WO2015093722A1 - 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법 - Google Patents

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

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Definitions

  • the present invention relates to a body armor using a one-way aramid sheet and a polyethylene film, and to a method of manufacturing the same, and more particularly, to arrange the aramid multifilament layer orthogonal to the monofilament is arranged in one direction, and the binder ( PLY is manufactured by arranging polyethylene film, which serves as a binder and protecting sheet surface, and then inserts the PLY into a mold to press the pressing process and the cooling process.
  • the present invention relates to a body armor produced by the above step.
  • Body armor is a type of clothing developed to protect the human body from shell fragments or bullets. Therefore, one of the most important requirements for body armor should be bulletproof performance.
  • Bulletproof composite materials are products for protecting soldiers and the like from bullets and shells, and bulletproof performance greatly depends on the materials used.
  • High Molecular Weight Polyethylene among these bulletproof composite materials has a low specific gravity of about 0.98 lower than water, and thus is widely used as a bulletproof material.
  • high-strength polyethylene has a problem in that deformation may occur greatly when subjected to physical shock during use, and it is weak to heat and easily ruptures.
  • aramid fibers wholly aromatic polyamide fibers, collectively referred to as aramid fibers, include para-aramid fibers and meta-aramid fibers having a structure in which benzene rings are linearly connected through an amide group (-CONH).
  • Para-aramid fibers have excellent properties such as high strength, high elasticity, and low shrinkage.
  • the thin aramid fiber has a strong strength enough to lift 2 tons of cars with a thin thread of about 5 thick, and is widely used as a bulletproof composite material.
  • aramid fabrics are prepared using aramid fibers, and the polymer resin is impregnated into the aramid fabrics to produce semi-cured aramid fabrics, and the semi-cured aramid fabrics are laminated in multiple molds. It is prepared by laminating with a cured material.
  • an ultra thin polyethylene film (Ultra Thin PE film) is separately used as a protective film, and an ultra thin polyethylene film (Ultra Thin PE film) is present on the surface of the one-way aramid sheet in the form of a protective film.
  • the conventional one-way aramid sheet is dipping the aramid yarn in the resin, and then squeezed to match a uniform resin content (Resin Content). Subsequently, an ultra thin film is attached thereto, or a film binder (Film Binder) is used to prepare a viscoelastic object on the surface of the yarn, but the manufacturing process is cumbersome.
  • a film binder Frm Binder
  • the present invention has been made in order to solve the problems described above, and aims to produce a body armor using a polyethylene film and a one-way aramid sheet to serve as a binder for bonding the layers of aramid sheet and a protective film to protect the surface. It is done.
  • the first aramid multifilament layer consisting of aramid multifilament arranged in one direction, the first polyethylene film layer laminated on one surface of the first aramid multifilament layer, the first aramid multifilament layer
  • the softening points of the first and third polyethylene films are 110 to 125 ° C, and the softening points of the second polyethylene films are 100 to 110 ° C.
  • the first and third polyethylene film layer preferably has an adhesive strength of 2kgf or more, respectively.
  • the first and second aramid multifilament layer is a layer of 7 to 10 monofilaments are laminated
  • the first and third polyethylene film layer is made of a low density polyethylene film, 2 to 5 of the laminated monofilament It is preferred to be laminated to the monofilament of the layer.
  • the present invention is a step of manufacturing a first layer (1st Layer) and a second layer (2nd Layer) laminated with a polyethylene film on one side of the aramid multifilament arranged in one direction, the first layer (1st Layer) polyethylene
  • the step of inserting the ply (PLY) into the mold and pressing under a heated pressure and cooling the ply (PLY) To provide a one-way aramid sheet and the production method of the body armor with a polyethylene film according to claim.
  • the softening point of the polyethylene film laminated on one surface of the aramid multifilament of the first layer (1st Layer) and the second layer (2nd Layer) is 110 to 125 °C
  • positioned between (2nd Layer) is 100-110 degreeC.
  • the adhesive force of the polyethylene film laminated on one surface of the aramid multifilament of the first layer and the second layer is preferably 2kgf or more.
  • the aramid multifilament of the first and second layer is a 7-10 layer of monofilament is laminated
  • the polyethylene film laminated on one side of the aramid multifilament of the first and second layer is made of a low density polyethylene film It is preferable that the laminated monofilament is laminated on the monofilaments of 2 to 5 layers.
  • the temperature of the process of pressing after inserting the ply (PLY) is 130 °C, the pressure is 200kg / cm 2 .
  • the present invention comprises the steps of preparing a first aramid multifilament layer consisting of aramid multifilament arranged in one direction, manufacturing a first polyethylene film layer laminated on one surface of the first aramid multifilament layer, the first aramid Preparing a second polyethylene film layer laminated on the other side of the multifilament layer, manufacturing a first layer prepared by laminating a polyethylene film layer on both sides of the first aramid multifilament layer, the first layer 1 preparing a second aramid multifilament layer laminated on one surface of the second polyethylene film layer not in contact with the aramid multifilament layer orthogonal to the first aramid multifilament layer, the second polyethylene film layer is not in contact 2
  • Remove the third polyethylene film layer laminated on one surface of the aramid multifilament layer Preparing a second layer prepared by laminating a polyethylene film layer on a cross section of the second aramid multifilament layer, and manufacturing a first layer
  • the adhesive force of the said 1st and 3rd polyethylene film layers is 2 kgf or more, respectively.
