KR101166451B1 - 아라미드 직물, 그의 제조방법 및 이로 제조된 방탄복 - Google Patents

아라미드 직물, 그의 제조방법 및 이로 제조된 방탄복 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아라미드 직물, 그의 제조방법 및 이로 제조된 방탄복에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 아라미드 직물은 경사 및 위사 모두가 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 구성되며, 스프레이 시험 방법으로 측정한 발수도가 90~100%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 방탄복 경사 및 위사 모두가 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트들로 구성되며 스프레이 시험방법으로 측정한 발수도가 90~100%인 아라미드 직물 10~50매가 적층되어 방탄성능(V50)이 0.22(Cal) 파편탄(FSP) 기준으로 1,550ft/초 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발수도가 높아 습윤으로 인한 강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있어서 방탄성이 우수하다. 또한 경사 및 위사가 무연(無撚)의 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트이기 때문에 총알로 인해 가해지는 충격에 특히 약한 부분(Weak point)이 존재하지 않아 방탄성이 크게 향상되고, 착용감도 우수하다.
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Description

아라미드 직물, 그의 제조방법 및 이로 제조된 방탄복{Aramid woven fabric, method of manufacturing the same and bulletproof cloth manufactured by the same}
본 발명은 아라미드 직물, 그의 제조방법 및 이로 제조된 방탄복에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 발수도가 높아 습윤으로 인한 강도 저하를 효과적으로 방지하여 방탄성이 우수한 아라미드 직물, 그의 제조방법 및 이로 제조된 방탄복에 관한 것이다.
종래의 방탄복용 직물 및 이로 제조된 방탄복으로는 나일론 직물(방탄복용 직물)을 수십겹씩 적층한 방탄복 또는 나일론 직물과 전방향족 폴리아미드 직물을 교호로 수십겹씩 적층한 방탄복이 널리 사용되어 왔으나, 방탄성능이 낮아 원하는 방탄성능을 얻기 위해서는 보다 많은 매수의 방탄복용 직물들을 적층해야 함으로 상기 방탄복의 중량이 너무 높아져 착용이 불편한 문제가 있었다.
또 다른 종래 기술로는 방탄성능 향상을 위해서 나일론 직물의 적층체 또는 나일론 직물-전방향족 폴리아미드 직물의 적층체에 열경화성 수지를 함침 또는 라미네이팅한 방탄복이 제안되었으나, 상기 방법은 방탄복의 유연성이 크게 저하되어 착용감이 나쁜 문제가 있었다.
또 다른 종래기술로서 대한민국 등록특허 제10-306918호 및 대한민국 공개특허 제1993-0013671호에서는 직물을 구성하는 경사 및 위사 모두가 꼬임이 가해진, 다시말해 연사(撚絲)된 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트들로 이루어지고, 공지의 불소계 또는 실리콘계 발수제로 발수처리되어 발수도가 80% 수준인 아라미드 직물(이하"방탄용 아라미드 직물"이라고 한다)을 게재하고 있다.
그러나, 상기의 아라미드 직물은 발수도가 높아 습윤으로 인한 강도 저하를 효과적으로 방지할 수 없어서 방탄성능이 낮고, 경사 및 위사가 연사된 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 구성되기 때문에 상기 직물에 총알로 인한 충격이 가해지면 경사 및 위사의 꼬임부분이 약점(Weak point)로 작용하여 방탄성능이 크게 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 중량이 가벼워 착용감이 우수하면서도 뛰어난 발수성과 방탄성을 발현하는 아라미드 직물, 이의 제조방법 및 이로 제조된 방탄복을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위해서 본 발명에서는 전방향족 폴리아미드(이하"아라미드"라고 한다) 멀티필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 아라미드 직물을 제직한 다음, 상기 직물을 하드록실레이티드 퍼르플루오로알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머(Hydroxylated perfluoroalkylethyl acrylate copolymer) 및 퍼플루오로알칼에틸 아크릴레이트 코폴리머(Perfluoroalkylethyl acrylate copolymer) 중에서 선택된 1종 25~35중량%, 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol) 디플로필렌 글리콜모노메틸에테르(Dipropylene glycol momomethyl ether) 중에서 선택된 1종 10~15중량% 및 물 50~65중량%로 이루어진 발수처리용 조성물 내에 침지 후 건조 및 열처리하여 아라미드 직물을 제조한다.
