형태를 갖고, 전면의 수평선 하부면과 후면의 수평선 상부면은 서로 간에 대칭되는 형태를 가지며, 전면의 상부면 및 하부면은 수직선에 대해 서로 간에 좌우 대칭되는 형태를 갖고, 후면의 상부면 및 하부면은 수직선에 대해 서로 간에 좌우 대칭되는 형태를 가지며, 전면의 수평선 상부면과 후면의 수평선 하부면에 두께방향으로 단차진 계단형 단면부를 각각 구비함으로써, 다수의 세라믹 타일이 서로 간에 계단형 겹치기 방식으로 직물 중에서 보호하고자 하는 신체 부위가 위치하는 부위에 정렬 배열되어 방호층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이 발명의 계단형 단면부의 단차진 면은 안쪽방향으로 경사진 형태를 가지며, 전면의 수평선 하부면과 후면의 수평선 상부면의 테두리는 계단형 단면부의 안 쪽방향 경사면에 정합되도록 표면에서 두께방향을 향해 점점 더 돌출되는 경사면을 가질 수 있다. 이때, 테두리의 경사면은 그 경사각이 45°~ 60°인 것이 바람직하다.

이 발명의 세라믹 타일의 전면은 볼록하고, 후면은 평편할 수 있다. 또한, 이 발명은 피탄에 대한 신체의 위협도에 따라 서로 다른 두께를 갖는 세라믹 타일을 정렬하여 신체 부위별 다양한 두께를 가진 방호층을 구성할 수 있다. 이 발명의 세라믹 타일의 전면과 후면은 전체에 거쳐 곡률을 가질 수도 있다.

또한, 이 발명의 직물은 전단농화유체를 함침한 케블라 직물인 것이 바람직하고, 세라믹 타일은 직물에 벨크로 접착테이프 또는 접착용 필름에 의해 고정하는 것이 더 바람직하다.

이 발명의 방탄복은, 비늘형 세라믹 타일을 계단형 겹치기 방식으로 채택 구성함으로써, 기존의 방탄복에 비해 착용자의 운동성을 향상시킬 수 있으며, 다중탄환의 피탄시에나 경사각의 탄환에 대해서도 관통확률을 감소시킬 수 있고, 또한 신체 부위별 위협도에 따라 두께를 조절한 세라믹 타일을 적용하여 효율적으로 방탄성능을 유지할 수 있도록 설계 구성함으로써, 전반적인 착용자의 생존성 향상을 기대할 수 있다.

즉, 이 발명은 다수의 세라믹 타일로 구성함에 따라 다중탄환의 피탄시에도 종래의 일체형 플레이트 형태에 비해 손상누적이 개별화되어 관통확률을 감소시킬 수 있다. 또한, 이 발명은 종래에 제안된 동전겹치기 형태의 타일형 방탄방식에 비해 계단형 겹치기 방식을 채택함에 따라 경사각의 피탄에서도 방탄성능이 저하되지 않는 특징이 있다. 또한, 이 발명은 위협도에 따라 신체부위별 세라믹 타일의 적용 두께를 변화시켜도 겹치기가 가능하므로 방탄복의 무게를 효율적으로 유지하면서, 신체 부위별 위협도에 따른 방탄성능의 조절이 가능하므로 최적화된 방탄복을 구성할 수 있다.

아래에서, 이 발명에 따른 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 이 발명에 사용되는 세라믹 타일의 상세도로서, (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 측면도, (d)는 투시도, (e)는 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 세라믹 타일을 계단형 겹치기 방식으로 정렬한 상태를 도시한 개념도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이 발명에 사용되는 세라믹 타일(100)은 원형 형태를 갖되, 서로 간에 계단형 겹치기 방식(비늘 형태)으로 일부분이 겹치도록 구성된다. 즉, 세라믹 타일(100)은 그 상하면이 평편하다는 전제하에 도 1의 (b)와 같이 표면을 4등분하는 가상의 수평선과 수직선을 그을 경우, 전면의 수평선 상부면과 후면의 수평선 하부면은 서로 간에 대칭되는 형태를 갖고, 전면의 수평선 하부면과 후면의 수평선 상부면은 서로 간에 대칭되는 형태를 갖는다. 그리고, 전면의 상부면 및 하부면은 수직선에 대해 서로 간에 좌우 대칭되는 형태를 갖고, 후 면의 상부면 및 하부면 또한 수직선에 대해 서로 간에 좌우 대칭되는 형태를 갖는다.

