KR20160128025A - Preparation method of bulletproof wall using aramid composite, bulletproof wall prepared by the same, and construction method of bulletproof building structure using the bulletproof walls - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방탄 건축 구조물에 사용되는 방탄용 건축 벽체에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a building wall for use in a bulletproof building structure.
군사용 막사 등 군용 건축물은 총탄이나 포탄 등에 노출되기 쉽기 때문에 그 내부에서 생활하는 군인 등을 보호하기 위해서는 총탄이나 포탄 등의 발사체에 의해 상기 군용 건축물이 파손되지 않도록 보호할 필요가 있으며, 이를 위하여 군용 건축물의 벽체에 방탄 처리를 할 필요가 있다. Since military buildings such as military barracks are easily exposed to bullets and shells, it is necessary to protect the military buildings from being damaged by projectiles such as bullets and shells in order to protect the soldiers living inside them. For this purpose, It is necessary to perform a bulletproof process on the wall of the vehicle.
통상, 군사용 막사 등의 군용 건축물은 임시 건물인 경우가 많으므로 콘크리트 블록을 이용하기 어려워 샌드위치 패널 등의 임시 패널로 제조되는 경우가 많은데, 이러한 샌드위치 패널의 경우 총탄이나 포탄에 의해 쉽게 파괴되기 때문에, 그 내부의 군인 등 생물체를 보호하기 어렵다. Generally, military buildings such as military barracks are often used as temporary buildings. Therefore, it is often difficult to use concrete blocks, so that they are often manufactured as temporary panels such as sandwich panels. In case of such sandwich panels, they are easily broken by bullets or shells. It is difficult to protect the organisms such as soldiers inside.
기존 군용 건축물을 방탄 처리하기 위해서는 건축 구조물의 표면에 강판을 덧대는 방법이 사용되었으나, 이러한 강판은 중량이 많이 나가 설치 및 운반의 어려움이 있으므로 많은 활용이 되지 않는 실정이었다. In order to handle the conventional military buildings, a steel plate is applied to the surface of the building structure. However, such steel plates are heavy in weight and difficult to install and transport.
상기 강판의 문제점을 개선하기 위하여 최근에는 다양한 방탄 재료, 예를 들어 방탄 유리, 탄소섬유, 유리섬유 등의 무기 물질을 이용한 패널을 이용하는 경우가 많은데, 상기와 같은 무기 물질을 이용한 패널은 무게가 비교적 가볍고, 열, 마모, 압축 등에 대한 저항성이 우수하며, 화학적 안전성도 우수하여 많이 활용된다. In recent years, panels using inorganic materials such as bulletproof materials, such as bulletproof glass, carbon fiber and glass fiber, have been used in many cases to improve the problem of the steel sheet. It is light, has excellent resistance to heat, abrasion and compression, and has excellent chemical stability.
한편, 최근에는 방향족 폴리아미드, 그 중에서도 케블라로 알려진 폴리(파라-페닐렌테레프탈아미드), 즉 파라아라미드의 인장강도 및 충격강도가 강재를 대체할 정도로 우수하다는 것이 알려지면서 아라미드 섬유를 이용한 방탄 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 상황이다.(WO 2012/013738, WO 94/01732, WO 1999/39153 등) 상기 파라아라미드는 중량이 가벼워 취급 및 운반이 용이하고 두께가 작더라도 높은 방탄 성능을 발휘하는 것으로 알려져 인기가 더욱 높아지고 있다. On the other hand, recently, it has been known that aromatic polyamides, in particular poly (para-phenylene terephthalamide), or para-aramid known as Kevlar, are superior in strength to tensile strength and impact strength to replace steels, (WO 2012/013738, WO 94/01732, WO 1999/39153, etc.). The para-aramid is light in weight and easy to handle and transport, and exhibits high bulletproof performance even when the thickness is small. It is known that the popularity is getting even higher.
한편, 기존의 아라미드 섬유를 이용한 방탄 기술은 아라미드 섬유로 이루어진 매트에 열경화성 수지나 열가소성 수지를 처리한 복합소재를 건축물의 외표면에 부착하는 기술이 활용되었는데, 상기 복합소재는 통상적으로 소형 패널 형태로 제조하고 이렇게 제조된 패널을 볼트나 접착제 등을 이용하여 상호 결합하여 패널을 제조하는 방법을 사용하였다. 그러나, 이러한 종래의 방법을 사용할 경우 총탄이나 포탄이 상기 패널의 접합 부위, 즉 볼트나 접착제 등을 이용한 접합 부위에 타격을 가할 경우 아라미드 섬유의 특성이 발휘되지 않아 방탄 패널이 파손되는 문제가 있었다. On the other hand, in the bulletproof technique using the conventional aramid fiber, a technique of adhering a composite material treated with a thermosetting resin or a thermoplastic resin to a mat made of aramid fiber is applied to the outer surface of a building, And the panels thus manufactured were bonded to each other by using bolts or adhesives. However, when such a conventional method is used, there is a problem that the bulletproof panel is broken because bullet or shells do not exert the characteristics of the aramid fiber when the bulging portion is applied to the junction portion of the panel, that is, the junction portion using the bolt or the adhesive.
또한, 아라미드 복합소재를 이용한 패널은 자외선에 대한 저항성이 매우 열악하여 외기에 노출시 쉽게 변색이 일어나는 문제가 있으며, 이에 따라 군사용 건축물에서 위장을 위하여 도색을 해야 할 경우 원하는 도색이 이루어지기 어렵고 도색 후에도 변색이 일어나는 문제가 있었다. In addition, the panel using the aramid composite material has a very poor resistance to ultraviolet rays, and thus easily discolors when exposed to the outside air. Therefore, when a painting for a stomach is required in a military building, it is difficult to achieve a desired painting, There was a problem that discoloration occurred.
또한, 경우에 따라서는 기존 건축물의 벽체나 지붕 등의 외벽체로 사용될 수 있는 일체형의 방탄 벽체에 대한 개발 필요성도 큰 상황이다.
Also, in some cases, there is a great need to develop an integral type of bulletproof wall which can be used as an outer wall body such as a wall or roof of an existing building.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 새로이 개발된 것으로서, 아라미드 복합소재를 이용하여 방탄 패널을 제조하고 이를 이용하여 방탄 벽체를 제조함에 있어, 소형 패널을 상호 접합하여 방탄 패널을 제조하는 경우 총탄이나 포탄이 상기 패널의 접합 부위에 타격을 가할 경우에도 패널이 파괴되지 않도록 하여 아라미드 복합소재의 특성이 발휘되도록 하며, 실외에서 사용할 경우에 자외선에 의해 쉽게 변색이 이루어지지 않아 군사용 건축물에서 위장을 위하여 도색을 해야 할 경우 원하는 도색이 용이하게 이루어지도록 할 수 있는 방탄 패널을 제조하는 기술 및 이를 이용하여 건축 구조물의 벽체 등 구조재 기능을 할 수 있는 방탄 벽체를 제조하는 기술을 제공하고자 한다.
