KR20090094851A - 내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각의 단층이 3.5 내지 4.5 GPa의 인장 강도를 갖는 단방향으로 배향된 강화 섬유 및 20중량% 이하의 매트릭스 재료를 함유하고, 단층의 면적 밀도가 25 g/㎡ 이상이며, 각각의 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는, 4개 이상 단층의 적층체를 포함하는 내탄도성 쉬트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트를 두 매 이상 포함하는 내탄도성 몰딩 물품, 즉 성형품에 관한 것으로, 이는 예컨대 차량용 패널, 특히 곡선형 패널, 및 예컨대 보호 의복 및 방탄 조끼 등에 사용하기 위한 경질 삽입체로 사용될 수 있다. 상기 내탄도성 몰딩 물품은 임의로 세라믹 또는 금속 타격 면을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 내탄도성 몰딩 물품은 총알 및 탄도형 파편과 같은 탄도 충격에 대한 보호능을 제공한다.

Description

내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품{BALLISTIC RESISTANT SHEET AND BALLISTIC RESISTANT ARTICLE}

본 발명은 내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품에 관한 것이다.

내탄도성 쉬트는, 각각의 단층이 단방향으로 배향된 강화 섬유를 20중량% 이하의 매트릭스 재료와 함께 함유하며, 각 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는, 4개 이상 단층의 적층체를 포함한다. 이러한 내탄도성 쉬트는 패널, 특히 곡선형 패널과 같은 압착 또는 몰딩된 내탄도성 물품용으로 사용하기에 매우 적합하다.

이러한 내탄도성 쉬트는 US 4,623,574로부터 알려져 있다. 이 공개 문헌은 각각 단방향으로 배향되고 연장된 쇄 폴리에틸렌 섬유 및 매트릭스 재료를 갖는 복수 개 단층을 교차 플라잉(plying)시켜 적층한 다음에 이들을 쉬트로 압착시킴에 의한 내탄도성 쉬트의 제조를 개시하고 있다. 이 문헌의 실시예 1은 드럼 권취기 상에서 폴리에틸렌 섬유를 나란히 나선형으로 래핑(wrapping)하고 크레이톤(Kraton) D1107 용액을 사용하여 상기 단방향으로 배향된 섬유들을 코팅함에 의 한 단층의 제조를 언급하고 있다. 이렇게 얻어진 복수 개 단층을 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 수직이 되도록 적층한다. 얻어진 적층체를 아폴로(Apollo) 프레스의 평행 판 사이에 놓고 130℃의 온도에서 0.6 MPa의 압력으로 5분 동안 압착시킨 다음에 냉각시킨다.

개선된 내탄도성 몰딩 물품에 대한 오랜 연구 끝에 본 발명자들은 놀랍게도 개선된 몰딩성을 갖는 압착 패널 또는 내탄도성 몰딩 물품의 제조를 가능하게 하는 내탄도성 쉬트를 발견하였다. 개선된 몰딩성이란 본 발명의 내탄도성 쉬트를 수 개 포함하는 내탄도성 물품, 특히 곡선형 내탄도성 물품의 몰딩 시 균질한 생성물이 수득되는 것을 의미하며, 이는 예컨대 몰딩 후 상기 물품에 내탄도성 쉬트의 비균질한 드레이프(drape)의 부재에 의해 육안으로 판단될 수 있다.

본 발명에 따르면, 각각의 단층이 3.5 내지 4.5 GPa의 인장 강도를 갖는 단방향으로 배향된 강화 섬유 및 20중량% 이하의 매트릭스 재료를 함유하고, 단층의 면적 밀도가 25 g/㎡ 이상이며, 각각의 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는 4개 이상 단층의 적층체를 포함하는 개선된 내탄도성 쉬트가 제공된다.

본 발명에 따른 내탄도성 쉬트는 우수한 몰딩성을 제공한다.

