KR101875393B1 - 방탄재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리에틸렌 플레이트 및 상기 폴리에틸렌 상부에 하이브리드된 아라미드직물을 포함하고, 상기 아라미드 직물은 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅된 것인, 전면부재; 상기 전면 부재의 폴리에틸렌 플레이트 배면에 부착된 다축직물층; 상기 다축직물층의 배면에 배치되는 것으로, 폴리에틸렌 일축섬유, 및 폴리에틸렌 일축섬유 하부에 하이브리드된 폴리프로필렌으로 코팅된 아라미드 직물을 포함하는 배면부재; 및 상기 배면부재의 배면에 부착된 공기주머니;를 포함하는, 충격파의 배면 전달성이 감소되고, 경량성은 향상된, 방탄재 및 이의 제조발명에 관한 것이다.

Description

방탄재 및 이의 제조방법{Ballistic material and Praperation method thereof}
본 발명은 방탄재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가혹한 환경하 및 장기간 사용 후에도 방탄성능의 저하가 없고, 충격파 에너지를 제한 또는 완화시킬 수 있어 비관통형 둔상형 부상 발생이 경감되며, 경량성이 향상된 방탄성능을 나타내는 방탄재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
방탄재는 탄환이나 포탄의 파편 등으로부터 대상를 보호하기 위해 개발된 내탄도성 소재로서, 다양한 분야에 적용되고 있다. 예를 들면, 방탄복, 헬멧, 고속단정, 보트, 차량 및 구조물 등, 탄도성 충격으로부터 사람, 동물 또는 물건 등 대상을 보호하는 것을 돕기 위한 방호구의 재료로 사용된다.
방탄재는 얼마나 안정적으로 대상을 보호할 수 있는 가에 대한 방탄성능과 산업적으로 활용도를 높이기 위해서는 경량성의 확보가 중요하다. 종래 기술에 따른 방탄재는 탄화물질, 세라믹과 같은 재료를 폴리에틸렌, 케플러 또는 아라미드와 같은 섬유에 첨가하여 제조함으로써 무겁고, 부피가 두꺼워져 활동의 제약이나 이용자의 피로감이 가중되는 문제가 있다. 또한, 방탄성능의 주요한 척도는 발사체 관통 내성 및 둔상 내성을 둘 수 있다. 발사체(탄환)가 발사되어 방탄재에 닿을 때, 충돌 영역에서 방탄재가 변형되며, 이는 잠재적으로 보호 대상의 현저한 비관통 둔상형 부상을 초래한다. 방탄재에 고속 발사체가 충돌하면 의해 압축파가 생성 및 전파되는 것이 알려져 있다. 이러한 압축파(충격파)는 충돌지점으로부터 외측을 향해 전파되어 방호구 후방으로 일시적인 압축을 유발한다. 이러한 일시적인 압축은 종종 방호구 자체의 변형을 넘어 연장되며, 배면 변형의 깊이에 기여할 수 있으므로 상당한 둔상을 유발한다. 따라서 충격파 에너지를 제한, 완화하거나 충격파의 형성 자체를 방지하는 것은 배면 변형의 정도를 감소시키고 비관통성 둔상형 부상의 방지를 위해 중요하다.
WO 2005098343은 경화된 타격 패널 및 지지패널을 갖는 방호구 시스템에 관한 특징을 개시하고 있으며, 상기 타격 패널의 적합한 재료로 화강암, 세라믹 타일, 벽돌, 유리 및 경화된 콘크리트를 개시하고 있고, WO 2008048301은 고인성 섬유의 망상구조물을 포함하는 하나 이상의 섬유층을 포함하는 가요성 방탄재 방호구를 형성하기 위한 복합체 재료에 관한 특징을 개시하고 있고, 한국등록특허 제10-1459525호는 아라미드 직물층의 최소한 하나와 아라미드 단섬유와 저융점 폴리에스테르 단섬유가 혼합된 부직포 펠트층의 최소한 하나가 서로 교호로 구성되며, 표피층은 발수코팅된 아라미드 직물층인 것을 특징으로 하는 방탄직물을 개시하고 있으나, 상기와 같은 발명은 압축파가 방호구 후방으로 전달되는 것을 완화하기 어렵고, 충격파 형성을 방지하지 못하므로 비관통성 둔상형 부상 발생의 염려가 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 형태의 방탄재의 개발이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 경량성 및 방탄력이 우수하며, 충돌에 의한 충격파의 배면 전달성을 감소시킨 방탄재를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기, 방탄재의 제조방법에 관한 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 폴리에틸렌 플레이트 및 상기 폴리에틸렌 상부에 하이브리드된 아라미드직물을 포함하고, 상기 아라미드 직물은 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅된 것인, 전면부재; 상기 전면 부재의 폴리에틸렌 플레이트 배면에 부착된 다축직물층; 상기 다축직물층의 배면에 배치되는 폴리에틸렌 일축섬유, 및 폴리에틸렌 일축섬유 하부에 하이브리드된 폴리프로필렌으로 코팅된 아라미드 직물을 포함하는 배면부재; 및 상기 배면부재의 배면에 부착된 공기주머니;를 포함하는 방탄재를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리에틸렌 플레이트는 두께가 3 내지 7 mm 두께의 유선형 판상인 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다축직물층은 두께가 3 내지 5 mm일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다축직물층은 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포 4 내지 8개가 적층되어 가로실로 인터레이싱되어 형성된 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 아라미드 부직포 1 내지 3개가 서로 독립적으로 아라미드 직포와 아라미드 직포 사이에 추가로 삽입되어 적층되는 것일 수 잇다.
