KR20120122387A - 방탄성능이 개선된 전단농화유체 및 이의 제조방법 - Google Patents

방탄성능이 개선된 전단농화유체 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120122387A
KR20120122387A KR1020110040499A KR20110040499A KR20120122387A KR 20120122387 A KR20120122387 A KR 20120122387A KR 1020110040499 A KR1020110040499 A KR 1020110040499A KR 20110040499 A KR20110040499 A KR 20110040499A KR 20120122387 A KR20120122387 A KR 20120122387A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shear thickening
thickening fluid
stf
inorganic particles
fumed
Prior art date
Application number
KR1020110040499A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101234525B1 (ko
Inventor
유의상
김주혜
임대영
정원영
윤이나
권남희
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020110040499A priority Critical patent/KR101234525B1/ko
Publication of KR20120122387A publication Critical patent/KR20120122387A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101234525B1 publication Critical patent/KR101234525B1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/77—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with silicon or compounds thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/144—Alcohols; Metal alcoholates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/347—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated ethers, acetals, hemiacetals, ketones or aldehydes
    • 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
    • F41H1/00—Personal protection gear
    • F41H1/02—Armoured or projectile- or missile-resistant garments; Composite protection fabrics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/06—Load-responsive characteristics
    • D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2501/00—Wearing apparel
    • D10B2501/04—Outerwear; Protective garments

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

본 발명은 전단농화유체(Shear Thickening Fluid: 이하 "STF"라 함) 및 그 제조방법에 대한 것으로 상기 전단농화유체는 흄드 타입의 무기입자를 포함하며 상기 흄드 타입의 무기입자는 소구경과 대구경 무기입자의 입자 크기의 차이가 10 내지 100nm 인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따라 전단농화유체(STF)에 포함되는 무기입자가 흄드(fumed) 타입으로 된 것일 경우, 비용적인 면에서 유리할 뿐만 아니라 동일한 중량의 구형 무기입자가 충진 및 함침된 방탄 소재에 비해 가볍고 이에 따라 함침된 STF가 방탄 소재 표면에서 흘러내리는 문제가 줄어들 수 있으며, 방탄효과가 현저히 개선된 결과를 나타낸다.

