KR20070026851A - 유연성 방탄 조립체 - Google Patents

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요하네스 안토니우스 피터 로버스
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디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
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Abstract

본 발명은 고강도 섬유로 이루어진 네트워크를 함유하는 1 이상의 층을 포함하는 복수의 유연성 부재로 구성된 적층체를 포함하는 방탄 조립체에 관한 것으로서, 여기서 조립체의 후면 부분에 있는 부재의 5 질량% 내지 50 질량%는 부재의 표면 상에 분포된 다수의 점에서 인접하는 부재들을 상호연결시키는 연결 수단을 함유한다. 유연성 조립체는 높은 탄환 정지력과 낮은 외상 효과를 겸비하고 있다. 또한, 본 발명은 상기 조립체를 포함하는 방탄 제품 및 상기 조립체의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

유연성 방탄 조립체{FLEXIBLE BALLISTIC-RESISTANT ASSEMBLY}
본 발명은 고강도 섬유로 이루어진 네트워크를 함유하는 1 이상의 층을 포함하는 복수의 유연성 부재로 구성된 적층체(stack)를 포함하는 방탄 조립체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 조립체를 포함하는 방탄 제품 및 상기 조립체의 제조 방법에 관한 것이다.
방탄판 또는 방탄 팩키지로도 불리는 이러한 방탄 조립체는 미국 특허 제3971072호로부터 공지되어 있다. 이 특허 공보는 얇은 금속 외피와, 직조된 연속 필라멘트사로 형성된 방탄 직물로 이루어진 복수의 유연성 층으로 구성된 적층체로 이루어진 조립체를 함유하는 경량의 방탄복을 개시하고 있는데, 상기 층은 8분의 1 인치(3.2 mm) 이상 내지 4분의 3 인치(19 mm) 이하의 공간을 두고 있는 연속된 경로를 따라 연장되어 있는 연결 또는 고정 수단 예를 들면, 스티치에 의해 그의 전체 면적에 걸쳐 상호연결되어 있다. 이와 같이 복수의 층을 서로 재봉하거나 아니면 결합시킴으로써, 조립체의 후면 표적 뒤틀림이 감소된다고 기술되어 있다. 탄 환 작용에 대한 보호제로서 적층체로도 불리는 이러한 유연성 방탄 조립체는 미국 특허 출원 제2001/0021443호 A1로부터 더욱 공지되어 있다. 이 공보는 고성능 섬유를 함유하는 직물로 구성된 복수의 층을 포함하는 유연성 적층체를 개시하고 있는데, 여기서 모든 층은 서로 연결되어 있다. 층 사이의 연결은 접착점을 통해 달성되고, 이로써 접착제에 의해 덮인 각 층의 면적은 10% 내지 95%이다. 접착제의 양은 서로 연결된 2개의 층의 섬유 구성요소에 대해 5% 내지 35%이다.
방탄 조립체는 일반적으로 그 자체로는 사용되지 않지만, 방탄 조끼, 또는 다양한 종류의 연질 방탄복을 비롯하여 보호 목적으로 사용되는 다른 성형 부품과 같은 방탄 제품의 일부로서 사용된다. 전형적으로, 조립체 또는 방탄판은 나일론 또는 면과 같은 통상적인 의복 직물로 구성될 수 있는 캐리어(carrier) 내로 삽입된다. 방탄 조립체는 상기 캐리어에 영구적으로 부착될 수 있거나 제거될 수 있다.
후면 변형으로도 불리는 후면 표적 뒤틀림은 무기와의 충돌 시 착용자의 신체에 대하여 방탄 조립체 또는 제품의 후면이 변형되는 것을 말하기 위한 것으로 당분야에서 사용되는 용어이다. 탄환과 같은 충돌하는 무기는 상기 조립체에 의해 정지될 수 있고, 즉 물체를 완전히 투과하거나 꿰뚫을 수는 없지만, 그의 높은 충돌 에너지 및 충격의 결과로서 초래된 국소 변형은 통상 둔기 외상 또는 단순히 외상으로 불리는, 신체 또는 내부 기관에의 심각한 손상을 여전히 초래한다.
둔기 외상의 감소는 아라미드 예컨대, 케블라®(Kevlar) 또는 트와론 ®(Twaron); 초-고 몰질량 폴리에틸렌(UHMPE, 예를 들면, 다이니마®(Dyneema) 또는 스펙트라®(Spectra)), 또는 폴리(p-페닐렌 2,6-벤조비스옥사졸)(PBO, 예를 들면, 자일론®(Zylon))과 같은 고성능 섬유를 기재로 한 방탄 조끼와 같은 현대식 연질 방탄복의 도입 이후 계속된 쟁점이다. 방탄복 성능에 대한 대부분의 표준은 탄환 정지력에 초점을 두고 있지만, 종종 최대 허용가능한 외상을 정량화하기도 한다. 미국 법무성 사법 연구소(NIJ) 표준 0101.04는 연질 방탄복을 3개의 주요 카테고리 즉, ⅡA, Ⅱ 및 ⅢA(가장 약한 보호부터 가장 강한 보호까지)로 평가한다. 레벨 ⅡA 방탄복은 최소 속도 332 m/s에서 충돌하는 공칭 중량 8.0 g의 9 mm 풀 메탈 재킷 라운드 노스 탄환(full metal jacketed round nose bullet), 및 최소 속도 312 m/s로 충돌하는 공칭 중량 11.7 g의 40 S&W 구경 풀 메탈 재킷 탄환(full metal jacketed bullet)으로부터 보호한다. 레벨 Ⅱ 방탄복은 최소 속도 358 m/s로 충돌하는 공칭 중량 8.0 g의 9 mm 풀 메탈 재킷 라운드 노스 탄환, 및 최소 속도 427 m/s로 충돌하는 공칭 중량 10.2 g의 357 매그넘 재킷 소프트 포인트 탄환(magnum jacketed soft point bullet)으로부터 보호한다. 레벨 ⅢA 방탄복은 최소 속도 427 m/s로 충돌하는 공칭 중량 8.0 g의 9 mm 풀 메탈 재킷 라운드 노스 탄환, 및 최소 속도 427 m/s로 충돌하는 공칭 중량 15.6 g의 44 매그넘 재킷 할로우 포인트 탄환(Magnum jacketed hollow point bullet)으로부터 보호한다. 레벨 Ⅲ 및 레벨 Ⅳ는 라이플 사격으로부터 보호하는 경질 방탄복과 관련되어 있다.
