WO2011118922A2 - 보호 패널 적층체 및 그 제조방법 - Google Patents

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    • B32B2571/00—Protective equipment
    • B32B2571/02—Protective equipment defensive, e.g. armour plates, anti-ballistic clothing

Definitions

  • the present invention provides a unit protection panel for protecting a human body from an attack such as a bullet or a knife, a protection panel assembly in which a plurality of unit protection panels are connected horizontally, and a protection panel laminate formed by stacking a plurality of the protection panel assembly in a vertical direction And a method for producing the protective panel, the protective panel assembly and the protective panel laminate.
  • bulletproof coatings for bullet protection and sword protection are widely produced to protect the human body from attack by bullets fired from firearms or weapons with sharp ends such as knives, awls and bamboo spears. have.
  • the above body armor is manufactured by molding a protective panel having durability against a fired warhead into a plate shape according to a human body shape, or by connecting or laminating a plurality of single protective panels in various ways. have.
  • the impact amount from the bullet is dispersed using a plurality of stacked protective panels, so that the bullet passes through the protective panel laminate when colliding with the bullet.
  • a plan has been devised.
  • the current protective panel laminate structure has a problem that its volume increases in proportion to the increase in anti-ballistic performance, as research is being conducted with emphasis only on lamination in the thickness direction of the protective panel.
  • one of the requirements for the production of body armor is a protective panel laminate structure capable of flexibly deforming its shape in conjunction with the curvature of the human body itself and the operation of the human body, but the bulletproof panel laminate having an increased thickness As a matter of fact, it is insufficient to meet such a demand.
  • an object of the present invention is to provide a protective panel having a layer structure that is capable of optimally absorbing the impact amount (kinetic energy) generated when an attack such as a bullet or a knife.
  • an object of the present invention is to provide a unit protection panel which prevents bullets from penetrating the protection panel or minimizes the impact on the human body by allowing the amount of impact generated during the shot to be dispersed on the surface of the material (the surface of the bullet). do.
  • Another object of the present invention is to provide a protective panel assembly in which the protective panel is horizontally connected, and a method of manufacturing the same.
  • an object of the present invention is to provide a protective panel laminate formed by stacking a plurality of unit protection panels of a single product so as to flexibly deform its shape in association with the curvature of the human body and the operation of the human body.
  • an object of the present invention is to provide a protective panel laminate in which impact amount dispersion through the laminated protective panel is effectively performed.
  • an object of the present invention is to provide a protective panel laminate having a shock-absorbing structure in which an impact amount transmitted to the shot unit protection panel is dispersed to an adjacent protective panel with a delaying action during the shot.
  • the base layer 10 made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP: 11) or glass fiber reinforced plastic (GFRP: 13); It provides a protective panel comprising a high-density polyethylene layer (PE: 20) or a polycarbonate film layer or an aramid fiber layer formed by weaving the high-density polyethylene fibers stacked on the base layer 10 in various forms.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • the base layer 10 made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP: 11) or glass fiber reinforced plastic (GFRP: 13); It provides a protective panel comprising a high density polyethylene layer (PE: 20) or a polycarbonate film layer or an aramid fiber layer formed by weaving the high density polyethylene fibers surrounding the base layer 10 in various forms.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • the present invention also provides a protective panel, wherein the base layer 10 further includes a ceramic layer 12 made of at least one of alumina, silicon carbide, and boron carbide.
  • the present invention also provides a protective panel, wherein the base layer 10 and at least one of the high density polyethylene layer (PE: 20), the polycarbonate film layer, or the aramid fiber layer are sequentially stacked.
  • PE high density polyethylene layer
  • the base layer 10 or polyethylene layer 20 provides a protective panel, characterized in that it has a polygonal shape including a circle, oval, and a half moon.
  • a plurality of encapsulation 34 for receiving the protective panel The plurality of encapsulation portions 34 are provided with a plurality of encapsulation portions 31 which are held in plural in the horizontal direction, and each encapsulation portion 34 is bent relative to an adjacent encapsulation portion, It provides a protective panel assembly, characterized in that rotated by a predetermined angle to the center.
  • the present invention is a protective panel laminate formed by stacking a plurality of rows of the protective panel assembly 200 in the vertical direction, the separation lines 30e1 of each encapsulation portion 34 of the protective panel assembly 200 in an odd number of rows.
  • a protective panel laminate characterized in that the odd-numbered and even-numbered protective panel assemblies are stacked so that the dividing line 30e2 of each encapsulation portion 34 of the even-numbered unit protective panel assembly 200 is positioned therebetween.
  • the present invention is accommodated in each of the sealing portion 34 of the even-numbered protective panel assembly 200 between the protective panel 100 accommodated in each of the encapsulation portion 34 of the protective panel assembly 200 in an odd number of rows. It provides a protective panel laminate, characterized in that the protective panel 100 is positioned.
  • the present invention when the even-numbered protective panel assembly 200 is stacked on the odd-numbered protective panel assembly, the lower portion of the protective panel assembly 200 is located at the bottom by the encapsulation portion 34 of the protective panel assembly 200 located at the top.
  • a protective panel laminate characterized in that it partially covers the encapsulation portion 34 of the protective panel assembly.
  • the present invention is a method for producing the protective panel assembly, formed of a woven fabric formed by weaving high-density polyethylene fibers in various forms, or a unidirectional orientation fabric (UD) made by arranging the fibers in one direction and bonding them with a resin.
  • a fabric member 30 having a longitudinal length and a horizontal length; The fabric member 30 is divided into an upper sewing portion 31, an upper fabric portion 33 and a lower fabric portion 32 having the same length (h1, h2), and an end of the lower fabric portion 32.
  • the unit protection panel can be accommodated by a plurality of sections along the transverse length of the overlapping distal end portions, and the side ends of each section are sewn along the longitudinal direction along the sewing line 30b to a length corresponding to the diameter of the protection panel.
  • the present invention is a method for producing the protective panel laminate, a woven fabric formed by weaving high-density polyethylene fibers in various forms, or a unidirectional orientation fabric (UD) made by arranging fibers in one direction and bonding them with a resin.
  • the unit protection panel assembly 200 By sewing the unit protection panel assembly 200 on one surface of the fabric member 301 along a seam 30d, the unit protection panel assembly 200 in an odd number of rows is attached to the fabric member 301 in a horizontal direction.
  • Wow By sewing the other unit protection panel assembly 200 to the fabric member 301 along the seam 30d, an even number of unit protection panel assembly 200 is attached to the fabric member 301 in parallel with the horizontal direction.
  • the separation line 30e2 of each encapsulation portion 34 of the even-numbered unit protection panel assembly 200 between the separation lines 30e1 of each encapsulation portion 34 of the protective panel assembly 200 in the odd rows provides a method for producing a protective panel laminate, characterized in that it comprises a step to be positioned.
  • the present invention comprises the steps of preparing a rectangular base layer (10) member made of at least one of carbon fiber reinforced plastic (CFRP: 11), glass fiber reinforced plastic (GFRP: 13) or ceramic layer 12 member; Preparing a straight sheet-like polyethylene layer member (20a1) of a predetermined length having a short side length equal to the short side length or long side length of the base layer (10) member; Positioning the end of the base layer member (10a) on the seating portion (A) formed at the end of the short side length of the polyethylene layer member (20a1); Winding the base layer member 10a a plurality of times in the horizontal rotation direction with the polyethylene layer member 20a1 to form a protective panel 100 in which a plurality of polyethylene layers are formed around the base layer member 10a. It provides the manufacturing method of the protective panel characterized by including.
  • the present invention comprises the steps of preparing a rectangular base layer (10) member made of at least one of carbon fiber reinforced plastic (CFRP: 11), glass fiber reinforced plastic (GFRP: 13) or ceramic layer 12 member; Preparing a first sheet of linear polyethylene sheet member 20a1 and a second polyethylene layer member 20a2 of a predetermined length having a short side length equal to a short side length or a long side length of the base layer 10 member; ; Forming a seating portion A on which the base layer member 10a is seated by vertically overlapping ends having short side lengths of the first polyethylene layer member 20a1 and the second polyethylene layer member 20a2.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • a protective panel 100 in which a plurality of polyethylene layers are formed around the base layer member 10a by winding the first polyethylene layer member 20a1 and the second polyethylene layer member 20a2 in the vertical and horizontal directions alternately a plurality of times. It provides a method for producing a protective panel comprising the step of forming a).
  • the present invention is composed of at least one of carbon fiber reinforced plastic (CFRP: 11), glass fiber reinforced plastic (GFRP: 13) or a ceramic layer 12 member, a circular diameter of a predetermined diameter that can be divided into a plurality of circular arcs Preparing an upper base layer 10 member; A circular seat portion B having the same diameter as the circular base layer member 10b and a circular arc having the same shape and area as the plurality of circular arc portions of the base layer member 10b to the periphery of the circular seat portion B; Preparing a polyethylene layer member 20b of a polygonal sheet having a cover portion; Positioning the base layer member (10b) on a circular seating portion (B) having the same diameter as the base layer (10) member; And covering each arc portion of the base layer member 10b with the plurality of arc cover portions to form a protective panel 100 covering the periphery of the base layer member 10b with a polyethylene layer.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • the present invention comprises the steps of preparing a plurality of polyethylene layer members (20b) of the polygon sheet;
  • the plurality of polyethylene layer members 20b are stacked around the circular seating portion B, while the polyethylene layer members 20b are disposed between the circular arc cover portions of the polyethylene layer members 20b positioned at the top.
  • the present invention is composed of at least one of carbon fiber reinforced plastic (CFRP: 11), glass fiber reinforced plastic (GFRP: 13) or a ceramic layer 12 member, the entire area connecting the center point and the vertex of each side 6 Preparing a hexagonal base layer member 10c that can be divided into three triangular sections; A hexagonal seat portion C having the same area as the hexagonal base layer member 10c, and a partition cover having the same shape and area as the plurality of triangular sections of the base layer member 10c around the seating portion C.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • a method for producing a protective panel is provided.
  • the present invention comprises the steps of preparing a plurality of polyethylene layer members (20c) of the polygon sheet; Stacking the plurality of polyethylene layer members (20c) around the seating portion (C); Positioning the base layer member (10c) on the stacked seating portions (C) having the same area as the base layer (10c) member; Wrapping each compartment of said base layer member (10c) with a plurality of compartment cover portions of said polyethylene layer member (20c) thereon; Covering the base layer member (10c) covered with a plurality of arcuate cover portions of the upper polyethylene layer member (20c) with a plurality of partition cover portions of the polyethylene layer member (20c) below; Repeating the covering according to the number of laminated polyethylene layer members 20c to form a protective panel 100 covering the base layer member 10c with a plurality of polyethylene layers 20a. It provides the manufacturing method of the protective panel characterized by the above-mentioned.
  • the amount of impact generated during the shot can be dispersed on the surface of the material (the surface of the shot), thereby preventing the bullet from penetrating the protective panel or providing a unit protective panel with a minimum amount of impact on the human body. Effect.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a protective panel according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a protective panel according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a protective panel according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a step-by-step view showing the manufacturing method of the protective panel according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a step-by-step view showing a manufacturing method of a protective panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a step-by-step view showing a manufacturing method of a protection panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a step-by-step view showing the manufacturing method of the protective panel assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a step-by-step view showing the manufacturing method of the protective panel laminate according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a buffer structure appearing in a curved state of a protective panel laminate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view schematically illustrating the delaying action of the warhead progress of the protection panel according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a view showing a state in which the air tube is attached to the rear of the protective panel laminate according to the present invention
  • FIG. 12 is a view showing a protection panel according to an embodiment of the present invention.
  • a milled fiber chopped strand
  • chopped strand strands
  • roving roving
  • woven fabric a roving mat (manufactured using polyethylene fibers) with roving mats, knitted fabrics, nonwovens, and unidirectional fabrics
  • Carbon fiber reinforced plastic CFRP
  • CFRP Carbon fiber reinforced plastic
  • Glass fiber reinforced plastic CFRP
  • the ceramic layer 12 made of at least one of alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC) or boron carbide (B 4 C) may be used.
  • 1 to 3 are cross-sectional views showing the layer structure of a protective panel according to the present invention composed of a plurality of layers.
  • a protective panel (100a) according to the first embodiment of the present invention, the base layer 10 made of the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP: 11); Fabric formed by weaving high-density polyethylene fibers stacked on the base layer 10 of the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP) in various forms, or unidirectional orientation fabric made by arranging the fibers in one direction and bonding them with resin It is provided with a high density polyethylene layer (PE: 20) that can be formed. As necessary, the base layer 10 and the high density polyethylene layer (PE: 20) may be alternately stacked to form a protective panel (see FIG. 1A).
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic layer
  • the base layer 10 made of a carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP: 11) serves to disperse the impact amount while preventing the progress of the warhead to be shot
  • the high-density polyethylene layer (PE: 20) is the progress of the warhead It mainly plays a role of delaying.
  • the high density polyethylene layer (PE: 20) is the first surface of the bullet hit the bullet, and the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP: 11) is preferably located on the back of the surface.
  • the protective panel 100b is alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC) or boron carbide (B 4 C) on the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP: 11)
  • High density polyethylene layer that can be formed of a woven fabric formed by weaving high density polyethylene fibers stacked on the base layer 10 in various forms or by arranging the fibers in one direction and bonding them using resin.
  • PE 20
  • the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP: 11) and the base layer 10 made of a ceramic 12 serves to disperse the impact amount while preventing the progress of the warhead to be shot, the high-density polyethylene layer (PE: 20 ) Delays the progression of warheads.
  • the base layer 10 by stacking the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP) and the ceramic 11 having different characteristics, it is possible to more efficiently disperse the impact amount that proceeds through the medium. .
  • Protective panel according to Embodiment 2 of the present invention uses glass fiber reinforced plastic (GFRP: 13) instead of the CFRP (11) of the first embodiment.
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • a protective panel 100c made of a high density polyethylene layer (PE) 20 that may be formed of (UD) may be provided.
  • GFRP glass fiber reinforced plastic layer
  • SiC silicon carbide
  • B 4 C boron carbide
  • a protective panel 100d made of a high density polyethylene layer (PE) 20 may be provided.