Description

방탄성능이 개선된 전단농화유체 및 이의 제조방법{Shear Thickening Fluid and method of manufacturing the same}
본 발명은 전단농화유체(Shear Thickening Fluid: 이하 "STF"라 함) 및 이를 포함하는 방탄소재 및 그 제조방법에 대한 것이다.
방탄소재를 이용한 제품 중 하나인 방탄복은 총탄으로부터 사람을 보호하는 옷으로서 우선 무게가 가벼워야 하고, 우수한 사격 및 열 충격 저항 능력을 가져야 하며, 구조적 변형이 작아야 한다. 따라서 이러한 방탄복 등에 포함되는 섬유는 고강력, 고탄성 고내열, 저비중의 섬유가 사용되고 있다. 또한, 방탄복의 경우, 또 하나 중요하게 요청되는 성질은 통풍성이다. 특히 방탄복을 다른 옷 속에 입게 되는 경우에는 외부로 땀 배출이 되지 않아 체온이 올라가고, 따라서 장시간 착용이 불가능하게 되는 문제가 있다. 이러한 방탄복 등에 이용되는 방탄소재에는 종래, 고강도 폴리에틸렌 시이트가 널리 사용되어 왔으나, 제조원가가 비싸고 제조가 어려운 문제가 있었으며, 또 다른 종류로는 세라믹 판과 아라미드 직물을 여러 매로 적층시킨 아라미드 직물 적층체를 서로 적층 시킨 구조의 방탄판이 널리 사용되어 왔다.
한편, 종래의 방탄복으로는 상기 아라미드 직물을 여러 매 적층시킨 아라미드 직물 적층체가 널리 사용되어 왔다.
최근에는 또 다른 방탄재료로서 전단농화유체(STF)가 함침된 아라미드 직물이 여러매 겹쳐있는 아라미드 직물 적층체가 일부 사용되었다.
상기 전단농화유체(STF)란, 비뉴턴 유체의 일종으로 액상 분산매에 고체 입자가 분산되어 있는 콜로이드와 같은 현탁액에서 전단응력(shear stress)또는 전단속도(shear rate)가 증가했을 때 점도가 급격하게 증가하는 유변학적 특성으로 인하여 액상에서 고상으로의 가역적 상태변화를 일으키는 유체로 상기 STF를 섬유에 함침하는 경우, 전단농화유체(STF)는 총알 등으로 외부에서 급격한 충격이 가해질 경우 액상에서 고체상으로 상변화가 일어나 딱딱해지면서 외부 충격이 내부로 침투하는 것을 방지하는 역할을 수행하여 탄환 등의 충격으로부터 신체를 보호할 수 있는 방탄 또는 방검의 효과가 있다.
STF를 이용하여 방탄, 방검 성능을 향상시키기 위해서는 STF 내의 무기입자의 충진률을 높이거나 STF의 섬유 함침율을 높여야 한다. 그러나 상기와 같이 무기입자의 충진률을 높이거나 STF 함침율을 올리는 경우, 방탄소재의 중량이 크게 증가할 수 있어 경량 소재의 구현에 문제가 되며, 방탄복과 같은 의복에 상기 SFT를 함침시키는 경우, 통기성을 저해하고 무기입자의 무게에 의하여 함침된 STF가 아래쪽으로 흘러내려 뭉치는 현상이 발생하여 오히려 방탄 성능을 크게 떨어뜨리는 문제가 있다.
이에 따라 우수한 방탄 방검 성능을 유지하면서 되도록 경량의 방탄소재를 구현하고 아울러 보다 저렴한 비용으로 제품을 생산할 수 있도록 하는 STF에 대한 연구가 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 상기 STF에 포함되는 무기입자의 형태 및 분산 정도에 따라 STF의 방탄성능 및 경량화에 큰 개선효과가 나타나고 아울러 경제적으로도 유리할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이에 본 발명의 목적은 방탄성능이 우수하고 경량의 방탄소재를 구현하기 위하여 흄드(fumed)타입의 무기입자를 포함하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자를 포함하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여
흄드(fumed) 타입의 무기입자 및 분산용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)를 제공한다.
상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자는 입자직경이 10 ~ 1000nm 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자는 입자직경이 60 ~ 80nm 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전단농화유체는 상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자가 바이모달(Bimodal) 입자분포로 이루어진 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 소구경과 대구경 무기입자의 입자 크기의 차이가 10 내지 100nm 인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)를 더 제공한다.
또한, 소구경 무기입자의 입자 크기는 50 내지 100 nm이고, 대구경 무기입자의 입자 크기는 110 내지 150 nm인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)를 제공한다.
