KR101175015B1 - 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위사 및 경사가 멀티필라멘트로 이루어진 단위직물이 복수 겹으로 적층되어 구성되고, 상기 멀티필라멘트는 제1멀티필라멘트 및 제2멀티필라멘트를 포함하여 이루어지며, 상기 제1멀티필라멘트는 상기 제2멀티필라멘트보다 강도는 크고, 상기 제2멀티필라멘트는 상기 제1멀티필라멘트보다 탄성율이 큰 것을 특징으로 하는 방탄용 직물, 및 그를 포함하는 방탄제품에 관한 것으로서,

본 발명에 따르면, 상대적으로 고강도 특성을 구비한 제1멀티필라멘트와 상대적으로 고탄성율 특성을 구비한 제2멀티필라멘트를 이용하여 방탄용 직물을 제조함으로써 탄환의 충돌시 직물조직의 파괴와 직물조직의 변형을 동시에 줄일 수 있어 방탄성능이 향상되는 효과가 있다.

방탄, 고강도, 고탄성

Description

방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품{bulletproof fabric and bulletproof product using the same}

본 발명은 방탄용 직물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 방탄성능이 우수한 방탄용 직물, 및 그를 이용한 방탄제품에 관한 것이다.

방탄용 직물은 방탄복, 방탄헬멧, 방탄판 등 다양한 방탄제품에 사용되는 원단이다. 방탄제품은 탄환이나 포탄의 파면으로부터 인체를 보호하기 위한 제품으로서, 이와 같은 방탄제품의 방탄성능은 그 원단인 방탄용 직물의 방탄성능에 크게 좌우된다.

종래의 방탄용 직물은 나일론 또는 아라미드 원사를 이용하여 제직공정(weaving)을 통해 제조되었다. 이와 같은 방탄용 직물의 방탄특성은, 방탄용 직물을 구성하는 원사 및 직물의 구조 등에 의해 좌우되며, 현재까지 고강도 원사 및 최적의 직물 구조에 대해서 다양한 제안들이 있어왔지만, 아직까지 원하는 방탄특성을 갖는 방탄용 직물을 얻지는 못하고 있다. 그에 따라, 방탄용 직물의 적층수를 증가시키거나 또는 방탄용 직물 사이에 열경화성 수지를 추가하여 방탄제품을 제조함으로써 방탄용 직물의 방탄특성을 보완하는 방법들이 개발되었지만, 이는 적층수 가 증가하거나 열경화성 수지가 추가됨에 따라 방탄제품의 중량이 커지는 단점이 있다.

본 발명은 종래와 같이 직물의 적층수를 증가시키거나 열경화성 수지를 추가하지 않으면서도 방탄성능이 우수한 방탄용 직물 및 그를 이용한 방탄 제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 방탄용 직물을 구성하는 원사를 적절히 조합할 경우 고속의 탄환에 의해 인체에 가해지는 충격을 최소화할 수 있음을 확인하였다.

도 1은 고속의 탄환(1)이 방탄용 직물(2)과 충돌하는 경우 방탄용 직물(2)의 형태 변화를 보여주는 모식도로서, 도 1에서 알 수 있듯이, 고속의 탄환(1)이 방탄용 직물(2)과 충돌하게 되면 탄환과 충돌하는 방탄용 직물(2)의 일면(2A)에서는 직물조직이 파괴되면서 탄환이 방탄용 직물이 통과하게 되고 방탄용 직물(2)의 타면(2B)에서는 탄환의 충돌에 의해서 탄환의 진행방향으로 방탄용 직물(2)이 심하게 변형을 일으키게 된다. 따라서, 이와 같은 방탄용 직물(2)을 착용한 상태에서는 비록 탄환(1)이 방탄용 직물(2)을 완전히 관통하지 않는다 하더라도 심하게 변형된 방탄용 직물(2)의 타면(2B)이 인체와 접촉하게 되고 그로 인해서 인체에 충격이 가해지게 된다.

따라서, 인체에 가해지는 충격을 최소화하기 위해서는 고속의 탄환에 의해서 직물조직이 파괴되는 것을 최소화할 필요가 있고 그에 더하여 탄환의 충격에 의한 직물조직의 변형을 최소화할 필요가 있다. 이와 같은 사항을 고려하여, 본 발명자 는 특성이 상이한 복수 개의 원사를 조합하여 방탄용 직물을 구성하는 방안에 대해서 연구하였고, 그 결과 직물조직이 파괴되는 것을 줄이기 위해서 고강도 특성을 구비한 원사와 직물조직의 변형을 줄이기 위해서 고탄성율 특성을 구비한 원사를 적절히 조합할 경우 종래에 비하여 방탄성능을 향상시킬 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.

