KR20150033366A - 방탄 및 방검용 적층체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (ⅰ) 아라미드 섬유로 이루어진 적어도 하나의 아라미드 시트를 포함하는 시트 적층체(A) 및 (ⅱ) 상기 시트 적층체(A)의 후면에 적층되어 있으며 아라미드 섬유를 포함하는 적어도 하나의 섬유 시트에 열가소성 수지가 5~50중량% 함침되어 있는 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B)로 구성된다.
본 발명은 후면에 강도 및 탄성율을 보강할 수 있는 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B)가 적층되어 충격흡수로 후면 변형이 방지되어 방탄성능 및 방검성능이 우수하다.
또한, 본 발명은 상기 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B) 제조시 열경화성 수지 대신에 열가소성 수지를 사용하기 때문에 제조공정 관리가 용이하다.

Description

방탄 및 방검용 적층체{Laminate for bulletproof and swordproof}
본 발명은 방탄 및 방검용 적층체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 후면 변형이 적어 방탄성능 및 방검성능이 우수한 방탄 및 방검용 적층체에 관한 것이다.
일반적으로 방검복 및 방침복은 경찰 지구대원이나 군인 및 일반 경호업체에 근무하는 경호원들의 보호복으로 사용되고 있다. 한국과 같이 총기 소지를 엄격하게 제한하고 있는 나라에서는 총알에 대한 위협보다는 실질적으로 칼이나 침에 의한 위협이 더 크기 때문에 방검/방침복은 안전을 위해서 매우 중요하다. 그 밖에도 고가의 물건을 파는 상점이나 거액의 현금을 보유하고 있는 장소, 공병 파쇄장 등의 산업현장에서도 사용될 수 있다.
방검/방침 제품을 제조하는 종래 기술로서 대한민국 실용출원번호 제20-2007-0011282호에는, 얇은 금속재질의 방검패널이나 세라믹, 스프링강으로 구성하여 방검/방침 성능을 향상시킴으로써 방어하는 방검판이 기재되어 있다. 또한, 다른 종래 기술로는, 대한민국 특허출원번호 제2001-0012481호에, 사포번호 50~400에 해당하는 모래를 고성능 섬유직물에 도포하여 수지로 접착시킨 방검 및 방탄용 패널도 기재되어 있다.
그러나, 상기 기술들은 비중이 큰 금속재질 및 정제되지 않은 소재가 사용되었기 때문에, 무겁고 딱딱하고 뻣뻣해서 신뢰성이 없고, 활동성이 좋지 않다. 물론 이를 보완하기 위해 종래의 기술에서도 판을 여러 개로 나누어 엇갈리게 넣는 방법으로 활동성을 향상시키기도 하였으나 재질의 특성상 그 한계가 있었다.
한편, 방탄용 소재는 탄환이나 포탄의 파편으로부터 인체를 보호하기 위한 소재로서 가장 중요한 구비요건은 탄환이나 포탄으로부터 얼마나 인체를 보호하는가 하는 방탄성능이다.
최근에는 방탄 및 방검용 소재로서 아라미드 직물을 여러겹 적층한 아라미드 직물 적층체가 널리 사용되고 있으나, 탄환 및 나이프로 충격을 가할 경우 후면 변형이 쉽게 일어나 방탄성능 및 방검성능이 충분하게 발휘되지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 과제는 탄환이나 나이프등으로 충격을 가할 경우에도 충격을 효율적으로 흡수하여 후면 변형이 최소화되어 방탄성능과 방검성능이 동시에 우수한 방탄 및 방검용 적층체를 제공하는 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서 본 발명에서는 방탄 및 방검용 적층체를 (ⅰ) 아라미드 섬유로 이루어진 적어도 하나의 아라미드 시트를 포함하는 시트 적층체(A) 및 (ⅱ) 상기 시트 적층체(A)의 후면에 적층되어 있으며 아라미드 섬유를 포함하는 적어도 하나의 섬유 시트에 열가소성 수지가 5~30중량% 함침되어 있는 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B)로 구성한다.
본 발명은 후면에 강도 및 탄성율을 보강할 수 있는 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B)가 적층되어 충격흡수로 후면 변형이 방지되어 방탄성능 및 방검성능이 우수하다.
또한, 본 발명은 상기 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B) 제조시 열경화성 수지 대신에 열가소성 수지를 사용하기 때문에 제조공정 관리가 용이하다.
