KR20240019558A - 방탄패드 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방탄패드 제조방법에 관한 것으로서, 고밀도의 재질을 가진 것으로 만들어지는 기존의 방판패드는 가격이 비싸며 단가가 높은 재료로 만들어지는 단점을 해소하여 섬유질에 의하여 총탄의 충격과 회전력을 효과적으로 감쇄하도록 하여 방탄 효과를 얻을 수 있도록 하기 위하여 개발된 것으로;
케블라 섬유와 아라미드 섬유 중 하나 이상의 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 60%의 단섬유 뭉치와, 열가소성인 폴리에스트 수지로 이루어지는 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 40%의 단섬유 뭉치를 각각 계량하여 준비하는 단섬유 준비단계와;
각각의 단섬유 뭉치를 풀어 헤쳐 하나 하나의 단섬유로 분리한 후 이를 챔버 안에서 두드리고 에어로 불어주는 타면기(打綿機)에 의하여 균일하게 혼합하는 단섬유 혼합단계와;
타면기에 의하여 일차로 풀어헤쳐진 단섬유를 침포(針布)로 빗질하여 한 올씩 분리하면서 가지런하게 만드는 소면기(梳綿機)를 통과하도록 하는 소면단계와;
소면공정이 끝난 후 중량을 체크한 후 크로스 랩퍼로 이동하여 복수의 겹으로 합쳐서 단섬유가 교차하여 적층되도록 하고, 니들펀칭기를 통과하여 단섬유가 불규칙하게 얽힌 부직포의 형상으로 만드는 펠트 제조단계와;
제조된 펠트가 복수 개의 로울러를 통과하도록 하여 160 ~ 180℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력에 의하여 열가소성인 폴리에스트 수지로 이루어진 단섬유가 녹아 다른 단섬유가 서로 융착되어 단단히 얽히면서 붙도록 하여 하나의 시트로 만드는 가압 융착단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 방탄패드 제조방법에 관한 것이다.
케블라 섬유와 아라미드 섬유 중 하나 이상의 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 60%의 단섬유 뭉치와, 열가소성인 폴리에스트 수지로 이루어지는 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 40%의 단섬유 뭉치를 각각 계량하여 준비하는 단섬유 준비단계와;
각각의 단섬유 뭉치를 풀어 헤쳐 하나 하나의 단섬유로 분리한 후 이를 챔버 안에서 두드리고 에어로 불어주는 타면기(打綿機)에 의하여 균일하게 혼합하는 단섬유 혼합단계와;
타면기에 의하여 일차로 풀어헤쳐진 단섬유를 침포(針布)로 빗질하여 한 올씩 분리하면서 가지런하게 만드는 소면기(梳綿機)를 통과하도록 하는 소면단계와;
소면공정이 끝난 후 중량을 체크한 후 크로스 랩퍼로 이동하여 복수의 겹으로 합쳐서 단섬유가 교차하여 적층되도록 하고, 니들펀칭기를 통과하여 단섬유가 불규칙하게 얽힌 부직포의 형상으로 만드는 펠트 제조단계와;
제조된 펠트가 복수 개의 로울러를 통과하도록 하여 160 ~ 180℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력에 의하여 열가소성인 폴리에스트 수지로 이루어진 단섬유가 녹아 다른 단섬유가 서로 융착되어 단단히 얽히면서 붙도록 하여 하나의 시트로 만드는 가압 융착단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 방탄패드 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 방탄패드 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 고밀도의 재질을 가진 것으로 만들어지는 기존의 방판패드는 가격이 비싸며 단가가 높은 재료로 만들어지는 단점을 해소하여 섬유질에 의하여 총탄의 충격과 회전력을 효과적으로 감쇄하도록 하여 방탄 효과를 얻을 수 있도록 하기 위하여 개발된 방탄패드 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 방탄(防彈)은 총알이나 수류탄의 파편 등을 막는 기술로서, 주로 군인이나 경호원 등을 위한 각종 방탄복이나 헬맷 등에서 부터 차량 등에 적용하여 피탄을 방지하는 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
가장 기본적인 기술로는 권총부터 더 발전된 형태는 소총의 총알이 관통되는 것을 방지하도록 플레이트의 형태로 제공되는 금속 또는 세라믹 소재의 판형 재질에서 섬유질로 제작하여 주로 강선에 의하여 회전하는 총알의 에너지를 효과적으로 분산 감소시켜 관통을 막도록 하는 섬유질을 이용한 것 등 다양한 종류가 있으며, 이를 복합적으로 적용한 형태도 있다.
