KR20090094852A - 내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품 - Google Patents

내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품 Download PDF

Info

Publication number
KR20090094852A
KR20090094852A KR1020097015256A KR20097015256A KR20090094852A KR 20090094852 A KR20090094852 A KR 20090094852A KR 1020097015256 A KR1020097015256 A KR 1020097015256A KR 20097015256 A KR20097015256 A KR 20097015256A KR 20090094852 A KR20090094852 A KR 20090094852A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ballistic resistant
monolayer
ballistic
resistant sheet
fibers
Prior art date
Application number
KR1020097015256A
Other languages
English (en)
Inventor
반 마틴 안토니우스 에스
마르셀 존지디즈크
Original Assignee
디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. filed Critical 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
Publication of KR20090094852A publication Critical patent/KR20090094852A/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0478—Fibre- or fabric-reinforced layers in combination with plastics layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B19/00—Layered products comprising a layer of natural mineral fibres or particles, e.g. asbestos, mica
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
    • Y10T428/24124—Fibers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 각각의 단층이 3.5 내지 4.5 GPa의 인장 강도를 갖는 단방향으로 배향된 강화 섬유 또는 얀, 및 20중량% 이하의 매트릭스 재료를 함유하고, 단층의 면적 밀도가 10 내지 80 g/㎡이며, 각각의 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는, 2개 이상 단층의 적층체, 및 그 상부의 중합체성 필름을 포함하는 내탄도성 쉬트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트는 함께 적절히 어셈블리되어 내탄도성 어셈블리 또는 내탄도성 물품을 형성할 수 있다. 상기 내탄도성 물품은 총알 및 탄도형 파편과 같은 탄도 충격에 대한 보호능을 제공하는 예컨대 보호 의복 및 방탄 조끼로 사용될 수 있다.

