KR101172513B1

KR101172513B1 - 머리보호용 하드폼과 이를 위한 제조방법 및 이에 의한 헬멧

Info

Publication number: KR101172513B1
Application number: KR1020120046459A
Authority: KR
Inventors: 김종기
Original assignee: 주식회사 산청
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2012-08-14

Abstract

본 발명은 머리보호용 하드폼과 이를 위한 제조방법 및 이에 의한 헬멧에 관한 것으로, 머리에 착용되고, 발포재로 형성되어 머리에 가해지는 충격을 완충시키는 반구형태의 하드폼본체; 상기 하드폼본체의 상면에 일체적으로 마련되고, 강화섬유가 혼입되어 상기 하드폼본체의 강성을 보강하는 박판형의 FRP판; 및 상기 하드폼본체의 저면에 일체적으로 적층되어 머리에 안착되며, 신축가능한 소재로 이루어져서 상기 하드폼본체의 저면에 신축성을 제공하는 신축막;을 포함한다. 본 발명에 의하면, 발포재로 형성된 하드폼본체의 상면에 박판형의 FRP판이 일체적으로 마련됨에 따라 하드폼본체의 강성이 보강되므로 예컨대 철근과 같은 낙하물의 충격이 가해진 경우에도 파손없이 머리를 보호할 수 있으며, 더욱이 하드폼본체의 저면에 일체적으로 마련된 신축막이 하드폼본체에 신축성을 제공하면서 골조역할을 하므로 하드폼본체의 파손이 더욱 방지될 수 있다.

Description

머리보호용 하드폼과 이를 위한 제조방법 및 이에 의한 헬멧{HARDFORM FOR HEAD PROTECTION, METHOD OF THEREFOR AND HELMET OF THEREOF}

본 발명은 머리보호용 하드폼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 머리에 착용되어 외부충격을 완충시키면서 머리를 보호하는 머리보호용 하드폼과 이를 위한 제조방법 및 이에 의한 헬멧에 관한 것이다.

통상적으로 헬멧은 머리에 착용되어 외부충격으로부터 머리를 보호하는 것으로써, 소방현장이나 산업현장에서 낙하물로부터 머리를 보호하기 위하여 착용된다.

선행기술로는 본 출원인에 의해 선출원된 대한민국등록특허 제10-989524호에 개시된 보호용 헬멧이 있다.

선행기술의 헬멧은 도 1에 도시된 바와 같이 FRP와 같이 강성을 갖는 소재로 이루어져 외피를 형성하는 쉘(50)과, 쉘(50)의 내면에 내장되어 머리에 착용되는 내피를 형성하는 하드폼(60)으로 구성된다.

하드폼(60)은 도 1에 도시된 바와 같이 반구형태로 형성되어 쉘(50)의 내면에 부착되며, 발포재로 이루어져 쉘(50)에 가해지는 충격을 완충시킨다.

그런데, 선행기술의 헬멧은 쉘(50)이 FRP소재로 형성되고, 하드폼(60)이 발포재만으로 형성됨에 따라 특히 하드폼(60)의 상면의 강성이 약화되는 문제가 있어서 낙하물에 의한 충격이 가해질 경우 하드폼(60)의 충격된 부위가 찢어지는 문제점이 있다.

예컨대 소방헬멧의 경우, 화재현장의 열기로 인해 쉘(50)이 연화됨에 따라 철근과 같은 낙하물이 쉘(50)을 관통한 후 하드폼(60)을 관통하여 머리를 손상시키는 문제점이 있다.

한편, 종래의 하드폼(60)은 저면에 연질의 발포재로 형성되는 소프트폼(70)이 마련되어 있으나, 소프트폼(70)은 하드폼(60)의 충격을 2차로 완충시킬뿐 하드폼(60)의 변형(갈라짐)을 완충하지 못하기 때문에 하드폼(60)이 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

KR 10-989524 B1

본 발명은 상기와 같은 선행기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 발포재로 이루어진 하드폼본체의 상면에 강성을 보강하는 부재가 마련되고, 하드폼본체의 저면에 신축성을 제공하는 부재가 마련되어 외부충격에 의한 파손이 방지될 수 있는 머리보호용 하드폼 및 제조방법을 제공하기 위함이 그 목적이다.