본 발명에 있어서, 상기 다축직물층은 평직, 능직 및 수자직으로 직조된 직포가 다층으로 적층되어 가로실로 인터레이싱되며, 능직과 수자직, 또는 수자직과 수자직으로 직조된 직포 사이에는 부직포층을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다축직물층은 제1방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제1실을 포함하는 제1직포, 제2방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제2실을 포함하는 제2직포, 제3방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제3실을 포함하는 제3직포, 제4방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제4실을 포함하는 제4직포가 순차적으로 적층되고, 상기 제1직포 내지 제4직포는 가로실로 인터레이싱되며, 상기 제2방향은 제1방향으로부터 우측으로 25 내지 35°편향되고, 상기 제3방향은 제1방향으로부터 우측으로 40 내지 50°편향되고, 상기 제4방향은 제1방향으로부터 우측으로 55 내지 65°편향된 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제3직포과 제4직포 사이에는 아라미드 부직포층을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다축직물층은 순차적으로 적층되는 제1방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제1실을 포함하는 제1층, 제2방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제2실을 포함하는 제2층, 제3방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제3실을 포함하는 제3층, 제4방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제4실을 포함하는 제4층, 제5방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제5실을 포함하는 제5층, 제6방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제6실을 포함하는 제6층, 제7방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제7실을 포함하는 제7층, 제8방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제8실을 포함하는 제8층 및 상기 제1층 내지 제4층을 가로로 인터레이싱한 실을 포함하고, 상기 제3층과 상기 제8층 사이에는 아라미드 부직포층이 배열되며, 상기 제1실 내지 제8실 중에서 적어도 다섯 이상은 아라미드 사이고, 상기 제2방향은 제1방향으로부터 우측으로 25 내지 35°편향되고, 상기 제3방향은 제1방향으로부터 우측으로 40 내지 50°편향되고, 상기 제4방향은 제1방향으로부터 우측으로 55 내지 65°편향되고, 제5방향은 제1방향으로부터 우측으로 93 내지 98°편향되고, 제6방향은 제1방향으로부터 우측으로 70 내지 75°편향되고, 제7방향은 제1방향으로부터 우측으로 52 내지 57°편향되고, 제8층은 제1방향으로부터 우측으로 30 내지 45°편향되며, 상기 제1방향 내지 제8방향은 서로 상이한 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 공기주머니는 공기압이 0.2 내지 0.5 bar인 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 공기주머니는 두께가 2 내지 4 cm인 것일 수 있다.
상기 공기주머니는 공기가 주입된 고정주입식일 수 있고, 또는 공기의 주입/배출이 가능한 공기주입식일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 방탄재는 전면부재와 다축직물층; 및 배면부재와 공기주머니는 각각 화학적으로 부착되고, 상기 다축직물층과 배면부재는 외부 충격에 의해 다축질물층과 배면부재 사이에 이격된 틈이 발생되나, 전면이 분리되지 않도록 단부가 재봉(Sewing)된 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 배면부재 및 공기주머니 사이에 백킹재를 더 포함하는 것일 수 있으며, 상기 백킹재는 알루미늄 합금인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 1) 아라미드 직물을 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅하는 단계; 2) 상기 클로로술폰화폴리에틸렌 코팅된 아라미드 직물을 유선형의 폴리에틸렌 플레이트 상부에 하이브리드 결합시켜 전면부재를 제조하는 단계; 3) 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포 4 내지 8개를 적층하고 가로실로 인터레이싱하여 다축직물을 제조하는 단계; 4) 아라미드 직물을 폴리프로필렌으로 코팅한 뒤, 폴리에틸렌 일축직물의 일면에 부착하여 배면부재를 제조하는 단계; 5) 상기 4) 단계의 배면부재의 폴리에틸렌 일축직물 면과 상기 3) 단계의 다축직물의 일면을 마주보게 하고 양 끝단을 바느질로 재봉하여 봉재물을 제조하는 단계; 6) 상기 5) 단계 봉재물의 다축직물 면을 상기 2) 단계 전면부재의 폴리에틸렌 플레이트 하부에 부착한 뒤, 배면부재 면에 공기주머니를 부착시키는 단계;를 포함하는, 충격파의 배면 전달성이 감소되고, 경량성은 향상된 방탄재의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기한 방탄재를 포함하는 방탄용 물품(방호구)를 제공한다. 상기 방탄용 물품은 탄도성 충격으로부터 사람, 동물 또는 물건 등 대상을 보호하는 것을 돕기 위한 것으로, 예를 들어, 방탄복, 방탄헬멧과 같은 신체 방호구의 재료로 이용되거나, 군장과 같은 군용품으로 이용될 수 있고, 또는 보트(구체적으로 방탄보트 또는 고속단정), 선박, 차량, 헬기 등과 같이 탄도성 충격으로부터 탑승자를 보호하기 위한 교통수단의 재료로 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 방탄재는 외부 충격에 의한 재질의 변형이 작고, 충격파의 배면 전달성이 감소되어 방탄성능이 향상되었으며, 경량성이 우수하다. 또한, 발수성이 뛰어나 습윤 및 건조상태의 반복 사이클에도 방탄성능의 저하가 없다. 따라서, 본 발명에 따른 방탄재를 이용한 방탄용 물품은 탄도성 충격으로부터 사람, 동물 또는 물건 등 대상을 보호하는 효과가 우수하고, 비관통형 둔상형 부상 발생이 저감될 뿐만 아니라 내구성이 우수하여 산업상 유리하다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 방탄재의 단면이다.
