KR101566483B1 - 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 세라믹 플레이트로 무게가 상대적으로 가벼운 질화 탄화규소(N-SiC) 세라믹 플레이트를 사용하여 방탄 패널의 전체 무게를 감소시키고, 방탄 패널의 표면에 내마모성이 우수하고, 박리 형상이 미발생하는 폴리우레아를 코팅함으로써 방탄 패널 내부로 수분이 침투되어 방탄 성능을 악화시키는 것을 방지하도록 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법에 관한 것이다.

Description

방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법{CERAMIC PANEL FOR BULLET-PROOF JACKET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 세라믹 플레이트로 무게가 상대적으로 가벼운 세라믹 플레이트를 사용하여 방탄 패널의 전체 무게를 감소시키고, 방탄 패널의 표면에 내마모성이 우수하고, 박리 형상이 미발생하는 폴리우레아를 코팅함으로써 방탄 패널 내부로 수분이 침투되어 방탄 성능을 악화시키는 것을 방지하도록 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 방탄복용 세라믹 방탄 패널은 보다 고 화력과 철갑탄(Armor-Piercing Ammunition, AP탄) 등 고속 총탄에 대한 방탄 효율을 향상시키기 위해서 세라믹 플레이트 후면에 방탄직물로서 고 인장성 고 강도 섬유를 여러 층 적층하여 단일체로 된 방탄 패널을 제조하며, 미국 법무성 사법연구소(National Institute of Justice, NIJ)의 방탄재료 시험기준 레벨 Ⅱ 또는 레벨 Ⅲ-A의 방탄복에 삽입하여 사용된다.
여기서, 세라믹 플레이트는 알루미나(Alumina), 탄화규소(Silicon Carbide), 질화규소(Silicon Nitride), 탄화붕소(Boron Carbide), 탄화텅스텐(Tungsten Carbide), 텅스텐 보라이드(Tungsten Diboride) 등과 혹은 이들의 복합체, 또는 섬유보강 복합재료 등이 사용되며 때로는 세라믹 대신 금속재료가 사용되기도 한다. 또한, 고 인장성 고 강도 섬유로는, 아라미드 섬유, PBO(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) 또는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)계의 섬유를 들 수 있고, 상품명은 케블라(Kevlar), 트와론(Twaron), 헤라크론(Heracron), 스펙트라(Spectra) 또는 다이니마(Dyneema) 등이 있다.
이러한 세라믹 방탄 패널은 세라믹 플레이트의 구성에 의해 크게 두 종류로 구분할 수 있는데, 그 하나는 여러 조각의 세라믹 타일로 구성된 패널이며, 다른 하나는 단일 세라믹 플레이트로 구성된 패널이다.
단일 세라믹 플레이트로 구성된 방탄 패널은 처음 첫 번째 발사체의 충격에 의하여 세라믹 플레이트에 크랙이 생기게 되어 두 번째 이후의 발사체에 대한 방탄 효율이 떨어질 수 있다. 따라서, 단일 세라믹 플레이트는 전체가 균질하며 고 강도, 고인성을 갖는 제품으로 처음 충격에 의한 크랙이 가급적 충격부위에 국부적으로 국한되어야 하며, 특히 여러 번의 충격에도 방탄 효과를 갖기 위해서는 충격 후에도 세라믹 파편을 단단히 고정할 수 있도록 후면 적층 직물인 고 인장성 방탄섬유의 물성, 적층방법과 적정 접착력이 중요하다.
이와 같은 세라믹 방탄 패널에서 중요한 방탄직물 후면재의 적층방법과 접착방법의 일례로, 미국 등록특허 6,389,594호는 단일 세라믹 플레이트와 적층 직물의 후면재를 에폭시, 폴리우레탄 수지 등으로 압축 경화시킨 접착방법을 개시하고 있으나, 이 접착방법은 상술한 미국 공개특허 2001-0021443호 또는 미국 등록특허 4,413,357호에 개시된 방법에 비하여 너무 단단한 접착방법으로 관통성향이 높다.