또한, 상기와 같은 하드폼에 쉘의 내면에 내장되어 머리를 보호할 수 있는 헬멧을 제공하기 위함이 다른 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 머리보호용 하드폼은, 머리에 착용되고, 발포재로 형성되어 머리에 가해지는 충격을 완충시키는 반구형태의 하드폼본체; 상기 하드폼본체의 상면에 일체적으로 마련되고, 강화섬유가 혼입되어 상기 하드폼본체의 강성을 보강하는 박판형의 FRP판; 및 상기 하드폼본체의 저면에 일체적으로 적층되어 머리에 안착되며, 신축가능한 소재로 이루어져서 상기 하드폼본체의 저면에 신축성을 제공하는 신축막;을 포함한다.

또한, 상기 FRP판은 원주방향을 따라 방사상으로 절개부가 형성되어 상기 하드폼본체에 대응하는 반구형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기 하드폼본체의 상면에 돌출형성되어 상기 FRP판을 상기 하드폼본체에 센터링시키는 센터링돌기;를 더 포함하여 구성할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 머리보호용 하드폼의 제조방법은, 머리에 착용되어 머리에 가해지는 충격을 완충하는 머리보호용 하드폼의 제조방법에 있어서, 강화섬유로 구성된 섬유부재를 열경화성수지에 함침하는 함침단계; 상기 열경화성수지에 함침된 상기 섬유부재를 건조시켜서 FRP판을 형성하는 건조단계; 상기 FRP판을 복수로 적층하는 적층단계; 상기 적층된 복수의 FRP판들을 적층상태로 원형으로 절단하는 절단단계; 상기 원형으로 절단된 FRP판들에 열과 압력을 제공하여 상기 FRP판들을 일체화시키면서 반구형으로 성형하는 가압단계; 및 상기 반구형으로 일체화된 FRP판을 발포재와 함께 하드폼 성형틀로 성형하여 상기 FRP판이 상면에 인서트된 하드폼본체를 성형하는 본체성형단계;를 포함한다.

상기 본체성형단계는 예컨대, 상기 FRP판을 상기 하드폼 성형틀에 삽입하는 삽입단계; 상기 FRP판이 삽입된 상기 하드폼 성형틀에 상기 발포재를 주입하는 발포재 주입단계; 상기 하드폼 성형틀을 실링상태로 열과 압력을 제공하여 상기 발포재를 발포시키면서 반구형태의 상기 하드폼본체를 형성하는 가압단계; 및 상기 하드폼본체를 상기 하드폼 성형틀에서 분리하여 냉각시키는 냉각단계;를 포함한다.

또한, 상기 본체성형단계는, 상기 하드폼 본체의 내면에 대응하는 형태로 신축섬유를 절단하여 신축막을 형성하는 신축막성형단계; 및 상기 발포재 주입단계에 의해 상기 발포재가 주입된 상기 하드폼 성형틀에 상기 신축막을 삽입하는 신축막 삽입단계;를 더 포함한다.

이에 더하여, 본 발명의 제조방법은, 상기 절단단계에 의해 원형으로 절단된 상기 FRP판들의 둘레에 방사상으로 절개부를 형성하는 절개단계;를 더 포함한다.

다른 한편, 본 발명에 의한 헬멧은, 머리에 착용되어 외부의 충격으로부터 머리를 보호하는 헬멧에 있어서, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 의한 하드폼; 및 상기 하드폼이 내면에 일체적으로 내장되어 머리에 착용되며, 강성을 갖는 소재로 이루어진 반구형태의 쉘;을 포함한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의한 머리보호용 하드폼 및 제조방법에 의하면, 발포재로 형성된 하드폼본체의 상면에 박판형의 FRP판이 일체적으로 마련됨에 따라 FRP소재의 쉘을 통해 1차로 충격을 완충하면서 하드폼본체의 FRP판이 2차로 충격을 완충하므로 예컨대 철근과 같은 낙하물의 충격이 가해진 경우에도 파손없이 머리를 보호할 수 있다.