도 2는 본 발명에 일 실시예에 따른 방탄재의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 방탄재의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 방탄재 다축직물층의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 일 실시예에 따른 방탄재 다축직물층의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄재의 방탄성능을 확인하기 위한 사격 실험현장 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄재의 방탄성능을 확인한 결과로 방탄재의 전면부 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄재의 방탄성능을 확인한 결과로, 방탄재 배면의 이미지이다. 탄환이 관통되지 않았음을 보여준다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄재의 방탄성능을 확인한 결과로, 방탄재 내부의 이미지이다. 총탄의 종류 및 발사 거리에 따라 탄환의 관통을 방어하는 효과가 달라진 것을 볼 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄재를 이용하여 제조된 보트이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 폴리에틸렌 플레이트 및 상기 폴리에틸렌 상부에 하이브리드된 아라미드직물을 포함하고, 상기 아라미드 직물은 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅된 것인, 전면부재; 상기 전면 부재의 폴리에틸렌 플레이트 배면에 부착된 다축직물층; 상기 다축직물층의 배면에 배치되는 폴리에틸렌 일축섬유, 및 폴리에틸렌 일축섬유 하부에 하이브리드된 폴리프로필렌으로 코팅된 아라미드 직물을 포함하는 배면부재; 및 상기 배면부재의 배면에 부착된 공기주머니;를 포함하는 방탄재를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 전면부재는 폴리에틸렌 플레이트 및 상기 폴리에틸렌 상부에 하이브리든된 아라미드 직물을 포함하는 것으로,상기 폴리에틸렌 플레이트는 유선형 판상인 것일 수 있다. 상기 아라미드 직물은 충돌하는 탄환의 전면(탄두)을 파손시키는 효과가 있으며, 상기 유선형 판상의 폴리에틸렌 플레이트는 파손된 탄두의 직진성을 바꾸어 속도를 감소시키고 저항성은 향상시키는 역할을 하며, 특히, 충격파 에너지의 후면 전달성을 감소시킴으로서 비관통형 둔상형 부상 발생을 감소시키는데 기여한다. 상기 폴리에틸렌 플레이트는 두께가 3 내지 7 mm일 수 있는데, 두께가 상기 범위 미만이면 방탄재의 두께가 너무 얇아 탄환이 방탄재를 관통할 수 있거나, 또는 비관통하더라도 탄환에 의한 충격파 에너지가 후면에 전달되는 양의 감소가 적어 비관통형 둔상형 부상을 줄이기 어려울 수 있으며, 두께가 상기 범위를 초과하는 경우 방탄재의 두께가 두꺼워지거나, 재질 자체의 중량이 증가되어 신체 착용의 용도로 사용되는 경우 활동성이 둔해질 수 있으며, 선박이나 보트 등 교통수단의 소재로 이용시 신속성을 저해할 우려가 있다.
상기 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅된 아라미드 직물층은 0.5 내지 1.2 mm일 수 있다. 상기 직물층은 방탄재의 방수력 및 내구성을 향상시키고, 온도변화나 장시간의 사용에도 방탄 성능의 저하가 일어나지 않도록 기여한다. 상기 직물층의 두께가 상기 범위 미만인 경우에는 방탄재의 내구성이 떨어질 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 방탄재의 두께가 두꺼워져 착용 용도의 방호구로 이용하는데 불편함이 있으며, 충격파 에너지의 분산을 방해할 수 있어, 비관통형 둔상형 부상의 감소 효과가 떨어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다축직물층은 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포 4 내지 8개가 적층되어 가로실로 인터레이싱되어 형성된 것일 수 있으며, 상기 축방향은 직조형태에 따라서 조절될 수 있고, 예를 들어, 평직, 능직 또는 수자직(주자직)일 수 있다. 본 발명에 따른 상기 다축직물은 능직과 수자직, 또는 수자직과 수자직으로 직조된 직포 사이에 부직포층을 더 포함할 수 있다. 상기 부직포층은 다축직물의 강도를 향상시키고, 회전하는 탄두의 직진성을 흐트러트리며, 다축직물의 내구성을 향상시키는데 기여하므로 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 수자직은 평직보다 치밀하게 직조된 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다축직물층은 통상의 방탄재료로 사용되는 섬유소재로 직조된 것이면 특별히 제한은 없으나, 바람직하게는 아라미드 섬유로 제조된 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 다축직물층은 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포 4 내지 8개가 적층되어 가로실로 인터레이싱되어 형성된 것일 수 있다. 상기 아라미드사는 방향족 폴리아미드 재질의 섬유로 인장강도가 5GPa 이상이고, 인장 탄성율이 50 내지 110 GPa로 고강도의 물성을 가지며, 분해온도가 400 ℃ 이상으로 고내열성을 나타내며, -160 ℃의 초저온에서도 섬유의 특성이 유지되는 등, 우수한 내한성, 절연성 및 내약품성을 가지는 첨단소재이므로 방탄재의 소재로서 유용하다.
본 발명에 의하면 상기 다축직물층은 두께가 3 내지 5 mm일 수 있다. 상기 다축직물의 두께가 상기 범위 미만이면, 탄환이 방탄재를 관통할 염려가 있고, 상기 범위를 초과하면 방탄재의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다. 본 발명에서는 상기 다축직물의 적층배열에 특징을 부여하여 전체 두께를 상기 범위와 같이 얇게 유지하면서도 방탄성능을 향상시켰다. 구체적으로, 회전하는 탄환의 속도 및 회전성을 감소시키도록 직물의 축방향을 순차적으로 배열함으로써, 얇은 두께에도 불구하고 탄환이 방탄재를 관통할 수 없도록 개선하였다.
본 발명에 있어서, 아라미드 부직포 1 내지 3개가 서로 독립적으로 아라미드 직포와 아라미드 직포 사이에 추가로 삽입되어 적층되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 부직포는 능직과 수자직 또는 수자직과 수자직 사이에 삽입될 수 있다. 수자직은 평직에 비하여 조직점이 적어 강도가 낮은 단점이 있기 때문에 1차적으로, 직조시 평직에 비하여 조직을 치밀하게 직조하여 내구성을 보완하며, 2차적으로 부직포를 능직과 수자직 또는 수자직과 수자직 사이에 삽입하여 내구성을 향상시킨다. 또한, 상기 부직포가 삽입되는 경우, 탄두의 회전성 감소 효과가 향상되며, 충격파를 분산시킬 수 있어서 충격파의 배면 분산 효과가 있음을 확인하였다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 다축직물층은 제1방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제1실을 포함하는 제1직포, 제2방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제2실을 포함하는 제2직포, 제3방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제3실을 포함하는 제3직포, 제4방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제4실을 포함하는 제4직포가 순차적으로 적층되고, 상기 제1직포 내지 제4직포는 가로실로 인터레이싱되며, 상기 제2방향은 제1방향으로부터 우측으로 25 내지 35°편향되고, 상기 제3방향은 제1방향으로부터 우측으로 40 내지 50°편향되고, 상기 제4방향은 제1방향으로부터 우측으로 55 내지 65°편향된 것일 수 있다.