또한, 미국 등록특허 7,148,162호는 수지에 함침된 일방향으로 배열된 섬유다발(unidirectionally-oriented fiber bundles, 혹은 Unidirectional Fabric, 이하, 간단히 "UD 직물" 이라고 함)을 사용하여 방탄성능을 향상시킨 단일 플레이트 방탄패널을 개시하고 있다. 그리고, 국내 등록특허 10-0291941호, 10-0629461호, 10-0430906호 및 10-0430906호 등은 고 인장성 섬유 및 직물의 적층 패널로 레벨 Ⅱ 및 레벨 Ⅲ-A의 방탄복용 직물 패널을 개시하고 있으며, 국내 등록특허 10-0926746호는 레벨 Ⅲ 및 레벨 Ⅳ의 세라믹 방탄패널로 단일 세라믹 플레이트와 방탄직물을 접착필름을 이용하여 접착하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기한 종래기술들에 의한 세라믹 방탄패널은 후면재인 방탄직물 적층물의 접착방법의 개선이나 적절한 UD 직물의 사용으로 후면재의 방탄성능을 개선하고 있으나, 접착공정이 번거롭고 UD 직물의 경우 일반 직물에 비하여 비경제적인 문제가 있고, 특히 미국의 방탄성능 기준인 NIJ 스탠다드 0101.04 레벨 Ⅲ 및 레벨 Ⅳ 기준을 만족하도록 후면재인 방탄직물 섬유의 방탄성능을 향상시키기 위한 대책이 요구되고 있다.
이러한 요구에 부응하기 위하여 국내 등록특허 10-0926746호와 같이 방탄복용 세라믹 방탄패널 및 그 제작방법이 개시되어 있다.
상기 방탄복용 세라믹 방탄패널 제작방법은 내부에 열과 압축공기를 투입할 수 있는 진공챔버를 구비하는 제 1 단계; 세라믹 플레이트 및 상기 세라믹 플레이트 후면에 다수 장의 방탄직물을 순서대로 적층하되, 상기 세라믹 플레이트와 상기 방탄직물 사이 및 각각의 방탄직물 사이에 접착필름들을 끼워넣어 적층하여 적층물을 만드는 제 2단계; 상기 적층물을 외부 진공펌프와 연결된 진공백에 담아 상기 진공챔버 내부에 투입하는 제 3 단계; 상기 진공펌프를 이용하여 상기 진공백 내부를 진공으로 만드는 제 4 단계; 상기 진공챔버 내부에 일정한 온도와 일정한 압력을 가하는 제 5 단계; 및 상기 적층물의 접착필름이 용융되어 상기 세라믹 플레이트 및 다수 장의 방탄직물이 접착되는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 세라믹 플레이트는 하나의 단일 세라믹 플레이트로 이루어지며 재료로써 알루미나, 탄화규소, 질화규소, 탄화붕소, 탄화텅스텐 또는 텅스텐 보라이드 중 어느 하나 이상을 포함하여, 고온소결, 고온 고압소결, 겔케스팅 또는 반응소결의 방법으로 제작된다.
또한, 방탄직물들은 아라미드, PBO(p-Phenylene-Benzobisoxazole) 또는 고분자량 폴리에틸렌(HMWPE)계의 섬유로써 상품명 Kevlar, Zylon, Spectra, Dyneema 또는 Twaron으로 이루어지고, 일 방향 배열 섬유 또는 직물을 포함하며, 섬유의 배열 방향을 서로 달리하여 적층되고, 접착필름들은 폴리에틸렌, 폴리에틸렌-비닐아세테이트, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 코 폴리에스테르, 코폴리아미드 또는 열가소성 폴리우레탄 필름이다.
그러나, 이러한 방탄복용 세라믹 방탄패널 및 그 제작방법은 세라믹 플레이트의 무게가 상대적으로 무거운 단점이 있고, 표면에 합성수지 재질인 우의지(비옷 재질)를 커버로 부착하는 데, 장시간 사용시 마찰로 인해 접착면의 박리 현상이 발생하고, 이로 인해 커버가 파손되어 방탄 패널 내부로 수분이 침투되어 방탄 성능을 악화시키는 문제점이 있다.
