KR20090076475A

KR20090076475A - 방탄재료

Info

Publication number: KR20090076475A
Application number: KR1020080002445A
Authority: KR
Inventors: 창 배 이; 태 학 박
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2009-07-13

Abstract

본 발명은 방탄재료에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 방탄재료는 방탄판(A)의 일면에 경사 및 위사 모두가 무연(無撚) 상태인 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 이루어진 아라미드 직물 5~40매가 겹쳐져 있는 아라미드 직물 적층체(B)가 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 구성하는 아라미드 직물은 경사 및 위사가 무연(無撚)의 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트이기 때문에 총알로 인해 가해지는 충격에 특히 약한 부분(Weak point)이 존재하지 않아 방탄성이 크게 향상되고, 제조가 용이하고, 제조비용도 저렴하다.

방탄재료, 직물, 방탄성, 적층체, 아라미드, 전방향족, 무연

Description

방탄재료 {Bulletproof material}

본 발명은 방탄재료에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 방탄판(A) 일면에 경사 및 위사가 꼬임이 가해지지 않는 무연(無撚) 상태의 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 구성된 아라미드 직물 여러매가 겹쳐진 아라미드 직물 적층체(B)가 적층되어 방탄성이 우수한 방탄재료에 관한 것이다.

종래의 방탄재료로는 고강도 폴리에틸렌 시이트가 널리 사용되어 왔으나, 제조원가가 비싸고 제조가 어려운 문제가 있었다.

또 다른 종래의 방탄재료로는 세라믹 판과 아라미드 직물을 여러매 적층시킨 아라미드 직물 적층체를 서로 적층시킨 구조의 방탄재료이 널리 사용되어 왔다.

본 발명에 있어서, 아라미드 직물이란 경사 및 위사로 전방향족 폴리아미드(일명"아라미드"라고 함) 멀티필라멘트를 사용하여 제직된 직물을 의미한다.

그러나, 종래의 방탄재료를 구성하는 아라미드 직물은 경사 및 위사 모두가 꼬임이 가해진, 다시말해 연사(撚絲)된 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트들로 이 루어져 있기 때문에 상기 직물에 총알로 인한 충격이 가해지면 경사 및 위사의 꼬임부분이 약점(Weak point)로 작용하여 방탄성능이 크게 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 방탄성능이 우수하고, 제조가 간단하고, 제조비용이 저렴한 방탄재료를 제공하고자 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 방탄재료는 방탄판(A)의 일면에 경사 및 위사 모두가 무연(無撚) 상태인 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 이루어진 아라미드 직물 5~40매가 겹쳐져 있는 아라미드 직물 적층체(B)가 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 방탄재료는 도 1에 도시된 바와 같이 방탄판(A)의 일면에 경사 및 위사 모두가 무연(無撚) 상태인 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 아라미드 직물의 적층체(B)가 적층된 구조를 갖는다.

또한, 본 발명의 방탄재료는 도 2에 도시된 바와 같이 방탄판(A)의 양면에, 다시말해 도 1의 나머지 일면에도 상기의 아라미드 직물의 적층체(B)가 적층된 구조를 포함한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 방탄재료의 단면 개략도이다.

상기 아라미드 직물 적층체(B)는 경사 및 위사 모두가 무연(無撚) 상태인 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 아라미드 직물 5~40매가 서로 겹쳐져 있는 구조이다.

상기 아라미드 직물이 5매 미만으로 겹쳐져 있으면 방탄성능이 저하되고, 40매를 초과하게 겹쳐져 있으면 방탄성능의 향상에 비해 제조원가가 너무 비싸지고 중량이 너무 무거워지는 문제가 발생된다.

상기 아라미드 직물 적층체(B)를 구성하는 아라미드 직물들은 서로 다른 경사방향으로 적층되어 있는 것이 방탄성능에 보다 바람직하다.

다시말해 아라미드 직물들중 적어도 1매의 아라미드 직물은 그 위에 또는 아래에 위치하는 아라미드 직물과 서로 다른 경사 방향으로 적층되어 있는 것이 방탄성능 개선에 바람직하며, 보다 바람직하기로는 직물 경사방향을 기준으로 10~90°다른 각도로 적층되어 있는 것이 좋다.

상기 방탄판(A)은 Al₂O₃, ZrO₂, SiC 또는 Si₃O₄ 등으로 구성되며 두께는 2~12㎜인 것이 바람직하다.

방탄판(A)의 두께가 상기 범위를 벗어나면 방탄성능이 저하되거나 중량이 너무 무거워져 바람직하지 못하였다.

한편, 본 발명을 구성하는 상기의 아라미드 직물은 경사 및 위사 모두가 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 구성되며, 경사 및 위사를 구성하는 상기 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트가 무연(無撚) 상태인 것을 특징으로 하는 한다.

상기 아라미드 직물을 구성하는 경사 및 위사가 꼬임을 갖는 경우 총알로 인한 충격이 아라미드 직물에 가해지면 상기 꼬임 부분은 가해진 충격을 상기 직물의 전체 면적으로 효과적으로 분산시키는 것을 방해하는 약점(Weak point)로 작용하게 되고, 그로인해 방탄성능이 크게 저하된다.

본 발명에서는 상기와 같은 현상을 방지하여 방탄성능을 획기적으로 개선하기 위해서, 아라미드 직물을 구성하는 경사 및 위사를 무연(無撚)인 아라미드 멀티필라멘트로 구성한다.

상기 아라미드 멀티필라멘트, 즉 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는 단사섬도가 0.7~1.6 데니어인 아라미드 모노필라멘트 400~1,000개로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 아라미드 멀티필라멘트의 인장강도는 22g/d 이상인 것이 바람직하다.