이는, 본 발명의 적층된 내탄도성 쉬트를 수개 포함하는 곡선형 내탄도성 물품의 몰딩 시 상기 내탄도성 쉬트의 불규칙적인 폴딩(folding) 없이 균질한 몰딩 물품이 얻어지는 경우 알 수 있다. 추가의 이점은 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트가 더욱 개선된 내탄도 성능을 보인다는 점이다.

본 발명에서 "단층"이란 용어는 단방향으로 배향된 강화 섬유 및 기본적으로 상기 섬유들을 함께 고정하는 매트릭스 재료의 층을 지칭한다.

내탄도성 쉬트는 4개 이상 단층의 적층체를 포함하며, 이때 상기 4개 이상의 단층은 바람직하게는 서로 연결되거나 부착된다. 상기 단층들은 각 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는 방식으로 적층된다. 상기 인접 단층들의 섬유들에 의해 이루어진 가장 작은 각을 의미하는 회전 각은 바람직하게는 0°내지 90°, 더욱 바람직하게는 10°내지 80°이다. 가장 바람직하게는 상기 각은 45°내지 90°이다.

본 발명의 내탄도성 쉬트내 섬유들은 3.5 내지 4.5 GPa의 인장 강도를 갖는다. 상기 섬유들은 바람직하게는 3.6 내지 4.3 GPa, 더욱 바람직하게는 3.7 내지 4.1 GPa, 또는 가장 바람직하게는 3.75 내지 4.0 GPa의 인장 강도를 갖는다.

상기 섬유들은 무기 또는 유기 섬유일 수 있다. 적합한 무기 섬유의 예로는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 세라믹 섬유가 있다.

상기 높은 인장 강도를 갖는 적합한 유기 섬유의 예로는 방향족 폴리아마이드 섬유(종종 아라미드 섬유라고도 함), 특히 폴리(p-페닐렌 테레프탈아마이드), 액정 중합체 및 사다리꼴 중합체 섬유 예컨대 폴리벤즈이미다졸 또는 폴리벤족사졸, 특히 폴리(1,4-페닐렌-2,6-벤조비속사졸)(PBO), 또는 폴리(2,6-다이이미다조[4,5-b-4',5'-e]피리디닐렌-1,4-(2,5-다이하이드록시)페닐렌)(PIPD; M5라고도 함) 및 예컨대 겔 방사 공정에 의해 얻어지는 고도로 배향된 폴리올레핀, 폴리비닐 알콜 및 폴리아크릴로니트릴의 섬유들이 있다. 바람직하게는 고도로 배향된 폴리올레핀, 아라미드, PBO 및 PIPD 섬유들, 또는 이들 둘 이상의 조합을 사용한다.

더욱더 바람직하게는 예컨대 GB 2042414 A 또는 WO 01/73173에 개시된 바와 같은 겔 방사 공정에 의해 제조된 폴리에틸렌 필라멘트들로 이루어진 고성능 폴리에틸렌 섬유 또는 고도로 연신된 폴리에틸렌 섬유를 사용한다. 이들 섬유의 장점은 경량이면서 매우 높은 인장 강도를 가져서 경량의 내탄도성 물품에 사용하기에 특히 매우 적합하다는 점이다.

가장 바람직하게는, 5 dl/g의 고유 점도를 갖는 초-고분자량 선형 폴리에틸렌의 다중 필라멘트 얀을 사용한다.

이들 섬유 또는 얀의 단일 필라멘트의 역가(titer)는 바람직하게는 2 데니어 이하, 더욱 바람직하게는 1.9 데니어 이하이다. 이는 상기 내탄도성 쉬트를 포함하는 내탄도성 몰딩 물품의 우수한 몰딩성을 낳는다. 가장 바람직하게는 이들 섬유의 단일 필라멘트의 역가는 1.8 데니어 이하이다.