The present invention has been developed in consideration of the circumstances of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a bulletproof panel using an aramid composite material and to manufacture a bulletproof wall by using the same, The panel is not broken even when the bullet or the shell hits the junction portion of the panel so that the characteristics of the aramid composite material can be exerted. When the lamp is used outdoors, the panel is not easily discolored due to ultraviolet rays, The present invention provides a technique for manufacturing a bulletproof panel which can easily achieve a desired color when a painting is to be performed, and a technique for manufacturing a bulletproof wall that can function as a structural member such as a wall of a building structure using the bulletproof panel.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 In order to achieve the above object,
(1) 열경화성 고분자 수지 또는 열가소성 고분자 수지와 보강재 섬유로 이루어진 복합소재 시트를 제조하고 상기 제조되는 복합소재 시트의 일측 또는 양측에 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 수지로 이루어진 유색 필름을 적층하여 부착함에 의해 복합소재 스킨 시트를 준비하는 단계;(1) A composite sheet made of thermosetting polymer resin or thermoplastic polymer resin and reinforcing fiber is produced, and a colored film made of polyolefin, polyester or polyamide resin is laminated on one side or both sides of the composite sheet to be produced Preparing a composite skin sheet;
(2) 아라미드 복합소재로 이루어진 각형 플레이트를 복수개 좌우 상하로 결합하여 전면층을 형성하고 상기 형성된 전면층 후방에 상기 전면층의 각형 플레이트와 겹치지 않도록 교호 배치하여 후면층을 라미네이션 접합함에 의해 아라미드 복합소재 중간층을 형성하되, 상기 복수개의 각형 플레이트를 좌우 상하로 결합함에 있어서 각 각형 플레이트 간에는 아라미드 복합소재를 인발 성형하여 제조된 아라미드 접합 부재를 사용하여 상호 결속함에 의해 아라미드 복합소재 중간층을 형성하는 단계; (2) A plurality of rectangular plates made of an aramid composite material are joined horizontally to form a front layer, alternately arranged rearwardly of the formed front layer so as not to overlap with the square plate of the front layer, and laminated with a back layer to form an aramid composite Forming an intermediate layer of the aramid composite material by bonding the plurality of rectangular plates to each other using the aramid bonding members manufactured by drawing and molding an aramid composite material between the rectangular plates in joining the plurality of rectangular plates to each other horizontally and vertically;
(3) 상기 형성된 아라미드 복합소재 중간층의 전후면에 상기 (1)에서 제조된 복합소재 스킨 시트를 부착하되 상기 유색 필름이 부착된 방향이 전면으로 배치되도록 하여 부착하여 방탄 패널을 제조하는 단계; 및(3) attaching the composite material skin sheet prepared in the above (1) on the front and rear surfaces of the formed aramid composite material intermediate layer, and attaching the composite material skin sheet in such a manner that the direction in which the colored film is attached is disposed on the front surface, thereby manufacturing a bulletproof panel; And
(4) 상기 제조된 방탄 패널의 일측면에 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재, 발포수지 단열재, 시멘트 구조재 또는 이들의 조합으로 이루어진 보강층을 형성하고 최외층에 마감층을 형성하는 단계;(4) forming a reinforcing layer of honeycomb structure reinforced plastic reinforcement, foamed resin insulator, cement structural material, or a combination thereof on one side of the manufactured bulletproof panel and forming a finish layer on the outermost layer;
를 포함하는 방탄 벽체의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a bulletproof wall.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (1)의 보강재 섬유는 무기 섬유 또는 유기 섬유이다. In one embodiment of the present invention, the reinforcing fiber of (1) is an inorganic fiber or an organic fiber.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무기 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유 또는 바잘트 섬유이다. Further, in one embodiment of the present invention, the inorganic fibers are glass fibers, carbon fibers, or basalt fibers.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유기 섬유는 폴리아미드 섬유 또는 아라미드 섬유이다. Further, in one embodiment of the present invention, the organic fiber is a polyamide fiber or an aramid fiber.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 고분자 수지와 보강재 섬유로 이루어진 복합소재 시트를 제조함에 있어서는 중합 촉매를 포함하는 열가소성 고분자의 단량체 파우더를 보강재 섬유 매트 상에 분산시키고 가열 처리하여 상기 열가소성 고분자의 단량체 파우더가 용융되어 상기 보강재 섬유 매트에 함침 및 중합되도록 함에 의해 복합소재 시트를 제조한다. In addition, in one embodiment of the present invention, in the production of the composite sheet made of the thermoplastic polymer resin and the reinforcing fiber, the monomer powder of the thermoplastic polymer including the polymerization catalyst is dispersed on the reinforcing fiber mat and heat- The monomer material powder of the polymer is melted and impregnated and polymerized in the reinforcing material fiber mat to produce a composite material sheet.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 고분자의 단량체는 사이클릭 부틸렌 테레프탈레이트 또는 카프로락탐이다.In one embodiment of the present invention, the monomer of the thermoplastic polymer is cyclic butylene terephthalate or caprolactam.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 아라미드 접합 부재는 H형, 기역자형 또는 디귿자형 단면을 갖는다.
Further, in one embodiment of the present invention, the aramid bonding member has an H-shaped, translucent or diagonal cross section.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 In order to achieve the above object,
아라미드 복합소재로 이루어진 각형 플레이트를 복수개 좌우 상하로 결합하여 전면층을 형성하고 상기 형성된 전면층 후방에 상기 전면층의 각형 플레이트와 겹치지 않도록 교호 배치하여 후면층을 라미네이션 접합함에 의해 아라미드 복합소재 중간층을 형성하되, 상기 복수개의 각형 플레이트를 좌우 상하로 결합함에 있어서 각 각형 플레이트 간에는 아라미드 복합소재를 인발 성형하여 제조된 아라미드 접합 부재를 사용하여 상호 결속함에 의해 형성된 아라미드 복합소재 중간층이 배치되고,A plurality of rectangular plates made of an aramid composite material are combined horizontally and vertically to form a front layer and are alternately arranged behind the front layer so as not to overlap with the square plate of the front layer to laminate the back layer to form an aramid composite intermediate layer Wherein the aramid composite material intermediate layer formed by mutually binding using the aramid bonding material produced by drawing and molding the aramid composite material is arranged between the square plates in joining the plurality of rectangular plates horizontally,
상기 아라미드 복합소재 중간층의 전후면에, 열경화성 고분자 수지 또는 열가소성 고분자 수지와 보강재 섬유로 이루어진 복합소재 시트를 제조하고 상기 제조되는 복합소재 시트의 일측 또는 양측에 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 수지로 이루어진 유색 필름을 적층하여 부착하되 상기 유색 필름이 부착된 방향이 전면으로 배치되도록 하여 부착함에 의해 형성된 복합소재 스킨 시트가 배치되어 상호 접합됨에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방탄 패널 및A composite material sheet made of a thermosetting polymer resin or a thermoplastic polymer resin and a reinforcing material fiber is formed on the front and back surfaces of the aramid composite material intermediate layer and a composite material sheet made of a polyolefin, a polyester or a polyamide resin Wherein the composite skin skin sheet is formed by laminating and attaching the films so that the direction in which the colored films are attached is arranged on the front side,
상기 방탄 패널의 일측면에 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재, 발포수지 단열재, 시멘트 구조재 또는 이들의 조합으로 이루어진 보강층이 형성되고 최외층에 마감층이 구비된 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 방탄 벽체를 제공한다.
Characterized in that a reinforcing layer composed of reinforcing plastic reinforcement material of a honeycomb structure, foamed resin insulating material, cement structural material or a combination thereof is formed on one side of the bulletproof panel and a finish layer is provided on the outermost layer. to provide.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 방탄 벽체를 그대로 건축 구조물의 외부 구조재로 사용하는 것을 특징으로 하는 방탄 건축 구조물의 시공 방법을 제공한다.
Further, the present invention provides a method for constructing a bulletproof building structure, wherein the bulletproof wall according to the present invention is directly used as an outer structural material of a building structure.
본 발명에 따른 아라미드 복합소재를 이용한 방탄 벽체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조되는 방탄 벽체 및 상기 방탄 벽체를 이용한 방탄 건축 구조물의 시공 방법의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다. Features and advantages of the method for manufacturing a bulletproof wall using the aramid composite according to the present invention, the bulletproof wall manufactured by the method, and the method for constructing the bulletproof building using the bulletproof wall will be described below.