더욱이 하드폼본체의 저면에 일체적으로 마련된 신축막이 하드폼본체에 신축성을 제공하면서 하드폼본체의 변형을 방지하므로 하드폼본체의 파손이 더욱 방지될 수 있다.

또한, FRP판에 절개부가 방사상으로 형성되므로 FRP판이 용이하게 반구형태로 만곡될 수 있다.

또, 하드폼본체에 센터링돌기가 마련됨에 따라 FRP판이 하드폼본체의 상면에 정위치된 상태로 부착될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 헬멧에 의하면 강성이 보강되어 내피를 구성하는 하드폼이 쉘에 내장됨에 따라 쉘에 가해지는 충격이 하드폼에 의해 안정적으로 완충되므로 머리의 안전성이 향상될 수 있다.

도 1은 선행기술에 따른 헬멧의 하드폼을 나타내는 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 머리보호용 하드폼을 나타내는 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 머리보호용 하드폼을 나타내는 종단면도.
도 4는 본 발명에 따른 머리보호용 하드폼의 제조방법을 나타내는 공정도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 머리보호용 하드폼(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하드폼본체(10), FRP판(20) 및 신축막(30)을 포함하여 구성할 수 있다.

하드폼본체(10)는 머리에 착용되어 머리에 가해지는 충격을 완충시키는 부재로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 헬멧(1)의 외피를 구성하는 쉘(200)의 내면에 일체적으로 고정된다.

이러한 하드폼본체(10)는 형태가 유지되는 발포재로 이루어지며, 도 3에 도시된 바와 같이 쉘(200)의 내면에 대응하는 반구형태로 형성된다.

여기서, 쉘(200)은 강성을 갖는 소재로 이루어져 머리에 씌워지는 부재로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 소방작업에 적합한 형태로 제작될 수 있으며, 이와 달리 현장작업용 안전모와 같은 형태로 제작될 수도 있다.

FRP판(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 하드폼본체(10)의 상면에 일체적으로 마련되어 하드폼본체(10)의 강성을 보강하는 구성요소로써, 도 2에 도시된 바와 같이 박판형으로 형성된다.

이러한 FRP판(20)은 강화섬유가 열경화성수지(예 : 페놀수지, 에폭시 등)에 혼입되어 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 복수로 구성되어 적층된 상태로 일체화되면서 하드폼본체(10)의 상면에 인서트상태로 고정됨에 따라 하드폼본체(10)의 강성을 보강한다. 강화섬유는 예컨대, 강도가 강화되고 내열성을 갖는 탄소섬유나 유리섬유 또는 아라미드섬유 중 적어도 어느 하나로 구성할 수 있다.

이에 따라, 하드폼본체(10)는 낙하물과 같은 충격이 가해지는 경우에도 찢어짐이 없이 충격을 완충시키면서 머리를 보호할 수 있다.

여기서, FRP판(20)은 복수로 적층된 경우 서로 다른 섬유부재로 구성될 수 있으며, 이와 달리 하나의 섬유부재로 단층형태로 형성될 수도 있다.

한편, FRP판(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 원주방향을 따라 절개부(20a)가 방사상으로 형성된다.

절개부(20a)는 FRP판(20)이 반구형으로 형성되는 것을 가능하게 하는 구성요소이다. 즉, FRP판(20a)은 방사상의 절개부(20a)에 의해 테두리가 용이하게 만곡되면서 하드폼본체(10)에 대응하는 반구형태로 형성된다.

다른 한편, 하드폼본체(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 센터링돌기(10a)가 돌출형성되어 FRP판(20)을 상면에 센터링된 상태로 정위치시킨다.

즉, FRP판(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 센터링돌기(10a)에 대응하는 센터링홈(20b)을 통해 센터링돌기(10a)에 끼워져 걸리면서 하드폼본체(10)의 상면에 정위치된 상태로 고정된다.

신축막(30)은 하드폼본체(10)의 저면에 신축성을 제공하는 부재로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하드폼본체(10)의 저면에 일체적으로 적층되어 머리에 안착된다.

이러한 신축막(30)은 신축성을 갖는 섬유소재로 형성되어 하드폼본체(10)의 저면에 부착되거나 인서트되면서 하드폼본체(10) 하부의 변형(갈라짐)을 완충한다.

