KR900007461B1 - 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법

본 발명은 방탄력와 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명으로 제조된 섬유강화 복합성형체로는 군용 또는 산업용, 오토바이용 헬멧(Helmet), 방탄복 또는 전차프로텍터(Tank Protector)등이 있다.

본 발명을 좀 더 상세하게 설명하면 폴리에스터 필라멘트사로 제직된 직물을 글리세롤 폴리글리시딜에테르, 카프로락탐 블록 이소시아네이트(Caprolactam Blocked IsoCyanate) 및 소디움도데실아미노 프로피오네이트로 된 수용액에 1차 및 2차에 걸쳐 침지시켜 건조시킨 후 특정의 조건하에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법에 관한 것이다.

섬유(특히 폴리에스터 섬유)강화 복합성형체인 방탄용 헬멧등을 제조하는 종래의 방법으로는 폴리에스터필라멘트사로 된 직물을 열경화성 수지인 페놀수지용액에 함침시켜 프리프레그화 한 후 건조시킨 다음 적정크기로 절단하고 이들을 수매 상호적중한 후 가열, 가압하여 제조하였으나, 이러한 방법으로 제조하게 되면 직포와 수지와의 낮은 접착력으로 인하여 성형 후 일정시간이 지나게 되면 수지함침직포 상호간에 박리현상이 일어나서 방탄기능 및 제품의 품위가 저하되었으며, 또한 가열, 가압시 수지함침 직포의 수축현상으로 인하여 생산효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 상술하면 다음과 같다.

폴리에스터 섬유직포를 글리세롤 폴리글리시딜 에테르 0.1-5.0%, 카프로락탐 블록 이소시아네이트 1.0-10.0% 및 소디움도데실 아이노 프로피오네이트 O.01-1.0%가 함유된 수용액에 침지하여 수용액의 함량이 직포중량에 대하여 20-90중량%가 되도록 처리한 다음 120-l80℃에서 5-10분간 건조시키는 공정을 2회에 걸쳐 실시한 후 200-250℃에서 5-10분간 열처리를 행한다음 페놀수지 또는 에폭시 수지와 폴리비닐부티랄, 메탄올로 조성된 수지용액에 침지시켜 수지용액의 픽업율이 각각 20-40중량% 및 10-20중량%가 되게 한 다음 건조시켜 반경화상태의 2종의 프리프레그를 제조하여 적정크기로 절단한 후 이들을 수매 상호적층한 것을 가열, 가압 및 냉각시키는 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 수시용액의 픽업율이 20-40중량%가 되게한 프리프레그는 성형체의 외층에, 10-20중량%의 프리프레그는 내층에 사용한다.

본 발명에서 글리세롤 폴리글리시딜 에테르는 폴리에스터의 카복실기와 결합할 수 있는 반응기를 갖고 있기때문에 반응 후에도 결합의 안정성을 유지할 수 있고 또한 가교제로 사용되는 카르로락탐 블록 이소시아네이트와의 반응으로 인하여 프리프레그제조시 수지용액과의 결합력을 증진시키는 효과를 가져온다.

또한 소디움도데실 아미노 프로피오네이트를 혼용하는 이유는 폴리에스터의 계면에 작용하여 카르로락탐블록 이소시아네이트 및 글리세롤 폴리글러시딜 에테르가 폴리에스터 섬유의 내부로 용이하게 침투되도록하기 위함이다. 그리고, 본 발명에 있어서 l차 및 2차에 절쳐 침지 및 건조처리된 폴리에스터 직포를 200-250℃에서 5-10분간 열처리하는 목적은 폴리에스터직포의 수축방지 및 인장강력의 증대, 생산효율을 증대시키기 위함이다.

또한 프리프레그의 제조에 있어 수지 용액중에 폴리비닐 부티랄을 첨가함으로써 프리프레그의 표면 외관을 미려하게함은 물론 결합강도를 일층 더 강화시켜 성형체의 내구성을 향상시킨다.

