케블라(Kevlar) 재질의 특성과 용도
작성자 : hes0715 분류 : 시제품 | 표면처리 작성일 : 2018.03.12 13:59:53 조회 : 4298 키워드 : 케블라재질특성,방탄조끼,케블라재질,표면처리,시제품
(질문의 배경)
방탄조끼를 개발하고자 한다. 총알을 뚫지 못하는 케블라섬유가 적용 된다 하는데, 본 재질의 특징은 무엇이며, 어떤 방법으로 제작되어야 하는가?
(개요)
케블라 브랜드 섬유는 고강도와 경량성을 겸비한 듀폰의 혁신적인 기술로서, 다양한 소비재 및 산업용 제품의 성능을 향상시켜준다. 1965년, 듀폰 과학자들은 액상 결정질 중합체 솔루션 분야에 관한 혁신적인 연구를 통해 케블라 아라미드 섬유의 상품화에 근간을 마련하였다. 경량성과 유연성을 갖춘 케블라는 더 안전한 집과 운송수단을 만들고 전세계 수천명의 삶을 보호하는 것에서부터 시작하여 화성에 우주선을 착륙시키는 것까지, 40여년의 혁신을 거쳐 발전해왔다. 가볍고 강하면서도 안전한 것이 필요하다면 케블라가 정답이다.
(케블라 재질의 특성)
미국 듀폰사는 1971년에 케블라(Kevlar)를 출시하여 파라 아라미드 계열의 슈퍼섬유 시대를 열었다. 케블라(Kevlar)의 초창기 생산량은 1971년 에 200t/year, 1974년에 2,700t/year 수준으로 70년대에는 그 용도 개발에 있어 우주항공 소재, 타이어코드, 방호복(방탄조끼, 소방복, 전투복) 등의 용도를 개척했다. 케블라(Kevlar)는 방탄조끼의 실용화로 세상에 알려지게 되었다. 1980년대에는 소형, 경량화 제품, 1990년대에는 가정용 안전상품, 2,000년대에 들어서는 정보통신용 소재 등의 용도가 개발되고 있다.
<그림1> 케블라 재질의 활용분야
1996년에는 Kevlar-Protera가 출시 됐는데 경량성, 유연성, 진동감쇄성 등을 보다 향상시켜 방탄조끼로 최적의 섬유이다. 케블라(Kevlar)의 고강도, 고탄성률의 특성을 이용한 극적인 용도 개발의 경우는 일본 홋카이도(北海道)의 살로마 호수에 설치된 빙하유입방지 시설이다. 살로마호는 가리비조개 양식이 유명하여 연간 6만 톤을 생산하고 있다.
<그림2> Kevlar의 품종별 물성
(케블라 재질의 용도)
케블라(Kevlar)는 앞에서 언급한 용도 이외에도 타이어 및 고무(벨트, 호스) 보강재, 건설 및 해양용 로프, 와이어, 로드(rod), 복합재료 형태로는 항공기, 선체, 스피커, 스포츠용품, 내열 펠트(felt), 필터, 마찰재 등에 다양하게 용도개발이 지속되어 왔으며 앞으로도 용도개발이 더욱 가속화될 전망이다. 요인의 제거와 수요창출, 대체수요 등으로 지속적인 성장세를 유지할 것으로 전망된다. 스마트폰의 외관 또는 케이스에도 적용되고 있는 추세이다. 크리스토퍼 놀란 감독의 배트맨 시리즈에서의 배트맨의 갑옷의 소재로 등장한다.
Tip
케블라® 동영상 보기 - 듀폰의 과학 이야기 '경찰관 보호'편 (http://www2.dupont.com/Korea_Country_Site/ko_KR/our_company/du_06_science_0205.html)
<참고자료·문헌>
1.(http://www2.dupont.com/Korea_Country_Site/ko_KR/our_company/kevlar_ad.html) 듀폰™ 케블라®란?
2.(http://www.dupont.com/products-and-services/fabrics-fibers-nonwovens/fibers/brands/kevlar.html) 듀폰™ 케블라®의 홈페이지.
<전문용어>
진동감쇄성, 고탄성률, 내열 펠트, 마찰재