  • the body armor produced by the method of the present invention uses a polyethylene film having a low softening point between unidirectional aramid sheets, thereby improving adhesion between the sheets, and also improving slip coefficient when the same PLY layer is laminated. There is an excellent advantage.
  • the binder since the binder is made of film only, it can be used an eco-friendly method that does not smell. It does not need to be stored frozen.
  • the sheet When the sheet is flexible, the elasticity of the sheet is improved. It has the advantage that can improve the bullet-proof performance and light weight body armor.
  • the production method of the body armor using the one-way aramid sheet and the low softening point polyethylene film of the present invention is a simple manufacturing process using a dry (dry) process, the process time is also shortened can be improved productivity.
  • the anti-ballistic performance of the polyethylene film which is the protective layer of the unidirectional aramid sheet is improved to 2kgf or more.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a method of manufacturing a PLY manufactured by arranging a first layer and a second layer at a right angle and arranging polyethylene films therebetween.
  • Figure 2 shows a schematic diagram showing a method of manufacturing a ply (PLY) prepared by laminating a single-sided layer and a double-sided layer.
  • PLY ply
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing a first layer, a second layer, and a cross-sectional layer.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a method of manufacturing a double-sided layer.
  • FIG. 5 is a graph for evaluating antiballistic performance, and applying Example 2 and Comparative Example 2 to show a graph of the weight (kg) Vs v50 (m / sec) of the one-way aramid sheet.
  • FIG. 6 is a graph for evaluating ballistic performance and applying Examples 3 to 7 and Comparative Examples 3 to 7 to show a weight (kg) Vs v50 (m / sec) of a one-way aramid sheet.
  • the present invention relates to a body armor composed of a unidirectional aramid sheet and a binder layer which is a polyethylene film, wherein the unidirectional aramid sheet is largely composed of a polyethylene film / aramid layer / polyethylene film / aramid layer / polyethylene film and the production method will be described in detail below. .
  • the multifilament consists of hundreds of monofilaments, and the aramid multifilament arranged in one direction has a form in which 7 to 10 monofilaments are stacked.
  • the polyethylene film is laminated as a binder in the monofilaments of 2 to 5 layers of the laminated monofilament. That is, as shown in Figure 1, the first layer (1st Layer) and the second layer (2nd Layer) in which the aramid multifilament arranged in one direction and a polyethylene film having an adhesive force of 2kgf or more laminated on one surface of the aramid multifilament Form. Therefore, when the film is peeled off, it is separated together with the bonded yarn, and thus only the protective film cannot be peeled off.
  • the weight of the aramid multifilament layer arranged in one direction is 180 to 210g / m 2 , as shown in Figure 3 to effectively arrange the aramid fibers, up, down, left and right, air vibrator (AIR vibrator) It characterized in that the opening of the island using.
  • AIR vibrator air vibrator
  • the first layer and the second layer are arranged to be orthogonal to each other, and in between, the polyethylene film having a softening point lower than that of the aramid multifilament layer manufactured in the first process is arranged. ).
  • the width of the film is wider than the full width of the aramid yarn.
  • the softening point of the polyethylene film laminated on one surface of the aramid multifilament is 110 to 125 ° C, and the first layer and the first layer It is preferable that the softening point of the polyethylene film arrange
  • the first aramid multifilament layer consisting of multifilament arranged in one direction, the first polyethylene film layer and the first laminated on one surface of the first aramid multifilament layer and the first
  • the first aramid is formed on one side of the second polyethylene film layer which is made of a second layer composed of a second polyethylene film layer laminated on the other side of the aramid multifilament layer and is not in contact with the first aramid multifilament layer.
  • a second layer composed of a second aramid multifilament layer laminated so as to be orthogonal to the multifilament layer and a third polyethylene film layer laminated on one surface of the second aramid multifilament layer not in contact with the second polyethylene film layer.
  • ply is formed by stacking a 1st layer and a 2nd layer. .
  • the softening point of the first polyethylene film layer and the third polyethylene film layer is 110 to 125 ° C, and the softening point of the second polyethylene film layer is 100 to 110 ° C.
  • the first layer when the polyethylene film is located in the cross section of the aramid multifilament yarn as the first layer and the second layer, the first layer / It is preferable that the second layer (2nd Layer) to produce a ply (PLY) laminated in a form arranged in an orthogonal order of 0/90 °.
  • the angle can be adjusted to meet the needs.
  • the polyethylene film is located on the cross section of the aramid multifilament yarn, and the 2nd layer and the polyethylene film are formed on both sides of the aramid multifilament yarn.
  • a double layer (1st layer) it is preferable to produce a ply (PLY) laminated in a form of orthogonal arrays of 0/90 ° for a 2nd layer / double layer (1st layer).
  • PLY ply laminated in a form of orthogonal arrays of 0/90 ° for a 2nd layer / double layer (1st layer).
  • the angle can be adjusted to meet the needs.
  • the single-sided layer may be manufactured by the process illustrated in FIG. 3
  • the double-sided layer may be manufactured by the process illustrated in FIG. 4.
  • the adhesion between two aramid multifilament layers can be improved, and a slip factor during the same ply lamination can be increased to improve ballistic performance.
  • the PLY is inserted into the mold and the compression process is performed under heating and pressurization.
  • the compression temperature and the pressure of the PLY process increase the stiffness and flexibility of the PLY. Is determined.
  • a release paper for press was used, and at least one tension roll was placed in contact with the release paper and the film in order to effectively insert the film.
