KR101927694B1 - Ballistic Sheet and Ballistic Helmet Comprising The Same - Google Patents

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Abstract

섬유 네트워크로부터 폴리머 매트릭스가 박리(delamination)되는 것이 효과적으로 방지된 방탄 시트 및 그것을 포함하는 방탄 헬멧이 개시된다. 본 발명의 방탄 시트는, 1) 11g/denier 이상의 강도(tenacity) 및 200g/denier 이상의 인장 탄성율(tensile modulus)을 갖는 제1 섬유들 및 150℃ 이하의 융점을 갖는 제2 섬유들을 포함하는 섬유 네트워크(fiber network), 및 2) 상기 제1 및 제2 섬유들 상에 코팅되어 있는 폴리머 매트릭스를 포함한다.Disclosed is a bulletproof sheet effectively prevented from delamination of a polymer matrix from a fiber network, and a bulletproof helmet comprising the same. The inventive bulletproof sheet comprises: 1) a fibrous network comprising first fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier and second fibers having a melting point of less than or equal to 150 & a fiber network, and 2) a polymer matrix coated on the first and second fibers.

Description

방탄 시트 및 그것을 포함한 방탄 헬멧{Ballistic Sheet and Ballistic Helmet Comprising The Same}Title: Ballistic sheet and Ballistic Helmet Comprising The Same

본 발명은 방탄 시트 및 그것을 포함한 방탄 헬멧에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 섬유 네트워크로부터 폴리머 매트릭스가 박리(delamination)되는 것이 효과적으로 방지될 수 있는 방탄 시트 및 그것을 포함한 방탄 헬멧에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bulletproof sheet and a bulletproof helmet including the bulletproof sheet, and more particularly, to a bulletproof sheet and a bulletproof helmet including the bulletproof sheet, from which delamination of the polymer matrix from the fiber network can be effectively prevented.

방탄 헬멧 제조에 사용되는 방탄 시트를 제조하는 통상적인 방법은, 고강도 섬유의 네트워크를 고분자 수지에 침지시킨 후 건조시켜 방탄 시트를 제조하고, 이렇게 제조된 복수개의 방탄 시트들을 적층한 후 헬멧 모양으로 성형하는 것이었다. A typical method for manufacturing a bulletproof sheet used for manufacturing a bulletproof helmet is to prepare a bulletproof sheet by immersing a network of high-strength fibers in a polymer resin and drying the bulletproof sheet, I was doing.

그러나, 침지 공정을 통해 방탄 시트를 제조하는 경우, 원단 내에 함침되는 고분자 수지의 양을 일정 수준으로 조절하는 것이 어려웠다. 또한, 디핑에 의한 함침 방식 자체에 기인한 문제로서, 원단 내에 함침된 고분자 수지의 양이 지나치게 많아 방탄 제품의 경량화를 어렵게 만드는 문제점이 있었다.However, when the ballistic-resistant sheet is manufactured through the immersion process, it has been difficult to control the amount of the polymer resin impregnated into the fabric to a certain level. Further, as a problem caused by the impregnation method itself by dipping, the amount of the polymer resin impregnated in the fabric is excessively large, which makes it difficult to reduce the weight of the bulletproof product.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 본 출원인은, 소정의 면밀도를 갖는 폴리머 필름을 고강도 섬유 네트워크의 일 면에 라미네이팅함으로써 방탄 시트를 제조한 후 이렇게 제조된 복수개의 방탄 시트들을 적층 및 성형하는 방법을 개발하였고, 이 방법을 대한민국 특허출원 제10-2009-0066842호로 출원한 바 있다. As a method for solving such a problem, the present applicant has proposed a method for producing a bulletproof sheet by laminating a polymer film having a predetermined area density on one side of a high-strength fiber network and then laminating and molding a plurality of the thus- And this method has been filed in Korean Patent Application No. 10-2009-0066842.

그러나, 위 디핑 방식 및 라미네이팅 방식 모두에 있어서, 서로 다른 상태(phase)의 섬유 네트워크와 고분자 수지가 접착되기 때문에(즉, 고체 상태의 섬유 네트워크와 액체 상태의 고분자 수지가 접착되기 때문에), 이들 간의 접착력이 충분하지 않다는 문제가 있었다. However, in both of the upper dipping method and the laminating method, since the fiber network of different phases is adhered to the polymer resin (that is, the solid state fiber network and the liquid state polymer resin are bonded) There was a problem that the adhesive strength was not sufficient.

섬유 네트워크와 고분자 수지 사이의 약한 접착력은 상기 섬유 네트워크로부터 상기 고분자 수지의 박리를 야기하고, 결과적으로 방탄 헬멧의 방탄 성능 저하를 유발하였다.The weak adhesive force between the fiber network and the polymer resin causes peeling of the polymer resin from the fiber network, resulting in deterioration of the bulletproof performance of the bulletproof helmet.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 방탄 시트 및 그것을 포함한 방탄 헬멧에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is directed to a bulletproof sheet and a bulletproof helmet including the bulletproof sheet, which can prevent problems due to limitations and disadvantages of the related art.

본 발명의 일 관점은, 섬유 네트워크로부터 폴리머 매트릭스가 박리되는 것이 효과적으로 방지될 수 있는 방탄 시트를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a bulletproof sheet in which peeling of a polymer matrix from a fiber network can be effectively prevented.