상기 제3직포와 제4직포 사이에는 아라미드 부직포층을 더 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 일 구현예에서, 상기 다축직물층은 순차적으로 적층되는 제1방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제1실을 포함하는 제1층, 제2방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제2실을 포함하는 제2층, 제3방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제3실을 포함하는 제3층, 제4방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제4실을 포함하는 제4층, 제5방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제5실을 포함하는 제5층, 제6방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제6실을 포함하는 제6층, 제7방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제7실을 포함하는 제7층, 제8방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제8실을 포함하는 제8층 및 상기 제1층 내지 제4층을 가로로 인터레이싱한 실을 포함하고, 상기 제3층과 상기 제8층 사이에는 아라미드 부직포층이 배열되며, 상기 제1실 내지 제8실 중에서 적어도 다섯 이상은 아라미드 사이고, 상기 제2방향은 제1방향으로부터 우측으로 25 내지 35°편향되고, 상기 제3방향은 제1방향으로부터 우측으로 40 내지 50°편향되고, 상기 제4방향은 제1방향으로부터 우측으로 55 내지 65°편향되고, 제5방향은 제1방향으로부터 우측으로 93 내지 98°편향되고, 제6방향은 제1방향으로부터 우측으로 70 내지 75°편향되고, 제7방향은 제1방향으로부터 우측으로 52 내지 57°편향되고, 제8층은 제1방향으로부터 우측으로 30 내지 45°편향되며, 상기 제1방향 내지 제8방향은 서로 상이한 것일 수 있다.
상기와 같이, 다축직물층의 축진행 방향이 일정한 방향으로 진행되다가 바뀌는 경우, 탄환의 충격파를 효과적으로 분산시키며, 방탄 효율을 증가시킬 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 의하면, 상기 다축직물층의 축배열은 상기 범위로 한정되는 것은 아니며, 다양한 축배열의 적용이 가능하며, 축의 각도의 조절 또한 변형이 가능하다.
본 발명에 의하면, 상기 전면부재; 및 다축직물의 두께가 상기 제시된 범위미만인 경우에는 탄환이 관통할 우려가 있고, 상기 제시된 범위를 벗어나는 경우에는 공기주머니에 의한 반탄력 전달 효율이 저하되므로, 충격파 에너지의 분산이 용이하지 않아 충격파가 배면으로 전달될 수 있어 비관통형 둔상형 부상이 발생될 우려되므로 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 공기주머니는 공기압이 0.2 내지 0.5 bar인 것일 수 있다. 본 발명에 있어서 상기 공기주머니는 방탄재의 반탄력을 향상시켜 탄두의 직진성을 분산시키며, 탄환의 속도를 감소시키고, 충격파의 후면 전달을 분산 또는 감소시키는데 작용한다. 공기압이 상기 범위 미만이면, 반탄력이 작아 탄환의 속도를 감소시키기 어려우며, 상기 범위를 초과하는 경우 공기압이 높아 오히려 반탄력이 저하될 수 있다. 특히 바람직한 공기압은 0.25 내지 0.3 bar일 수 있다.
상기 공기주머니는 두께가 2 내지 4 cm인 것일 수 있다. 공기 주머니의 두께가 상기 범위 미만인 경우에는 충격파 에너지의 분산이 용이하지 않아 비관통형 둔상형 부상의 발생이 우려되고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 방탄재의 두께가 두꺼워져 이를 보호구의 재료로 이용하는 경우 활동성이 저해될 수 있다.
상기 공기주머니는 내부에 구조물이 없는 형태로 제조될 수 있지만, 내부에 공기층을 분할하는 격벽층을 더 포함하는 형태로 제조될 수도 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 공기주머니는 격벽층이 없는 형태, 내부에 가로로 격벽층이 1 내지 3개 있는 형태, 내부에 바둑판 형태의 격벽층이 형성된 형태 및 이들의 조합 중에서 선택되는 형태로 제조될 수 있다. 탄환에 의해 공기주머니가 파괴되는 경우, 방탄력이 저하될 수 있으나, 상기 공기층이 분할되는 경우, 탄환에 의해 공기주머니의 일부 공기층이 파손되더라도 격벽으로 분리된 다른 공기층은 유지되어 방탄력을 지속시킬 수 있으므로 바람직하다. 뿐만 아니라, 상기 공기층이 분할되는 경우에는 제조된 방탄재의 유연성 및 변형성이 향상되므로 방탄재를 이용한 제품의 성형성이 우수해진다. 예를 들어 신체 밀착형 방탄재의 제조가 가능하며, 활동성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 방탄재는 전면부재와 다축직물층; 및 배면부재와 공기주머니는 각각 화학적으로 부착되고, 상기 다축직물층과 배면부재는 분리되지 않도록 단부를 재봉(Sewing)한 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 전면부재와 다축직물; 및 배면부재와 공기주머니는 바인더의 첨가를 통해 화학적으로 접합시킨 것일 수 있으며, 상기 다축직물층과 배면부재는 발사체(탄환)의 충돌시 다축직물층과 배면부재 사이에는 이격된 틈이 발생될 수 있도록, 화학적인 결합 없이, 방탄재가 분리되지 않을 정도로만 단부를 재봉하여 결합시킨 것일 수 있다. 상기 이격된 틈은 탄두가 방탄재에 충돌시에 발생되는 충격파 에너지의 분산을 향상시켜 후면으로 전달되는 충격파를 줄이며, 충돌속도를 감소시키고 반탄력을 향상시켜 탄환이 방탄재를 통과하지 못하도록 하는데 기여한다.