이와 같은 본 발명에 따른 구체적인 해결수단은 하기와 같다.

본 발명은 위사 및 경사가 멀티필라멘트로 이루어진 단위직물이 복수 겹으로 적층되어 구성되고, 상기 멀티필라멘트는 제1멀티필라멘트 및 제2멀티필라멘트를 포함하여 이루어지며, 상기 제1멀티필라멘트는 상기 제2멀티필라멘트보다 강도는 크고, 상기 제2멀티필라멘트는 상기 제1멀티필라멘트보다 탄성율이 큰 것을 특징으로 하는 방탄용 직물을 제공한다.

상기 단위직물의 위사는 상기 제1멀티필라멘트 및 제2멀티필라멘트 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 단위직물의 경사는 상기 제1멀티필라멘트 및 제2멀티필라멘트 중 나머지 하나로 이루어질 수 있다.

상기 단위직물은 제1단위직물 및 제2단위직물을 포함하여 이루어지고, 상기 제1단위직물의 위사 및 경사는 제1멀티필라멘트로 이루어지고, 상기 제2단위직물의 위사 및 경사는 제2멀티필라멘트로 이루어질 수 있다.

상기 제1단위직물은 1겹 이상 적층되고, 상기 제2단위직물은 상기 적층된 제1단위직물 위에 1겹 이상 적층될 수 있으며, 이때, 상기 1겹 이상의 제1단위직물 과 제2단위직물은 서로 교대로 반복되게 적층될 수 있다.

상기 제1멀티필라멘트는 22.0 ~ 27.0 g/d 범위의 강도 및 600 ~ 800 g/d 범위의 탄성율을 갖는 멀티필라멘트들 중에서 선택되고, 상기 제2멀티필라멘트는 20.0 ~ 24.0 g/d 범위의 강도 및 800 ~ 1000 g/d 범위의 탄성율을 갖는 멀티필라멘트들 중에서 선택되되, 상기 제1 멀티필라멘트가 상기 제2 멀티필라멘트에 비해 상대적으로 높은 강도 및 상대적으로 낮은 탄성율을 갖도록 선택된다.

상기 멀티필라멘트는 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 이루어질 수 있다.

본 발명은 또한 전술한 바와 같은 특성을 갖는 방탄용 직물을 이용한 방탄 제품을 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 상대적으로 고강도 특성을 구비한 제1멀티필라멘트와 상대적으로 고탄성율 특성을 구비한 제2멀티필라멘트를 이용하여 방탄용 직물을 제조함으로써 탄환의 충돌시 직물조직의 파괴와 직물조직의 변형을 동시에 줄일 수 있어 방탄성능이 향상되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

1. 방탄용 직물 및 방탄 제품

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄용 직물의 개략적 사시도이다.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄용 직물(10)은 단위직물(11)이 복수 겹으로 적층되어 구성된다.

상기 단위직물(11)은 위사 및 경사로 이루어지는데, 상기 위사를 구성하는 원사와 상기 경사를 구성하는 원사는 서로 특성이 상이한 멀티필라멘트로 이루어진다. 즉, 상대적으로 고강도 특성을 구비한 제1멀티필라멘트와 상대적으로 고탄성율 특성을 구비한 제2멀티필라멘트를 이용하여 상기 위사 및 경사를 구성할 수 있으며, 이 경우, 상기 위사로서 상기 제1멀티필라멘트를 이용하고 상기 경사로서 제2멀티필라멘트를 이용할 수도 있고, 상기 위사로서 상기 제2멀티필라멘트를 이용하고 상기 경사로서 제2멀티필라멘트를 이용할 수도 있다. 이와 같이, 상대적으로 고강도 특성을 구비한 제1멀티필라멘트와 상대적으로 고탄성율 특성을 구비한 제2멀티필라멘트를 이용하여 단위직물(11)을 형성함으로써 탄환의 충돌시 직물조직의 파괴와 직물조직의 변형을 동시에 줄일 수 있어 방탄성능이 향상되게 된다.