  • the press release paper and ply (PLY) By passing it was possible to insert a uniform film, the press release paper and ply (PLY) by heating and pressurized completely. Under warm pressurization, the polyethylene film is permeated between the entire monofilament inside the PLY and the interlayer adhesion is achieved through a compression process.
  • the polyethylene film is preferably a low density polyethylene (LDPE; Low density polyethylene) film
  • the compression temperature is 130 °C
  • the pressure is 200kg / cm 2
  • the treatment time is preferably 1min or more.
  • the fourth process is to cool the PLY.
  • the press release paper and the PLY are not immediately separated, but wait until it cools down, and then separated to preserve shape stability. .
  • Kevlar body composed of a one-way aramid sheet and a binder layer made of polyethylene film prepared by the above method has an excellent ballistic performance (v50) of 530m / s or more.
  • the sheet was manufactured using a polyethylene film on the surface of the unidirectional aramid sheet for the purpose of serving as a protective film and a binder (bonded aramid yarn to the polyethylene film).
  • the sheet was prepared by using an ultra thin PE film on the surface of the unidirectional aramid sheet as a protective film.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were each 25 mm * 200 mm in size based on KS M ISO 8510-2 (peel test of adhesive-bonded-rigid adherend)-Part 2: 180 ° peeling. After the specimen was made, the film portion was fixed to the upper grip (grip) and the aramid yarn was fixed to the lower grip (grip), and then a tensile test [Peel (Strength) Test] was performed using the UTM equipment. Table 1 shows.
  • Example 1 the aramid yarn was adhered to the polyethylene film to peel off the film.
  • an ultra thin polyethylene film Ultra Thin PE film
  • the adhesion to the surface was very low as 400gf or less.
  • a thermoplastic polyurethane (TPU; Thermoplastic polyurethane) film (0 °) is arranged between the aramid multifilament layers, temperature 130 °C, pressure 200 kg / cm After a compression process of 2 min or more with 2 , a PLY was produced. Then, a ply (PLY) produced as described above was prepared by stacking 25 ply.
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • Example 2 Based on NIJ-STD-010104, the specimens prepared in Example 2 and Comparative Example 2 were evaluated for ballistic performance through a V50BL test (Ballistic Limit Protection Test) with 9mm, 124grain, and FMJ bullets. Table 2 and FIG. 5.
  • the weight was 202 g / m 2 and v50 was 535 m / sec.
  • the weight was 200g / m 2 and v50 was 473m / sec.
  • PLY After laminating orthogonally arranged 840d aramid multifilament layers (0/90 °), arranging polyethylene films between the aramid multifilament layers, and performing a compression process of 3 min or more at a temperature of 130 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 , PLY was prepared. In addition, the ply (PLY) produced as described above was laminated with 25 ply of the total AD (kg / m 2 ) of the specimens were prepared specimens of 3.5, 4.2, 4.6, 5 and 5.9, respectively.
  • a first layer and a second layer were prepared by laminating a polyethylene film having a softening point of 125 ° C. (A) on a cross section of the aramid multifilament layers arranged in one direction, and arranged in an orthogonal direction, and the first layer.
  • Polyethylene film having a softening point of 110 ° C. (B) is arranged between the 1st layer and the 2nd layer, and a compression process is performed for 3 min or more at a temperature of 130 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 , followed by a PLY.
  • a ply (PLY) produced as described above was prepared by stacking 25 ply.
  • a first layer and a second layer were prepared by laminating a polyethylene film having a softening point of 115 ° C. (A) on a cross section of the aramid multifilament layers arranged in one direction, and arranged in an orthogonal direction, and the first layer.
  • Polyethylene film having a softening point of 115 ° C. (B) was arranged between the 1st layer and the 2nd layer, and a compression process was performed at 130 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 for at least 3 minutes, followed by PLY. Was prepared. Then, a ply (PLY) produced as described above was prepared by stacking 25 ply.
  • Example 8 Based on NIJ-STD-010104, the specimens prepared in Example 8 and Comparative Example 8 were evaluated for ballistic performance through a V50BL test (Ballistic Limit Protection Test) with 9 mm, 124 grain, and FMJ bullets. Table 4 shows.
  • Example 8 of the present invention a polyethylene film laminated on the cross section of the aramid multifilamin layer and a polyethylene film having a different softening point were arranged between the first layer and the second layer to prepare a sheet. In this case, it was found that the antiballistic performance was better than that of the polyethylene film having the same softening point as in Comparative Example 1.

Abstract

본 발명은 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노필라멘트가 적층되어 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층을 직교하도록 배열하고, 아라미드 멀티필라멘트층 간에 바인더(Binder) 역할과 시트의 표면을 보호하는 역할을 겸하는 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 제조한 후, 몰드(Mold)에 플라이(PLY)를 삽입하여 압착공정(Pressing process) 및 냉각공정(Cooling process) 단계를 거쳐 제조된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 방법으로 제조된 방탄복은 일방향 아라미드 시트 사이에 연화점에 낮은 폴리에틸렌 필름을 사용함으로써, 시트 간의 접착성이 향상되고, 동일한 플라이(PLY) 적층시 미끄럼 계수(Slip factor)도 향상되어 방탄성능이 우수한 장점이 있다. 또한, 바인더가 필름으로만 되어있어 냄새가 나지 않는 친환경적인 공법을 사용할 수 있고, 보관시 냉동보관하지 않아도 되며, 시트의 신축성(Flexible)이 향상되어 방탄복 착용시 탄에 의한 충격 전달 및 분배가 용이하여 방탄성능 및 방탄복 경량화 향상이 가능한 장점이 있으며, 일방향 아라미드 시트의 보호층인 폴리에틸렌 필름의 접착력이 2kgf 이상으로 방탄성능이 향상되는 장점이 있다.