본 발명에 의하면, 일반적으로 발사체(탄환)가 방탄재의 표면에 충돌하면 방탄재 표면의 변형이 발생되며, 발생된 표면 변형은 복구되기 어렵다. 따라서 변형된 표면에 다시 발사체를 충돌시키는 경우, 표면 변형이 가중되며, 변형된 부분은 방탄성능을 잃게 된다. 그러나 본 발명에 따른 방탄재는 상기 공기주머니 및 전면부재와 다축직물 사이에 형성되는 이격된 틈으로 인해 발사체의 충돌에 의한 표면 변형이 작으며, 변형되더라도 빠르게 원래 상태로 복원하는 특성을 나타내기 때문에 방탄성능을 보유할 수 있다. 또한, 이러한 특성은 충격파를 분산시켜 후면으로 전달되지 않도록 작용한다. 뿐만 아니라, 상기 다축직물층 사이의 이격된 틈 형성은 그렇지 않은 경우에 비하여 탄환을 휘어감아 정도를 증가시켜 회전력을 감소시키는 효과를 증대시키고, 방탄 성능을 향상시키는데 기여한다.
본 발명에 있어서, 상기 배면부재 및 공기주머니 사이에 백킹재를 더 포함하는 것일 수 있으며, 상기 백킹재는 통상적으로 방탄재에 사용되는 백킹재료일 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 합금일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알루미늄 합금은 순수 Al, Al-Mn계, Al-si계, Al-Mg계 중에서 선택되는 비열처리성 합금 또는 Al-Cu계, Al-Mg-Si계, Al-Zn계 중에서 선택되는 열처리성 합급 일 수 있으며, 바람직하게는 Mg 원소가 첨가된 합금인 경우 강도 및 성형성이 우수하며 내식성이 뛰어나다.
상기 백킹재는 표면 경도를 3,4 배 이상 증가시키고, 1000 m/s 이상의 탄자 속도에도 방호가능하도록 하며, 탄자의 무뎌짐 효과가 증가되므로 바람직하다. 상기 알루미늄 합금은 특히, 양극산화 피막법(Anodizing)으로 적층될 것일 수 있다. 상기 양극산화 피막법으로 적층되는 경우 Al면이 산화되어 산화알루미늄을 형성하게 되는데, 그렇지 않은 경우보다 약 25~30%의 방호성능을 향상시킬 수 있다. 본 발명에서는 예비실험을 통해 탄환이 겨우 관통되는 조건의 소재의 전면에 알루미늄 합금 배킹재를 형성시키는 경우 탄환이 불완전 관통되는 것을 확인하였다. 본 발명의 예비실험을 통해서 얻은 바람직한 백킹재의 두께는 30 내지 100 ㎛로 적층되는 것일 수 있다.
미국 법무부 산하의 국립사법연수원(National Institute of Justice, 이하 NIJ)에서는 방탄레벨에 대한 기준을 하기와 같이 설정하였으며, 이는 전세계 방탄 장비의 기준으로 사용된다["Army Special Operations Want Multi-Intelligence UAVs", Defense News, January 14, 2016].
방탄레벨 방호력
IIA 9 mm 권총탄에 대한 방호력(9 mm 파라블럼, 40 S&W)
II 357 매그넘 권총탄에 대한 방호력(357 매그넘, 9mm 파라블럼)
IIIA 44 매그넘 권총탄에 대한 방호력(44 매그넘, 357 시그)
III 소총탄에 대한 방호력(7.62 mm NATO/M80)
IV 철갑탄에 대한 방호력(M2 AP)
본 발명에 따른 방탄재는 레벨 III 수준에서 우수한 방호력을 나타내면서도 활동성 및 경량성이 우수하다. 종래 기술에 따른 방탄복은 레벨 III 수준으로 제작시 두께가 16 mm 이상이고, 중량이 2.5 kg 이상이어서 활동성이 떨어지며, 무거운 중량으로 인해 착용자의 피로감을 유발하였다. 반면, 본 발명에 따른 방탄재는 레벨 III 수준으로 제작시 방탄조끼의 두께가 10 mm 미만이며, 총 중량이 1 내지 2 kg이므로 활동성 및 경량성이 개선되었다.
한편, 레벨 IV 수준의 방탄재는 철갑탄을 용이하게 방호할 수 있는 수준의 레벨이다. 철갑탄은 탄두 내부에 강성 탄두가 내장된 것으로 매우 강력한 총탄으로 분류된다.
종래 기술에 따른 방탄복은 레벨 IV로 제작 시, 두께가 22 mm이상이며, 중량이 3 kg을 초과하는 등, 활동성이 떨어지고 고중량으로 인한 불편함이 있었다. 반면, 본 발명에 따른 방탄재는 전면부재의 전면에 세라믹 층을 더 포함하는 경우 레벨 IV 수준의 방호력을 가진 방탄재의 제조가 가능하며, 방탄 조끼로 제작시 16 mm 미만이고, 총 중량이 2 내지 2.5 kg이므로 활동성 및 경량성이 우수하여 산업상 유리하다. 본 발명의 실시예에서 전면부재의 전면에 세라믹층을 더 추가한 방탄재의 경우, AP철갑탄을 완벽하게 방어하였다.
