KR100953920B1 - 헬멧 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헬멧 및 그 제조방법에 관한 것으로, 우레탄 소재로 이루어지고 외부의 충격으로부터 머리를 보호할 수 있도록 상단부가 폐쇄된 보호캡과, 상기 보호캡의 내주면에 구비되어 상기 머리로 전달되는 충격을 완화시키는 메모리폼으로 이루어진 충격흡수층, 및 상기 보호캡의 외주면에 형성된 코팅층을 포함하는 것이 특징이다.

본 발명에 의하면, 헬멧의 외부 보호캡이 우렌탄 소재로 이루어지고, 그 외주면은 코팅되기 때문에 날카로운 부재와의 충격시 상기 보호캡이 관통되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 보호캡 내주면에 구비된 흡수층이 메모리폼으로 구비되어 헬멧에 가해지는 충격이 착용자의 머리에 전달되는 2차 충격을 완화시킬 수 있다.

헬멧, 안전모

Description

헬멧 및 그 제조방법{Helmet and method for manufacturing the same}

본 발명은 헬멧 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 날카로운 부재가 헬멧의 내부로 관통되는 것을 최소화하고, 외부로부터 가해지는 충격이 사용자에게 전달되는 것을 저감시킬 수 있는 헬멧 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 헬멧이란 방어용 모자를 말하며 각종 건설작업, 각종 레저 스포츠, 그리고 오토바이 탑승시 사고 발생으로 인한 외부의 충격으로부터 머리부를 보호하기 위한 것이다.

첨부된 도 1은 다양한 용도로 사용되는 헬멧의 일 예를 도시한 단면도이다.

통상적으로 헬멧(10)의 최 외곽에는 헬멧(10)의 기본적인 형태를 유지하고 충격이 가해지는 경우에 이를 보호하기 위한 보호캡(20)과, 이 보호캡(20)의 내주면에 위치되어 외부에서 가해지는 충격을 착용자에게 전달되지 않도록 하기 위한 흡수층(30)으로 구성된다.

상기 보호캡(20)은 외부의 충격에도 변형되지 않고, 원래의 외형을 유지할 수 있는 정도의 충분한 강도 및 충격시 깨지지 않는 인성(toughness)도 가져야 한다.

따라서, 상기 보호캡(20)은 상기와 같은 요구조건을 만족하기 위해서 강화플라스틱으로 제조된다. 물론, 상기 보호캡(20)은 금속재질로 이루어질 수도 있으나 그 중량으로 인해 착용자에게 피로감을 주게 되어 대부분 강화플라스틱으로 제조되는 것이다.

상기 강화플라스틱은 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지에 유리섬유, 탄소섬유 및 아라미드 섬유와 같은 방향족 나일론 섬유를 혼합한 것이다.

이러한 강화플라스틱은 가공이 용이하고 높은 장력 강도와 내충격성을 가지며 비교적 가벼우므로 상술한 요구조건을 어느 정도 만족하는 재료이다.

그러나, 상기 강화플라스틱은 기본적으로 열경화성 수지에 근간한 것이기 때문에 열가소성 수지에 비해 인성이 부족한 것이 현실이다.

이로 인해 큰 충격이 가해지는 경우 보호캡(20)이 깨어지는 일이 발생하고 있으며, 이를 방지하기 위해서는 상기 보호캡(20)의 두께를 증가시킬 필요가 있어 제조비용이 증가할 뿐만 아니라 중량 증가로 인한 착용감의 저하로 이어지는 문제점이 있는 것이다.

한편, 상기 흡수층(30)은 대부분 "발포-스티렌-수지" 일명, "스티로폼"으로 이루어지며 상기 헬멧(10)의 외부에 충격이 가해질 경우, 착용자의 머리부에 전달되는 2차 충격을 완화시키기 위한 것이다.