전형적으로, 레벨 ⅢA 방탄복은 위험성이 높은 업무 예컨대, 경호 업무, 인 질 구출 및 방어성 업무에 종사하는 경찰관에 의해 사용된다. 사실상, 상기 NIJ 인증 방탄 조끼의 성능은 종종 추가의 외상방지용 패드 또는 플레이트를 가슴 부위에 장착함으로써 더 개선되는데, 이는 레벨 ⅢA 조끼(44 mm)의 최대 외상이 너무 높다고 느껴지기 때문이다. 외상방지용 플레이트는 연질 플레이트일 수 있고 방탄 조끼의 보호판과 동일한 재료로 만들 수 있거나, 또는 경질 플레이트일 수 있고 금속 시트를 비롯한 다양한 재료로 만들 수 있지만, 모든 경우에서 이 플레이트가 두께를 증가시키고 중량을 부가하며, 착용감을 감소시킨다는 단점이 있다.
다수의 특허 공보가 외상방지용 패드의 추가 사용 없는, 연질 방탄복에 사용하기 위한 방탄판의 외상 감소를 다룬다. 미국 특허 제4413357호는 (방탄판의 전면부터 후면 또는 뒷면까지) 아라미드 섬유로 구성된, 촘촘하게 짜여진 직물, 1 이상의 유연성 폴리카르보네이트 시팅 주름 및 비교적 두꺼운 연질 발포 플라스틱층으로 구성된 적층체로 이루어진 조립체를 제시한다. 유럽 특허 제131447호 A에서, 깃털, 발포체 또는 펠트(felt)로 만들어진 외상 약화층이 방탄 직물 층의 전면층과 후면층 사이에 끼워져 있고, 조립체가 스티칭(stitching) 또는 다른 결합에 의해 결합되어 있다. 조립체는 와플-유사 구조를 가진 표면과 함께 3차원적 구조를 가지며, 공간 비율이 90 부피% 이상이고 두께가 5 mm 내지 30 mm인 직조된 충격 흡수제로 구성된 수 개의 층을 포함하는 조립체가 유럽 특허 제172415호 A에 기재되어 있다. 폐쇄되고 밀봉된 공기층 예를 들면, 폐쇄된 기포 폴리우레탄 발포체를 한정하는 스트립(strip)에 의해 공간을 두고 있는 전방 및 후방 비-금속성 내충격 층을 포함하는 신체용 방탄판은 미국 특허 제5059467호에 개시되어 있다. WO 92/06840 A1은 유연성 방탄재와, 적층체의 가장 안쪽에 있는 주름과 맞물려 있는 강화판으로 구성된 적층체로 이루어진 조립체에 관한 것으로, 여기서 방탄재는 예를 들면, 아라미드 섬유로 만들어질 수 있고, 상기 강화판은 폴리카르보네이트 압출 시트일 수 있다. 직물 층과 함께 10 mm 두께의 유연성 발포층을 포함하는 보호용 조립체가 WO 96/24816 Al에 기재되어 있다. 펠트층은 일방향 아라미드 섬유 재료로 이루어진 층으로 구성된 적층체 사이의 공기-틈을 유지하기 위한 수단으로서 캐나다 특허 제2169415호 A에 기재되어 있다. 모노필라멘트에 의해 상호연결되어 있고 서로로부터 12 mm 내지 30 mm의 간격을 두고 유지되어 있는 전면 및 후면을 포함하는 특수한 스페이서 직물이 미국 특허 제6103641호에 의해 제시되어 있다. 1 이상의 열가소성 폴리에스테르 압출 시트에 의해 지지된 고강도 섬유 예를 들면, 아라미드 섬유로 이루어진 층으로 구성된 전방 적층체, 및 1 이상의 열가소성 폴리에스테르 시트에 의해 지지된 상기 층으로 구성된 추가 적층체를 포함하는 다층 방탄복 구성은 미국 특허 제6319862호에 기재되어 있다.
미국 특허 제3971072호로부터 공지된 조립체의 결점은 조밀한 스티칭이 유연성을 감소시키며 방탄성 또한 낮출 수 있다는 점이다. 일반적으로 상술된 다른 제안된 구성은 조립체의 두께 및/또는 중량을 증가시키는 추가 층을 함유한다. 따라서, 고도의 방탄성 및 낮은 둔기 외상과 함께 유연성을 겸비한 경량의 방탄 조립체가 산업적으로 필요하다.
본 발명에 따르면, 5 질량% 내지 50 질량%의 부재가 그의 표면 상에 분포된 다수의 점에서 인접하는 부재들을 상호연결시키는 연결 수단을 함유하고, 이로써 상호연결된 부재는 조립체의 후면 부분 즉, 위협하거나 충돌하는 무기와 직면하는 면과 마주보는 면에 위치되어 있는 조립체가 제공된다.
본 발명에 따른 방탄 조립체는 두께 및/또는 중량을 증가시키는 여분의 층 예를 들면, 소위 외상방지용 라이너의 부가 없이 현저히 감소된 후면 변형 (및 이로써 현저히 감소된 둔기 외상)을 제공하는 반면, 조립체의 유연성은 전혀 영향을 받지 않거나 거의 영향을 받지 않는다.
본 발명에 따른 조립체의 또 다른 장점은 예를 들면, V50 값으로 표현되는 탄환 정지력이 적용된 연결 수단에 의해 저하되지 않는다는 점이다. 추가 장점은 본 발명에 따른 조립체가 다른 위협 예를 들면, 돌과 같은 충돌하는 물체에 대한 개선된 보호, 또는 예를 들면, 추락에 대한 개선된 보호 또한 제공한다는 점이다. 본 발명에 따른 조립체가 유리하게 사용되는 전형적인 제품에는 팔꿈치, 어깨, 허리, 무릎, 다리 등에 대한 보호 장비가 포함된다.