이에 따라, 하드폼본체(10)는 신축막(30)에 의해 신축성이 제공됨에 따라 충격에 의한 찢어짐이나 파손이 억제되며, 아울러 착용감도 향상될 수 있다.

한편, 신축막(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 원주방향을 따라 절개부(30a)가 방사상태로 마련됨에 따라 하드폼본체(10)의 저면에 대응하는 반구형태로 만곡형성된다.

상술한 바와 같은 구성요소를 포함하는 머리보호용 하드폼(100)의 제조방법을 도 4를 참조하여 설명한다.

FRP판(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 함침단계(S10), 건조단계(S20), 적층단계(S30), 절단단계(S40) 및 가압단계(S50)에 의해 성형된 후, 본체성형단계(S60)에 의해 하드폼본체(10)와 일체적으로 성형된다.

구체적으로, FRP판(20)은 탄소섬유나 유리섬유 또는 아라미드섬유 중 적어도 어느 하나로 구성된 섬유부재를 열경화성수지에 함침한 후(S10), 건조시켜서(S20) 형성된다.

건조된 FRP판(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수로 적층되어(S30), 적층된 상태로 도 2에 도시된 바와 같이 원형으로 절단된 후(S40), 미도시된 성형기를 통해 가열 및 가압(S50)됨에 따라 일체화되면서 반구형태로 성형된다.

하드폼본체(10)는 본체성형단계(S60)에 의해 성형되면서 FRP판(20)이 상면에 인서트상태로 고정된다.

본체성형단계(S60)는 도 4에 도시된 바와 같이 미도시된 하드폼성형틀에 반구형의 FRP판(20)이 삽입하고(S61), 하드폼성형틀에 발포재를 주입하며(S62), 하드폼성형틀을 실링상태로 가열 및 가압하여 발포재를 반구형태로 발포시킨 후(S63), 하드폼본체(10)를 성형틀에서 분리하여 냉각시킨다(S64).

이에 따라, 하드폼본체(10)는 상면에 FRP판(20)이 인서트된 상태로 성형된다.

한편, 전술한 신축막(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 본체성형단계(S60)를 통해 하드폼본체(10)의 내면에 인서트상태로 고정된다. 이때, 신축막(30)은 신축섬유를 원형으로 절단하여 둘레를 따라 절개부(30a)를 형성한 후(S65), 전술한 발포재가 주입된 하드폼 성형틀에 삽입되어(S66) FRP판(20) 및 발포재와 함께 가열 및 가압된다(S63).

이에 따라, 하드폼본체(10)는 상면에 FRP판(20)이 인서트되고 저면에 신축막(30)이 인서트된 상태로 성형된다.

한편, FRP판(20)은 전술한 절단단계(S40)에 의해 원형으로 절단된 후, 절개단계(S70)를 통해 둘레에 방사상으로 절개부(20a)가 형성된다. 이에 따라, FRP판(20)은 가압단계(S50)를 수행하면서 용이하게 반구형태로 만곡성형된다.

상기와 같이 제조된 하드폼(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 쉘(200)의 내면에 억지끼움이나 접착에 의해 일체적으로 고정되며, 쉘(200)이 머리에 착용될 경우 머리에 안착되면서 쉘(200)에 가해지는 충격을 완충한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 머리보호용 하드폼(100) 및 제조방법에 의하면, 발포재로 형성된 하드폼본체(10)의 상면에 박판형의 FRP판(20)이 일체적으로 마련됨에 따라 하드폼본체(10)의 강성이 보강되므로 예컨대 철근과 같은 낙하물의 충격이 가해진 경우에도 파손없이 머리를 보호할 수 있으며, 더욱이 하드폼본체(20)의 저면에 일체적으로 마련된 신축막(30)이 하드폼본체(10)에 신축성을 제공하면서 골조역할을 하므로 하드폼본체(10)의 파손이 더욱 방지될 수 있다.

또한, FRP판(20)에 절개부(20a)가 방사상으로 형성되므로 FRP판(20)이 용이하게 반구형태로 만곡될 수 있다.