현재 대부분의 방탄복의 경우 기본적으로 방탄재료를 고밀도화하여 충격에너지를 상쇄시키는 원리로 중량이 약 20kg에 달하여 착용 후 하중에 의하여 또 내장된 금속 또는 세라믹 재질의 방탄 플레이트에 의하여 움직임에 많은 제약과 부담이 발생한다는 문제점이 있다.
또한 동일한 구조를 차량에 적용하여 외부에 장착하였을 때 성형작약탄에 피탄되었을 때 발생하는 메탈제트에 의하여 쉽게 녹아 관통되는 문제점이 있었다.
이에 소총탄에서 성형작약탄에 이르기 까지 우수한 방탄효과를 가지면서 제작이 용이하고 가격이 저렴하여 방탄복에서 차량 등에 장착할 수 있도록 하는 방탄패드의 개발은 꾸준히 이루어지고 있는 상황이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 기존의 방탄복보다 중량이 가벼우면서 활동이 용이하면서 상대적으로 저렴한 가격으로 생산할 수 있도록 하는 방탄패드 제조방법을 개발하는 것에 있다.
또한, 차량 등에 간단히 장착하면서 열에 강한 방염효과를 얻을 수 있는 방탄패드 제조방법을 개발하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 케블라 섬유와 아라미드 섬유 중 하나 이상의 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 60%의 단섬유 뭉치와, 열가소성인 폴리에스트 수지로 이루어지는 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 40%의 단섬유 뭉치를 각각 계량하여 준비하는 단섬유 준비단계와;
각각의 단섬유 뭉치를 풀어 헤쳐 하나 하나의 단섬유로 분리한 후 이를 챔버 안에서 두드리고 에어로 불어주는 타면기(打綿機)에 의하여 균일하게 혼합하는 단섬유 혼합단계와;
타면기에 의하여 일차로 풀어헤쳐진 단섬유를 침포(針布)로 빗질하여 한 올씩 분리하면서 가지런하게 만드는 소면기(梳綿機)를 통과하도록 하는 소면단계와;
소면공정이 끝난 후 중량을 체크한 후 크로스 랩퍼로 이동하여 복수의 겹으로 합쳐서 단섬유가 교차하여 적층되도록 하고, 니들펀칭기를 통과하여 단섬유가 불규칙하게 얽힌 부직포의 형상으로 만드는 펠트 제조단계와;
제조된 펠트가 복수 개의 로울러로 구비된 혼합챔버를 통과하도록 하여 160 ~ 180℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력에 의하여 열가소성인 폴리에스트 수지로 이루어진 단섬유가 녹아 다른 단섬유가 서로 융착되어 단단히 얽히면서 붙도록 하여 하나의 시트로 만드는 가압 융착단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 한다.
아울러, 상기 단섬유 준비단계는 케블라 섬유와 아라미드 섬유 중 하나 이상의 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 35%의 단섬유 뭉치와, 유리섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 35%의 단섬유 뭉치와, 열가소성인 폴리에스트 수지로 이루어지는 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 30%의 단섬유 뭉치를 각각 계량하여 준비하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압 융착단계을 수행하여 제조된 시트를 복수 개를 겹치며, 겹쳐지는 면에는 폴리에스트 수지의 접착제 또는 폴리아마이드의 그래뉼을 용융시킨 후 도포하고 180 ~ 190℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력으로 합포하는 시트 합포단계를 추가로 수행함을 특징으로 한다.
아울러, 케블라 또는 아라미드 섬유사와 열가소성인 폴리에스트 수지 섬유사를 양면 환편기를 사용하여 이중직으로 편직하고, 가압 융착기를 160 ~ 180℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력으로 통과하도록 하여 폴리에스터 섬유사가 용융되어 표면과 이면의 케블라 또는 아라미드 섬유사를 압착하여 고착시키도록 하여 수분을 통과하지 않는 외피를 제조하는 외피 제조단계를 수행하고;
상기 시트 합포단계에서는 표면과 이면에 상기 외피 제조단계에서 제조된 외피를 배치하고 합포함을 특징으로 한다.