"매트릭스 재료"란 용어는 섬유들을 함께 묶거나 고정하고 상기 섬유를 그 전체로 또는 부분적으로 감싸서 예비성형된 쉬트의 취급 및 제조 중에 상기 단층의 구조를 유지시키는 재료를 지칭한다. 상기 매트릭스 재료는, 다양한 형태 및 방식으로 예컨대 섬유의 단층들 사이의 필름으로서, 단방향으로 정렬된 섬유들 사이의 횡단 접합 스트립으로서 또는 횡단 섬유(단방향성 섬유에 대해 횡방향)로서, 또는 상기 섬유들을 매트릭스 재료로 함침 및/또는 함입시킴으로써 적용될 수 있다.

바람직한 실시양태에서, 상기 매트릭스 재료는 중합체성 매트릭스 재료이고, 열경화성 재료 또는 열가소성 재료, 또는 이들 둘의 혼합물일 수 있다. 상기 매트릭스 재료의 파단신율은 바람직하게는 상기 섬유의 신율보다 더 크다. 상기 매트릭스 재료는 바람직하게는 3 내지 500%의 신율을 갖는다. 또 다른 바람직한 실시양태에서는, 상기 매트릭스 재료는 바람직하게는 200% 이상, 더욱 바람직하게는 300 내지 1500%, 더욱더 바람직하게는 400 내지 1200%의 신율을 갖는 중합체성 매트릭스 재료이다. 열경화성 재료 군 중에서, 바람직하게는 비닐 에스터, 불포화 폴리에스터, 에폭시 또는 페놀 수지가 매트릭스 재료로 선택된다. 열가소성 재료 군 중에서, 바람직하게는 폴리우레탄, 폴리비닐, 폴리아크릴계, 폴리올레핀 또는 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 예컨대 폴리아이소프렌-폴리에틸렌-뷰틸렌-폴리스타이렌 또는 폴리스타이렌-폴리아이소프렌-폴리스타이렌 블록 공중합체가 매트릭스 재료로 선택된다.

더욱 바람직하게는 본 발명에 따른 공정에서 상기 매트릭스 재료는 3 MPa 이상의 100% 모듈러스(modulus)를 갖는다. 이는 100%의 변형률에서 ISO 527에 따라 측정된 시컨트(secant) 모듈러스로 이해된다.

특히 적합하게는 수중 분산액으로 적용될 수 있는 매트릭스 재료이다. 적합한 열가소성 재료의 예로는 아크릴레이트, 폴리우레탄, 변성된 폴리올레핀 및 에틸렌 비닐 아세테이트가 있다. 바람직하게는, 상기 매트릭스 재료는 폴리우레탄을 함유한다. 더욱 바람직하게는, 상기 폴리우레탄은 폴리에터다이올계 폴리에터우레탄이다. 이는 넓은 온도 범위에 걸쳐 우수한 성능을 제공한다. 특수한 실시양태에서, 상기 폴리우레탄 또는 폴리에터우레탄은 지방족 다이아이소시아네이트계로서 이는 제품 성능, 특히 색 안정성을 추가로 개선한다.

바람직하게는 상기 100% 모듈러스는 5 MPa 이상이다. 상기 100% 모듈러스는 일반적으로 500 MPa 미만이다.

상기 단층내 매트릭스 재료의 양은 20중량% 이하이다. 이는 탄도 성능과 몰딩성의 우수한 조합을 낳는다. 바람직하게는 상기 단층내 매트릭스 재료의 양은 18.5중량% 이하, 더욱 바람직하게는 17.5중량% 이하이다. 이는 탄도 성능과 몰딩성의 더욱 우수한 조합을 낳는다. 가장 바람직하게는 상기 단층내 매트릭스 재료의 양은 16중량% 이하이다. 이는 내탄도성 몰딩 물품의 탄도 성능과 몰딩성의 가장 우수한 조합을 낳는다.

원하는 몰딩성을 달성하기 위해서는 상기 단층의 중량 또는 면적 밀도가 25 g/㎡ 이상 되어야 함이 확인되었다. 바람직하게는 상기 단층의 중량은 30 내지 200 g/㎡이다. 더욱 바람직하게는 상기 단층의 중량은 30 내지 180 g/㎡이다. 가장 바람직하게는 상기 단층의 중량은 40 내지 150 g/㎡이다.