  • a plurality of polyethylene layers 20 and a base layer 10 may be alternately stacked to form a protection panel, and the high density polyethylene layer (PE: 20) may be a warhead and a first one. It is preferable to be a collision surface.
  • the base layer 10 and the polyethylene layer 20 according to the first embodiment and the second may be bonded by a resin bonding method using an epoxy resin or a polymerization treatment method using cyanine acrylate, C and C cutting Using a cutting process such as a method, a laser cutting method, a precision press punching method, etc., it can be formed into a single unit of various forms including circular, elliptical, half-moon and polygonal shapes.
  • the protective panel 100 as described above preferably adopts the structure of the third embodiment shown in FIG. 3 in order to facilitate its manufacture and to be easily applied to the production of body armor and the like.
  • the difference between the structure of Example 3 shown in FIG. 3 and Examples 1 and 2 shown in FIGS. 1 and 2 is that the base layer 10 is completely surrounded by the polyethylene layer (PE) 20.
  • Figure 3 (a) is the base layer 10 made of the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP: 11); A protective panel 100e made of a high density polyethylene layer (PE) 20 surrounding the base layer 10 of the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP) is shown.
  • PE polyethylene layer
  • 3B illustrates a ceramic layer 12 made of at least one of alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), or boron carbide (B 4 C) on a carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP: 11).
  • the protection panel 100f which consists of the high density polyethylene layer (PE: 20) surrounding this base layer 10 is shown.
  • Figure 3 (c) is the base layer 10 of the glass fiber reinforced plastic (GFRP: 13);
  • the protection panel 100g which consists of the high density polyethylene layer (PE: 20) surrounding this base layer 10 is shown.
  • 3D illustrates a ceramic layer 12 made of at least one of alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), or boron carbide (B 4 C) on the glass fiber reinforced plastic layer (GFRP: 13).
  • a base layer 10 having laminated);
  • the protection panel 100h which consists of a high density polyethylene layer (PE: 20) surrounding this base layer is shown.
  • the base layer 10 may include a cemic layer, a polyethylene layer, a carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP), or a carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP) and polyethylene.
  • the layer and the carbon fiber reinforced plastic layer (CFRP) or the ceramic layer, the polyethylene layer and the ceramic layer may be sequentially laminated or in any order.
  • the base layer 10 can be applied to the embodiment shown in FIGS.
  • the delay effect of the warhead progression by the said polyethylene layer (PE: 20) used as a shot surface is Excellent.
  • the pressing force (impact amount) in the front direction (warhead traveling direction a) generated as the warhead is struck by the polyethylene layer 20 is a repulsive action of the polyethylene layer.
  • the tension of the polyethylene layer having a closed structure in front of the front part (center) generates a tension, and continuously generating a tension force in the side and rear portions, the progress of the warhead (The direction of tensile force is indicated by a solid arrow).
  • the protective panel is manufactured to a diameter of about 50mm.
  • the protection panel 100 according to the third embodiment shown in FIG. 3 is a member of the polyethylene layer (PE: 20) manufactured in a sheet shape, and is manufactured by winding the base layer 10 a plurality of times or by winding a plurality of times. Then, for example, it can be produced by polymerizing with a cyanine acrylate solution. Accordingly, a plurality of high density polyethylene layers (PE) 20 may be formed to completely surround the base layer 10.
  • PE polyethylene layer
  • the base layer 10 according to the present invention may be formed into a polygonal shape including a circular, elliptical, and half moon shape using the cutting process described above.
  • a base layer member 10a of square, circle, hexagon, ellipse, and half moon shape it is preferable to produce and use a base layer member 10a of square, circle, hexagon, ellipse, and half moon shape.
  • a rectangular base layer member 10a having horizontal and vertical lengths of a predetermined length is formed.
  • the rectangular shape of the base layer member 10a is considered to be rectangular.
  • the linear sheet-like polyethylene layer member 20a1 has a short side (side) length (vertical length) formed so as to have the same side length of the rectangular base layer member 10a. As needed, the short side length (side) length of the said linear sheet-like polyethylene layer member 20a1 can be formed equal to the long side length (side length) of the said rectangular base layer member 10a.
  • the base layer member 10a is positioned at a seating portion A formed at one end of the polyethylene layer member 20a1 in substantially the same area as the base layer member 10a. That is, the base layer is made to coincide with one end of the base layer member 10a having the short side length or the long side length and the end having the short side length of the polyethylene layer member 20a1 equal to the side length of the end. Position the member 10a.
  • Fig. 4A shows a seating portion A at one end of the linear sheet-like polyethylene layer member 20a1 and a base layer member 10a positioned at this seating portion
  • Fig. 4B is shown. 4 illustrates a state in which the base layer member 10a is overlapped and positioned on the seating portion
  • FIG. 4C illustrates the polyethylene layer member 20a1 in a state in which the base layer member 10a is overlapped and positioned on the seating portion. The state which winds and rotates in a horizontal rotation direction is shown.
  • the base layer member 10a is used by using an additional polyethylene layer member 20a2 in addition to the polyethylene layer member 20a2. Will wrap.
  • the base layer member 10a After positioning the base layer member 10a, the base layer member 10a is alternately wound with the first polyethylene layer member 20a1 and the second polyethylene layer member 20a2 in the horizontal and vertical rotation directions a plurality of times, It is possible to form the protective panel 100 which closes all four sides (sides) of the base layer member 10a.
  • FIG. 4 shows that the base layer member 10a is seated by vertically overlapping one end of the two first polyethylene layer members 20a1 and the second polyethylene layer member 20a2.
  • 4A shows the state in which the portion A is formed
  • FIG. 4E shows the base layer member 10a overlying the seating portion
  • FIG. 4F shows the base layer member 10a in the mounting portion.
  • FIG. 4 (g) shows the second polyethylene layer member 20a2 in the state (f) of FIG. 4.
  • the first and second polyethylene layer members 20a1 and 20a2 may be formed of the one-way alignment fabric UD.
  • a high density polyethylene layer can be used, and the fiber orientation directions can overlap each other by alternating windings of the members 20a1 and 20a2.
  • the protective panel 100 may be formed to surround the base layer 10 with a plurality of polyethylene layers.
  • a protective panel 100 according to an embodiment of the present invention by enclosing the base layer member (10b) formed in a circular shape with a polyethylene layer member (20a) formed of a polygonal sheet ) Is produced.
  • a circular base layer member 10b having a diameter of a predetermined length and which can be divided into eight circular arc portions 10b1 to 10b8 is formed.
  • a circular seating portion (B) having the same diameter as the circular base layer member (10b) is formed, and the circular mounting portion (B) around the circular arc portion (10b1 to 10b8) of the base layer member (10b)
  • a polyethylene layer member 20b of a polygonal sheet having a plurality of circular arc cover portions 20b1 to 20b8 having the same shape and area is formed.
  • an area corresponding to the thickness is additionally formed between the seating portion B and the arc cover portions 20b1 to 20b8.
  • the circular arc portion and the circular arc cover portion eight which is selected considering that the circular base layer member 10b is formed, for example, about 50mm in diameter, the base layer As the diameter of the member 10b increases, eight or more circular arc portions and circular arc cover portions may be formed.
  • the base layer member 10b is overlapped and positioned on the seating portion B in the center of the polyethylene layer member 20b. Accordingly, the seating surface of the base layer member 10b is covered by the polyethylene layer member 20b.
  • the respective circular arc portions 10b1 to 10b8 of the base layer member 10b are covered with the circular arc cover portions 20b1 to 20b8 of the polyethylene layer member 20b, thereby surrounding the base layer member 10b.
  • the protective panel 100 is covered with the polyethylene layer member 20b.
  • FIG. 5A illustrates a polyethylene layer member 20b formed of the base layer member 10b and a polygonal sheet
  • FIG. 5B illustrates a seating portion B on the polyethylene layer member 20b.
  • FIGS. 5C and 5D show the arc portions 10b1 to 10b8 in the clockwise direction with the respective arc cover portions 20b1 to 20b8.
  • 5 (e) shows a state in which the circular arc portions 10b1 to 10b8 are completely covered with the circular arc cover portions 20b1 to 20b8.
  • a protective panel can be formed which completely covers the base layer member 10b with a plurality of polyethylene layers.
  • the base layer member 10b is wound by using a plurality of polyethylene layer members 20b
  • the plurality of polyethylene layer members 20b are stacked in such a manner as to overlap the circular seating portion B.
  • between the arc cover portion of the polyethylene layer member 20b positioned at the upper side is arranged so that the arc cover portion of the polyethylene layer member 20b positioned at the bottom position.
  • the arc cover portion of the upper polyethylene layer member 20b shown in solid lines For example, the upper and lower polyethylene layer members are rotated by a predetermined angle such that an arc cover portion (for example, reference numeral 20b1 ') of the lower polyethylene layer member 20b, indicated by a dashed line between 20b1 and 20b2, is positioned. To arrange them.
  • the contact portions (e.g., reference numeral b) between the arc cover portions of the front polyethylene layer member 20b shown in FIG. 5E are corresponding arc cover portions (for example, the back polyethylene layer member 20b).
  • the airtightness of the base layer member 10b is further improved.
  • the size of the polyethylene layer member located below is formed larger than the polyethylene layer member located above.
  • the protective panel 100 may be formed to surround the base layer 10 with a plurality of polyethylene layers.
  • a hexagonal base layer member 10c that can divide the entire area into six triangular sections 10c1 to 10c6 connecting the center point and the vertex of each side (side) is formed.
  • a hexagonal seating portion C having the same area as the hexagonal base layer member 10c is formed, and the hexagonal seating portion C has a periphery, that is, each side (side) of the base layer member 10c.
  • the polyethylene layer member 20c of the polygonal sheet provided with the partition cover parts 20c1-20c6 which have the same shape as the triangular partitions 10c1-10c6 is formed.
  • an area corresponding to the thickness may be additionally formed between the seating portion C and the partition cover portions 20c1 to 20c6.
  • the base layer member 20c is overlapped and positioned on the seating portion C in the center of the polyethylene layer member 20c.
  • the respective triangular sections 10c1 to 10c6 of the base layer member 10c are wound around each of the compartment cover portions 20c1 to 20c6 of the polyethylene layer member 20c to cover the base layer member 10c.
  • the protective panel 100 is covered with the polyethylene layer member 20c.
  • FIG. 6A illustrates a polyethylene layer member 20c formed of the base layer member 10c and a polygonal sheet
  • FIG. 6B illustrates a seating portion C on the polyethylene layer member 20c.
  • 6) shows the state where the base layer member 10c is positioned
  • FIGS. 6C and 6D show the respective compartments 10c1 to 10c6 in the clockwise direction with the respective compartment cover portions 20c1 to 20c6.
  • 6 (e) shows a state in which the compartments 10c1 to 10c6 are completely covered with the compartment cover portions 20c1 to 20c6.
  • the polyethylene layer member 20c according to the embodiment shown in FIG. 6 is wound around the base layer member 10b a plurality of times.
  • the base layer member 10c can be configured to be covered with a plurality of polyethylene layers.
  • the size of the polyethylene layer member 20b positioned below is formed larger than the polyethylene layer member 20b positioned above.
  • FIG. 6 (f) is similar to the embodiment disclosed in FIG. 4, by surrounding the hexagonal base layer member 10c with three polyethylene layer members 20a1, 20a2, and 20a3 formed as rectangular sheets of a predetermined length. , Shows a process for manufacturing the protective panel 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the base layer member 10c may be positioned. Forming a hexagonal seating portion (in this state, the polyethylene layer members 20a1, 20a2, 20a3 are spaced apart at 60 ° intervals). Subsequently, after placing the base layer member 10c on the seating portion, the base layer member 10c is wound around the plurality of polyethylene layers by winding the three polyethylene layer members 20a1, 20a2, and 20a3 in order. It can be configured to cover completely.
  • the protective panel 100 may be manufactured in an elliptical or half moon shape, and in this case, the surface of the protective panel is wound around a plurality of times using the polyethylene layer member 20a1 to protect the plurality of polyethylene layers. Panels can be produced.
  • the carbon fiber layer and the aramid fiber layer can be further laminated on the plurality of polyethylene layers 20 of the protective panel produced by the protective panel manufacturing method.
  • the base layers 10a to 10c are bent eight times using polyethylene layer members 20a, 20b and 20c, and then the carbon fiber layer member and aramid By winding the fiber layer member sequentially, a protective panel having a composite layer laminated at a ratio of polyethylene fiber layer 8: carbon fiber layer 1: aramid fiber layer 1 in the order adjacent to the base layer can be produced.
  • the reason why the composite layer is formed as described above is that the polyethylene fibers have an advantage of having a strong tensile strength of about 2 times and a specific gravity of about 2/3 of the aramid fibers, but are relatively weak in heat. This is to prevent the strength of the polyethylene fiber may be weakened or deformed by frictional heat due to kinetic energy during collision with the warhead. That is, as described above, when the carbon fiber layer becomes the outermost layer that initially collides with the warhead of the protective panel 100, and a structure in which the aramid fiber layer is supported between the carbon fiber layer and the polyethylene layer is adopted, deterioration and deformation of the polyethylene layer Since this is prevented, the warhead progression blocking effect can be further improved.
  • the polyethylene layer 20 may be replaced with a polycarbonate film layer 20 '. Since the polycarbonate film layer 20 'has an advantage of being easily produced by injection molding as a synthetic resin, the protective panel may be manufactured by laminating on the base layer 10. .
  • the polycarbonate film layer 20 ' is excellent in adhesion to the ceramic, when the base layer 10 comprises a ceramic layer 12, it is possible to be coated on the ceramic layer. . That is, in a preferred embodiment, a protective panel composed of a CFRP layer 11 or GFRP layer 13, a ceramic layer 12, and a polycarbonate film layer 20 'coated on the ceramic layer 12 Can be produced.
  • the polyethylene layer 20 is replaced with an aramid fiber layer 20 '' (short term of aromatic polyamide) having not only heat resistance and flame resistance, but also high strength and high elastic modulus. Can be.
  • the aramid fiber layer 20 ′′ may be adhered onto the base layer member 10 using the above adhesive method. Accordingly, the protective panel having the aramid fiber layer 20 '' having the same antiballistic performance as in the case of the polyethylene layer 20 can be formed.