Description

일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법
본 발명은 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노필라멘트가 적층되어 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층을 직교하도록 배열하고, 아라미드 멀티필라멘트층 간에 바인더(Binder) 역할과 시트 표며을 보호하는 역할을 겸하는 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 제조한 후, 몰드(Mold)에 플라이(PLY)를 삽입하여 압착공정(Pressing process) 및 냉각공정(Cooling process) 단계를 거쳐 제조된 것을 특징으로 하여 제조된 방탄복에 관한 것이다.
방탄복은 포탄의 파편 또는 탄환으로부터 인체를 보호하기 위하여 개발된 의류의 일종이다. 따라서, 방탄복이 갖추어야 할 가장 중요한 요건들 중 하나는 방탄 성능이다. 방탄용 복합재료는 탄환이나 포탄으로부터 군인 등의 신체를 보호하기 위한 제품으로서, 사용하는 재료에 따라 방탄 성능이 크게 좌우된다.
이러한 방탄용 복합재료 중 고강도 폴리에틸렌(HMPE, High Molecular Weight Polyethylene)은 물보다 낮은 0.98 정도의 낮은 비중을 구비하고 있기 때문에 방탄용 재료로 널리 사용되고 있다. 그러나, 고강도 폴리에틸렌은 사용 중 물리적 충격을 받을 경우 변형이 크게 일어날 수 있고 열에 약해 쉽게 파열되는 문제가 있다.
다른 방탄용 복합재료 중 아라미드 섬유로 통칭되는 전방향족 폴리아미드 섬유는, 벤젠 고리들이 아미드기(-CONH)를 통해 직선적으로 연결된 구조를 갖는 파라계 아라미드 섬유와 그렇지 않은 메타계 아라미드 섬유를 포함한다. 파라계 아라미드 섬유는 고강도, 고탄성, 저수축 등의 우수한 특성을 가지고 있는데, 5 정도 굵기의 가느다란 실로 2톤의 자동차를 들어올릴 정도의 막강한 강도를 가지고 있어 방탄용 복합재료로 널리 사용되고 있다.
이러한 아라미드 섬유를 이용한 방탄용 복합재료는, 통상적으로, 아라미드 섬유를 이용하여 아라미드 직물을 제조하고 이러한 아라미드 직물에 고분자 수지를 함침시켜 반경화 아라미드 직물을 제조하고 이러한 반경화 아라미드 직물을 몰드에 여러 겹으로 적층한 후 경화시켜 제조한다.
종래에 방탄복을 제조함에 있어서 울트라 박막 폴리에틸렌 필름(Ultra Thin PE film)을 보호필름 용도로 별도 사용하여, 일방향 아라미드 시트의 표면에 울트라 박막 폴리에틸렌 필름(Ultra Thin PE film)이 보호필름 형태로 존재한다.
종래의 일방향 아라미드 시트는 아라미드 원사를 수지에 디핑(Dipping)한 후, 균일한 수지 함량(Resin Content)을 맞추기 위해 짜내어 준다. 그 후, 그 위에 울트라 박막 필름(Ultra Thin Film)을 부착시키거나, 필름 바인더(Film Binder)를 사용 후 원사 표면에 점탄성 물체를 코팅하는 공정으로 제조되나, 제조 공정이 번거로운 문제점이 있었다.
이에, 당 업계에서는 아라미드 시트의 층간을 접착하는 바인더 및 표면 보호 필름 역할을 하는 폴리에틸렌 필름을 사용한 시트를 제조하는데 있어서, 제조 공정이 간단하고 공정 시간이 단축되며, 생산성이 향상될 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 아라미드 시트의 층간을 접착하는 바인더 역할 및 표면을 보호하는 보호 필름의 역할을 하는 폴리에틸렌 필름과 일방향 아라미드 시트를 이용한 방탄복을 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층되는 제1 폴리에틸렌 필름층, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트의 배열방향과 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트의 연장방향이 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층, 상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되는 제3 폴리에틸렌 필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복을 제공한다.
이때, 상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름의 연화점이 110 내지 125℃이며, 상기 제2 폴리에틸렌 필름의 연화점이 100 내지 110℃인 것이 바람직하다.
또, 상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름층은 접착력이 각각 2kgf 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 및 제2 아라미드 멀티필라멘트층은 7 내지 10층의 모노필라멘트가 적층되고, 상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름층은 저밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지며, 상기 적층된 모노필라멘트 중 2 내지 5층의 모노필라멘트에 적층되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 폴리에틸렌 필름을 적층시킨 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 제조하는 단계, 상기 제1 레이어(1st Layer)의 폴리에틸렌 필름이 적층되지 않은 아라미드 멀티필라멘트의 일면과 제2 레이어(2nd Layer)의 폴리에틸렌 필름이 적층되지 않은 아라미드 멀티필라멘트층의 일면이 대면하고, 상기 제1 레이어(1st Layer)의 아라미드 멀티필라멘트층과 및 제2 레이어(2nd Layer)의 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트 연장방향이 직교하도록 배열하는 단계, 상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 제조하는 단계, 몰드에 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계 및 상기 플라이(PLY)를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)의 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 적층된 폴리에틸렌 필름의 연화점이 110 내지 125℃이며, 상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 배열된 폴리에틸렌 필름의 연화점이 100 내지 110℃인 것이 바람직하다.