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, 2개 이상 단층의 적층체, 및 그 상부의 중합체성 필름을 포함한다.
이러한 내탄도성 쉬트는 EP 0 907 504 A1로부터 알려져 있다. 이 참조 문헌은 4개의 단층을 교차 방식으로 적층하여 적층체를 수득하고 선형 저밀도 폴리에틸렌으로 제조된 분리막을 적용한 다음에 상기 적층체를 압력하에 승온에서 고결시킴으로써 제조되는 내탄도성 쉬트를 개시하고 있다. 단방향으로 배향된 섬유들을 함유하는 상기 단층들은, 콤(comb) 상의 보빈 틀(bobbin frame)로부터 아라미드 얀을 유도하고 이를 매트릭스 재료로서의 폴리스타이렌-폴리아이소프렌-폴리스타이렌 블록 공중합체의 분산액으로 습윤시킴으로써 제조되었다. 유연한 내탄도성 물품은 상기 다수의 내탄도성 쉬트의 비-결합된 적층체로부터 제조되었고, 상기 적층체는 그의 코너를 재봉 처리하여 안정화되었다.
추가 개선은 점점 더 어려워지고 있지만, 산업계는 개선된 내탄도성 물품을 꾸준히 구하고 있으며 우수한 유연성과 함께 우수한 내탄도성을 갖는 물품을 필요로한다. 이러한 특성의 조합은 특히 보호 의복에 유익하다.
놀랍게도, 이러한 물품은, 각각의 단층이 3.5 내지 4.5 GPa의 인장 강도를 갖는 단방향으로 배향된 강화 섬유를 함유하는 2개 이상 단층의 적층체 및 그 상부의 중합체성 필름을 포함하는 본 발명의 하나 이상의 내탄도성 쉬트를 포함하는 경우에 수득된다.
본 발명에 따른 내탄도성 쉬트는 우수한 유연성과 함께 우수한 내탄도 성능을 갖는 상기 내탄도성 물품을 제공한다. 이는 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트가 총알 및 파편과 같은 탄도 충격에 대한 보호능을 제공하는 보호 의복 예컨대 방탄 조끼용으로 사용하는 데 매우 적합하게 한다.
추가의 이점은 예컨대 상기 개선된 방탄 조끼를 착용한 경찰관이 더욱 기동적이고 따라서 근거리 전투에서 자신을 더 잘 방어할 수 있다는 점이다.
본 발명에서 "단층"이란 용어는 단방향으로 배향된 강화 섬유 및 기본적으로 상기 섬유들을 함께 고정하는 매트릭스 재료의 층을 지칭한다.
내탄도성 쉬트는 2개 이상 단층의 적층체를 포함하고, 이때 바람직하게는 상기 둘 이상의 단층 및 상기 중합체성 필름은 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.
상기 적층체의 상부에 중합체성 필름이 위치한다. 바람직한 실시양태에서, 상기 중합체성 필름은 또한 상기 적층체의 바닥 측 상에, 즉 상기 적층체의 외부 표면의 양면 상에 위치한다.
상기 중합체성 필름은 바람직하게는 1 내지 10 g/㎡의 면적 밀도를 갖는다. 상기 필름은 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리카보네이트 또는 폴리스타이렌 필름과 같은 폴리올레핀일 수 있다. 상기 중합체성 필름은 바람직하게는 폴리올레핀, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌-폴리에스터, 특히 열가소성 폴리에스터 또는 폴리카보네이트로부터 제조된다. 바람직한 실시양태에서, 상기 중합체성 필름은 본질적으로 고분자량 폴리에틸렌, 더욱 바람직하게는 고유 점도가 4 dl/g 이상인 초-고분자량 폴리에틸렌으로 제조된다. 이러한 필름은 GB2164897에 개시된 방법에 따라 제조될 수 있다. 이러한 필름은 일반적으로 비교적 높은 강성도(tenacity) 및 모듈러스(modulus), 및 높은 내마모성을 나타낸다.
본 발명의 내탄도성 쉬트내 섬유 또는 얀은 3.5 내지 4.5 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. 상기 섬유는 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. 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 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 쉬트의 더욱 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 적용될 수 있다. 또한 상기 섬유들을 매트릭스 재료로 함침 및/또는 함입시키는 것도 가능하다.
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 상기 매트릭스 재료는 열가소성 엘라스터머이고, 이는 바람직하게는 단층내 상기 섬유들의 개별적인 필라멘트들을 실질적으로 코팅하고 약 40 MPa 미만의 (25℃에서 ASTM D638에 따라 결정하였을 때) 인장 모듈러스를 갖는다. 이러한 매트릭스 재료는 단층, 및 예비 성형된 쉬트의 어셈블리의 높은 유연성을 낳는다. 상기 단층 및 예비 성형된 쉬트내 매트릭스 재료가 스타이렌-아이소프렌-스타이렌 블록 공중합체인 경우에 매우 우수한 결과가 수득됨이 확인되었다.
상기 단층내 매트릭스 재료의 양은 20중량% 이하이다. 이는 탄도 성능과 유연성의 우수한 조합을 낳는다. 바람직하게는 상기 단층내 매트릭스 재료의 양은 18.5중량% 이하, 더욱 바람직하게는 17.5중량% 이하이다. 이는 탄도 성능과 유연성의 더욱 우수한 조합을 낳는다. 가장 바람직하게는 상기 단층내 매트릭스 재료의 양은 16중량% 이하이다. 이는 내탄도성 몰딩 물품의 탄도 성능과 유연성의 가장 우수한 조합을 낳는다.
내탄도성과 유연성의 바람직한 조합을 달성하기 위해서는 상기 단층의 중량 또는 면적 밀도(AD)가 10 내지 100 g/㎡ 이어야 함이 확인되었다. 바람직하게는 상기 단층의 중량은 15 내지 80 g/㎡이다. 더욱 바람직하게는 상기 단층의 중량은 20 내지 60 g/㎡이다.
본 발명에 따른 내탄도성 쉬트의 유연성의 열화를 방지하기 위해서는 상기 내탄도성 쉬트내 단층들의 개수가 바람직하게는 10개 이하이다. 더욱 바람직하게는 상기 내탄도성 쉬트내 단층들의 개수가 8개 이하이다. 가장 바람직하게는 상기 내탄도성 쉬트내 단층들의 개수가 6개 이하이다.
본 발명에 따른 내탄도성 쉬트의 제조에서, 상기 단방향으로 배향된 강화 섬유는 예컨대 하나 이상의 플라스틱 필름을 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 2개 이상의 단층을 각각의 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는 방식으로 적층한다. 마지막으로 상기 적층된 단층들 및 상기 중합체성 필름이 서로 연결되거나 부착되도록 처리한다. 적합한 처리법은 상기 적층체를 충분히 높은 온도에서 압착시키거나 캘린더링하여 상기 단층들과 상기 중합체성 필름 사이를 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 쉬트는 내탄도성 어셈블리 또는 내탄도성 물품에 적절히 사용될 수 있다. 내탄도성 물품이란 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트 두 매 이상의 적층체를 포함하는 성형품을 의미하는 것으로, 이는 총알 및 탄도형 파편과 같은 탄도 충격에 대한 보호능을 제공하는 예컨대 보호 의복 및 방탄 조끼로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 어셈블리는 바람직하게는 서로 실질적으로 연결되지 않는 내탄도성 쉬트의 적층체를 함유하며, 즉 상기 쉬트는 그 인접 면의 90% 이상에 걸쳐 서로 부착되거나 접착되지 않는다. 