그러나, 상기 흡수층(30)은 스티로폼으로 이루어지기 때문에, 착용자의 헬멧(10)에 날카로운 부재가 부딪힐 경우 즉, 오토바이 운전자의 교통 사고시 상대 차량의 날카로운 부분에 부딪힐 경우 및 건설현장에서 철근 등이 낙하되어 헬멧(10)으로 떨어질 경우 헬멧(10)의 보호캡(20)이 깨지게 되고, 상기 흡수층(30)을 관통하여 착용자의 머리에 심각한 충격을 주게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 외부의 충격으로 인해 헬멧의 보호캡이 깨지는 것을 최소화할 수 있는 헬멧을 제공하는 데 있다.

그리고, 만약 헬멧의 보호캡이 깨진 경우라고 하더라도 착용자의 머리에 직접적으로 가해지는 충격을 최소화할 수 있는 헬멧을 제공하는 데 있다.

또한, 보호캡은 우레탄 소재로 이루어지고, 충격흡수층은 메모리폼으로 이루어지기 때문에 다양한 사이즈에 따른 사용자의 머리에 용이하게 착용할 수 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 헬멧은, 우레탄 소재로 이루어지고, 외부의 충격으로부터 머리를 보호할 수 있도록 상단부가 폐쇄된 보호캡; 상기 보호캡의 내주면에 구비되어 상기 머리로 전달되는 충격을 완화시키는 메모리폼으로 이루어진 충격흡수층; 및 상기 보호캡의 외주면에 구비된 코팅층;을 포함한다.

또한, 상기 충격흡수층은 내주면에는 일정한 크기 및 간격을 갖는 복수개의 돌기가 형성된다.

그리고, 상기 코팅층은 우레탄 재질로 이루어진다.

또한, 상기 코팅층은 섬유강화플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 보호캡과 상기 충격흡수층 사이에 부직포가 구비된다.

뿐만 아니라, 상기 보호캡 내부에는 부직포, 또는 그물망이 내장된다.

그리고, 상기 보호캡은 다수개의 통기공이 형성된다.

한편, 본 발명의 헬멧은, (a) 금형 내에서 우레탄 소재로 이루어진 반구 형상의 보호캡을 형성하는 단계; (b) 메모리폼으로 이루어진 충격흡수층을 상기 보호캡의 내주면에 부착시키는 단계; 및 (c) 상기 보호캡 및 상기 충격흡수층을 상기 금형 내에서 분리시킨 후, 상기 보호캡의 외주면을 코팅하는 단계;를 포함하여 제조된다.

여기서, 상기 헬멧은 상기 (a)단계 후, 부직포 또는 그물망을 상기 보호캡과 상기 충격흡수층 사이에 위치시키는 단계;를 거친 후 상기 (b)단계가 수행된다.

이상과 같은 특징을 갖는 본 발명의 헬멧은, 헬멧의 외부 보호캡이 우렌탄 소재로 이루어지고, 그 외주면은 FRP코팅되기 때문에 날카로운 부재와의 충격시 상기 보호캡이 관통되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 보호캡 내주면에 구비된 흡수층이 메모리폼으로 구비되어 헬멧에 가해지는 충격이 착용자의 머리에 전달되는 2차 충격을 완화시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 보호캡과 상기 흡수층 사이에 부직포가 구비되고, 상기 보호캡 내부에 부직포 또는 그물망이 내장되기 때문에 날카로운 부재가 보호캡을 관통하는 것을 더욱더 최소화할 수 있다.

그리고, 보호캡은 우레탄 소재로 이루어지고, 충격흡수층은 메모리폼으로 이루어지기 때문에, 다양한 사이즈를 갖는 사용자의 머리에 용이하게 착용할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 헬멧의 구성 및 작용, 그리고 헬멧 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3a 내지 도 3c에서 보는 바와 같이, 상기 헬멧(100)은 보호캡(110), 코팅층(130) 및 충격흡수층(140)으로 크게 구성된다.