본 발명에 의하면, 상기 세라믹층은 실리케이트계 세라믹, 산화물계 세라믹 및 비산화물계 세라믹 중에서 선택되는 것일 수 있으며, 구체적으로 산화알루미늄(Al2O3), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 탄화붕소(B4C, B12C3), 질화알루미늄옥사이드(SiAlO), 멀라이트(3Al2O3·2SiO2), 사이아론(Ai-Al-O-N, Si6 - xAlxOxN8 -x), 질화티탄(TiN) 및 탄화텅스텐(WxCy) 중에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 1) 아라미드 직물을 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅하는 단계; 2) 상기 클로로술폰화폴리에틸렌 코팅된 아라미드 직물을 유선형의 폴리에틸렌 플레이트 상부에 하이브리드 결합시켜 전면부재를 제조하는 단계; 3) 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포 4 내지 8개를 적층하고 가로실로 인터레이싱하여 다축직물을 제조하는 단계; 4) 아라미드 직물을 폴리프로필렌으로 코팅한 뒤, 폴리에틸렌 일축직물의 일면에 부착하여 배면부재를 제조하는 단계; 5) 상기 4) 단계의 배면부재의 폴리에틸렌 일축직물 면과 상기 3) 단계의 다축직물의 일면을 마주보게 하고 양 끝단을 바느질로 재봉하여 봉재물을 제조하는 단계; 6) 상기 5) 단계 봉재물의 다축직물 면을 상기 2) 단계 전면부재의 폴리에틸렌 플레이트 하부에 부착한 뒤, 배면부재 면에 공기주머니를 부착시키는 단계;를 포함하는, 충격파의 배면 전달성이 감소되고, 경량성은 향상된 방탄재의 제조방법을 제공한다.
먼저, 아라미드 직물을 클로로술폰화에틸렌으로 코팅한 뒤, 유선형의 폴리에틸렌 플레이트 상부에 하이브리드 결합시켜 전면부재(10)를 제조한다. 상기 결합은 통상적으로 사용되는 바인더를 이용할 수 있으며, 제한은 없다. 다음으로, 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포를 4 내지 8개 제조한다, 상기 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포는 평직, 능직 또는 수자직으로 직조된 것일 수 있으며, 직조 방법에 따라 축방향이 결정될 수 있다. 상기 직조된 아라미드 직포는 적층한 뒤 가로실로 인터레이싱하여 일체화함으로써 다축직물층(20)을 제조한다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 상기 적층은 기준 축으로부터 축 각도를 증가시켜가며 적층하는 것일 수 있으며, 100°를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 상기 적층은 기준 축으로부터 축 각도를 증가시켜가며 적층하다가 100도°를 초과하지 않는 선에서 기준 축 방향으로 축각도를 점차 감소시키는 것일 수 있다. 상기와 같은 축 변형은 탄환의 직진성을 감소시키고, 충격파 에너지를 분산시키는데 효과적이다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 다축직물층은 아라미드 직포 적층 시, 능직과 수사직, 또는 수자작과 수자직 사이에는 아라미드 부직포를 더 포함시켜 인터레이싱할 수 있다. 본 발명에 따른 상기 다축직물층의 적층 순서는 앞에서 제시한 바와 같으나, 상기 범위에서 벗어나는 각도의 변형 역시 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
다음으로, 폴리에틸렌 일축 직물의 배면에 폴리프로필렌으로 코팅된 아라미드 직물을 부착하여 배면부재(30)를 제조한다. 상기 폴리에틸렌 일축직물은 고밀도 폴리에틸렌, 초고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 및 이들의 블렌딩 중에서 선택되는 어느 하나의 일축직물일 수 있으며, 바람직하게는 초고밀도 폴리에틸렌 일축직물일 수 있다.
다음으로 발사체(탄환)의 충돌시 다축직물층과 배면부재 사이에는 이격된 틈이 발생될 수 있도록, 화학적 결합없이, 다축직물층과 배면부재의 양 끝단을 재봉한 다음, 다축직물층 면은 전면부재에 부착하고, 배면부재 면은 공기주머니에 부착한다. 이때, 전면부재와 다축직물층 사이; 및 배면부재와 공기주머니는 사이는 각각 화학적으로 부착하는 것일 수 있다.
상기 배면부재와 공기주머니 사이에는 통상의 백킹재(50)를 더 포함시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 방탄재를 포함하는 방탄용 물품(방호구)를 제공한다. 상기 방탄용 물품은 탄도성 충격으로부터 사람, 동물 또는 물건 등 대상을 보호하는 것을 돕기 위한 것으로, 예를 들어, 방탄복, 방탄헬멧과 같은 신체 방호구의 재료로 이용되거나, 군장과 같은 군용품으로 이용될 수 있고, 또는 보트(구체적으로 방탄보트 또는 고속단정), 선박, 차량, 헬기 등과 같이 탄도성 충격으로부터 탑승자를 보호하기 위한 교통수단의 재료로 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해할 수 있도록 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
제조예 1. 전면부재의 제조
3 mm 유선형 폴리에틸렌 플레이트 상부에 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅된 아라미드 직물을 결합시켰다(총 두께 5 mm).
제조예 2.1. 다축직물층의 제조
서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포를 축 각도를 증가시키며 순차적으로 4개 층을 적층한 뒤, 가로실로 인터레이싱 하였다. 상기 적층은 기준 축으로부터 우측으로 25 내지 35°, 40 내지 50° 및 55 내지 65°편향되도록 적층하였으며, 제3층과 제4층 사이에는 부직포층을 삽입하였다(총 두께 3 mm).
제조예 2.2 다축직물층의 제조
서로다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포를 축 각도를 증가시키며 순차적으로 8개 층을 적층한 뒤, 가로실로 인터레이싱 하였다. 이때, 상기 적층은 기준 축으로부터 우측으로 25 내지 35°, 40 내지 50°, 55 내지 65°, 93 내지 98°, 70 내지 75°, 52 내지 57° 및 30 내지 45°편향되도록 적층하였고, 제3층과 제4층 사이, 제5층과 제6층 사이 및 제6층과 제7층 사이에 아라미드 부직포층을 삽입하였다(총 두께 3.1 mm).