더욱 바람직하게는 본 발명에 따른 어셈블리는 서로 연결되지 않는 내탄도성 쉬트의 적층체를 함유한다. 그러나 서로 연결되지 않는 예비 성형된 쉬트의 적층체는 다루기가 어려운데, 왜냐하면 이러한 적층체는 추가 가공에 필요한 결합력이 부족하기 때문이다. 어느 정도의 결합력을 달성하기 위해서는 상기 내탄도성 물품을 예컨대 재봉 처리할 수 있다. 이러한 재봉 처리는 쉬트가 서로에 대해 움직일 수 있도록 코너 또는 모서리 둘레에서만 가능한 한 적게 수행된다. 또 다른 가능성은 예비 성형된 쉬트의 상기 적층체를 유연한 커버 또는 봉투에 넣는 것이다. 따라서 상기 어셈블리 또는 상기 내탄도성 물품내 상기 예비 성형된 쉬트는 서로에 대해 움직일 수 있는 반면, 상기 어셈블리 또는 물품 자체는 결합력을 가지며 우수한 유연성을 나타낸다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트를 두 매 이상 갖는 어셈블리에 관한 것이다. 바람직하게는 상기 쉬트는 서로 실질적으로 연결되어 있지 않다. 내탄도성 쉬트의 매수가 증가할수록 상기 탄도 보호 수준은 개선되지만, 상기 어셈블리의 중량은 증가하고 유연성은 감소한다. 상기 어셈블리가 내탄도성과 유연성의 최적의 조합을 갖기 위해서는 내탄도성 쉬트의 매수가 10 내지 250매, 더욱 바람직하게는 15 내지 225매, 및 가장 바람직하게는 20 내지 200매이다.
최대 유연성을 얻기 위해, 상기 어셈블리내 인접 쉬트는 서로 연결되지 않는다. 그러나 어느 정도의 결합력을 달성하기 위해서는 예비 성형된 쉬트의 상기 어셈블리를 예컨대 재봉 처리할 수 있다.
일반적으로 본 발명의 내탄도성 몰딩 물품의 두께는 125 mm 이하, 바람직하게는 100 mm 이하, 더욱 바람직하게는 80 mm 이하이다.
마지막으로 본 발명은 본 발명의 내탄도성 쉬트를 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 파단신율(또는 eab)은 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 강성도의 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.
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 고성능 폴리에틸렌 얀을 피치가 6.1 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%, 즉 18중량%의 매트릭스 재료로 조절되었다.
상기 드럼을 약 65℃로 가열하여 모든 물을 증발시켰다. 이에 따라 29.8 g/㎡의 면적 밀도(AD)(즉, 24.6 g/㎡의 얀 면적 밀도)를 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.
얻어진 쉬트는 0°/90°/0°/90°방향으로 배향된 4개의 단층으로 구성되었다.
이 쉬트의 양 면에 8 ㎛ 두께 LDPE 필름을 부착하였다. 상기 LDPE 쉬트의 면적 밀도는 7.5 g/㎡였다.
이렇게 얻어진 최종 쉬트, 즉 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트는 AD가 134.1 g/㎡였다.
40×40 cm의 크기를 갖는 총 37개의 상기 최종 쉬트를 함께 적층하고 그 모서리를 재봉하여 모두 부착하였다. 이런 식으로, 표 1에 제시된 바와 같은 5.0 kg/㎡의 AD 및 3.6 kg/㎡의 얀 AD를 갖는 연질 내탄도형 팩을 제조하였다.
얻어진 연질 내탄도형 팩을, 17 그레인(grain)의 모의 파편탄, 소위 FSP를 사용하여 스타낙(STANAG) 2920에 제시된 과정에 따라 사격 시험을 수행하였다. 이 사격 시험 중에 상기 연질 내탄도형 팩을 위한 까렌다쉬 플라스틴(Caran d'Ache Plastine) 백킹(backing)을 사용하였다. 이들 시험은 V50 및/또는 흡수된 에너지를 결정할 목적으로 수행되었다.
V50은 발사체의 50%가 상기 연질 탄도형 팩을 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. 상기 연질 탄도형 팩이 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 연질 탄도형 팩의 V50은 543 m/s로 확인되었고 상기 Eabs는 45 J㎡/kg이었다.
비교 실험예 A
실시예 1에 기재된 것과 동일한 과정을 이용하여 쉬트를 제조하였으며, 단 3.5 GPa의 인장 강도 및 2.3 데니어/필라멘트의 역가를 갖는 다이니마(Dyneema®) SK76 얀을 사용하였고, 분산액은 상기 얀에 의해 흡입된 고체 양이 얀의 양에 대해 22중량%이도록 희석시켰고, 단층의 면적 밀도는 100 g/㎡이었고, 쉬트는 0°/90°방향으로 배향된 2개의 단층으로 구성하였고, LDPE 필름은 215 g/㎡의 면적 밀도를 가졌다.
상기 쉬트의 적층에 의해 5.2 kg/㎡의 AD 및 3.8 kg/㎡의 얀 AD를 갖는, 즉 실시예 1의 AD보다 0.2 kg/㎡ 더 높은 연질 내탄도형 팩을 제조하였다.
상기 연질 내탄도형 팩의 V50은 484 m/s로 확인되었고 상기 Eabs는 34 J㎡/kg이었다.
비교 실험예 B
실시예 1에 기재된 것과 동일한 과정을 이용하여 쉬트를 제조하였으며, 단 3.5 GPa의 인장 강도 및 2.3 데니어/필라멘트의 역가를 갖는 다이니마 SK76 얀을 사용하였고, 분산액은 상기 얀에 의해 흡입된 고체 양이 얀의 양에 대해 18.7중량%이도록 희석시켰고, 단층의 면적 밀도는 32.5 g/㎡이었다. 최종 쉬트의 면적 밀도는 145 g/㎡이었다.
상기 쉬트의 적층에 의해 5.2 kg/㎡의 AD 및 3.8 kg/㎡의 얀 AD를 갖는, 즉 실시예 1의 AD보다 0.2 kg/㎡ 더 높은 연질 내탄도형 팩을 제조하였다.
상기 연질 내탄도형 팩의 V50은 526 m/s로 확인되었고 상기 Eabs는 40 J㎡/kg이었다.
실시예 1 비교 실험예 A 비교 실험예 B
인장 강도 [GPa] 3.6 3.5 3.5
# 단층/쉬트 [-] 4 2 4
매트릭스 중량 [중량%] 18.0 22.0 18.7
AD 얀/단층 [g/㎡] 24.6 78.0 26.6
AD 단층 [g/㎡] 29.8 100.0 32.5
AD/쉬트 [g/㎡] 134.1 215.0 145.0
# 쉬트/팩 37 24 36
AD 팩 [kg/㎡] 5.0 5.2 5.2
팩내 얀 AD [kg/㎡] 3.6 3.8 3.8
V50 [m/s] 543 484 526
Eabs 얀 [J㎡/kg] 45 34 40
위 결과는 본 발명에 따른 내탄도성 쉬트 및 연질 내탄도형 팩에서, 효과적인 성분으로 나타나는 폴리에틸렌 섬유의 더 낮은 면적 밀도의 경우에도 실시예 1의 연질 내탄도형 팩이 13% 이상 상당히 더 높은 Eabs를 나타내고 있음을 보여주고 있다. 탄도 분야에서 이는 매우 상당한 추가적인 개선인 것으로 보인다.
뿐만 아니라 실시예 1에 따른 쉬트는 더 경량이며 또한 더 유연하다.

