KR830001175B1 - 방탄 헬멧 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1도는 연속 필라멘트 섬유를 헬멧 모양의 다공성 스크린상에 위치시키는 것을 예시한 투시도.
제 2도는 건조 상태의 연속 필라멘트 섬유의 1차 형체를 예시한 투시도.
제 3도는 수지용액을 제 2도에 예시한 건조상태의 형체에 실시하는 것을 예시한 투시도.
제 4도는 지지스크린에서의 다수의 각기 다른 크기의 헬멧모양의 1차 형태를 예시한 투시도.
제 5도는 강제순환공기를 이용한 건조 오븐(oven)중에 세개의 1차 형체를 장입한 것을 예시한 투시도.
제 6도는 가열된 금속제의 성형틀에 1차 형체를 겹쳐 쌓아둔 투시도.
제 7도는 압축된 1차 형체의 지느러미 부분을 제거하기 전 상태를 예시한 투시도.
본 발명은 적층물로 된 방탄 헬멧 제조방법에 관한 것이다. 여러가지 형태의 방탄 헬멧이 최근까지 군대에서 사용되어져 왔고 2차대전시의 금속헬멧에 다소간 대신하여 플라스틱제 헬멧이 나오고 있다. 불행히도 충분한 방탄성의 것으로 되어 있는 플라스틱제 헬멧은 비교적 무겁다. 근래에 와서 듀폰사에서 키브라(KEVLAR)라는 상표로 시판되고 있는 아라미드(aramid)섬유와 같은 아라미드 섬유를 사용하여 제직(製織)한 것을 패턴 절단(rattern cut)하여 성형하여 헬멧으로 만들고 있다. 이 과정은 시간 소모적인 것일뿐만 아니라 폐기물 스크랩을 낭비하기 때문에 비경제적인 것이었다. 따라서 본 발명의 일반적인 목적은 경제성이 있는 방탄 헬멧을 제조하는데 있다. 또한 본 발명의 특수한 목적으로서는 아라미드 연속 필라멘트 또는 유리섬유를 연사, 경사 또는 다발을 사용하여 적층시켜 방탄헬멧을 제조하는데 있다. 또 다른 목적으로는 비교적 경량이면서도 방탄성이 충분히 있는 헬멧을 제조하는데 있다.
본 발명의 특징은 확보가 용이한 재료와 요소를 활용하여 방탄헬멧을 실용적으로 만드는 방법에 관한 것이며, 본 발명에 의한 공정을 사용하여 그다지 폐기물이 나오지도 않게 하면서 헬멧재료를 활용할 수 있다는 것이며, 여러가지 다른 모양의 헬멧이 필요할 때도 이를 충분히 만들 수 있다는데 있다. 본 발명에서는 섬유의 연속 필라멘트속(束)이나 연사 또는 경사 등을 일차 헬멧형체상에 위치시킨다.
섬유를 이 형체상에 위치시키기 전후에 연속 필라멘트를 수지를 사용하여 도포하거나 함침시킨다. 이러한 작업 방식을 여러 크기의 헬멧 모양의 형체에 대해 반복하여 겹쳐 쌍을 수 있는 다수의 헬멧모양의 1차형체를 제조한다. 상기 1차 형체들을 서로 해당되는 부분에 겹쳐쌓고 성형하여 접합된 적층 방탄헬멧을 제조하는 것이다. 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상술하기로 한다. 여기서 사용되는 용어는 다음과 같은 뜻을 가지고 있다.
1. 필라멘트―섬유질 물질의 최소단위
2. 속(束)―평행한 필라멘트의 묶음
3. 연사( )―연속 필라멘트로 된 속(束)을 꼬아 만든 것
4. 경사―연속 필라멘트로 된 속(束)을 꼬임처리하지 않은 것
5. 가닥―경사와 동일한 뜻
6. 조사(roving)―다수의 경사나 가닥을 꼬지 않고 평행한 상태로 모아서 된 것
제 1도에서는 헬멧모양의 구멍이 많은 스크린(12)상에 연속 필라멘트속(束)(10)을 부착시키는 것을 나타낸 것이다. 송풍기를 사용하여 구멍이 형성된 지지요소(16)와 흡입 파이프(18)를 통해서 스크린(12)의 내부쪽에 흡입작업을 실시하는 것이 바람직하다. 송풍기(14)를 통하여 나오는 배기(排氣)는 통상의 배기 파이프(20)속으로 통과하여 빠져나가게 된다.