  • Figure 12 (a) is a view showing a state in which the protective panel 100 is manufactured in an oval or half moon shape, in the case of the oval and half moon type protection panel is produced having a diameter of the major axis and short axis, in particular a half moon type protection
  • one end portion on the major axis is formed by cutting parallel to the longitudinal direction (d1: horizontal direction) of the minor axis diameter.
  • FIG. 12 (b) shows, as an example, a base layer 10 in which a CFRP layer 11 or a GFRP layer 13 and a ceramic layer 12 are sequentially stacked;
  • the cross-section of the elliptical and half moon type protective panel composed of the polyethylene layer 20, the polycarbonate film layer 20 'or the aramid fiber layer 20' 'stacked on the base layer 10 is shown.
  • the unit protection panel 100 manufactured as described above may be manufactured by a plurality of combined protection panel assemblies which are primary semi-finished products for the production of body armor.
  • FIG. 7 illustrates a state in which the protection panel assembly 200 is manufactured by connecting the unit protection panel 100 in a straight direction (for example, in a horizontal direction) according to an embodiment of the present invention.
  • Fabrication of the protective panel assembly 200 a fabric formed by weaving high-density polyethylene fibers in a variety of forms, or a high density that can be formed by unidirectional alignment fabric (UD) made by arranging the fibers in one direction and bonding using resin It is carried out using the polyethylene fabric member 30.
  • UD unidirectional alignment fabric
  • the polyethylene fabric member 30 having a predetermined horizontal length and vertical length is prepared.
  • the protective panel is manufactured, for example, with a diameter of 50 mm
  • the longitudinal length H of the polyethylene fabric member 30 is, for example, 100 mm or more. It can be set within the range of 150mm.
  • the original member 30 except for the bar portion 31 is folded in half in an upward direction along a horizontal fold line 30a indicated by a dotted line.
  • an end portion of the lower fabric portion 32 overlaps with an end portion of the upper fabric portion 33, and a two-layer distal end portion of which the lower end is closed is formed.
  • the vertical length (h1, h2) of the lower fabric portion 32 and the upper fabric portion 33 is the same, the vertical length of the distal end of the two layers is the same.
  • a plurality of encapsulation portions capable of accommodating the unit protection panel by sewing along a vertical sewing line 30b indicated by a single-dotted line separated horizontally by a predetermined distance, for example, 50 mm. Will generate (34).
  • a protective panel assembly 200 according to an embodiment of the present invention is produced. As described above, when the protection panel assembly 200 is bent in the horizontal direction, the encapsulation portions 34 are bent to each other about the sewing line 30b.
  • each connected sealing portion 34 is separated to improve the freedom of movement of each sealing portion 34.
  • FIG. That is, when the protection panel assembly 200 is bent in a horizontal direction, the encapsulation portions 34 are bent to each other about the sewing line 30b (or cutting line 30c), and the sealing unit 31 is centered. It can rotate.
  • the interval between the cutting lines 30c can be set to 50 mm or more in consideration of the diameter of the protective panel.
  • the insertion of the unit protection panel 100 into each of the encapsulation portions 34 may be performed after the cutting step, and after the protection panel is inserted, the insertion portion may be sealed.
  • the protection panels 100 according to the first to third embodiments may be inserted into the encapsulation portions 34.
  • single-piece ceramic protective panels, CFRP protective panels, and GFRP protective panels produced in the square, circle, hexagon, ellipse, and half moon shapes can be inserted alone or in combination.
  • the layer structure according to FIG. 3 may be implemented again. .
  • the H portion may be folded in half, and the sewing portion 31 and the sealing portion 34 may be formed by sewing and cutting in a state where two layers of distal portions are formed.
  • the sewing line 30d horizontally displayed on the sewing portion 31 is a sewing line for sewing and vertically stacking the protective panel assembly 200 in order to form the protective panel laminate 300.
  • FIG. 7A illustrates a state in which a fold line, a cutting line, and a sewing line are displayed on the high-density polyethylene fabric member 30, and
  • FIG. 7B is a view of sewing the polyethylene fabric member 30, 2 is a view illustrating a state in which the protection panel assembly 200 is manufactured, and a circular protection panel 100 is inserted into each encapsulation portion 34.
  • the protective panel assembly 200 manufactured as described above may be combined as a plurality of protective panel assembly 300 for the production of body armor.
  • FIG. 8 illustrates that the unit protection panel assembly 200 is partially overlapped and stacked in a straight direction (for example, vertical direction) on a fabric member 301 for manufacturing a body armor according to an embodiment of the present invention. The state which produced the panel laminated body 300 is shown.
  • the protective panel laminate 300 may be formed of a woven fabric formed by weaving high density polyethylene fibers in various forms, or a unidirectional oriented fabric (UD) made by arranging the fibers in one direction and bonding them using a resin. It is performed using a high density polyethylene fabric member 301.
  • the fabric member 301 may be the same component as the high density polyethylene fabric member 30.
  • the polyethylene fabric member 301 having a predetermined longitudinal length and a horizontal length is prepared.
  • the unit protection panel assembly 200 of one row is sewn by sewing the unit protection panel assembly 200 to one surface (for example, the front surface) of the fabric member 301 along the sewing line 30d. 200 is attached to the distal end member 301 in the horizontal direction.
  • the two rows of even-numbered protective panel assemblies 200 may partially cover the one-row (odd rows) protective panel assemblies 200 so that the odd-numbered rows of protective panel assemblies 200 are attached. It is sewn on the upper side in the range within the length h2 from the position of 301.
  • a cut line Separation lines 30e between the encapsulation portions 34 generated through the cutting process according to 30c
  • the odd-numbered and even-numbered protective panel assemblies are sewn to the polyethylene fabric member 301 so that the even lines (for example, the second row) of the unit protection panel assembly 200 of the unit protection panel assembly 200 are positioned.
  • the process of attaching the unit protection panel assembly 200 to the fabric member 301 is repeated a plurality of times.
  • the unit protection panel assembly 200 attached to the fabric member 301 is preferably attached in parallel to each other along the horizontal direction.
  • the protective panel laminated body produced as mentioned above is used as a raw material for body armor.
  • the upper and lower sealing portion is shown in the form as shown in Fig. 9 (a).
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the arrangement of each of the encapsulation portions 34 in a state in which the protective panel laminate is curved and viewed in the b direction of FIG. 8.
  • the encapsulation portion 34a of the protective panel stack positioned above is kept horizontal, and the two encapsulation portions 34b positioned under the encapsulation portion 34a are One end is in contact with the encapsulation portion 34a, and the other end exhibits a buffer structure spaced apart from the encapsulation portion 34a. That is, the two sealing parts 34b located at the lower side show the buffer structure for supporting the sealing part 34a located at the front end.
  • the shock absorbing structure including the horizontal sealing portion 34a and two sealing portions 34b at which one end portion comes in contact with the rear surface of the sealing portion 34a and the other end portion is spaced apart is shown in FIG. 9.
  • the sealing part 34a is retracted by the pressing force of the warhead, so that the lower sealing part 34b
  • the contact area between the upper and lower encapsulation portions is enlarged, so that the impact amount delivered to the first front encapsulation portion 34a is transferred to the two rear encapsulation portions, and the impact amount is alleviated and dispersed.
  • FIG. 9A since the structure of FIG. 9A is continuously formed along the horizontal direction of the protective panel laminate, the impact amount due to the shot is continuously dispersed through the adjacent sealing portions 34b 'and 34a'.
  • the even rows e.g., between the even lines (e.g., the third row) between the dividing lines 30e1 of the unit protection panel assembly 200.
  • the odd-numbered and even-numbered protective panel assemblies may be formed in the polyethylene fabric member 301 so that the separation lines 30e2 of the unit protective panel assembly 200 of the second row may be positioned.
  • adopted the above-mentioned buffer structure easily loosens and distributes the impact amount of a warhead.
  • the National police Department's police Body Armor Certification Standard (NIJ) The performance test was carried out according to the conditions required by. As a result, it showed the performance corresponding to TYPE III and IVA class.
  • the police body armor certification criteria of the US Department of Justice (NIJ) are shown in Table 1 below.
  • the CFRP 11 unit and the GFRP 13 unit manufactured in a circle, a rectangle having a diameter of about 50 mm and a thickness of 1 mm, and a circle having a diameter of about 50 mm and a thickness of 3 mm, A single ceramic 12 piece was manufactured.
  • the unit 1 and 2 wound 8 times with a polyethylene fiber fabric having a thickness of approximately 0.5mm, CFRP (11) specimen 1 and GPRP (13) specimen 3 having 8 layers of polyethylene fiber fabric, and wound 8 times with polyethylene fiber fabric A ceramic 12 specimen 2 having eight polyethylene fiber layers was prepared.
  • specimens 1 to 3 were inserted into the encapsulation portions 34 to prepare protective panel assembly specimens 1 to 3 for performance test.
  • comparative specimens 1a to 3a of the CFRP, GFRP, and ceramics were prepared in the same thickness as the protective panel assembly specimens 1 to 3.
  • the comparative specimens 1a to 3a were laminated at the same thickness as the protective panel laminate specimens 1 to 3 to prepare the protective panel laminate comparative specimens 1b to 3b.
  • the warhead did not penetrate through the protective panel laminate specimens 1 to 3, and the impact transmission plate was recessed to a predetermined depth to an area other than the rear surface of the impact surface in which the warhead collided due to the collision with the warhead.
  • the phenomenon was shown. In other words, the impact wave caused by the impact of the warhead is dispersed from the impact portion to the periphery.
  • the warhead penetrated the specimen, and even in the impact transmission plate, the recessed area did not diffuse to the periphery, and only the immediately immediate area was mainly recessed. .
  • An air tube 400 may be attached to the rear surface of the protective panel laminate 300 manufactured as described above, ie, the rear surface of the original member 301 on which the unit protective panel assembly 200 is sewn.
  • the air tube 400 is a single wall type air tube 400a (see FIG. 11A) filled with air in an inner space 402 surrounded by a silicone or rubber sheath 401.
  • a multi-walled air tube 400b in which the inner space 402 is separated by a plurality of partitions 403 may be employed.
  • each sub air tube partitioned by the partition wall 403 may maintain air separately from an adjacent air tube.
  • the partition wall 403 is illustrated in an arc shape, but various shapes that may partition the inner space 402 may be employed.
  • the protective panel laminate 300 coupled to the air tube 400a of the single wall type is applied to a wet suit, it is possible to improve the human body protection function during underwater activities.
  • the air inlet (not shown) around the human respiratory tract, it can be configured to be used for additional breathing.
  • the surface of the protective panel laminate 300 to which the air tube 400 is coupled may be coated with non-combustible fibers such as oxidant carbon fibers, aramid fibers, metal fibers, glass fibers, or the like to improve the flame retardant function.
  • non-combustible fibers such as oxidant carbon fibers, aramid fibers, metal fibers, glass fibers, or the like to improve the flame retardant function.
  • Such protective panels, protective panel combinations, and protective panel laminates include military protective clothing, body armor, work protective clothing, fire fighting clothing, athletic protective clothing, hazardous area wetsuits, civilian protective clothing, racing protective clothing, bike protectors, pilots, etc. Applicable to suits, ski suits, etc.

Landscapes

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Abstract

본 발명은, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지며, 복수 개의 원호부로 구획할 수 있는 소정 직경의 원형상의 베이스층(10) 부재를 준비하는 단계와; 상기 원형 베이스층 부재(10b)와 동일 직경을 갖는 원형 안착부(B)와, 상기 원형 안착부(B) 주변부로 상기 베이스층 부재(10b)의 복수의 원호부와 동일 형상 및 면적을 갖는 원호커버부를 갖는 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 준비하는 단계와; 상기 베이스층(10) 부재와 동일 직경의 원형 안착부(B) 상에 베이스층 부재(10b)를 위치시키는 단계와; 상기 복수의 원호커버부로 상기 베이스층 부재(10b)의 각 원호부를 감아 덮음으로써, 베이스층 부재(10b) 주위를 폴리에틸렌층으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법을 제공한다.

Description

보호 패널 적층체 및 그 제조방법
본 발명은 총탄이나 칼 등의 공격으로부터 인체를 보호하기 위한 단위 보호 패널과, 이 단위 보호 패널을 수평으로 복수 연결한 보호 패널 결합체와, 이 보호 패널 결합체를 수직방향으로 복수 적층하여 이루어지는 보호 패널 적층체와, 상기 보호 패널과 보호 패널 결합체 및 보호 패널 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 총기류로부터 발사되는 총탄 또는 칼, 송곳, 죽창과 같은 날카로운 끝단을 갖는 흉기류에 의한 공격에 대해서, 인체를 보호하고자 하는 방탄 및 방검용의 방탄 피복(통칭하여 방탄복이라 함)이 널리 생산되고 있다.
통상, 상기와 같은 방탄복은, 발사된 탄두에 대해서 내구성을 갖는 보호 패널을 인체 형상에 따라, 통판 형상으로 성형하여 제조하거나, 또는 단품인 복수의 보호 패널을 다양한 방식으로 연결 또는 적층하여, 제조되고 있다.
하지만, 방탄복에 사용되는 현재의 보호 패널은, 그 재료의 특성 및 그 층구조를 효과적으로 조합하고 있지 못함에 따라, 탄환과의 충돌시 탄환이 상기 보호 패널을 통과하거나, 보호 패널을 통과하지 않더라도 그 충격량이 후방으로 전달되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 단품의 보호 패널을 적층하여 보호 패널 적층체를 형성함으로써, 상기 탄환으로부터의 충격량을 적층된 다수의 보호 패널을 이용하여 분산시켜서, 탄환과의 충돌시 탄환이 상기 보호 패널 적층체를 통과하는 것을 방지하거나, 그 충격량이 후방으로 전달되지 않도록 하는 방안이 강구되고 있다.