또한, 상기 외피 제조단계에서 유리 섬유사를 추가로 사용하여 편직하여 외피를 제조하고, 상기 시트 합포단계에서 표면과 이면 중 어느 하나 또는 양측에 유리 섬유사가 포함되는 외피를 배치하여 합포함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 탄환의 회전과 열에너지에 열가소성 수지가 녹으면서 케블라 섬유와 탄환의 표면에 엉겨붙으면서 탄환의 회전력을 포함하는 운동에너지와 분산하여 흡수함으로서 방탄효과를 얻을 수 있도록 하여 고밀도의 플레이트가 필요없으면서 저렴하게 생산할 수 있으며 가볍고 활동성이 우수한 방탄패드를 제공하는 효과가 있다.
또한, 유리섬유를 추가하여 성형작약탄과 충돌하였을 때 발생하는 고온의 메탈제트에 쉽게 녹지 않고 녹은 후에도 서로 엉키며 관통력을 감소하도록 하여 소총탄 뿐만 아니라 성형작약탄에도 방탄 성능을 가질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도
도 3은 도 2의 혼합챔버의 세부 구성을 도시한 개념도
도 4는 본 발명의 방탄패드 동작을 도시한 개념도
도 5는 본 발명의 제1 확대 실시 예에 따른 블록도
도 6은 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 블록도
도 7는 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도
도 3은 도 2의 혼합챔버의 세부 구성을 도시한 개념도
도 4는 본 발명의 방탄패드 동작을 도시한 개념도
도 5는 본 발명의 제1 확대 실시 예에 따른 블록도
도 6은 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 블록도
도 7는 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 개념도
이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도이고, 도 3은 도 2의 혼합챔버의 구성을 도시한 개념도로서, 케블라 섬유와 아라미드 섬유 중 하나 이상의 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 60%의 단섬유 뭉치와, 열가소성인 폴리에스트 수지(polyester)로 이루어지는 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 40%의 단섬유 뭉치를 각각 계량하여 준비하는 단섬유 준비단계(100)와;
각각의 단섬유 뭉치를 풀어 헤쳐 하나 하나의 단섬유로 분리한 후 이를 챔버 안에서 두드리고 에어로 불어주는 타면기(1 ;打綿機)에 의하여 균일하게 혼합하는 단섬유 혼합단계(200)와;
타면기에 의하여 일차로 풀어헤쳐진 단섬유를 침포(針布)로 빗질하여 한 올씩 분리하면서 가지런하게 만드는 소면기(2 ;carding machine, 梳綿機)를 통과하도록 하는 소면단계(300)와;
소면공정이 끝난 후 중량을 체크한 후 크로스 랩퍼(3 ;cross lapper)로 이동하여 복수의 겹으로 합쳐서 단섬유가 교차하여 적층되도록 하고, 니들펀칭기(4)를 통과하여 단섬유가 불규칙하게 얽힌 부직포의 형상으로 만드는 펠트 제조단계(400)와;
제조된 펠트가 복수 개의 로울러로 구비된 혼합챔버(5)를 통과하도록 하여 160 ~ 180℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력에 의하여 열가소성인 폴리에스트 수지(polyester)로 이루어진 단섬유가 녹아 다른 단섬유가 서로 융착되어 단단히 얽히면서 붙도록 하여 하나의 시트(6)로 만드는 가압 융착단계(500)의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 방탄패드 제조방법을 나타내었다.
보다 구체적으로 도 3에 도시된 상기 혼합챔버(5)는 복수개의 로울러가 중심축을 기준으로 상하 회전하는데, 로울러는 중심축을 기준으로 상부 및 하부에 텔프론 코팅된 Rubber belt가 각각 구비되고 히팅된 롤러에 니들펀칭기(4)를 통과하여 형성된 펠트가 유입되면 로울러의 상하 회전에 의해 해당 펠트가 고온의 열과 압력으로 열가소성의 폴리에스터 단섬유를 녹여 케블라 단섬유와 유리 단섬유들을 서로 융착하여 단단하게 얽히게 하여 고착시킨다.