또한, 상기 소구경 무기입자의 입자 크기는 60 내지 80 nm이고, 대구경 무기입자의 입자 크기는 110 내지 120 nm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소구경 무기입자와 상기 대구경 무기입자를 6 : 4 ~ 9 : 1의 무게비율로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소구경 무기입자와 상기 대구경 무기 입자를 7 : 3의 무게비율로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)는 120 내지 3000 rpm의 교반속도로 믹싱(mixing) 하여 분산되는 것을 특징으로 한다.
상기 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)는 130 내지 150 rpm의 교반속도로 믹싱(mixing) 하여 분산되는 것을 특징으로 한다.
상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자는 실리카, 이산화티탄 및 나노 카본튜브 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 분산 용매는 에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 한다.
전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)는 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분산제는 에탄올 및 메탄올 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 10 ~ 1000nm 입자직경의 흄드 타입의 무기입자10 ~ 90 중량%, 분산 용매 10 ~ 90중량%를 포함하고 120 ~ 3000 rpm의 교반 속도로 교반되는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)의 제조방법을 더 제공한다.
본 발명에 따라 전단농화유체(STF)에 포함되는 무기입자가 흄드(fumed) 타입인 경우, 비용적인 면에서 유리할 뿐만 아니라 동일한 중량의 구형 무기입자가 충진 및 함침된 방탄 소재에 비해 가볍고 이에 따라 함침된 STF가 방탄 소재 표면에서 흘러내리는 문제가 줄어들 수 있으며, 방탄효과가 현저히 개선된 결과를 나타낸다.
도 1은 흄드 타입 실리카 무기 입자의 SEM 및 TEM도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 STF의 교반 방법에 따른 무기 입자 분포를 측정한 그래프이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)는 흄드(fumed) 타입의 무기입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
전단농화유체에 포함되는 무기입자는 크게 구형과 흄드(fumed) 타입의 무기입자로 나뉘어 질 수 있다.
상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자는, 1,000℃이상의 불꽃내에서 가수분해됨으로써 아래와 같은 반응에 의하여 형성이 된다.
SiCl4 + 2H2 + O2 → SiO2 + 4HCl
이때 상기 무기 입자는 바람직하게는 실리카 입자 일 수 있다.
불꽃에서 만들어진 기본입자가 충돌로 인해 서로 연결되어 이차입자를 형성하며, 이것이 3차원의 응집체(aggregates, agglomerate)를 형성한다. 흄드타입 실리카의 기본입자는 크기가 매우 작고 무정형이며 넓은 표면적을 지닌다.
이와 같은 흄드(fumed) 타입의 무기 입자는 구형 실리카 입자나 콜로이달 실리카 입자에 비하여 1차 입자의 크기가 매우 작고, 가볍고 표면적이 넓은 장점을 가진다. 뿐만 아니라 비용면에서도 매우 큰 장점을 지닌다. 반대로, 흄드 타입의 실리카 입자들 간의 응집으로 인하여 1차 입자와 2차 입자의 크기가 동일한 구형 실리카 입자들에 비해 균일한 상태로의 분산이 매우 어려운 문제가 있다.
따라서 종래에는 STF의 성능을 발현시키기 위해서는 주로 구형의 무기입자를 사용하였으며, 이 경우에도 STF 제조 전에 포함되는 무기입자의 입자 직경만을 고려하여 방탄 성능 등을 개선하고자 하는 실험이 계속되어 왔다.
그러나, 본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 상기 STF에 포함되는 무기입자의 형태 및 분산 정도에 따라 STF의 방탄성능 및 경량화에 큰 개선효과가 있음을 확인하였으며, 이와 같은 특성을 이용하는 경우, 상기한 바와 같이 장점이 많은 흄드(fumed) 타입의 무기입자를 사용하여 보다 바람직한 효과를 발현할 수 있음을 확인하였다.
즉, 흄드 타입의 무기입자를 사용하는 경우 구형의 무기입자에 비하여 저비용이면서도, 이를 이용하여 분산용매에 분산된 상태를 제어함으로써 동일한 중량의 구형 무기입자를 포함하는 경우에 비하여 방탄성능이 우수하여 보다 경량의 STF 를 구현할 수 있다.
이를 위하여 본 발명의 STF는 분산용매 상에 상기 흄드 타입의 무기입자가 불균일하게 분포되어 있을 것을 요한다.
바람직하게는 분산용매에 분포되어 있는 흄드 타입의 무기입자가 바이모달(bimodal) 입자분포로 포함되도록 하여 포함할 수 있다.