방탄 조립체는 복수의 유연성 부재로 이루어진 적층체를 포함한다. 유연성 부재라 함은, 평평한 지지체 상에 유지되어 있는 경우, 지지체로부터 돌출되어 나온 부재의 20 cm가 그 자체의 중량 하에 아래로 굽어져 있고 지지되지 않은 돌출된 부분의 외부 가장자리가 부재의 지지된 부분보다 적어도 10 mm 더 낮은 부재, 시트 또는 (적층된) 층을 의미한다. 부재로 이루어진 적층체 내에서, 부재는 그들의 접촉면의 적어도 일부 상에서 서로에 대하여 이동하거나 위치가 변경될 수 있다. 서로에 대한 이러한 부재 이동은 부재로 이루어진 적층체가 굽어지거나 굴곡되게 하는데, 이점은 연질 방탄복에 적용하기에 명백히 바람직하다. 조립체에서, 전면은 위협하거나 충돌하는 무기와 직면하는 면인 반면, 후면 또는 뒷면은 위협하거나 충돌하는 무기와 직면하는 면과 마주보는 면, 즉 보호될 착용자 또는 물체에 가장 가까운 면이다. 소위 충돌면으로도 불리는 조립체의 전면은 실질적으로 서로 결합되어 있거나 연결되어 있지 않은 부재들을 포함하고 있고, 즉 부재들이 연결 수단에 의해 그들의 인접하는 면의 실질적인 일부 상에서 서로 부착되어 있거나 접착되어 있지 않다. 그러나, 임의의 결합을 가지지 않는 층으로 이루어진 적층체를 취급하고 추가로 가공하는 것은 어렵다. 소정의 결합도를 달성하기 위해, 예를 들면, 조립체를 바람직하게는 가능한 적은 정도로 예를 들면, 코너 또는 말단 가장자리 주변(후면 부재에 있는 연결 수단은 제외됨)에서만 스티칭할 수 있다. 이러한 연결 수단을 방탄 성능 또는 외상에 영향을 주도록 적용하지 않는다. 또 다른 가능성은 유연성 덮개 또는 외피로 조립체를 둘러싸는 것이다.
방탄 조립체는 고강도 섬유로 이루어진 네트워크를 함유하는 1 이상의 층을 포함하는 복수의 유연성 부재로 구성된 적층체를 포함한다.
본원의 내용에 있어서, 섬유는 길이 치수가 그의 폭 및 두께보다 훨씬 더 큰 긴 물체이다. 따라서, 용어 섬유는 모노필라멘트사, 멀티필라멘트사, 리본, 스트립 또는 테이프 등을 포함하며, 규칙적인 또는 불규칙적인 횡단면을 가질 수 있다. 용어 섬유는 상술한 것들 중 어느 하나 또는 상술한 것들의 조합물이 복수 개 존재하는 것도 포함한다.
고강도 섬유는 인장 강도가 약 1.0 GPa 이상이고 인장률이 약 40 GPa 이상이다. 섬유는 무기 또는 유기 섬유일 수 있고, 적합한 섬유는 예를 들면, 미국 특허 제5185195호에 나열되어 있다. 적합한 무기 섬유는 예를 들면, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 세라믹 섬유이다. 인장 강도가 위와 같이 높은 적합한 유기 섬유는 예를 들면, 방향족 폴리아미드 섬유(단순히 아라미드 섬유로도 불림), 특히 폴리(p-페닐렌 테라프탈아미드), 액체 결정질 중합체 및 사다리-유사 중합체 섬유 예컨대, 폴리벤즈이미다졸 또는 폴리벤즈옥사졸, 특히 폴리(1,4-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸)(PBO), 또는 폴리(2,6-디이미다조[4,5-b-4',5'-e]피리디닐렌-1,4-(2,5-디히드록시)페닐렌)(PIPD; M5로도 불림), 및 예를 들면, 고도로 배향된 예를 들면, 겔 방적(spinning) 방법으로 수득한 폴리올레핀, 폴리비닐 알코올 및 폴리아크릴로니트릴로 이루어진 섬유이다. 바람직하게는, 섬유의 인장 강도는 약 2 GPa 이상, 2.5 GPa 이상, 또는 심지어 3 GPa 이상이다. 고도로 배향된 폴리올레핀, 아라미드, PBO 및 PIPD 섬유, 또는 이들 중 2가지 이상의 섬유로 이루어진 조합물이 바람직하게 사용된다. 이들 섬유의 장점은 이들이 매우 높은 인장 강도를 가지고 있어서, 이들이 경량의 방탄 제품에 사용하기에 특히 매우 적합하다는 점이다.
적합한 폴리올레핀은 특히, 1종 이상의 다른 중합체 특히 다른 알켄-1-중합체를 소량 함유할 수도 있는, 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌과 프로필렌의 공중합체이다.
직쇄형 폴리에틸렌(PE)이 폴리올레핀으로서 선택된 경우, 우수한 결과가 얻어진다. 직쇄형 폴리에틸렌은 본원에서 100개의 탄소 원자 당 1개 미만의 측쇄를 가진 폴리에틸렌, 바람직하게는 300개의 탄소 원자 당 1개 미만의 측쇄를 가진 폴리에틸렌을 의미하는 것으로 이해되는데, 측쇄 또는 분지쇄는 일반적으로 10 개 이상의 탄소 원자를 함유한다. 직쇄형 폴리에틸렌은 그와 공중합될 수 있는 1종 이상의 다른 알켄 예컨대, 프로펜, 부텐, 펜텐, 4-메틸펜텐, 옥텐을 5 몰%까지 추가로 함유할 수 있다.
바람직하게는, 직쇄형 폴리에틸렌은 높은 몰질량을 가지며, (135℃에서 데칼린 중의 용액에 대해 측정된) 고유 점도(Ⅳ)가 4 dl/g 이상, 보다 바람직하게는 8 dl/g 이상이다. 이러한 폴리에틸렌은 초-고 몰질량 폴리에틸렌(UHMWPE)으로도 불린다. 고유 점도는 Mn 및 Mw과 같은 실제 몰질량 파라미터보다 더 용이하게 측정될 수 있는 몰질량(분자량으로도 불림)에 대한 척도이다. Ⅳ와 Mw 사이에는 여러 실험적 상관관계가 있지만, 이러한 상관관계는 몰질량 분포에 상당히 의존한다. 방정식 Mw = 5.37 x 104 [IV]1.37 (유럽 특허 제0504954호 A1 참조)을 기초로 할 때, 4 dl/g 또는 8 dl/g의 IV는 각각 약 360 kg/몰 또는 930 kg/몰의 Mw와 동일하다.
겔 방적 방법 예를 들면, 영국 특허 제2042414호 A 또는 WO 01/73173 A1에 기재된 바와 같은 겔 방적 방법으로 제조된 폴리에틸렌 필라멘트로 구성된 고성능 폴리에틸렌(HPPE) 섬유가 바람직하게 사용된다. 겔 방적 방법은 고유 점도가 높은 직쇄형 폴리에틸렌 용액을 제조하는 단계, 상기 용액을 용해 온도보다 높은 온도에서 필라멘트로 방적하는 단계, 필라멘트를 겔화 온도 미만의 온도까지 냉각시켜 겔화를 일으키는 단계, 및 용매의 제거 전, 용매의 제거 도중 및/또는 용매의 제거 후에 필라멘트를 신장시키는 단계를 본질적으로 포함한다.