본원의 방탄패드 제조과정에서 단섬유 준비단계(100)와 단섬유 혼합단계(200)와 소면단계(300)와 펠트 제조단계(400)에 이르는 일련의 과정은 섬유가 열에 쉽게 용융되는 열가소성 수지인 폴리에스트 그리고 강도와 탄성 그리고 진동의 흡수가 뛰어난 방탄소재로 주로 사용되는 아라미드 또는 케블라 섬유를 사용되는 것을 제외하면 일반적으로 부직포를 제조하는 과정과 동일한 제조공정을 거치게 된다.
다만 본원은 사용되는 단섬유가 일반적으로 부직포 계열에는 사용하지 않는 방탄 기능을 가진 섬유와 열가소성 수지로 이루어지며 폴리에스트 단섬유의 경우 본원이 수행하는 가압 융착단계(500)를 수행하면서 단섬유 즉 섬유의 형태가 아닌 녹으면서 다른 아라미드 또는 케블라 섬유의 표면과 밀착된 부분에 스며든 후 굳어지게 되어 기존의 부직포와 차별되는 형상을 이루게 되는 것이 본원의 주요 특징이라고 할 수 있다.
이러한 가압 융착단계(500)를 수행하면 일반적으로 표면이 돌출된 섬유의 끝단으로 인하여 부드러운 느낌을 가지거지만 용융된 후 굳은 폴리에스트에 의하여 매끄러운 표면을 가지며 그 사이에 미세한 공간이 형성되는 특성을 가지게 된다.
또한 중요한 방탄 기능에서는 총알에 의한 충격에는 전술한 미세한 공간들에 의한 탄력성과 충격에 의한 인장력이 고착된 섬유들을 통하여 분산 완충하게 되어 충격을 완화시키게 되고, 총알의 회전력에는 단순한 섬유의 얽힘이 아니라 발생하는 열에 폴리에스터가 녹으면서 총알의 표면과 아라미드 또는 케블라 섬유에 녹아 엉킴으로 섬유만 있을 경우보다 마찰력이 더욱 증가하여 회전력을 빠르게 감쇄시키게 된다.
이때 본원의 펠트 제조단계(400)에서는 약 500gsm 즉 1㎡의 원단의 무게가 500g이 되도록 제조를 하는 것이 제조가 용이하지만 이 경우 원단의 두께가 방탄효과를 가지기에 부족하므로; 상기 가압 융착단계(500)을 수행하여 제조된 시트(6)를 복수 개를 겹치며, 겹쳐지는 면에는 폴리에스트 수지의 접착제 또는 폴리아마이드의 그래뉼을 용융시킨 후 도포하고 180 ~ 190℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력으로 합포하는 시트 합포단계(600)를 추가로 수행하는 실시 예를 추가로 제시하였다.
이러한 상기 시트 합포단계(600)는 방탄복에 적용할 때 성능의 요구사항이 권총과 파편일 경우와 소총탄에 대한 방어력을 가지길 요구하는 경우 등의 상황에 따라 복수 개를 겹쳐 합포하도록 하는 것으로 최적의 방탄 성능과 최소한의 무게를 가지도록 다양한 규격으로 생산할 수 있는 것이다.
또한 기존에 플레이트 형식으로 추가적으로 삽입하는 고밀도의 금속 또는 복합제가 필요하지 않기 때문에 무게가 가벼우면서 접히는 성질에 의하여 활동성이 보장되며 생산단가도 절반 정도로 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 본원의 방탄패드는 방탄의 성능을 강조하고 있지만 충격이나 뾰족한 물체에 쉽게 뚫리지 않고 완충 효과를 가지는 면에서는 축구공과 같은 스포츠 용으로 차량용 시트, 보호장갑, 아대 등 다양한 분야에서 사용이 가능하며 최적의 형태로 즉 두께를 가지도록 시트 합포단계에서 겹쳐지는 수를 결정함이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 방탄패드 동작을 개념도를 도시한 것으로 첨부된 1 내지 4를 참조하여 방탄패드 제작을 위한 내부 동작 절차를 살펴보면, 상기 니틀펀칭기(4)를 통과하여 구비된 단섬유의 펠트와 펠트를 접착시키기 위해 펠트과 고정롤러(S3)과 압착롤러(S4) 사이로 유입되고, 타 롤러(S8)와 롤러(S9)로 롤러의 상하 운동에 따라 펠트가 유입되면 홉퍼(S1)의 고분자 접착제를 유출되도록 한다.