이와 같은 이유는 흄드 형태의 무기입자가 분산용매 안에서 불균일하게 분포하고 있으면서 충진율을 높일 수 있고, 입자들간의 하이드로클러스트를 형성하는데 오히려 용이한 효과가 있기 때문으로 추측되며 이를 통해 탄환의 충돌시 발생하는 실의 뽑힘 현상에 있어서 마찰력을 극대화함으로써 방탄성능을 향상시키고 아울러 방탄소재로부터 분리되어 흘러내리는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 무기입자가 바이모달 입자 분포형태로 포함되어 있는 STF는 구체적으로 소구경 무기입자의 사이즈가 50 ~ 100 nm일 수 있으며, 대구경 무기입자의 사이즈는 110 ~ 150 nm인 분포형태 일 수 있다.
또한 바람직하게는 소구경 무기입자의 사이즈가 60 ~ 80 nm이고, 대구경 무기입자의 사이즈가 110 ~ 120 nm인 분포 형태일 수 있다.
이때, 상기 소구경 무기입자의 사이즈와 대구경 무기입자의 사이즈는 약 6 : 4 ~ 9 : 1의 분포로 STF에 포함되도록 함이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7 : 3의 무게비율로 분포하게 할 수 있다.
이와 같이 약 10 ~ 100 nm정도의 입자 직경의 차이가 나도록 분포하는 무기입자가 유기 용매 내에 불균일하게, 바람직하게는 바이모달 입자 분포 형태로 존재하는 경우, 흄드 타입의 무기 입자의 불균일한 분포에 따른 효과를 극대화하여 동일한 중량대비 방탄성능 및 중량 개선의 효과를 높일 수 있다.
한편, 상기 불균일한 입자 분포의 흄드 타입의 무기 입자를 포함하는 STF는 믹싱(mixing) 장치 또는 호모게나이저(Homoganizer)를 이용하여 교반함으로써 제조할 수 있다.
이때, 교반 속도는 약 120 ~ 3000rpm으로 함이 불균일한 입자 분포를 위해 바람직하다. 교반 속도가 120rpm 이하인 경우에는 무기 입자가 분산용매와 혼합되기 어렵고, 3000rpm이상으로 교반하는 경우에는 상기 바이모달 입자 분포와 같이 불균일한 무기 입자의 분포상태를 구현하기 어렵기 때문이다.
상기 전단농화유체(STF)에 포함되는 흄드 타입의 무기 입자의 분산 전 입경 사이즈는 10 ~ 1,000nm인 것일 수 있으며, 바람직하게는 70nm인 것으로 한다.
상기 흄드 타입 무기 입자는 비휘발성이고 무독성인 용매 및 분산제에 10중량% 이상의 농도로 충진되어 있는 유체임이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 중량% ~ 90 중량%의 농도로 충진된 것일 수 있다.
상기 무기입자로는 예를 들어, 흄드 타입의 실리카 입자, 이산화티탄 입자 또는 나노 카본튜브 등이 이용될 수 있고, 상기 용매의 일례는 폴리에틸렌글리콜 또는 에틸렌 글리콜 등을 사용할 수 있으며, 분산제의 일례로는 에탄올 또는 메탄올 등이 이용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예 및 비교예에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
실시예 1
1차입자의 크기가 12nm인 흄드타입의 실리카 18중량%와 폴리에틸렌글리콜 82중량 % 및 분산제로 메탄올을 혼합하고, mechanical stirrer를 이용하여 150rpm의 교반속도로 15분간 교반하여 STF를 제조하였다.
실시예 2
mechanical stirrer를 이용하여 150rpm의 교반속도로 교반하는 대신 Homogenizer를 이용하여 3,000rpm의 교반속도로 15분간 교반하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 STF를 제조하였다.
실시예 3
Milling을 통하여 8,000rpm의 교반 속도로 15분간 밀링한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 STF를 제조하였다.
비교예 1
STF를 적용하지 않고 시판중인 파라계 아라미드 직물 (600denier, 180g/m2)을 사용하였으며, 방탄테스트용으로는 이를 30매 적층하여 제작하였다.
비교예 2
50nm입자 크기의 구형 실리카 입자 18중량%와 폴리에틸렌글리콜 82중량 % 및 분산제로 메탄올을 혼합하고, mechanical stirrer를 이용하여 150rpm의 교반속도로 15분간 교반하여 STF를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3의 STF 입자분포를 조사한 결과를 도 2 내지 도 4에 기재하였으며, 비교예의 경우는 1차 입자와 2차입자가 동일하므로 monomodal의 균일한 입도분포를 나타내었다.
상기 실시예 및 비교예에 따른 STF에 대해 아래와 같은 실험을 실시하여 중량, 방탄성능, 실의 뽑힘 강도를 평가하였으며, 그 결과를 아래 표 1에 기재하였다.
방탄성능은 NIJ standard 0101.06(IIIA level) 규격에 의거하여 Level IIIA 기준에 맞게 실시하였으며, 실의 뽑힘강도는 정속인장형의 인장시험기를 이용하여 1,000mm/min의 속도로 직물을 구성하는 한올의 실을 뽑을 때 발생하는 최고강도를 기록하였다.
총중량 (g/m2) 방탄성능 뽑힘 강도
(gf)
적층매수 (ply) 후면변형 (mm)
실시예 1 5,109 26 34.02 787.6
실시예 2 5,143 26 38.32 620.2
실시예 3 5,080 26 39.56 578.7
비교예 1 5,400 30 37.17 346.3
비교예 2 5,169 26 40.20 573.3