도 1은 본 발명의 단면 개략도.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 아라미드 섬유로 이루어진 적어도 하나의 아라미드 시트를 포함하는 시트 적층체(A) 및 (ⅱ) 상기 시트 적층체(A)의 후면에 적층되어 있으며 아라미드 섬유를 포함하는 적어도 하나의 섬유 시트에 열가소성 수지가 5~50중량% 함침되어 있는 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B)로 구성된다.
도 1은 본 발명의 단면 개략도이다.
시트 적층체(A)는 아라미드 섬유로 이루어진 적어도 하나의 아라미드 시트와 초고분자량 폴리에틸렌 섬유로 이루어진 적어도 하나의 초고분자량 폴리에틸렌 시트로 구성되거나, 아라미드 섬유로 이루어진 적어도 하나의 아라미드 시트들로만 구성될 수도 있다.
상기, 아라미드 시트는 아라미드 섬유가 일방향으로 배열된 형태이거나 직물형태일 수도 있다.
상기, 초고분자량 폴리에틸렌 시트는 초고분자량 폴리에틸렌섬유가 일방향으로 배열된 형태이거나 직물형태일 수도 있다.
상기 아라미드 섬유는 아라미드 필라멘트, 아라미드 방적사 또는 아라미드 에어텍스츄어링사 등이다.
상기 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B)는 아라미드 섬유를 포함하는 적어도 하나의 섬유 시트에 열가소성 수지가 5~50중량% 함침되어 있는 구성을 갖는다.
상기 섬유시트는 아라미드 섬유만으로 이루어진 아라미드 시트일 수도 있고, 아라미드 섬유와 초분자량 폴리에틸렌 섬유로 이루어진 하이브리드 시트일 수도 있다.
상기 열가소성 수지의 함침량이 5중량% 미만일 경우에는 방탄 및 방검의 효과가 낮은 문제가 발생될 수 있고, 50중량%를 초과하는 경우에는 중량증가와 강인도 (toughness) 감소로 요구성능이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 열가소성 수지는 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 6 수지 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 등이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 후면에 강도 및 탄성율을 보강할 수 있는 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B)가 적층되어 충격흡수로 후면 변형이 방지되어 방탄성능 및 방검성능이 우수하다.
또한, 본 발명은 상기 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B) 제조시 열경화성 수지 대신에 열가소성 수지를 사용하기 때문에 제조공정 관리가 용이하다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.
그러나, 본 발명의 보호범위는 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
단사섬도가 1.0 데니어인 모노필라멘트 840개로 이루어져 총섬도가 840데니어인 아라미드 멀티필라멘트로 제직되어 면밀도가 200g/㎡인 아라미드 직물 27매를 적층하여 시트 적층체(A)를 제조하였다.
한편, 단사섬도가 1.0데니어인 모노필라멘트 840개로 이루어져 총섬도가 840데니어인 아라미드 멀티필라멘트들로 구성된 아라미드 직물에 폴리에스테르 수지가 15중량% 함침되어 있는 아라미드 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재를 제조하였다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 시트 적층체(A) 후면에 아라미드 시트 / 열가소성 복합재 3매를 적층하여 방탄 및 방검용 적층체를 제조하였다.
제조한 방탄 및 방검용 적층체의 면밀도는 6.1kg/㎡이였다.
제조한 방탄 및 방검용 적층체의 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 2
단사섬도가 1.0 데니어인 모노필라멘트 840개로 이루어져 총섬도가 840데니어인 아라미드 멀티필라멘트로 제직되어 면밀도가 200g/㎡인 아라미드 직물 18매와 단사섬도가 10데니어인 모노필라멘트 150개로 이루어져 총섬도가 1,500데니어인 초고분자량 폴리에틸렌 섬유들이 일방향으로 배열되어 면밀도가 122g/㎡인 초고분자량 폴리에틸렌 일방향 시트 15매를 교호로 적층하여 시트 적층체(A)를 제조하였다.
한편, 단사섬도가 1.0데니어인 모노필라멘트 840개로 이루어져 총섬도가 840데니어인 아라미드 멀티필라멘트들이 일방향으로 배열되어 면밀도가 200g/㎡인 아라미드 시트에 폴리에스테르 수지가 15중량% 함침되어 있는 아라미드 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재를 제조하였다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 시트 적층체(A) 후면에 아라미드 시트 / 열가소성 복합재 3매를 적층하여 방탄 및 방검용 적층체를 제조하였다.
제조한 방탄 및 방검용 적층체의 면밀도는 6.1kg/㎡이였다.