상기 제1멀티필라멘트는 상기 제2멀티필라멘트보다 강도가 큰 특성을 가지며, 상기 제2멀티필라멘트는 상기 제1멀티필라멘트보다 탄성율이 큰 특성을 갖는다. 구체적으로, 상기 제1멀티필라멘트는 22.0 ~ 27.0 g/d 범위의 강도를 가지고 600 ~ 800 g/d 범위의 탄성율을 갖는 멀티필라멘트들 중에서 선택되고, 상기 제2멀티필라멘트는 20.0 ~ 24.0 g/d 범위의 강도를 가지고 800 ~ 1000 g/d 범위의 탄성율을 갖는 멀티필라멘트들 중에서 선택되되, 상기 제1 멀티필라멘트가 상기 제2 멀티필라멘트에 비해 상대적으로 높은 강도 및 상대적으로 낮은 탄성율을 갖도록 선택된다.

상기 제1멀티필라멘트의 강도가 22.0 g/d 미만일 경우 직물의 방탄특성 향상을 기대할 수 없고, 상기 제1멀티필라멘트의 강도가 27.0 g/d를 초과할 경우 필라멘트의 탄성율이 저하되어 상기 범위의 탄성율 특성을 구비할 수 없게 될 수 있다.

상기 제1멀티필라멘트의 탄성율이 600 g/d 미만일 경우 탄환의 충돌시 직물이 쉽게 변형될 수 있고, 상기 제1멀티필라멘트의 탄성율이 800 g/d를 초과할 경우 필라멘트의 강도가 저하되어 상기 범위의 고강도 특성을 구비할 수 없게 될 수 있 다.

상기 제2멀티필라멘트의 강도가 20.0 g/d 미만일 경우 탄환의 충돌시 직물이 쉽게 파괴될 수 있고, 상기 제2멀티필라멘트의 강도가 24.0 g/d를 초과할 경우 필라멘트의 탄성율이 저하되어 상기 범위의 고탄성율 특성을 구비할 수 없게 될 수 있다.

상기 제2멀티필라멘트의 탄성율이 800 g/d 미만일 경우 직물의 방탄특성 향상을 기대할 수 없고, 상기 제2멀티필라멘트의 탄성율이 1000 g/d를 초과할 경우 필라멘트의 강도가 저하되어 상기 범위의 강도 특성을 구비할 수 없게 될 수 있다.

이와 같은 상기 제1멀티필라멘트 및 제2멀티필라멘트로는 강도특성 및 탄성율이 특성이 우수한 전방향족 폴라아미드 멀티필라멘트를 이용할 수 있다. 상기 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는 섬도가 0.7~1.6 데니어인 모노필라멘트 400~1,000개로 구성될 수 있다. 섬도가 1.6 데니어 이하의 가는 모노필라멘트를 이용할 경우 동일한 섬도의 멀티필라멘트를 얻기 위해 보다 많은 개수의 모노필라멘트를 사용할 수 있고, 그에 따라 제조되는 직물의 충격에 대한 흡수력을 증진시킬 수 있다. 섬도가 0.7 데니어 이하의 모노필라멘트를 이용할 경우 제직성이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트의 섬도는 500 ~ 3000 데니어의 섬도 범위를 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방탄용 직물의 개략적 사시도이다.

도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방탄용 직물(10)은 1겹 이상 적층된 제1단위직물(21)과 상기 제1단위직물(21) 위에 1겹 이상 적층된 제 2단위직물(31)의 조합으로 구성된다.

상기 제1단위직물(21)은 위사 및 경사가 상대적으로 고강도 특성을 구비한 제1멀티필라멘트로 이루어지고, 상기 제2단위직물(31)은 위사 및 경사가 상대적으로 고탄성율 특성을 구비한 제2멀티필라멘트로 이루어진다. 이와 같이, 고강도 특성을 구비한 제1멀티필라멘트로 이루어진 제1단위직물(21) 및 고탄성율 특성을 구비한 제2멀티필라멘트로 이루어진 제2단위직물(31)을 조합하여 적층함으로써, 탄환의 충돌시 직물조직의 파괴와 직물조직의 변형을 동시에 줄일 수 있어 방탄성능이 향상되게 된다. 특히, 상기 제1단위직물(21)을 탄환 충돌면으로 구성하고 상기 제2단위직물(31)을 인체 접촉면으로 구성할 경우, 고강도 특성을 갖는 제1단위직물(21)에 의해서 탄환 충돌면에서의 직물조직 파괴가 최소화될 수 있고, 고탄성율 특성을 갖는 제2단위직물(31)에 의해서 인체와 접촉하는 면에서의 직물조직 변형이 최소화될 수 있어, 인체의 피해를 줄일 수 있게 된다.

