KR20040043006A

KR20040043006A - 방탄헬멧 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040043006A
Application number: KR1020020070996A
Authority: KR
Inventors: 김문웅; 박영배; 남희태; 김동욱; 류석규; 김지영; 박병길; 오영준; 백병만
Original assignee: 오리엔탈공업 주식회사
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-05-22
Also published as: KR100573959B1

Abstract

본 발명은 방탄헬멧의 제조방법에 관한 것이다. 특히 초고분자량폴리에틸렌(ultra high molecular weight polyethylene)일방향(uni-direction)섬유에 열가소성수지(우레탄수지)를 코팅하고, 내,외층에 동일직조(fabric)섬유에 열경화성수지(비닐에스터)를 코팅하여 얇고 가벼우면서도 방탄성능 및 충격이 우수하고 침수(습기),온도등 환경에 대한 저항성이 강한 방탄헬멧 및 제조방법을 제공하는 것이다.

Description

방탄헬멧 및 그 제조방법{A bulletproof helmet and its manufacturing method therefor}

본 발명은 방탄헬멧 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 초고분자량폴리에틸렌(ultra high molecular weight polyethylene)일방향(uni-direction)섬유에 열가소성수지(우레탄수지)를 코팅하고, 내외층에 열경화성수지가 코팅된 날개모양 및 사각모양의 동일직조섬유를 적층 가압하여 얇고 가벼우면서도 방탄성능 및 충격이 우수하고 침수(습기),온도등 환경에 대한 저항성이 강한 방탄성능이 우수한 방탄헬멧 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

통상적으로 헬멧은 총탄 및 파편에 저지효과를 미치고 방탄후 충격으로 인한 두부상해로 부터 인명을 보호하기 위한 방탄용 헬멧이다. 이러한 헬멧은 통상 아라미드섬유와 같은 방탄용섬유로 제조된 직물을 포함한다.

이러한 헬멧은 세계적으로 사용되는 방탄재중 방탄헬멧은 아라미드로된 아라미드섬유를 적층하거나, 고강도의 폴리에틸렌을 주성분으로 하는 다이니마와 스펙트라를 적층하거나 두 섬유를 혼합시킨 조성물을 개시하고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 얇고 가벼우면서도 방탄성능 및 충격이 우수하고 침수(습기),온도등 환경에 대한 저항성이 강한 방탄성능이 우수한 헬멧을 제공하는 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위하여 열가소성수지(우레탄수지)가 코팅된 초고분자량폴리에틸렌일방향섬유(UD층)을 30-40여층을 적층하고 성형기에 의해 가열 가압하여 헬멧을 1차로 형성하고, 이에 열경화성수지(비닐에스터)로 코팅된 동일직조섬유를 내,외층에 1장이상 적층하여 방탄능력이 NIJ LEVES Ⅱ(NIJ-STP-0106.01) 이상이고 두께가 9.0mm 이하의 방탄헬멧 그 제조방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 방법으로 제조한 방탄성능이 우수한 헬멧을 구성함에 있어 1차로 성형된 헬멧에 열경화성수지(비닐에스터)로 코팅된 동일직조섬유를 적층할 때 상기 섬유의 사이 사이에 보강제를 삽입하여 구성되는 방탄헬멧 및 그 제조방법을 제공하려는 것이다.

도1a,b는 본 발명의 제조공정을 나타낸 계락적인 공정도.

도2는 본 발명에 의해 제조된 헬멧의 사시도.

도3은 본 발명의 공정중에 다른 실시예로 나타낸 공정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

100... 원단 101...이형필름

200... 금형 201...링클홀더

300...헬멧 400...열경화성수지가 코팅된 날개모양의 동일직조섬유

401...열경화성수지가 코팅된 사각모양의 동일직조섬유

402...보강제

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 헬멧을 제조하기 위한 공정과정을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 의한 제조방법을 나타낸 공정도로서,

제1공정

본발명에 사용되는 섬유인 초고분자폴리에틸렌일방향섬유에 열가소성수지(우레탄수지)로 코팅된 원단(100)을 일정크기(사각)로 절단하되 30-40여층(ply)으로 섬유결방향이 45⁰로 동일하게 적층한다.

제2공정

제1공정의해 적층된 원단은, 원단의 상,하측에 각각 이형필름(101)으로 덮고 이러한 상태에서 원단(100)을 하측금형(200)에 안착시킨후 원단의 상단에 링클홀더(201)를 설치하여 원단을 잡아 줄 수 있게한다. 이러한 상태에서 하단금형이 상승하면서 상측금형과 결합하여 원단을 적당의 압력으로 가압하여 1차로 헬멧을 성형한다. 이때 금형의 온도는 120~130⁰C 이고 금형의 가압력은 40-60t으로 작동시키는 것이다.

그리고 가압되는 원단에 발생한 기포빼기 공정이 병행으로 작동되는 것이다. 또한 가압되어 성형된 헬멧(300)은 냉각을 실시하지 않는다.

제3공정

제2공정에의해 형성된 1차로 성형된 헬멧(300)은, 헬멧(300)의 내측과 외측에 날개부분이 8각방향의 형상으로 형성된 열경화성수지가코팅된 날개모양의 동일직조섬유(400)를 적층한다. 상기 동일직조섬유(400)의 날개부분은 한방향으로 겹쳐지게 적층한후 고정시킨다.

이와같은 상태에서 2차로성형하는 금형의 온도는 120-130⁰C를 유지하고 헬멧에 발생하는 기포빼기도 병행하고, 금형의 가압력은 170-190t 으로 제2공정보다는 더욱 큰 압력으로 가압한다. 이때 가압하여 성형하는 시간은 약10-20분이 소요된다.