국내 등록특허 10-0926746호 국내 등록특허 10-1118133호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세라믹 플레이트로 무게가 상대적으로 가벼운 세라믹 플레이트를 사용하여 방탄 패널의 전체 무게를 감소시키고, 방탄 패널의 표면에 내마모성이 우수하고, 박리 형상이 미발생하는 폴리우레아를 코팅함으로써 방탄 패널 내부로 수분이 침투되어 방탄 성능을 악화시키는 것을 방지하도록 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 방탄 패널에 완충재폼을 부착함으로써 취성이 강한 전면 세라믹을 충격으로부터 보호하도록 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
세라믹 플레이트의 표면을 세척하는 세척 공정과; 상기 세라믹 플레이트의 전면에 일정 크기로 재단된 전면 방탄재를 적층하고, 상기 세라믹 플레이트의 배면에 일정 크기로 재단된 중간 방탄재 및 후면 방탄재를 순차적으로 적층하여 적층물을 제조하는 적층 공정과; 상기 적층물을 외부 진공펌프와 연결된 진공백에 담아 오토 클레이브 내부에 투입한 후 상기 외부 진공펌프를 이용하여 상기 진공백 내부를 진공으로 만드는 상태에서 상기 오토 클레이브 내부에 일정한 온도와 일정한 압력을 일정 시간동안 가하여 방탄 패널을 성형하는 성형 공정과; 기설정된 형상에 따라 상기 방탄 패널의 테두리를 절단하고, 테두리를 트리밍한 후 상기 방탄 패널을 세척하는 테두리 마감 공정과; 완충재폼을 상기 방탄 패널의 정면에 부착하는 완충재폼 부착 공정; 및 상기 완충재폼이 부착된 방탄 패널의 표면에 도료를 코팅하는 코팅 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 세라믹 플레이트는 질화 탄화규소(N-SiC) 알루미나(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC), 보론카바이드(B4C)중 선택된 어느 하나이다.
여기에서 또한, 상기 전면 방탄재는 아라미드 직물, 아라미드 라미네이팅 직물, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU(Polyurethane) 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB(Poly Vinyl Butyral) 접착필름중 선택된 어느 하나 또는 2개 이상이 1겹 또는 2겹 이상 적층된다.
여기에서 또한, 상기 중간 방탄재는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU(Polyurethane) 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB(Poly Vinyl Butyral) 접착필름중 선택된 어느 하나가 1겹 또는 2겹 이상 적층된다.
여기에서 또, 상기 후면 방탄재는 아라미드 직물, 아라미드 라미네이팅 직물, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유, EVA 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB 접착필름중 선택된 2개 이상이 1겹 또는 2겹 이상 적층된다.
여기에서 또, 상기 성형 공정은 120~140℃의 온도에서 272~552kPa의 압력을 1~4시간동안 가한다.
여기에서 또, 상기 완충재폼은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 우레탄, PE, PP, 고무중 어느 하나의 재질로 형성된다.
여기에서 또, 상기 완충재폼 부착 공정은 상기 완충재폼의 배면을 샌딩후 세척하고, 상기 완충재폼의 배면에 선처리제를 도포한 다음 40℃~60℃의 온도로 1~10분 건조한 후, 상기 완충재폼의 배면과 방탄 패널의 정면에 접착제를 도포한 다음 40℃~60℃로 1~10분간 경화시킨 후 서로 접착하며, 상기 완충재폼의 테두리를 상기 방탄 패널의 테두리와 동일하게 절단한다.
여기에서 또, 상기 코팅 공정은 상기 완충재폼이 부착된 방탄 패널중 상기 완충재폼의 정면을 샌딩한 다음 세척하고, 상기 완충재폼의 정면을 제외한 표면에 폴리에스터를 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조하고, 건조가 완료되면 상기 방판 패널을 세척후 표면에 폴리우레아를 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조하며, 소광(消光) 및 미끄럼 방지를 위하여 상기 방판 패널의 표면을 엠보 형성하도록 폴리우레아를 흩날리게 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조한다.
