KR101561553B1 - 방탄복용 복합재 및 이를 이용한 방탄복의 제조방법 - Google Patents
방탄복용 복합재 및 이를 이용한 방탄복의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 방탄복용 복합재는 (ⅰ) 아라미드 직물(W)과 (ⅱ) 상기 아라미드 직물의 양면 중 한쪽면 상에 부착된 폴리우레탄 테이프(T)로 구성되며, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 상기 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부에만 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부 면적에만 폴리우레탄 테이프(T)를 접착하여 방탄복용 복합재를 제조한 다음, 서로 인접되도록 적층되는 2매의 방탄복용 복합재 중에서 아래에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 부착면과 위에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 미부착면이 서로 맞닿도록 상기 방탄복용 복합재들을 적층한 다음, 적층된 방탄복용 복합재들을 가열, 가압하여 일체로 성형하여 방탄복을 제조한다.
본 발명에 따른 방탄복용 복합재는 방탄복 제조시 종래 꿰매기(Stitching) 작업에 의한 유연성 저하와 국부적인 소재의 손상이 효과적으로 방지되고, 폴리우레탄 테이프가 부착된 부분의 인장강력이 향상되어, 방탄성이 개선됨과 동시에 착탄시 후면변형도 감소시켜 준다.
본 발명에서는 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부 면적에만 폴리우레탄 테이프(T)를 접착하여 방탄복용 복합재를 제조한 다음, 서로 인접되도록 적층되는 2매의 방탄복용 복합재 중에서 아래에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 부착면과 위에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 미부착면이 서로 맞닿도록 상기 방탄복용 복합재들을 적층한 다음, 적층된 방탄복용 복합재들을 가열, 가압하여 일체로 성형하여 방탄복을 제조한다.
본 발명에 따른 방탄복용 복합재는 방탄복 제조시 종래 꿰매기(Stitching) 작업에 의한 유연성 저하와 국부적인 소재의 손상이 효과적으로 방지되고, 폴리우레탄 테이프가 부착된 부분의 인장강력이 향상되어, 방탄성이 개선됨과 동시에 착탄시 후면변형도 감소시켜 준다.
Description
본 발명은 방탄복용 복합재 및 이를 이용한 방탄복의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 방탄복 제조시 유연성과 국부적인 인장강도가 향상되어 방탄성능이 향상되며 착탄시의 후면변형도 감소시킬 수 있는 방탄복용 복합재 및 이를 이용한 방탄복의 제조방법에 관한 것이다.
방탄복은 탄환이나 포환으로부터 인체를 보호하기 위한 제품으로서, 방탄복용 복합재(소재)들을 여러층 적층하여 제조된다.
종래의 방탄복용 복합재로는 대한민국 공개특허 제10-2011-0009441호 등에 게재된 바와 같이 아라미드 직물에 페놀수지 등과 같은 수지 코팅층을 형성하거나 수지를 함침시킨 방탄복용 복합재가 사용되어 왔으며, 상기 방탄복용 복합재 여러층을 적층하여 방탄복을 제조하였다.
그러나, 상기와 같이 아라미드 직물에 수지 코팅층이 형성된 방탄복용 소재로 방탄복을 제조하게 되면 방탄복의 무게가 증가하며 탄착시 상기 수지 코팅층이 파괴되어 이로인한 2차적 피해가 발생되고 방탄성도 저하되는 문제들이 발생되었다.
또 다른 종래의 방탄복용 복합재로는 아라미드 직물이 방탄복용 복합재가 사용되었으며, 상기 아라미드 직물 또는 방탄복용 복합재 여러매를 적층한 후 이들을 일체로 꿰매는 스티칭(Stitching)공정을 거쳐 방탄복을 제조하였다.
상기 스티칭 공정은 방탄복의 착탄시 후면변형을 줄이기 위해서 실시되어 왔다.
