KR101516348B1 - 면상발열 하이브리드 서프보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면상발열 하이브리드 서프보드에 관한 것이다. 보다 상세하게는 배터리에 의해 작동되는 면상발열체를 삽입하여 수중에서 체온을 유지할 수 있도록 함으로써, 장시간 서핑이 가능하고 심장마비와 같은 불의의 사고를 예방할 수 있으며, 남녀노소 누구나 서핑을 즐길 수 있도록 하고, 하이브리드 복합재를 기지재로 사용하여 우수한 물성을 확보하고 수리가 용이하도록 하였으며, 인체공학적 디자인으로 휴대가 편리하고 피부 접촉면의 부상발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 하이브리드 복합재의 골격구성 및 내부에 우레탄 폼 층을 삽입하여 서프보드 사용시 발생하는 충격으로부터 보호하고, 카본섬유만으로 형성한 경우에 비해 가격경쟁력을 확보할 수 있는 면상발열 하이브리드 서프보드에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 카본섬유 프리프레그(Carbon Fiber Prepreg)와 유리섬유 프리프레그(Glass Fiber Prepreg)를 적어도 1회 이상 반복하여 교차적층된 하이브리드 층; 하이브리드 층 사이에 삽입되는 카본 면상발열층; 및 카본 면상발열층의 단자와 전기적으로 연결되는 배선과 카본 면상발열층에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 우레탄 폼 층을 포함하는 면상발열 하이브리드 서프보드를 제공한다.

Description

면상발열 하이브리드 서프보드{Hybrid surfing board using flatheater}

본 발명은 면상발열 하이브리드 서프보드에 관한 것이다. 보다 상세하게는 배터리에 의해 작동되는 면상발열체를 삽입하여 수중에서 체온을 유지할 수 있도록 함으로써, 장시간 서핑이 가능하고 심장마비와 같은 불의의 사고를 예방할 수 있으며, 남녀노소 누구나 서핑을 즐길 수 있도록 하고, 하이브리드 복합재를 기지재로 사용하여 우수한 물성을 확보하고 수리가 용이하도록 하였으며, 인체공학적 디자인으로 휴대가 편리하고 피부 접촉면의 부상발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 하이브리드 복합재의 골격구성 및 내부에 우레탄 폼 층을 삽입하여 서프보드 사용시 발생하는 충격으로부터 보호하고, 카본섬유만으로 형성한 경우에 비해 가격경쟁력을 확보할 수 있는 면상발열 하이브리드 서프보드에 관한 것이다.

최근 생활수준의 향상에 따라 각종 레저 활동 및 레저 스포츠를 즐기는 인구가 증가되고 있다. 특히 수상에서 즐길 수 있는 레저 스포츠 중 대표적인 것으로 서핑(surfing)을 들 수 있다.

서핑을 위해서는 서프보드를 이용하게 되는데, 이러한 서프보드는 보드판에 사람이 양발을 딛고 올라서기도 하고, 보드판에 상체를 대고 엎드려서 파도를 타기도 하는 등 다양한 방법으로 사용될 수 있다.

일반적으로 서프보드는 길이가 대략 1.5~3.7m, 너비가 대략 50~60cm, 두께가 대략 7~10cm 정도여서 상당한 부피를 가지며, 목재, 폴리우레탄 등의 재질로 제조된다.

서프보드는 파도가 심한 수상에서 사용되는 관계로 흡습성, 수분 함유율 등 수분의 영향, 균열, 파괴 등 충격의 영향을 받게 되며, 수분과 충격의 영향을 최소화할 수 있도록 설계되는 것이 무엇보다 중요하다. 그러나, 일반적인 서프보드는 목재, 폴리우레탄 등의 재질로 제조되는 관계로 수분과 충격의 영향을 받을 수밖에 없어 안정성 확보에 한계를 보인다.

또한, 서프보드를 장시간 사용하게 되면 저체온증을 유발하여 인체에 치명적인 위험을 야기하기도 한다. 이를 방지하기 위해 주기적으로 해안으로 나와서 일정 시간 휴식을 취한 후 다시 서프보드를 즐기는 방법이 이용되고 있다. 특히 저체온증에 취약한 어린이나 청소년, 노인 등의 경우 그 위험도가 더욱 큰 관계로, 서프보드를 기피하는 한 원인이 되기도 한다.