Claims (10)

  1. 각각의 단층이 3.5 내지 4.5 GPa의 인장 강도를 갖는 단방향으로 배향된 강화 섬유 또는 얀 및 20중량% 이하의 매트릭스 재료를 함유하고, 상기 단층의 면적 밀도가 10 내지 80 g/㎡이며, 각각의 단층내 섬유 방향이 인접 단층내 섬유 방향에 대해 회전되어 있는 2개 이상 단층의 적층체, 및 그 상부의 중합체성 필름을 포함하는 내탄도성 쉬트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단층의 면적 밀도가 20 내지 60 g/㎡인, 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 섬유 또는 얀이 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 섬유 또는 얀이 고도로 연신된 폴리에틸렌 섬유인, 내탄도성 쉬트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단층의 개수가 10개 이하인, 내탄도성 쉬트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 섬유 또는 얀내 단일 필라멘트의 직경이 2 데니어 이하인, 내탄도성 쉬트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 내탄도성 쉬트를 10 내지 250매 포함하는 내탄도성 몰딩 물품(moulded article).
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 내탄도성 쉬트를 포함하는, 방탄 조끼와 같은, 보호 의복.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 내탄도성 쉬트의 내탄도성 물품에 있어서의 용도.
KR1020097015256A 2006-12-22 2007-12-21 내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품 KR20090094852A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06026712 2006-12-22
EP06026712.7 2006-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090094852A true KR20090094852A (ko) 2009-09-08