또, 하드폼본체(10)에 센터링돌기(10a)가 마련됨에 따라 FRP판(20)이 하드폼본체(10)의 상면에 정위치된 상태로 부착될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 헬멧(1)에 의하면 FRP판(20)에 의해 강성이 보강되어 내피를 구성하는 하드폼(100)이 쉘(200)에 내장됨에 따라 쉘(200)에 가해지는 충격이 하드폼(100)에 의해 안정적으로 완충되므로 머리의 안전성이 향상될 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

1 : 헬멧 10 : 하드폼본체
10a : 센터링돌기 20 : FRP판
20a : 절개부 20b : 센터링홈
30 : 신축막 30a : 절개부

Claims

머리에 착용되고, 발포재로 형성되어 머리에 가해지는 충격을 완충시키는 반구형태의 하드폼본체;
상기 하드폼본체의 상면에 일체적으로 마련되고, 강화섬유가 혼입되어 상기 하드폼본체의 강성을 보강하는 박판형의 FRP판; 및
상기 하드폼본체의 저면에 일체적으로 적층되어 머리에 안착되며, 신축가능한 소재로 이루어져서 상기 하드폼본체의 저면에 신축성을 제공하는 신축막;을 포함하는 머리보호용 하드폼.
제 1 항에 있어서, 상기 FRP판은,
원주방향을 따라 방사상으로 절개부가 형성되어 상기 하드폼본체에 대응하는 반구형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 헬멧용 하드폼.
제 1 항에 있어서,
상기 하드폼본체의 상면에 돌출형성되어 상기 FRP판을 상기 하드폼본체에 센터링시키는 센터링돌기;를 더 포함하는 헬멧용 하드폼.
머리에 착용되어 머리에 가해지는 충격을 완충하는 머리보호용 하드폼의 제조방법에 있어서,
강화섬유로 구성된 섬유부재를 열경화성수지에 함침하는 함침단계;
상기 열경화성수지에 함침된 상기 섬유부재를 건조시켜서 FRP판을 형성하는 건조단계;
상기 FRP판을 복수로 적층하는 적층단계;
상기 적층된 복수의 FRP판들을 원형으로 절단하는 절단단계;
상기 원형으로 절단된 FRP판들에 열과 압력을 제공하여 상기 FRP판들을 일체화시키면서 반구형으로 성형하는 가압단계; 및
상기 반구형으로 일체화된 FRP판을 발포재와 함께 하드폼 성형틀로 성형하여 상기 FRP판이 상면에 인서트된 하드폼본체를 성형하는 본체성형단계;를 포함하는 머리보호용 하드폼의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 본체성형단계는,
상기 FRP판을 상기 하드폼 성형틀에 삽입하는 삽입단계;
상기 FRP판이 삽입된 상기 하드폼 성형틀에 상기 발포재를 주입하는 발포재 주입단계;
상기 하드폼 성형틀을 실링상태로 열과 압력을 제공하여 상기 발포재를 발포시키면서 반구형태의 상기 하드폼본체를 형성하는 가압단계; 및
상기 하드폼본체를 상기 하드폼 성형틀에서 분리하여 냉각시키는 냉각단계;를 포함하는 머리보호용 하드폼의 제조방법.
제 5 항에 있어서, 상기 본체성형단계는,
상기 하드폼 본체의 내면에 대응하는 형태로 신축섬유를 절단하여 신축막을 형성하는 신축막성형단계; 및
상기 발포재 주입단계에 의해 상기 발포재가 주입된 상기 하드폼 성형틀에 상기 신축막을 삽입하는 신축막 삽입단계;를 더 포함하는 머리보호용 하드폼의 제조방법.
제 4 항에 있어서,
상기 절단단계에 의해 원형으로 절단된 상기 FRP판들의 둘레에 방사상으로 절개부를 형성하는 절개단계;를 더 포함하는 머리보호용 하드폼의 제조방법.
머리에 착용되어 외부의 충격으로부터 머리를 보호하는 헬멧에 있어서,
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 의한 하드폼; 및
상기 하드폼이 내면에 일체적으로 내장되어 머리에 착용되며, 반구형태의 쉘;을 포함하는 헬멧.