또, 상기 제1 레이어 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 적층된 폴리에틸렌 필름의 접착력은 2kgf 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트는 7 내지 10층의 모노필라멘트가 적층되고, 상기 제1 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 적층된 폴리에틸렌 필름은 저밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지며, 상기 적층된 모노필라멘트 중 2 내지 5층의 모노필라멘트에 적층되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 압착하는 공정의 온도가 130℃, 압력이 200kg/cm2인 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명은 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층을 제조하는 단계, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층된 제1 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 양면에 폴리에틸렌 필름층을 적층시켜 제조한 양면 레이어(1st Layer)를 제조하는 단계, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층을 제조하는 단계, 상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되는 제3 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계, 상기 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 단면에 폴리에틸렌 필름층을 적층시켜 제조한 단면 레이어(2nd Layer)를 제조하는 단계, 상기 양면 레이어(1st Layer)와 단면 레이어(2nd Layer)를 적층하여 제조된 플라이(PLY)를 제조하는 단계, 몰드에 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계 및 상기 플라이(PLY)를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법도 제공한다.
이때, 상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름층의 접착력이 각각 2kgf 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 방법으로 제조된 방탄복은 일방향 아라미드 시트 사이에 연화점이 낮은 폴리에틸렌 필름을 사용함으로써, 시트 간의 접착성이 향상되고, 동일한 플라이(PLY) 적층시 미끄럼 계수(Slip factor)도 향상되어 방탄성능이 우수한 장점이 있다.
또, 바인더가 필름으로만 되어있어 냄새가 나지 않는 친환경적인 공법을 사용할 수 있고, 보관시 냉동보관하지 않아도 되며, 시트의 신축성(Flexible)이 향상되어 방탄복 착용시 탄에 의한 충격 전달 및 분배가 용이하여 방탄성능 및 방탄복 경량화 향상이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일방향 아라미드 시트와 저연화점의 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법은 드라이(dry) 공정을 이용하여 제조공정이 간단하며, 공정 시간도 단축되어 생산성이 향상될 수 있다.
아울러, 일방향 아라미드 시트의 보호층인 폴리에틸렌 필름의 접착력이 2kgf 이상으로 방탄성능이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 직교로 배열하고, 그 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열시켜 제조한 플라이(PLY)의 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 2는 단면 레이어 및 양면 레이어를 적층시켜 제조한 플라이(PLY)의 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 3은 제1 레이어(1st Laer), 제2 레이어(2nd Layer) 및 단면 레이어의 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 4는 양면 레이어의 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 5는 방탄성능을 평가하기 위한 것으로, 실시예 2 및 비교예 2을 적용하여 일방향 아라미드 시트의 무게(kg) Vs v50(m/sec)의 그래프를 도시한 것이다.
도 6은 방탄성능을 평가하기 위한 것으로, 실시예 3 내지 7 및 비교예 3 내지 7을 적용하여 일방향 아라미드 시트의 무게(kg) Vs v50(m/sec)의 그래프를 도시한 것이다.
이하, 도면과 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예 등에서 사용된 용어 등은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시한 것에 불과할 뿐 본 발명의 청구범위가 이에 한정되어 해석되어서는 아니됨은 명백하다.
본 발명은 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름인 바인더 층으로 구성된 방탄복에 관한 것으로, 일방향 아라미드 시트는 크게 폴리에틸렌 필름/ 아라미드 층/ 폴리에틸렌 필름/ 아라미드 층/ 폴리에틸렌 필름으로 구성되며 제조방법은 하기에 상세하게 설명한다.
첫 번째 공정에서 멀티필라멘트는 수백 개의 모노 필라멘트로 이루어져 있고, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트는 7 내지 10층의 모노 필라멘트가 적층된 형태이다. 그리고 폴리에틸렌 필름은 적층된 모노 필라멘트 중 2 내지 5층의 모노 필라멘트에 바인더로서 적층(Laminating) 된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트와 상기 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 접착력이 2kgf 이상인 폴리에틸렌 필름을 적층시킨 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 형성한다. 따라서, 필름을 벗겨낼 경우 접착되어 있는 원사와 함께 분리되어 보호필름만을 벗겨낼 수 없다.
본 발명에 있어서, 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층의 무게는 180 내지 210g/m2이며, 아라미드 섬유의 배열을 효과적으로 하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 상하, 좌우, 공기 진동기(AIR vibrator)를 이용한 개섬을 실시하는 것을 특징으로 한다.
