KR20150071128A - 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법 - Google Patents

일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노필라멘트가 적층되어 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층을 직교하도록 배열하고, 아라미드 멀티필라멘트층 간에 바인더(Binder) 역할과 시트의 표면을 보호하는 역할을 겸하는 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 제조한 후, 몰드(Mold)에 플라이(PLY)를 삽입하여 압착공정(Pressing process) 및 냉각공정(Cooling process) 단계를 거쳐 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 제조된 방탄복은 바인더가 필름으로만 되어있어 냄새가 나지 않는 친환경적인 공법을 사용할 수 있으고, 보관시 냉동보관하지 않아도 되며, 시트의 신축성(Flexible)이 향상되어 방탄복 제조시 탄에 의한 충격 전달 및 분배가 용이하여 방탄성능 및 방탄복 경량화 향상이 가능한 장점이 있다.
또한, 일방향 아라미드 시트의 보호층인 폴리에틸렌 필름의 접착력이 2kgf 이상으로 방탄성능이 향상되는 장점이 있다.

Description

일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법{Ballistic cloth using unidirectional aramid sheet and PE film, method of manufacturing the same}
본 발명은 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노필라멘트가 적층되어 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층을 직교하도록 배열하고, 아라미드 멀티필라멘트층 간에 바인더(Binder) 역할과 시트 표며을 보호하는 역할을 겸하는 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 제조한 후, 몰드(Mold)에 플라이(PLY)를 삽입하여 압착공정(Pressing process) 및 냉각공정(Cooling process) 단계를 거쳐 제조된 것을 특징으로 하여 제조된 방탄복에 관한 것이다.
방탄복은 포탄의 파편 또는 탄환으로부터 인체를 보호하기 위하여 개발된 의류의 일종이다. 따라서, 방탄복이 갖추어야 할 가장 중요한 요건들 중 하나는 방탄 성능이다. 방탄용 복합재료는 탄환이나 포탄으로부터 군인 등의 신체를 보호하기 위한 제품으로서, 사용하는 재료에 따라 방탄 성능이 크게 좌우된다.
이러한 방탄용 복합재료 중 고강도 폴리에틸렌(HMPE, High Molecular Weight Polyethylene)은 물보다 낮은 0.98 정도의 낮은 비중을 구비하고 있기 때문에 방탄용 재료로 널리 사용되고 있다. 그러나, 고강도 폴리에틸렌은 사용 중 물리적 충격을 받을 경우 변형이 크게 일어날 수 있고 열에 약해 쉽게 파열되는 문제가 있다.
다른 방탄용 복합재료 중 아라미드 섬유로 통칭되는 전방향족 폴리아미드 섬유는, 벤젠 고리들이 아미드기(-CONH)를 통해 직선적으로 연결된 구조를 갖는 파라계 아라미드 섬유와 그렇지 않은 메타계 아라미드 섬유를 포함한다. 파라계 아라미드 섬유는 고강도, 고탄성, 저수축 등의 우수한 특성을 가지고 있는데, 5 정도 굵기의 가느다란 실로 2톤의 자동차를 들어올릴 정도의 막강한 강도를 가지고 있어 방탄용 복합재료로 널리 사용되고 있다.
이러한 아라미드 섬유를 이용한 방탄용 복합재료는, 통상적으로, 아라미드 섬유를 이용하여 아라미드 직물을 제조하고 이러한 아라미드 직물에 고분자 수지를 함침시켜 반경화 아라미드 직물을 제조하고 이러한 반경화 아라미드 직물을 몰드에 여러 겹으로 적층한 후 경화시켜 제조한다.
종래에 방탄복을 제조함에 있어서 울트라 박막 폴리에틸렌 필름(Ultra Thin PE film)을 보호필름 용도로 별도 사용하여, 일방향 아라미드 시트의 표면에 울트라 박막 폴리에틸렌 필름(Ultra Thin PE film)이 보호필름 형태로 존재한다.