본 발명의 다른 관점은, 폴리머 매트릭스가 코팅되어 있는 섬유 네트워크들로부터 상기 폴리머 매트릭스가 박리되는 것이 방지됨으로써 향상된 내구성을 갖는 방탄 헬멧을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a bulletproof helmet having improved durability by preventing the polymer matrix from peeling off from the fiber networks on which the polymer matrix is coated.

본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술된 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이해될 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.Other features and advantages of the invention will be set forth in part in the description which follows, and in part will be obvious from the description. Alternatively, other features and advantages of the present invention may be understood through practice of the present invention. Objects and other advantages of the invention will be realized and attained by the structure particularly pointed out in the written description and claims of this invention.

위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 11g/denier 이상의 강도(tenacity) 및 200g/denier 이상의 인장 탄성율(tensile modulus)을 갖는 제1 섬유들 및 150℃ 이하의 융점을 갖는 제2 섬유들을 포함하는 섬유 네트워크(fiber network); 및 상기 제1 및 제2 섬유들 상에 코팅되어 있는 폴리머 매트릭스를 포함하는 방탄 시트가 제공된다.To achieve these and other objects and in accordance with the purpose of the present invention, there are provided fibers having a first fiber having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier, A fiber network comprising 2 fibers; And a polymer matrix coated on the first and second fibers.

본 발명의 다른 측면으로서, 다수의 방탄 시트들을 포함하는 방탄 헬멧으로서, 상기 다수의 방탄 시트들 각각은, 11g/denier 이상의 강도 및 200g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 제1 섬유들 및 150℃ 이하의 융점을 갖는 제2 섬유들을 포함하는 섬유 네트워크(fiber network); 및 상기 제1 섬유들 상의 폴리머 매트릭스를 포함하고, 상기 제2 섬유는 상기 폴리머 매트릭스에 융착되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧이 제공된다.As another aspect of the present invention, there is provided a bulletproof helmet comprising a plurality of bulletproof sheets, each of the plurality of bulletproof sheets comprising a first fiber having a strength of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / A fiber network comprising second fibers having a melting point; And a polymer matrix on the first fibers, wherein the second fibers are fused to the polymer matrix.

본 발명에 의하면, 폴리머 매트릭스가 코팅되어 있는 섬유 네트워크들로부터 상기 폴리머 매트릭스가 박리되는 것을 효과적으로 방지함으로써 방탄 헬멧의 방탄 성능을 장시간 유지할 수 있고, 그 내구성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to effectively prevent the polymer matrix from being peeled off from the fiber networks coated with the polymer matrix, so that the bulletproof performance of the bulletproof helmet can be maintained for a long time and the durability thereof can be improved.

이하에서는 본 발명의 방탄 시트 및 그것을 포함한 방탄 헬멧의 실시예들을 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the inventive bulletproof sheet and the bulletproof helmet including the bulletproof sheet will be described in detail.

아래에서 설명되는 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예들에 불과한 것으로서 본 발명의 권리범위를 제한하지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that variations are possible. Therefore, the present invention encompasses all changes and modifications that come within the scope of the invention as defined in the appended claims and equivalents thereof.

본 발명의 방탄 시트는 섬유 네트워크 및 폴리머 매트릭스를 포함한다. 상기 섬유 네트워크는, 11g/denier 이상의 강도 및 200g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 제1 섬유들 및 150℃ 이하의 융점을 갖는 제2 섬유들을 포함한다. 상기 폴리머 매트릭스는 상기 제1 및 제2 섬유들 상에 코팅되어 있다.The inventive bulletproof sheet comprises a fiber network and a polymer matrix. The fiber network comprises first fibers having a strength of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier and second fibers having a melting point of 150 캜 or less. The polymer matrix is coated on the first and second fibers.

상기 고강도의 제1 섬유는 아라미드 섬유 또는 초고밀도 폴리에틸렌 섬유이고, 상기 저융점의 제2 섬유는 폴리에스테르 섬유일 수 있다. The high-strength first fiber may be an aramid fiber or an ultra-high-density polyethylene fiber, and the low-melting second fiber may be a polyester fiber.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 섬유 네트워크는 경사들(warps)로서 상기 고강도의 제1 섬유들 및 위사들(wefts)로서 상기 저융점의 제2 섬유들을 포함하는 직물(woven fabric)이다.According to a first embodiment of the present invention, the fiber network is a woven fabric comprising warp threads of high strength and second fibers of low melting point as wefts .

예를 들어, 600 내지 3000 denier의 선밀도를 갖는 아라미드 섬유를 경사로, 약 110 내지 150℃의 저융점을 갖는 폴리에스테르 섬유를 위사로 각각 이용하여 150 내지 520 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 직물을 제조한다. 구체적으로 설명하면, 상기 아라미드 섬유를 경사로 적용하여 경사빔을 제조한 후, 상기 경사빔을 직기에 설치하고 상기 저융점의 폴리에스테르 섬유를 위사로 적용하여 직조함으로써 직물을 완성할 수 있다. For example, 600 to 3000 ramp aramid fiber having a denier linear density, the fabric having from about 110 to respectively using a polyester fiber having a low melting point of 150 ℃ in the weft of 150 to 520 g / m 2 weight per unit area of the . Specifically, the fabric can be completed by preparing the warp beam by applying the aramid fiber to the warp yarn, installing the warp beam on the weaving machine, and applying the polyester fiber of the low melting point to the warp yarn.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 직물은 경사들로서 상기 제1 및 제2 섬유들을 포함하고 위사들로서 상기 제1 섬유들을 포함하는 직물이다. According to a second embodiment of the invention, the fabric is a fabric comprising the first and second fibers as warp yarns and comprising the first fibers as weft yarns.