섬유로 이루어진 네트워크를 함유하는 층은 섬유 단독으로부터 형성하거나, 또는 적절한 중합체 코팅으로 섬유로부터 형성하거나, 또는 섬유 및 결합제 예컨대, 매트릭스 물질로서 적절한 중합체로부터 형성할 수 있다. 섬유는 다양한 구조의 네트워크로 배열될 수 있다. 예를 들면, 섬유는 꼬인 방적사 덩어리 또는 꼬이지 않은 방적사 덩어리로부터 매우 다양한 배열로 만들어질 수 있다. 적합한 예에는 편성물 또는 직물(평직물, 능직물, 바스킷 직물, 새틴 직물 또는 기타 직물), 또는 일방향으로 배향된 불안정화 섬유로 이루어진 펠트 또는 층과 같은 부직 구조물이 포함된다. 방탄 성능의 면에서, 고강도 섬유가 주로 한 방향으로 배향되어 있는 네트워크 구조물이 바람직하다. 이의 예에는 결합제에 의해 안정화된 일방향으로 배열된 섬유로 이루어진 층뿐만 아니라, 고강도 섬유가 예를 들면, 날씰 섬유로서 직물의 주요 부분을 형성하고, 씨실 섬유가 소수 부분을 형성하며 고강도 섬유일 필요가 없는 직조된 구조물 예컨대, 유럽 특허 제1144740호 B1에 기재된 구조물 또는 편직물(uniweave fabric)로도 불리는 다른 직물 또한 포함된다.
이와 같은 일방향으로 배향된 고강도 섬유를 가진 층의 경우, 부재는 바람직하게는 인접하는 층에서의 섬유 방향이 바람직하게는 45o 내지 90o의 각도로 서로에 대해 회전되어 있는 일방향으로 배향된 섬유로 이루어진 2개 이상의 층을 함유하는데, 보다 바람직하게는 상기 각도는 약 80o 내지 90o이다.
결합제에 의해 안정화된 일방향으로 배향된 섬유로 이루어진 층이라 함은 필라멘트가 평면에서 실질적으로 평행하게 배향되어 있는 층을 의미하고, 이 배향은 결합제에 의해 안정화된다. 이러한 층은 당분야에서 단일층으로도 불린다. 용어 결합제는 섬유를 서로 결합시키거나 섬유를 함께 유지시킬 수 있고 전체적으로 또는 부분적으로 섬유를 둘러쌈으로써, 단일층의 구조가 부재의 취급 및 제조 과정 동안 보유되게 할 수 있는 물질을 말한다. 결합제 물질은 다양한 형태 및 방식으로 예를 들면, 횡단 결합 스트립 또는 횡단 섬유(일방향 섬유에 대한 횡단 섬유)로서 적용될 수 있거나, 섬유를 매트릭스 물질 예를 들면, 중합체 용융물 또는 액체 중의 중합체 물질의 용액 또는 분산액으로 함침하고/하거나 포매함으로써 적용될 수 있다. 바람직하게는, 매트릭스 물질은 단일층의 전체 표면 상에 균일하게 분포되는 반면, 결합 스트립 또는 결합 섬유는 국소적으로 적용될 수 있다. 적합한 결합제는 예를 들면, 유럽 특허 제0191306호 B1, 유럽 특허 제1170925호 A1, 유럽 특허 제0683374호 B1 및 유럽 특허 제1144740호 B1에 기재되어 있다.
바람직한 실시양태에서, 결합제는 중합체성 매트릭스 물질이고, 열경화성 물질 또는 열가소성 물질, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 매트릭스 물질의 파단 시 신장률은 바람직하게는 섬유의 신장률보다 더 크다. 결합제는 바람직하게는 3% 내지 500%의 신장률을 나타낸다. 적합한 열경화성 중합체 매트릭스 물질 및 열가소성 중합체 매트릭스 물질은 예를 들면, WO 91/12136 A1(15-21면)에 나열되어 있다. 바람직하게는, 비닐 에스테르, 불포화 폴리에스테르, 에폭시드 또는 페놀 수지가 열경화성 중합체로 구성된 군으로부터 매트릭스 물질로서 선택된다. 폴리우레탄, 폴리비닐, 폴리아크릴산, 폴리올레핀 또는 열가소성 탄성 블록 공중합체 예컨대, 폴리이소프로펜-폴리에틸렌-부틸렌-폴리스티렌 또는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌 블록 공중합체가 열가소성 중합체로 구성된 군으로부터 매트릭스 물질로서 선택될 수 있다. 바람직하게는, 결합제는 본질적으로 열가소성 탄성체를 포함하며, 이 열가소성 탄성체는 바람직하게는 단일층 내에 있는 상기 섬유로 이루어진 개별 필라멘트를 실질적으로 피복하고, (25℃에서 ASTM D638에 따라 측정된 경우) 약 40 MPa 미만의 인장율을 가진다. 이러한 결합제는 단일층, 부재 및 이들의 조립체의 유연성을 높인다. 단일층 내의 결합제가 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체인 경우, 매우 우수한 결과가 얻어진다는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 본 발명에 따른 조립체 내의 부재 중의 결합제는 중합체성 매트릭스 물질 외에 결합제의 총 부피를 기준으로 계산된 5 부피% 내지 80 부피%의 양으로 충진제를 함유할 수도 있다. 보다 바람직하게는, 충진제의 양은 10 부피% 내지 80 부피%이고, 가장 바람직하게는 20 부피% 내지 80 부피%이다. 그 결과, 방탄 제품의 유연성은 방탄성에 대해 유의한 악영향을 주지 않으면서 증가된다는 것이 밝혀졌다.