본 발명에 따른 내탄도성 쉬트의 제조에서, 상기 단방향으로 배향된 강화 섬유는 예컨대 하나 이상의 플라스틱 필름을 상기 섬유 면의 상단, 하단 또는 양단에 적용한 다음에 이를 상기 섬유와 함께 가열된 프레스 롤에 통과시킴으로써 상기 매트릭스 재료로 함침된다. 그러나 바람직하게는 상기 섬유들은, 한 면에서 평행한 방식으로 배향된 후, 상기 매트릭스 재료를 함유하는 소정량의 액상 물질로 코팅된다. 이의 이점은 상기 섬유들이 더욱 신속하고 우수하게 함침된다는 점이다. 상기 액상 물질은 예컨대 상기 플라스틱의 용액, 분산액 또는 용융액일 수 있다. 상기 플라스틱의 용액 또는 분산액이 상기 단층의 제조에 사용되는 경우, 그 공정은 또한 용매 또는 분산제를 증발시킴을 포함한다. 이런 식으로 단층을 수득한다. 이어서 상기 4개 이상의 단층을 각각의 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는 방식으로 적층한다. 마지막으로 상기 적층된 단층들이 서로 연결되거나 부착되도록 처리한다. 적합한 처리법은 상기 적층체를 충분히 높은 온도에서 압착시키거나 라미네이팅하여 접착시키는 것이다. 일반적으로 더 높은 온도가 더 좋은 접착성을 제공할 것이다. 상기 접착성은 약간의 압력을 적용함으로써 더 증가될 수 있다. 적합한 압력 및 온도는 약간의 통상적인 실험에 의해 확인될 수 있다. 고성능 폴리에틸렌 섬유의 경우에 상기 온도는 150℃ 이하일 수 있다.

본 발명에 따른 내탄도성 쉬트를 적절히 적층 및 압착하여 내탄도성 몰딩 물품을 형성할 수 있다. 내탄도성 몰딩 물품이란 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트를 두 매 이상 포함하는 성형품을 의미하는 것으로, 이는 예컨대 차량용 패널, 특히 곡선형 패널, 및 예컨대 보호 의복 및 방탄 조끼 등에 사용하기 위한 경질 삽입체로 사용될 수 있다. 이들 모든 용품들은 총알 및 탄도형 파편과 같은 탄도 충격에 대한 보호능을 제공한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트를 두 매 이상 포함하는 내탄도성의 몰딩된 물품에 관한 것이다. 상기 내탄도성 몰딩 물품이 우수한 내탄도성을 갖기 위해서는 상기 물품내 내탄도성 쉬트의 매수가 10매 이상, 더욱 바람직하게는 15매 이상, 가장 바람직하게는 20매 이상이다.

일반적으로 본 발명의 내탄도성 몰딩 물품의 두께는 125 mm 이하, 바람직하게는 100 mm 이하, 더욱 바람직하게는 80 mm 이하이다.

본 발명에 따른 내탄도성 몰딩 물품은 세라믹 층 및/또는 금속 층과 적절히 조합될 수 있다. 이때 상기 금속 및/또는 세라믹 층은 탄도 충격을 향하는 상기 내탄도성 몰딩 물품 측, 즉 타격 면에 위치한다.

본 발명에 따른 내탄도성 몰딩 물품이, 철갑탄의 위협에 직면할 수 있는 탄도 용품에 사용되는 경우, 그 타격 면은 바람직하게는 세라믹 층이다. 이런 식으로 상기 물품은 세라믹 층/압착 적층된 내탄도성 쉬트와 같이 적층형 구조로 얻어진다. 임의로, 상기 세라믹 층과 상기 압착 적층된 내탄도성 쉬트 사이에 추가의 층으로서 금속 층이 존재할 수 있다.

적합한 세라믹 재료의 예로는 산화 알루미나, 산화 티탄, 산화 실리슘, 탄화 실리슘, 질화 실리슘 및 탄화 붕소를 포함한다. 상기 세라믹 층의 두께는 탄도 위협 수준에 따라 다르지만 일반적으로 2 mm 내지 30 mm 사이에서 변한다. 이 복합 물품은 바람직하게는 상기 세라믹 층이 상기 탄도 위협에 직면하도록 위치할 것이다.