이 경우, 상기 경사들 중에서 상기 제1 및 제2 섬유들의 개수 비율은 1:1 ~ 100:1일 수 있다. 상기 경사들 중에서 고강도의 제1 섬유들의 개수가 저융점의 제2 섬유들의 개수의 1배 이상인 것이 방탄성능 측면에서 바람직하다. 또한, 섬유 네트워크와 폴리머 매트릭스 사이의 접착력 향상이라는 본 발명의 목적을 고려할 때, 상기 경사들 중에서 고강도의 제1 섬유들의 개수가 저융점의 제2 섬유들의 개수의 100배 이하인 것이 바람직하다.In this case, the number ratio of the first and second fibers among the slopes may be 1: 1 to 100: 1. It is preferable that the number of the first fibers having high strength is at least one times the number of the second fibers having a low melting point among the warp yarns in terms of the bulletproof performance. In view of the object of the present invention, the improvement of the adhesion between the fiber network and the polymer matrix, it is preferable that the number of the first fibers having a high strength is 100 times or less the number of the second fibers having a low melting point.

본 발명의 제3 실시예에 따르면, 상기 섬유 네트워크는, 코어사(core yarn)로서 상기 제1 섬유 및 이펙트사(effect yarn)로서 상기 제2 섬유를 포함하는 공기교락사(air-textured yarn)로 제직된 직물이다.According to a third embodiment of the present invention, the fiber network comprises an air-textured yarn comprising the first fiber as the core yarn and the second fiber as the effect yarn, . ≪ / RTI >

한편, 섬유 네트워크에 폴리머 매트릭스를 가하는 방식에 따라 본 발명의 폴리머 매트릭스의 함량 및 그 조성이 상이할 수 있다. On the other hand, the content and composition of the polymer matrix of the present invention may be different depending on the manner in which the polymer matrix is added to the fiber network.

섬유 네트워크에 폴리머 매트릭스 조성물을 함침시키는 디핑 방식이 적용될 경우, 상기 폴리머 매트릭스는 페놀 수지를 포함하고, 선택적으로 폴리비닐부티랄 수지를 연성을 부여하기 위한 첨가제로서 소량 더 포함할 수 있다. 상기 페놀 수지는 본 발명의 방탄 시트에 우수한 경도를 부여한다. When a dipping method in which a polymer matrix composition is impregnated into a fiber network is applied, the polymer matrix includes a phenol resin, and optionally a small amount of an additive for imparting ductility to the polyvinyl butyral resin. The phenolic resin imparts excellent hardness to the anti-vibration sheet of the present invention.

상기 디핑 방식의 경우, 상기 섬유 네트워크에 대한 상기 폴리머 매트릭스의 중량비는 20 내지 38%이다. 상기 중량비가 20% 미만이면, 상기 폴리머 매트릭스가 섬유 네트워크를 충분히 보호할 수 없어 외부 마찰에 의해 섬유 네트워크가 쉽게 손상될 수 있다. 반면, 상기 중량비가 38%를 초과하면 방탄 시트의 중량 증가로 인해 경량의 방탄 헬멧을 제조할 수 없다.In the case of the dipping method, the weight ratio of the polymer matrix to the fiber network is 20 to 38%. If the weight ratio is less than 20%, the polymer matrix can not sufficiently protect the fiber network, and the fiber network can be easily damaged by external friction. On the other hand, if the weight ratio exceeds 38%, a lightweight bulletproof helmet can not be produced due to an increase in the weight of the bulletproof sheet.

상기 디핑 방식을 구체적 설명하면, 섬유 네트워크를 용매(예를 들어, 메탄올)로 희석된 폴리머 수지에 10 내지 60분 동안 디핑한다. 상기 폴리머 수지는 페놀 수지를 포함하며, 선택적으로 연성을 부여하기 위한 첨가제로서 폴리비닐부티랄 수지를 소량 더 포함할 수 있다. 상기 섬유 네트워크 전체에 폴리머 수지가 균일하게 함침될 수 있도록, 상기 디핑 공정이 수차례 반복될 수 있다. Specifically describing the dipping method, the fiber network is dipped in a polymer resin diluted with a solvent (for example, methanol) for 10 to 60 minutes. The polymer resin includes a phenol resin, and may further include a small amount of polyvinyl butyral resin as an additive for imparting flexibility. The dipping process may be repeated several times to uniformly impregnate the polymeric resin throughout the fiber network.

이어서, 상기 디핑 공정에 의해 상기 섬유 네트워크에 함침된 폴리머 수지를 건조시킴으로써 방탄 시트를 얻는다. 상기 폴리머 수지가 함침된 섬유 네트워크가 소정 온도로 유지되는 챔버 내를 소정 속도로 통과함으로써 상기 건조 공정이 연속적으로 수행될 수 있다.Then, the polymer resin impregnated in the fiber network is dried by the dipping process to obtain a bulletproof sheet. The drying process can be continuously performed by passing the fiber network impregnated with the polymer resin through the chamber maintained at a predetermined temperature at a predetermined speed.