하지만, 현재의 보호 패널 적층체 구조는, 상기 보호 패널의 두께 방향으로의 적층에만 중점을 두고 연구가 진행되고 있음에 따라, 방탄 성능의 증가에 비례해서 그 부피가 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 적층된 보호 패널을 통한 충격량 분산이 효과적으로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
또한, 방탄복 제작의 요구 조건 중 하나는 인체 자체의 만곡 및 인체의 동작에 따라, 연동하여 그 형태를 유연하게 변형할 수 있는 보호 패널 적층체 구조가 요구되지만, 상기 두께가 증대되는 방탄 패널 적층체로서는 이러한 요구를 충족시키기에는 미흡한 상태이다.
한편, 현재의 방탄복 제작 경향으로는, 고분자 공학의 연구 결과물린 아라미드 섬유(케블라 섬유 포함), 폴리에틸렌 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유 및, 폴리카보네이트 필름 등과 같은 소재의 특성을 최대한 결합하여, 방탄성의 향상을 극대화시키는 연구가 진행 중이다.
본 발명은 상기와 같은 연구의 일환으로 이루어진 것으로, 총탄이나 칼 등의 공격시 발생되는 충격량(운동에너지)을 최적으로 흡수할 수 있도록 된 층 구조를 갖는 보호 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는, 피탄시 발생되는 충격량이 소재 표면(피탄면)에서 분산될 수 있도록 함으로써, 탄환이 보호 패널을 관통하지 못하게 하거나, 인체에 미치는 충격량을 최소로 한 단위 보호 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 보호 패널을 제작하는 보호 패널 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 보호 패널을 수평으로 연결한 보호 패널 결합체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 인체 자체의 만곡 및 인체의 동작에 따라, 연동하여 그 형태를 유연하게 변형할 수 있도록 상기 단품의 단위 보호 패널을 복수 적층해서 형성된 보호 패널 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 적층된 보호 패널을 통한 충격량 분산이 효과적으로 이루어지도록 한 보호 패널 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는, 피탄시, 피탄된 단위 보호 패널에 전달되는 충격량을 지연 작용과 함께 인접한 보호 패널로 분산되도록 한 완충 구조를 갖는 보호 패널 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 보호 패널 적층체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 위해서, 본 발명은, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13)으로 이루어지는 베이스층(10)과; 상기 베이스층(10) 위에 적층되는 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성된 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20) 또는 폴리카보네이트필름층 또는 아라미드섬유층을 구비하는 것을 특징으로 하는 보호 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13)으로 이루어지는 베이스층(10)과; 상기 베이스층(10)을 복수 회 둘러싸는 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성된 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20) 또는 폴리카보네이트필름층 또는 아라미드섬유층을 구비하는 것을 특징으로 하는 보호 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 베이스층(10)은, 알루미나, 실리콘카바이드 또는 보론카바이드 중 적어도 하나로 이루어지는 세라믹층(12)을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 베이스층(10)과, 상기 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20) 또는 폴리카보네이트필름층 또는 아라미트섬유층 중 적어도 하나가 순차 적층되는 것을 특징으로 하는 보호 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 베이스층(10) 또는 폴리에틸렌층(20)은 원형, 타원형 및, 반달형을 포함하는 다각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 보호 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 보호 패널을 수납하는 복수의 봉지부(34)와; 상기 복수의 봉지부(34)가 수평방향으로 복수 연결되어 유지되는 봉재부(31)를 구비하며, 상기 각 봉지부(34)가 인접한 봉지부에 대해서 굽혀지는 한편, 상기 봉재부(31)를 중심으로 소정 각도 회전하는 것을 특징으로 하는 보호 패널 결합체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 보호 패널 결합체(200)를 수직방향으로 복수열 적층하여 이루어진 보호 패널 적층체로서, 홀수열의 상기 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)의 분리선(30e1)들 사이에 짝수열의 단위 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)의 분리선(30e2)이 위치되도록 홀수열 및 짝수열의 보호 패널 결합체가 적층된 것을 특징으로 하는 보호 패널 적층체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 홀수열의 상기 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)에 수납된 보호 패널(100) 사이에, 짝수열의 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)에 수납된 보호 패널(100)이 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 보호 패널 적층체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 짝수열의 보호 패널 결합체(200)가 상기 홀수열의 보호 패널 결합체 위에 적층될 때, 상부에 위치되는 상기 보호 패널 결합체(200)의 봉지부(34)에 의해, 하부에 위치되는 보호 패널 결합체의 봉지부(34)를 부분적으로 덮도록 하는 것을 특징으로 하는 보호 패널 적층체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기보호 패널 결합체의 제조 방법으로서, 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 세로 길이 및 가로 길이를 갖는 원단 부재(30)를 준비하는 단계와; 상기 원단 부재(30)를 상부 봉재부(31)와, 세로 길이(h1,h2)가 같은 상부원단부(33)와 하부원단부(32)로 구획하며, 상기 하부 원단부(32)의 단부와 상부 원단부의 단부를 겹치는 단계와; 상기 보호 패널의 직경에 대응하는 길이로, 상기 겹쳐진 원단부의 가로 길이를 따라 복수 구획하고, 각 구획의 측단부를 재봉선(30b)을 따라 상기 세로 방향을 따라 재봉함으로써, 단위 보호 패널을 수용할 수 있는 복수의 봉지부(34)를 생성하는 단계와; 상기 각 봉지부(34)에 단위 보호 패널을 삽입하는 단계와; 상기 재봉선(30b) 사이에 위치한 절단선(30c)을 따라 절단함으로써 상기 각 봉지부(34)를 분리시키는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보호 패널 결합체의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 보호 패널 적층체의 제조 방법으로서, 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 세로 길이 및 가로 길이를 갖는 원단 부재(301)를 준비하는 단계와; 상기 단위 보호 패널 결합체(200)를 재봉선(30d)을 따라 상기 원단 부재(301)의 일면에 재봉함으로써, 홀수열의 단위 보호 패널 결합체(200)가 수평방향으로 상기 원단 부재(301)에 부착되는 단계와; 다른 단위 보호 패널 결합체(200)를 상기 재봉선(30d)을 따라 상기 원단 부재(301)에 재봉함으로써, 짝수열의 단위 보호 패널 결합체(200)가 상기 수평방향과 평행하게 상기 원단 부재(301)에 부착되는 한편, 상기 홀수열의 상기 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)의 분리선(30e1)들 사이에 상기 짝수열의 단위 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)의 분리선(30e2)이 위치되도록 하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널 적층체의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지는 사각형상의 베이스층(10) 부재를 준비하는 단계와; 상기 베이스층(10) 부재의 짧은 측면 길이 또는 긴 측면 길이와 동일한 짧은 측면 길이를 갖는 소정 길이의 직선 시트형의 폴리에틸렌층 부재(20a1)를 준비하는 단계와; 상기 폴리에틸렌층 부재(20a1)의 짧은 측면 길이의 단부에 형성된 안착부(A) 상에, 상기 베이스층 부재(10a)의 단부를 일치시키면서 위치시키는 단계와; 상기 폴리에틸렌층 부재(20a1)로 상기 베이스층 부재(10a)를 수평 회전방향으로 복수 회 감음으로써, 베이스층 부재(10a) 주위에 복수의 폴리에틸렌층이 형성되는 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지는 사각형상의 베이스층(10) 부재를 준비하는 단계와; 상기 베이스층(10) 부재의 짧은 측면 길이 또는 긴 측면 길이와 동일한 짧은 측면 길이를 갖는 소정 길이의 직선 시트형의 제1폴리에틸렌층 부재(20a1) 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)를 준비하는 단계와; 상기 제1폴리에틸렌층 부재(20a1) 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)의 짧은 측면 길이를 갖는 단부를 수직으로 겹침으로써, 상기 베이스층 부재(10a)가 안착되는 안착부(A)가 형성하는 단계와; 상기 안착부(A) 상에, 상기 베이스층 부재(10a)의 단부를 일치시키면서 위치시키는 단계와; 상기 제1폴리에틸렌층 부재(20a1) 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)를 수직 및 수평 방향으로 교대로 복수 회 감음으로써, 베이스층 부재(10a) 주위에 복수의 폴리에틸렌층이 형성되는 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지며, 복수 개의 원호부로 구획할 수 있는 소정 직경의 원형상의 베이스층(10) 부재를 준비하는 단계와; 상기 원형 베이스층 부재(10b)와 동일 직경을 갖는 원형 안착부(B)와, 상기 원형 안착부(B) 주변부로 상기 베이스층 부재(10b)의 복수의 원호부와 동일 형상 및 면적을 갖는 원호커버부를 갖는 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 준비하는 단계와; 상기 베이스층(10) 부재와 동일 직경의 원형 안착부(B) 상에 베이스층 부재(10b)를 위치시키는 단계와; 상기 복수의 원호커버부로 상기 베이스층 부재(10b)의 각 원호부를 감아 덮음으로써, 베이스층 부재(10b) 주위를 폴리에틸렌층으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 복수 매 준비하는 단계와; 상기 복수 매의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 상기 원형 안착부(B)를 중심으로 적층하는 한편, 상부에 위치된 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부 사이에 하부에 위치된 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부가 위치되도록 배열하는 단계와; 상기 베이스층(10) 부재와 동일 직경을 갖는 적층된 원형 안착부(B) 상에 베이스층 부재(10b)를 위치시키는 단계와; 상기 상부 폴리에틸렌층 부재(20b)의 복수의 원호커버부로 상기 베이스층 부재(10b)의 각 원호부를 감아 덮는 단계와; 상기 하부 폴리에틸렌층 부재(20b)의 복수의 원호커버부로, 상기 상부 폴리에틸렌층 부재(20b)의 복수의 원호커버부로 덮인 베이스층 부재(10b)를 덮는 단계와; 상기 덮는 단계를 상기 적층된 폴리에틸렌층 부재(20b)의 매수에 따라 반복함으로써, 상기 베이스층 부재(10b) 주위를 복수의 폴리에틸렌층으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지며, 전체 면적을 중심점과 각 변의 꼭지점을 연결하는 6개의 삼각형 구획으로 분할할 수 있는 육각형 베이스층 부재(10c)를 준비하는 단계와; 상기 육각형 베이스층 부재(10c)와 동일 면적을 갖는 육각형 안착부(C)와, 상기 안착부(C) 주변부로 상기 베이스층 부재(10c)의 복수의 삼각형 구획과 동일 형상 및 면적을 갖는 구획커버부를 갖는 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20c)를 준비하는 단계와; 상기 베이스층(10c) 부재와 동일 형상 및 면적을 갖는 상기 육각형 안착부(C) 상에 베이스층 부재(10c)를 위치시키는 단계와; 상기 복수의 구획커버부로 상기 베이스층 부재(10c)의 각 구획을 감아 덮음으로써, 베이스층 부재(10c) 주위를 폴리에틸렌층(20a)으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20c)를 복수 매 준비하는 단계와; 상기 복수 매의 폴리에틸렌층 부재(20c)를 상기 안착부(C)를 중심으로 적층하는 단계와; 상기 베이스층(10c) 부재와 동일 면적을 갖는 적층된 안착부(C) 상에 베이스층 부재(10c)를 위치시키는 단계와; 상부의 상기 폴리에틸렌층 부재(20c)의 복수의 구획커버부로 상기 베이스층 부재(10c)의 각 구획을 감아 덮는 단계와; 하부의 상기 폴리에틸렌층 부재(20c)의 복수의 구획커버부로, 상기 상부 폴리에틸렌층 부재(20c)의 복수의 원호커버부로 덮인 베이스층 부재(10c)를 덮는 단계와; 상기 덮는 단계를 상기 적층된 폴리에틸렌층 부재(20c)의 매수에 따라 반복함으로써, 상기 베이스층 부재(10c) 주위를 복수의 폴리에틸렌층(20a)으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법을 제공한다.
이상과 같은 구성에 의하면, 피탄시 발생되는 충격량이 소재 표면(피탄면)에서 분산될 수 있도록 함으로써, 탄환이 보호 패널을 관통하지 못하게 하거나, 인체에 미치는 충격량을 최소로 한 단위 보호 패널을 제공하는 효과를 나타낸다.
또한, 인체 자체의 만곡 및 인체의 동작에 따라, 연동하여 그 형태를 유연하게 변형할 수 있도록 상기 단품의 단위 보호 패널을 복수 적층해서 형성된 보호 패널 적층체를 제공하는 효과를 나타낸다.
또한, 피탄된 단위 보호 패널에 전달되는 충격량을 지연 작용과 함께 인접한 보호 패널로 분산되도록 한 완충 구조를 갖는 보호 패널 적층체를 제공하는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 보호 패널의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예2에 따른 보호 패널의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예3에 따른 보호 패널의 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널의 제작 방법을 단계별로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 패널의 제작 방법을 단계별로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 패널의 제작 방법을 단계별로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널 결합체의 제작 방법을 단계별로 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널 적층체의 제작 방법을 단계별로 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널 적층체의 만곡 상태에서 나타나는 완충 구조를 모식적으로 설명하는 도면,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널의 탄두 진행의 지연 작용을 모식적으로 설명하는 도면,
도 11은 본 발명에 따른 보호 패널 적층체의 후면에 공기 튜브가 부착된 상태를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널을 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.
[보호 패널에 사용되는 섬유]
본 발명에 따른 보호 패널 제작을 위해서는, 폴리에틸렌 섬유를 이용하여 제작한 밀드섬유(milled fiber), 촙섬유(chopped strand), 스트랜드(strands), 로빙(roving), 직물(woven fabric), 로빙 매트(roving mat), 편성물(knitted fabric), 부직포(nonwoven), 일방향 배향포(Unidirectional fabric)와 함께; 탄소 섬유를 에폭시수지로 경화 처리하여 제작한 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)과; 유리 섬유를 에폭시수지로 경화 처리하여 제작한 유리섬유강화플라스틱(CFRP); 알루미나(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC) 또는 보론카바이드(B4C) 중 적어도 하나로 이루어지는 세라믹층(12)을 사용할 수 있다.
[보호 패널]
도 1 내지 도 3은 복수의 층으로 구성되는 본 발명에 따른 보호 패널의 층 구조를 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 1을 참조로 본 발명의 실시예1에 따른 보호 패널 구조를 설명한다.
본 발명의 실시예1에 따른 보호 패널(100a)은, 상기 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP:11)으로 이루어지는 베이스층(10)과; 상기 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP)의 베이스층(10) 위에 적층되는 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)을 구비한다. 필요에 따라서, 상기 베이스층(10)과 상기 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)은 교대로 복수 적층되어 보호 패널을 구성할 수 있다(도 1의 (a) 참조).