적합한 금속은 알루미늄, 마그네슘, 티탄, 구리, 니켈, 크롬, 베릴륨, 철 및 이들의 합금 예컨대 스틸 및 스테인리스 스틸 및 알루미늄과 마그네슘의 합금(소위 알루미늄 5000 시리즈), 및 알루미늄과, 아연 및 마그네슘 또는 아연, 마그네슘 및 구리와의 합금(소위 알루미늄 7000 시리즈)을 포함한다.

본 발명은 또한 내탄도성 몰딩 물품의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법에서 본 발명에 따른 적층형 내탄도성 쉬트는 프레스 또는 압착 몰딩 기계에서 16.5 MPa 초과의 압력에서 적절히 압착될 수 있다. 바람직하게는 상기 압력이 20 MPa 이상, 또는 25 MPa 이상인데, 이것이 상기 몰딩 물품의 내탄도성을 더욱 향상시키기 때문이다. 상기 압착 중의 온도는 바람직하게는 125 내지 150℃이다. 더 높은 온도가 상기 압착 시간을 추가로 줄일 수 있는 이점을 갖지만, 섬유의 기계적 특성을 악화시키기 시작하는 온도보다 10℃ 이상 낮은 온도로 유지되어야 한다. 고성능 폴리에틸렌 섬유의 경우, 상기 온도는 상기 섬유들의 용융 범위 미만으로 유지되는 150℃ 이하여야 한다. 바람직한 실시양태에서는, 바람직하게는 폴리우레탄 매트릭스 재료를 포함하는 상기 적층체가 125 내지 135℃의 온도에서 60분 이상 동안 압착된다. 승온에서의 압착 후 프레스를 제거하기 전, 상기 적층체를 100℃ 미만, 바람직하게는 80℃ 미만의 온도로 냉각시킨다. 바람직한 실시양태에서는 상기 적층체를 여전히 바람직하게는 5 MPa 이상의 압력하에, 더욱 바람직하게는 앞선 압착 단계에서와 같은 압력하에서 냉각시킨다.

마지막으로 본 발명은 본 발명의 내탄도성 몰딩 물품을 경질 패널의 형태로 포함하는, 방탄 조끼와 같은, 보호 의복에 관한 것이다.

본 발명에서 참조로 하는 시험 방법은 다음과 같다:

- IV: 고유 점도는 135℃, 데칼린 중에서 PTC-179(Hercules Inc. Rev. Apr. 29, 1982) 방법에 따라, 용해 시간은 16시간으로 하고 2g/L 용액 양의 DBPC를 항산화제로 하여, 상이한 농도에서 측정된 점도를 제로 농도로 외삽하여 결정하였다.

- 인장 특성(25℃에서 측정됨): 인장 강도(또는 강도), 인장 모듈러스(또는 모듈러스) 및 파단신율은 500 mm의 섬유의 공칭 게이지 길이, 50%/분의 크로스헤드 속도를 이용하여 ASTM D885M에 명기된 바와 같이 다중 필라멘트 얀에 대해 결정하였다. 상기 모듈러스는, 측정된 응력-변형률 곡선에 근거하여, 0.3 내지 1%의 변형률 사이의 기울기로 결정하였다. 상기 모듈러스 및 강성도(tenacity)의 계산을 위해, 측정된 인장력을, 섬유 10 미터의 무게를 재어 결정된 역가로 나누고, 밀도를 0.97 g/㎤로 간주하여 GPa 단위의 값을 계산하였다. 박막 필름의 인장 특성은 ISO 1184(H)에 따라 측정하였다.

- 상기 매트릭스 재료의 모듈러스는 ISO 527에 따라 결정하였다. 상기 100% 모듈러스는 100 mm의 길이(클램프 간의 자유 길이) 및 24 mm의 폭을 갖는 필름 스트립 상에서 결정하였다. 상기 100% 모듈러스는 0% 내지 100%의 변형률 사이에서 측정된 시컨트 모듈러스이다.