그러나, 본 발명에서는 아라미드 모노필라멘트의 단사섬도 및 개수와 아라미드 멀티필라멘트의 인장강도를 특별히 한정하는 것은 아니다.

한편, 본 발명에 따른 아라미드 직물은 인장강도가 7,000~20,000N/5㎝ 이고, 직물조직이 평직 또는 바스켓직인 것이 바람직하고, 경사밀도 및 위사밀도는 각각 5~15본/㎝ 수준인 것이 바람직하다.

그러나, 본 발명에서는 아라미드 직물의 인장강도, 조직, 경사밀도 및 위사밀도를 특별하게 한정하는 것은 아니다.

상기의 아라미드 직물은 앞에서 설명한 무연(無撚)의 아라미드 멀티필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 평직 또는 바스켓직 등의 조직으로 5~15본/㎝ 수준의 경사 및 위사밀도로 제직하여 제조할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 방탄재료는 방탄성능(V50)이 0.22(Cal) 파편탄(FSP) 기준으로 1,500ft/초 이상이다.

방탄성능(V50)은 0.22(Cal) 파편탄(FSP)를 사용하여 Mil-STD-662 방법에 의해 측정한다.

한편, 본 발명에 따른 방탄재료는 방탄성능(V50)이 NATO 7.62×51mm FMJ(9.6g) 기준으로 830.0 m/sec 이상이다.

방탄성능(V50)은 NATO 7.62×51mm FMJ(9.6g)를 사용하여 NIJ-STD-0101.04 방법에 의해 측정한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 방탄재료는 우수한 방탄성능을 발현하고, 무게가 가볍고, 제조원가도 저렴하다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교실시예를 통하여 보다 구체적으로 살펴본다.

그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해서 그 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

단사섬도가 1.5인 전방향족 폴리아미드 모노필라멘트 1,000개로 이루어져 인장강도가 23g/d이고, 꼬임이 부여되지 않아 꼬임수가 0인 전방향족 멀티필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 13본/㎝의 경사밀도와 13본/㎝의 위사밀도로 평직으로 제직한 후 불소(F)계 발수제로 처리하여 평직의 아라미드 직물을 제조하였다.

다음으로, 상기와 같이 제조된 아라미드 직물 26매를 적층하여 아라미드 직물 적층체(B)를 제조하였다.

다음으로는, 두께가 7㎜인 Al₂O₃로 구성된 방탄판(A)의 일면에 앞에서 제조한 아라미드 직물 적층체(B)를 적층하여 적층판을 제조하였다.

제조된 방탄재료를 방탄복에 투입하여 방탄성능을 평가하였다.

제조된 방탄재료의 중량 및 방탄성능을 평가한 결과는 표 1과 같다.

실시예 2

실시예 1의 알루미나 판(A)의 양면에 실시예 1의 아라미드 직물 13매가 적층된 아라미드 직물 적층체(B)를 각각 적층한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 방탄재료를 제조하였다.

비교실시예 1

경사 및 위사로 단사섬도가 1.0인 전방향족 폴리아미드 모노필라멘트 1,000개로 이루어져 인장강도가 23g/d이고 1m당 80개의 꼬임수로 연사된 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 아라미드 직물, 그의 적층체 및 방탄재료를 제조하였다.

비교실시예 2

경사 및 위사로 단사섬도가 1.0인 전방향족 폴리아미드 모노필라멘트 1,000개로 이루어져 인장강도가 23g/d이고 1m당 80개의 꼬임수로 연사된 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 사용한 것을 제외하고는 실시예 2과 동일하게 아라미드 직물, 그의 적층체 및 방탄재료를 제조하였다.

방탄재료의 물성 평가결과

구분	총중량(g)	방탄성능(V50)
실시예 1	2,900	845.0ft/초
실시예 2	2,900	855.0ft/초
비교실시예 1	2,900	790.0ft/초
비교실시예 2	2,900	810.0ft/초

표 1에서 비교실시예 1 및 비교실시예 2는 방탄재료의 총중량이 실시예 1 및 실시예 2와 같지만 방탄성능은 실시예 1 및 실시예 2보다 낮은 것을 알 수 있다.

도 1 내지도 2는 본 발명에 따른 방탄재료의 단면 개략도.

*도면 중 주요부분에 대한 부호설명

A : 방탄판 B : 아라미드 직물 적층체

Claims

방탄판(A)의 일면에 경사 및 위사가 모두가 무연(無撚) 상태인 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트로 이루어진 아라미드 직물 5~40매가 겹쳐져 있는 아라미드 직물 적층체(B)가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항에 있어서, 상기 방탄판(A)의 나머지 일면에도 상기의 아라미드 직물 적층체(B)가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항에 있어서, 방탄판(A)이 Al₂O₃, ZrO₂, SiC 및 Si₃O₄ 중에서 선택된 1종으로 구성된 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 방탄판(A)의 두께는 2~12㎜인 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 아라미드 직물의 인장강도가 7,000~20,000N/5㎝인 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는 단사섬도 가 0.7~1.6데니어인 전방향족 폴리아미드 모노필라멘트 400~1,000개로 구성되는 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전방향족 폴리아미드 멀티필라멘트는 인장강도가 22g/d 이상인 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 아라미드 직물의 조직이 평직 및 바스켓직 중에서 선택된 1개 조직인 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항에 있어서, 아라미드 직물 적층체(B)를 구성하는 아라미드 직물들이 서로 다른 경사방향으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제9항에 있어서, 아라미드 직물 적층체(B)를 구성하는 아라미드 직물들이 직물 경사방향을 기준으로 10~90°다른 각도로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄재료.
제1항에 있어서, 아라미드 직물 적층체(B)를 구성하는 아라미드 직물의 경사 및 위사밀도는 5~15본/㎝인 것을 특징으로 하는 방탄재료.