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전단농화유체가 함침된 Kevlar 직물의 방검 및 방침 특성
Puncture and Cutting Resistance Characteristics of Shear Thickening Fluid Impregnated Kevlar Fabrics 원문보기

복합재료 : 한국복합재료학회지 = Journal of the Korean Society for Composite Materials, v.21 no.5, 2008년, pp.23 - 30  

이복원 (KAIST 항공우주공학과 대학원) ,  김일진 (KAIST 항공우주공학과 대학원) ,  이연관 (KAIST 항공우주공학과 대학원) ,  김천곤 (KAIST 항공우주공학과) ,  윤병일 (국방과학연구소 기술연구본부) ,  백종규 (국방과학연구소 기술연구본부)

초록
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칼이나 송곳 같이 날카로운 날이 있거나 같이 뽀족한 도구를 사용한 위협을 군인 뿐 아니라 경찰이나 경호원들에게 쉽게 일어날 수 있다. 이러한 위협으로부터 보호하기 위한 방호복의 소재의 적용하기 위해 방탄소재로 사용되는 Kevlar 직물을 사용하였으며 방검 및 방침 특성 향상을 위해 나노입자가 충진된 전단농화유체(Shear thickening fluid)를 함침하였다. National Institute of Justice 시험 격에 따라 송곳과 칼을 제작하여 낙하충격시험기를 사용한 방검 및 방침특성 평가시험을 수행하였다. 전단농화유체는 각각 100nm, 300nm, 500nm 기의 구형 나노 $SiO_2$ 입자를 충진시켜 제작하였으며 전단농화유체의 함침과 나노 입자의 크기가 갖는 방검 및 방침 특성에 대한 영향력을 평가하였다. STF를 함침한 Kevlar 직물은 송곳을 사용한 낙하충격시험에서는 미처리 직물에 비해 좀 더 높은 충격하중을 지지하며 견고히 송곳의 침투에 저항하는 우수한 방침 특성을 보여준 반면 칼을 사용한 방검시험에서는 효과를 보여주지 못하였다. 특히 전단농화유체를 구성하는 나노입자의 크기는 방침 특성을 결정하는 주요한 인자임을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Stab threats using sharp edged or pointed Instruments could be easily encountered by police officers or soldiers. In this study, the shear thickening fluids (STF) was impregnated into Kevlar fabrics to improve the stab protection and the resistance of STF impregnated Kevlar fabrics was experimentall...

주제어

#전단농화유체   #케블라   #방침   #방검   #입자크기  

참고문헌 (8)

  1. National Institute of Justice, 'Stab Resistant of Personal Body Armor,' NIJ Standards-0115.00, Sept. 2000 

  2. M. J. Decker, R.G. Erges, E.D. Wetzel, and N.J. Wagner, 'Low Velocity Ballistic Impact Properties of Shear Thickening Fluid (STF)-fabric Composites,' In Proceedings of the 22th International Symposium on Ballistic, 2005, pp. 777-784 

  3. V.B.C. Tan, T.E. Tay, and W.K. Teo., 'Strengthen Fabric Armour with Silica Colloidal Suspensions,' International Journal of Solids and Structure, Vol. 42, 2005, pp. 151-157 

  4. Y. S. Lee, E. D. Wetzel, and N. J. Wagner, 'The Ballistic Impact Characteristics of Kevlar Woven Fabrics Impregnated with a Colloidal Shear Thickening Fluid,' Journal of Materials Science, Vol. 38, 2003, pp. 2825-2833 

    상세보기 crossref

  5. M. J. Decker, C. J. Halbach, C. H. Nam, N. J. Wagner, and E. D. Wetzel, 'Stab Resistance of Shear Thickening Fluid (STF)-treated Fabrics,' Composite Science and Technology, Vol. 67, 2007, pp. 565-578 

    상세보기 crossref

  6. J. M. Houghton, B. A. Schiffman, D. P. Kalman, E. D. Wetzel, and N. J. Wagner, 'Hyperdermic Needle Puncture of Shear Thickening Fluid (STF)- Treated Fabrics,' In Proceedings of SAMPE, Baltimore, MD, June 2007 

  7. H. Mahfuz, F. E. Clements, and J. Stewart, 'Development of Stab Resistant Body Armor using Fumed $SiO_{2}$ nanoparticles Dispersed into Polyethylene Glycol(PEG) through Sonic Cavitation,' In Proceedings of 2006 NSTI Nanotechnology Conference, Vol. 1, 2006, pp. 358-361 

  8. 이복원, 이성현, 김천곤, 윤병일, 백종규, '전단농화유체를 함침한 케블라 직물의 저속충격 거동 및 마찰특성 연구,' 한국복합재료학회, Vol. 21, 2008, pp. 15-24 

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