이때 홉퍼(S1)의 동작에 따라 과잉 공급되는 고분자 접착제는 접착제 제거용 수단(칼)(S5)에 의해 제거된다.
상기 고정롤러(S3)과 압착롤러(S4) 및 타 롤러(S8)와 롤러(S9)로 사이로 각각 유입되는 펠트는 홉퍼(S1)의 접착제에 의해 펠트 표면에 안착되게 된다.
보다 구체적으로, 테프론 코팅된 롤러(S3)를 상향으로 압력을 주어 유입된 펠트와 크롬도금된 오일히트 롤러(S6, S7) 사이에 펠트가 유입될 때 홈퍼(S1)의 접착제가 유출되도록 하여 타 롤러(S8)와 롤러(S9)로 사이로 유입되는 펠트와 각각 접착되도록 한다. 이때 압력(5kg/㎤)과 온도(180℃)로 인가되도록 한다.
이후, 각각 접착된 펠트는 복수개의 로울러가 중심축을 기준으로 상하 회전하는 혼합챔버(5)로 이송되는데, 이송된 펠트는 온도(180℃)와 압력(5kg/㎤)에 의해 완전히 접착된다. 세부적으로, 전체 길이가 10m로 구비된 롤러(S10, S11)가 하나의 세트로 상하로 움직이고, 롤러(S10) 및 롤러(S11) 사이에 플레이트가 고정되고 테프론 벨트로 회전한다.
상기 고정롤러(S3, S7)와 압착롤러(S4, S6)을 통과하여 구비된 펠트는 플레이트에 의해 고정된 롤러(S10) 및 롤러(S11)는 테프론 벨트의 회전에 의해 일정한 압력이 유지되어 동작하게 된다.
세부동작을 살펴보면, 케블라 또는 아라미드 단 섬유들을(staple fibers) bale open, 그리고 thermo plastic staple fiber(폴리에스터 접착성 단섬유)의 bale open, 또는 glass staple fiber(유리 단 섬유) bale open하여. 각 종류별 개량하여 각 30%씩 mixing후 beating and blowing하여 균일하게 혼합챔버(5)에서 혼합하는데, 홈퍼(S1)에 이송하여 air로 blowing하여 mixing한다
이렇게 mixing된 원료를 carding machine(소면기)(1)에 이송하여 carding(소면기)(1)하여 web상태로 만들고, 소면은carding은 원통의 회전체에 방향이 다른 침포의 빗질로 섬유를 가지런하게 하는 역할을 한다
이 web을 개량하여 필요한 중량으로 web의 두께와 중량을 조정하면 carding(소면기)공정이 끝난 web을 다시 개량하여 중량을 확인한 후 필요에 띠라 중량별 2겹, 4겹 합처서 크로서 랩퍼(3)기로 이송하여 각 단 섬유들을 불규칙적으로 얽키게 하여 일정한 두께와 중량의 web을 만든다,
상기의 절차에 의해 구비된 web을 니들펀칭기(4)로 이송하여 수 많은 needle, 즉 침포가 상하로 움직여서 각 단섬유 들을 서로 얽히게 하여 일정한 두께의 felt 즉 부직포를 만든다.
이렇게 형성된 펠트를 press and melting chamber에서 고온의 열과 압력으로 열가소성의 폴리에스터 단섬유를 melting시켜 케블라 단섬유와 유리 단섬유들을 서로 융착하여 단단하게 얽히게 하여 고착시킨다.
이것이 일차적인 방탄패드의 공정이며 약 500gsm의 중량으로는 방탄 효과가 미비하므로 이를 다음 공정에서 서로 합포하여, 필요에 따라서 2겹, 4겹, 6겹의 합포를 통해서 필요한 방탄의 효과를 구현한다.