여기에서 또, 상기 폴리에스터와 폴리 우레아 및 엠보는 그 두께가 0.8㎜ 이하로 코팅된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법에 따르면, 세라믹 플레이트로 무게가 상대적으로 가벼운 세라믹 플레이트를 사용하여 방탄 패널의 전체 무게를 감소시키고, 방탄 패널의 표면에 내마모성이 우수하고, 박리 형상이 미발생하는 폴리우레아를 코팅함으로써 방탄 패널 내부로 수분이 침투되어 방탄 성능을 악화시키는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 방탄 패널에 완충재폼을 부착함으로써 취성이 강한 전면 세라믹을 충격으로부터 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법중 적층물의 적층 과정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 본 발명인 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법에 따라 제조된 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2의 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법중 적층물의 적층 과정을 설명하기 위한 설명도이며, 도 3은 본 발명인 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법에 따라 제조된 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 2의 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법은, 세척 공정(S100)과, 적층 공정(S110)과, 성형 공정(S120)과, 테두리 마감 공정(S130)과, 완충재폼 부착 공정(S140) 및 코팅 공정(S150)으로 이루어진다.
《세척 공정-S100》
먼저, 세라믹 플레이트(10)의 표면을 세척한다. 이때, 육안 검사를 실시한 후 표면을 아세톤을 이용하여 초음파 세척하는 것이 바람직하다. 여기에서, 여기에서, 세라믹 플레이트(10)는 질화 탄화규소(N-SiC) 알루미나(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC), 보론카바이드(B4C)중 선택된 어느 하나가 사용되는 데, 특히 질화 탄화규소(N-SiC)를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 질화 탄화규소(N-SiC) 세라믹 플레이트는 질소 분위기 하의 열처리중에 아래의 반응식에 의해 질화규소가 생성되어 탄화규소의 매트릭스에 존재하게 된다.
3Si + 2N2 → Si3N4
반응식을 통해서 알 수 있듯이, 탄화규소와 금속규소를 주성분으로 하는 원료조성 중에서 탄화규소 입자 사이의 기공에 금속규소가 존재하며, 이러한 금속 규소가 질소 분위기하의 고온 열처리 동안에 질소(N2) 가스와 반응하여 질화규소를 생성시키고, 이렇게 생성된 질화규소가 탄화규소 입자를 결합시켜 복합재료화가 이루어진다.
《적층 공정-S110》
세척이 완료되면 세라믹 플레이트(10)의 전면에 일정 크기로 재단된 전면 방탄재(20)를 적층하고, 세라믹 플레이트(10)의 배면에 일정 크기로 재단된 중간 방탄재(30) 및 후면 방탄재(40)를 순차적으로 적층하여 적층물(50)을 제조한다.
이때, 전면 방탄재(20)는 아라미드 직물, 아라미드 라미네이팅 직물, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU(Polyurethane) 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB(Poly Vinyl Butyral) 접착필름중 선택된 어느 하나 또는 2개 이상이 1겹 또는 2겹 이상 적층된다.
또한, 중간 방탄재(30)는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU(Polyurethane) 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB(Poly Vinyl Butyral) 접착필름중 선택된 어느 하나가 1겹 또는 2겹 이상 적층된다.
또, 후면 방탄재(40)는 아라미드 직물, 아라미드 라미네이팅 직물, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유, EVA 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB 접착필름중 선택된 2개 이상이 1겹 또는 2겹 이상 적층된다.
일례를 들어 설명하면, 도 2a에 도시된 바와 같이 세라믹 플레이트(10)의 전면에 전면 방탄재(20)로 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg) 1겹과 아라미드 직물 1~9겹을 적층하고, 세라믹 플레이트(10)의 배면에 중간 방탄재(30)로 EVA 접착필름 1~20겹을 적층하며, 다시 중간 방탄재(30)의 배면에 후면 방탄재(40)로 아라미드 직물과 EVA 접착필름을 교번하여 2~18겹, EVA 접착필름 1~20겹, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유 1~40겹, EVA 접착필름 1~20겹, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD 1~40겹, EVA 접착필름 1~20겹, 아라미드 직물 1~9겹을 순차적으로 적층하여 적층물(50)을 제작할 수 있다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 세라믹 플레이트(10)의 전면에 전면 방탄재(20)로 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg) 1겹과 아라미드 직물 1~9겹을 적층하고, 세라믹 플레이트(10)의 배면에 중간 방탄재(30)로 EVA 접착필름 1~20겹을 적층하며, 다시 중간 방탄재(30)의 배면에 후면 방탄재(40)로 아라미드 직물과 EVA 접착필름을 교번하여 2~80겹, EVA 접착필름 1~20겹, 아라미드 직물 1~9겹을 순차적으로 적층하여 적층물(50)을 제작할 수 있다.