상기 제1멀티필라멘트 및 제2멀티필라멘트의 강도, 탄성율, 재료 등은 전술한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방탄용 직물의 개략적 사시도이다.

도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방탄용 직물(10)은 1겹 이상 적층된 제1단위직물(21)과 1겹 이상 적층된 제2단위직물(31)이 교대로 반복되게 적층되어 구성된다. 상기 제1단위직물(21)은 전술한 바와 동일한 제1멀티필라멘트로 이루어지고, 상기 제2단위직물(31)은 전술한 바와 동일한 제2멀티필라멘트로 이루어진다. 이와 같이, 고강도 특성을 갖는 제1단위직물(21)과 고탄성율 특성을 갖는 제2단위직물(31)을 교대로 반복되게 적층함으로써, 탄환의 진행을 용이하게 억제할 수 있어 방탄성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 방탄용 직물은, 원사로서 멀티필라멘트를 준비하는 공정, 상기 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 하여 제직하여 단위직물을 제조하는 공정, 상기 단위직물을 적층하는 공정을 통해 제조된다.

상기 멀티필라멘트를 준비하는 공정은, 방향족 디아민과 방향족 디에시드클로라이드를 중합용매 중에서 중합시킴으로써 방향족 폴리아미드 중합체를 제조하고, 그 후 상기 방향족 폴리아미드 중합체를 농황산 용매에 용해시켜 방사도프를 제조하고, 그 후 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후 방사물을 응고시켜 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트를 제조하는 공정으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 22.0 ~ 27.0 g/d 범위의 강도 및 600 ~ 800 g/d 범위의 탄성율을 가지어 상대적으로 고강도 특성을 구비한 제1전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는, 원료물질인 방향족 디아민과 디에시드클라이드를 99.9%이상의 고순도 물질을 이용함으로써 얻을 수 있다.

상기 20.0 ~ 24.0 g/d 범위의 강도 및 800 ~ 1000 g/d 범위의 탄성율을 가지어 상대적으로 고탄성율 특성을 구비한 제2전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는, 상기 방사공정 후에 필라멘트에 가소제를 도포한 후 열처리 공정을 수행하는 방법을 통해 얻을 수 있다. 즉, 필라멘트에 가소제를 도포하여 열처리 공정을 수행할 경우 필라멘트를 구성하고 있는 고분자 사슬의 가소화가 원활히 진행되어 제조는 필라멘트가 고탄성율 특성을 구비할 수 있게 된다. 상기 가소제는 다가알코올 또는 에스테르계 가소제를 이용할 수 있으며, 구체적인 예로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 및 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 상기 가소제는 필라멘트 100중량부에 대해서 0.2 내지 5중량부를 도포하는 것이 필라멘트를 구성하는 고분자 사슬의 원활한 가소화를 위해 바람직하다.

다만, 상기 제1전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트 및 제2전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트가 상기 방법으로만 제조되는 것은 아니다.

상기 단위 직물을 제직하는 공정은 상기 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 하며 평직(plain) 또는 바스켓직(basket)을 직물조직으로 하여 제직하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제1전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트와 제2전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트 중 어느 하나를 위사로 하고 나머지 하나를 경사로 하여 제직하여 도 2와 같은 단위직물(11)을 얻을 수도 있고, 상기 제1전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 하여 도 3 및 도 4와 같은 제1단위직물(21)을 얻고 상기 제2전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 하여 도 3 및 도 4와 같은 제2단위직물(31)을 얻을 수도 있다. 상기 위사밀도 및 경사밀도는 각각 5 ~ 15본/cm 수준으로 할 수 있지만, 반드시 그에 한정하는 것은 아니다.

상기 제직공정 이후에는, 직물에 대한 정련처리(Scouring treatment) 공정 및 발수처리(water repellent treatment) 공정을 수행할 수 있다.

상기 정련처리 공정은 직물을 구성하는 멀티필라멘트에 부착되어 있는 유제나 이물질을 제거하는 공정으로서, 이와 같은 정련공정을 수행하지 않고 발수처리 공정을 수행하게 되면 발수처리공정이 원활히 이루어지지 않게 되며 또한 직물의 유연성이 저하될 수 있다. 상기 정련처리 공정은 40℃-100℃에서 NaOH 또는 Na₂CO₃와 같은 계면활성제를 이용하여 수행할 수 있고, 상기 계면활성제 처리 후에는 수세공정과 건조공정을 이어서 수행한다.