한편, 상기 방탄 시트 내의 상기 폴리머 수지의 함량을 조절하기 위하여, 상기 용매로 희석된 폴리머 수지의 농도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 건조 단계 전에, 상기 폴리머 수지가 함침된 상기 섬유 네트워크를 스퀴징하는 단계를 더 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 네트워크에 대한 상기 폴리머 수지의 중량비를 20 내지 38%로 조절할 수 있다.Meanwhile, in order to control the content of the polymer resin in the anti-ballistic sheet, the concentration of the polymer resin diluted with the solvent can be adjusted. Further, before the drying step, the step of squeegeeing the fiber network impregnated with the polymer resin may be further performed. For example, the weight ratio of the polymer resin to the fiber network can be adjusted to 20 to 38%.

상기 스퀴징 공정은, 가압 롤러를 이용하여 연속적으로 수행되거나, 가압 판을 이용하여 비연속적으로 수행될 수 있다. The squeezing process may be performed continuously using a pressure roller, or may be performed discontinuously using a pressure plate.

한편, 섬유 네트워크의 일 면에 폴리머 매트릭스 조성물을 필름 형태로 코팅시키는 라미네이팅 방식이 적용될 경우, 상기 폴리머 매트릭스는 20 내지 70 중량%의 페놀 수지, 20 내지 70 중량%의 폴리비닐부티랄 수지, 및 1 내지 10 중량%의 가소제를 포함할 수 있다. On the other hand, when a laminating method in which a polymer matrix composition is coated on one side of a fiber network is applied, the polymer matrix comprises 20 to 70% by weight of a phenolic resin, 20 to 70% by weight of a polyvinyl butyral resin, To 10% by weight of a plasticizer.

상기 가소제는 디옥틸프탈레이트(dioctyl phthalate: DOP), 디옥틸아디페이트(dioctyl adipate: DOA), 트리크레실포스페이트(tricresyl phosphate: TCP), 또는 디이소노닐프탈레이트(diisononyl phthalate: DINP)일 수 있다. The plasticizer may be dioctyl phthalate (DOP), dioctyl adipate (DOA), tricresyl phosphate (TCP), or diisononyl phthalate (DINP).

상기 폴리비닐부티랄 수지의 함량이 20중량% 미만일 경우에는 섬유 네트워크와 폴리머 매트릭스 사이의 접착력 및 방탄 시트들 간의 접착력이 떨어질 수 있다.If the content of the polyvinyl butyral resin is less than 20% by weight, the adhesive force between the fiber network and the polymer matrix and the adhesion between the ballistic sheets may be deteriorated.

상기 라미네이팅 방식의 경우, 상기 섬유 네트워크에 대한 상기 폴리머 매트릭스의 중량비는 10 내지 18%이다. 상기 중량비가 10% 미만이면, 섬유 네트워크와 폴리머 매트릭스 사이의 접착력 및 방탄 시트들 간의 접착력이 약화되어 방탄 성능이 저하될 수 있다. 반면, 상기 중량비가 18%를 초과하면 라미네이팅 방식의 장점인 방탄 시트의 경량화를 충분히 살릴 수 없다.In the case of the laminating method, the weight ratio of the polymer matrix to the fiber network is 10 to 18%. If the weight ratio is less than 10%, the adhesive strength between the fiber network and the polymer matrix and the adhesion strength between the anti-tarnish sheets may be weakened and the bulletproof performance may be deteriorated. On the other hand, if the weight ratio exceeds 18%, the light weight of the bulletproof sheet, which is an advantage of the laminating method, can not be sufficiently saved.

상기 라미네이팅 방식을 구체적 설명하면, 상기 섬유 네트워크 제조 공정과는 별개로, 폴리머 필름을 형성한다. 상기 폴리머 필름은 20 내지 70 중량%의 페놀 수지, 20 내지 70 중량%의 폴리비닐부티랄 수지, 및 1 내지 10 중량%의 가소제를 포함한다. 상기 섬유 네트워크에 대한 상기 폴리머 필름의 중량비가 10 내지 18%가 되도록 하기 위한 면밀도 및 두께를 갖도록 상기 폴리머 필름이 형성된다.To explain the laminating method, a polymer film is formed separately from the fiber network manufacturing process. The polymer film comprises 20 to 70 wt% of a phenolic resin, 20 to 70 wt% of a polyvinyl butyral resin, and 1 to 10 wt% of a plasticizer. The polymer film is formed to have a surface density and a thickness so that the weight ratio of the polymer film to the fiber network is 10 to 18%.

이어서, 상기 섬유 네트워크의 일 면 상에 상기 폴리머 필름을 라미네이팅한다. 즉, 상기 섬유 네트워크의 일 면 상에 상기 폴리머 필름을 얹는 단계, 상기 폴리머 필름이 얹혀진 섬유 네트워크를 20 내지 60℃에서 1 내지 7분 동안 건조시키는 단계, 및 100 내지 130℃에서 상기 섬유 네트워크 및 폴리머 필름에 압력을 가하는 단계를 순차적으로 수행한다.The polymer film is then laminated on one side of the fiber network. Drying the fiber network on which the polymer film is laid for 1 to 7 minutes at 20 to 60 < 0 > C, and drying the fibrous network and polymer And a step of applying pressure to the film are sequentially performed.