여기서, 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP:11)으로 이루어지는 베이스층(10)은 피탄되는 탄두의 진행을 저지하면서 그 충격량을 분산시키는 역할을 수행하며, 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)은 탄두의 진행을 지연시키는 역할을 주로 수행한다.
따라서, 상기 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)은 탄환과 최초 충돌하는 피탄면이 되며, 상기 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP:11)은 상기 피탄면의 후면에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예1에 따른 보호 패널(100b)은, 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP:11) 위에, 알루미나(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC) 또는 보론카바이드(B4C) 중 적어도 하나로 이루어지는 세라믹층(12)을 적층한 베이스층(10)과; 상기 베이스층(10) 위에 적층되는 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)을 구비한다(도 1의 (b) 참조).
여기서, 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP:11) 및 세라믹(12)으로 이루어지는 베이스층(10)은 피탄되는 탄두의 진행을 저지하면서 그 충격량을 분산시키는 역할을 수행하며, 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)은 탄두의 진행을 지연하는 역할을 수행한다. 한편, 상기 베이스층(10)에 있어서는, 상호 다른 특성을 갖는 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP)과 세라믹(11)을 적층함에 따라, 매질을 통해 진행하는 충격량의 분산이 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
이어서, 도 2를 참조로 본 발명의 실시예2에 따른 보호 패널 구조를 설명한다. 본 발명의 실시예2에 따른 보호 패널은 상기 실시예1의 CFRP(11) 대신 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13)을 사용한다.
즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13)의 베이스층(10)과; 상기 유리섬강화플라스틱층(GFRP:13)의 베이스층(10) 위에 적층되는 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)으로 이루어진 보호 패널(100c)이 제공될 수 있다.
또한, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 유리섬유강화플라스틱층(GFRP:13) 위에, 알루미나(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC) 또는 보론카바이드(B4C) 중 적어도 하나로 이루어지는 세라믹층(12)을 적층한 베이스층(10)과; 상기 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP:13) 위에 적층되는 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)으로 이루어진 보호 패널(100d)이 제공될 수 있다.
상기 실시예2도 상기 실시예1과 마찬가지로, 폴리에틸렌층(20)과 베이스층(10)이 교대로 복수 적층되어 보호 패널을 구성할 수 있으며, 상기 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)은 탄두와 최초 충돌하는 피탄면이 되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 실시예1 및 2에 따른 베이스층(10)과 폴리에틸렌층(20)은, 일례로서 에폭시수지를 이용한 수지 접착 공법 또는 시아닌아크릴레이트를 이용한 중합 처리 공법으로 접착될 수 있으며, 씨앤시 절단공법, 레이저 절단공법, 정밀프레스 펀칭공법 등의 절단 공정을 사용하여, 원형, 타원형, 반달형 및 다각형 형상을 포함하는 다양한 형태의 단품으로 형성할 수 있다.
한편, 상기와 같은 보호 패널(100)은, 그 제작을 용이하게 하는 동시에 방탄복 등의 제작에 용이하게 적용하기 위해서, 도 3에 나타내는 실시예3의 구조를 채용하는 것이 바람직하다. 도 3에 나타낸 실시예3의 구조와 도 1 및 도 2에 나타낸 실시예1 및 2와의 차이점은 상기 베이스층(10)이 상기 폴리에틸렌층(PE:20)으로 완전히 둘러싸인 점이다.
도 3의 (a)는 상기 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP:11)으로 이루어지는 베이스층(10)과; 상기 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP)의 베이스층(10)을 둘러싸는 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)으로 이루어진 보호 패널(100e)을 나타낸다.
또한, 도 3의 (b)는 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP:11) 위에, 알루미나(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC) 또는 보론카바이드(B4C) 중 적어도 하나로 이루어지는 세라믹층(12)을 적층한 베이스층(10)과; 이 베이스층(10)을 둘러싸는 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)으로 이루어진 보호 패널(100f)을 나타낸다.
또한, 도 3의 (c)는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13)의 베이스층(10)과; 이 베이스층(10)을 둘러싸는 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)으로 이루어진 보호 패널(100g)을 나타낸다.
또한, 도 3의 (d)는 유리섬유강화플라스틱층(GFRP:13) 위에, 알루미나(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC) 또는 보론카바이드(B4C) 중 적어도 하나로 이루어지는 세라믹층(12)을 적층한 베이스층(10)과; 이 베이스층을 둘러싸는 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)으로 이루어진 보호 패널(100h)을 나타낸다.
또한, 도 3의 (e) 내지 (g)에 나타낸 바와 같이, 상기 베이스층(10)은 세믹층과 폴리에틸렌층과 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP) 또는, 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP)과 폴리에틸렌층과 탄소섬유강화플라스틱층(CFRP) 또는, 세라믹층과 폴리에틸렌층과 세라믹층을 순차 적층하거나 임의의 순서로 적층함으로써 구성될 수도 있다. 또한, 이러한 베이스층(10)은 도 1 내지 2에 나타낸 실시예에도 적용할 수 있다.
한편, 상기와 같이, 베이스층(10)을 폴리에틸렌층(PE:20)으로 완전히 또는 부분적으로 둘러싸는 구조에 있어서는, 피탄면이 되는 상기 폴리에틸렌층(PE:20)에 의한 탄두 진행의 지연 작용이 탁월하게 된다.
즉, 도 10의 (a)에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 탄두가 상기 폴리에틸렌층(20)에 피탄됨에 따라 발생되는 전방 방향(탄두 진행 방향 a)으로의 가압력(충격량)은, 폴리에틸렌층의 반발 작용에 따라, 상기 베이스층(10)을 둘러쌈에 따라 폐쇄 구조를 갖는 폴리에틸렌층 전면부의 피탄부쪽(중앙)으로의 인장을 발생시키고, 연속적으로 측면부 및 후면부의 인장력을 발생시킴에 따라, 탄두의 진행을 저지시키게 된다(인장력 작용 방향을 실선의 화살표로 나타냄).
이에 비해, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 베이스층(10)을 둘러싸지 않음에 따라 개방 구조를 갖는 폴리에틸렌층(20)에 탄두가 피탄되면, 상기와 같은 전면부, 측면부 및 후면부의 인장력 전달에 따른 탄두 진행 저지 효과는 볼 수 없게 된다. 한편, 상기와 같은 탄두 진행 저지 효과를 얻기 위해서는, 상기 보호 패널은 직경 50mm 정도로 제작되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 실시예3에 따른 보호 패널(100)은, 시트형으로 제작된 상기 폴리에틸렌층(PE:20) 부재로, 상기 베이스층(10)을 복수 회 휘어 감아 제작되거나, 복수 회 휘어 감은 후, 예를 들면 시아닌아크릴레이트 용액으로 중합처리함으로써, 제작될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스층(10)을 완전히 둘러싸는 복수 층의 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20)이 형성될 수 있다.
[보호 패널의 제작 방법]
본 발명에 따른 상기 베이스층(10)은, 그 평면 형상이 상기된 절단 공정을 사용해서, 원형, 타원형, 반달형을 포함하는 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 특히, 방탄복 등의 제작을 용이하게 하기 위해서, 사각형, 원형, 육각형, 타원형, 반달형의 베이스층 부재(10a)를 제작하여 이용하는 것이 바람직하다.
[보호 패널의 제작 방법1]
도 4의 (a) 내지 (c)는 사각형으로 제작된 베이스층 부재(10a)를 소정 길이의 사각형 시트로서 형성한 폴리에틸렌층 부재(20a)로 둘러쌈으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널(100)을 제작하는 상태를 나타낸다.
먼저, 소정 길이의 가로 및 세로 길이를 갖는 사각형상의 베이스층 부재(10a)를 형성한다. 일실시예로서 상기 베이스층 부재(10a)의 사각형상은 직사각형상인 것으로 고려한다.
상기 직선 시트형의 폴리에틸렌층 부재(20a1)는 짧은 측면(변) 길이(세로 길이)가 사각형의 베이스층 부재(10a)의 측면 길이와 동일하게 형성된다. 필요에 따라서, 상기 직선 시트형의 폴리에틸렌층 부재(20a1)의 짧은 측면(변) 길이는 상기 사각형 베이스층 부재(10a)의 긴 측면(변) 길이(가로 길이)와 동일하게 형성할 수 있다.
여기서, 상기 폴리에틸렌층 부재(20a1)의 한쪽 단부에 상기 베이스층 부재(10a)와 대략 동일 면적으로 형성된 안착부(A)에 상기 베이스층 부재(10a)를 위치시킨다. 즉, 상기 짧은 측면 길이 또는 긴 측면 길이를 갖는 베이스층 부재(10a)의 어느 단부와, 이 단부의 측면 길이와 동일한 상기 폴리에틸렌층 부재(20a1)의 짧은 측면 길이를 갖는 단부를 일치시키면서, 베이스층 부재(10a)를 위치시킨다.
이어서, 상기 폴리에틸렌층 부재(20a1)로 상기 베이스층 부재(10a)를 수평 회전방향으로 복수 회 감음으로써, 베이스층 부재(10a) 주위에 복수의 폴리에틸렌층(20a)이 형성되는 보호 패널(100)이 형성된다. 한편, 도 4의 (a)는 상기 직선 시트형의 폴리에틸렌층 부재(20a1)의 한쪽 단부의 안착부(A)와 이 안착부에 위치되는 베이스층 부재(10a)를 나타내며, 도 4의 (b)는 상기 안착부 위에 베이스층 부재(10a)를 겹쳐서 위치시킨 상태를 나타내며, 도 4의 (c)는 상기 안착부 위에 베이스층 부재(10a)를 겹쳐서 위치시킨 상태에서 상기 폴리에틸렌층 부재(20a1)를 수평 회전방향으로 감아 회전시키는 상태를 나타내고 있다.
한편, 상기와 같은 방식으로 보호 패널(100)에 폴리에틸렌층 부재(20a)를 감을 경우, 사각형의 베이스층 부재(10a)의 전체 4측면(변) 중, 대향하는 2측면(변)은 개방 상태로 있게 된다.
따라서, 상기와 같은 2변의 개방 상태를 없애기 위해서, 일실시예에 따른 제작 방식에 있어서는, 상기 폴리에틸렌층 부재(20a2) 이외에 추가의 폴리에틸렌층 부재(20a2)를 이용하여, 상기 베이스층 부재(10a)을 감싸게 된다.
즉, 도 4의 (d) 내지 (g)에 나타낸 바와 같이, 대응하는 형상의 2개의 폴리에틸렌층 부재(20a1,20a2)의 한쪽 단부를 수직으로 겹쳐놓은 상태에서 형성된 안착부(A) 위에, 상기 베이스층 부재(10a)를 위치시킨 후, 제1폴리에틸렌층 부재(20a1) 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)로 상기 베이스층 부재(10a)를 교대로 수평 및 수직 회전 방향으로 복수 회 감음으로써, 상기 베이스층 부재(10a)의 4측면(변) 모두를 폐쇄하는 보호 패널(100)을 형성할 수 있게 된다.
한편, 도 4의 (d)는, 상기 2개의 제1폴리에틸렌층 부재(20a1) 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)의 한쪽 단부를 수직으로 겹침으로써, 상기 베이스층 부재(10a)가 안착되는 안착부(A)가 형성된 상태를 나타내고, 도 4의 (e)는 상기 안착부 위에 베이스층 부재(10a)를 겹쳐놓은 상태에서 나타내며, 도 4의 (f)는 상기 안착부에 베이스층 부재(10a)를 겹쳐서 위치시킨 상태에서 상기 제1폴리에틸렌층 부재(20a1)를 수직 회전방향으로 감아 회전시키는 상태를 나타내며, 도 4의 (g)는 도 4의 (f) 상태에서 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)를 수평 회전방향으로 감아 회전시키는 상태를 나타낸다.
일실시예로서, 도 4의 (d)와 같은 방법으로 단위 보호 패널(100)을 제작할 때, 상기 제1 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a1,20a2)는 상기 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 고밀도 폴리에틸렌층을 이용할 수 있으며, 상기 각 부재(20a1,20a2)의 교대하는 권취에 따라, 섬유 배향 방향이 상호 겹치게 할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 과정에 의하면, 베이스층(10)을 복수의 폴리에틸렌층으로 감싸는 보호 패널(100)을 형성할 수 있다.
[보호 패널의 제작 방법2]
도 5의 (a) 내지 (f)는 원형으로 제작된 상기 베이스층 부재(10b)를 다각형 시트로 형성된 폴리에틸렌층 부재(20a)로 둘러쌈으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널(100)을 제작하는 상태를 나타낸다.
먼저, 소정 길이의 직경을 가지며, 전체 면적을 8개의 원호부(10b1 내지 10b8)로 구획할 수 있는 원형의 베이스층 부재(10b)를 형성한다. 또한, 상기 원형 베이스층 부재(10b)와 동일 직경을 갖는 원형 안착부(B)가 형성되며, 상기 원형 안착부(B) 주변부로 상기 베이스층 부재(10b)의 원호부(10b1 내지 10b8)와 동일 형상 및 면적을 갖는 복수의 원호커버부(20b1 내지 20b8)를 갖는 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 형성한다. 한편, 상기 원형의 베이스층 부재(10b)의 두께를 고려하여, 상기 안착부(B)와 상기 원호커버부(20b1 내지 20b8) 사이에는 상기 두께에 대응하는 면적이 부가 형성되도록 한다. 한편, 본 실시예에 있어서는, 상기 원호부 및 원호커버부를 8개 형성하는 것으로 설명하고 있는데, 이는 상기 원형 베이스층 부재(10b)가, 예를 들어 직경 50mm 정도로 형성된 것을 고려하여 선택한 것이며, 베이스층 부재(10b)의 직경이 증가함에 따라, 8개 이상의 원호부 및 원호커버부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 폴리에틸렌층 부재(20b) 중앙의 안착부(B) 위에 상기 베이스층 부재(10b)를 겹쳐서 위치시킨다. 이에 따라, 상기 베이스층 부재(10b)의 안착면은 폴리에틸렌층 부재(20b)에 의해 덮이게 된다.