상기 발수처리 공정은 직물이 수분을 흡수하지 않도록 처리하는 공정으로서, 직물을 구성하는 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는 일반적으로 수분을 장기간 흡수하게 되면 물성이 저하되어 결국 직물의 방탄특성이 점차 떨어지는 문제가 발생하므로 직물에 발수처리를 수행하여 수분흡수로 인한 방탄특성 저하를 방지하는 것이다. 상기 발수처리 공정은 전술한 정련 공정을 통해 직물의 표면에 부착된 이물질을 완전히 제거한 후, 불소계 또는 실리콘계 발수제 조성물에 직물을 침지시키고, 건조하는 공정으로 이루어질 수 있다.

상기 발수처리공정 이후에 직물에 열처리 공정을 수행할 수 있다. 상기 열처리 공정은 120-200℃에서 15-150초 정도로 수행할 수 있는데, 이때 열처리 온도가 120℃ 미만이거나 열처리 시간이 15초 미만이면 발수처리 효과가 떨어질 수 있고, 온도가 200℃ 초과되거나 시간이 150초를 초과하면 직물에 손상을 줄 수 있기 때문이다.

상기 단위직물을 적층하는 공정은, 상기 단위직물(11)을 소정 매수로 적층한 후 봉제(sewing)하는 공정을 포함하여 도 2와 같은 방탄용 직물을 얻을 수도 있고, 상기 제1단위직물(21)과 제2단위직물(31)을 소정 매수로 적층한 후 봉제하여 도 3 또는 도 4와 같은 방탄용 직물을 얻을 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 특성을 갖는 방탄용 직물을 이용한 방탄제품을 제공하는데, 상기 방탄제품으로는 방탄복, 방탄헬멧, 및 방탄판 등을 들 수 있다. 상기 방탄복, 방탄헬멧, 및 방탄판은 공지된 방법에 의해 제조할 수 있으며, 이때, 상기 방탄헬멧 및 방탄판은 전술한 발수처리공정을 수행하지 않을 수 있다.

2. 실시예 및 비교예

멀티필라멘트 준비

1) 제1전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트

N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 CaCl₂을 첨가하여 중합용매를 제조한 후, 순도가 99.9%인 파라-페닐렌디아민을 상기 중합용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하였다. 그 후, 상기 혼합용액을 교반하면서, 상기 혼합용액에 상기 파라-페닐렌디아민과 동일한 몰의 순도가 99.9%인 테레프탈로일 디클로라이드를 두 번에 나누어 첨가하여 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드) 중합체를 생성시켰다. 그 후, 상기 중합체를 포함한 중합용액에 물과 NaOH를 첨가하여 산을 중화시켰다. 그 후, 중합체를 분쇄한 후, 물을 이용하여 방향족 폴리아미드 중합체에 함유된 중합용매를 추출하고, 탈수 및 건조 공정을 통해 방향족 폴리아미드 중합체를 얻었다. 그 후, 얻은 방향족 폴리아미드 중합체를 99%농황산에 용해시켜 방사도프를 준비하였다. 그 후, 상 기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후, 7mm의 공기층을 통과시키고, 황산수용액이 담겨져 있는 응고조 및 상기 응고조 하부의 응고튜브를 통과시키면서 응고시켜 필라멘트를 제조하였다. 그 후, 필라멘트를 수세하여 잔존하는 황산을 제거하고, 건조시켜 섬도가 1000 데니어인 제1전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트를 제조하였다.