이하에서는 본 발명이 이들로 국한되지 않는 하기의 실시예 및 비교 실험예에 의해 더욱 구체적으로 기재된다.

실시예 1

먼저, 단방향성 단층을 드럼 권취기 상에서 제조하였다. 이를 위해 규소 처리된 종이를 상기 드럼 권취기의 드럼에 부착하였다. 상기 드럼은 둘레 및 폭이 모두 160 cm였다. 3.6 GPa의 강성도 및 1.92 데니어/필라멘트의 역가를 갖는 폴리에틸렌 얀을 피치가 3.08 mm인 상기 드럼 권취기 상에 권취하였다. 상기 얀은, 드럼 상에 권취되기 전에, 스타이렌 아이소프렌 스타이렌 블록 공중합체의 수중 분산액으로 습윤되었다. 상기 분산액을 희석시킴으로써 상기 얀에 의해 흡입된 고체의 양은 상기 얀의 양에 대해 18중량%로 조절되었다.

상기 드럼을 약 65℃로 가열하여 모든 물을 증발시켰다. 이에 따라 48.6 g/㎡의 얀 면적 밀도 및 10.7 g/㎡의 매트릭스 면적 밀도를 갖는 단층이 제조되었다.

제 2 단층을 추가하기 전에, 상기 제 1 단층을 상기 드럼으로부터 제거하고, 90°회전시키고, 다시 상기 드럼에 부착하였다. 동일한 과정을 이용하여 상기 드럼 상에 얀을 권취하여 제 2 단층을 상기 제 1 단층에 부착하였다. 상기 제 2 층의 얀은 상기 제 1 단층의 얀에 대해 본질적으로 수직으로 배향시켰다. 이 과정을 반복하여 제 3 및 제 4 단층을 추가하였다.

최종 쉬트, 즉 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트는 0°/90°/0°/90°방향으로 배향된 4개의 단층으로 구성되었다. 면적 밀도(AD)는 237.4 g/㎡였다.

총 67개의 40×40 cm의 상기 최종 쉬트를 함께 적층하고 내탄도성 패널로 압착하였다.

상기 내탄도성 패널을 얻기 위한 압착 조건은 다음과 같다:

상기 67개 최종 쉬트를 갖는 적층체를 두 개의 표준 프레스 압판 사이에 놓았다. 상기 압판의 온도는 125 내지 130℃였다. 상기 패키지의 중심 온도가 115 내지 125℃ 사이가 될 때까지 상기 패키지를 상기 프레스 내에 유지시켰다. 이어 서, 상기 압력을 30 MPa의 압착 압력으로 증가시키고 상기 패키지를 65분 동안 상기 압력하에 유지하였다. 이어서, 상기 패키지를 동일한 압착 압력에서 60℃의 온도로 냉각시켰다.

상기 압착된 패널의 면적 밀도는 15.9 kg/㎡이었다. 상기 패널내 얀의 면적 밀도는 13 kg/㎡이었다.

얻어진 패널을 스타낙(STANAG) 2920에 제시된 과정에 따라 사격 시험을 수행하였다. 'AK47 MSC 탄환'이라고도 하는 7.62×39 mm 마일드 스틸 코어 탄환을 사용하였다. 탄환은 체코의 메서스 셀리어 앤드 벨리엇(Messrs Sellier & Belliot)으로부터 입수하였다. 이들 시험은 V₅₀ 및/또는 흡수된 에너지를 결정할 목적으로 수행되었다. V₅₀은 발사체의 50%가 장갑 판을 관통할 때의 속도이다. 시험 과정은 다음과 같다. 제 1 발사체를 V₅₀ 예상 속도로 발사하였다. 충돌 직전에 실제 속도를 측정하였다. 상기 발사체가 멈춘 경우, 다음 발사체는 약 10% 더 높은 의도된 속도로 발사하였다. 관통된 경우, 다음 발사체는 약 10% 더 낮은 의도된 속도로 발사하였다. 항상 실제 충돌 속도를 측정하였다. V₅₀은 두 개의 최고 정지 속도와 두 개의 최저 관통 속도의 평균이었다. 또한 상기 장갑 판의 성능은 V₅₀에서 상기 발사체의 운동 에너지를 계산하고 이를 상기 판의 AD로 나눔으로써 결정하였다(소위 'Eabs').