충진제는 섬유 사이의 결합에 기여하지 않지만, 오히려 섬유 사이의 매트릭스의 용적 증가에 기여하고, 그 결과 방탄 제품은 보다 높은 유연성을 띠고 보다 높은 에너지 흡수를 나타낸다. 바람직하게는, 충진제는 중량 또는 밀도가 낮은 미세하게 분산된 물질을 포함한다. 비록 충진제로서 가스를 사용하는 것이 매트릭스 물질의 가공에 있어서 실질적인 문제점을 제공한다 하더라도 충진제는 기체일 수 있다. 또한, 충진제는 특히 분산액의 제조에 통상적으로 사용되는 물질 예를 들면, 유화제, 안정화제, 결합제 등 또는 미세하게 분산된 분말을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 단일층 내의 결합제의 양은 최대 30 질량%, 보다 바람직하게는 최대 25 질량%, 최대 20 질량% 또는 심지어 최대 15 질량%이고, 이는 섬유가 방탄 성능에 가장 많이 기여하기 때문이다.
바람직하게는, 부재가 2 이상의 섬유층을 함유하는 경우, 층 또는 단일층은 본질적으로 그의 전체 표면 상에서 서로 결합되어 있거나 부착되어 있다. 이러한 결합 또는 부착은 예를 들면, 소정의 온도 및 압력에서 층을 적층시키거나 중첩시키는 동안 층 내에 존재하는 결합제로부터 발생될 수 있지만, 접착제로서 작용하는, 층 사이의 열가소성 필름과 같은 추가 결합제의 첨가로부터 발생될 수도 있다.
부재 내의 층의 실제 수는 층의 두께에 따라 상당히 달라질 수 있지만, 부재가 유연성을 보이도록 선택되어야 한다. 일반적으로, 층이 얇을수록, 보다 많은 층이 부재에 존재하여 원하는 수준의 유연성을 보유할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 층의 수는 2개 내지 8개, 바람직하게는 2개 또는 4개이다.
부재는 섬유 층 외에 한쪽 외면 또는 양쪽 외면 상에 필름층을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 필름에는 폴리올레핀 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 공중합체; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 폴리우레탄과 같은 열가소성 중합체(이 중합체의 열가소성 탄성체 형태를 포함함)로부터 만들어진, 예를 들면 20 마이크론 미만, 15 마이크론 미만 또는 심지어 10 마이크론 미만의 얇은 필름이 포함된다. 이러한 필름의 장점은 섬유층의 추가 안정화, 및 부재의 상대적 이동의 촉진에 의한 조립체의 증가되는 유연성이다. 필름은 비-다공성 필름일 수 있지만, (미세)다공성 필름일 수도 있다.
본 발명에 따른 조립체에서, 5 질량% 내지 50 질량%의 부재는 그의 표면 상에 분포된 다수의 점에서 인접하는 부재를 상호연결시키는 연결 수단을 함유하고, 이로써 상호연결된 부재는 조립체의 후면 부분, 즉 위협하거나 충돌하는 무기와 직면하는 면과 마주보는 면에 위치한다. 후면 부분은 후면으로부터 조립체의 약 75 질량%에 의해 형성되는 것으로 이해된다. 조립체의 후면 부분에 있는 이들 부재는 후면을 형성하는 마지막 부재를 포함할 수 있지만, 1 이상의 (상호결합되지 않은) 부재, 또는 조립체의 후면을 형성하는 다른 유연성 층에 의해 지지되는 소정 수의 상호연결된 부재일 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 다른 지지 부재 또는 층은 조립체의 최대 25 질량%, 보다 바람직하게는 최대 20 질량%, 최대 15 질량%, 최대 10 질량%, 또는 심지어 최대 5 질량%를 형성한다.
적합한 연결 수단은 부재의 접촉면의 적어도 일부 상에서의 부재의 상대적 이동이 여전히 가능하도록 2개의 인접한 부재 사이에 국한된 연결을 형성할 수 있는 수단이다. 부재 사이의 모든 상대적 이동을 느슨하게 하지 않으면서 연결이 형성될 수 있는 한, 연결 수단의 예에는 다양한 스티칭 방법, 스테이플링(stapling), 리벳팅(riveting), 다양한 패턴으로의 열 용접, 접착제의 도트(dot) 도포, 양면 접착 스트립의 도포, 또는 당분야에 공지된 다른 수단과 같은 수단이 포함된다. 이러한 이유로, 연결 수단은 표면 상에 분포되어 있다. 연결 수단으로 이루어진 다수의 작은 점이 전체 표면 상에 분포되어 있는 것이 국한된 소수의 영역이 연결 수단을 고 밀도로 가지고 있는 것보다 바람직하다.
바람직하게는, 연결 수단은 부재의 표면적의 최대 20%, 보다 바람직하게는 최대 15%, 최대 10%, 최대 5%, 최대 2% 또는 심지어 최대 1%를 덮는다. 본 발명자들은 연결 수단으로 덮인 표면적이 증가함에 따라, 외상이 감소되는 경향이 있지만 유연성도 감소되는 경향이 있고, 따라서 상호연결되는 시트의 상대적 수도 감소될 수 있음을 발견하였다.
연결 수단은 표면 상에 무작위적으로 분포될 수 있지만, 규칙적인 패턴 또는 경로를 따라 분포될 수도 있다. 연결 수단은 예를 들면, 사실상 직선을 따라 분포될 수 있지만, 곡선, 원형 경로 또는 구형 경로를 따라 분포될 수도 있다.
연결 수단 특히 스티치 경로는 모두 본질적으로 평행하게 뻗어 있을 수 있지만, 소정의 각도로 굽어져 있을 수도 있고, 따라서 예를 들면, 서로 교차하는 평행한 경로로 구성된 2 이상의 군으로서 서로 교차될 수 있다. 적합한 각도는 10o 내지 90o, 바람직하게는 약 45o 내지 90o이다. 따라서, 연결 수단의 경로는 삼각형, 사각형, 별모양 또는 이들의 조합과 같은 전형적인 구조를 형성할 수 있다.
스티칭 또는 재봉은 록 스티칭(lock stitching), 통상의 체인 스티칭(chain stitching) 또는 지그-재그 스티칭(Zig-Zag stitching)과 같은 연결 수단을 적용하는 가장 바람직한 방식이다. 스티치는 한번에 보다 많은 수의 부재를 통해서도 비교적 용이하게 적용할 수 있고, 표면적 당 스티치의 수는 쉽게 달라질 수 있다. 또한, 스티치는 비교적 적은 표면적을 덮음으로써, 부재의 상대적 이동을 허용한다.
스티치 길이, 즉 스티치 실이 스티치 경로에 있는 부재로 들어가는 2개의 연속된 점 사이의 거리는 광범위하게 달라질 수 있다. 적합한 스티치 길이는 약 1 mm 내지 약 15 mm, 바람직하게는 약 2 mm 내지 10 mm 또는 3 mm 내지 8 mm이다.