이 발명에 사용되는 세라믹 타일(100)이 서로 간에 계단형 겹치기 방식(비늘 형태)으로 일부분이 겹치는 구성관계를 살펴보면 다음과 같다. 즉, 도 1에서 알 수 있듯이, 전면의 수평선 상부면과 후면의 수평선 하부면은 두께방향으로 단차진 계단형 단면부(110)를 갖는다. 이때, 계단형 단면부(110)는 전면 또는 후면에서 두께방향으로 수직하게 단차진 형태가 아니라 안쪽방향으로 경사진 형태를 갖는다. 또한, 전면의 수평선 하부면과 후면의 수평선 상부면의 테두리는 계단형 단면부(110)의 안쪽방향 경사면에 정합되도록, 전면 또는 후면에서 두께방향을 향해 점점 더 돌출되는 경사면(120)을 갖는다. 이때, 경사면(120)의 경사각은 45°~ 60°정도로 기울어진 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 세라믹 타일(100)들을 서로 간에 정렬할 경우, 서로 중복되는 영역을 넓히고 세라믹 타일의 연결부위의 피탄시나 경사각의 피탄시에도 방탄성이 떨어지지 않는 특성을 가지며, 이웃하는 세라믹 타일(100)간의 접촉면적을 늘려 탄환 충격시의 충격하중의 효율적인 전이가 가능할 뿐만 아니라, 착용자의 움직임에도 견고한 겹침상태를 유지할 수 있다. 따라서, 이러한 특성을 통해 착용자의 생존성을 기존의 방탄복에 비해 현저히 향상시킬 수 있다.

그런데, 이 발명에 사용되는 세라믹 타일(100)은 도 1의 (c), (e)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 후면은 평편하지만 전면은 곡률을 갖는 볼록한 형태를 갖는 것이 더 바람직하다. 즉, 세라믹 타일(100)의 전면에 곡률을 주어 볼록한 형태를 갖도록 함으로써, 탄환이 수직으로 피탄되는 확률을 감소시키고 신체 부위별 위협도에 따른 두께 조절이 가능하다.

또한, 이 발명에 따른 세라믹 타일은 그 전면 및 후면의 전체에 거쳐 곡률을 갖도록 구성함으로써, 착용자의 전면부 뿐만 아니라, 어깨, 팔꿈치 등의 주요 관절부위 및 낭심부위도 보호할 수 있도록 구성이 가능하다.

도 3은 도 2와 같이 정렬된 세라믹 타일을 내장한 상태를 도시한 이 발명에 따른 방탄복의 개념도이고, 도 4는 도 3에 도시된 방탄복의 굽힘 상태를 도시한 개념도이고, 도 5는 이 발명에 따른 방탄복을 구성하는 신체 부위별 두께 가변형 세라믹 타일의 적용 상태를 도시한 개념도이며, 도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복의 개념도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이 발명에 따른 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복은, 고속 충격시 충격으로 인한 변형 및 관통을 최대한 저지하기 위해 전단농화유체를 함침한 케블라(STF/Kevlar) 직물을 후면재(200)로 적용하되, 이러한 후면재(200)에 상기와 같이 구성된 세라믹 타일(100)을 도 2와 같이 서로 간에 계단형 겹치기 방식으로 정렬함으로써 완성된다. 이때, 세라믹 타일(100)은 후면재(200)에 벨크로 접착테이프(300)나 접착용 필름 등에 의해 고정된다. 즉, 이 발명에 따른 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복은, 도 6과 같이 보호하고자 하는 신체 부위를 커버할 수 있는 형태를 갖는 직물과, 직물 중에서 보호하고자 하는 신체 부위가 위치하는 부위에 일부분씩이 각각 고정되되 도 2와 같이 서로 간에 계단형 겹치기 방식으로 정렬 고정되어 방호층을 형성하는 다수의 세라믹 타일(100) 등으로 구성된다.