상기 보호캡(110)은 우레탄(urethane) 소재로 이루어지며 상단부가 폐쇄된 형상을 갖는다. 즉, 상기 보호캡(110)은 사용자가 머리에 착용할 수 있도록 반구의 형상을 갖도록 구비된다. 여기서 상기 "반구"는 상기 보호캡(110)의 상단부에 해당되는 형상을 말한 것이며, 턱 부위 및 귀 부위를 감쌀 수 있는 구조를 갖도록 구성될 수도 있다. 그러나, 첨부된 도면에서는 헬멧(100)의 전체적인 형상을 생략하였으며 이 헬멧(100)의 일부분만을 확대하여 단면도로 도시하였다.

그리고, 상기 보호캡(110)에는 다수개의 통기공(111)이 형성되는데, 이 통기공(111)은 그 직경이 1cm를 초과할 수 있으나, 이보다 작은 mm 단위의 직경을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 통기공(111)은 헬멧(100)의 내ㆍ외부로 공기가 통풍될 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 보호캡(110)은 앞서도 언급했듯이 그 소재는 우레탄으로 이루어진다. 보다 바람직하게는 우레탄스펀지(urethane sponge), 즉 우레탄폼으로 이루어진다. 상기 우레탄폼 중에서도 강성이 있는 경질 우레탄폼으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보호캡(110)은 1 내지 2cm의 두께를 갖도록 구성되나, 이 두께를 초과할 수도 있다. 그리고, 상기 보호캡(110)의 첨부된 도 3a에서 보는 바와 같이, 그 내부에는 그물망(120a) 또는 부직포(120b)가 구비된다.

즉, 상기 보호캡(110)의 내부에는 그물망(120a)이 단층으로 위치되거나, 부직포(120b)가 단층으로 위치된다. 또한, 상기 그물망(120a)과 상기 부직포(120b)가 동시에 구비될 수도 있으며, 상기 그물망(120a) 또는 상기 부직포(120b)가 복합되는 다층으로 구비될 수도 있다. 뿐만 아니라, 상기 그물망(120a) 또는 상기 부직포(120b)가 선택적으로 다층 구조를 갖도록 구비될 수도 있다.

여기서, 상기 그물망(120a)은 복수개의 경사 및 위사의 간격을 육안으로 확인할 수 있는 너비를 갖도록 구성될 수도 있으며, 이 경사와 위사의 간격을 육안으로 쉽게 식별할 수 없는 촘촘한 간격을 갖도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 그물망(120a)은 이러한 경사와 위사로 이루어진 복수개의 그물망(120a)이 복층의 격자를 갖도록 점착물질로 접착되어 하나의 그물망(120a)을 갖도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 보호캡(110)의 외주면에는 코팅층(130)이 도포된다. 이 코팅층(130)은 우레탄 또는 FRP(fiber reinforced plastic), 즉 섬유강화플라스틱으로 이루어진다.

상기 FRP란 유리섬유ㆍ탄소섬유ㆍ케블라 등의 방향족 나일론섬유와, 불포화 폴리에스테르ㆍ에폭시수지 등의 열경화성수지를 결합한 물질이다.

상기 FRP는 가벼우면서 내구성 좋고, 내충격성 및 내마모성 등이 우수하다. 그리고, 쉽게 녹이 발생되지 않고 가공성도 뛰어난 특징을 갖고 있기 때문에, 상기 보호캡의 외주면에 코팅처리 한 것이다.

상기 충격흡수층(140)은 저탄성 폴리우레탄(polyurethan)이나 라텍스(latex) 등으로 이루어진 메모리폼(memory form)으로 이루어진다. 상기 메모리폼은 우주선이 이륙할 때 발생하는 중력으로부터 비행사의 척추와 등을 보호하기 위해 개발되었다. 이러한 메모리폼은 고밀도 충격흡수 소재로 장시간 사용에도 높은 복원력을 유지할 수 있는 특성을 갖고 있다.