스티치 또는 다른 연결 수단의 인접하는 경로 사이의 거리는 광범위하게 달라질 수 있고, 예를 들면 약 0.5 cm 내지 15 cm일 수 있다. 보다 짧은 거리는 외상을 감소시키는 데 있어서 보다 효과적이지만, 너무 짧은 거리는 유연성을 감소시키는 반면, 너무 긴 거리는 거의 효과적이지 못하다. 바람직하게는, 스티치 경로 사이의 거리는 약 1 cm, 2 cm 또는 3 cm 이상 내지 12 cm, 10 cm, 8 cm 또는 6 cm 미만이다. 덮인 표면적에 대해 상술한 바와 같이, 경로의 거리가 보다 짧을수록, 조립체의 유형에 달려 있는, 원하는 효과를 얻기 위해 상호연결되어야 하는 시트의 수 (또는 질량%)가 보다 적어진다. 당업자는 약간의 관행적인 실험으로 주어진 조립체에 대한 최적치를 표시된 한계 내에서 찾을 수 있다.
스티치는 표준 재봉 기계 특히, 산업적 재봉 기계를 이용하여 적용할 수 있고, 표준 재봉사 또는 재봉실이 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 재봉사는 고강도 방적사, 예를 들면 부재의 층 내에 있는 고강도 방적사와 유사한 고강도 방적사이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 조립체 내의 부재의 약 10 질량% 내지 40 질량%가 연결 수단을 함유하고, 이 부재는 조립체의 후면 부분 즉, 위협하거나 충돌하는 무기와 직면하는 면과 마주보는 면에 위치하고, 보다 바람직하게는 부재의 약 15 질량% 내지 35 질량%, 17 질량% 내지 30 질량% 또는 심지어 18 질량% 내지 25 질량%가 연결 수단을 함유한다. 이는 둔기 외상의 감소와 조립체의 유연성 사이에 균형을 제공하고, 이 균형은 이러한 조립체를 포함하는 제품, 예를 들면 방탄 조끼의 보호 수준 및 착용감을 개선시킨다. 예를 들면, 40개의 부재를 포함하는 조립체에서, 마지막 10개 부재 즉, 약 25 질량%가 5 x 5 cm의 사각형을 한정하는 스티치의 십자형 경로의 형태로 연결 수단을 함유한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 후면 부분에 있는 선택된 수의 부재들 모두가 한벌로서 부재들을 서로 연결시키는 연결 수단을 함유한다.
또 다른 실시양태에서, 후면 부분에 있는 선택된 부재들은 2개 이상의 부재로 구성된 2개 이상의 군으로 나뉘고, 이들 군은 한 군 내의 부재들을 상호연결시키는 연결 수단을 함유한다. 예를 들면, 40개의 부재를 포함하는 조립체에서, 마지막 10개 부재는 연결 수단을 함유하는 2개 부재로 구성된 5쌍으로 나뉜다. 특히 이러한 실시양태에서, 연결 수단 예를 들면, 스티치 경로는 예를 들면, 스티치 경로가 부재와 함께 만드는 각도에서 달리하는 상이한 부재 군에 대해 달라질 수 있고, 이로써 인접하는 군의 상이한 스티치 경로는 예를 들면, 소정의 각도로 회전되어 있을 수 있고, 스티치 경로는 (예를 들면, 마치 적층체를 통해 보이는 것처럼) 사실상 서로 교차되어 있다. 이 방식으로, 표면적 당 연결 수단의 수는 감소될 수 있다. 이러한 실시양태의 장점은 조립체의 유연성 대 외상 감소의 한층 더한 최적화이다. 상이한 부재 군은 스티치 및 접착제와 같은 상이한 연결 수단의 조합을 함유할 수도 있다.
미국 특허 출원 제5185195호 또한 복수의 유연성 섬유 부재로 이루어진 적층체를 포함하는 방탄 조립체를 개시하는데, 여기서 2개 이상의 부재가 연결 수단에 의해 서로 고정되어 있지만, 상기 미국 특허 출원에서 연결 수단(스티치)은 3.2 mm 미만의 거리를 가진 인접하는 경로를 따라 연장됨으로써, 표면의 대부분을 덮고, 후면 부분 부재에만 한정적으로 존재하지 않는다. 상기 미국 특허 출원의 실시예에서, 직물로 이루어진 적층체의 모든 층은 서로 재봉되었다. 특히 스티치인 연결 수단의 매우 높은 면적 밀도는 스티칭된 점의 내천공성을 개선시킨다고 기술되어 있고, 외상은 논의되어 있지 않다.
또한, 상기 미국 특허 출원은 고강도 섬유로 이루어진 네트워크를 함유하는 1 이상의 층을 포함하는 복수의 유연성 부재로 구성된 적층체를 포함하는 방탄 조립체에 관한 것인데, 여기서 부재의 50 질량% 이상이 약 1 cm 이상의 인접하는 스티치 경로 사이의 거리를 두면서 2 이상의 부재로 구성된 2 이상의 군으로 서로 스티칭되어 있다. 바람직하게는, 75 질량% 이상, 85 질량% 이상, 90 질량% 이상, 95 질량% 이상 또는 심지어 모든 부재가 군으로 서로 스티칭되어 있다. 부재, 단일층, 섬유, 결합제, 필름층, 스티치 표면 밀도, 스티치 길이, 스티치 경로 및 이들의 배향에 대한 추가의 바람직한 실시양태는 후면 부분에 있는 부재만이 상호연결되어 있는 조립체에 대한 상기 실시양태와 모두 유사하다. 이러한 조립체의 장점은 탄환 정지력이 감소되지 않으면서 낮은 외상 효과와 우수한 유연성이 겸비되어 있다는 점이다. 비록 모든 부재가 스티칭되어 있더라도 탄환 정지력이 감소되지 않는다는 것은 놀라운 일인데, 이는 본 발명자들이 조립체의 전방층 내의 스티칭이 탄환이 조립체를 투과할 확률을 증가시킨다는 것을 선행 실험에서 발견하였기 때문이다. 임의의 이론에 구속받고자 하는 것은 아니지만, 본 발명자들은 본 경우에서 이 효과가 탄환이 스티치와 충돌할 때의 변화를 감소시키는, 비교적 적은 전면 부재들 상의 스티치 수와 관련될 수 있다고 추정한다.