두 번째 공정은 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 직교하도록 배열하고, 그 사이에 첫 번째 공정에서 제조된 아라미드 멀티필라멘트층 보다 연화점이 낮은 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 형성한다. 본 발명에서 아라미드 원사의 전체 폭보다 필름의 폭이 넓은 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)에 있어서, 상기 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 적층된 폴리에틸렌 필름의 연화점은 110 내지 125℃이며, 상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 배열된 폴리에틸렌 필름의 연화점은 100 내지 110℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 플라이(PLY)를 제조하는 또 다른 공정은, 일방향으로 배열된 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층된 제1 폴리에틸렌 필름층과 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층으로 구성된 양면 레이어(1st Layer)를 제조하고, 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층과 상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층된 제3 폴리에틸렌 필름층으로 구성된 단면 레이어(2nd Layer)를 제조한 후, 양면 레이어(1st Layer)와 단면 레이어(2nd Layer)를 적층하여 플라이(PLY)를 형성한다. 그리고, 상기 제1 폴리에틸렌 필름층 및 제3 폴리에틸렌 필름층의 연화점은 110 내지 125℃이며 제2 폴리에틸렌 필름층의 연화점은 100 내지 110℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 플라이(PLY) 제작에 있어서, 폴리에틸렌 필름이 아라미드 멀티필라멘트 원사의 단면에 있는 것을 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)라고 할 때, 제1 레이어(1st Layer)/ 제2 레이어(2nd Layer)는 0/90°인 직교로 배열된 형태로 적층된 플라이(PLY)를 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 일방향 아라미드를 제작할 때 요구에 맞게 각도조절을 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 플라이(PLY) 제작에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리에틸렌 필름이 아라미드 멀티필라멘트 원사의 단면에 있는 것을 단면 레이어(2nd Layer) 및 폴리에틸렌 필름이 아라미드 멀티필라멘트 원사의 양면에 있는 것을 양면 레이어(1st Layer)라고 할 때, 단면 레이어(2nd Layer)/ 양면 레이어(1st Layer)는 0/90°인 직교로 배열된 형태로 적층된 플라이(PLY)를 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 일방향 아라미드를 제작할 때 요구에 맞게 각도조절을 할 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 단면 레이어는 도 3에 도시된 공정에 의해 제조될 수 있으며, 상기 양면 레이어는 도 4에 도시된 공정에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서, 연화점이 다른 폴리에틸렌 필름을 사용함으로써, 두 아라미드 멀티필라멘트층 간의 접착성을 높일 수 있고, 동일한 플라이(PLY) 적층 시 미끄럼 계수(Slip factor)를 높여 방탄성능을 향상시킬 수 있다.
세 번째 공정은 몰드(Mold)에 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온 가압 하에 압축공정을 실시하는데, 이 공정의 압축 온도와 압력에 의해 플라이(PLY)의 강도(Stiffness) 및 신축성(Flexibility)이 결정된다. 압축공정에서 가온 가압 시 필름이 프레스(Press)에 달라붙지 않게 하기 위해 프레스용 이형지를 사용하였고, 효과적으로 필름을 투입하기 위해 이형지와 필름이 접촉한 상태로 적어도 1개 이상의 지지롤러(Tension Roll)을 통과함으로서 균일한 필름투입이 가능하게 하였으며, 프레스용 이형지와 플라이(PLY)를 가온 가압하여 완전히 밀착시켰다. 가온 가압 하에 압축공정을 통해 플라이(PLY) 내부의 전체 모노 필라멘트 사이에 폴리에틸렌 필름이 스며들고 층간 접착이 이루어진다.
본 발명에서 폴리에틸렌 필름은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE;Low density polyethylene) 필름이 바람직하고, 압축 온도는 130℃, 압력은 200kg/cm2, 처리시간은 1min 이상이 바람직하다.
네 번째 공정은 플라이(PLY)를 냉각하는 것으로, 플라이(PLY)의 형태를 유지하기 위해 프레스용 이형지와 플라이(PLY)를 바로 분리하지 않고 완전히 식을 때까지 기다린 후 분리하여 형태안정성을 보존하였다.
상기와 같은 방법으로 제조된 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름인 바인더 층으로 구성된 방탄복은 방탄성능(v50)이 530m/s 이상으로 그 성능이 우수한 특징을 가진다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 발명이 이에 한정되는 것은 아니될 것이다.
실시예 1
일방향 아라미드 시트의 표면에 폴리에틸렌 필름을 보호필름 및 바인더(폴리에틸렌 필름에 아라미드 원사가 접착됨)의 역할을 하는 용도로 사용하여 시트를 제조하였다.
비교예 1
일방향 아라미드 시트의 표면에 울트라 박막 폴리에틸렌 필름(Ultra Thin PE film)을 보호필름 용도로 사용하여 시트를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 시트를 KS M ISO 8510-2 (접착제-연성-강성 피착재가 접착된 시험편의 박리시험-제2부:180° 박리)에 의거하여 크기 25mm*200mm로 시편을 제작하여 필름부분을 윗 그립(grip)에 아라미드 원사 부분을 아래 그립(grip)에 고정시킨 후, UTM 장비를 이용하여 인장시험[Peel(Strength) Test]을 실시하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
표 1
시편 내역 필름 박리시 강력(kgf)
실시예 1 3.3
비교예 1 0.2543
상기 실시예 1과 같이 폴리에틸렌 필름에 아라미드 원사가 접착되어 필름을 벗겨내려면 접착되어 있는 원사와 함께 벗겨내야 했다. 하지만, 비교예 1과 같이 울트라 박막 폴리에틸렌 필름(Ultra Thin PE film)을 보호필름의 용도로 사용할 경우 표면과의 접착력이 400gf 이하로 매우 낮게 나타났다.
실시예 2
직교로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층(0/90°)을 적층하여, 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하고, 온도 130℃, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편을 제작하였다.
비교예 2
직교로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층(0/90°)을 적층하여, 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 열가소성 폴리우레탄(TPU; Thermoplastic polyurethane) 필름(0°)을 배열하고, 온도 130℃, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편을 제작하였다.
실험예 2
상기 실시예 2 및 비교예 2에서 각각 제조된 시편을 NIJ-STD-010104에 의거하여, 9mm, 124grain, FMJ 탄으로 V50BL test (Ballistic Limit Protection Test)를 통해 방탄 성능을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 2 및 도 5에 나타내었다.