헬멧모양의 형체(2)상에 연속 필라멘트속(10)을 위치시키기 위해서 여러가지 방법을 사용할 수 있다. 기계적인 로울러(도시되지 않음)를 사용하거나 제 1도에 예시한 바와 같은 에어건(air gun)(22)으로 부터 나오는 기류(氣流)중에 연속 필라멘트속(10)을 연행시켜서 위치시킬 수도 있다.
제 2도에서는 제 1도에서와 같이 헬멧모양의 형체(12)상에 연속 필라멘트속(10)을 위치시켜서 된 연속 필라멘트속의 1차 형체층(24)를 도시한 것이다. 제 2도에 도시한 연속 필라멘트 1차 형체층(24)는 건조 상태의 것이다. 1차 형체를 만든 후, 수지를 바람직하게는 용액상태의 것으로 하여, 제 3도에 도시한 바와 같이 분무하거나 기타 통상의 기구를 사용하여 1차 형체층(24)에 적용한다. 헬멧모양의 형체(12)상에 속(束)을 위치시키기 전 또는 후에 연속적인 속(束)(10)위에 수지를 도포하거나 속에 함침시키는 것은 이 분야에 숙련된 자라면 인식할 것이다.
제 4도에서는 여러가지 크기의 연속 필라멘트속으로 된 1차 형체층(24a, 24b, 24c)를 각기 상응하는 다공성 스크린(26a―26c)상에 지지시킨 것을 나타낸 것이다. 제 3도에서처럼 수지용액을 적용한 후 용매를 증발시켜 버리고 1차 형체층(24a, 24b, 24c)을 쌓기 전에 우선 수지를 경화시킨다.
이때 1차 형체(24a, 24b, 24c)에 함유된 수지를 제 5도에 있는 바와같은 가열된 공기순환식 오븐(28)중에서 열처리하여 B단계의 수지로 만들고 용매를 제거하는 것이 좋다. 오븐 처리가 끝나면 1차 형체층들을 오븐(28)에서 끄집어내어 서로 해당되는 부분에 겹쳐쌓고 가열된 압축성형틀(30)중에 장입한다. 이 단계에서는 겹쳐쌓은 1차 형체들을 직접 압축 성형하거나 예비압축하여 예비성형된 헬멧(32)으로 만들 수 있다. 예비압축 성형단계를 적용하는 경우에는 성형틀(30)은 연속 필라멘트속으로 된 1차 형체의 일부를 전단(剪斷)시켜, 용이하게 제거할 수 있는 지느러미 부분(34)을 남긴다. 이 부분(34)을 제거한 후 예비압축된 1차 형체의 헬멧(32)을 성형틀(30)에 넣고 가열, 가압하여 성형한다.
[실시예 1]
연속 필라멘트속(10)을 헬멧모양의 1차형체 스크린(12)상에 직접 송입시켜 1차형체를 여러가지 두께와 중량으로 만든다. 이때 1차 형체의 중량을 50g(KEVLAR 중량)으로 하면 가장 좋다. 구멍이 많은 스크린상에 키브라 29조사(15,000 데니어)를 송입하여 1차 형체를 만든다. 스크린을 통과하는 공기 유입속도를 100ft/sec정도의 고속으로 하여 분무시킨 연속섬유가 스크린상의 제위치에 유지되게 한다. 키브라의 분무중량을 정확히 조절하자면 1g발란스(balanse)상에서 키브라 로올(roll)을 미리 칭량(秤量)하여 50g단위로 조절한다. 중량이 평형에 도달하면 스크린상에 50g을 위치시킨다.