또, 도 2c에 도시된 바와 같이 세라믹 플레이트(10)의 전면에 전면 방탄재(20)로 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg) 1겹과 아라미드 직물 1~9겹을 적층하고, 세라믹 플레이트(10)의 배면에 중간 방탄재(30)로 EVA 접착필름 1~20겹을 적층하며, 다시 중간 방탄재(30)의 배면에 후면 방탄재(40)로 아라미드 직물과 EVA 접착필름을 교번하여 2~120겹을 적층하여 적층물(50)을 제작할 수 있다.
《성형 공정-S120》
그리고, 적층이 완료된 적층물(50)을 외부 진공펌프(미도시)와 연결된 진공백(미도시)에 담아 오토 클레이브(미도시) 내부에 투입한 후 외부 진공펌프를 이용하여 진공백 내부를 진공으로 만드는 상태에서 오토 클레이브 내부에 120~140℃의 온도에서 272~552kPa의 압력을 1~4시간동안 가하여 방탄 패널(60)을 성형한다.
《테두리 마감 공정-S130》
성형이 완료되면, 기설정된 형상에 따라 방탄 패널(60)의 테두리를 밴드쏘를 이용하여 절단하고, 테두리를 작업도구(밴드나이프)를 이용하여 트리밍(Trimming)한 후 IPA(Isopropyl Alcohol)로 세척한다.
《완충재폼 부착 공정-S140》
이어서, 1~5㎜의 두께로 기제작된 완충재폼(70)을 방탄 패널(60)의 정면에 부착한다. 이때, 완충재폼(70)의 배면을 샌딩후 세척하고, 완충재폼(70)의 배면에 선처리제를 도포한 다음 40℃~60℃의 온도로 1~10분 건조한 후, 완충재폼(70)의 배면과 방탄 패널(60)의 정면에 접착제를 도포한 다음 40℃~60℃로 1~10분간 경화시킨 후 서로 접착하며, 완충재폼(70)의 테두리를 방탄 패널(60)의 테두리와 동일하게 절단한다. 한편, 완충재폼(70)의 테두리를 확인하여 단차가 발생하는 경우 테두리를 IPA로 세척 후 퍼터로 마감한다. 여기에서, 완충재폼은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 우레탄, PE, PP, 고무중 어느 하나의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
《코팅 공정-S150》
마지막으로, 완충재폼(70)이 부착된 방탄 패널(60)의 표면에 도료를 코팅하여 코팅층(80)을 형성하는 데, 완충재폼(70)이 부착된 방탄 패널(60)중 완충재폼(70)의 전면을 샌딩한 다음 방탄 패널(60) 전체를 세척하고, 완충재폼(70)의 전면을 제외한 표면에 폴리에스터를 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조하고, 건조가 완료되면 방판 패널(60)을 세척후 표면에 폴리우레아를 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조하며, 소광(消光) 및 미끄럼 방지를 위하여 방판 패널(60)의 표면을 엠보 형성하도록 스프레이 건을 1.5~3m 이격시켜 폴리우레아를 흩날리게 4~10초간 1~3회 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조하여 최종 제품인 본 발명에 따른 방탄복용 세라믹 방탄 패널(1)을 제조한다. 이때, 폴리에스터와 폴리 우레아 및 엠보를 포함하는 코팅층(80)은 그 두께가 0.8㎜ 이하로 코팅되는 것이 바람직하다. 한편, 폴레에스터와 폴리우레아를 각각 도포한 후 기포 발생시 필요에 따라 부분샌딩 및 IPA 세척 후 해당 부분을 보수하고, 방탄패널(60)의 배면에 라벨부착 위치를 마스킹 지그를 이용하여 마스킹하고, 엠보 처리 후 마스킹 지그를 제거한다.
한편, 본 발명에 의해 제조된 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 수분 흡수율을 측정하였다.