바람직한 실시양태에서, 조립체는 스티치와 상호연결되어 있는 부재로 구성된 2 내지 4의 군으로 이루어지고, 군에서 스티치 경로는 약 1 cm 내지 10 cm의 경로 사이의 거리 및 약 1 mm 내지 15 mm의 스티치 길이와 실질적으로 평행하게 뻗어 있고, 인접하는 군의 스티치 경로는 약 10o 내지 90o, 바람직하게는 약 45o 내지 90o의 각도로 회전되어 있다. 이러한 조립체의 장점은 높은 탄환 정지력, 낮은 외상 및 우수한 유연성의 한층 더한 균형이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 조립체를 포함하는 방탄 제품에 관한 것이다. 방탄 제품에는 방탄복 특히, 방탄 조끼와 같은 연질 방탄복이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 본 발명은 높은 보호도, 특히 낮은 외상과 함께 유연성이 필요한 제품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조립체를 유리하게 사용하는 다른 전형적인 제품에는 팔꿈치, 어깨, 허리, 무릎, 다리 등에 대한 다양한 보호 부품이 포함되고, 이 제품은 탄환 외의 다른 위협으로부터 보호를 제공하고, 작업하거나 운동하는 동안에 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 고강도 섬유 네트워크를 함유하는 1 이상의 층을 포함하는 복수의 유연성 부재를 적층시키고, 부재의 표면 상에 분포된 다수의 점에서 연결 수단을 적용하여 조립체의 후면에 위치한 부재의 5 질량% 내지 50 질량%를 상호연결시킴으로써, 후면 변형이 감소된 유연성 방탄 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이들 단계의 순서는 중요하지 않지만, 먼저 연결 수단을 선택된 부재에 적용한 후 적층된 조립체를 제조하는 것이 실용적인 관점에서 바람직하다.
본 발명의 방법을 수행하는 바람직한 방식은 부재로 구성된 조립체에 대해 상술한 다양한 실시양태와 유사하다.
본 발명은 하기 실험예와 관련하여 더 설명될 것이다.
방법
Ⅳ: 고유 점도는 0 농도까지 다양한 농도에서 측정된 점도를 외삽함으로써, 2 g/ℓ 용액의 양으로 항산화제로서 DBPC를 함유하는 135℃, 데칼린 중에서 PTC-179(Hercules Inc. Rev. Apr. 29, 1982) 방법에 따라 측정하였는데, 해상 시간은 16시간이었다.
인장 특성: 인장 강도(또는 강도), 인장율(또는 계수) 및 파단 시 신장률은 타입 파이버 그립(Fibre Grip) D5618C의 500 mm 섬유의 공칭 게이지 길이, 크로스 헤드 스피드 50%/분 및 인스트론(Instron) 2714 클램프를 사용하여, ASTM D885M에 명시된 바와 같이 멀티필라멘트사 상에서 정의하고 측정하였다. 측정된 응력-변형 곡선을 기초로 하여, 인장률을 0.3% 내지 1% 변형의 구배로서 측정하였다. 인장률 및 인장 강도의 계산을 위해, 10 미터 섬유를 계량함으로써 측정한 때의 측정된 인장력을 섬도(titre)로 나누고, HPPE 섬유에 대해 0.97 g/cm3의 밀도를 가정하여 GPa 단위의 값을 계산하였다.
조립체의 방탄 성능은 0.44 매그넘 SJHP 탄환(레밍톤(Remington)사 제품)을 사용하여 스타내그(Stanag) 2920에 따른 시험 방법으로 40 x 40 cm 샘플 상에서 측정하였다. 층으로 구성된 조립체는 약 35℃에서 전처리된 로마(Roma) 플라스틸린(plastilin) 지지 물질로 충진된 지지체 상에서 유연성 띠를 사용하여 고정하였다. 외상 효과는 시험 샘플의 가장자리로부터 7.5 cm 내지 8.0 cm에서 436±10 m/s로 충돌하는 4개의 탄환의 후면 변형으로부터 발생되는 지지 물질 내의 만입 깊이를 측정함으로써 정량화하였다. 이 방법은 레벨 ⅢA 보호에 대해서는 NIJ 표준 0101.04를 기초로 한 것이지만, 보다 엄격하고(샘플의 중심에 있는 점 대신에 보다 위험한 주변 점에 충돌하는 탄환), 이 시험에서 44 mm 이하의 평균 외상 또는 완전한 불투과를 보여주는 샘플이 NIJ ⅢA를 통과하는 것으로 가정하였다.
또 다른 일련의 실험에서, V50 값은 지지체로서 카란 다치 플라스틴(Caran d'Ache plastine)을 사용하여 스타내그 2920 방법과 유사한 9 mm 파라벨룸(Parabellum) 풀 메탈 재킷 탄환(다이나마이트 노벨(Dynamit Nobel)사 제품)에 대해 측정하였다.
비교 실험 A
다이니마® UD-SB21 적층 직물(네덜란드의 DSM 다이니마로부터 구입가능함)로부터 절단된 40 x 40 cm 부재를 36겹 적층시킴으로써 조립체를 제조하였다. 이 UD 제품은 약 145 g/m2의 면적 밀도를 가지고, 다이니마® SK76 고성능 폴리에틸렌 멀티필라멘트사(초-고 몰 질량 폴리에틸렌을 기초로 하였을 때, 인장 강도는 3.5 GPa이고 인장률은 115 GPa임) 및 약 18 질량%의 탄성 매트릭스 물질로부터 제조된 4개의 교차-겹쳐진 층, 및 양면 상의 폴리에틸렌 분리 필름을 함유한다.
조립체는 4개의 코너에서 약 4 cm 길이의 단일 스티치 경로에 의해 안정화된 후, 상술한 바와 같이 방탄 성능에 대해 시험하였다. 표 1에 기재된 결과는 2개 이상의 독립된 조립체, 및 각 조립체에 대한 4개 이상의 발포에 관한 평균 데이타이다. 제품은 전형적으로 NIJ 위협 레벨 ⅢA 요건을 충족시켰다.
비교 실험 B
비교 실험 A와 유사하게, 조립체를 제조하였지만, 36개의 부재를 십자형으로더 스티칭하였고, 이 때 스티치 길이는 약 5 mm이고 평행한 스티치 경로 사이의 거리는 약 10 cm이었다. 스티칭은 (4개 코너 스티치의 경우) 재봉사로서 세라필®(Serafill) 10 폴리에스테르사를 사용하여 알더®(Adler) 산업용 재봉 기계를 사용하여 수행하였다. 이 조립체의 유연성은 다양한 방향으로 조립체를 손으로 굽혀 판단하였을 때, 비교 실험 A보다 현저히 더 낮았다. 방탄 시험은 외상 결과에서의 보다 많은 변화를 보여주었고, 8회 발포 중 1회 발포가 조립체를 완전히 투과하였 다(표 1 참조).