1. 우선, 강판이나 무기 섬유로 이루어진 패널을 사용하는 것이 아니라 아라미드 복합소재를 주요 소재로 사용하고 전체 소재가 플라스틱 또는 발포수지로 이루어지므로 중량이 가벼워 취급 및 운반이 용이하고 방탄 성능도 우수하다. 1. First, it is not a panel made of steel sheet or inorganic fiber, but it is made of aramid composite material as main material and the whole material is made of plastic or foam resin, so it is light in weight, easy to handle and transport and excellent in bulletproof performance.
2. 또한, 소형 패널을 상호 접합하여 방탄 패널을 제조하는 경우 총탄이나 포탄이 상기 패널의 접합 부위에 타격을 가할 경우에도 패널이 파괴되지 않고 이에 따라 아라미드 복합소재의 특성이 그대로 발휘될 수 있어 방탄 성능이 매우 우수하다. 2. In addition, when a bulletproof panel is manufactured by joining small panels to each other, even if a bullet or a bullet hits the joining portion of the panel, the panel is not broken and the characteristics of the aramid composite material can be exhibited as it is, Performance is very good.
3. 또한, 군용 막사의 벽체나 지붕 등에 부착하여 실외에서 사용할 경우에도 자외선에 의해 쉽게 변색이 되지 않으며, 군사용 건축물에서 위장을 위하여 도색을 해야 할 경우 원하는 도색이 용이하게 이루어지는 장점도 있다.
3. In addition, it is not easily discolored by ultraviolet rays even when it is used outdoors by being attached to a wall or roof of a military barracks, and it is also advantageous that a desired painting can be easily performed when a painting is to be performed for a stomach in a military building.
도 1은 기존 아라미드 복합소재를 사용한 방탄 패널에 있어 접합부위에서 총탄에 의해 파괴가 일어나는 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 제조되는 방탄 벽체의 평면 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트의 일 예를 상세하게 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트의 다른 예를 상세하게 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트를 제조하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트를 제조하는 과정의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 아라미드 복합소재를 결속하는 H형 접합 부재의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄 벽체가 그대로 건축 구조물의 구조재로 사용되는 것을 나타내는 평단면도이다. FIG. 1 is a view showing that a bullet-proof panel using a conventional aramid composite material is broken by shotguns on a joint portion.
2 is a plan view of a bulletproof wall manufactured by a method according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing in detail one example of a composite material skin sheet used for a bulletproof wall in one embodiment of the present invention.
4 is a sectional view showing in detail another example of a composite material skin sheet used for a bulletproof wall in an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an example of a process of manufacturing a composite material skin sheet used for a bulletproof wall in an embodiment of the present invention.
6 is a view showing another example of a process of manufacturing a composite material skin sheet used for a bulletproof wall in an embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a view showing an example of an H-shaped bonding member which binds an aramid composite material according to an embodiment of the present invention. Fig.
8 is a plan sectional view showing that a bulletproof wall according to an embodiment of the present invention is directly used as a structural material of an architectural structure.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 설명하는 것일 뿐이고 본 발명의 범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, while indicating preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, and thus are not limitative of the scope of the invention.
도 1은 기존 아라미드 복합소재를 사용한 방탄 패널에 있어 접합부위에서 총탄에 의해 파괴가 일어나는 것을 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a view showing that a bullet-proof panel using a conventional aramid composite material is broken by shotguns on a joint portion.
도 1에 도시된 바와 같이, 기존 아라미드 복합소재를 사용한 방탄 패널(10)은 아라미드 복합소재로 이루어진 각형 플레이트(11)를 복수개 좌우 상하로 접합하여 방탄 패널을 형성하는데, 접합 부위를 보통 접착제, 볼트 또는 스테이플(14) 등을 이용하여 접합하기 때문에 총탄(12)이 접합 부위(13)에 적중시 접합 부위가 상대적으로 취약하여 아라미드와 같은 성능을 발휘하지 못하므로 파괴가 일어난다. 이와 같은 접합 부위에서 파괴가 일어날 경우 방탄 패널로서의 기능은 상실하게 된다. As shown in FIG. 1, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 제조되는 방탄 벽체의 평면 단면을 나타내는 도면이다. 2 is a plan view of a bulletproof wall manufactured by a method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 방탄 벽체의 제조 방법을 설명하면, Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a bulletproof wall according to the present invention will be described.
먼저, 제1단계로 고분자 수지와 보강재 섬유로 이루어진 복합소재 시트(22)를 이용하여 상기 복합소재 시트(22)의 일측 또는 양측에 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 고분자 수지로 이루어진 유색 필름(21)(바람직하게는 백색 필름)을 적층하여 부착함에 의해 복합소재 스킨 시트(20)를 제조한다. First, as a first step, a
이 때 상기 고분자 수지는 보강재 섬유를 고정시키는 역할을 하며 이는 보강재 섬유의 기계적 특성을 강화시킨다. 이러한 섬유 고정 역할을 하는 고분자 수지로는 열경화성 고분자 수지 또는 열가소성 고분자 수지가 사용될 수 있다. 상기 열경화성 고분자 수지로는 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지 등이 사용될 수 있으며, 이 밖에 멜라민 수지, 비닐 에스테르, 불포화 폴리에스테르 등도 사용 가능하다. In this case, the polymer resin serves to fix the reinforcing fiber, which reinforces the mechanical properties of the reinforcing fiber. As such a polymer resin having a fiber-fixing role, a thermosetting polymer resin or a thermoplastic polymer resin can be used. As the thermosetting polymer resin, an epoxy resin, a phenol resin, a polyester resin, or the like can be used. In addition, a melamine resin, a vinyl ester, and an unsaturated polyester can be used.
상기 열경화성 수지를 이용하여 보강재 섬유를 고정하는 방법은 먼저 보강재 섬유를 열경화성 수지에 분산시킨 후 일부 경화시켜 프리프레그를 제조한 다음, 이 프리프레그를 원하는 형태로 가공한 다음 열경화를 완결하여 제품을 제조하는 방법이다. 이와 같은 열경화성 수지와 보강재 섬유로 이루어진 복합소재는 내열특성 및 기계적 특성이 매우 우수한 장점이 있는 반면, 시트 형태의 프리프레그를 이용하여 제조하므로 제품의 형상에 한계가 있고 열경화 과정을 거쳐야 하기 때문에 생산성이 떨어지며 재활용성이 나쁘다는 단점이 있다. The method of fixing the reinforcing fiber by using the thermosetting resin is characterized in that the reinforcing fiber is first dispersed in a thermosetting resin and then partially cured to prepare a prepreg. After the prepreg is processed into a desired shape, . Such a composite material made of a thermosetting resin and a reinforcing material fiber is advantageous in heat resistance and mechanical properties, however, since it is manufactured by using a prepreg sheet, there is a limit to the shape of the product and a heat hardening process is required. And the recyclability is poor.
본 발명에서는 상기 열경화성 고분자 수지를 이용한 복합소재 외에 열경화성 고분자 수지를 이용한 복합소재를 활용할 수도 있다. In the present invention, in addition to the composite material using the thermosetting polymer resin, a composite material using a thermosetting polymer resin may be utilized.
이러한 열경화성 고분자 수지를 이용한 복합소재는 본 출원인이 선행특허(대한민국 등록특허 제10-1336224호, 제10-1328089호, 대한민국 공개특허 제10-2011-0103634호, 제10-2012-0088265호 등)를 통해 제시한 방법이 활용될 수 있다. Composite materials using such a thermosetting polymer resin are disclosed in the prior patent (Korean Patent Nos. 10-1336224, 10-1328089, 10-2011-0103634, 10-2012-0088265, etc.) Can be utilized.