종래의 일방향 아라미드 시트는 아라미드 원사를 수지에 디핑(Dipping)한 후, 균일한 수지 함량(Resin Content)을 맞추기 위해 짜내어 준다. 그 후, 그 위에 울트라 박막 필름(Ultra Thin Film)을 부착시키거나, 필름 바인더(Film Binder)를 사용 후 원사 표면에 점탄성 물체를 코팅하는 공정으로 제조되나, 제조 공정이 번거로운 문제점이 있었다.
이에, 당 업계에서는 아라미드 시트의 층간을 접착하는 바인더 및 표면 보호 필름 역할을 하는 폴리에틸렌 필름을 사용한 시트를 제조하는데 있어서, 제조 공정이 간단하고 공정 시간이 단축되며, 생산성이 향상될 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 아라미드 시트의 층간을 접착하는 바인더 역할 및 표면을 보호하는 보호 필름의 역할을 하는 폴리에틸렌 필름과 일방향 아라미드 시트를 이용한 방탄복을 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층되며, 접착력이 2kgf 이상인 제1 폴리에틸렌 필름층, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트의 배열방향과 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트의 연장방향이 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층, 상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되며, 접착력이 2kgf 이상인 제3 폴리에틸렌 필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복을 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 제1 및 제2 아라미드 멀티필라멘트층은 7 내지 10층의 모노필라멘트가 적층되고, 상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름층은 저밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지며, 상기 적층된 모노필라멘트 중 2 내지 5층의 모노필라멘트에 적층된 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 접착력이 2kgf 이상인 폴리에틸렌 필름을 적층시킨 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 제조하는 단계, 상기 제1 레이어(1st Layer)의 폴리에틸렌 필름이 적층되지 않은 아라미드 멀티필라멘트의 일면과 제2 레이어(2nd Layer)의 폴리에틸렌 필름이 적층되지 않은 아라미드 멀티필라멘트층의 일면이 대면하고, 상기 제1 레이어(1st Layer)의 아라미드 멀티필라멘트층과 및 제2 레이어(2nd Layer)의 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트 연장방향이 직교하도록 배열하는 단계, 상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 제조하는 단계, 몰드에 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계 및 상기 플라이(PLY)를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 제1 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트는 7 내지 10층의 모노필라멘트가 적층되고, 상기 제1 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 적층된 폴리에틸렌 필름은 저밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지며, 상기 적층된 모노필라멘트 중 2 내지 5층의 모노필라멘트에 적층된 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복을 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 압착하는 공정의 온도가 130, 압력이 200kg/cm2인 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복을 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층을 제조하는 단계, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층되며, 접착력이 2kgf 이상인 제1 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 양면에 폴리에틸렌 필름층을 적층시켜 제조한 양면 레이어(1st Layer)를 제조하는 단계, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층을 제조하는 단계, 상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되며, 접착력이 2kgf 이상인 제3 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계, 상기 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 단면에 폴리에틸렌 필름층을 적층시켜 제조한 단면 레이어(2nd Layer)를 제조하는 단계, 상기 양면 레이어(1st Layer)와 단면 레이어(2nd Layer)를 적층하여 제조된 플라이(PLY)를 제조하는 단계,몰드에 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계 및 상기 플라이(PLY)를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복은 바인더가 필름으로만 되어있어 냄새가 나지 않는 친환경적인 공법을 사용할 수 있고, 보관시 냉동보관하지 않아도 되며, 시트의 신축성(Flexible)이 향상되어 방탄복 제조시 탄에 의한 충격 전달 및 분배가 용이하여 방탄성능 및 방탄복 경량화 향상이 가능한 장점이 있다.
또한, 일방향 아라미드 시트의 보호층인 폴리에틸렌 필름의 접착력이 2kgf 이상으로 방탄성능이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 직교로 배열하고, 그 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열시켜 제조한 플라이(PLY)의 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 2는 단면 레이어 및 양면 레이어를 적층시켜 제조한 플라이(PLY)의 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 3은 제1 레이어(1st Laer), 제2 레이어(2nd Layer) 및 단면 레이어의 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 4는 양면 레이어의 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 5는 방탄성능을 평가하기 위한 것으로, 실시예 2 및 비교예 2을 적용하여 일방향 아라미드 시트의 무게(kg) Vs v50(m/sec)의 그래프를 도시한 것이다.