상기 메모리폼은 하중이 제거될 때 원형으로 서서히 완벽하게 복원되기 때문에, 최근에는 목이나 척추 등의 치료를 필요로 하는 환자 및 일반 가정에서 베개로 사용하기도 한다.

이러한 메모리폼은 공지된 것이며 이러한 메모리폼의 제조에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 메모리폼으로 이루어진 상기 충격흡수층(140)은 전술되어진 보호캡(110)의 내측면에 밀착된 상태로 구비된다. 상기 충격흡수층(140)은 상기 보호캡(110)은 서로 접착된 상태로 구비되거나, 별도의 접착물질을 사용하지 않고 상기 충격흡수층(140)을 상기 보호캡(110)의 내측면에 위치시킬 수도 있다.

상기 충격흡수층(140)의 외주면은 평평하게 구비되어 상기 보호캡(110)의 내측면과 밀착되고, 상기 충격흡수층(140)의 내주면에는 복수개의 돌기(141)가 형성되어 사용자의 머리와 밀착된다.

즉, 상기 돌기(141)는 일정한 형상으로 일정한 간격을 갖도록 구성되는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 상기 충격흡수층(140)의 중심에서 방사방향으로 갈수록 점차적으로 그 크기가 커지거나 그 간격이 커질 수 있다. 반대로, 상기 충격흡수층(140)의 중심에서 방사방향으로 갈수록 점차적으로 그 크기가 작아지거나 그 간격이 좁아질 수도 있다.

이러한 상기 돌기(141)는 사용자의 머리에 가해지는 충격을 흡수하여 머리에 전달되는 충격을 완화시키기 위한 것이다.

그리고, 상기 충격흡수층(140)은 상기한 보호캡(110)에 통기공(111)이 형성된 경우 이와 마찬가지로 상기 충격흡수층(140)에도 동일한 위치 및 크기의 통기공(111)이 형성된다.

한편, 첨부된 도 3b와 도 3c에서 보는 바와 같이, 상기 보호캡(110)과 상기 충격흡수층(140) 사이에는 부직포(120b-1)가 더 구비된다. 즉, 상기 부직포(120b-1)는 상기 보호캡(110)과 상기 충격흡수층(140) 사이에 위치되어 양면이 각각 상기 보호캡(110)과 상기 충격흡수층(140)에 접착되도록 구비된다.

상기 부직포(120b-1)는 주지하고 있는 바와 같이 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 소재로서 기본적으로 섬유 상호 간의 접착이나 교락에 의해 하나의 섬유 집합체로 구성되어 있다.

상기 부직포(120b-1)는 용도에 따라 다공성, 흡수성, 특수성, 회복성, 굽힘성 등을 갖도록 구비되지만, 본 발명에 적용되는 부직포(120b-1)는 유연성 및 팽창률은 낮고 내구성은 높은 부직포(120b-1)를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 부직포(120b-1)는 단층으로 구비되거나 다층으로 구비될 수도 있다. 그리고, 전술되어진 그물망(120a)과 상기 부직포(120b-1)가 접착되어 구비될 수도 있다.

이러한 부직포(120b-1)는 사고 발생시 상대 차량의 날카로운 부재가 보호캡(110)을 관통하여 상기 부직포(120b-1)를 통과하는 것을 최소화하기 위한 것이다.

한편, 첨부된 도면에서 도 4a는 도 3a에 도시된 A부의 확대도이고, 도 4b는 도 3b에 도시된 B부의 확대도이다.

이상에서 설명된 상기한 보호캡(110)은 헬멧(100)의 외부 형상을 갖는 금형 내에서 주조되어 제조된다. 그리고, 충격흡수층(140), 부직포(120b-1), 그물망(120a)은 각각 평평한 상태로 제조되어 헬멧(100)의 형상을 갖는 영역으로 재단된다.