상기 섬유 네트워크에 상기 폴리머 필름을 얹는 단계는 연속 또는 비연속 공정을 통해 수행될 수 있다. 연속 공정에 의하면, 섬유 네트워크와 폴리머 필름이 별개의 공급 롤러들에 의해 동시에 각각 공급되면서 상기 섬유 네트워크 상에 상기 폴리머 필름이 얹혀진다. 반면, 비연속 공정에 의하면, 실질적으로 동일한 모양 및 크기를 갖는 섬유 네트워크와 폴리머 필름이 서로 정렬된 후 상기 섬유 네트워크 상에 상기 폴리머 필름이 얹혀진다.The step of placing the polymer film on the fibrous network can be carried out through a continuous or discontinuous process. According to the continuous process, the polymeric film is placed on the fiber network with the fiber network and the polymer film being fed simultaneously by separate feed rollers, respectively. On the other hand, according to the non-continuous process, the polymer film is placed on the fiber network after the fiber network and the polymer film having substantially the same shape and size are aligned with each other.

상기 건조 공정은 챔버 등을 이용하여 연속적으로 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 폴리머 필름이 얹혀진 섬유 네트워크가 20 내지 60℃로 유지되는 챔버(들)를 4 내지 20 m/분의 속도로 통과하도록 할 수 있다. 건조온도가 20℃ 미만인 경우 건조가 원활하게 이루어질 수 없고, 반면 상기 건조온도가 60℃를 초과할 경우 상기 폴리머 필름의 고분자 수지가 경화됨으로써 방탄 시트의 접착력이 떨어질 수 있다.The drying process may be performed continuously using a chamber or the like. In this case, the fiber network on which the polymer film is placed may be allowed to pass through the chamber (s) maintained at 20 to 60 占 폚 at a rate of 4 to 20 m / min. If the drying temperature is lower than 20 ° C, the drying can not be smoothly performed. If the drying temperature is higher than 60 ° C, the polymer resin of the polymer film is hardened, thereby deteriorating the adhesion of the anti-bulletproof sheet.

상기 가압 공정은, 100 내지 130℃로 가열된 가압 롤러를 이용하여 연속적으로 수행되거나, 가압 판을 이용하여 비연속적으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 섬유 네트워크의 저융점의 제2 섬유의 적어도 일부와 상기 폴리머 필름의 적어도 일부가 녹아 서로 융착될 수 있다.The pressing process may be performed continuously using a pressure roller heated to 100 to 130 DEG C, or may be performed discontinuously using a pressure plate. At this time, at least a part of the second fiber having a low melting point of the fiber network and at least a part of the polymer film may melt and fuse together.

이어서, 위에서 설명한 방법을 통해 제조된 다수의 방탄 시트들을 적층한 후, 상기 적층체를 헬멧 제조용 몰드를 이용하여 성형함으로써 본 발명의 방탄 헬멧을 완성한다. 상기 성형 공정은 상기 제2 섬유의 융점 이상의 온도, 예를 들어 120 내지 160℃의 온도에서 수행될 수 있다.Next, a plurality of ballistic sheets manufactured through the above-described method are laminated, and then the laminate is molded using a mold for producing a helmet to complete the bulletproof helmet of the present invention. The molding process may be performed at a temperature of the melting point of the second fiber or higher, for example, 120 to 160 ° C.

위와 같이 제조된 본 발명의 방탄 헬멧은, 다수의 방탄 시트들을 포함하고, 상기 다수의 방탄 시트들 각각은, 11g/denier 이상의 강도 및 200g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 제1 섬유들 및 150℃ 이하의 융점을 갖는 제2 섬유들을 포함하는 섬유 네트워크, 및 상기 제1 섬유 상의 폴리머 매트릭스를 포함하고, 상기 제2 섬유는 상기 폴리머 매트릭스에 융착되어 있다.The bulletproof helmet of the present invention manufactured as described above includes a plurality of bulletproof sheets, each of the plurality of bulletproof sheets comprises first fibers having a strength of 11 g / denier or more and a tensile modulus of 200 g / denier or more, And a polymer matrix on the first fiber, wherein the second fiber is fused to the polymer matrix.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 방탄 시트는 고강도의 제1 섬유들 외에 150℃ 이하의 저융점을 갖는 제2 섬유들을 더 포함하기 때문에, 방탄 시트들을 적층한 후 그 적층물에 열 및 압력을 가해 성형을 하는 과정에서 상기 제2 섬유들이 상기 폴리머 매트릭스에 융착된다. As described above, since the inventive bulletproof sheet further comprises second fibers having a low melting point of 150 DEG C or less in addition to the first fibers having high strength, the bulletproof sheets are laminated and heat and pressure are applied to the laminate During the molding, the second fibers are fused to the polymer matrix.

즉, 열 및 압력에 의한 성형 과정에서 상기 제2 섬유의 적어도 일 부분과 상기 폴리머 매트릭스의 적어도 일 부분이 함께 녹아 동일한 액체 상태로 변환되면서 서로 섞이며 접착하게 된다. 그 결과, 상기 폴리머 매트릭스가 상기 고강도의 제1 섬유를 더욱 효과적으로 감싸게 된다. 또한, 상기 제2 섬유의 적어도 일 부분이 성형 과정에서 녹아 상기 폴리머 매트릭스와 함께 접착제로서의 기능을 하게 된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 상기 섬유 네트워크와 폴리머 매트릭스 사이의 접착력이 현저하게 향상될 수 있다.
That is, at least one portion of the second fiber and at least a portion of the polymer matrix melt together while being transformed into the same liquid state during molding by heat and pressure, and are mixed and adhered to each other. As a result, the polymer matrix more effectively envelops the high-strength first fibers. In addition, at least a portion of the second fiber melts during the molding process and functions as an adhesive together with the polymer matrix. Thus, according to the present invention, the adhesion between the fiber network and the polymer matrix can be significantly improved.