도 6은 방탄성능을 평가하기 위한 것으로, 실시예 3 내지 7 및 비교예 3 내지 7을 적용하여 일방향 아라미드 시트의 무게(kg) Vs v50(m/sec)의 그래프를 도시한 것이다.
이하 도면과 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예 등에서 사용된 용어 등은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시한 것에 불과할 뿐 본 발명의 청구범위가 이에 한정되어 해석되어서는 아니됨은 명백하다.
본 발명은 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름인 바인더 층으로 구성된 방탄복에 관한 것으로, 일방향 아라미드 시트는 크게 폴리에틸렌 필름/ 아라미드 층/ 폴리에틸렌 필름/ 아라미드 층/ 폴리에틸렌 필름으로 구성되며 제조방법은 하기에 상세하게 설명한다.
첫 번째 공정에서 멀티필라멘트는 수백 개의 모노 필라멘트로 이루어져 있고, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트는 7 내지 10층의 모노 필라멘트가 적층된 형태이다. 그리고 폴리에틸렌 필름은 적층된 모노 필라멘트 중 2 내지 5층의 모노 필라멘트에 바인더로서 적층(Laminating) 된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트와 상기 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 접착력이 2kgf 이상인 폴리에틸렌 필름을 적층시킨 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 형성한다. 따라서, 필름을 벗겨낼 경우 접착되어 있는 원사와 함께 분리되어 보호필름만을 벗겨낼 수 없다.
본 발명에 있어서, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층의 무게는 180 내지 210g/m2이며, 아라미드 섬유의 배열을 효과적으로 하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 상하, 좌우, 공기 진동기(AIR vibrator)를 이용한 개섬을 실시하는 것을 특징으로 한다.
두 번째 공정은 플라이(PLY)를 제조하는 공정으로, 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 직교하도록 배열하고, 그 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 형성한다. 본 발명에서 아라미드 원사의 전체 폭보다 필름의 폭이 넓은 것이 바람직하다.
본 발명의 플라이(PLY)를 제조하는 또 다른 공정은, 일방향으로 배열된 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층되며 접착력이 2kgf 이상인 제1 폴리에틸렌 필름층과 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층으로 구성된 양면 레이어(1st Layer)를 제조하고, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 상기 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층과 상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되며 접착력이 2kgf 이상인 제3 폴리에틸렌 필름층으로 구성된 단면 레이어(2nd Layer)를 제조한 후, 상기 양면 레이어(1st Layer)와 상기 단면 레이어(2nd Layer)를 적층하여 플라이(PLY)를 형성한다.
본 발명의 플라이(PLY) 제작에 있어서, 폴리에틸렌 필름이 아라미드 멀티필라멘트 원사의 단면에 있는 것을 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)라고 할 때, 제1 레이어(1st Layer)/ 제2 레이어(2nd Layer)는 0/90인 직교로 배열된 형태로 적층된 플라이(PLY)를 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 일방향 아라미드를 제작할 때 요구에 맞게 각도조절을 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 플라이(PLY) 제작에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리에틸렌 필름이 아라미드 멀티필라멘트 원사의 단면에 있는 것을 단면 레이어(2nd Layer) 및 폴리에틸렌 필름이 아라미드 멀티필라멘트 원사의 양면에 있는 것을 양면 레이어(1st Layer)라고 할 때, 단면 레이어(2nd Layer)/ 양면 레이어(1st Layer)는 0/90인 직교로 배열된 형태로 적층된 플라이(PLY)를 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 일방향 아라미드를 제작할 때 요구에 맞게 각도조절을 할 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 단면 레이어는 도 3에 도시된 공정에 의해 제조될 수 있으며, 상기 양면 레이어는 도 4에 도시된 공정에 의해 제조될 수 있다.