2) 제2전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트

N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 CaCl₂을 첨가하여 중합용매를 제조한 후, 순도가 99.9%인 파라-페닐렌디아민을 상기 중합용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하였다. 그 후, 상기 혼합용액을 교반하면서, 상기 혼합용액에 상기 파라-페닐렌디아민과 동일한 몰의 순도가 99.9%인 테레프탈로일 디클로라이드를 두 번에 나누어 첨가하여 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드) 중합체를 생성시켰다. 그 후, 상기 중합체를 포함한 중합용액에 물과 NaOH를 첨가하여 산을 중화시켰다. 그 후, 중합체를 분쇄한 후, 물을 이용하여 방향족 폴리아미드 중합체에 함유된 중합용매를 추출하고, 탈수 및 건조 공정을 통해 방향족 폴리아미드 중합체를 얻었다. 그 후, 얻은 방향족 폴리아미드 중합체를 99%농황산에 용해시켜 방사도프를 준비하였다. 그 후, 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후, 7mm의 공기층을 통과시키고, 황산수용액이 담겨져 있는 응고조 및 상기 응고조 하부의 응고튜브를 통과시키면서 응고시켜 필라멘트를 제조하였다. 상기 응고튜브를 통과시키는 동안에는 분사 장치를 통해 필라멘트에 황산수용액을 분사하였다. 그 후, 필라멘트를 수세하여 잔존하는 황 산을 제거하였다. 그 후, 건조롤에 감아 필라멘트 100중량부에 대해서 수분함량이 5중량부가 되도록 필라멘트를 건조시키고, 폴리에틸렌글리콜(분자량:100)이 도포된 소정의 롤에 상기 필라멘트를 감았다. 여기서, 상기 필라멘트 100중량부에 대해서 5중량부에 해당하는 폴리에틸렌글리콜이 상기 필라멘트에 도포되도록 하였다. 그 후, 필라멘트를 열처리 롤에 감아 열처리를 수행하여 섬도가 1420 데니어인 제2전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트를 제조하였다.

3) 강도 및 탄성율 측정

상기 제조한 제1전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트와 제2전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트를 25cm로 잘라 각각의 샘플을 준비한 후, ASTM D-885 시험방법에 따라 강도를 측정하였는데, 구체적으로는 인스트론 시험기(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)를 이용하여 인장속도 300mm/분에서 각각의 샘플이 파단될 때의 강력(g)을 측정하고 측정값을 샘플의 데니어(denier)로 나누어 강도(g/d)를 구하였다. 또한, 동일한 방법으로 각각의 샘플의 응력-변형 곡선을 구한 다음, 응력-변형 곡선상의 기울기로부터 각각의 탄성율(g/d)을 계산하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.

구분	강도(g/d)	탄성율(g/d)
제1전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트	26	750
제2전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트	22.5	930

실시예 1

상기 준비한 제1전방향족 멀티필라멘트를 위사로 사용하고, 상기 준비한 제2전방향족 멀티필라멘트를 경사로 사용하여, 위사밀도 및 경사밀도를 85개×60개/10cm×10cm로 하여 평직으로 제직하여 단위직물을 제조하였다. 그 후, 상기 단위직물을 34매 적층한 후 봉제하여 방탄용 직물을 제조하였다.

실시예 2

상기 준비한 제1전방향족 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 사용하여, 위사밀도 및 경사밀도 85개×85개/10cm×10cm로 하여 평직으로 제직하여 제1단위직물을 제조하였다. 상기 준비한 제2전방향족 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 사용하여, 위사밀도 및 경사밀도 60개×60개/10cm×10cm로 하여 평직으로 제직하여 제2단위직물을 제조하였다. 그 후, 상기 제1단위직물을 20매 적층하고, 그 위에 상기 제2단위직물을 14매 적층한 후 봉제하여 방탄용 직물을 제조하였다.

실시예 3

상기 준비한 제1전방향족 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 사용하여, 위사밀도 및 경사밀도 85개×85개/10cm×10cm로 하여 평직으로 제직하여 제1단위직물을 제조하였다. 상기 준비한 제2전방향족 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 사용하여, 위사밀도 및 경사밀도 60개×60개/10cm×10cm로 하여 평직으로 제직하여 제2단위직물을 제조하였다. 그 후, 상기 제1단위직물을 10매 적층하고, 그 위에 상기 제2단위직물을 7매 적층하고, 그 위에 상기 제1단위직물을 10매 적층하고, 그 위에 상기 제2단위직물을 7매 적층한 후 봉제하여 방탄용 직물을 제조하였다.

비교예 1

상기 준비한 제1전방향족 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 사용하여, 위사밀도 및 경사밀도 85개×85개/10cm×10cm로 하여 평직으로 제직하여 단위직물을 제조하였다. 그 후, 상기 단위직물을 34매 적층한 후 봉제하여 방탄용 직물을 제조하였다.