그러나, 상기와 같이 방탄복용 복합재 여러매를 스티칭(Stitching)하여 방탄복을 제조하는 경우, 방탄복의 후면변형은 감소시킬 수 있지만 방탄복용 복합재가 뻣뻣해져 유연성이 저하되고 스티칭되는 부분이 손상되어 국부적으로 방탄성이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명의 과제는 방탄복 제조시 스티칭(Stitching) 공정으로 인해 방탄복용 복합재의 국부적인 손상 및 유연성 저하를 효과적으로 방지함으로써, 방탄성이 개선됨과 동시에 착탄시 후면변형을 줄일 수 있는 방탄복용 소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 상기 방탄복용 소재로 방탄복을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이와같은 과제들을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부 면적에만 폴리우레탄 테이프(T)를 접착하여 방탄복용 복합재를 제조한 다음, 서로 인접되도록 적층되는 2매의 방탄복용 복합재 중에서 아래에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 부착면과 위에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 미부착면이 서로 맞닿도록 상기 방탄복용 복합재들을 적층한 다음, 적층된 방탄복용 복합재들을 가열, 가압하여 일체로 성형하여 방탄복을 제조한다.
본 발명에 따른 방탄복용 복합재는 방탄복 제조시 종래 꿰매기(Stitching) 작업에 의한 유연성 저하와 국부적인 소재의 손상이 효과적으로 방지되고, 폴리우레탄 테이프가 부착된 부분의 인장강력이 향상되어, 방탄성이 개선됨과 동시에 착탄시 후면변형도 감소시켜 준다.
도 1은 본 발명에 따른 방탄복용 복합재의 평면예시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 방탄복용 복합재는 도 1에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 아라미드 직물(W)과 (ⅱ) 상기 아라미드 직물의 양면 중 한쪽면 상에 부착된 폴리우레탄 테이프(T)로 구성되며, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 상기 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부에만 부착된 구조를 갖는다.
도 1은 상기 방탄복용 복합재의 평면예시도이다.
상기 폴리우레탄 테이프(T)는 상기 아라미드 직물(W)의 한쪽면 전체면적대비 20~40%의 면적에만 부착되어 있는 것이 방탄복용 소재의 방탄성 향상 및 경량화에 바람직하다.
폴리우레탄 테이프(T)의 부착면적이 아라미드 직물(W)의 한쪽면 전체면적대비 20% 미만인 경우에는 방탄복의 착탄시 후면변형을 줄이는데 한계가 있고, 40중량%를 초과하는 경우에는 방탄복의 무게가 증가하고 유연성이 떨어져 방탄성도 저하될 수 있다.
상기 폴리우레탄 테이프는 핫멜트타입(Hot melt type)으로써, 가열, 가압시 용융되어 접착제 역할을 하게 된다.
상기 폴리우레탄 테이프(T)는 아라미드 직물(W)의 한쪽면 (ⅰ) 길이방향 및 폭방향을 따라, 또는 (ⅱ) 길이방향을 따라, 또는 (ⅲ) 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란히 부착되어 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 방탄복의 제조방법은, (ⅰ) 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부면적에만 폴리우레탄 테이프(T)를 접착하여 아라미드 직물(W)과 상기 아라미드 직물의 한쪽면 일부에만 부착되어 있는 폴리우레탄 테이프(T)로 구성되는 방탄복용 복합재를 제조하는 공정; (ⅱ) 서로 인접되도록 적층되는 2매의 방탄복용 복합재 중에서 아래에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 부착면과 위에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 미부착면이 서로 맞닿도록 상기 방탄복용 복합재들을 적층하는 공정; 및 (ⅲ) 적층된 방탄복용 복합재들을 가열, 가압하여 일체로 성형하는 공정;을 포함한다.
구체적으로, 먼저 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부면적에만 폴리우레탄 테이프(T)를 접착하여 아라미드 직물(W)과 상기 아라미드 직물의 한쪽면 일부에만 부착되어 있는 폴리우레탄 테이프(T)로 구성되는 방탄복용 복합재를 제조한다.
이때, 상기 폴리우레탄 테이프(T)를 상기 아라미드 직물(W)의 한쪽면 전체면적대비 20~40%의 면적에만 부착하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 아라미드 직물(W)의 한쪽면 (ⅰ) 길이방향 및 폭방향을 따라, 또는 (ⅱ) 길이방향을 따라, 또는 (ⅲ) 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란히 부착할 수 있다.
상기 폴리우레탄 테이프는 핫멜트타입(Hot melt type)으로써, 가열, 가압시 용융되어 접착제 역할을 하게 된다.