제조예 3. 후면부재의 제조
폴리프로필렌(PP)으로 코팅된 아라미드 직물을 초고밀도 폴리에틸렌 일축 섬유에 부착하였다.
실시예 1. 방탄재의 제조
제조예 2.1의 다축직물층의 후면(제4층 적층면)과 제조예 3의 후면부재의 초고밀도 폴리에틸렌 일축 섬유면을 마주보게 한 뒤, 양 끝을 재봉틀로 부착하였다.
다축직물층의 전면을 제조예 1의 전면부재에 바인딩시키고, 후면부재의 PP로 코팅된 아라미드 직물면에 0.25 bar의 공기주머니를 바인딩시켜 방탄재를 제조하였다.
실시예 2. 방탄재의 제조 2
제조예 2.1의 다축직물층 대신에 제조예 2.2의 다축직물층을 이용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 3. 방탄재의 제조 3
일정한 방향으로 축 각도를 증가시킨 제조예 2.1의 다축직물층 대신에 축각도의 규칙성을 가지지 않도록 배열하여 제조한 다축직물층을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 4. 방탄재의 제조 4
공기주머니의 공기압을 0.4 bar로 채운것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 1
다축직물층과 후면부재를 바인더로 밀착시켜 화학적으로 결합시킨 것을 제외하고, 실시예 1의 방법으로 방탄재를 제조하였다.
비교예 2.
공기층을 제외하고, 전면부재, 다축직물층 및 후면부재를 부착하여 방탄재를 제조하였다.
비교예 3.
공기층의 공기압을 0.15 bar로 채운 것을 제외하고, 실시예 1의 방법으로 방탄재를 제조하였다.
비교예 4.
공기층의 공기압을 0.6 bar로 채운 것을 제외하고, 실시예 1의 방법으로 방탄재를 제조하였다.
비교예 5.
유선형 판상 대신에 평면 판상의 폴리에틸렌 플레이트 소재의 전면부재를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1의 방법으로 방탄재를 제조하였다.
비교예 6.
전면부재; 후면부재; 다축직물층; 및 공기주머니 순으로 적층하여 방탄재를 제조하였다.
비교예 7.
다축직물층 대신에 일축직물을 사용하여 방탄재를 제조하였다.
제작예 1.
방탄재를 이용하여 방탄 보트를 제조하였다.
시험예 1.
모든 시험조건은 동일한 조건에서 수행되었다.
방탄재를 50 cm×50 cm로 제조하였으며, AK47-74(총탄 7.62 mm)으로 50 M 및 100M 거리에서 발사하여 방탄성능을 확인하였다. 발사는 총 4회 수행하였으며, 1회라도 관통되는 경우, 관통으로 평가하였으며, 4회 모두 관통하지 못하는 경우에만 방어로 표시하였다. 방탄재 후면 충격 정도를 측정하였으며, 이를 각각 기호로 표시하였다(충격 없음 ◎, 약한 충격 ○, 다소 충격이 있음 △, 강한 충격 ▼, 매우 강한 충격 ★). 관통된 경우, 매우 강한 충격으로 표시하였다.
구분 관통여부 배면 충격도
실시예 1 방어 ◎
실시예 2 방어 ◎
실시예 3 방어 ○
실시예 4 방어 ○
비교예 1 방어 △
비교예 2 방어 ▼
비교예 3 방어 ▼
비교예 4 방어 ▼
비교예 5 관통 ★
비교예 6 관통 ★
비교예 7 관통 ★
표 1에 나타낸 바와 같이, 공기주머니 및 이격틈의 유무가 배면 충격에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.
시험예 2.
매그넘(총탄 9 mm), AK-74(총탄 7.62) 및 K2(총탄 5.56 mm)을 사용하여 연발시 방어효과에 대하여 검증하였다. 매그넘은 23연발, AK-74는 10 연발하였고, K2는 40연발 하였다. 숫자는 관통되지 않은 탄환의 수이며, 관통시점에서 발사를 종료하였다.
구분 매그넘(9 mm) 23연발 AK-74(7.62 mm) 10연발 K2(5.56 mm) 40연발
실시예 1 22 10 38
실시예 2 23 10 40
실시예 3 19 10 35
비교예 5 17 8 32
비교예 6 15 7 27
비교예 7 12 7 21
다축직물층의 축 방향이 일정방향으로 배열되는 것이 난배열되는 경우보다 방어효율이 우수한 것으로 나타났다. AK74 는 관통력이 매우 우수하지만, 공기층 선단에서 모두 방어되었다.
시험예 3.
다축직물층의 이격 틈 형성에 따른 방탄효과를 확인하기 위하여 실시예 1 및 비교예 1의 방탄재에 K2(총탄 5.56 mm)를 30 M 거리에서 10회 발사하여 파손여부를 확인하였으며, 평균 파손정도를 비교하였다. 실시예 1의 방탄재는 다축직물층이 50% 미만으로 파손되었으나, 비교예 1의 방탄재는 다축직물층의 파손이 65% 정도로 파손되었다. 이를 통해 이격된 틈이 방탄성능을 향상시키는데 기여함을 확인하였다.