즉, 먼저 열중합 촉매 등의 중합 촉매를 포함하는 열가소성 고분자의 단량체 파우더를 보강재 섬유 매트 상에 산포하여 분산시키고 이를 가열 처리하여 상기 열가소성 고분자의 단량체 파우더가 용융되어 상기 보강재 섬유 매트에 함침 및 중합되도록 함에 의해 복합소재 시트를 제조한다. That is, first, a monomer powder of a thermoplastic polymer including a polymerization catalyst such as a thermal polymerization catalyst is dispersed and dispersed on a reinforcing fiber mat so that the monomer powder of the thermoplastic polymer is melted and impregnated and polymerized in the reinforcing fiber mat Thereby producing a composite sheet.
구체적으로, 보강재 섬유로서는 내열성과 기계적 특성이 우수한 무기 섬유 또는 유기 섬유를 사용할 수 있다. Specifically, as the reinforcing material fiber, inorganic fibers or organic fibers excellent in heat resistance and mechanical properties can be used.
상기 무기 섬유로는 유리 섬유 또는 탄소 섬유 등을 사용할 수 있고, 유기 섬유로는 폴리아미드 섬유 또는 아라미드 섬유 등을 사용할 수 있다. As the inorganic fibers, glass fibers or carbon fibers can be used, and as the organic fibers, polyamide fibers or aramid fibers can be used.
상기 보강재 섬유는 섬유를 제직하여 얻어진 직조형 매트 또는 섬유들이 상호 결착된 격자형 매트 등이 제한되지 않고 사용될 수 있다. The reinforcing material fibers may be used without limitation, such as a weave-type mat obtained by weaving fibers or a lattice-like mat with fibers bonded to each other.
폴리아미드 섬유로는 나일론6, 나일론6,6 등이 사용될 수 있고, 아라미드 섬유로는 케블라(Kevlar®)로 알려진 폴리(파라-페닐렌 테레프탈아미드) 또는 노멕스(Nomex®)로 알려진 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미드) 등의 방향족 폴리아미드 등이 단독 또는 혼합 형태로 사용될 수 있다.
Polyamide fibers are nylon 6, nylon 6,6, and the like may be used, the aramid fibers are Kevlar known as poly (Kevlar ®) (para-phenylene terephthalamide) or Nomex (Nomex ®), also known as poly (meth -Phenylene isophthalamide), and the like can be used alone or in a mixed form.
상기 열가소성 고분자 수지와 보강재 섬유로 이루어진 복합소재 시트를 제조하는 과정을 더욱 상술하면 다음과 같다.The process for producing the composite sheet made of the thermoplastic polymer resin and the reinforcing fiber is further described as follows.
먼저, 중합 촉매를 포함하며 열가소성 고분자의 단량체로 된 파우더들을 섬유로 이루어진 매트상 보강재 위에 산포시킨다. 상기 단량체는 파우더에 분산된 중합 촉매에 의해 후술하는 가열처리에 따라 고분자로 중합되며, 이 고분자는 열가소성을 갖고 복합소재에 있어 매트릭스가 된다. 이와 같이 매트릭스로서 단량체를 사용하는 이유는, 열가소성 고분자를 사용하는 경우 높은 용융 점도로 인하여 섬유로 이루어진 매트상의 보강재에 함침이 어렵기 때문이다. 단량체는 낮은 분자량으로 인해 용융 점도가 낮으므로 매트상의 보강재에 잘 함침될 수 있으므로 보강재 섬유와의 상용성이 매우 우수하다. 상기 단량체는 낮은 용융점도를 갖는 것이라면 올리고머나 프레폴리머도 포함되는 것으로 해석되어야 한다. First, the powder containing the polymerization catalyst and made of the monomer of the thermoplastic polymer is dispersed on the mat-like stiffener made of fibers. The monomer is polymerized with a polymer by a polymerization catalyst dispersed in a powder according to a heat treatment to be described later, and the polymer has a thermoplasticity and becomes a matrix in a composite material. The reason why the monomer is used as the matrix in this way is that it is difficult to impregnate the matrix-like stiffener made of fibers due to high melt viscosity when a thermoplastic polymer is used. Since the monomer has a low melt viscosity due to its low molecular weight, it can be easily impregnated on a mat-like stiffener, and thus is highly compatible with the stiffener fiber. Such monomers should be interpreted to include oligomers or prepolymers if they have low melt viscosity.
본 발명에서 이러한 열가소성 고분자의 단량체로는 사이클릭 부틸렌 테레프탈레이트, 카프로락탐 등을 예시할 수 있다. 사이클릭 부틸렌 테레프탈레이트는 중합되어 폴리부틸렌테레프탈레이트가 되며, 카프로락탐은 중합되어 폴리아미드가 된다. 이들 고분자는 모두 내열성 및 기계적 강도가 우수한 엔지니어링 플라스틱으로 잘 알려져 있다.As the monomer of the thermoplastic polymer in the present invention, cyclic butylene terephthalate, caprolactam and the like can be exemplified. The cyclic butylene terephthalate is polymerized to polybutylene terephthalate, and the caprolactam is polymerized to form a polyamide. All of these polymers are well known for engineering plastics with excellent heat resistance and mechanical strength.
전술한 구성의 파우더는 TiO4 등의 중합 촉매를 열가소성 고분자의 단량체의 용융액에 첨가하여 분산시킴으로서 용이하게 준비할 수 있으며, 파우더는 산포 공정을 통해 매트상 보강재의 표면에 분산될 수 있으면 되므로 그래뉼, 펠렛 등 모든 형태를 사용될 수 있다. The powder having the above-mentioned constitution can be easily prepared by adding a polymerization catalyst such as TiO 4 to the melt of the monomer of the thermoplastic polymer and dispersing it. Since the powder may be dispersed on the surface of the mat-like reinforcing material through the dispersion process, Pellets, and the like.
상기 준비한 파우더들은 섬유로 이루어진 매트상 보강재 위에 산포시킴에 따라 매트상 보강재의 표면은 파우더로 덮이게 되고 파우더의 산포 두께에 따라 매트상 보강재와의 부피비를 조절할 수 있다. 이후 파우더가 산포된 매트상 보강재를 가열처리하여, 상기 파우더가 용융되어 상기 매트상 보강재에 함침되도록 하면서 상기 열가소성 고분자의 단량체를 열가소성 고분자로 열중합시킨다.The prepared powders are dispersed on a mat-like stiffener made of fibers so that the surface of the mat-like stiffener is covered with a powder, and the volume ratio of the mat stiffener to the mat stiffener can be adjusted according to the scattering thickness of the powder. Then, the matrix-like stiffener in which the powder is dispersed is heat-treated to thermally polymerize the monomer of the thermoplastic polymer with the thermoplastic polymer so that the powder is melted and impregnated into the mat-like stiffener.
상기 파우더가 산포된 매트상 보강재를 가열 처리하면, 파우더의 매트릭스 성분인 단량체가 용융되는데, 단량체의 용융액은 점도가 낮으므로 매트상 보강재에 잘 함침되고, 매트상 보강재에 함침된 단량체 용융액은 분산된 중합 촉매(예: 열중합 촉매)에 의해 고분자로 중합된다. 가열처리는 예를 들어 150 내지 210℃와 같이 단량체의 용융과 중합이 가능한 온도로 적절히 선택할 수 있으며, 필요에 따라 가열처리 온도를 단계적으로 조절할 수도 있다.When the mat-like stiffener with the powder dispersed therein is heat-treated, the monomer as a matrix component of the powder is melted. Since the melt of the monomer is low in viscosity, the monomer melt impregnated in the mat- And is polymerized with a polymer by a polymerization catalyst (for example, a thermal polymerization catalyst). The heat treatment can be suitably selected, for example, at a temperature at which the monomer can be melted and polymerized, for example, at 150 to 210 DEG C, and the heat treatment temperature may be adjusted stepwise as necessary.