선행기술문헌 : 대한민국 공개실용신안공보 제2012-0002316호(2012.4.3.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 저체온증 등의 안전사고를 예방하여 남녀노소 누구나 서핑을 즐길 수 있고, 수분과 충격에 대한 내구성이 우수하며, 수리가 가능한 서프보드를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드는 카본섬유 프리프레그(Carbon Fiber Prepreg)와 유리섬유 프리프레그(Glass Fiber Prepreg)를 적어도 1회 이상 반복하여 교차적층된 하이브리드 층; 서로 다른 하이브리드 층 사이에 삽입되거나, 카본섬유 프리프레그와 유리섬유 프리프레그 사이에 삽입되는 카본 면상발열층; 및 카본 면상발열층의 단자와 전기적으로 연결되는 배선과 카본 면상발열층에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 우레탄 폼 층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 면상발열 하이브리드 서프보드는 하이브리드 층의 표면에 형성되는 표면 코팅층을 더 포함하고, 전방부와 후방부의 두께보다 중앙부의 두께가 더 두꺼우며, 전방부와 중앙부 사이에는 사용자의 팔이 놓여지는 팔 거치부가 한 쌍의 홈 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면 배터리에 의해 작동되는 면상발열체를 삽입하여 수중에서 체온을 유지할 수 있도록 함으로써, 장시간 서핑이 가능하고 심장마비와 같은 불의의 사고를 예방할 수 있으며, 남녀노소 누구나 서핑을 즐길 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 하이브리드 복합재를 기지재로 사용하여 우수한 물성을 확보하고 수리가 용이하도록 하였으며, 인체공학적 디자인으로 휴대가 편리하고 피부 접촉면의 부상발생을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 하이브리드 복합재의 골격구성 및 내부에 우레탄 폼 층을 삽입하여 서프보드 사용시 발생하는 충격으로부터 보호하고, 카본섬유만으로 형성한 경우에 비해 가격경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드의 적층 개념도,
도 2는 하이브리드 복합재의 흡습성을 설명하기 위한 개념도와 그래프,
도 3은 하이브리드 복합재의 충격시험 하중 그래프,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드의 사시도,
도 5는 도 4의 정면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드의 시제품으로 수중과 상온에서 온도를 측정한 실험결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드의 적층 개념도이고, 도 2는 하이브리드 복합재의 흡습성을 설명하기 위한 개념도와 그래프이며, 도 3은 하이브리드 복합재의 충격시험 하중 그래프이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드의 사시도이고, 도 5는 도 4의 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 하이브리드 층(10), 카본 면상발열층(미도시), 우레탄 폼 층(20), 표면 코팅층(30), 전방부(40), 후방부(50), 중앙부(60), 및 팔 거치부(70)를 포함하여 이루어진다.

하이브리드 층(10)은 카본섬유 프리프레그(Carbon Fiber Prepreg)와 유리섬유 프리프레그(Glass Fiber Prepreg)를 적어도 1회 이상 반복하여 교차적층한 것이다.

프리프레그(Prepreg)는 섬유 강화 복합재료용의 중간 기재로, 프리프레그를 적층하여 가열·가압하여 수지를 경화시키는 것으로 성형품이 형성된다. 강화섬유의 형태에 따라 일방향 프리프레그와 크로스 프리프레그로 구별될 수 있다.

하이브리드 층(10)은 유리섬유 프리프레그 층(12)과 카본섬유 프리프레그 층(14)의 적층으로 이루어지며, 적층은 적어도 1회 이상 반복될 수 있다.

일례로, 하이브리드 층(10)은 유리섬유 프리프레그 층(12)과 카본섬유 프리프레그 층(14)을 교차 적층하여 대략 3~4mm의 두께로 형성할 수 있다. 하이브리드 층(10)은 본 발명의 면상발열 하이브리드 서프보드에서 기지재의 역할을 수행하며, 2가지(유리섬유, 카본섬유) 이상의 강화재를 통해 수분과 충격에 대한 내구성을 극대화한다.

도 2의 우측 그래프를 참조하면, 하이브리드 복합재의 흡습성은 초기에 증가 양상을 보이지만 점차 일정해지는 경향을 보인다.

도 2의 좌측 도면을 참조하면, 하이브리드 복합재의 수분 확산도는 하이브리드 복합재를 구성하는 유리섬유 프리프레그 층과 카본섬유 프리프레그 층의 적층 순서 및 각도 조절을 통해 낮은 수준의 수분 확산도를 확보할 수 있다.

도 3을 참조하면, 하이브리드 복합재가 가지는 강도와 충격물성의 적층 설계에 따라 우수한 충격특성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.

하이브리드 복합재는 유리섬유 프리프레그와 카본섬유 프리프레그를 사용하여 오토클래이브(AutoClave) 성형법(고온 고압 성형법)에 의해 성형될 수 있다. 오토클래이브 성형법은 소량 고품질이 요구되는 우주항공 등의 분야에서 사용되는 것으로, 복잡한 형상의 제조가 가능하다. 오토클래이브 성형법은 본 발명에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드 제조과정에서 표면작업과 탈형 등 까다로운 작업을 간소화할 수 있도록 한다.