시험 방법으로는 KDS 8470-4001(신형헬멧 침수시험)으로 16~26℃ 물에 16시간 침수 후, 동일온도에서 12시간 자연건조 후 중량변화 측정한 결과 수분 흡수율이 0.04%이다.
이러한 시험은 1% 이내가 합격인 것을 감안하면 수분 흡수율이 매우 낮은 것을 확인할 수 있고, 이로 인해 방수 및 방식성이 우수하여 수분을 미흡수하기 때문에 방탄성능 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 세라믹 플레이트 20 : 전면 방탄재
30 : 중간 방탄재 40 : 후면 방탄재
50 : 적층물 60 : 방탄 패널
70 : 완충재폼 80 : 코팅층

Claims (10)

  1. 세라믹 플레이트의 표면을 세척하는 세척 공정과;
    상기 세라믹 플레이트의 전면에 일정 크기로 재단된 전면 방탄재를 적층하고, 상기 세라믹 플레이트의 배면에 일정 크기로 재단된 중간 방탄재 및 후면 방탄재를 순차적으로 적층하여 적층물을 제조하는 적층 공정과;
    상기 적층물을 외부 진공펌프와 연결된 진공백에 담아 오토 클레이브 내부에 투입한 후 상기 외부 진공펌프를 이용하여 상기 진공백 내부를 진공으로 만드는 상태에서 상기 오토 클레이브 내부에 120~140℃의 온도에서 272~552kPa의 압력을 1~4시간동안 가하여 방탄 패널을 성형하는 성형 공정과;
    기설정된 형상에 따라 상기 방탄 패널의 테두리를 절단하고, 테두리를 트리밍한 후 상기 방탄 패널을 세척하는 테두리 마감 공정과;
    완충재폼을 상기 방탄 패널의 정면에 부착하는 완충재폼 부착 공정; 및
    상기 완충재폼이 부착된 방탄 패널의 표면에 도료를 코팅하는 코팅 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 플레이트는,
    질화 탄화규소(N-SiC) 알루미나(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC), 보론카바이드(B4C)중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전면 방탄재는,
    아라미드 직물, 아라미드 라미네이팅 직물, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU(Polyurethane) 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB(Poly Vinyl Butyral) 접착필름중 선택된 어느 하나 또는 2개 이상이 1겹 또는 2겹 이상 적층되는 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간 방탄재는,
    EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU(Polyurethane) 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB(Poly Vinyl Butyral) 접착필름중 선택된 어느 하나가 1겹 또는 2겹 이상 적층되는 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 후면 방탄재는,
    아라미드 직물, 아라미드 라미네이팅 직물, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) UD, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Poly-Ethylene) 섬유, EVA 접착필름, 글래스 에폭시 프리프레그(Glass Epoxy Prepreg), PU 접착필름, 페놀(Phenol)/PVB 접착필름중 선택된 2개 이상이 1겹 또는 2겹 이상 적층되는 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충재폼은,
    EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 우레탄, PE, PP, 고무중 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충재폼 부착 공정은,
    상기 완충재폼의 배면을 샌딩후 세척하고, 상기 완충재폼의 배면에 선처리제를 도포한 다음 40℃~60℃의 온도로 1~10분 건조한 후, 상기 완충재폼의 배면과 방탄 패널의 정면에 접착제를 도포한 다음 40℃~60℃로 1~10분간 경화시킨 후 서로 접착하며, 상기 완충재폼의 테두리를 상기 방탄 패널의 테두리와 동일하게 절단하는 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 공정은,
    상기 완충재폼이 부착된 방탄 패널중 상기 완충재폼의 정면을 샌딩한 다음 세척하고, 상기 완충재폼의 정면을 제외한 표면에 폴리에스터를 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조하고, 건조가 완료되면 상기 방탄 패널을 세척후 표면에 폴리우레아를 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조하며, 소광(消光) 및 미끄럼 방지를 위하여 상기 방탄 패널의 표면을 엠보 형성하도록 폴리우레아를 흩날리게 도포한 후 40~60℃의 온도로 12~14시간동안 건조하는 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리에스터와 폴리 우레아 및 엠보는,
    그 두께가 0.8㎜ 이하로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방탄복용 세라믹 방탄 패널의 제조방법.
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