본 발명에 따른 아라미드 직물은 경사 및 위사 모두가 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 구성되며, 스프레이 시험 방법으로 측정한 발수도가 90~100%인 것을 특징으로 하는 한다.
아라미드 직물은 발수도가 낮을 경우 습윤으로 인한 강도 저하를 효과적으로 방지할 수 없고, 이로 인해 방탄 성능도 저하된다.
따라서, 본 발명에서는 발수도 향상을 위해 아라미드 직물을 하드록실레이티드 퍼르플루오로알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머(Hydroxylated perfluoroalkylethyl acrylate copolymer) 및 퍼플루오로알칼에틸 아크릴레이트 코폴리머(Perfluoroalkylethyl acrylate copolymer) 중에서 선택된 1종 25~35중량%, 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol) 디플로필렌 글리콜모노메틸에테 르(Dipropylene glycol momomethyl ether) 중에서 선택된 1종 10~15중량% 및 물 50~65중량%로 이루어진 발수처리용 조성물 내에 침지 후 건조 및 열처리한다.
상기 경사 및 위사는 무연(無撚) 상태인 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트인 것이 더욱 바람직하다.
아라미드 직물을 구성하는 경사 및 위사가 꼬임을 갖는 경우 총알로 인한 충격이 아라미드 직물에 가해지면 상기 꼬임 부분은 가해진 충격을 상기 직물의 전체 면적으로 효과적으로 분산시키는 것을 방해하는 약점(Weak point)로 작용하게 되고, 그로인해 방탄성능이 크게 저하된다.
본 발명에서는 상기와 같은 현상을 방지하여 방탄성능을 획기적으로 개선하기 위해서, 아라미드 직물을 구성하는 경사 및 위사를 무연(無撚)인 아라미드 멀티필라멘트로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 아라미드 멀티필라멘트, 즉 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는 단사섬도가 0.7~1.6 데니어인 아라미드 모노필라멘트 400~1,000개로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 아라미드 멀티필라멘트의 인장강도는 22g/d 이상인 것이 바람직하다.
그러나, 본 발명에서는 아라미드 모노필라멘트의 단사섬도 및 개수와 아라미드 멀티필라멘트의 인장강도를 특별히 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 아라미드 직물은 ISO 13934-1의 스트립 방법(Strip method)으로 측정한 인장강도가 5,000~10,000N/5㎝ 이고, 직물조직이 평직 또는 바스켓직인 것이 바람직하고, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 5~15본/㎝ 수준인 것이 바람직하다.
그러나, 본 발명에서는 아라미드 직물의 인장강도, 조직, 경사밀도 및 위사밀도를 특별하게 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 방탄용 직물은 앞에서 설명한 무연(無撚)의 아라미드 멀티필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 평직 또는 바스켓직 등의 조직으로 5~15본/㎝ 수준의 경사 및 위사밀도로 제직하여 제조할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방탄복은 앞에서 설명한 아라미드 직물, 보다 구체적으로 경사 및 위사 모두가 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트들로 구성되며 스프레이 시험방법으로 측정한 발수도가 90~100%인 아라미드 직물들이 10~50매가 적층되어 방탄성능(V50)이 0.22(Cal) 파편탄(FSP) 기준으로 1,550ft/초 이상인 것을 특징으로 한다.
방탄성능(V50)은 0.22(Cal) 파편탄(FSP)를 사용하여 Mil-STD-662 방법에 의해 측정한다.
방탄성능(V50)이 1,550ft/초 라고 함은 1,550ft/초의 속도로 0.22(Cal) 파편탄(FSP)을 방탄복에 쏘았을 때 측정 규정에 의한 완전통과 부분관통의 평균속도를 의미한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 아라미드 직물과 이로 제조된 방탄복은 발수도가 높아 습윤으로 인한 강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있어서 방탄성이 우수하다. 또한 총알에 의해 가해지는 충격에 대해 약점(Weak point)로 작용 하는 꼬임부분이 없어서 작은 매수의 아라미드 직물을 적층하여도 양호한 방탄성능을 발현하고, 아라미드 직물의 적층매수가 감소하여 착용감도 향상된다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교실시예를 통하여 보다 구체적으로 살펴본다.