이하, 실시예들과 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이므로 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 안 된다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. It should be noted, however, that the scope of the present invention should not be limited by the following examples.

실시예Example 1 One

1500 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유(코오롱 인더스트리 주식회사, 헤라크론®)를 경사로, 그리고 130℃의 융점을 갖는 폴리에스테르 섬유(제조사: 휴비스, 제품명: LMF)를 위사로 각각 이용하여 평직을 수행함으로써 410 g/㎡의 면밀도를 갖는 직물을 제조하였다. (Manufactured by Hughes Co., Ltd., product name: LMF) having a melting point of 130 占 폚 and a warp, aramid fibers having a fineness of 1500 deniers (Heron Krone 占 and Kolon Industries Co., Ltd.) g / m < 2 >.

이어서, 상기 직물을 메탄올로 희석되어 있는 페놀 수지에 디핑한 후, 가압 롤러를 이용한 스퀴징 공정을 수행하였다. 이어서, 페놀 수지가 함침된 상기 직물을 70℃의 온도에서 5 m/분의 속도로 건조챔버를 통과시켜 건조시킴으로써 방탄 시트를 완성하였다. 상기 직물에 대한 상기 페놀 수지의 중량비는 18%이었다.Next, the fabric was dipped in phenol resin diluted with methanol, and then subjected to a squeezing process using a pressure roller. Then, the fabric impregnated with the phenolic resin was dried at a temperature of 70 DEG C at a speed of 5 m / min through a drying chamber to complete a bulletproof sheet. The weight ratio of the phenolic resin to the fabric was 18%.

이어서, 위와 같은 방법으로 얻어진 18매의 방탄 시트들을 적층한 후, 상기 적층체를 헬멧 제조용 몰드를 이용하여 150℃에서 성형함으로써 방탄 헬멧을 완성하였다.Subsequently, after 18 sheets of the anti-ballistic sheets obtained by the above method were laminated, the laminate was molded at 150 DEG C by using a helmet-forming mold to complete the bulletproof helmet.

실시예Example 2 2

위 실시예 1과 동일한 방법으로 직물을 제조하였다. 이어서, 80 g/㎡의 면밀도를 갖는 폴리머 필름을 제조하였다. 상기 폴리머 필름은 48중량%의 페놀 수지, 48중량%의 폴리비닐부티랄 수지, 및 4중량%의 가소제를 포함하였다. 이어서, 상기 직물의 일 면 상에 상기 폴리머 필름을 얹은 후 45℃의 온도에서 약 3.75분 동안 건조시켰다. 이어서, 가열된 가압 롤러를 이용하여 115℃의 온도에서 가압함으로써 방탄 시트를 완성하였다.A fabric was prepared in the same manner as in Example 1 above. Then, a polymer film having a surface density of 80 g / m < 2 > was produced. The polymer film contained 48 wt% phenolic resin, 48 wt% polyvinyl butyral resin, and 4 wt% plasticizer. The polymer film was then placed on one side of the fabric and then dried at a temperature of 45 DEG C for about 3.75 minutes. Subsequently, the sheet was pressed at a temperature of 115 캜 using a heated pressure roller to complete a ballistic-resistant sheet.

이어서, 위와 같은 방법으로 얻어진 18매의 방탄 시트들을 적층한 후, 상기 적층체를 헬멧 제조용 몰드를 이용하여 150℃에서 성형함으로써 방탄 헬멧을 완성하였다.Subsequently, after 18 sheets of the anti-ballistic sheets obtained by the above method were laminated, the laminate was molded at 150 DEG C by using a helmet-forming mold to complete the bulletproof helmet.

실시예Example 3 3

1500 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유(코오롱 인더스트리 주식회사, 헤라크론®) 및 130℃의 융점을 갖는 폴리에스테르 섬유(제조사: 휴비스, 제품명: LMF)를 경사로, 그리고 1500 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유(코오롱 인더스트리 주식회사, 헤라크론®)를 위사로 각각 이용하여 평직을 수행함으로써 410 g/㎡의 면밀도를 갖는 직물을 제조하였다. 상기 경사들 중에서 상기 아라미드 섬유와 상기 폴리에스테르 섬유의 개수 비율은 10:1이었다. Aramid fibers having a fineness of 1500 denier (Kolon Industries Inc., Hercules Crohn ®), and polyester fibers having a melting point of 130 ℃ (Manufacturer: Huvis, product name: LMF) a ramp, and an aramid fiber having a fineness of 1500 denier (Kolon Industrial Co., Ltd., Heraclon ( R )) as wefts to produce textiles having a surface density of 410 g / m < 2 >. The number ratio of the aramid fiber and the polyester fiber among the warp yarns was 10: 1.