다음으로, 서로 인접되도록 적층되는 2매의 방탄복용 복합재 중에서 아래에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 부착면과 위에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 미부착면이 서로 맞닿도록 상기 방탄복용 복합재들을 적층한 다음, 적층된 방탄복용 복합재들을 가열, 가압하여 일체로 성형하여 방탄복을 제조한다.
상기와 같이 제조된 방탄복은 유연성이 뛰어나고 국부적인 소재의 손상이 없어서 방탄성이 우수함과 동시에 착탄시 후면변형도 감소 된다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이므로 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 안된다.
실시예
1
방향족 디아민인 파라-페닐렌디아민과 방향족 디에시드클로라이드인 테레프탈로일 디클로라이드를 N-메틸-2-피롤리돈 중합용매 내에서 중합시켜 폴리 파라페닐렌테레프탈아미드 중합체를 제조한 다음, 상기 중합체를 농황산 용매에 용해시켜 방사도프를 제조하고, 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후 응고시켜 840 데니어의 전방향족 아라미드 섬유를 제조하였다.
다음으로, 상기 아라미드 섬유를 경사 및 위사로 사용하여 평직으로 제직하여 200 g/㎡의 밀도를 갖는 아라미드 직물을 제조하였다.
다음으로, 상기 아라미드 직물의 한쪽면 상에 핫멜트타입인 폴리우레탄 테이프를 도 1과 같이 아라미드 직물의 길이방향 및 폭방향으로 7㎝의 간격을 두고 나란히 부착하여 방탄복용 복합재를 제조하였다.
이때, 아라미드 직물의 한쪽면 전체면적중 40%의 면적에만 폴리우레탄 테이프를 부착하였다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 방탄복용 복합재 32매를 적층한 후 150℃의 온도에서 160bar의 압력으로 가열, 가압하여 방탄복을 제조하였다.
제조한 방탄복의 각종물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
실시예
2 내지
실시예
3
실시예 1에서, 아라미드 직물의 한쪽면 전체면적중 폴리우레탄 테이프가 부착된 면적비율, 폴리우레탄 테이프의 부착방향 및 부착된 폴리우레탄 테이프 간의 간격을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 방탄복용 복합재 및 방탄복을 제조하였다.
제조된 방탄복의 각종 물성을 평가한 결과는 표 2와 같았다.
| 구분 | 폴리우레탄 테이프 부착면 비율(%) | 폴리우레탄 테이프의 부착방향 | 폴리우레탄 테이프 간의 간격 |
| 실시예 1 | 40 | 아라미드 원단의 폭방향 및 길이방향 | 7 |
| 실시예 2 | 30 | 아라미드 원단의 길이방향 | 5 |
| 실시예 3 | 20 | 아라미드 원단의 폭방향 | 10 |
비교실시예
1
방향족 디아민인 파라-페닐렌디아민과 방향족 디에시드클로라이드인 테레프탈로일 디클로라이드를 N-메틸-2-피롤리돈 중합용매 내에서 중합시켜 폴리 파라페닐렌테레프탈아미드 중합체를 제조한 다음, 상기 중합체를 농황산 용매에 용해시켜 방사도프를 제조하고, 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후 응고시켜 840 데니어의 전방향족 아라미드 섬유를 제조하였다.
다음으로, 상기 아라미드 섬유를 경사 및 위사로 사용하여 평직으로 제직하여 200 g/㎡의 밀도를 갖는 아라미드 직물을 제조하였다.
다음으로 상기와 같이 제조된 아라미드 직물 32매를 적층한 후 이들을 스티칭(Stitching)하여 방탄복을 제조하였다.
제조된 방탄복의 각종물성을 평가한 결과는 표 2와 같았다.
비교실시예
2
방향족 디아민인 파라-페닐렌디아민과 방향족 디에시드클로라이드인 테레프탈로일 디클로라이드를 N-메틸-2-피롤리돈 중합용매 내에서 중합시켜 폴리 파라페닐렌테레프탈아미드 중합체를 제조한 다음, 상기 중합체를 농황산 용매에 용해시켜 방사도프를 제조하고, 상기 방사도프를 방사구금을 통해 방사한 후 응고시켜 840 데니어의 전방향족 아라미드 섬유를 제조하였다.