이러한 방법에 따라 형성된 복합소재는 섬유로 이루어진 매트상 보강재가 고분자 매트릭스에 내재된 구조를 갖게 되고, 복합소재로 이루어진 스킨시트는 매트상의 보강재에 고분자 매트릭스가 잘 함침되어 서로 일체화된다.
The composite material formed according to this method has a structure in which the matrix-like stiffener made of fibers is embedded in the polymer matrix, and the skin sheet made of the composite material is integrated with the polymer matrix in the matrix-like stiffener.
상기 제조되는 복합소재 시트는 보강재 섬유 상에 단량체 파우더를 산포하기 전 및 후에 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴라아미드 등의 수지로 이루어진 유색 필름(예: 백색 필름)을 일측 또는 양측에 적층함에 의해 복합소재의 일측 또는 양측에 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름이 구비되도록 할 수 있으며 이에 의해 복합소재 스킨 시트의 제조가 완료된다. The composite sheet to be produced may be prepared by laminating a colored film (e.g., a white film) made of a resin such as polyolefin, polyester, or polyamide onto one side or both sides of the composite material before and after dispersing the monomer powder on the reinforcing fiber. A colored film made of a resin such as polyolefin may be provided on one side or both sides, thereby completing the manufacture of a composite material skin sheet.
상기 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름은 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등 유연성이 있고, 상기 단량체 파우더의 중합 온도에서 용융되지 않는 소재는 제한없이 사용될 수 있다. 상기 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름은 상기 단량체 파우더가 중합됨에 따라 보강재 섬유와 접합되어 일체화된다. The colored film made of a resin such as polyolefin may be a polyethylene resin, a polypropylene resin, a polyethylene terephthalate resin or the like, which is flexible and can not be melted at the polymerization temperature of the monomer powder. The colored film made of a resin such as the polyolefin is bonded to the reinforcing material fiber and integrated as the monomer powder is polymerized.
이와 같이 제조되는 복합소재 스킨 시트는 방탄 패널에 있어서 전후면 즉 외층을 형성한다. The composite material skin sheet thus produced forms the front and rear surfaces, that is, the outer layer in the bulletproof panel.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트의 일 예를 상세하게 나타내는 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트의 다른 예를 상세하게 나타내는 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트를 제조하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트를 제조하는 과정의 다른 예를 나타내는 도면이다. 3 is a cross-sectional view showing in detail one example of a composite material skin sheet used for a bulletproof wall in one embodiment of the present invention. 4 is a sectional view showing in detail another example of a composite material skin sheet used for a bulletproof wall in an embodiment of the present invention. 5 is a view showing an example of a process of manufacturing a composite material skin sheet used for a bulletproof wall in an embodiment of the present invention. 6 is a view showing another example of a process of manufacturing a composite material skin sheet used for a bulletproof wall in an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트(20)는 복합소재 시트(22)의 양측에 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 수지로 이루어진 유색 필름(21)이 구비될 수 있다. 3, the
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방탄 벽체에 사용되는 복합소재 스킨 시트(20)는 복합소재 시트(22)의 일측에만 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 고분자 수지로 이루어진 유색 필름(21)이 구비될 수 있다.4, the
도 3에 도시된 것과 같은 복합소재 시트(22)의 양측에 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름이 구비된 스킨 시트는 도 5에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름을 보강재 섬유가 투입되는 방향의 상부 및 하부 양쪽에 투입되도록 하여 제조될 수 있다. 이 때 복합소재 시트는 원료 보강재 섬유 매트(23)가 공급되는 하부에는 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름(21)이 공급되도록 하고, 상기 원료 보강재 섬유 매트(23) 상으로 열가소성 고분자 수지의 단량체 파우더(24)를 공급한 후, 가열챔버(25)를 통과시키면서 열가소성 고분자 수지의 단량체가 상기 원료 보강재 섬유 매트(23)로 함침 및 중합되도록 하여 복합소재 시트(22)를 형성하고, 상기 가열챔버를 벗어난 지점에서 다시 상기 원료 보강재 섬유 매트(23)의 상부로 폴리올레핀 등의 고분자 수지로 이루어진 유색 필름(21)을 공급하여 상기 복합소재 시트(22)의 상부 및 하부에 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름을 형성한다.A skin sheet provided with a colored film made of a resin such as polyolefin on both sides of the
또한, 도 4에 도시된 것과 같은 복합소재 스킨 시트의 양측에 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 고분자 수지로 이루어진 유색 필름이 구비된 스킨 시트는 도 6에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름을 보강재 섬유가 투입되는 방향의 상부 및 하부 양쪽에 투입되도록 하여 제조될 수 있다. 이 때 복합소재 시트는 원료 보강재 섬유 매트(23)가 공급되는 하부에는 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름(21)이 공급되도록 하고, 상기 원료 보강재 섬유 매트(23) 상으로 열가소성 고분자 수지의 단량체 파우더(24)를 공급한 후, 가열챔버(25)를 통과시키면서 열가소성 고분자 수지의 단량체가 상기 원료 보강재 섬유 매트(23)로 함침 및 중합되도록 하여 복합소재 시트(22)를 형성하여, 상기 복합소재 시트(22)의 일측에 폴리올레핀 등의 수지로 이루어진 유색 필름을 형성한다.
6, a skin sheet having a colored film made of a polymer resin such as polyolefin, polyester or polyamide on both sides of a composite skin sheet as shown in Fig. 4 is made of a resin such as polyolefin So that the colored film is put on both the upper and lower sides in the direction in which the reinforcing fiber is put in. At this time, in the composite sheet, a
이와 같이 제조되는 복합소재 스킨 시트는 가운데는 보강재 섬유 복합소재로 이루어진 시트로 구성되고, 상기 보강재 섬유 복합소재의 양측에는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 고분자 필름이 부착된 3층 구조이거나, 보강재 섬유 복합소재의 일측에 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 고분자 필름이 부착된 2층 구조일 수 있다.
The composite material skin sheet thus produced is composed of a sheet made of a reinforcing material fiber composite material and the reinforcing material fiber composite material has a three-layer structure in which a polymer film such as polyolefin, polyester, or polyamide is attached to both sides, Layer structure in which a polymer film such as polyolefin, polyester, or polyamide is attached to one side of the fiber composite material.
이어서, 아라미드 복합 소재로 이루어진 중간층 소재를 제조한다. 물론, 중간층 소재와 외층 소재를 제조하는 순서는 상호 바뀌어도 되므로 본 발명에서 (1)단계 및 (2)단계의 순서적 의미는 없으며, (1)단계 및 (2)단계의 순서가 바뀌어도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Subsequently, an intermediate layer material made of an aramid composite material is prepared. Of course, since the order of manufacturing the intermediate layer material and the outer layer material may be mutually different, there is no sequential meaning of steps (1) and (2) in the present invention, and even if the order of steps (1) and Should be construed as being included in the scope of the present invention.