이어서, 상기 직물을 메탄올로 희석되어 있는 페놀 수지에 디핑한 후, 가압 롤러를 이용한 스퀴징 공정을 수행하였다. 이어서, 페놀 수지가 함침된 상기 직물을 70℃의 온도에서 5 m/분의 속도로 건조챔버를 통과시켜 건조시킴으로써 방탄 시트를 완성하였다. 상기 직물에 대한 상기 페놀 수지의 중량비는 18%이었다.Next, the fabric was dipped in phenol resin diluted with methanol, and then subjected to a squeezing process using a pressure roller. Then, the fabric impregnated with the phenolic resin was dried at a temperature of 70 DEG C at a speed of 5 m / min through a drying chamber to complete a bulletproof sheet. The weight ratio of the phenolic resin to the fabric was 18%.

이어서, 위와 같은 방법으로 얻어진 18매의 방탄 시트들을 적층한 후, 상기 적층체를 헬멧 제조용 몰드를 이용하여 150℃에서 성형함으로써 방탄 헬멧을 완성하였다.Subsequently, after 18 sheets of the anti-ballistic sheets obtained by the above method were laminated, the laminate was molded at 150 DEG C by using a helmet-forming mold to complete the bulletproof helmet.

실시예Example 4 4

코어사로서 1500 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유(코오롱 인더스트리 주식회사, 헤라크론®) 및 이펙트사(effect yarn)로서 130℃의 융점을 갖는 폴리에스테르 섬유(제조사: 휴비스, 제품명: LMF)를 각각 이용하여 공기교락사(air-textured yarn)를 제조하였다. 이어서, 상기 공기교락사를 경사 및 위사로 이용하여 평직을 수행함으로써 410 g/㎡의 면밀도를 갖는 직물을 제조하였다.Using (LMF Manufacturer: Huvis, product name), each aramid fiber (Kolon Industries Inc., Hercules Crohn ®) and effect yarn of polyester fiber having a melting point of 130 ℃ as (effect yarn) having a fineness of 1500 denier as the core yarn Air-textured yarn was prepared. Then, the air entangled yarn was subjected to plain weaving using warp and weft yarns to produce a fabric having a surface density of 410 g / m < 2 >.

이어서, 상기 직물을 메탄올로 희석되어 있는 페놀 수지에 디핑한 후, 가압 롤러를 이용한 스퀴징 공정을 수행하였다. 이어서, 페놀 수지가 함침된 상기 직물을 70℃의 온도에서 5 m/분의 속도로 건조챔버를 통과시켜 건조시킴으로써 방탄 시트를 완성하였다. 상기 직물에 대한 상기 페놀 수지의 중량비는 18%이었다.Next, the fabric was dipped in phenol resin diluted with methanol, and then subjected to a squeezing process using a pressure roller. Then, the fabric impregnated with the phenolic resin was dried at a temperature of 70 DEG C at a speed of 5 m / min through a drying chamber to complete a bulletproof sheet. The weight ratio of the phenolic resin to the fabric was 18%.

이어서, 위와 같은 방법으로 얻어진 18매의 방탄 시트들을 적층한 후, 상기 적층체를 헬멧 제조용 몰드를 이용하여 150℃에서 성형함으로써 방탄 헬멧을 완성하였다.Subsequently, after 18 sheets of the anti-ballistic sheets obtained by the above method were laminated, the laminate was molded at 150 DEG C by using a helmet-forming mold to complete the bulletproof helmet.

비교예Comparative Example 1 One

1500 denier의 섬도를 갖는 아라미드 섬유(코오롱 인더스트리 주식회사, 헤라크론®)를 경사 및 위사로 각각 이용하여 평직을 수행함으로써 410 g/㎡의 면밀도를 갖는 직물을 제조하였다. Respectively using the aramid fibers having a fineness of 1500 denier (Kolon Industries Inc., Hercules Crohn ®) in warp and weft was produced by performing a plain weave fabric having a surface density of 410 g / ㎡.

이어서, 상기 직물을 메탄올로 희석되어 있는 페놀 수지에 디핑한 후, 가압 롤러를 이용한 스퀴징 공정을 수행하였다. 이어서, 페놀 수지가 함침된 상기 직물을 70℃의 온도에서 5 m/분의 속도로 건조챔버를 통과시켜 건조시킴으로써 방탄 시트를 완성하였다. 상기 직물에 대한 상기 페놀 수지의 중량비는 18%이었다.Next, the fabric was dipped in phenol resin diluted with methanol, and then subjected to a squeezing process using a pressure roller. Then, the fabric impregnated with the phenolic resin was dried at a temperature of 70 DEG C at a speed of 5 m / min through a drying chamber to complete a bulletproof sheet. The weight ratio of the phenolic resin to the fabric was 18%.

이어서, 위와 같은 방법으로 얻어진 18매의 방탄 시트들을 적층한 후, 상기 적층체를 헬멧 제조용 몰드를 이용하여 150℃에서 성형함으로써 방탄 헬멧을 완성하였다.Subsequently, after 18 sheets of the anti-ballistic sheets obtained by the above method were laminated, the laminate was molded at 150 DEG C by using a helmet-forming mold to complete the bulletproof helmet.