Claims (16)

  1. 흄드(fumed) 타입의 무기입자 및 분산용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자는 입자 직경이 10 ~ 1000nm 인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자는 입자 직경이 60 ~ 80nm 인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전단농화유체는 상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자가 바이모달(Bimodal) 입자분포로 이루어진 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  5. 제4항에 있어서,
    소구경과 대구경 무기입자의 입자 크기의 차이가 10 내지 100nm 인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  6. 제4항에 있어서,
    소구경 무기입자의 입자 크기는 50 내지 100 nm이고, 대구경 무기입자의 입자 크기는 110 내지 150 nm인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  7. 제4항에 있어서,
    소구경 무기입자의 입자 크기는 60 내지 80 nm이고, 대구경 무기입자의 입자 크기는 110 내지 120 nm인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  8. 제6항에 있어서,
    상기 소구경 무기입자와 상기 대구경 무기입자를 6 : 4 ~ 9 : 1의 무게비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  9. 제7항에 있어서,
    상기 소구경 무기입자와 상기 대구경 무기 입자를 7 : 3의 무게비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)는 120 내지 3000 rpm의 교반속도로 믹싱(mixing) 하여 분산되는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)는 130 내지 150 rpm의 교반속도로 믹싱(mixing) 하여 분산되는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  12. 제1항에 있어서,
    상기 흄드(fumed) 타입의 무기입자는 실리카, 이산화티탄 및 나노 카본튜브 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  13. 제1항에 있어서,
    상기 분산 용매는 에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  14. 제1항에 있어서,
    전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)는 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  15. 제1항에 있어서,
    상기 분산제는 에탄올 및 메탄올 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF).
  16. 10 ~ 1000nm 입자직경의 흄드 타입의 무기입자10 ~ 90 중량%, 분산 용매 10 ~ 90중량%를 포함하고 120 ~ 3000 rpm의 교반 속도로 교반되는 것을 특징으로 하는 전단농화유체(Shear Thickening Fluid; STF)의 제조방법.
KR1020110040499A 2011-04-29 2011-04-29 방탄성능이 개선된 전단농화유체 및 이의 제조방법 KR101234525B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110040499A KR101234525B1 (ko) 2011-04-29 2011-04-29 방탄성능이 개선된 전단농화유체 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110040499A KR101234525B1 (ko) 2011-04-29 2011-04-29 방탄성능이 개선된 전단농화유체 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120122387A true KR20120122387A (ko) 2012-11-07
KR101234525B1 KR101234525B1 (ko) 2013-02-19

Family

ID=47508654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110040499A KR101234525B1 (ko) 2011-04-29 2011-04-29 방탄성능이 개선된 전단농화유체 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101234525B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014088145A1 (ko) * 2012-12-06 2014-06-12 한국생산기술연구원 전단농화유체 및 이를 포함하는 방탄재
KR20150053297A (ko) * 2013-11-07 2015-05-18 한국생산기술연구원 탄소나노입자를 함유하는 전단농화유체 및 이를 포함하는 충격흡수소재
CN107334199A (zh) * 2017-06-20 2017-11-10 丹阳市斯鲍特体育用品有限公司 一种用于击剑运动保护服增强的剪切增稠液制备方法
CN110541299A (zh) * 2019-10-24 2019-12-06 泉州师范学院(石狮)生态智能织物工程技术研究院 一种抗冲击的剪切增稠液体非织造布复合材料的制备方法
CN115386338A (zh) * 2022-08-19 2022-11-25 中山莱圃新材料有限公司 一种超高浓度剪切增稠流体及其制备方法和应用

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102108580B1 (ko) 2013-11-08 2020-05-08 한국생산기술연구원 전단농화유체를 이용한 고분자 복합체
KR101673692B1 (ko) * 2014-11-07 2016-11-07 현대자동차주식회사 건식 실리카 입자를 포함하는 상변이 현탁 유체 조성물 및 이의 제조방법
KR102016155B1 (ko) 2018-03-22 2019-08-29 부산대학교 산학협력단 표면에 phema를 갖는 코어쉘 구조 입자를 포함하는 전단농화유체 및 이의 제조방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101201708B1 (ko) * 2008-02-20 2012-11-15 국방과학연구소 하이브리드 방탄재료
KR101156127B1 (ko) * 2008-04-24 2012-06-20 국방과학연구소 하이브리드 시이트 및 이를 포함하는 보호구
KR101282550B1 (ko) * 2010-04-12 2013-07-04 (주)엘지하우시스 전단농화유체를 이용한 방탄복