10 전면부재
20 다축직물층
30 배면부재
40 공기층
50 백킹재
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 아라미드 직포
301, 302, 303 아라미드 부직포

Claims (18)

  1. 폴리에틸렌 플레이트 및 상기 폴리에틸렌 플레이트 상부에 하이브리드된 아라미드 직물을 포함하고, 상기 아라미드 직물은 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅된 것인, 전면부재;
    상기 전면 부재의 폴리에틸렌 플레이트 배면에 부착된 다축직물층;
    상기 다축직물층의 배면에 배치되는 것으로, 폴리에틸렌 일축섬유, 및 폴리에틸렌 일축섬유 하부에 하이브리드된 폴리프로필렌으로 코팅된 아라미드 직물을 포함하는 배면부재; 및
    상기 배면부재의 배면에 부착된 공기주머니;를 포함하고,
    상기 전면부재와 다축직물층 사이; 및 배면부재와 공기주머니 사이는 각각 화학적으로 부착되고,
    상기 다축직물층과 배면부재는 외부 충격에 의해 다축직물층과 배면부재 사이에 이격된 틈이 발생되나, 전면이 분리되지 않도록 단부가 재봉(Sewing)된 것인, 충격파의 배면 전달성이 감소되고, 경량성은 향상된, 방탄재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 플레이트는 두께가 3 내지 7 mm 두께의 유선형 판상인 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다축직물층은 두께가 3 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다축직물층은 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포 4 내지 8개가 적층되어 가로실로 인터레이싱되어 형성된 것인, 방탄재
  5. 제4항에 있어서,
    아라미드 부직포 1 내지 3개가 서로 독립적으로 아라미드 직포와 아라미드 직포 사이에 추가로 삽입되어 적층되는 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 다축직물층은 제1방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제1실을 포함하는 제1직포, 제2방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제2실을 포함하는 제2직포, 제3방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제3실을 포함하는 제3직포, 제4방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제4실을 포함하는 제4직포가 순차적으로 적층되고,
    상기 제1직포 내지 제4직포는 가로실로 인터레이싱되며,
    상기 제2방향은 제1방향으로부터 우측으로 25 내지 35°편향되고, 상기 제3방향은 제1방향으로부터 우측으로 40 내지 50°편향되고, 상기 제4방향은 제1방향으로부터 우측으로 55 내지 65°편향된 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3직포와 제4직포 사이에는 아라미드 부직포층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 다축직물층은 순차적으로 적층되는 제1방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제1실을 포함하는 제1층, 제2방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제2실을 포함하는 제2층, 제3방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제3실을 포함하는 제3층, 제4방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제4실을 포함하는 제4층, 제5방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제5실을 포함하는 제5층, 제6방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제6실을 포함하는 제6층, 제7방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제7실을 포함하는 제7층, 제8방향으로 실질적으로 평행한 복수의 제8실을 포함하는 제8층 및 상기 제1층 내지 제4층을 가로로 인터레이싱한 실을 포함하고,
    상기 제3층과 상기 제8층 사이에는 아라미드 부직포층이 배열되며,
    상기 제1실 내지 제8실 중에서 적어도 다섯 이상은 아라미드 사이고,
    상기 제2방향은 제1방향으로부터 우측으로 25 내지 35°편향되고, 상기 제3방향은 제1방향으로부터 우측으로 40 내지 50°편향되고, 상기 제4방향은 제1방향으로부터 우측으로 55 내지 65°편향되고, 제5방향은 제1방향으로부터 우측으로 93 내지 98°편향되고, 제6방향은 제1방향으로부터 우측으로 70 내지 75°편향되고, 제7방향은 제1방향으로부터 우측으로 52 내지 57°편향되고, 제8층은 제1방향으로부터 우측으로 30 내지 45°편향되며,
    상기 제1방향 내지 제8방향은 서로 상이한 것인, 방탄재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다축직물층은 평직, 능직 및 수자직으로 직조된 직포가 다층으로 적층되어 가로실로 인터레이싱되며, 능직과 수자직, 또는 수자직과 수자직으로 직조된 직포 사이에는 부직포층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공기주머니는 공기압이 0.2 내지 0.5 bar인 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 공기주머니는 내부에 공기를 분할하는 격벽층이 없는 형태, 내부에 가로로 격벽층이 1 내지 3개 있는 형태, 내부에 바둑판 형태의 격벽층이 형성된 형태 및 이들의 조합 중에서 선택되는 형태로 제조되며, 두께가 2 내지 4 cm인 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 배면부재 및 공기주머니 사이에 백킹재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 백킹재는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전면부재의 전면에 실리케이트계 세라믹, 산화물계 세라믹 및 비산화물계 세라믹 중에서 선택되는 세라믹 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 세라믹은 산화알루미늄(Al2O3), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 탄화붕소(B4C, B12C3), 실리콘알루미늄옥사이드(SiAlO), 멀라이트(3Al2O3·2SiO2) 및 질화티탄(TiN) 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 방탄재.
  17. 1) 아라미드 직물을 클로로술폰화폴리에틸렌으로 코팅하는 단계;
    2) 상기 클로로술폰화폴리에틸렌 코팅된 아라미드 직물을 유선형의 폴리에틸렌 플레이트 상부에 하이브리드 결합시켜 전면부재를 제조하는 단계;
    3) 서로 다른 축 방향을 가지는 아라미드 직포 4 내지 8개를 적층하고 가로실로 인터레이싱하여 다축직물을 제조하는 단계;
    4) 아라미드 직물을 폴리프로필렌으로 코팅한 뒤, 폴리에틸렌 일축직물의 일면에 부착하여 배면부재를 제조하는 단계;
    5) 상기 4) 단계의 배면부재의 폴리에틸렌 일축직물 면과 상기 3) 단계의 다축직물의 일면을 마주보게 하고 양 끝단을 바느질로 재봉하여 봉재물을 제조하는 단계;
    6) 상기 5) 단계 봉재물의 다축직물 면을 상기 2) 단계 전면부재의 폴리에틸렌 플레이트 하부에 화학적으로 부착한 뒤, 배면부재 면에 공기주머니를 화학적으로 부착시키는 단계;를 포함하는, 충격파의 배면 전달성이 감소되고, 경량성은 향상된 방탄재의 제조방법
  18. 제1항 내지 제11항 및 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방탄재를 이용한, 방탄용 물품.
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