비교예Comparative Example 2 2

위 비교예 1과 동일한 방법으로 직물을 제조하였다. 이어서, 80 g/㎡의 면밀도를 갖는 폴리머 필름을 제조하였다. 상기 폴리머 필름은 48중량%의 페놀 수지, 48중량%의 폴리비닐부티랄 수지, 및 4중량%의 가소제를 포함하였다. 이어서, 상기 직물의 일 면 상에 상기 폴리머 필름을 얹은 후 45℃의 온도에서 약 3.75분 동안 건조시켰다. 이어서, 가열된 가압 롤러를 이용하여 115℃의 온도에서 가압함으로써 방탄 시트를 완성하였다.A fabric was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 above. Then, a polymer film having a surface density of 80 g / m < 2 > was produced. The polymer film contained 48 wt% phenolic resin, 48 wt% polyvinyl butyral resin, and 4 wt% plasticizer. The polymer film was then placed on one side of the fabric and then dried at a temperature of 45 DEG C for about 3.75 minutes. Subsequently, the sheet was pressed at a temperature of 115 캜 using a heated pressure roller to complete a ballistic-resistant sheet.

이어서, 위와 같은 방법으로 얻어진 18매의 방탄 시트들을 적층한 후, 상기 적층체를 헬멧 제조용 몰드를 이용하여 150℃에서 성형함으로써 방탄 헬멧을 완성하였다.
Subsequently, after 18 sheets of the anti-ballistic sheets obtained by the above method were laminated, the laminate was molded at 150 DEG C by using a helmet-forming mold to complete the bulletproof helmet.

상기 실시예들 및 비교예들에 의해 제조된 방탄 헬멧 각각의 내구성(박리강도)을 다음의 방법으로 측정하였고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.The durability (peel strength) of each of the bullet-proof helmets produced by the above-described Examples and Comparative Examples was measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.

방탄 헬멧의 내구성(Durability of bulletproof helmet 박리강도Peel strength ) 측정) Measure

ASTM D903 규격에 따른 peel test 방법을 이용하여 방탄 헬멧의 내구성(박리강도)를 측정하였다.The durability (peel strength) of the bulletproof helmet was measured using the peel test method according to the ASTM D903 standard.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 내구성
(박리강도)
(kgf)durability
(Peel strength)
(kgf)
6.45
6.45
6.49
6.49
6.32
6.32
6.65
6.65
6.23
6.23
6.30
6.30

Claims (9)

11g/denier 이상의 강도(tenacity) 및 200g/denier 이상의 인장 탄성율(tensile modulus)을 갖는 제1 섬유들 및 150℃ 이하의 융점을 갖는 제2 섬유들을 포함하는 섬유 네트워크(fiber network); 및
상기 제1 및 제2 섬유들 상에 코팅되어 있는 폴리머 매트릭스를 포함하되,
상기 섬유 네트워크는 직물(woven fabric)이고,
상기 직물의 경사들(warps) 및 위사들(wefts) 각각은 코어사(core yarn)로서 상기 제1 섬유 및 이펙트사(effect yarn)로서 상기 제2 섬유를 포함하는 공기교락사(air-textured yarn)인 것을 특징으로 하는 방탄 시트.A fiber network comprising first fibers having a tenacity of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier and second fibers having a melting point of less than or equal to 150 캜; And
And a polymer matrix coated on the first and second fibers,
The fiber network is a woven fabric,
Wherein warps and wefts of the fabric each comprise an air-textured yarn comprising the second fiber as the first fiber and the effect yarn as a core yarn, ). ≪ / RTI > 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 섬유는 아라미드 섬유 또는 초고밀도 폴리에틸렌 섬유이고,
상기 제2 섬유는 폴리에스테르 섬유인 것을 특징으로 하는 방탄 시트.The method according to claim 1,
Wherein the first fiber is an aramid fiber or an ultra-high density polyethylene fiber,
Wherein the second fiber is a polyester fiber. 제6항에 있어서,
상기 폴리머 매트릭스는 페놀 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 시트.The method according to claim 6,
Wherein the polymer matrix comprises a phenolic resin. 제6항에 있어서,
상기 폴리머 매트릭스는 20 내지 70 중량%의 페놀 수지, 20 내지 70 중량%의 폴리비닐부티랄 수지, 및 1 내지 10 중량%의 가소제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 시트.The method according to claim 6,
Wherein the polymer matrix comprises 20 to 70 wt% of a phenolic resin, 20 to 70 wt% of a polyvinyl butyral resin, and 1 to 10 wt% of a plasticizer. 다수의 방탄 시트들을 포함하는 방탄 헬멧에 있어서,
상기 다수의 방탄 시트들 각각은,
11g/denier 이상의 강도 및 200g/denier 이상의 인장 탄성율을 갖는 제1 섬유들 및 150℃ 이하의 융점을 갖는 제2 섬유들을 포함하는 섬유 네트워크(fiber network); 및
상기 섬유 네트워크 상의 폴리머 매트릭스를 포함하고,
상기 섬유 네트워크는 직물이고,
상기 직물의 경사들 및 위사들 각각은 코어사로서 상기 제1 섬유 및 이펙트사로서 상기 제2 섬유를 포함하는 공기교락사이며,
상기 제2 섬유는 상기 폴리머 매트릭스에 융착되어 있는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧.A bulletproof helmet comprising a plurality of bulletproof sheets,
Each of the plurality of anti-
A fiber network comprising first fibers having a strength of at least 11 g / denier and a tensile modulus of at least 200 g / denier and second fibers having a melting point of 150 캜 or less; And
A polymer matrix on the fibrous network,
The fiber network is a fabric,
Wherein each of the warp yarns and weft yarns of the fabric is an air intrusion yarn comprising core yarn and the second fibers as the first fiber and the effect yarn,
And the second fibers are fused to the polymer matrix.
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