비교예 2

상기 준비한 제2전방향족 멀티필라멘트를 위사 및 경사로 사용하여, 위사밀도 및 경사밀도 60개×60개/10cm×10cm로 하여 평직으로 제직하여 단위직물을 제조하였다. 그 후, 상기 단위직물을 34매 적층한 후 봉제하여 방탄용 직물을 제조하였다.

이상과 같은 실시예 및 비교예에 따른 방탄용 직물의 제조를 위한 공정 조건을 정리하면 하기 표 2와 같다.

구분	단위직물의 종류	원사		적층(상부/하부)
		위사	경사
실시예 1	1종	①	②	단위직물 34매
실시예 2	2종	제1단위직물:① 제2단위직물:②	제1단위직물:① 제2단위직물:②	제2단위직물 14매 /제1단위직물 20매
실시예 3	2종	제1단위직물:① 제2단위직물:②	제1단위직물:① 제2단위직물:②	제2단위직물 7매 /제1단위직물 10매 /제2단위직물 7매 /제1단위직물 10매
비교예 1	1종	①	①	단위직물 34매
비교예 2	1종	②	②	단위직물 34매
①: 제1전방향족 멀티필라멘트[섬도 1000데니어 , 강도 26g/d, 탄성율 750g/d]
②: 제2전방향족 멀티필라멘트[섬도 1420데니어 , 강도 22.5g/d, 탄성율 930g/d]

3. 실험예

방탄성능 측정

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 방탄용 직물을 40cm × 40cm으로 잘라 샘플을 준비한 후, 준비된 각각의 샘플에 대해서 NIJ(National Institute of Justice) 규격에 따라 방탄 시험을 실시하였다. 방탄 시험시 사용된 탄환은 .44매그넘이다. 그 결과는 하기 표 3과 같다. 하기 표에서 V0은 탄환이 목표물를 통과하지 못하는 최대 속도이다.

구분	방탄성능V0(m/s)
실시예 1	436
실시예 2	440
실시예 3	438
비교예 1	430
비교예 2	428

도 1은 고속의 탄환이 방탄용 직물과 충돌하는 경우 방탄용 직물의 형태 변화를 보여주는 모식도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄용 직물의 개략적 사시도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방탄용 직물의 개략적 사시도이다.

도 4은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방탄용 직물의 개략적 사시도이다.

<도면의 주요부의 구성에 대한 설명>

10: 방탄용 직물 11: 단위직물

21: 제1단위직물 31: 제2단위직물

Claims (9)

1. 적층된 복수개의 단위직물들을 포함하는 방탄용 직물에 있어서,

   상기 방탄용 직물은 강도 및 탄성율이 서로 다른 제1 및 제2 멀티필라멘트들을 포함하되,

   상기 제1 멀티필라멘트는 상기 제2 멀티필라멘트에 비해 상대적으로 높은 강도 및 상대적으로 낮은 탄성율을 갖는 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단위직물들 각각은, 상기 제1 및 제2 멀티필라멘트들 중 어느 한 종류만을 경사로서 포함하고, 상기 제1 및 제2 멀티필라멘트들 중 다른 한 종류만을 위사로서 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 방탄용 직물은 적층된 제1 및 제2 단위직물들을 포함하고,

   상기 제1 단위직물은 상기 제1 및 제2 멀티필라멘트들 중 어느 한 종류만을 경사 및 위사로서 포함하고,

   상기 제2 단위직물은 상기 제1 및 제2 멀티필라멘트들 중 다른 한 종류만을 경사 및 위사로서 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
4. 제3항에 있어서,

   상기 방탄용 직물은 1 이상의 상기 제1 단위직물 및 1 이상의 상기 제2 단위직물을 포함하고,

   상기 1 이상의 제1 단위직물 상에 상기 1 이상의 제2 단위직물이 적층된 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
5. 제3항에 있어서,

   상기 방탄용 직물은 1 이상의 상기 제1 단위직물 및 1 이상의 상기 제2 단위직물을 포함하고,

   상기 제1 및 제2 단위직물들이 교대로 적층된 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1멀티필라멘트는 22.0 ~ 27.0 g/d 범위의 강도 및 600 ~ 800 g/d 범위의 탄성율을 가지는 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제2멀티필라멘트는 20.0 ~ 24.0 g/d 범위의 강도 및 800 ~ 1000 g/d 범위의 탄성율을 가지는 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 멀티필라멘트들은 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트인 것을 특징으로 하는 방탄용 직물.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방탄용 직물을 이용한 방탄 제품.

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