이어서, 상기 폴리에틸렌층 부재(20b)의 각 원호커버부(20b1 내지 20b8)로 상기 베이스층 부재(10b)의 대응하는 각 원호부(10b1 내지 10b8)를 감아 덮음으로써, 베이스층 부재(10b) 주위를 상기 폴리에틸렌층 부재(20b)로 덮은 보호 패널(100)이 형성된다.
한편, 도 5의 (a)는 상기 베이스층 부재(10b)와 다각형 시트로 형성된 폴리에틸렌층 부재(20b)를 나타내며, 도 5의 (b)는 상기 폴리에틸렌층 부재(20b) 위의 안착부(B)에 상기 베이스층 부재(10b)를 위치시킨 상태를 나타내며, 도 5의 (c) 및 (d)는 상기 각 원호커버부(20b1 내지 20b8)로 상기 원호부(10b1 내지 10b8)를 시계방향으로 순차 덮어 가는 상태를 나타내며, 도 5의 (e)는 상기 원호커버부(20b1 내지 20b8)로 상기 원호부(10b1 내지 10b8)를 완전히 덮은 상태를 나타내고 있다.
한편, 상기 폴리에틸렌층 부재(20b)를 복수 매 이용하여 상기 원형의 베이스층 부재(10b)를 복수 회 감음으로써, 베이스층 부재(10b)를 복수의 폴리에틸렌층으로 완전히 덮은 보호 패널을 형성할 수 있다.
상기와 같이, 폴리에틸렌층 부재(20b)를 복수 매 이용하여 상기 베이스층 부재(10b)를 감을 때는, 상기 복수 매의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 상기 원형 안착부(B)를 중심으로 겹쳐서 적층하는 한편, 상부에 위치된 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부 사이에 하부에 위치된 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부가 위치되도록 배열한다.
즉, 도 5의 (f)에 나타낸 바와 같이, 복수 매의 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원형 안착부(B)를 일치시킨 상태에서, 실선으로 나타낸 상부 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부(예를 들면, 참조부호 20b1과 20b2) 사이에 이점 쇄선으로 나타낸 하부 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부(예를 들면, 참조부호 20b1')가 위치하도록 상부와 하부 폴리에틸렌층 부재를 소정 각도 회전시켜서 배열한다.
이에 따라, 도 5의 (e)에 나타낸 전방 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부 사이의 접촉부(예를 들면, 참조부호 b)가 후방 폴리에틸렌층 부재(20b)의 대응하는 원호커버부(예를 들면, 참조부호 20b1')의 표면에 의해 덮이게 됨에 따라, 베이스층 부재(10b)의 기밀성이 더욱 향상된다. 한편, 상기와 같이 복수 매의 폴리에틸렌층 부재를 겹치는 경우, 공차를 고려하여, 하부에 위치되는 폴리에틸렌층 부재의 크기를 상부에 위치되는 폴리에틸렌층 부재보다 크게 형성한다.
따라서, 상기와 같은 과정에 의하면, 베이스층(10)을 복수의 폴리에틸렌층으로 감싸는 보호 패널(100)을 형성할 수 있다.
[보호 패널의 제작 방법3]
도 6의 (a) 내지 (e)는 다각형(예를 들어, 육각형) 형상으로 제작된 베이스층 부재(10c)를 다각형 시트로 형성된 폴리에틸렌층 부재(20c)로 둘러쌈으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널(100)을 제작하는 상태를 나타낸다.
먼저, 전체 면적을 중심점과 각 측면(변)의 꼭지점을 연결하는 6개의 삼각형 구획(10c1 내지 10c6)으로 분할할 수 있는 육각형의 베이스층 부재(10c)를 형성한다. 또한, 상기 육각형의 베이스층 부재(10c)와 동일 면적을 갖는 육각형 안착부(C)가 형성되며, 상기 육각형 안착부(C) 주변부, 즉 각 측면(변)마다 상기 베이스층 부재(10c)의 삼각형 구획(10c1 내지 10c6)과 동일 형상을 갖는 구획커버부(20c1 내지 20c6)를 갖춘 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20c)를 형성한다. 한편, 상기 육각형의 베이스층 부재(10c)의 두께를 고려하여, 상기 안착부(C)와 상기 구획커버부(20c1 내지 20c6) 사이에는 상기 두께에 대응하는 면적이 부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 폴리에틸렌층 부재(20c)의 중앙의 안착부(C) 위에 상기 베이스층 부재(20c)를 겹쳐서 위치시킨다.
이어서, 상기 폴리에틸렌층 부재(20c)의 각 구획커버부(20c1 내지 20c6)로 상기 베이스층 부재(10c)의 대응하는 각 삼각형 구획(10c1 내지 10c6)을 감아 덮음으로써, 베이스층 부재(10c) 주위를 상기 폴리에틸렌층 부재(20c)로 덮은 보호 패널(100)이 형성된다.
한편, 도 6의 (a)는 상기 베이스층 부재(10c)와 다각형 시트로 형성된 폴리에틸렌층 부재(20c)를 나타내며, 도 6의 (b)는 상기 폴리에틸렌층 부재(20c) 위의 안착부(C) 위에 상기 베이스층 부재(10c)를 위치시킨 상태를 나타내며, 도 6의 (c) 및 (d)는 상기 각 구획커버부(20c1 내지 20c6)로 상기 각 구획(10c1 내지 10c6)을 시계방향으로 순차 덮어 가는 상태를 나타내며, 도 6의 (e)는 상기 구획커버부(20c1 내지 20c6)로 상기 구획(10c1 내지 10c6)을 완전히 덮은 상태를 나타내고 있다.
한편, 도 6에 나타낸 실시예에 따른 폴리에틸렌층 부재(20c) 또한, 도 5에 나타낸 실시예에 따른 폴리에틸렌층 부재(20b)와 마찬가지로, 복수 매 이용하여 상기 베이스층 부재(10b)를 복수 회 감음으로써, 상기 베이스층 부재(10c)를 복수의 폴리에틸렌층으로 덮도록 구성할 수 있다. 이때, 상기 도 5의 (f)에 나타낸 실시예와 마찬가지로, 공차를 고려하여, 하부에 위치되는 폴리에틸렌층 부재(20b)의 크기를 상부에 위치되는 폴리에틸렌층 부재(20b)보다 크게 형성한다.
도 6의 (f)는 상기 도 4에 개시된 실시예와 마찬가지로, 소정 길이의 사각형 시트로서 형성된 3개의 폴리에틸렌층 부재(20a1, 20a2, 20a3)로 상기 육각형의 베이스층 부재(10c)를 둘러쌈으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널(100)을 제작하기 위한 과정을 나타낸다.
먼저, 상기 베이스층 부재(10c)의 인접하는 3측면(변)에 한쪽 단부를 맞춰서 상기 3개의 폴리에틸렌층 부재(20a1, 20a2, 20a3)를 배치함으로써, 상기 베이스층 부재(10c)가 위치될 수 있는 육각형의 안착부를 형성한다(이 상태에서 상기 폴리에틸렌층 부재(20a1, 20a2, 20a3)는 60° 간격으로 이격된 상태가 된다). 이어서, 상기 안착부 위에 상기 베이스층 부재(10c)를 위치시킨 후, 상기 3개의 폴리에틸렌층 부재(20a1, 20a2, 20a3)를 순서대로 휘어 감음으로써, 상기 베이스층 부재(10c)를 복수의 폴리에틸렌층으로 완전히 덮도록 구성할 수 있다.
[그 밖의 보호 패널의 제작 방법]
또한, 상기 보호 패널(100)을 타원형 또는 반달형으로 제작할 수 있으며, 이 경우는 상기 폴리에틴렌층 부재(20a1)를 이용하여, 보호 패널의 표면을 복수 회 휘어 감음으로써, 복수의 폴리에틸렌층을 갖는 보호 패널을 제작할 수 있다.
한편, 상기 보호 패널 제작 방법에 의해 제작된 보호 패널의 복수의 폴리에틸렌층(20) 위에 탄소섬유층과 아라미드섬유층을 더 적층할 수 있다.
일실시예로서, 상기 도 4 내지 6에 따른 실시예에 있어서, 베이스층(10a 내지 10c)을 폴리에틸렌층 부재(20a, 20b, 20c)를 이용하여, 8회 휘어 감은 후, 탄소섬유층 부재와 아라미드섬유층 부재를 순차 휘어 감음으로써, 베이스층에 인접한 순으로 폴리에틸렌섬유층 8: 탄소섬유층 1: 아라미드섬유층 1의 비율로 적층된 복합층을 갖는 보호 패널을 제작할 수 있다.
상기와 같이 복합층을 형성하는 이유는, 폴리에틴렌 섬유는 아라미드 섬유에 비해서 최대 2배 정도의 강력한 인장강도와 2/3 정도의 비중을 갖는 장점이 있지만, 열에 비교적 약한 단점이 있음에 따라, 탄두와의 충돌시 운동에너지에 의한 마찰열에 의해 폴리에틸렌 섬유의 강도가 약화되거나 변형될 수 있음으로, 이를 방지하기 위해서이다. 즉, 상기된 바와 같이, 탄소섬유층이 보호 패널(100)의 탄두와 최초 충돌하는 최외각층이 되고, 이 탄소섬유층과 폴리에틸렌층 사이에서 아라미드섬유층이 지지하는 구조가 채용되면, 폴리에틸렌층의 열화 및 변형이 방지되므로, 탄두 진행 저지 효과를 더 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 도 1 및 도 2에 따른 실시예에 있어서, 상기 폴리에틸렌층(20)은 폴리카보네이트필름층(20')으로 대체될 수 있다. 상기 폴리카보네이트필름층(20')은, 합성수지로서 성형이 쉬움에 따라 사출하는 방식으로 용이하게 생산될 수 있는 장점이 있음에 따라, 상기 베이스층(10) 위에 적층함으로써, 보호 패널을 제작할 수 있다.
한편, 상기 폴리카보네이트필름층(20')은 세라믹과의 접착성이 우수함에 따라, 상기 베이스층(10)이 세라믹층(12)을 포함하여 구성될 때, 세라믹층 상에 코팅되는 것이 가능하다. 즉, 바람직한 실시예에 있어서는, CFRP층(11) 또는 GFRP층(13)과, 세라믹층(12) 및, 상기 세라믹층(12)에 코팅된 폴리카보네이트필름층(20')으로 구성되는 보호 패널을 제작할 수 있다.
또한, 상기 도 1 내지 3에 따른 실시예에 있어서, 상기 폴리에틸렌층(20)은, 내열성과 난연성뿐 아니라 고강력 및 고탄성율을 갖는 아라미드섬유층(20'':방향족 폴리아마이드의 준말)으로 대체될 수 있다. 이 경우, 베이스층 부재(10) 위에 아라미드섬유층(20'')을 상기 접착 공법을 사용하여 접착할 수 있다. 이에 따라, 상기 폴리에틸렌층(20)의 경우와 동일한 방탄 성능을 갖는 아라미드섬유층(20'')을 구비한 보호 패널을 형성할 수 있다.
한편, 도 12의 (a)는 상기 보호 패널(100)을 타원형 또는 반달형으로 제작한 상태를 나타낸 도면으로, 타원형 및 반달형 보호 패널의 경우 장축의 직경과 단축의 직경을 가지며 제작되며, 특히 반달형 보호 패널의 경우 장축 상의 한쪽 단부는 단축 직경의 길이 방향(d1:수평 방향)과 평행하게 절단됨으로써 형성된 상태가 도시된다. 또한, 도 12의 (b)는, 일실시예로서, CFRP층(11) 또는 GFRP층(13)과, 세라믹층(12)이 순차 적층된 베이스층(10)과; 이 베이스층(10) 위에 적층되는 상기 폴리에틸렌층(20) 또는 폴리카보네이트필름층(20') 또는 아라미드섬유층(20'')으로 구성된 상기 타원형 및 반달형 보호 패널의 단면을 나타낸다.
[보호 패널 결합체의 제작 방법]
상기와 같이 제작된 단위 보호 패널(100)은, 복수 결합되어 방탄복 제작을 위한 1차 반제품인 보호 패널 결합체로 제작될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 상기 단위 보호 패널(100)을 직선방향(예를 들어, 수평방향)으로 연결하여, 보호 패널 결합체(200)를 제작하는 상태를 나타낸다.
상기 보호 패널 결합체(200)의 제작은, 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 고밀도 폴리에틸렌원단 부재(30)를 이용하여 수행된다.
먼저, 소정의 가로 길이 및 세로 길이를 갖는 상기 폴리에틸렌원단 부재(30)를 준비한다. 상기 보호 패널이, 예를 들어 직경 50mm로 제작되는 것을 고려하면, 이하 설명되는 폴리에틸렌 원단 상단의 봉재부(31)를 고려하여, 상기 폴리에틸렌원단 부재(30)의 세로 길이 H는, 일례로서 100mm 내지 150mm 범위 내로 설정할 수 있다.
이어서, 상기 봉재부(31)를 제외한 상기 원단 부재(30)를 점선으로 나타낸 수평 접음선(30a)을 따라 상방향으로 반으로 접는다. 이에 따라, 하부원단부(32)의 단부가 상부원단부(33)의 단부와 겹치면서, 하부 단부가 폐쇄된 2층의 원단부가 형성된다. 이때, 상기 하부원단부(32) 및 상부원단부(33)의 세로 길이(h1,h2)가 동일함에 따라, 2층의 원단부의 세로 길이는 동일하게 된다.
이어서, 상기 보호 패널의 직경을 고려하여, 소정 거리, 예를 들면 50mm 정도로 수평으로 이격시킨 일점쇄선으로 나타낸 수직의 재봉선(30b)을 따라 재봉함으로써, 단위 보호 패널을 수용할 수 있는 복수의 봉지부(34)를 생성하게 된다.
이어서, 상기 각 봉지부(34)에 단위 보호 패널(100)을 삽입함으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 보호 패널 결합체(200)가 제작된다. 이와 같이 제작된, 보호 패널 결합체(200)는 수평방향으로 굽힐 경우, 상기 각 봉지부(34)가 재봉선(30b)을 중심으로 상호 굽혀지게 된다.
