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방탄섬유 : 벤즈옥사졸환 구조의 열, UV, 가수분해 안정성

전문가 제언: ○ 현재 방탄용으로 사용되고 있는 대표적인 섬유는 유리섬유, 아라미드 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유, 그리고 PBO 섬유들이다. 현재 가장 각광을 받고 있는 소재는 파라-아라미드와 UHMWPE 섬유이다. UHMWPE 섬유의 상업화가 1990년대에 이루어졌다고 보면 향후 가까운 장래에 아라미드계 섬유를 추월할 것으로 예상된다.

○ UHMWPE 섬유, 즉 초고강도 고탄성률 폴리에틸렌 섬유의 생산자는 원조 개발자인 네덜란드의 DSM사(Dyneema), DSM 특허를 상용화한 일본의 Toyobo사(Dyneema) 및 미국의 Honeywell Performance Fibers사(Spectra) 등이다. 방탄 부분에서 기존 사용되고 있는 유리섬유나 케블러 섬유의 대체소재로 활발히 전개되고 있다. 이는 경량이면서 면적당 강도가 월등히 뛰어난 특성을 가지고 있기 때문이다. 군용의 두꺼운 장갑으로부터 방탄조끼, 방탄 모자, 방한 마스크 등 향후 응용분야는 점점 확대될 것으로 예측된다.

○ 한편 PBO 섬유는 물성 면에서 우수한 점이 많아 방탄조끼에 매우 적합한 것으로 알려져 있으나 높은 온도 및 습도 하에 장기간 노출시 물성저하가 예상된다고 알려져 있어 극소 부분에만 사용되고 있다. 인류의 마지막 최고의 합성섬유라는 의미로 명명된 ZYLON 섬유는 강도가 42g/d(5.8GPa)로 파라-아라미드 섬유의 2배 수준이며, 내크리프성, 내약품성, 내광성, 난연성, 형태안정성이 우수하여 복합재료의 보강재료로 유망한 첨단소재이다. PBO 섬유의 생산은 일본의 Toyobo사가 독점하고 있다.

○ 기존의 방탄복은 무겁고 딱딱한 재료를 사용함으로써 방탄의 역할은 충분하였지만 사용자에게는 상당한 불편을 주어왔다. 따라서 현재는 활동성에서보다 개선된 소재와 방탄복 디자인이 요구되고 있다. 최근 9.11테러 이후 방호 방탄에 대한 인식이 고조되면서 군인뿐만 아니라 일반인에 까지 관련 제품이 확대되어야 한다는 인식전환이 일어나 향후 관련 산업 또한 활발히 전개될 것으로 예상되고 있다. 국내에도 오리엔탈, 은성사 등 명성을 쌓아가는 방탄제품 제조업체들이 있다. 향후 보다 많은 연구개발이 기대된다.

저자: Holmes, GA; Rice, K; Snyder, CR
자료유형: 학술정보