실시예

1,000데니어의 폴리에스터 섬유를 사용하여 51×51본/인치의 밀도를 가지는 바스켓조직의 직물을 제직한 다음 이것을 ① 글리세롤 폴리글리시딜 에테르 3.0%, 카포로락탐 블록 이소시아네이트 6.0%, 소디움도데실 아미노 프로피오네이트 0.05%가 함유된 수용액에 침지하여 수용액의 합량이 80중량%가 되도록 한 후 130℃에서 9분간 건조시킨다. ②, ①의 공정을 한번 더 실시한 후 205℃에서 7분간 열처리를 행한다.

이와같이 처리된 직포를 페놀계수지 30중량%, 폴리비닐부티랄 l0중량%, 메탄올 60중량%로 조성된 수지 용액에 침지시켜 수지함량이 각각 30중량% 및 15중량%가 되도록 픽업한 후 건조시켜 2종의 프리프레그를 제조한 다음 이들을 소정의 크기로 절단하였다.

상기와 같이 절단된 프리프레그 중 수지함량이 15중량%인 것을 4매 적층하여 중간층으로 하고, 수지함량이 30중량%인 것을 각각 2매씩 적층하여 내외층으로 한 후, 온도 140℃, 압력 110Kg/Cm²로 10분간 가열, 가압하여 모울딩한 다음 20℃의 냉각수를 이용하여 5분간 냉각하여 섬유강화 복합성형체(방탄용 헬멧)를 제조하여 방탄력을 측정하였는바 그 결과는 (표 1)과 같다.

비교예

1,000데니어의 폴리에스터 섬유를 사용하여 51×5l본/인치의 밀도를 가지는 바스켓조직의 직물을 제직한 후 페놀수지 3l중량%, 메탄올 69중량%로 조성된 수지용액에 침지시켜 수지합량이 30중량%가 되도록 프리프레그를 제조한 후 소정의 크기로 절단하였다.

절단된 프리프레그 8매를 적충시켜 온도 140℃, 압력 110Kg/Cm²로10분동안 가열, 가압하여 모올딩한 다음 20℃의 냉각수를 이용 5분간 냉각하여 섬유강화 복합성형체(방탄용 헬멧)를 제조하여 방탄력을 측정하였는 바 그 결과는 (표 1)과 같다.

비교예 2

수지용액에 침지후의 수지함량이 l5중량%가 되도록 프리프레그를 제조한 것외에는 비교예 1과 동일하게 실시하였는 바 그 결과는 (표 1)과 같다.

* 방탄력 측정 : 17grain의 입자 혹은 탄환을 가속시켜 목표물에 수직으로 명중시킨다. 이때의 입자 혹은 탄환의 속도 및 관통여부를 측정하여 V₅₀(Velocity 50)을 산출한다. V₅₀이란 50%의 방탄성을 가질 때의 탄환 또는 입자의 속도이며, 통상적으로 거리측정, 총구에서의 속도, 목표물 앞에서의 속도, 탄환 또는 입자의 중량을 산정하여 낸 수치이며 방탄력을 표시하는 단위이다.

Claims (4)

1. 폴리에스터 섬유직포를 열경화성 수지조성액에 함침시킨 다음 건조하여 프리프레그를 만들고, 이들 수매를 상호적층하에 가열, 가압 성형시킴에 있어서, 수지에 함침시키기 전에 글리세롤 폴리글리시딜 에테르 0.1-5.0%, 카프로락탐 블록 이소시아네이트 1.0-10.0% 및 소디움 도데실아미노 프로피오네이트 0.01-1.0%가 함유된 수용액에 침지하여 수용액의 함량이 20-90중량%가 되도록 처리한 다음 l20-l80℃에서 5-10분간 건조시키는 공정을 2회 반복한 후 200-250℃에서 5-l0분간 열처리하는 것을 특징으로 하는 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 열경화성 수지조성액은 페놀 또는 에폭시수지와 폴리비닐부티랄, 에탄올로 조성됨을 특징으로 하는 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 프리프레그를 수지함침량이 20-40중량%인 것과 10-20중량%인 2종으로 제조함을 특징으로 하는 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 수지함침량이 20-40중량%인 프리프레그를 성형체의 외층으로 하고, 10-20중량%인 프리프레그를 내층으로 하여 제조함을 특징으로 하는 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합성형체의 제조방법.