세 번째 공정은 몰드(Mold)에 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온 가압 하에 압축공정을 실시하는데, 이 공정의 압축 온도와 압력에 의해 플라이(PLY)의 강도(Stiffness) 및 신축성(Flexibility)이 결정된다. 압축공정에서 가온 가압 시 필름이 프레스(Press)에 달라붙지 않게 하기 위해 프레스용 이형지를 사용하였고, 효과적으로 필름을 투입하기 위해 이형지와 필름이 접촉한 상태로 적어도 1개 이상의 지지롤러(Tension Roll)을 통과함으로서 균일한 필름투입이 가능하게 하였으며, 프레스용 이형지와 플라이(PLY)를 가온 가압하여 완전히 밀착시켰다. 가온 가압 하에 압축공정을 통해 플라이(PLY) 내부의 전체 모노 필라멘트 사이에 폴리에틸렌 필름이 스며들고 층간 접착이 이루어진다.
본 발명에서 폴리에틸렌 필름은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE;Low density polyethylene) 필름이 바람직하고, 압축 온도는 130, 압력은 200kg/cm2, 처리시간은 1min 이상이 바람직하다.
네 번째 공정은 플라이(PLY)를 냉각하는 것으로, 플라이(PLY)의 형태를 유지하기 위해 프레스용 이형지와 플라이(PLY)를 바로 분리하지 않고 완전히 식을 때까지 기다린 후 분리하여 형태안정성을 보존하였다.
상기와 같은 방법으로 제조된 일방향 아라미드 시트와 PE필름인 바인더 층으로 구성된 방탄복은 방탄성능(v50)이 530m/s 이상으로 그 성능이 우수한 특징을 가진다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 발명이 이에 한정되는 것은 아니될 것이다.
실시예 1
일방향 아라미드 시트의 표면에 폴리에틸렌 필름을 보호필름 및 바인더(폴리에틸렌 필름에 아라미드 원사가 접착됨)의 역할을 하는 용도로 사용하여 시트를 제조하였다.
비교예 1
일방향 아라미드 시트의 표면에 울트라 박막 폴리에틸렌 필름(Ultra Thin PE film)을 보호필름 용도로 사용하여 시트를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 방탄복을 KS M ISO 8510-2 (접착제-연성-강성 피착재가 접착된 시험편의 박리시험-제2부:180 박리)에 의거하여 크기 25mm*200mm로 시편을 제작하여 필름부분을 윗 그립(grip)에 아라미드 원사 부분을 아래 그립(grip)에 고정시킨 후, UTM 장비를 이용하여 인장시험[Peel(Strength) Test]을 실시하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
시편 내역 필름 박리시 강력(kgf)
실시예 1 3.3
비교예 1 0.2543kgf
상기 실시예 1과 같이 폴리에틸렌 필름에 아라미드 원사가 접착되어 필름을 벗겨내려면 접착되어 있는 원사와 함께 벗겨내야 했다. 하지만, 비교예 1과 같이 울트라 박막 폴리에틸렌 필름(Ultra Thin PE film)을 보호필름의 용도로 사용할 경우 표면과의 접착력이 400gf 이하로 매우 낮게 나타났다.
실시예 2
직교로 배열된 아라미드 멀티 필라멘트층(0/90)을 적층하여, 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하고, 온도 130, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편을 제작하였다.
비교예 2
직교로 배열된 아라미드 멀티 필라멘트층(0/90)을 적층하여, 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 열가소성 폴리우레탄(TPU; Thermoplastic polyurethane) 필름(0)을 배열하고, 온도 130, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편을 제작하였다.
실험예 2
상기 실시예 2 및 비교예 2에서 각각 제조된 시편을 NIJ-STD-010104 에 의거하여, 9mm, 124grain, FMJ 탄으로 V50BL test (Ballistic Limit Protection Test)를 통해 방탄 성능을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 2 및 도 5에 나타내었다.
시편 내역 A.D(g/m2) 겹수 v50
(m/sec)
실시예 2 202 25 535
비교예 2 200 25 473
상기 실시예 2과 같이 폴리에틸렌 필름을 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 배열하였을 때 무게가 202g/m2, v50이 535m/sec 이었고, 비교예 1과 같이 열가소성 폴리우레탄 필름을 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 배열하였을 때 무게가 200g/m2, v50이 473m/sec로 나타났다.