이어서, 상기 재봉선(30b) 사이의 이점쇄선으로 나타낸 절단선(30c)을 따라 절단함으로써, 연결된 각 봉지부(34)를 분리하여, 각 봉지부(34)의 운동 자유도를 향상시키도록 한다. 즉, 상기 보호 패널 결합체(200)는 수평방향으로 굽힐 경우, 상기 각 봉지부(34)가 재봉선(30b: 또는 절단선 30c)을 중심으로 상호 굽혀지는 한편, 상기 봉재부(31)를 중심으로 회전할 수 있게 된다.
여기서, 상기 절단선(30c) 간의 간격을, 상기 보호 패널의 직경을 고려하여 50mm 이상으로 설정할 수 있다.
한편, 상기 각 봉지부(34)에 대한 단위 보호 패널(100)의 삽입은, 상기 절단 단계 이후에 수행되어도 되며, 상기 보호 패널이 삽입된 후, 상기 삽입부는 봉재될 수 있다. 또한, 상기 각 봉지부(34)에는, 상기 실시예1 내지 3에 따른 보호 패널(100)이 삽입될 수 있다. 또한, 상기 사각형, 원형, 육각형, 타원형, 반달형으로 제작된 단품의 세라믹 보호 패널, CFRP 보호 패널, GFRP 보호 패널은 단독 또는 조합해서 삽입하는 것이 가능하다.
이러한 단품의 세라믹 보호 패널, CFRP 보호 패널, GFRP 보호 패널을 단독 또는 이들의 조합체를 삽입함에 따라, 본 발명에 따른 보호 패널 결합체(200)에서는, 상기 도 3에 따른 층 구조가 재차 구현될 수 있다.
또한, 도 7의 실시예에 있어서, 상기 H를 반으로 접어서, 2층의 원단부를 형성한 상태에서, 재봉 및 절단을 통해 봉재부(31) 및 봉지부(34)를 형성할 수도 있다.
한편, 상기 봉재부(31) 상의 수평으로 표시한 재봉선(30d)은, 보호 패널 적층체(300)를 형성하기 위해서, 상기 보호 패널 결합체(200)를 재봉해서 수직으로 적층하기 위한 재봉선이다,
도 7의 (a)는 상기 고밀도 폴리에틸렌원단 부재(30) 상에 접음선, 절단선 및, 재봉선을 표시한 상태를 나타내며, 도 7의 (b)는 상기 폴리에틸렌원단 부재(30)를 제봉하여, 일실시예에 따른 보호 패널 결합체(200)를 제작한 상태를 나타낸 도면으로, 각 봉지부(34) 내에 원형의 보호 패널(100)이 삽입된 상태를 나타낸다.
[보호 패널 적층체의 제작 방법]
한편, 상기와 같이 제작된 보호 패널 결합체(200)는 복수 결합되어 방탄복 제작을 위한 보호 패널 결합체(300)로서 제작될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라, 방탄복을 제작하기 위한 원단 부재(301)에 상기 단위 보호 패널 결합체(200)를 직선방향(예를 들어, 수직방향)으로 부분적으로 겹쳐서 적층함으로써, 보호 패널 적층체(300)를 제작한 상태를 나타낸다.
상기 보호 패널 적층체(300)의 제작은, 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 고밀도 폴리에틸렌원단 부재(301)를 이용하여 수행된다. 이 원단 부재(301)는 상기 고밀도 폴리에틸렌원단 부재(30)와 동일한 구성요소일 수 있다.
먼저, 소정의 세로 길이 및 가로 길이를 갖는 상기 폴리에틸렌원단 부재(301)를 준비한다.
이어서, 상기 단위 보호 패널 결합체(200)를 상기 재봉선(30d)을 따라 상기 원단 부재(301)의 일면(예를 들어, 전방면)에 재봉함으로써, 1열(홀수열)의 단위 보호 패널 결합체(200)가 수평 방향으로 상기 원단 부재(301)에 부착된다.
이어서, 다른 상기 단위 보호 패널 결합체(200)를 상기 재봉선(30d)을 따라 상기 원단 부재(301)에 재봉함으로써, 2열(짝수열)의 단위 보호 패널 결합체(200)가 수평 방향으로 상기 원단 부재(301)에 부착된다.
이때, 상기 2열(짝수열)의 보호 패널 결합체(200)는, 1열(홀수열)의 보호 패널 결합체(200)를 부분적으로 덮도록, 홀수열의 보호 패널 결합체(200)가 부착된 원단부재(301)의 위치보다 상기 길이 h2 이내의 범위에서 위쪽에 재봉된다.
여기서, 상기 홀수열(예를 들어, 상기 1열)의 단위 보호 패널 결합체(200) 위에 짝수열(예를 들어, 상기 2열)의 단위 보호 패널 결합체(200)를 적층할 때, 절단선(30c)을 따른 절단 과정을 통해 생성되는 각 봉지부(34) 간의 분리선(30e)은, 상기 홀수열(예를 들어, 상기 3열)의 단위 보호 패널 결합체(200)의 분리선(30e1)들 사이에 상기 짝수열(예를 들어, 상기 2열)의 단위 보호 패널 결합체(200)의 분리선(30e2)이 위치되도록 홀수열 및 짝수열의 보호 패널 결합체를 폴리에틸렌원단 부재(301)에 재봉한다.
한편, 상기 원단 부재(301)에 대한 단위 보호 패널 결합체(200)의 부착 과정은 복수 회 반복된다. 바람직하게는, 상기 원단 부재(301)에 부착되는 단위 보호 패널 결합체(200)는 수평 방향을 따라 상호 평행하게 부착되는 것이 바람직하다.
[보호 패널 적층체에서의 충격량 흡수 구조]
상기와 같이 제작된 보호 패널 적층체는, 방탄복 제작을 위한 소재로서 사용된다. 한편, 상기 보호 패널 적층체가 인체의 만곡부에 접촉할 때, 상기 상부 및 하부의 봉지부는 도 9의 (a)와 같은 형태를 나타내게 된다.
즉, 도 9의 (a)는 보호 패널 적층체가 만곡된 상태에서, 상기 도 8을 b방향으로 바라본 상태에서 상기 각 봉지부(34)의 배열 상태를 모식적으로 나타낸 도면으로, 상기 보호 패널 적층체가 인체의 만곡부에 접촉할 때, 상기 상부에 위치되는 보호 패널 적층체의 봉지부(34a)는 수평 상태를 유지하게 되고, 이 봉지부(34a) 하부에 위치되는 2개의 봉지부(34b)는 한쪽 단부는 상기 봉지부(34a)에 접촉하고, 다른쪽 단부는 상기 봉지부(34a)로부터 이격되는 완충 구조를 나타내게 된다. 즉, 하부에 위치된 2개의 봉지부(34b)가 전방에 위치된 봉지부(34a)를 한쪽 단부로 지지하는 완충 구조를 나타내게 된다.
상기와 같이, 수평한 봉지부(34a)와, 이 봉지부(34a)의 후방면에서 한쪽 단부가 접촉하고, 다른쪽 단부는 이격되는 2개의 봉지부(34b)로 이루어지는 완충 구조는, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 상부의 봉지부(34a) 전방면에 탄두가 충돌할 경우, 탄두의 가압력에 의해 봉지부(34a)가 후퇴하고, 이에 따라 하부의 봉지부(34b)가 전진함에 따라, 상부 및 하부 봉지부 간의 접촉 면적이 확대되고, 이에 따라 최초 전방 봉지부(34a)에 전달된 충격량이 2개의 후방 봉지부로 전달되면서, 그 충격량이 완화 및 분산되는 효과를 나타낸다.
또한, 상기 도 9의 (a) 구조는 보호 패널 적층체의 수평방향을 따라 연속해서 형성됨에 따라, 상기 피탄에 의한 충격량은 인접한 봉지부(34b' 및 34a')를 통해 연속적으로 분산된다.
한편, 이러한 완충 구조는, 상기 보호 패널 적층체의 제조에 있어서, 홀수열(예를 들어, 상기 3열)의 단위 보호 패널 결합체(200)의 분리선(30e1)들 사이에 상기 짝수열(예를 들어, 상기 2열)의 단위 보호 패널 결합체(200)의 분리선(30e2)들이 위치되도록 홀수열 및 짝수열의 보호 패널 결합체를 폴리에틸렌원단 부재(301)에 봉재함에 따라 형성될 수 있게 된다.
따라서, 상기와 같은 완충 구조를 채용한 보호 패널 적층체 또는 방탄복은, 탄두의 충격량을 용이하게 완하 및 분산시키게 된다.
[성능 시험]
상기 실시예1 내지 3에 따른 보호 패널(100), 상기 단위 보호 패널 결합체(200) 및, 특히 보호 패널 적층체(300)에 대해서는, 미국 법무성 사법연구소(NIJ)의 경찰 방탄복 인증기준(NIJ)에서 요구하는 조건에 따라 성능시험을 행하였다. 그 결과, TYPE III 및 IVA급에 해당하는 성능을 나타내었다. 미국 법무성 사법연구소(NIJ)의 경찰 방탄복 인증 기준은 이하의 표1과 같다.
표 1
방탄복의 레벨 단위 방탄복의 성능(방탄 가능한 탄약)
TYPE I .22LR(LRN)와 .380ACP(RN) 방탄가능
TYPE IIA 9x9mm 파라블럼(FMJ RN)과 .40 S&W(FMJ) 방탄가능
TYPE II .357 매그넘(JSP) 방탄가능
TYPE IIIA .357 SIG(FMJ FN)와 .44 매그넘(SJHP) 방탄가능
TYPE III 7.62x51mm NATO(M80 Ball) 방탄가능
TYPE IV .30-06 스프링필드(AP) qkdxksrksmd
상기와 같은 실험 결과를 이해가 용이하게 도식화하여 설명한다.
[성능 시험1]
(1) 먼저, 상기 시험을 위해 제작된 보호 패널 시편을 제작하였다.
상기와 같은 보호 패널(100) 시편으로는 대략 50mm의 직경 및 두께 1mm를 갖는 원형, 사각형으로 제작된 CFRP(11) 단품 및 GFRP(13) 단품과, 대략 50mm의 직경 및 두께 3mm를 갖는 원형, 사각형으로 제작된 세라믹(12) 단품을 제작하였다.
그리고, 상기 단품1 및 2를 대략 0.5mm 두께를 갖는 폴리에틸렌섬유 원단으로 8회 감아 8층의 폴리에틸렌섬유층을 갖는 CFRP(11) 시편1 및 GPRP(13) 시편3과, 폴리에틸렌섬유 원단으로 8회 감아 8층의 폴리에틸렌섬유층을 갖는 세라믹(12) 시편2를 제작하였다.
(2) 또한, 상기 시편1 내지 3을 상기 각 봉지부(34)에 삽입하여, 성능 시험용의 보호 패널 결합체 시편 1 내지 3을 제작하였다.
(3) 또한 비교를 위해서, 상기 보호 패널 결합체 시편1 내지 3과 동일 두께로 상기 CFRP, GFRP 및 세라믹의 비교 시편1a 내지 3a을 제작하였다.
(4) 이어서, 상기 8m 거리에서, 357매그넘 FMJ탄을 이용해서, 상기 결합체1 내지 3 및 비교 시편1 내지 3에 대한 사격 실험을 행하였다.
그 결과 상기 결합체 시편1 내지 3에 있어서는, 탄두가 결합체 시편을 통과하지 않았지만, 상기 비교 시편1 내지 3에 있어서는, 탄두가 비교 시편을 관통하는 실험 결과를 얻었다.
[성능 시험2]
(5) 또한, 상기 결합체 시편1 내지 3 복수 적층하여, 보호 패널 적층체 시편1 내지 3을 제작하였다.
또한, 상기 보호 패널 적층체 시편1 내지 3과 동일 두께로 상기 비교 시편1a 내지 3a을 적층하여, 보호 패널 적층체 비교 시편1b 내지 3b을 제작하였다.
(6) 이어서, 상기 보호 패널 적층체 시편1 내지 3 및 보호 패널 적층체 비교 시편1b 내지 3b의 후면에 진흙으로 제작한 충격 전달판을 부착한 상태에서 상기와 동일 조건에서, 사격시험을 행하였다.
그 결과, 상기 탄두는 상기 보호 패널 적층체 시편1 내지 3을 관통하지 못하였고, 특히 탄두와의 충돌에 의해 상기 충격 전달판에는 탄두가 충돌한 탄착부 후방면 이외의 영역까지 소정 깊이로 함몰되는 현상을 나타냈다. 즉, 탄두의 충돌에 의한 충격파가 상기 탄착부에서 주변으로 분산되는 현상을 나타냈다.
한편, 상기 보호 패널 적층체 비교 시편1b 내지 3b의 경우, 탄두는 상기 시편을 관통하였고, 충격 전달판에 있어서도, 그 함몰 영역이 주변으로 확산하지 못하고, 직후방의 영역만이 주로 함몰되는 현상을 나타냈다.
상기와 같은 성능 시험 1 및 2를 통해서, 본 발명에 따른 보호 패널 결합체 및 보호 패널 적층체가, 탄두의 저지 성능 및 충격량의 분산 성능이 월등함을 알 수 있었다.
[그 밖의 실시예]
상기와 같이 제작된 보호 패널 적층체(300)의 후면, 즉 상기 단위 보호 패널 결합체(200)가 재봉되는 원단 부재(301)의 후면에는, 공기 튜브(400)가 부착될 수 있다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 공기 튜브(400)는 실리콘 또는 고무 재질의 외피(401)로 둘러싸인 내부 공간(402)에 공기가 채워진 단일벽 형식의 공기 튜브(400a:도 11의 (a) 참조) 또는, 상기 내부 공간(402)이 복수의 격벽(403)에 의해 분리된 다중벽 형식의 공기 튜브(400b:도 11의 (b) 참조)가 채용될 수 있다.
또한 상기 격벽(403)으로 구획되는 각각의 서브 공기 튜브는 인접하는 공기 튜브와 별도로 공기를 유지할 수 있다. 도 11의 (b)에 있어서, 상기 격벽(403)은 원호 형상으로 도시되어 있지만, 상기 내부 공간(402)을 구획할 수 있는 다양한 형태가 채용될 수 있다.