제조한 방탄 및 방검용 적층체의 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 1
단사섬도가 1.0 데니어인 모노필라멘트 840개로 이루어져 총섬도가 840데니어인 아라미드 멀티필라멘트로 제직되어 면밀도가 200g/㎡인 아라미드 직물 31매를 적층하여 방탄 및 방검용 적층체를 제조하였다. 제조한 방탄 및 방검용 적층체의 면밀도는 6.2kg/㎡ 이였다.
제조한 방탄 및 방검용 적층체의 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 2
단사섬도가 10 데니어인 모노필라멘트 150개로 이루어져 총섬도가 1,500데니어인 초고분자량 폴리에틸렌 멀티필라멘트들이 일방향으로 배열되어 면밀도가 122g/㎡인 초고분자량 폴리에틸렌 일방향 시트 50매를 적층하여 방탄 및 방검용 적층체를 제조하였다. 제조한 방탄 및 방검용 적층체의 면밀도는 6.1kg/㎡ 이였다.
제조한 방탄 및 방검용 적층체의 물성을 평가한 결과는 표 1과 같았다.
구분 방검성능 방탄성능
7㎜이내 관통여부
실시예 1 합격(6㎜ 관통) 36㎜
실시예 2 합격(5㎜ 관통) 38㎜
비교실시예 1 불합격(12㎜ 관통) 45㎜
비교실시예 2 불합격(11㎜ 관통) 44㎜
방검성능과 방탄성능은 아래와 같은 방법으로 평가하였다.
방검성능 측정방법
방검성능은 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 NIJ 0115.00 Standard 규격에 따라 측정하였다.
P1 칼날을 사용하여 규격의 E1에서 level 1에 해당하는 24J의 에너지로 시험하였다. E2의 경우는 level 1에 해당하는 36J의 에너지로 시험하며, 관통허용깊이는 20mm 이내이다..
보호 등급
 E1 충격 에너지 E2 충격 에너지
J ft·lbf J ft·lbf
1 24±0.50 17.7±0.36 36±0.60 26.6±0.44
2 33±0.60 24.3±0.33 50±0.70 36.9±0.51
3 43±0.60 31.7±0.33 65±0.80 47.9±0.59
방탄성능
방탄 성능은 후면 변형으로 평가하였는데 시편을 30분 동안 물에 침지 후 꺼내어 NIJ STD-0101.06 Level ⅢA .44Mag.로 평균 속도(V0)에서의 충격에 의해 방탄소재 후면부의 돌출된 부분의 최대 깊이(㎜)을 측정하였다.
A : 시트 적층체
B : 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재

Claims (11)

  1. (ⅰ) 아라미드 섬유로 이루어진 적어도 하나의 아라미드 시트를 포함하는 시트 적층체(A) 및 (ⅱ) 상기 시트 적층체(A)의 후면에 적층되어 있으며 아라미드 섬유를 포함하는 적어도 하나의 섬유 시트에 열가소성 수지가 5~50중량% 함침되어 있는 섬유 시트 / 열가소성 수지 복합재(B)로 구성되는 것을 특징으로 하는 방탄 및 방검용 적층체.
  2. 제1항에 있어서, 시트 적층체(A)는 아라미드 섬유로 이루어진 적어도 하나의 아라미드 시트로 구성되는 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  3. 제1항에 있어서, 시트 적층체(A)는 아라미드 섬유로 이루어진 적어도 하나의 아라미드 시트와 초고분자량 폴리에틸렌 섬유로 이루어진 적어도 하나의 초고분자량 폴리에틸렌 시트로 구성되는 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 아라미드 시트는 아라미드 섬유가 일방향으로 배열된 형태인 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 아라미드 시트는 직물 형태인 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  6. 제3항에 있어서, 초고분자량 폴리에틸렌 시트는 초고분자량 폴리에틸렌 섬유가 일방향으로 배열된 형태인 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  7. 제3항에 있어서, 초고분자량 폴리에틸렌 시트는 직물형태인 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  8. 제1항에 있어서, 열가소성 수지는 폴리에테르 수지, 폴리아미드 6 수지 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  9. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 아라미드 섬유는 아라미드 필라멘트, 아라미드 방적사 및 아라미드 에어텍스츄어링사 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  10. 제1항에 있어서, 섬유 시트는 아라미드 섬유만으로 이루어진 아라미드 시트인 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
  11. 제1항에 있어서, 섬유 시트는 아라미드 섬유와 초고분자량 폴리에틸렌 섬유로 이루어진 하이브리드 시트인 것을 특징으로 하는 방검 및 방탄용 적층체.
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