비교 실험 C 및 D
비교 실험 B를 반복하였지만, 스티치 경로 사이의 거리는 감소되었다. 표 1의 결과는 외상 효과가 증가되는 경향이 있음을 나타낸다. 게다가, 비교 실험 C의 경우에서 8회 발포 중 1회 발포가 정지되지 않았고, 비교 실험 D의 경우에서 8회 발포 중 2회 발포가 완전히 투과되었다. 유연성은 앞의 실험과 비교할 때 더 감소되는 것으로 판단되었다.
실시예 1
비교 실험 A와 유사하게, 조립체를 제조하였지만, 조립체의 후면에 있는 마지막 12개의 부재를 십자형으로 스티칭하였고, 이 때 평행한 스티치 경로 사이의 거리는 약 5 cm(5 x 5 cm의 사각형을 한정함)이었다. 손을 사용하여 판단하였을 때뿐만 아니라, 지지체로부터 돌출되어 나온 20 cm 조립체(조립체의 나머지 부분은 지지체 상에 유지되어 있음)가 그 자체의 중량 하에 굽어져 있는 정도를 측정함으로써, 이러한 스티칭 방식이 스티칭되지 않은 기준물에 비해 유연성을 단지 약간만 낮춘다는 것을 밝혔다. 그러나, 방탄 성능은 상당히 개선되었고, 외상 효과는 현저히 낮아졌으며, 모든 탄환은 정지되었다(표 1).
실시예 2
실시예 1을 반복하였지만, 여기서는 마지막 12개의 부재를 6개의 부재로 구성된 2개의 군으로 스티칭함으로써, 5 cm의 평행한 경로 사이의 거리를 두면서 한 방향으로 각 군을 스티칭하였고, 이로서 스티치 방향은 제 2 군에 대해 약 90o 회전되었다. 스티칭이 조립체의 감지된 유연성을 낮추는 것으로 보이지는 않았다.
실시예 3 및 4
실시예 1 및 2를 반복하였지만, 여기서는 마지막 8개의 부재를 스티칭하였고, 그 결과 외상 성능이 훨씬 더 우수해졌다(모든 탄환이 정지되었음). 유연성은 스티칭 전의 조립체와 유사한 수준인 것으로 판단되었다.
실시예 5 내지 10
실시예 1 및 2를 반복하였지만, 여기서는 스티치 경로 사이의 거리가 4.3 cm, 2.5 cm, 또는 1 cm이었다. 스티칭이 조립체의 감지된 유연성을 상당히 낮추는 것으로 보이지는 않았고, 스티치 경로 거리와 유연성 사이의 전혀 명백하지 않은 상관관계는 손을 사용한 평가 및 굽힘 시험으로부터 유도할 수 있었다. 표 1의 데이타는 이 부분적으로 연결시키는 방법의 결과로서 외상 성능의 개선을 확신시켜 준다.
비교 실험 E
이 일련의 실험에서, 조립체의 전면에 스티치를 적용하는 효과를, 24겹의 40 x 40 cm 다이니마® UD-SB21를 함유하는 조립체의 모든 부재를 십자형으로 스티칭함으로써 평가하였다(스티치 경로 사이의 거리는 약 5 cm임). 파라벨룸(Parabellum) 9 mm 탄환을 스티치 경로 사이에 발포하거나 스티치 상에 발포하였다. 실험을 3회 이상 수행하였다. 스티치 사이에 발포된 경우, 508 m/s의 평균 V50이 실측된 반면, 스티치 바로 위의 조립체에 발포한 경우, 평균 V50이 425 m/s이었다.
이 실험들은 전면 부재 내의 스티치의 존재가 탄환 정지력을 감소시킨다는 것을 나타내고, 나아가 조립체 내의 부재의 상호연결 부분만이 후면 부분에 존재한다는 장점을 입증한다.
Figure 112007007203171-PCT00001

Claims (14)

  1. 고강도 섬유로 이루어진 네트워크를 함유하는 1 이상의 층을 포함하는 복수의 유연성 부재로 구성된 적층체(stack)를 포함하는 방탄 조립체로서, 부재의 5 질량% 내지 50 질량%가 부재의 표면 상에 분포된 다수의 점에서 인접하는 부재들을 상호연결시키는 연결 수단을 함유하고, 이로써 상호연결된 부재들이 조립체의 후면 부분, 즉 위협하거나 충돌하는 무기와 직면하는 면과 마주보는 면에 위치하는 것을 특징으로 하는 방탄 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    섬유의 인장 강도가 약 2 GPa 이상인 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    섬유로 이루어진 네트워크가 직물인 조립체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    부재가 인접하는 층 내의 섬유 방향이 서로에 대해 회전되어 있는 일방향 배향 섬유로 구성된 2 이상의 층을 함유하는 것인 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    일방향 배향 섬유로 구성된 층이 결합제에 의해 안정화된 것인 조립체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    부재가 한쪽 외면 또는 양쪽 외면 상에 필름층을 추가로 포함하는 것인 조립체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    연결 수단이 부재의 표면적의 최대 10%를 덮는 것인 조립체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    연결 수단이 스티치(stitch)인 조립체.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
    연결 수단이 0.5 cm 내지 15 cm의 거리를 두고 있는 인접하는 경로 내에 배치되어 있는 것인 조립체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    부재의 약 10 질량% 내지 40 질량%가 그의 표면 상에 분포된 다수의 점에서 인접하는 부재들을 상호연결시키는 연결 수단을 함유하는 것인 조립체.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상호연결된 부재가 2 이상의 부재로 구성된 2 이상의 군으로 나누어진 것인 조립체.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 따른 조립체를 포함하는 방탄 제품.
  13. 고강도 섬유로 이루어진 네트워크를 함유하는 1 이상의 층을 포함하는 복수의 유연성 부재를 적층하는 단계, 및
    부재의 표면 상에 분포된 다수의 점에서 연결 수단을 적용함으로써 조립체의 후면 부분에 위치된 부재의 5 질량% 내지 50 질량%를 상호연결시키는 단계
    를 포함하는, 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 따른 조립체의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    연결 수단을 스티칭(stitching)으로 적용하는 방법.
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