한편, 상기와 같은 단일벽 형식의 공기 튜브(400a)가 결합된 상기 보호 패널 적층체(300)는 잠수복에 적용하여, 수중 활동 시 인체 보호 기능을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 도시 생략된 공기 주입구를 인체의 호흡 기관 주변에 설치함으로써, 부가적인 호흡에 이용할 수 있게 구성할 수도 있다.
또한, 상기 공기 튜브(400)가 결합된 보호 패널 적층체(300)의 표면을 방수비닐 또는 방수실리콘 등으로 피막 처리함으로써, 수중 활동 능력을 더욱 향상시킬 수 있다. 또는, 상기 공기 튜브(400)가 결합된 보호 패널 적층체(300)의 표면을 옥시던트카본섬유 또는 아라미드섬유나 금속섬유, 유리섬유 등의 불연성 섬유로 피막 처리하여, 방염 기능을 향상시킬 수도 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명의 기재는 본 발명의 일실시예로서 이해되어야 한다. 또한, 상기 상세한 설명에 기재된 수치는 비교 및 이해를 용이하게 채용한 것으로, 수량 또는 크기의 비교 관계가 변경되지 않는 범위에서 다양한 수치가 채용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명에 한정하지 않고, 이하 첨부되는 특허청구범위의 기재의 해석에 따라 정의되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 상기 각 실시예는 결합하여 새로운 실시형태를 도출해 낼 수 있으며, 그 실시형태 또한 본 발명의 범위에 속한다.
상기와 같은 보호 패널, 보호 패널 결합체 및 보호 패널 적층체를 군용 보호복, 방탄복, 작업용 보호복, 소방용 방염복, 운동경기 보호복, 위험지역 잠수복, 민간용 방검복, 레이싱 보호복, 바이크 프로텍터, 파일럿 슈트, 스키 슈트 등에 적용할 수 있다.

Claims (23)

  1. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13)으로 이루어지는 베이스층(10)과;
    상기 베이스층(10) 위에 적층되는 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성된 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20) 또는 폴리카보네이트필름층 또는 아라미드섬유층을 구비하는 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  2. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13)으로 이루어지는 베이스층(10)과;
    상기 베이스층(10)을 복수 회 둘러싸는 고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성된 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20) 또는 폴리카보네이트필름층 또는 아라미드섬유층을 구비하는 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베이스층(10)은, 알루미나, 실리콘카바이드 또는 보론카바이드 중 적어도 하나로 이루어지는 세라믹층(12)을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  4. 제3항에 있어서, 상기 베이스층(10)과, 상기 고밀도 폴리에틸렌층(PE:20) 또는 폴리카보네이트필름층 또는 아라미트섬유층 중 적어도 하나가 순차 적층되는 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  5. 제4항에 있어서, 상기 베이스층(10) 또는 폴리에틸렌층(20)은 원형, 타원형 및, 반달형을 포함하는 다각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  6. 제1항 또는 제2항에 따른 보호 패널을 수납하는 복수의 봉지부(34)와;
    상기 복수의 봉지부(34)가 수평방향으로 복수 연결되어 유지되는 봉재부(31)를 구비하며,
    상기 각 봉지부(34)가 인접한 봉지부에 대해서 굽혀지는 한편, 상기 봉재부(31)를 중심으로 소정 각도 회전하는 것을 특징으로 하는 보호 패널 결합체.
  7. 제6항에 따른 보호 패널 결합체(200)를 수직방향으로 복수열 적층하여 이루어진 보호 패널 적층체로서,
    홀수열의 상기 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)의 분리선(30e1)들 사이에 짝수열의 단위 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)의 분리선(30e2)이 위치되도록 홀수열 및 짝수열의 보호 패널 결합체가 적층된 것을 특징으로 하는 보호 패널 적층체.
  8. 제6항에 있어서, 홀수열의 상기 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)에 수납된 보호 패널(100) 사이에, 짝수열의 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)에 수납된 보호 패널(100)이 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 보호 패널 적층체.
  9. 제7항에 있어서, 상기 짝수열의 보호 패널 결합체(200)가 상기 홀수열의 보호 패널 결합체 위에 적층될 때, 상부에 위치되는 상기 보호 패널 결합체(200)의 봉지부(34)에 의해, 하부에 위치되는 보호 패널 결합체의 봉지부(34)를 부분적으로 덮도록 하는 것을 특징으로 하는 보호 패널 적층체.
  10. 제6항에 따른 보호 패널 결합체의 제조 방법으로서,
    고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 세로 길이 및 가로 길이를 갖는 원단 부재(30)를 준비하는 단계와;
    상기 원단 부재(30)를 상부 봉재부(31)와, 세로 길이(h1,h2)가 같은 상부원단부(33)와 하부원단부(32)로 구획하며, 상기 하부 원단부(32)의 단부와 상부 원단부의 단부를 겹치는 단계와;
    상기 보호 패널의 직경에 대응하는 길이로, 상기 겹쳐진 원단부의 가로 길이를 따라 복수 구획하고, 각 구획의 측단부를 재봉선(30b)을 따라 상기 세로 방향을 따라 재봉함으로써, 단위 보호 패널을 수용할 수 있는 복수의 봉지부(34)를 생성하는 단계와;
    상기 각 봉지부(34)에 단위 보호 패널을 삽입하는 단계와;
    상기 재봉선(30b) 사이에 위치한 절단선(30c)을 따라 절단함으로써 상기 각 봉지부(34)를 분리시키는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보호 패널 결합체의 제조 방법.
  11. 제7항에 따른 보호 패널 적층체의 제조 방법으로서,
    고밀도 폴리에틸렌 섬유를 다양한 형태로 직조하여 형성한 직물이나, 섬유를 한 방향으로 배열하여 수지를 이용해 접착해서 만든 일방향 배향포(UD)로 형성될 수 있는 세로 길이 및 가로 길이를 갖는 원단 부재(301)를 준비하는 단계와;
    상기 단위 보호 패널 결합체(200)를 재봉선(30d)을 따라 상기 원단 부재(301)의 일면에 재봉함으로써, 홀수열의 단위 보호 패널 결합체(200)가 수평방향으로 상기 원단 부재(301)에 부착되는 단계와;
    다른 단위 보호 패널 결합체(200)를 상기 재봉선(30d)을 따라 상기 원단 부재(301)에 재봉함으로써, 짝수열의 단위 보호 패널 결합체(200)가 상기 수평방향과 평행하게 상기 원단 부재(301)에 부착되는 한편, 상기 홀수열의 상기 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)의 분리선(30e1)들 사이에 상기 짝수열의 단위 보호 패널 결합체(200)의 각 봉지부(34)의 분리선(30e2)이 위치되도록 하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널 적층체의 제조 방법.
  12. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지는 사각형상의 베이스층(10) 부재를 준비하는 단계와;
    상기 베이스층(10) 부재의 짧은 측면 길이 또는 긴 측면 길이와 동일한 짧은 측면 길이를 갖는 소정 길이의 직선 시트형의 폴리에틸렌층 부재(20a1)를 준비하는 단계와;
    상기 폴리에틸렌층 부재(20a1)의 짧은 측면 길이의 단부에 형성된 안착부(A) 상에, 상기 베이스층 부재(10a)의 단부를 일치시키면서 위치시키는 단계와;
    상기 폴리에틸렌층 부재(20a1)로 상기 베이스층 부재(10a)를 수평 회전방향으로 복수 회 감음으로써, 베이스층 부재(10a) 주위에 복수의 폴리에틸렌층이 형성되는 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법.
  13. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지는 사각형상의 베이스층(10) 부재를 준비하는 단계와;
    상기 베이스층(10) 부재의 짧은 측면 길이 또는 긴 측면 길이와 동일한 짧은 측면 길이를 갖는 소정 길이의 직선 시트형의 제1폴리에틸렌층 부재(20a1) 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)를 준비하는 단계와;
    상기 제1폴리에틸렌층 부재(20a1) 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)의 짧은 측면 길이를 갖는 단부를 수직으로 겹침으로써, 상기 베이스층 부재(10a)가 안착되는 안착부(A)가 형성하는 단계와;
    상기 안착부(A) 상에, 상기 베이스층 부재(10a)의 단부를 일치시키면서 위치시키는 단계와;
    상기 제1폴리에틸렌층 부재(20a1) 및 제2폴리에틸렌층 부재(20a2)를 수직 및 수평 방향으로 교대로 복수 회 감음으로써, 베이스층 부재(10a) 주위에 복수의 폴리에틸렌층이 형성되는 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 의한 보호 패널 제조 방법에 의해 생성된 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  15. 제14항에 있어서, 상기 폴리에틸렌층(20)을 순차 둘러싸는 아라미드섬유층과, 이 아라미드섬유층을 둘러싸는 탄소섬유층을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  16. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지며, 복수 개의 원호부로 구획할 수 있는 소정 직경의 원형상의 베이스층(10) 부재를 준비하는 단계와;
    상기 원형 베이스층 부재(10b)와 동일 직경을 갖는 원형 안착부(B)와, 상기 원형 안착부(B) 주변부로 상기 베이스층 부재(10b)의 복수의 원호부와 동일 형상 및 면적을 갖는 원호커버부를 갖는 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 준비하는 단계와;
    상기 베이스층(10) 부재와 동일 직경의 원형 안착부(B) 상에 베이스층 부재(10b)를 위치시키는 단계와;
    상기 복수의 원호커버부로 상기 베이스층 부재(10b)의 각 원호부를 감아 덮음으로써, 베이스층 부재(10b) 주위를 폴리에틸렌층으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 복수 매 준비하는 단계와;
    상기 복수 매의 폴리에틸렌층 부재(20b)를 상기 원형 안착부(B)를 중심으로 적층하는 한편, 상부에 위치된 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부 사이에 하부에 위치된 폴리에틸렌층 부재(20b)의 원호커버부가 위치되도록 배열하는 단계와;
    상기 베이스층(10) 부재와 동일 직경을 갖는 적층된 원형 안착부(B) 상에 베이스층 부재(10b)를 위치시키는 단계와;
    상기 상부 폴리에틸렌층 부재(20b)의 복수의 원호커버부로 상기 베이스층 부재(10b)의 각 원호부를 감아 덮는 단계와;
    상기 하부 폴리에틸렌층 부재(20b)의 복수의 원호커버부로, 상기 상부 폴리에틸렌층 부재(20b)의 복수의 원호커버부로 덮인 베이스층 부재(10b)를 덮는 단계와;
    상기 덮는 단계를 상기 적층된 폴리에틸렌층 부재(20b)의 매수에 따라 반복함으로써, 상기 베이스층 부재(10b) 주위를 복수의 폴리에틸렌층으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 의한 보호 패널 제조 방법에 의해 생성된 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  19. 제18항에 있어서, 상기 폴리에틸렌층을 순차 둘러싸는 아라미드섬유층과, 이 아라미드섬유층을 둘러싸는 탄소섬유층을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  20. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP:11) 또는 유리섬유강화플라스틱(GFRP:13) 또는 세라믹층(12) 부재 중 적어도 하나로 이루어지며, 전체 면적을 중심점과 각 변의 꼭지점을 연결하는 6개의 삼각형 구획으로 분할할 수 있는 육각형 베이스층 부재(10c)를 준비하는 단계와;
    상기 육각형 베이스층 부재(10c)와 동일 면적을 갖는 육각형 안착부(C)와, 상기 안착부(C) 주변부로 상기 베이스층 부재(10c)의 복수의 삼각형 구획과 동일 형상 및 면적을 갖는 구획커버부를 갖는 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20c)를 준비하는 단계와;
    상기 베이스층(10c) 부재와 동일 형상 및 면적을 갖는 상기 육각형 안착부(C) 상에 베이스층 부재(10c)를 위치시키는 단계와;
    상기 복수의 구획커버부로 상기 베이스층 부재(10c)의 각 구획을 감아 덮음으로써, 베이스층 부재(10c) 주위를 폴리에틸렌층(20a)으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 다각형 시트의 폴리에틸렌층 부재(20c)를 복수 매 준비하는 단계와;
    상기 복수 매의 폴리에틸렌층 부재(20c)를 상기 안착부(C)를 중심으로 적층하는 단계와;
    상기 베이스층(10c) 부재와 동일 면적을 갖는 적층된 안착부(C) 상에 베이스층 부재(10c)를 위치시키는 단계와;
    상부의 상기 폴리에틸렌층 부재(20c)의 복수의 구획커버부로 상기 베이스층 부재(10c)의 각 구획을 감아 덮는 단계와;
    하부의 상기 폴리에틸렌층 부재(20c)의 복수의 구획커버부로, 상기 상부 폴리에틸렌층 부재(20c)의 복수의 원호커버부로 덮인 베이스층 부재(10c)를 덮는 단계와;
    상기 덮는 단계를 상기 적층된 폴리에틸렌층 부재(20c)의 매수에 따라 반복함으로써, 상기 베이스층 부재(10c) 주위를 복수의 폴리에틸렌층(20a)으로 덮은 보호 패널(100)을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널의 제조 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 의한 보호 패널 제조 방법에 의해 생성된 것을 특징으로 하는 보호 패널.
  23. 제22항에 있어서, 상기 폴리에틸렌층을 순차 둘러싸는 아라미드섬유층과, 이 아라미드섬유층을 둘러싸는 탄소섬유층을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 패널.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990062379A (ko) * 1997-12-09 1999-07-26 윤석영 신체방호복
JP2009079861A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Toray Ind Inc 耐弾防護部材及び防護製品
JP2009121774A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Kyocera Chemical Corp 複合防弾板
JP2009172950A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Mitsubishi Electric Corp 複合材料シートおよびそれを備える複合体部品

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2892061B2 (ja) * 1989-11-24 1999-05-17 旭化成工業株式会社 積層体
KR970058902A (ko) * 1996-01-12 1997-08-12 경주현 열가소성필름을 삽입한 섬유강화프라스틱 패널

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990062379A (ko) * 1997-12-09 1999-07-26 윤석영 신체방호복
JP2009079861A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Toray Ind Inc 耐弾防護部材及び防護製品
JP2009121774A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Kyocera Chemical Corp 複合防弾板
JP2009172950A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Mitsubishi Electric Corp 複合材料シートおよびそれを備える複合体部品

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