다음으로, 상기 아라미드 섬유를 경사 및 위사로 사용하여 평직으로 제직하여 200 g/㎡의 밀도를 갖는 아라미드 직물을 제조하였다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 아라미드 직물 일면에 페놀수지 코팅층을 형성하여 방탄복용 복합재를 제조하였다.
다음으로 상기와 같이 제조된 방탄복용 복합재 32매를 적층한 후 이들을 스티칭(Stitching)하여 방탄복을 제조하였다.
제조된 방탄복의 각종물성을 평가한 결과는 표 2와 같았다.
| 구분 | 면밀도(㎏/㎡) | 후면변형(BFS) [㎜] | 평균속도(V50) [m/s] |
| 실시예 1 | 6.4 | 39 | 646 |
| 실시예 2 | 6.4 | 36 | 667 |
| 실시예 3 | 6.4 | 37 | 665 |
| 비교실시예 1 | 6.4 | 41 | 650 |
| 비교실시예 2 | 6.4 | 41 | 649 |
표 2에서 후면변형(BFS) 및 평균속도(V50)은 아래와 같은 방법으로 평가하였다.
후면변형(
BFS
)
NIJ STD-0101.06 규격에 따라 Level ⅢA에 대응하는 탄환 중 44Magnum SJHP로 평균 436 m/s의 속도에서 충격에 의해 방탄소재 후면부에 설치된 유토(clay)의 움푹 들어간 부분의 최대깊이(㎜)를 측정하였다.
평균속도(
V50
)
MIL-STD-662F 규정에 따라 Cal.22 구경 파편모의탄(FSP)을 이용하여 완전 관통했을 때의 속도와 부분 관통 했을때의 속도를 평균한 값으로 측정하였다.
W : 아라미드 직물
T : 폴리우레탄 테이프
T : 폴리우레탄 테이프
Claims (12)
- (ⅰ) 아라미드 직물(W)과 (ⅱ) 상기 아라미드 직물의 양면 중 한쪽면 상에 부착된 폴리우레탄 테이프(T)로 구성되며, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 상기 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부에만 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄복용 복합재.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 상기 아라미드 직물(W)의 한쪽면 전체면적대비 20~40%의 면적에만 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄복용 복합재.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 핫멜트타입(Hot Melt type)인 것을 특징으로 하는 방탄복용 복합재.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 아라미드 직물(W)의 한쪽면 길이방향 및 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란히 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄복용 복합재.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 아라미드 직물(W)의 한쪽면 길이방향을 따라 일정간격을 두고 나란히 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄복용 복합재.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)는 아라미드 직물(W)의 한쪽면 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란히 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄복용 복합재.
- (ⅰ) 아라미드 직물(W)의 한쪽면 일부면적에만 폴리우레탄 테이프(T)를 접착하여 아라미드 직물(W)과 상기 아라미드 직물의 한쪽면 일부에만 부착되어 있는 폴리우레탄 테이프(T)로 구성되는 방탄복용 복합재를 제조하는 공정;
(ⅱ) 서로 인접되도록 적층되는 2매의 방탄복용 복합재 중에서 아래에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 부착면과 위에 위치하는 방탄복용 복합재의 폴리우레탄 테이프 미부착면이 서로 맞닿도록 상기 방탄복용 복합재들을 적층하는 공정; 및
(ⅲ) 적층된 방탄복용 복합재들을 가열, 가압하여 일체로 성형하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄복의 제조방법. - 제7항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)를 상기 아라미드 직물(W)의 한쪽면 전체면적대비 20~40%의 면적에만 부착하는 것을 특징으로 하는 방탄복의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프는 핫멜트타입(Hot Melt type)인 것을 특징으로 하는 방탄복의 제조방법.
- 제7항 또는 8항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)를 아라미드 직물(W)의 한쪽면 길이방향 및 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란히 부착하는 것을 특징으로 하는 방탄복의 제조방법.
- 제7항 또는 8항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)를 아라미드 직물(W)의 한쪽면 길이방향을 따라 일정간격을 두고 나란히 부착하는 것을 특징으로 하는 방탄복의 제조방법.
- 제7항 또는 8항에 있어서, 상기 폴리우레탄 테이프(T)를 아라미드 직물(W)의 한쪽면 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란히 부착하는 것을 특징으로 하는 방탄복의 제조방법.
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