상기 패널의 V₅₀은 782 m/s로 확인되었고 상기 Eabs는 186 J㎡/kg이었다.

비교 실험예 A

실시예 1에 기재된 것과 동일한 과정을 이용하여 쉬트를 제조하였으며, 단 얀 강도는 3.3 GPa, 역가는 3.3 데니어/필라멘트, 매트릭스 함량은 22%, 및 얀 피치는 6.08 mm였다. 이는 각각의 단층이 24.3 g/㎡의 얀 면적 밀도 및 6.6 g/㎡의 매트릭스 면적 밀도를 갖는 단층을 4개 포함하는 쉬트를 형성하였다.

134개 쉬트를 압착함으로써 16.7 kg/㎡의 면적 밀도 및 13.0 kg/㎡의 얀 AD를 갖는 패널을 수득하였다. 상기 얀 AD는 실시예 1에서의 얀 AD와 같았다.

상기 패널의 V₅₀은 666 m/s로 확인되었고 상기 Eabs는 142 J㎡/kg이었다.

이들 결과는 패널내 폴리에틸렌 섬유의 양이 13 kg/㎡로 동일함에도 실시예 1에서의 본 발명에 따른 패널이 상당히 더 높은 Eabs를 나타내고 있음을 보여주고 있다.

	실시예 1	비교 실험예 A
인장 강도 [GPa]	3.6	3.3
# 단층/쉬트 [-]	4	4
중량% 매트릭스	18	22
AD 얀/단층 [g/㎡]	48.6	24.3
AD 매트릭스/단층 [g/㎡]	10.7	6.9
AD 단층 [g/㎡]	59.4	31.2
AD/쉬트	237.4	124.9
# 쉬트/팩	67	134
AD 팩 [kg/㎡]	15.9	16.7
팩내 얀 AD [kg/㎡]	13.0	13.0
V50 [m/s]	782	683
Eabs 얀	188	143

Claims (11)

1. 각각의 단층이 3.5 내지 4.5 GPa의 인장 강도를 갖는 단방향으로 배향된 강화 섬유 및 20중량% 이하의 매트릭스 재료를 함유하고, 상기 단층의 면적 밀도가 25 g/㎡ 이상이며, 각각의 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는 4개 이상 단층의 적층체를 포함하는 내탄도성 쉬트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단층의 면적 밀도가 40 g/㎡ 이상인, 내탄도성 쉬트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 단층이 18.5 중량% 이하의 매트릭스 재료를 포함하는, 내탄도성 쉬트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단방향으로 배향된 강화 섬유가 3.6 내지 4.3 GPa의 인장 강도를 갖는, 내탄도성 쉬트.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단방향으로 배향된 강화 섬유가 고도로 연신된 폴리에틸렌 섬유인, 내탄도성 쉬트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 매트릭스 재료가 3 MPa 이상의 100% 모듈러스를 갖는, 내탄도성 쉬트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   단일 필라멘트의 역가(titer)가 2 데니어 이하인, 내탄도성 쉬트.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 내탄도성 쉬트를 10매 이상 포함하는 내탄도성 몰딩 물품(moulded article).
9. 제 8 항에 있어서,

   세라믹 또는 금속 타격 면을 추가로 포함하는, 내탄도성 몰딩 물품.
10. 제 8 항 또는 제 9 항의 내탄도성 몰딩 물품을 포함하는, 방탄 조끼와 같은, 보호 의복.
11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 내탄도성 쉬트의 내탄도성 물품 제조에 있어서의 용도.