상기의 절차에 의해 구비된 web 2겹을 pressing & fusing chamber인 혼합챔버(5)로 이송하여 150℃ 이상의 열과 5 ~ 66kg/㎤의 압력으로 2장의 펠트를 서로 합포하고, 동시에 케블라 섬유, 아라미드 섬유, 그리고 열가소성의 폴리에스트 펠트를 다시 한번 melting시켜 펠트의 견고성을 배가 시킨다.
각 felt를 laminating(합포)하는 것은 화염을 일으키지 않은 아크릴 고분자가 적합한데, 아크릴 고분자는 열경화성으로 열에 대해 형태 안정성이 있다.
도 5은 본 발명의 제1 확대 실시 예에 따른 블록도로서, 상기 단섬유 준비단계(100)는 케블라 섬유와 아라미드 섬유 중 하나 이상의 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 35%의 단섬유 뭉치와, 유리섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 35%의 단섬유 뭉치와, 열가소성인 폴리에스트 수지(polyester)로 이루어지는 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 30%의 단섬유 뭉치를 각각 계량하여 준비하여 이루어짐을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.
이러한 실시 예는 방탄의 목적은 의복 뿐만 아니라 각종 군용 전술차량에 적용하여 차량의 외부에 부착하여 방탄의 효과를 가지도록 할 수도 있으며, 이때 차량은 일반 총탄이나 파편 이외에도 성형작약탄의 표적이 될 수 있고 성형작약탄은 충돌 후 폭발하면서 발생하는 메탈제트가 강한 열로 금속을 녹이면서 관통하는 특성을 가지고 있어 일반 방탄패드로 방어가 힘들다는 특징이 있다.
하지만 35%의 유리섬유는 녹는점이 1200℃ 이상으로 이러한 메탈제트에 녹지 않아 방염의 효과를 가지게 되어 성형작약탄에 대한 방호력을 획득할 수 있게 되는 것이다.
이때 펠트 제조단계(400)에서는 대인용이 500gsm인 반면에 1000gsm으로 제작한 후 합포하도록 함이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 실시 예이며, 도 7은 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 개념도로서, 케블라 또는 아라미드 섬유사와 열가소성인 폴리에스트 수지 섬유사를 양면 환편기(Double circular knitting machine)를 사용하여 이중직으로 편직하고, 가압 융착기(fusing press machine)를 160 ~ 180℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력으로 통과하도록 하여 폴리에스터 섬유사가 용융되어 표면과 이면의 케블라 또는 아라미드 섬유사를 압착하여 고착시키도록 하여 수분을 통과하지 않는 외피(7)를 제조하는 외피 제조단계(700)를 수행하고, 상기 시트 합포단계(600)에서는 표면과 이면에 상기 외피 제조단계(700)에서 제조된 외피(7)를 배치하고 합포함을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.
이러한 외피는 기존의 시트(6)는 내부에 미세 공간이 있어 우천시 물이 쉽게 침투하고 표면이 매뜬하지 않은 단점이 있으며 이러한 단점을 해소하고 방탄 효과를 높일 수 있도록 하기 위하여 추가로 제시한 실시 예이다.
이때 양면 환편기에 의하여 두 종류의 섬유사를 편직하는 것은 일반적인 사항이지만 편직하는 형태는 용융되는 폴리에스터 섬유사의 분표와 양 그리고 편식형상에 따라 차이가 발생하므로 사용 목적에 따라 최적의 것을 골라 제작하는 것이 바람직하다.
또한 차량용의 경우 전술한 예와 유사하게 상기 외피 제조단계(700)에서 유리 섬유사를 추가로 사용하여 편직하여 외피(7)를 제조하고, 상기 시트 합포단계(600)에서 표면과 이면 중 어느 하나 또는 양측에 유리 섬유사가 포함되는 외피(7)를 배치하여 합포화도록 하여 방염의 성질을 부여함이 바람직하다.
또한 이러한 외피는 시트 합포단계(600)에서 합포할 수 있고 내측까지 충분한 열이 전달되지 않을 경우에는 일차적으로 시트를 합포하고 추가적으로 외피를 합포하도록 함이 바람직하다.