상기 아라미드 복합 소재로 이루어진 중간층 소재는 먼저, 아라미드 복합소재로 이루어진 각형 플레이트(31)(예: 사각 플레이트)를 복수개 좌우 상하로 결합하여 전면층을 형성하고, 상기 형성된 전면층 후방에 상기 전면층의 각형 플레이트와 겹치지 않도록 교호 배치하여 후면층을 라미네이션 접합함에 의해 아라미드 복합소재 중간층을 형성한다. 이 때, 상기 복수개의 각형 플레이트를 좌우 상하로 결합함에 있어서 각 각형 플레이트 간에는 아라미드 복합소재를 인발 성형하여 제조된 아라미드 접합 부재(32)를 사용하여 상호 결속함에 의해 아라미드 복합소재 중간층(30)을 형성한다. The intermediate layer material made of the aramid composite material is prepared by first forming a front layer by horizontally joining a plurality of rectangular plates 31 (for example, square plates) made of an aramid composite material to the top and bottom of the front layer, The aramid composite intermediate layer is formed by alternately laminating the back layer to the square plate so as not to overlap with the square plate. At this time, the aramid composite intermediate layer 30 is formed by joining the plurality of prismatic plates to each other using the
상기 아라미드 복합 소재는 열경화성 고분자 수지 또는 열가소성 고분자 수지를 연속상으로 하고 아라미드 섬유 매트를 비연속상으로 하는 복합 소재는 제한없이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 아라미드 복합 소재에 관해서는 특별히 한정하지 않는다. 다만, 상기 아라미드 섬유는 파라아라미드가 사용되는 것이 선호된다. The aramid composite material may be a composite material in which a thermosetting polymer resin or a thermoplastic polymer resin is a continuous phase and an aramid fiber mat is a non-coherent phase. The aramid composite material is not particularly limited in the present invention. However, it is preferred that para aramid is used as the aramid fiber.
상기 아라미드 복합 소재는 각형 플레이트로 구성되며, 가로X세로가 50X50 (단위: cm)내지 100X100(단위: cm)이고 두께는 약 1~10cm 범위에 드는 각형 플레이트인 것이 바람직한데, 이는 제조, 취급 및 운반의 편리성에 따른 것으로서, 용도나 여건 등에 따라 변경이 가능하다. It is preferable that the aramid composite material is a rectangular plate having a width X length of 50X50 (unit: cm) to 100X100 (unit: cm) and a thickness of about 1 to 10cm, It depends on convenience of transportation and can be changed according to use or condition.
이와 같이 각형 플레이트의 아라미드 복합소재는 군사용 막사 등 건축물을 축조할 경우 통상 2개 이상을 좌우 상하로 접합하여 사용하는데, 기존의 경우 좌우 상하로 접합함에 있어 접합 부위를 접착제나 볼트, 리벳 등으로 결속하였다. When a building such as a military barracks is constructed, two or more pieces of an aramid composite material of a square plate are usually used by joining the upper and lower sides left and right. In the conventional case, the joining portions are bonded Respectively.
이 경우, 외부에서 총탄이나 파편이 고속으로 날아들 경우 플레이트 부분을 타격할 때는 문제가 없으나 상기 접합 부위를 타격할 경우 파손이 일어나는 경우가 많다(도 1 참조). In this case, when the bullet or debris flew out from the outside at high speed, there is no problem in hitting the plate portion, but breakage often occurs when the bulb is struck (refer to FIG. 1).
즉, 접착제나 볼트, 리벳 등은 아라미드 섬유만큼의 인장강도, 충격강도 등이 없고 아라미드 섬유 복합소재와의 결합력도 크지 않으므로 총탄의 타격시 접합 부위에서 파손이 일어나므로 방탄 패널로서의 기능을 상실하게 된다. That is, the adhesive, the bolt, and the rivet do not have tensile strength, impact strength, and the bonding strength with the aramid fiber composite material as much as the aramid fiber. Therefore, when the bullet is hit, the joint portion is damaged and the function as the bulletproof panel is lost .
본 발명에서는 이와 같은 각형 플레이트의 접합 부위를 기존 자재와 같이 쉽게 파손되는 자재를 사용하지 않고 특수하게 개발된 자재를 사용한다. According to the present invention, a specially developed material is used as a joining portion of such a rectangular plate without using a material that is easily broken as in existing materials.
즉, 본 발명에서는 아라미드 복합 소재를 결속하는 자재로서 아라미드 접합 부재를 사용한다. 본 발명에서 상기 아라미드 접합 부재는 H형, 기역자형 또는 디귿자형 단면을 갖는 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 아라미드 복합 소재를 접합할 수 있는 임의의 형태가 포함될 수 있다. That is, in the present invention, an aramid bonding member is used as a material binding the aramid composite material. In the present invention, the aramid bonding member may have an H-shaped, translucent or diagonal cross-section, but the present invention is not limited thereto and may include any form capable of bonding an aramid composite material.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 아라미드 복합소재를 결속하는 아라미드 접합 소재 중 H형 접합 부재의 일 예를 나타내는 도면이다. FIG. 7 is a view showing an example of an H-shaped bonding member among the aramid bonding materials for binding an aramid composite material according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 H형 접합 부재는 아라미드 복합소재를 인발 성형하여 제조된 것을 사용한다. As shown in Fig. 7, the H-type bonding member used in the present invention is one produced by drawing and molding an aramid composite material.
구체적으로, 상기 H형 접합 부재는 아라미드 섬유를 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와 같은 결합제 물질을 통해 인발한 후 예비 성형 단계를 거치고 이후 본 성형 공정을 완결하는 방법에 의해 제조된다. Specifically, the H-shaped joint member is manufactured by drawing the aramid fiber through a binder material such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and then subjecting it to a preliminary molding step and then completing the present molding step.
열경화성 수지를 결합제로서 사용하는 경우에는 인발 성형된 아라미드 섬유 패널을 가열된 다이 내로 도입하고, 다이 내에서 열경화성 수지를 중합시켜 H형 접합 부재 형상으로 성형한 후 냉각시켜 제조한다. When a thermosetting resin is used as a binder, a drawn and drawn aramid fiber panel is introduced into a heated die, the thermosetting resin is polymerized in the die, molded into an H-shaped bonding member shape, and cooled.
또한, 열가소성 수지를 결합제로서 사용하는 경우에는 열가소성 수지의 시트로 아라미드 섬유 패널을 둘러싼 다음 용융시켜 함침시키고 다이를 통과시키면서 H형 접합 부재 형상으로 성형한 후 냉각시켜 제조한다. When a thermoplastic resin is used as a binder, the thermoplastic resin sheet is formed by surrounding the aramid fiber panel with a sheet, melting it, impregnating it, passing it through a die, shaping it into an H-shaped connecting member shape and cooling.
이와 같이 제조되는 H형 접합 부재(32)는 양측 개방구(32-1) 방향으로 아라미드 복합소재로 이루어진 각형 플레이트(31)의 양 단부를 삽입하여 결속할 수 있으며, 상기 H형 결속부재는 그 자체로 아라미드 복합 소재로 형성되어 있으므로 총탄 등에 의해 타격되더라도 손상되지 않으므로 방탄 패널 전체적으로 방탄 기능이 발휘될 수 있는 것이다. The H-shaped connecting
본 발명에서 상기 전면층 후방에 라미네이션 접합되는 후면층은 단일층만 사용되는 것이 아니라 상기 후면층 후방에 다시 교호 접합되어 단일 또는 복수층이 추가로 접합될 수 있다. 본 발명에서 이와 같이 접합되는 아라미드 복합소재 시트층은 2 ~ 5층인 것이 바람직하나, 용도나 여건 등에 따라 변경 가능하다. In the present invention, the back layer laminated on the rear side of the front layer is not only used as a single layer, but may be alternately bonded back to the rear layer so that a single layer or a plurality of layers may be further bonded. In the present invention, the aramid composite sheet layer to be joined in this way is preferably two to five layers, but it can be changed depending on applications and conditions.