표 2
시편 내역 A.D(g/m2) 겹수 v50(m/sec)
실시예 2 202 25 535
비교예 2 200 25 473
상기 실시예 2과 같이 폴리에틸렌 필름을 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 배열하였을 때 무게가 202g/m2, v50이 535m/sec이었고, 비교예 1과 같이 열가소성 폴리우레탄 필름을 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 배열하였을 때 무게가 200g/m2, v50이 473m/sec로 나타났다.
동일 면밀도를 갖는 일방향 아라미드 시트의 방탄 성능 평가 결과, 폴리에틸렌 필름을 사용하는 것이 열가소성 폴리우레탄 필름을 사용하는 것보다 11% 이상의 우수한 방탄성능이 나타남을 알 수 있었다.
실시예 3 내지 7
직교로 배열된 840d의 아라미드 멀티필라멘트층(0/90°)을 적층하여, 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하고, 온도 130℃, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편의 Total A.D(kg/m2)를 각각 3.5, 4.2, 4.6, 5 및 5.9로 하여 시편을 제작하였다.
비교예 3 내지 7
직교로 배열된 1500d의 아라미드 멀티필라멘트층(0/90°)을 적층하여, 아라미드 멀티필라멘트층 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하고, 온도 130℃, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편의 Total A.D(kg/m2)를 각각 3.5, 4.2, 4.6, 5 및 5.9로 하여 시편을 제작하였다.
실험예 3
상기 실시예 3 내지 7 및 비교예 3 내지 7에서 각각 제조된 시편을 NIJ-STD-010104 에 의거하여, 9mm, 124grain, FMJ 탄으로 V50BL test (Ballistic Limit Protection Test)를 통해 방탄 성능을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 3 및 도 6에 나타내었다.
표 3
Total A.D(kg/m2) 겹수 v50(m/sec)
실시예 3 3.5 25 390
실시예 4 4.2 25 415
실시예 5 4.6 25 429
실시예 6 5.0 25 442
실시예 7 5.9 25 471
비교예 3 3.5 25 390
비교예 4 4.2 25 410
비교예 5 4.6 25 419
비교예 6 5.0 25 427
비교예 7 5.9 25 446
상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 동일한 무게의 방탄복 제작시 상기 실시예 3 내지 7과 같이 840d의 원사를 사용할 경우, 비교예 3 내지 7과 같이 1500d의 원사를 사용하는 경우보다 방탄성능이 더 우수한 것을 알 수 있었다.
실시예 8
일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층의 단면에 연화점이 125℃(A)인 폴리에틸렌 필름을 적층하여 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 제조하여 직교로 배열하고, 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 연화점이 110℃(B)인 폴리에틸렌 필름을 배열하여, 온도 130℃, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편을 제작하였다.
비교예 8
일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트층의 단면에 연화점이 115℃(A)인 폴리에틸렌 필름을 적층하여 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 제조하여 직교로 배열하고, 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 연화점이 115℃(B)인 폴리에틸렌 필름을 배열하여, 온도 130℃, 압력 200kg/cm2으로 3min 이상 압축공정을 실시한 후, 플라이(PLY)를 제조하였다. 그리고, 상기와 같이 제작한 플라이(PLY)를 25겹 겹쳐서 시편을 제작하였다.
실험예 4
상기 실시예 8 및 비교예 8에서 각각 제조된 시편을 NIJ-STD-010104 에 의거하여, 9mm, 124grain, FMJ 탄으로 V50BL test (Ballistic Limit Protection Test)를 통해 방탄 성능을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
표 4
A(℃) B(℃) Total A.D(kg/m2) 겹수 v50(m/sec)
실시예 8 125 110 5.05 25 535
비교예 8 115 115 5.03 25 504
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 8과 같이 아라미드 멀티필라민트 층의 단면에 적층된 폴리에틸렌 필름과, 연화점이 다른 폴리에틸렌 필름을 제1 레이어 및 제2 레이어 사이에 배열하여 시트를 제조할 경우, 비교예 1과 같이 연화점이 같은 폴리에틸렌 필름을 사용하였을 경우보다 방탄성능이 더 우수한 것을 알 수 있었다.

Claims (11)

  1. 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층되는 제1 폴리에틸렌 필름층;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트의 배열방향과 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트의 연장방향이 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층;
    상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되는 제3 폴리에틸렌 필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름의 연화점이 110 내지 125℃이며, 상기 제2 폴리에틸렌 필름의 연화점이 100 내지 110℃인 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름층의 접착력이 2kgf 이상인 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 아라미드 멀티필라멘트층은 7 내지 10층의 모노필라멘트가 적층되고,
    상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름층은 저밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지며, 상기 적층된 모노필라멘트 중 2 내지 5층의 모노필라멘트에 적층된 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복.