상기 보호캡(110)의 내측면에 부직포(120b-1) 또는 그물망(120a)의 일측면을 접착물질로 접착시킨 후, 상기 부직포(120b-1) 또는 상기 그물망(120a)의 타측면에 상기 충격흡수층(140)을 밀착시킨다. 이때, 상기 충격흡수층(140)은 접착물질로 상기 부직포(120b-1) 또는 상기 그물망(120a)에 부착될 수도 있다.

한편, 상기 충격흡수층(140)은 상기 보호캡(110)과 마찬가지로 헬멧(100)의 형상을 갖도록 구비될 수도 있다. 그리고, 하부금형에 상기 보호캡(110)이 지지되고, 상부에서 상기 부직포(120b-1) 또는 상기 그물망(120a)을 상기 보호캡(110)의 내측면에 가압하고, 그 이후에 상기 충격흡수층(140)을 상기 부직포(120b-1) 또는 상기 그물망(120a)에 가압하여 제조될 수도 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 헬멧(100)은 오토바이 운전자 및 탑승자가 안전을 위해 착용할 수 있으며, 건설현장에서 작업자가 안전모용으로 착용할 수도 있다. 기존에 헬멧(100)보다 가벼우며 강한 충격에도 보호캡(110)이 쉽게 파열되지 않는 이점이 있다.

즉, 보호캡(110)이 우레탄 소재로 이루어지고, 머리에 충격이 전달되는 것을 저감시키는 충격흡수층(140)이 메모리폼으로 이루어지기 때문에 기존의 헬멧(100)보다 상당히 가벼운 특성을 갖는다.

뿐만 아니라, 상기 보호캡(110)의 외주면에는 섬유강화플라스틱으로 코팅층(130)을 형성시키기 때문에, 외부의 충격에 의해 상기 보호캡(110)이 쉽게 파열되지 않는다.

또한, 머리와 맞닿는 충격흡수층(140)은 메모리폼으로 이루어지고, 이 메모리폼에는 복수개의 돌기(141)가 형성되어 머리에 전달되는 충격을 완화시켜 줄 수 있다.

그리고, 상기 보호캡(110)과 충격흡수층(140) 사이에는 부직포(120b-1)가 구비되기 때문에 만약 보호캡(110)이 날카로운 부재에 의해 관통되어도 상기 충격흡수층(140)을 통과하는 것을 최소화할 수 있다. 이와 더불어 상기 보호캡(110) 내부에는 그물망(120a)이 구비되어 날카로운 부재가 상기 보호캡(110)을 통과하는 것을 더욱더 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 헬멧의 일 예를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 헬멧의 바람직한 실시예를 도시한 단면도,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 헬멧의 다양한 실시예를 도시한 단면도,

도 4a는 도 3a에 도시된 A부의 확대도,

도 4b는 도 3b에 도시된 B부의 확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 헬멧 110 : 보호캡

111,142 : 통기공 120a : 그물망

120b,120b-1 : 부직포 130 : 코팅층

140 : 충격흡수층 141 : 돌기

Claims (9)

1. 우레탄 소재로 이루어지고, 외부의 충격으로부터 머리를 보호할 수 있도록 상단부가 폐쇄된 보호캡;

   상기 보호캡의 내주면에 구비되어 상기 머리로 전달되는 충격을 완화시키는 메모리폼으로 이루어진 충격흡수층;

   상기 보호캡의 외주면에 형성된 코팅층; 및

   상기 보호캡과 상기 충격흡수층 사이에 구비되는 부직포;를 포함하고,

   상기 보호캡 내부에는 부직포 또는 그물망이 내장되고 상기 부직포 또는 그물망은 단층 또는 다층구조를 이루고,

   상기 코팅층은 우레탄 재질 또는 섬유강화플라스틱 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 헬멧.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 충격흡수층은,

   내주면에 일정한 크기 및 간격을 갖는 복수개의 돌기;가 형성된 것을 특징으로 하는 상기 헬멧.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 보호캡은,

   다수개의 통기공이 형성된 것을 특징으로 하는 상기 헬멧.
8. 삭제
9. 삭제

Images