이어서, 상기 (1)에서 제조된 복합소재 스킨 시트(20)와 상기 (2)에서 제조된 아라미드 복합소재 중간층(30)을 상호 접합시켜 방탄 패널을 제조한다. Next, the
이 때, 상기 (2)에서 제조된 아라미드 복합소재 중간층의 전후면에 상기 (1)에서 제조된 복합소재 스킨 시트를 부착하여 제조하되, 상기 복합 소재 스킨 시트에 있어 상기 유색 필름이 부착된 방향이 전면, 즉 외측으로 배치되도록 부착하여 최종 제품을 제조한다. 이와 같이 상기 상기 복합 소재 스킨 시트에 있어 상기 백색 필름이 부착된 방향이 외측으로 배치되도록 하는 이유는 내부 소재인 아라미드 섬유의 경우 자외선 저항성이 열악하여 쉽게 변색이 되고 이에 따라 도색 등을 실시할 경우 원하는 색상의 적용이 쉽지 않기 때문에 군사용 위장을 진행하기 용이하지 않기 때문이다. At this time, the composite material skin sheet prepared in (1) above is attached to the front and back surfaces of the intermediate layer of the aramid composite material prepared in (2), and the direction of attachment of the colored film in the composite material skin sheet So that the final product is manufactured. The reason why the orientation of the white film is attached to the composite skin sheet is that the aramid fiber is poor in ultraviolet resistance and easily discolored, Because it is not easy to apply color, it is not easy to carry out military camouflage.
따라서 본 발명에서는 상기 유색 필름, 더욱 바람직하게는 백색 필름이 외층에 구비되도록 하여 자외선에 의한 변색을 방지하고 위장을 위한 도장 작업이 용이하게 진행될 수 있도록 하였다.
Accordingly, in the present invention, the colored film, more preferably a white film, is provided on the outer layer, thereby preventing discoloration by ultraviolet rays and facilitating coating work for camouflage.
상기와 같이 제조되는 방탄 패널에 있어서 그 일측면에 구조재를 추가 형성하여 방탄 벽체를 제조한다. A bulletproof wall is manufactured by further forming a structural member on one side of the bulletproof panel manufactured as described above.
상기 구조재는 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재(40), 발포수지 단열재(50), 시멘트 구조재 또는 이들의 조합으로 이루어진 보강층을 형성하고 그 최외층에 마감층을 형성함으로써 구성된다. The structural material is constituted by forming a reinforcing layer composed of a reinforced plastic reinforcement 40 of a honeycomb structure, a foamed resin insulating material 50, a cement structural material or a combination thereof and forming a finish layer on the outermost layer thereof.
상기 허니콤 구조를 이루는 강화 플라스틱은 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지로 이루어지거나 PVC 소재 등으로 이루어진 것을 사용할 수 있고, 상기 발포수지 단열재는 폴리올레핀이나, 폴리에스테르, 폴리스티렌 등의 발포성 수지를 발포시켜 얻어진 단열재로서 강화소재를 사용할 수 있다. 또한, 상기 시멘트 구조재는 시멘트 모르타르 또는 콘크리트로 이루어진 구조재를 사용할 수 있다. The reinforced plastic constituting the honeycomb structure may be made of a polyolefin resin such as polypropylene, or may be made of a PVC material, and the foamed resin insulating material is a heat insulating material obtained by foaming a foamable resin such as polyolefin, polyester, polystyrene or the like Reinforced materials can be used. Also, the cement structural member may be a structural member made of cement mortar or concrete.
본 발명에서 도면에는 방탄 패널에 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재(40)가 부착되고, 이어서 발포수지 단열재(50)가 부착되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이와 같은 구조여야 하는 것은 아니고 방탄 패널에 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재, 발포수지 단열재 또는 시멘트 구조재가 단독으로 부착될 수도 있고, 발포수지 단열재가 먼저 부착된 후 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재가 부착되는 것도 포함하며, 상기 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재, 발포수지 단열재 및 시멘트 구조재가 순차적으로 적층되는 것도 포함한다. 그 밖에 다양한 보강층이 더 부착될 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. In the present invention, the reinforced plastic reinforcing material 40 of a honeycomb structure is attached to the bulletproof panel and then the foamed resin insulating material 50 is attached thereto. However, the structure is not necessarily such a structure, The reinforcing plastic reinforcement member, the foamed resin insulating member, or the cement structural member may be attached alone, or the reinforcing plastic reinforcing member of the honeycomb structure may be attached after the foamed resin insulating material is attached first, , A foamed resin insulating material, and a cemented structural material are sequentially laminated. Further, various other reinforcing layers may be adhered, and this should also be construed as being included in the scope of the present invention.
또한, 상기 최외층에 형성되는 마감층은 건축용 패널에 일반적으로 사용되는 마감재를 그대로 사용할 수 있으며, 예를 들어 고분자 필름, 섬유, 종이 등의 경량 소재나 강판, 또는 본 발명의 상기 (1)에서 제조되는 스킨 시트 등도 사용 가능하다. The finishing layer formed on the outermost layer may be a finishing material commonly used in construction panels. For example, the finishing layer may be a lightweight material such as a polymer film, a fiber or a paper, a steel sheet, A skin sheet to be manufactured can also be used.
상기 구조재 역할을 하는 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재(40), 발포수지 단열재(50), 시멘트 구조재 및 최외층의 마감층 등은 접착제 등을 이용하여 상기 방탄 패널에 부착될 수 있다.
The honeycomb structured reinforced plastic reinforcement 40, the foamed resin insulating material 50, the cement structural member and the finish layer of the outermost layer may be attached to the bulletproof panel using an adhesive or the like.
본 발명에 따라 제조되는 방탄 벽체는 주로 군사용 건축 구조물의 외부 구조재로 사용되어 방탄 건축 구조물을 시공하는데 사용될 수 있다. The bullet-proof wall manufactured according to the present invention can be used mainly as an outer structural member of a military building structure to construct a bulletproof building structure.
이 때, 상기 본 발명에 따른 방탄 벽체는 건축 구조물의 외부 구조재로 단독으로 사용될 수 있다. 즉, 군사용 막사 등을 건축함에 있어 그 자체로 벽체 또는 지붕으로 사용될 수 있다. At this time, the bulletproof wall according to the present invention can be used alone as an outer structural member of a building structure. In other words, it can be used as a wall or a roof itself in building military barracks.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방탄 벽체가 그대로 건축 구조물의 벽체로 사용되는 것을 나타내는 평단면도이다. 8 is a plan sectional view showing that a bulletproof wall according to an embodiment of the present invention is used as a wall of an architectural structure as it is.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방탄 벽체는 기존 구조물의 벽체를 대체하여 방탄 벽체를 형성할 수 있다.
As shown in FIG. 8, the bulletproof wall according to the present invention can form the bulletproof wall by replacing the wall of the existing structure.
이상, 본 발명에 따른 아라미드 복합소재를 이용한 방탄 패널은 강판이나 무기 섬유로 이루어진 패널을 사용하는 것이 아니라 아라미드 복합소재를 주요 소재로 사용하므로 중량이 가벼워 취급 및 운반이 용이하고 방탄 성능도 우수하며, 소형 패널을 상호 접합하여 방탄 패널을 제조하는 경우 총탄이나 포탄이 상기 패널의 접합 부위에 타격을 가할 경우에도 패널이 파괴되지 않고 이에 따라 아라미드 복합소재의 특성이 그대로 발휘될 수 있어 방탄 성능이 매우 우수하다. 또한, 군용 막사의 벽체나 지붕 등에 부착하여 실외에서 사용할 경우에도 자외선에 의해 쉽게 변색이 이루어지지 않으며, 군사용 건축물에서 위장을 위하여 도색을 해야 할 경우 원하는 도색이 용이하게 이루어지는 장점도 있고, 그 자체로 군사용 건축 구조물의 구조재로 사용될 수 있으므로 시공이 간편하며 취급, 운반, 조작의 편의성도 우수한 장점이 있다.