그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해서 그 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
단사섬도가 1.0인 전방향족 폴리아미드 모노필라멘트 1,000개로 이루어져 인장강도가 23g/d이고, 꼬임이 부여되지 않아 꼬임수가 0인 전방향족 멀티필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 10본/㎝의 경사밀도와 10본/㎝의 위사밀도로 평직으로 제직한 후, 상기직물 하이드록시레이티드 퍼르플루오로알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머 30중량%, 디프로필렌 글리콜 12중량% 및 물 58중량%로 이루어진 발수처리용 조성물 내에 침지 후 건조 및 열처리하여 아라미드 직물을 제조하였다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 아라미드 직물 20매를 적층하여 방탄복을 제조하였다.
제조된 아라미드 직물의 인장강도 및 방탄복의 중량 및 방탄성능을 평가한 결과는 표 1과 같다.
실시예 2
실시예 1의 아라미드 직물을 27매를 적층하여 방탄복을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 아라미드 직물 및 방탄복을 제조하였다.
제조된 아라미드 직물의 인장강도 및 방탄복의 중량 및 방탄성능을 평가한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 1
경사 및 위사로 단사섬도가 1.0인 전방향족 폴리아미드 모노필라멘트 1,000개로 이루어져 인장강도가 23g/d이고 1m당 80개의 꼬임수로 연사된 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 사용한 것과, 실리콘계 발수 처리제를 사용하여 직물을 발수처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 아라미드 직물 및 방탄복을 제조하였다.
제조된 아라미드 직물의 인장강도 및 방탄복의 중량 및 방탄성능을 평가한 결과는 표 1과 같다.
구분 아라미드 직물의 물성 방탄복의 물성
발수도(%) 인장강도
(N/5㎝)		 총중량(g) 방탄성능(V50)
실시예 1 100 7,200 3,200 1,920ft/초
실시예 2 100 7,200 3,400 2,600ft/초
비교실시예 1 80 7,200 3,200 1,600ft/초
표 1에서 비교실시예 1 및 비교실시예 2는 방탄복의 총중량이 실시예 1 및 실시예 2와 같거나 더 무겁지만 방탄성능(V50)은 오히려 실시예 1 및 실시예 2보다 낮은 것을 알 수 있다.
발수도 시험방법은 ISO 4920 및 KSK 0590 스프레이법에 따라 가로 및 세로길이가 각각 20㎝인 시험편을 스프레이 시험기의 직경 15㎝ 클램프에 팽팽하게 물린 다음, 깔대기를 통해 250㎖의 증류수를 15㎝의 높이에서 클램프에 물려 있는 시험편의 표면에 뿌려준 다음, 클램프에 끼워진 시험편물을 털어 여분의 물방울을 제거한 후 표준 사진과 비교하여 5개의 등급[100%, 90%, 80%, 70%, 50%, 0%]으로 판별한다.

Claims (8)

  1. 경사 및 위사 모두가 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 구성되며, 스프레이 시험 방법으로 측정한 발수도가 90~100%이고, ISO 13934-1의 스트립 방법(Strip method)으로 측정한 인장강도가 5,000~10,000N/5㎝인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경사 및 위사는 무연(無撚) 상태인 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는 단사섬도가 0.7~1.6데니어인 전방향족 폴리아미드 모노필라멘트 400~1,000개로 구성되는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물.
  5. 제1항에 있어서, 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는 인장강도가 22g/d 이상인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물.
  6. 제1항에 있어서, 직물 조직이 평직 및 바스켓직 중에서 선택된 1개 조직인 것을 특징으로 하는 아라미드 직물.
  7. 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 직물을 제직한 다음, 상기 직물을 하드록실레이티드 퍼르플루오로알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머(Hydroxylated perfluoroalkylethyl acrylate copolymer) 및 퍼플루오로알칼에틸 아크릴레이트 코폴리머(Perfluoroalkylethyl acrylate copolymer) 중에서 선택된 1종 25~35중량%, 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol) 디플로필렌 글리콜모노메틸에테르(Dipropylene glycol momomethyl ether) 중에서 선택된 1종 10~15중량% 및 물 50~65중량%로 이루어진 발수처리용 조성물 내에 침지 후 건조 및 열처리하는 것을 특징으로 하는 아라미드 직물의 제조방법.
  8. 경사 및 위사 모두가 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트들로 구성되며 스프레이 시험 방법으로 측정한 발수도가 100%인 아라미드 직물 10~50매가 적층되어 방탄성능(V50)이 0.22(Cal) 파편탄(FSP) 기준으로 1,550ft/초 이상인 것을 특징으로 하는 방탄복.
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