수지량을 정확히 위치시킨다는 것은 어려운 일이다. 본 발명에서 사용한 수지(예컨대 페놀계 폴리비닐 부티랄)을 변성에탄올로서 1차로 4:1로 희석하고 이어서 8:1로 용량기준으로 희석한다. 이 용액을 통상의 분무장치를 사용하여 1차 형체상에 분무한다. 작업자에 따라서 8:1로 희석시킨 것의 수지함량은 22―27중량%의 범위로 된다. 본 발명에 의할 것 같으면 수지함량을 중량으로 20―30%로 하여 최대한의 방탄특성이 발휘되도록 해야하는 것이 바람직한 것으로 믿어진다.
1차 형체 각각을 강제 공기순환식 오븐중에서 65.6℃에서 4시간 가열하여 공기건조 시킨다. 이 건조시간과 건조온도에서 미량으로 존재하는 전 알코올을 제거하게 되므로 해서 B단계의 페놀계수지로 된다. 제일 처음 작업에서 크기가 10가지인 각기 다른 1차 형체 20개를 만들어 성형틀에 넣어 성형한다.
이렇게 하여서 된 헬멧 1차 형태에는 약 1000g정도의 키브라 함량을 가지며 최종 가공이 끝난 헬멧성형물에 대해서는 거의 약간 정도 감소된 변화가 있을 뿐이다. 수지 함량에는 다소 변화가 있겠지만 성형이된 헬멧은 물성시험에 사용할 수 있을 정도로 적합한 것이다. 키브라로 된 연속 필라멘트를 사용하여 만든 방탄 헬멧의 성형압은 온도 132―149℃에서 45분―1시간동안 697.5kg/m2(5000psi)정도이다. 성형된 헬멧의 변두리 쓸모없는 부분을 떼어내고 종래의 방법으로 가공한다. 17그러엔(grain)의 총열이 12"인 22구경의 장치를 사용하여 방탄시험을 행한 결과 연속 필라멘트 키브라 섬유로 된 것에 대해서는 다음과 같이 요약되었다.
헬멧의 부분밀도 1ft2당 30온스
[실시예 2]
헬멧부분 밀도 1ft2당 38온스에 대한 제품제조 및 시험
부분밀도가 38온스로서 무게가 무겁고 두께가 두꺼운 것을 제조하는 방법은 실시예 1과 거의 같으나 성형시 25층의 1차 형체들을 사용한 것만이 다르다. 실시예 1과 같이 하여 방탄시험을 한 결과는 다음과 같다.
이상과 같이 두 가지 셋트의 예에서 행한 시험결과를 보면 방탄 헬멧은 만족스러운 성능을 가지고 있음을 알 수 있다. 위의 결과에서 나온 V50평균 등급을 보면 본 발명에 의한 방탄헬멧은 필요로 하는 방탄특성을 충족하고 있음을 알 수 있고 또한 키브라외에도 기타 합성섬유를 단독 또는 유리섬유와 나일론 같은 기타 합성섬유와 더불어 사용할 수도 있으며 아울러 유리섬유나 나일론만을 사용하여 본 발명에 의한 방법을 실시할 수도 있음을 알 수 있다.
Claims (1)
- 다수의 겹쳐 쌓을 수 있는 헬멧모양의 수지함유 1차 형체를 만들고, 상기 다수의 1차 형체들을 해당되는 부분에 겹쳐쌓고, 겹쳐쌓은 1차 형체들을 성형하여 접합된 적층 헬멧을 만드는 통상의 헬멧 제조방법에 있어서, 연속 필라멘트속(10)을 사용하여 스크린(12)상에 직접 위치시켜 1차 형체를 만드는 것을 특징으로 하는 방탄헬멧 제조방법.
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| KR1019790001601A KR830001175B1 (ko) | 1979-05-17 | 1979-05-17 | 방탄 헬멧 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20150066207A (ko) * | 2013-12-06 | 2015-06-16 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 방탄 헬멧의 제조방법 |
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1979
- 1979-05-17 KR KR1019790001601A patent/KR830001175B1/ko active IP Right Grant
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| KR830000943A (ko) | 1983-04-28 |
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