카본 면상발열층(미도시)은 서로 다른 하이브리드 층(10) 사이에 삽입되거나, 카본섬유 프리프레그와 유리섬유 프리프레그 사이에 삽입된다.

일례로, 유리섬유 프리프레그 층/카본섬유 프리프레그 층/카본 면상발열층/ 카본섬유 프리프레그 층/유리섬유 프리프레그 층의 적층순서로 적층될 수 있으며, 여기서 적층순서를 한정하는 것은 아니다.

카본 면상발열체는 전기저항을 갖는 저항체인 탄소의 발열부위를 매개로 전기에너지를 열에너지로 변환한다. 카본 면상발열층의 열은 하이브리드 층을 통해 표면으로 전달된다. 카본 면상발열체는 안전성과 내구성이 우수하고, 수명이 반영구적이고 가벼우며 열선식 발열체에 비해 에너지 소비량이 상대적으로 작은 특성을 갖는다.

카본 면상발열층은 적층 설계에 따른 면상발열실험을 진행하고, 배터리와 온도조절장치를 연결한 후, 스위치를 연결하고 외부 노출단자를 처리한 다음, 수밀작업을 진행함으로써 제조될 수 있다.

우레탄 폼 층(20)은 카본 면상발열층의 단자와 전기적으로 연결되는 배선, 카본 면상발열층에 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 중앙에 적층될 수 있다.

표면 코팅층(30)은 하이브리드 층(10)의 표면에 형성되어 내부로 수분이 흡수되는 것을 방지하고 표면을 보호한다. 표면 코팅층(30)은 본 발명의 면상발열 하이브리드 서프보드 전체의 표면에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드의 외형은 전방부(40)와 후방부(50)에 비해 중앙부(60)가 두껍게 형성된다. 이는 인체와 맞닿는 표면 설계시 인체 형상에 부합하는 굴곡을 형성하고, 물에 대한 저항을 감소시키며, 안정감을 극대화하기 위함이다.

전방부(40)와 중앙부(60) 사이에는 사용자의 팔이 놓여지는 팔 거치부(70)가 한 쌍의 홈 형상으로 형성된다. 팔 거치부(70)는 표면 마찰에 의한 팔과 겨드랑이의 쓸림을 방지하고, 서프보드의 운반에 편의성을 제공한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드의 시제품으로 수중과 상온에서 온도를 측정한 실험결과를 나타낸 그래프이다. 도 6에서 초록색 선은 수중에서의 온도, 보라색 선은 상온에서의 온도를 나타내며, 가로축은 시간(분), 세로축은 온도(℃)를 의미한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 면상발열 하이브리드 서프보드는 수중에서 평균온도 28.7도씨, 상온에서 평균온도 55.1도씨를 나타내었으며, 이러한 평균온도는 배터리 수명을 2시간으로 잡았을 때 체온을 유지함에 있어 적절한 것으로 확인되었다.

본 발명에 따른 면상발열 하이브리드 서프보드는 배터리에 의해 작동되는 면상발열체를 삽입하여 수중에서 체온을 유지할 수 있도록 하여 장시간 서핑이 가능하고 심장마비와 같은 불의의 사고를 예방할 수 있다.

또한, 하이브리드 복합재를 기지재로 사용하여 우수한 물성을 확보하고 수리가 용이하도록 하였으며, 인체공학적 디자인으로 휴대가 편리하고 피부 접촉면의 부상발생을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 하이브리드 복합재의 골격구성 및 내부에 우레탄 폼 층을 삽입하여 서프보드 사용시 발생하는 충격으로부터 보호하고, 카본섬유만으로 형성한 경우에 비해 가격경쟁력을 확보할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 - 하이브리드 층 20 - 우레탄 폼 층
30 - 표면 코팅층 40 - 전방부
50 - 후방부 60 - 중앙부
70 - 팔 거치부

Claims (2)

1. 카본섬유 프리프레그(Carbon Fiber Prepreg)와 유리섬유 프리프레그(Glass Fiber Prepreg)를 적어도 1회 이상 반복하여 교차적층된 하이브리드 층;
   서로 다른 하이브리드 층 사이에 삽입되거나, 카본섬유 프리프레그와 유리섬유 프리프레그 사이에 삽입되는 카본 면상발열층; 및
   카본 면상발열층의 단자와 전기적으로 연결되는 배선과 카본 면상발열층에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 우레탄 폼 층
   을 포함하는 면상발열 하이브리드 서프보드.
2. 제1항에 있어서,
   하이브리드 층의 표면에 형성되는 표면 코팅층
   을 더 포함하고,
   전방부와 후방부의 두께보다 중앙부의 두께가 더 두꺼우며,
   전방부와 중앙부 사이에는 사용자의 팔이 놓여지는 팔 거치부가 한 쌍의 홈 형상으로 형성되는 면상발열 하이브리드 서프보드.
   
   
   
   

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