이상에서 이 발명의 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 이 발명에 사용되는 세라믹 타일의 상세도로서, (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 측면도, (d)는 투시도, (e)는 정면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 세라믹 타일을 계단형 겹치기 방식으로 정렬한 상태를 도시한 개념도이고,

도 3은 도 2와 같이 정렬된 세라믹 타일을 내장한 상태를 도시한 이 발명에 따른 방탄도의 개념도이고,

도 4는 도 3에 도시된 방탄복의 굽힘 상태를 도시한 개념도이고,

도 5는 이 발명에 따른 방탄복을 구성하는 신체 부위별 두께 가변형 세라믹 타일의 적용 상태를 도시한 개념도이며,

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복의 개념도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 세라믹 타일 110 : 계단형 단면부

120 : 경사면 200 : 후면재

300 : 벨크로 접착테이프

Claims

보호하고자 하는 신체 부위를 커버할 수 있는 형태를 갖는 직물과, 상기 직물 중에서 보호하고자 하는 신체 부위가 위치하는 부위에 일부분씩이 각각 고정되되 서로 간에 겹쳐지는 형태로 고정되어 방호층을 형성하는 원형 형태의 다수의 세라믹 타일을 포함하는 개인용 방탄복에 있어서,

상기 세라믹 타일은,

표면을 4등분하는 가상의 수평선과 수직선을 그을 경우, 전면의 수평선 상부면과 후면의 수평선 하부면은 서로 간에 대칭되는 형태를 갖고, 전면의 수평선 하부면과 후면의 수평선 상부면은 서로 간에 대칭되는 형태를 가지며, 전면의 상부면 및 하부면은 상기 수직선에 대해 서로 간에 좌우 대칭되는 형태를 갖고, 후면의 상부면 및 하부면은 상기 수직선에 대해 서로 간에 좌우 대칭되는 형태를 가지며,

상기 전면의 수평선 상부면과 상기 후면의 수평선 하부면에 두께방향으로 단차진 계단형 단면부를 각각 구비함으로써, 상기 다수의 세라믹 타일이 서로 간에 계단형 겹치기 방식으로 상기 직물 중에서 보호하고자 하는 신체 부위가 위치하는 부위에 정렬 배열되어 상기 방호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복.
청구항 1에 있어서,

상기 계단형 단면부의 단차진 면은 안쪽방향으로 경사진 형태를 가지며,

상기 전면의 수평선 하부면과 상기 후면의 수평선 상부면의 테두리는 상기 계단형 단면부의 안쪽방향 경사면에 정합되도록 표면에서 두께방향을 향해 점점 더 돌출되는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브 리드 개인용 방탄복.
청구항 2에 있어서,

상기 테두리의 경사면은 그 경사각이 45°~ 60°인 것을 특징으로 하는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 세라믹 타일의 전면은 볼록하고, 후면은 평편한 것을 특징으로 하는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복.
청구항 4에 있어서,

피탄에 대한 신체의 위협도에 따라 서로 다른 두께를 갖는 상기 세라믹 타일을 정렬하여 신체 부위별 다양한 두께를 가진 방호층을 구성하는 것을 특징으로 하는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 세라믹 타일의 전면과 후면은 전체에 거쳐 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 직물은 전단농화유체를 함침한 케블라 직물인 것을 특징으로 하는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복.
청구항 7에 있어서,

상기 세라믹 타일은 상기 직물에 벨크로 접착테이프 또는 접착용 필름에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 비늘형 세라믹 타일을 적용한 하이브리드 개인용 방탄복.