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014088145A1 (ko) * 2012-12-06 2014-06-12 한국생산기술연구원 전단농화유체 및 이를 포함하는 방탄재
KR20150053297A (ko) * 2013-11-07 2015-05-18 한국생산기술연구원 탄소나노입자를 함유하는 전단농화유체 및 이를 포함하는 충격흡수소재
CN107334199A (zh) * 2017-06-20 2017-11-10 丹阳市斯鲍特体育用品有限公司 一种用于击剑运动保护服增强的剪切增稠液制备方法
CN107334199B (zh) * 2017-06-20 2019-03-15 丹阳市斯鲍特体育用品有限公司 一种用于击剑运动保护服增强的剪切增稠液制备方法
CN110541299A (zh) * 2019-10-24 2019-12-06 泉州师范学院(石狮)生态智能织物工程技术研究院 一种抗冲击的剪切增稠液体非织造布复合材料的制备方法
CN115386338A (zh) * 2022-08-19 2022-11-25 中山莱圃新材料有限公司 一种超高浓度剪切增稠流体及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR101234525B1 (ko) 2013-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101234525B1 (ko) 방탄성능이 개선된 전단농화유체 및 이의 제조방법
KR101404591B1 (ko) 전단농화유체 및 이를 포함하는 방탄재
CN108315833B (zh) 石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维的制备方法
CN111910436B (zh) 剪切增稠防护液及其应用
US11192346B2 (en) Laminated body containing fiber-reinforced resin, fiber-reinforced composite resin material and methods of producing these
KR102125933B1 (ko) 작업성이 향상된 카본나노튜브 분산액 및 그 제조방법
Zhang et al. Enhanced sandwich structure composite with shear thickening fluid and thermoplastic polyurethanes for High-performance stab resistance
CN103897287A (zh) 多模无机填料及高分子复合阻尼材料以及其制作方法
CN112391691B (zh) 一种超高分子量聚乙烯/剪切增稠流体复合纤维制备的防弹材料
CN102965845A (zh) 一种pet纤维/硅酸铝纤维复合吸音棉及其制备方法
CN111472207A (zh) 一种高耐磨抗老化的云母纸带及其制备方法
Ngo et al. Effect of nanoclay on thermomechanical properties of epoxy/glass fibre composites
CN105970331B (zh) 一种石墨烯、氧化铝复合改性的uhmwpe纤维及其制备方法
CN112549711A (zh) 芳纶纳米纤维复合的单向布及其制备方法
CN106149084A (zh) 一种石墨烯、uhmwpe复合纤维及其制备方法和应用
Ma et al. Synthesis and properties of ultrahigh molecular weight polyethylene/WS 2 nanoparticle fiber for bullet-proof materials
KR101561207B1 (ko) Cnt 또는 그라핀을 포함하는 방탄소재의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 방탄소재
KR102664543B1 (ko) 내충격성 복합 물질
CN112648885B (zh) 一种纤维织物复合防护结构
KR101246657B1 (ko) 방탄 소재 및 이를 이용한 방탄복
KR102036685B1 (ko) 저밀도 실리카를 이용한 방호용 전단농화액 제조방법
KR20160053312A (ko) Cnt 또는 그라핀을 포함하는 방탄섬유 복합체 프리프레그의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 방탄부재
Pan et al. Reinforcement of layer-by-layer self-assembly coating modified cellulose nanofibers to reduce the flammability of polyvinyl alcohol
Wang et al. The ballistic performance of multi-layer Kevlar fabrics impregnated with shear thickening fluids
KR20190035247A (ko) 저밀도 실리카 전단농화액을 이용한 방호 원단의 제조방법 및 이에 의해 제조된 방호 원단

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160202

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170120

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191223

Year of fee payment: 8