As described above, since the bulletproof panel using the aramid composite material according to the present invention does not use the panel made of the steel sheet or the inorganic fiber but uses the aramid composite material as the main material, it is light in weight and easy to handle and transport, When a bulletproof panel is manufactured by joining small panels to each other, the panel is not broken even when the bullet or the bullet hits the joining portion of the panel. Accordingly, the characteristics of the aramid composite material can be displayed as it is, Do. In addition, it is not easily discolored due to ultraviolet rays even when it is used outdoors by being attached to a wall or roof of a military barrack, and it is also advantageous that a desired coloring can be easily performed when a painting is to be performed for a camouflage in a military building. Since it can be used as a structural material for military construction structures, it is easy to construct and has advantages of convenient handling, transportation and operation.
이상과 같이, 본 발명을 도면을 참조하여 그 특징에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. And should be construed as falling within the scope of protection.
10: 방탄 패널
11: 아라미드 복합소재로 이루어진 각형 플레이트
12: 총탄
13: 접합 부위
14: 스테이플
20: 복합소재 스킨 시트
21: 유색 필름
22: 복합소재 시트
23: 원료 보강재 섬유 매트
24: 열가소성 수지 고분자의 단량체 파우더
25: 가열챔버
30: 아라미드 복합소재 중간층
31: 아라미드 복합소재로 이루어진 각형 플레이트
32: H형 접합 부재
32-1: 개방구
40: 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재
50: 발포수지 단열재 10: Bulletproof panel
11: A rectangular plate made of an aramid composite material
12: bullet 13: joint area
14: staple 20: composite material skin sheet
21: colored film
22: composite sheet 23: raw material reinforcing fiber mat
24: Monomer powder of thermoplastic resin polymer
25: heating chamber 30: aramid composite middle layer
31: A rectangular plate made of an aramid composite material
32: H-shaped joint member 32-1:
40: Honeycomb structure reinforced plastic reinforcement
50: foaming resin insulation
Claims (10)
(2) 아라미드 복합소재로 이루어진 각형 플레이트를 복수개 좌우 상하로 결합하여 전면층을 형성하고 상기 형성된 전면층 후방에 상기 전면층의 각형 플레이트와 겹치지 않도록 교호 배치하여 후면층을 라미네이션 접합함에 의해 아라미드 복합소재 중간층을 형성하되, 상기 복수개의 각형 플레이트를 좌우 상하로 결합함에 있어서 각 각형 플레이트 간에는 아라미드 복합소재를 인발 성형하여 제조된 아라미드 접합 부재를 사용하여 상호 결속함에 의해 아라미드 복합소재 중간층을 형성하는 단계;
(3) 상기 형성된 아라미드 복합소재 중간층의 전후면에 상기 (1)에서 제조된 복합소재 스킨 시트를 부착하되 상기 유색 필름이 부착된 방향이 전면으로 배치되도록 하여 부착하여 방탄 패널을 제조하는 단계; 및
(4) 상기 제조된 방탄 패널의 일측면에 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재, 발포수지 단열재, 시멘트 구조재 또는 이들의 조합으로 이루어진 보강층을 형성하고 최외층에 마감층을 형성하는 단계;
를 포함하는 방탄 벽체의 제조 방법.
(1) A composite sheet made of thermosetting polymer resin or thermoplastic polymer resin and reinforcing fiber is produced, and a colored film made of polyolefin, polyester or polyamide resin is laminated on one side or both sides of the composite sheet to be produced Preparing a composite skin sheet;
(2) A plurality of rectangular plates made of an aramid composite material are joined horizontally to form a front layer, alternately arranged rearwardly of the formed front layer so as not to overlap with the square plate of the front layer, and laminated with a back layer to form an aramid composite Forming an intermediate layer of the aramid composite material by bonding the plurality of rectangular plates to each other using the aramid bonding members manufactured by drawing and molding an aramid composite material between the rectangular plates in joining the plurality of rectangular plates to each other horizontally and vertically;
(3) attaching the composite material skin sheet prepared in the above (1) on the front and rear surfaces of the formed aramid composite material intermediate layer, and attaching the composite material skin sheet in such a manner that the direction in which the colored film is attached is disposed on the front surface, thereby manufacturing a bulletproof panel; And
(4) forming a reinforcing layer of honeycomb structure reinforced plastic reinforcement, foamed resin insulator, cement structural material, or a combination thereof on one side of the manufactured bulletproof panel and forming a finish layer on the outermost layer;
Wherein the method comprises the steps of:
The method according to claim 1, wherein the reinforcing fiber of (1) is inorganic fiber or organic fiber.
The method according to claim 2, wherein the inorganic fibers are glass fibers or carbon fibers.
The method of manufacturing a bulletproof wall according to claim 2, wherein the organic fiber is a polyamide fiber or an aramid fiber.
[4] The method according to claim 1, wherein, in the production of the composite sheet comprising the thermoplastic polymer resin and the reinforcing fiber, the monomer powder of the thermoplastic polymer containing the polymerization catalyst is dispersed on the reinforcing fiber mat and heated so that the monomer powder of the thermoplastic polymer melts And then impregnating and polymerizing the reinforcing material fiber mat to produce a composite material sheet.
[6] The method according to claim 5, wherein the monomer of the thermoplastic polymer is cyclic butylene terephthalate or caprolactam.
[6] The method according to claim 5, wherein the aramid bonding member has an H-shaped, translucent or diagonal cross section.
상기 아라미드 복합소재 중간층의 전후면에, 열경화성 고분자 수지 또는 열가소성 고분자 수지와 보강재 섬유로 이루어진 복합소재 시트를 제조하고 상기 제조되는 복합소재 시트의 일측 또는 양측에 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 수지로 이루어진 유색 필름을 적층하여 부착하되 상기 유색 필름이 부착된 방향이 전면으로 배치되도록 하여 부착함에 의해 형성된 복합소재 스킨 시트가 배치되어 상호 접합됨에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방탄 패널 및
상기 방탄 패널의 일측면에 허니콤 구조의 강화 플라스틱 보강재, 발포수지 단열재, 시멘트 구조재 또는 이들의 조합으로 이루어진 보강층이 형성되고 최외층에 마감층이 구비된 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 방탄 벽체.
A plurality of rectangular plates made of an aramid composite material are combined horizontally and vertically to form a front layer and are alternately arranged behind the front layer so as not to overlap with the square plate of the front layer to laminate the back layer to form an aramid composite intermediate layer Wherein the aramid composite material intermediate layer formed by mutually binding using the aramid bonding material produced by drawing and molding the aramid composite material is arranged between the square plates in joining the plurality of rectangular plates horizontally,
A composite material sheet made of a thermosetting polymer resin or a thermoplastic polymer resin and a reinforcing material fiber is formed on the front and back surfaces of the aramid composite material intermediate layer and a composite material sheet made of a polyolefin, a polyester or a polyamide resin Wherein the composite skin skin sheet is formed by laminating and attaching the films so that the direction in which the colored films are attached is arranged on the front side,
Wherein a reinforcing layer of honeycomb structure reinforced plastic, a foamed resin insulator, a cement structure or a combination thereof is formed on one side of the bulletproof panel, and a finish layer is provided on the outermost layer.
[Claim 8] The method of claim 8, wherein the honeycomb structure reinforced plastic reinforcement, foamed resin insulator or cement structure material is attached to the bulletproof panel, or the honeycomb structured reinforced plastic reinforcement is first attached and then the foamed resin insulator is attached, Characterized in that a reinforcing plastic reinforcement of a honeycomb structure is attached or a reinforcement plastic reinforcement of a honeycomb structure, a foamed resin insulator and a cement structural material are sequentially laminated after the heat insulating material is first attached.
A method of constructing a bulletproof building structure according to claim 8, wherein the bulletproof wall is directly used as an outer structural material of the building structure.
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