동일 면밀도를 갖는 일방향 아라미드 시트의 방탄 성능 평가 결과, 폴리에틸렌 필름을 사용하는 것이 열가소성 폴리우레탄 필름을 사용하는 것보다 11% 이상의 우수한 방탄성능이 나타남을 알 수 있었다.
실시예 3 내지 7
직교로 배열된 840d의 아라미드 멀티 필라멘트층(0/90)을 적층하여, 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하고, 온도 130, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편의 Total A.D(kg/m2)를 각각 3.5, 4.2, 4.6, 5 및 5.9로 하여 제작하였다.
비교예 3 내지 7
직교로 배열된 1500d의 아라미드 멀티 필라멘트층(0/90)을 적층하여, 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하고, 온도 130, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편의 Total A.D(kg/m2)를 각각3.5, 4.2, 4.6, 5 및 5.9로 하여 제작하였다.
실험예 3
상기 실시예 3 내지 7 및 비교예 3 내지 7에서 각각 제조된 시편을 NIJ-STD-010104 에 의거하여, 9mm, 124grain, FMJ 탄으로 V50BL test (Ballistic Limit Protection Test)를 통해 방탄 성능을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 3 및 도 6에 나타내었다.
Total A.D(kg/m2) 겹수 v50(m/sec)
실시예 3 3.5 25 390
실시예 4 4.2 25 415
실시예 5 4.6 25 429
실시예 6 5.0 25 442
실시예 7 5.9 25 471
비교예 3 3.5 25 390
비교예 4 4.2 25 410
비교예 5 4.6 25 419
비교예 6 5.0 25 427
비교예 7 5.9 25 446
동일한 무게의 방탄복 제작시, 상기 실시예 3 내지 7과 같이 840d의 원사를 사용할 경우, 비교예 3 내지 7과 같이 1500d의 원사를 사용하는 경우보다 방탄성능이 더 우수한 것을 알 수 있었다.

Claims (6)

  1. 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층되며, 접착력이 2kgf 이상인 제1 폴리에틸렌 필름층;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트의 배열방향과 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트의 연장방향이 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층;
    상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되며, 접착력이 2kgf 이상인 제3 폴리에틸렌 필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 아라미드 멀티필라멘트층은 7 내지 10층의 모노필라멘트가 적층되고,
    상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름층은 저밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지며, 상기 적층된 모노필라멘트 중 2 내지 5층의 모노필라멘트에 적층된 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 저연화점의 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복.
  3. 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 접착력이 2kgf 이상인 폴리에틸렌 필름을 적층시킨 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 제조하는 단계;
    상기 제1 레이어(1st Layer)의 폴리에틸렌 필름이 적층되지 않은 아라미드 멀티필라멘트의 일면과 제2 레이어(2nd Layer)의 폴리에틸렌 필름이 적층되지 않은 아라미드 멀티필라멘트층의 일면이 대면하고, 상기 제1 레이어(1st Layer)의 아라미드 멀티필라멘트층과 및 제2 레이어(2nd Layer)의 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트 연장방향이 직교하도록 배열하는 단계;
    상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 제조하는 단계;
    몰드에 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계; 및
    상기 플라이(PLY)를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트는 7 내지 10층의 모노필라멘트가 적층되고,
    상기 제1 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 적층된 폴리에틸렌 필름은 저밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지며, 상기 적층된 모노필라멘트 중 2 내지 5층의 모노필라멘트에 적층된 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 저연화점의 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계는 130의 온도, 200kg/cm2의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  6. 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층을 제조하는 단계;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층되며, 접착력이 2kgf 이상인 제1 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 양면에 폴리에틸렌 필름층을 적층시켜 제조한 양면 레이어(1st Layer)를 제조하는 단계;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층을 제조하는 단계;
    상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되며, 접착력이 2kgf 이상인 제3 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계;
    상기 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 단면에 폴리에틸렌 필름층을 적층시켜 제조한 단면 레이어(2nd Layer)를 제조하는 단계;
    상기 양면 레이어(1st Layer)와 단면 레이어(2nd Layer)를 적층하여 제조된 플라이(PLY)를 제조하는 단계;
    몰드에 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계; 및
    상기 플라이(PLY)를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
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