1 : 타면기 2: 소면기
3 : 크로스 랩퍼 4 : 니들펀칭기
5 : 혼합챔버 6 : 시트
7 : 외피
100 : 단섬유 준비단계 200 : 단섬유 혼합단계
300 : 소면단계 400 : 펠트 제조단계
500 : 가압 융착단계 600 : 시트 합포단계
700 : 외피 제조단계
3 : 크로스 랩퍼 4 : 니들펀칭기
5 : 혼합챔버 6 : 시트
7 : 외피
100 : 단섬유 준비단계 200 : 단섬유 혼합단계
300 : 소면단계 400 : 펠트 제조단계
500 : 가압 융착단계 600 : 시트 합포단계
700 : 외피 제조단계
Claims (5)
- 케블라 섬유와 아라미드 섬유 중 하나 이상의 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 60%의 단섬유 뭉치와, 열가소성인 폴리에스트 수지(polyester)로 이루어지는 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 40%의 단섬유 뭉치를 각각 계량하여 준비하는 단섬유 준비단계(100)와;
각각의 단섬유 뭉치를 풀어 헤쳐 하나 하나의 단섬유로 분리한 후 이를 챔버 안에서 두드리고 에어로 불어주는 타면기(1 ;打綿機)에 의하여 균일하게 혼합하는 단섬유 혼합단계(200)와;
타면기에 의하여 일차로 풀어헤쳐진 단섬유를 침포(針布)로 빗질하여 한 올씩 분리하면서 가지런하게 만드는 소면기(2 ;carding machine, 梳綿機)를 통과하도록 하는 소면단계(300)와;
소면공정이 끝난 후 중량을 체크한 후 크로스 랩퍼(3 ;cross lapper)로 이동하여 복수의 겹으로 합쳐서 단섬유가 교차하여 적층되도록 하고, 니들펀칭기(4)를 통과하여 단섬유가 불규칙하게 얽힌 부직포의 형상으로 만드는 펠트 제조단계(400)와;
제조된 펠트가 복수 개의 로울러로 구비된 혼합챔버(5)를 통과하도록 하여 160 ~ 180℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력에 의하여 열가소성인 폴리에스트 수지(polyester)로 이루어진 단섬유가 녹아 다른 단섬유가 서로 융착되어 단단히 얽히면서 붙도록 하여 하나의 시트(6)로 만드는 가압 융착단계(500)의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 방탄패드 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 단섬유 준비단계(100)는 케블라 섬유와 아라미드 섬유 중 하나 이상의 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 35%의 단섬유 뭉치와, 유리섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 35%의 단섬유 뭉치와, 열가소성인 폴리에스트 수지(polyester)로 이루어지는 섬유를 짧게 절단하여 이루어지는 중량비 30%의 단섬유 뭉치를 각각 계량하여 준비하여 이루어짐을 특징으로 하는 방탄패드 제조방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 가압 융착단계(500)을 수행하여 제조된 시트(6)를 복수 개를 겹치며, 겹쳐지는 면에는 폴리에스트 수지의 접착제 또는 폴리아마이드의 그래뉼을 용융시킨 후 도포하고 180 ~ 190℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력으로 합포하는 시트 합포단계(600)를 추가로 수행함을 특징으로 하는 방탄패드 제조방법.
- 제 3항에 있어서,
케블라 또는 아라미드 섬유사와 열가소성인 폴리에스트 수지 섬유사를 양면 환편기(Double circular knitting machine)를 사용하여 이중직으로 편직하고, 가압 융착기(fusing press machine)를 160 ~ 180℃의 열과 5 ~ 10 ㎏/㎠의 압력으로 통과하도록 하여 폴리에스터 섬유사가 용융되어 표면과 이면의 케블라 또는 아라미드 섬유사를 압착하여 고착시키도록 하여 수분을 통과하지 않는 외피(7)를 제조하는 외피 제조단계(700)를 수행하고;
상기 시트 합포단계(600)에서는 표면과 이면에 상기 외피 제조단계(700)에서 제조된 외피(7)를 배치하고 합포함을 특징으로 하는 방탄패드 제조방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 외피 제조단계(700)에서 유리 섬유사를 추가로 사용하여 편직하여 외피(7)를 제조하고, 상기 시트 합포단계(600)에서 표면과 이면 중 어느 하나 또는 양측에 유리 섬유사가 포함되는 외피(7)를 배치하여 합포함을 특징으로 하는 방탄패드 제조방법.
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