  5. 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 폴리에틸렌 필름을 각각 적층시킨 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)를 제조하는 단계;
    상기 제1 레이어(1st Layer)의 폴리에틸렌 필름이 적층되지 않은 아라미드 멀티필라멘트의 일면과 제2 레이어(2nd Layer)의 폴리에틸렌 필름이 적층되지 않은 아라미드 멀티필라멘트층의 일면이 대면하고, 상기 제1 레이어(1st Layer)의 아라미드 멀티필라멘트층과 및 제2 레이어(2nd Layer)의 아라미드 멀티필라멘트층의 멀티필라멘트 연장방향이 직교하도록 배열하는 단계;
    상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 폴리에틸렌 필름을 배열하여 플라이(PLY)를 제조하는 단계;
    몰드에 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계; 및
    상기 플라이(PLY)를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer)의 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 적층된 폴리에틸렌 필름의 연화점이 110 내지 125℃이며, 상기 제1 레이어(1st Layer) 및 제2 레이어(2nd Layer) 사이에 배열된 폴리에틸렌 필름의 연화점이 100 내지 110℃인 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 레이어 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 각각 적층된 폴리에틸렌 필름의 접착력이 2kgf 이상인 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트는 7 내지 10층의 모노필라멘트가 적층되고,
    상기 제1 및 제2 레이어의 아라미드 멀티필라멘트의 일면에 적층된 폴리에틸렌 필름은 저밀도 폴리에틸렌 필름으로 이루어지며, 상기 적층된 모노필라멘트 중 2 내지 5층의 모노필라멘트에 적층된 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계는 130의 온도, 200kg/cm2의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  10. 일방향으로 배열된 아라미드 멀티필라멘트로 이루어진 제1 아라미드 멀티필라멘트층을 제조하는 단계;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층 일면에 적층된 제1 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 다른 일면에 적층되는 제2 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층의 양면에 폴리에틸렌 필름층을 적층시켜 제조한 양면 레이어(1st Layer)를 제조하는 단계;
    상기 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 접촉하지 않는 제2 폴리에틸렌 필름층의 일면에 제1 아라미드 멀티필라멘트층과 직교하도록 적층되는 제2 아라미드 멀티필라멘트층을 제조하는 단계;
    상기 제2 폴리에틸렌 필름층이 접촉하지 않는 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 일면에 적층되는 제3 폴리에틸렌 필름층을 제조하는 단계;
    상기 제2 아라미드 멀티필라멘트층의 단면에 폴리에틸렌 필름층을 적층시켜 제조한 단면 레이어(2nd Layer)를 제조하는 단계;
    상기 양면 레이어(1st Layer)와 단면 레이어(2nd Layer)를 적층하여 제조된 플라이(PLY)를 제조하는 단계;
    몰드에 상기 플라이(PLY)를 삽입한 후 가온가압 하에 압착하는 단계; 및
    상기 플라이(PLY)를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 폴리에틸렌 필름층의 접착력이 각각 2kgf 이상인 것을 특징으로 하는 일방향 아라미드 시트와 폴리에틸렌 필름을 이용한 방탄복의 제조방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198813U1 (ru) * 2020-03-26 2020-07-29 Сергей Викторович Щербина Гибкая броня
RU2756069C1 (ru) * 2021-03-29 2021-09-27 Сергей Викторович Щербина Способ получения полимерной ud-структуры высокой плотности для индивидуальных средств бронезащиты и бронирования изогнутых поверхностей
DE102022121500A1 (de) 2022-08-25 2024-03-07 SPEKON Sächsische Spezialkonfektion GmbH Flexibler Schutzverbund gegen Hieb-, Stich- und Schusswaffen sowie Splitter
DE202022104799U1 (de) 2022-08-25 2022-11-02 SPEKON Sächsische Spezialkonfektion GmbH Flexibler Schutzverbund gegen Hieb-, Stich- und Schusswaffen sowie Splitter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08276522A (ja) * 1995-04-03 1996-10-22 Teikoku Sen I Co Ltd 積層体布帛、及びそれを用いた保護衣とその製造方法
US20040221712A1 (en) * 1999-03-20 2004-11-11 Stewart Ricky William Ballistic-resistant laminate assemblies and panels
KR101021296B1 (ko) * 2010-12-29 2011-03-11 주식회사 파이로 파편 또는 폭발물 방어용 탄도판
US20130115839A1 (en) * 2007-03-19 2013-05-09 Honeywell International Inc. Inhibition of water penetration into ballistic materials

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1485586A (en) * 1976-01-13 1977-09-14 Rolls Royce Method of manufacturing composite material
US4623574A (en) * 1985-01-14 1986-11-18 Allied Corporation Ballistic-resistant composite article
US4820568A (en) * 1987-08-03 1989-04-11 Allied-Signal Inc. Composite and article using short length fibers
US6107220A (en) * 1996-10-18 2000-08-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Rapid fabric forming
CZ20033391A3 (cs) * 2001-06-12 2004-05-12 Teijinátwaronágmbh Vrstvená balistická struktura
ITMI20030295A1 (it) * 2003-02-19 2004-08-20 Citterio Flli Spa Materiale composito flessibile resistente alla penetrazione
EP1912788A4 (en) * 2005-07-29 2011-12-28 Composix Co LAMINATED BALLISTIC STRUCTURE
EP2187161A1 (de) * 2008-11-07 2010-05-19 Teijin Aramid GmbH Durchdringungshemmendes Material
US20120024137A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composites and ballistic resistant armor articles containing the composites

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08276522A (ja) * 1995-04-03 1996-10-22 Teikoku Sen I Co Ltd 積層体布帛、及びそれを用いた保護衣とその製造方法
US20040221712A1 (en) * 1999-03-20 2004-11-11 Stewart Ricky William Ballistic-resistant laminate assemblies and panels
US20130115839A1 (en) * 2007-03-19 2013-05-09 Honeywell International Inc. Inhibition of water penetration into ballistic materials
KR101021296B1 (ko) * 2010-12-29 2011-03-11 주식회사 파이로 파편 또는 폭발물 방어용 탄도판

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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