Family

ID=38042788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097015256A KR20090094852A (ko) 2006-12-22 2007-12-21 내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품

Country Status (13)

Country Link
US (1) US20100050310A1 (ko)
EP (1) EP2095058A1 (ko)
JP (1) JP2010513837A (ko)
KR (1) KR20090094852A (ko)
CN (2) CN201066259Y (ko)
AU (1) AU2007338374A1 (ko)
BR (1) BRPI0720679A2 (ko)
CA (1) CA2672723A1 (ko)
EA (1) EA014220B1 (ko)
HK (1) HK1101489A2 (ko)
MX (1) MX2009006775A (ko)
WO (1) WO2008077606A1 (ko)
ZA (1) ZA200904287B (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL167566A (en) 2004-08-16 2010-12-30 Dsm Ip Assets Bv Methods of preparation of monolayers and bilayers comprising ultra high molecular weight polyethylene and ballistic resistant articles manufactured therefrom
CN201066259Y (zh) * 2006-12-22 2008-05-28 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 防弹板和防弹背心
US8592023B2 (en) * 2006-12-22 2013-11-26 Dsm Ip Assets B.V. Ballistic resistant sheet and ballistic resistant article
US7964518B1 (en) * 2010-04-19 2011-06-21 Honeywell International Inc. Enhanced ballistic performance of polymer fibers
US20120192339A1 (en) * 2010-07-28 2012-08-02 Honeywell International Inc. Flexible Body Armor Vest with Breast Plate
US9682536B2 (en) 2010-12-15 2017-06-20 The Boeing Company Sandwiched fiber composites for ballistic applications
CN102107725B (zh) * 2011-02-19 2013-04-03 揭阳市良润制衣有限公司 三防一体救生装备
RU2472100C1 (ru) * 2011-07-07 2013-01-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" -Госкорпорация "Росатом" Противопульная гетерогенная стальная броня
EP2629044A1 (en) * 2012-02-20 2013-08-21 Teijin Aramid B.V. Ballistic resistant article, semi-finished product for and method of making a shell for a ballistic resistant article
US9291433B2 (en) * 2012-02-22 2016-03-22 Cryovac, Inc. Ballistic-resistant composite assembly
RU2578710C2 (ru) * 2014-03-27 2016-03-27 Владимир Сергеевич Прозоров Керамокомпозитная бронепанель
WO2016124751A1 (en) * 2015-02-06 2016-08-11 Dsm Ip Assets B.V. Ballistic resistant sheet and use of such a sheet
US20180328699A1 (en) * 2015-11-13 2018-11-15 Dsm Ip Assets B.V. Impact resistant composite material
CN105949764A (zh) * 2016-05-31 2016-09-21 苏州高甲防护科技有限公司 一种防弹插板及制备方法
WO2018005392A1 (en) 2016-06-27 2018-01-04 Atc Materials Inc. Low loss tri-band protective armor radome
US10693223B1 (en) 2016-06-27 2020-06-23 Atc Materials Inc. Low loss tri-band protective armor radome
RU178598U1 (ru) * 2017-05-03 2018-04-11 Российская Федерация, от имнени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации Радиопрозрачное полимер-композитное бронезащитное устройство
CN109387117A (zh) * 2017-08-09 2019-02-26 谢雄军 一种使用纤维缠绕一次成型防弹背心的工艺方法
US20220146235A1 (en) * 2019-02-12 2022-05-12 Teijin Aramid B.V. Ballistic-resistant article based on sheets with discontinuous film splits
RU198425U1 (ru) * 2019-08-19 2020-07-08 Евгений Владимирович Пасхин Многослойная ткань