상기 금형에 가압된 헬멧은 약10분정도 냉각을 하였다가 강제로 탈형하여 헬멧(300)을 제조하는 것이다.

이와같이 제조공정에 의해 제조된 헬멧의 방호탄도한계(V50)를 살펴보면

헬멧의 방탄성시험은 각 헬멧에 적용되는 방탄성측정 속도는 최소한 610m/sec이상 이다.

그리고 FSP(파편탄) 0.22cal, 1,1±0.016g 사용 한다, 또한 실탄에 대한 방탄성능을 살펴보면, 헬멧의 방탄성 시험은 최소한 9㎜, FNJ탄에 대해 358m/s ± 15㎧ 이며 .357Magnum, JSP탄에 대해 425±15㎧ 이다.

상기의 내용의 시험규격은 다음과 같다.

방탄등급	탄종류	탄중량	탄속도
I	.22 LRHV LEAD	2.6g(40gr)	320m/s(1050ft/s)
I	.380 RN LEAD	10.2g(158gr)	2.59m/Ｎ(850ft/Ｎ)
IIA	9mm FMI	8.0g(124gr)	332m/Ｎ(1090ft/s)
IIA	.357 Magnum JSP	10.2g(158gr)	381m/s(1250ft/s)
II	9mm FMJ	8.0g(124gr)	358m/s(1175ft/s)
II	.357 Magnum JSP	10.2g(158gr)	425m/s(1395ft/s)

본 발명의 또 다른 실시예로서, 본발명의 공정중 헬멧의 강성을 유지하기 위하여 제3공정에서 헬멧(300)의 내측과 외측에 날개모양이 8각방향으로 형성된 열경화성수지(비닐에스터)로 코팅된 동일직조섬유(400)를 한방향으로 겹쳐지게 적층하고 상기 동일직조섬유(400)의 사이사이에 보강제(403)를200~300 삽입하여 헬멧의 충격이 우수하고 침수(습기),온도등 환경에 대한 저항성이 강하게 할 수강하게 할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 다른 실시예로 헬멧(300)의 내측과 외측에 사각의 동일직조섬유(401)에 열경화성수지인 비닐에스터를 코팅하여 한방향으로 적층한 후 상기 공정을 거쳐 헬멧을 제조할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 얇고 가벼우면서도 방탄성능 및 충격이 우수하며침수, 온도 등 환경에대한 저항성이 강한 헬멧을 제조할 수 있도록 초고분자량폴리에틸렌일방향섬유(UD층)와 우레탄수지를 30-40여층 적층하고 성형기에 의해 가열 가압하여 제1.2공정에 헬멧을 성형하고 제3공정에 의하여 헬멧의 내측과 외측에 날개모양이 8각방향으로 형성된 동일직조(Fabric)섬유에 열경화수지인 비닐에스터를 코팅한 후 날개모양이 겹쳐지게 적층하여 또 다시 큰 압력으로 가열,가압하여 헬멧을 제조할 수 있는 것이다.

Claims

방탄헬멧의 제조방법에 있어서 초고분자폴리에틸렌일방향섬유에 열가소성수지(우레탄수지)를 코팅하여 혼합한 원단으로 헬멧을 제조하는 것을 특징으로 하는 방탄헬멧 및 그 제조방법.
1항에 있어서 초고분자폴리에틸렌일방향섬유에 열가소성수지를 코팅하여 혼합한 원단을 30-40층(ply)으로 적층함을 특징으로 하는 방탄헬멧 및 그 제조방법.
1항에 있어서 초고분자폴리에틸렌일방향섬유에 열가소성수지를 코팅 하여 혼합한 원단(100)가압한 헬멧의 내 외층에 열경성수지로 코팅된 동일직조섬유를 내외측에 1장이상 적층하여 방탄능력이 2.000ft/sec이상이고 두께가 9.0mm아하의 방탄헬멧을 제조할 수 있게 함을 특징으로 하는 방탄헬멧 및 그 제조방법.
1항에 있어서 초고분자폴리에틸렌일방향섬유에 열가소성수지를 코팅 하여 혼합한 원단(100)을 일정크기로 절단하되 섬유결방향이 45⁰로 동일하게 적층하는 단계와, 원단(100)의 상,하측에 이형필름(101)으로 덮고 금형(200)위에 설치한후 40-60t으로 가압하고, 가압되는 원단에 발생한 기포빼기 공정이 병행하는 단계와, 헬멧(300)의 내측과 외측에 열경화성수지가 코팅된 날개모양의동일직조(Fabric)섬유(400)와 열경화수지가 코팅된 사각모양의 동일직조섬유(401)를 한방향으로 겹쳐지게 적층한후 또 다시 170-190t으로 가압한 후 약10분정도 냉각을 하였다가 강제로 탈형하여 헬멧(300)을 제조하는 것을 특징으로 하는 방탄헬멧 및 그 제조방법.
1항에 있어서 헬멧(300)의 내측과 외측에 날개모양이 8각방향의 열경화성수지에 코팅된 동일직조(Fabric)섬유(400)를 한방향으로 적층하고 상기 동일직조섬유의 사이사이에 보강제(403)를 삽입함을 특징으로 하는 방탄헬멧 및 그 제조방법.
1항에 있어서 헬멧의 내측과 외측에 열경화성수지(비닐에스터)를 코팅한 사각모양의 동일직조섬유(401)를 적층하여 헬멧을 제조하는 것을 특징으로 하는 방탄헬멧 및 그 제조방법.