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL177840C (nl) 1979-02-08 1989-10-16 Stamicarbon Werkwijze voor het vervaardigen van een polyetheendraad.
NL8402964A (nl) * 1984-09-28 1986-04-16 Stamicarbon Werkwijze voor het bereiden van polyalkeenfilms met hoge treksterkte en hoge modulus.
NL1000598C2 (nl) * 1995-06-20 1996-12-23 Dsm Nv Antiballistisch vormdeel en een werkwijze voor de vervaardiging van het vormdeel.
NL1003405C2 (nl) 1996-06-24 1998-01-07 Dsm Nv Antiballistisch vormdeel.
NL1010568C1 (nl) * 1998-11-16 2000-05-17 Dsm Nv Polyurethaan composiet.
NL1014608C2 (nl) * 2000-03-10 2001-09-11 Dsm Nv Ballistisch vest.
JP2001263996A (ja) * 2000-03-22 2001-09-26 Sumitomo Bakelite Co Ltd 防護板
US6448359B1 (en) 2000-03-27 2002-09-10 Honeywell International Inc. High tenacity, high modulus filament
NL1021805C2 (nl) * 2002-11-01 2004-05-06 Dsm Nv Werkwijze voor de vervaardiging van een antiballistisch vormdeel.
ES2375278T3 (es) * 2004-01-01 2012-02-28 Dsm Ip Assets B.V. Procedimiento para producir hilo multifilamento de polietileno de alto rendimiento.
CN1981177A (zh) * 2004-07-02 2007-06-13 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 柔性防弹组件
IL167566A (en) * 2004-08-16 2010-12-30 Dsm Ip Assets Bv Methods of preparation of monolayers and bilayers comprising ultra high molecular weight polyethylene and ballistic resistant articles manufactured therefrom
US8592023B2 (en) * 2006-12-22 2013-11-26 Dsm Ip Assets B.V. Ballistic resistant sheet and ballistic resistant article
CN201066259Y (zh) * 2006-12-22 2008-05-28 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 防弹板和防弹背心

Also Published As

Publication number Publication date
EA014220B1 (ru) 2010-10-29
HK1101489A2 (en) 2007-10-18
CA2672723A1 (en) 2008-07-03
MX2009006775A (es) 2009-07-06
US20100050310A1 (en) 2010-03-04
EP2095058A1 (en) 2009-09-02
CN201066259Y (zh) 2008-05-28
ZA200904287B (en) 2010-04-28
CN101568794A (zh) 2009-10-28
AU2007338374A1 (en) 2008-07-03
EA200900864A1 (ru) 2009-10-30
JP2010513837A (ja) 2010-04-30
WO2008077606A1 (en) 2008-07-03
BRPI0720679A2 (pt) 2014-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090094852A (ko) 내탄도성 쉬트 및 내탄도성 물품
US8592023B2 (en) Ballistic resistant sheet and ballistic resistant article
JP5202311B2 (ja) 防弾性物品
KR101481178B1 (ko) 다층 재료 시트 및 이의 제조 방법
US7629277B2 (en) Frag shield
CA2641552C (en) Process for the production of a monolayer composite article, the monolayer composite article and a ballistic-resistant article
EP3030856A1 (en) Ballistic resistant sheets, articles comprising such sheets and methods of making the same
US10655940B2 (en) Ballistic resistant sheet and use of such a sheet

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid