KR20040084037A - 내충격성이 우수하고 어둠속에서 다양한 발광색을 표현할수 있는 장축광 안전모 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 장축광 안전모는 합성수지제 모체와 착장체 등을 포함하는 안전모에 있어서, 상기 모체가 장축광 안료를 함유하는 복합수지(플라스틱)로 이루어지거나, 또는 상기 모체가 장축광 안료를 함유하는 강화 플라스틱으로 이루어지고, 내부에 반사층이 형성된 것을 특징으로 하는 안전모에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는 본 발명의 상기 안전모는 모체가 폴리카보네이트 80~50중량부에 1종 이상의 열가소성 수지 20~50중량부로 이루어지는 복합수지 100중량부에 5~15중량부의 장축광 안료가 함유된 플라스틱, 또는 80~50중량부의 합성수지와 20~50 중량부의 섬유 보강재로 이루어지는 강화플라스틱 100중량부에 5~15중량부의 장축광 안료가 함유된 플라스틱으로 구성된다. 본 발명에 따른 상기 장축광 안전모는 장축광 안료를 함유하면서도 종래의 안전모에 비해 내관통성 및 충격 흡수성이 우수하면서도 발광성능은 반영구적으로 발휘될 수 있는 효과가 있는 안전모이다. 또한 본 발명의 장축광 안전모는 녹, 청, 적색의 다양한 색상을 발광할 수 있을 뿐만 아니라, 축광소재가 지니는 특성과 반사층을 구비하고 있어 종래 형광 또는 축광 수단을 구비한 안전모에 비해 발광휘도가 높고 잔광시간이 향상된 효과가 있다.

Description

내충격성이 우수하고 어둠속에서 다양한 발광색을 표현할 수 있는 장축광 안전모 {Fluorescent safety helmet having superior impact resistance and luminous various fluorescent colour}

본 발명은 합성수지제 모체와 착장체 등을 포함하는 안전모에 있어서, 상기모체가 장축광 안료를 함유하는 복합 수지(플라스틱)로 이루어지거나, 또는 상기 모체가 장축광 안료를 함유하는 강화 플라스틱으로 이루어지고, 내부에 반사층이 형성된 것을 특징으로 하는 안전모에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는 본 발명의 상기 안전모는 모체가 폴리카보네이트 80~50중량부와 1종 이상의 열가소성 수지 20~50중량부로 이루어지는 복합수지 100중량부에 5~15중량부의 장축광 안료가 함유된 플라스틱, 또는 80~50중량부의 합성수지와 20~50 중량부의 섬유 보강재로 이루어지는 강화플라스틱 100중량부에 5~15중량부의 장축광 안료가 함유된 플라스틱으로 구성된 것으로서 반영구적인 발광특성을 가지면서 발광휘도 및 내충격성이 뛰어난 효과가 있다.

일반적으로, 안전모(또는 헬멧)는 공장이나 건축공사현장 등의 산업현장의 작업자가 낙하물 등에 의한 충격으로부터 머리를 보호하기 위하여 머리에 착용하기도 하고, 도로변을 정리하는 청소부나 교통안내원이 야간에 차량으로부터 보호받고자 형광 밴드와 같은 식별수단이 구비된 안전모를 착용하기도 한다. 또한, 안전모는 오토바이 등을 승차할 때 승차자의 머리를 보호하기 위하여 제공되는 것으로서, 도로 주행시 반드시 착용하도록 법으로 규제하고 있다. 이와 같은 보호 장비로서의 안전모는 일반적으로 도 1에 보인 바와 같이, 합성수지로 제조되는 내부공간을 갖추며 안전모의 외형을 이루는 모체(1)와, 머리 받침끈(2), 머리 고정대(3), 머리 받침고리(4)와 같은 착장체로 구성되고, 추가로 충격흡수재(5), 턱끈(6) 등을 더 구비할 수 있다.

상기 모체(1)는 외부에서 가해지는 충격에도 파손되지 않고 충분히 견딜 수있는 강도를 갖추어 착용자의 머리를 보호하는 기능을 수행한다.

최근 건설 산업 현장이나 도로변의 청소현장의 작업시간이 주간은 물론 야간까지 연장되거나 아예 교통량이 적은 야간에만 이루어지는 경우가 빈번하다. 이에 따라 안전모는 낙하물 등에 의한 충격으로부터 머리를 보호하는 기능과 함께 야간 식별력을 높여 사고를 미연에 방지하는 기능이 중요하게 되었다. 낙하물 등에 의한 충격으로부터 머리를 보호하기 위하여 안전모의 몸체는 통상 유리섬유 강화플라스틱으로 구성하거나 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합수지 또는 폴리카보네이트 등과 같은 고강도의 합성수지로 구성한다.

그러나, 일반적으로 합성수지만을 사용 시에는 일정의 강도를 유지할 수 있으나, 합성수지에 축광재료를 혼합하여 안전모의 모체(1)를 제조할 경우에는 축광재료가 가지는 고유의 알카리성으로 인하여 축광재료가 합성수지 고유의 분자결합을 떨어뜨려 강도가 저하된다. 이에 따라 종래에는 축광재료를 혼합하여 안전모의 모체(1)를 구성하지 못하고 안전모의 야간 식별력을 높이기 위한 수단으로 안전모 모체의 외부 표면에 축광도료를 도포하여 안전마크를 도시하거나, 축광도료 대신에 야광테이프를 사용하여 안전마크나 띠의 형태가 표현되도록 부착시키거나, 안전모 몸체의 표면에 흰색이나 노란색 등의 밝은 색상의 도료를 코팅하였다. 그러나 흰색이나 노란색의 밝은 색상도 기상 상태가 불량하거나 일출시 또는 일몰시, 어두운 작업장, 우천시에는 물론 특히 야간에는 빛의 반사효과가 미약하여 식별력이 좋지 못하기 때문에 안전모로서의 기능을 다하지 못하고, 축광도료나 야광테이프는 시간이 경과할수록 탈리되거나 마모됨으로서 발광기능이 저하되어 식별력이 불량해지기도 하지만, 무엇보다 축광 기능이 낮아서 장시간 사용할 수 없다는 단점이 있다.

따라서, 소정의 내충격성을 가지면서 발광성능이 떨어지지 않는 동시에 발광휘도가 높은 안전모의 모체의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 상기 종래의 안전모가 지닌 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 안전모의 모체를 다양한 색상의 장축광 안료를 함유하는 2종 이상의 합성수지 조성물로 구성함으로써 발광성능이 반영구적이면서 다양한 발광색을 표현할 수 있고 내충격성이 우수한 안전모를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 안전모의 모체를 강화플라스틱으로 구성함으로써 축광 안료의 함유에 따른 강도저하를 보강 또는 강화한 안전모를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 안전모를 그 내부 면에 백색의 반사층을 구성함으로써 발광 휘도를 크게 높인 안전모를 제공하려는 것이다.

본 발명의 상기 목적은 안전모의 모체를 장축광 안료를 함유하는 복합수지 또는 강화플라스틱으로 구성하고, 내부 면에 반사층을 형성함으로써 달성할 수 있다.

도 1은 일부를 절개한 종래의 통상적인 안전모의 구성을 나타내는 단면 구성도이고,

도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 안전모의 모체의 단면도이며,

도 3은 본 발명의 다른 태양에 따른 안전모의 모체의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 안전모 모체 2 : 머리 받침끈

3 : 머리 고정대 4 : 머리 받침고리

5 : 충격흡수재 6 : 턱끈

7 : 모자챙 10 : 표면층(발광층)

20 : 섬유보강재층 30 : 반사층

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안전모는 합성수지제 모체와 착장체로 구성되는 안전모에 있어서, 상기 모체가 장축광 안료를 함유하는 2종 이상의 합성수지로 이루어지거나, 또는 상기 모체가 장축광 안료를 함유하는 강화 플라스틱으로 이루어지고, 내부에 반사층이 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 안전모는 모체가 폴리카보네이트 80~50중량부와 1종 이상의 열가소성 수지 20~50중량부로 이루어지는 합성수지 100중량부에 5~15중량부의 장축광 안료가 함유된 플라스틱, 또는 80~50중량부의 합성수지와 20~50 중량부의 섬유 보강재로 이루어지는 강화플라스틱 100중량부에 5~15중량부의 장축광 안료가 함유된 플라스틱으로 구성된 것으로서 반영구적인 발광특성을 가지면서 발광휘도 및 내충격성이 뛰어난 효과가 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일부를 절개한 종래의 통상적인 안전모의 구성을 나타내는 단면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 안전모의 모체의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 태양에 따른 안전모의 모체의 단면도이다.

본 발명에 따른 안전모의 제1구성예는 합성수지제 모체와 착장체로 구성되는 안전모에 있어서, 상기 모체가 장축광 안료를 함유하는 2종 이상의 합성수지를 혼합한 복합수지로 구성되고, 그 내부에 반사층이 형성된 구성이다. 즉, 도 2를 참조하면, 상기 모체는 장축광 안료를 함유하는 2종 이상의 합성수지를 혼합한 복합수지로 구성된 발광층인 표면층(10)과, 이 표면층(10)의 내부 면에 형성된 백색 반사층(30)으로 이루어진다.

본 발명의 안전모는 모체의 표면층(10) 전체에 일정비율의 축광 안료가 균일하게 함유된다. 축광 안료를 함유하는 합성수지는 축광 안료가 가지는 그 고유의 알카리성으로 인해 합성수지의 강도가 떨어지기 때문에 안전모에서는 그 보강이 필수적이다. 이에 따라 본 발명에 따른 안전모의 모체는 장축광 안료의 함유에 따른 합성수지의 강도 저하를 보완하거나 또는 강화할 필요가 있다. 안전모는 충격 시에 특히, 내관통성 및 충격 흡수성이 우수하여 그것을 쓰고 있는 사람의 안전이 최대한도로 보장되지 않으면 안된다. 따라서 안전모는 강화된 조직을 지녀야 함은 물론, 가볍고 쉽게 사용할 수 있어야 한다. 축광 안료의 함유에 따른 합성수지의 강도 저하를 보완하거나 또는 강화할 수 있는 수단으로 본 발명에서는 2종 이상의 합성수지를 혼합한 복합수지를 사용하거나, 유리섬유와 같은 통상의 보강재로 강화하는 방법이다. 본 발명에 따른 안전모의 제1구성예는 상기 2종 이상의 합성수지를 혼합한 복합수지를 사용함으로써 축광 안료의 함유에 따른 합성수지의 강도 저하를 보완하거나 또는 강화하는 구성예이다. 본 발명의 상기 제1구성예에 따른 안전모의 모체는 열가소성수지 또는 열경화성수지 중, 종류에 관계없이 적용가능하나 성형성 및 발광성 측면에서 투명성이 좋은 열가소성수지가 바람직하다. 본 발명의 제1구성 예에 따른 안전모의 모체에 바람직한 투명성이 좋은 열가소성수지로는 폴리카보네이트(polycarbonate:PC)와 1종 이상의 다른 합성수지를 혼합한 복합수지이다. 상기 복합수지의 바람직한 조성으로는 폴리카보네이트 50~80중량부에 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate:PBT)수지, 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌 공중합수지(methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer:MBS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합수지(acrylonitrile-butadiene-stylene copolymer:ABS수지), 나이론(nylon)과 같은 폴리아미드(polyamide), 열가소성의 폴리에스테르 수지(polyester resin) 또는 고무 중에서 선택되는 1종 또는 2종을20~50중량부 혼합하여 사용하는 것이다. 폴리카보네이트(PC) 수지에 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지를 혼합 사용하는 경우 폴리카보네이트의 우수한 강도와 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 부드러움이 더해져 내충격성 및 내관통성을 한 층 더 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 폴리카보네이트(PC) 수지에 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지를 혼합 사용하는 경우, 그 상용성을 높이기 위해 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌 공중합수지(methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer:MBS)를 혼용하는 것이 바람직하다. 따라서, 특히 바람직한 조성 예로는 폴리카보네이트(PC) 50~80중량부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 15~30중량부 및 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌 공중합수지(MBS) 5~20중량부이다. 본 발명의 제1구성 예에 따른 안전모의 모체는 상기 폴리카보네이트 80~50중량부, 폴리부틸렌 텔레프탈레이트 15~30중량부 및 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌 공중합수지(MBS) 5~20중량부로 이루어지는 복합수지 100중량부에 5~15중량부의 장축광안료가 함유된 플라스틱으로 구성되는 것이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 안전모의 모체가 장축광 안료를 함유하는 강화플라스틱(reinforced plastics)으로 이루어지는 구성예가 개시된다. 본 발명에서 상기 장축광 안료를 함유하는 강화플라스틱(reinforced plastics)으로 안전모의 모체를 구성할 수 있는 구성예로서, 하나는 실(yarn) 상태의 섬유 보강재가 합성수지에 균일하게 분산, 혼입된 메트릭스(matrix)형의 강화 성형재료(reinforced molding compound)에 축광 안료를 혼합하여 모체를 구성하는 예(제2구성예, 도 2)가, 또 하나는 섬유보강재를 직포 또는 부직포로 구성하여 섬유보강재가 합성수지와 장축광안료의 혼합물에 함침 또는 적층된 구조의 섬유보강 플라스틱으로 모체를 구성하는 예(제3구성예, 도 3)가 개시된다. 즉, 도면을 참조하면 제2구성예에 따른 모체는 도 2에 보인 바와 같이 합성수지에 실 상태의 섬유보강재와 장축광 안료를 혼합하여 구성된 표면층(10)과, 이 표면층(10)의 내부 면에 형성된 반사층(30)으로 이루어진다. 제3구성예에 따른 모체는 장축광 안료가 함유된 합성수지로 구성된 표면층(10)과, 직포 또는 부직포 상의 섬유보강재로 구성된 섬유보강재층(20)과, 이 섬유보강재층(20)의 내부 면에 형성된 반사층(30)으로 이루어진다. 이때, 섬유보강재층(20)은 표면층(10)을 구성하는 합성수지에 함침되어 표면층(10)의 내부에 개재되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 표면층(10)의 내부 면에 적층 결합되어 표면층(10)과 반사층(30)의 사이에 형성될 수 있다.

상기 모체는 본 발명에 따른 안전모의 모체가 상기 장축광 안료를 함유하는 강화플라스틱으로 이루어지는 구성예(제2구성예 및 제3구성예)의 모체도 상기 제1구성예와 같이 모체에 일정비율의 축광 안료가 균일하게 함유된다. 본 발명에 따른 안전모의 제2 및 제3의 구성예는 유리섬유와 같은 통상의 보강재로 강화함으로써 축광 안료의 함유에 따른 합성수지의 강도 저하를 보완하거나 또는 강화하는 구성예이다. 상기 섬유상의 보강재로 강화된 강화플라스틱은 사용되는 합성수지, 보강재의 종류와 형태, 그 성형방법 등에서 차이가 있는 다양한 강화플라스틱이 있으나, 본 발명의 안전모에는 상기 다양한 강화플라스틱을 특별한 제한 없이 모두 적용이 가능하다. 예를 들면, 열가소성 또는 열경화성 수지, 합성 또는 천연 섬유의 보강재, 사출 또는 적층 성형 등 어느 합성수지나 보강재 및 성형방법이 적용 가능하다. 본 발명의 안전모에 사용될 수 있는 강화플라스틱은 열경화성 강화플라스틱 또는 열가소성 강화플라스틱(reinforced thermoplastics:RTP)중 어느 것이나 사용 가능하나, 성형측면에서 사출성형이 용이한 열가소성 강화플라스틱이 바람직하다. 상기 강화플라스틱을 구성하는 합성수지(플라스틱)는 특별히 제한되지는 않으나 투명성의 합성수지로서 폴리카보네이트(polycarbonate:PC), 폴리프로필렌(polypropylene:PP), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합수지(acrylonitrile-butadiene-stylene copolymer:ABS 수지), 나이론(nylon)과 같은 폴리아미드(polyamide), 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate:PBT), 열가소성의 폴리에스테르 수지(polyester resin) 등 열가소성 수지가 바람직하고, 특히 바람직한 수지로는 투명성이 아주 우수하며 강도가 높은 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP) 및 나이론 6을 들 수 있다.

한편, 강화플라스틱을 구성하는 섬유상의 보강재로는 유리섬유(glass fiber), 카본파이버(carbon fiber), 보론 파이버(boron fiber), 케블러(Kevlar)와 같은 아라미드 파이버(Aramid fiber), 폴리에스터 파이버와 같은 합성섬유 또는 면, 마 등의 천연섬유가 사용될 수 있으나, 가장 바람직하기로는 일반적으로 강화 플라스틱에 가장 많이 사용되고 있는 유리섬유(glass fiber)이다. 상기 섬유상의 보강재는 실 상태 그대로, 직포 또는 부직포 등의 형태로 사용할 수 있다.

본 발명의 상기 제2구성예는 합성수지에 실(yarn)상태 그대로인 섬유 보강재를 균일하게 분산, 혼입시킨 입상(pellet type)의 강화 성형재료(reinforced molding compound)와 장축광 안료를 혼합하여 안전모의 모체가 구성된다. 본 발명의 제2구성예에 따른 안전모의 모체에 사용될 수 있는 가장 바람직한 강화플라스틱으로는 열가소성 합성수지에 실(yarn) 상태인 섬유 보강재를 균일하게 분산, 혼입시킨 강화 성형재료(reinforced molding compound)이다. 본 발명에서 사용할 수 있는 상기 강화 성형재료의 바람직한 형태는 입상(pellet type), 분말상 또는 시트(sheet)상 중, 장축광 안료의 혼합 및 사출성형이 용이한 입상(pellet type)의 것으로서 열가소성 수지에 유리섬유(fiber glass filament)를 균일하게 분산, 혼입시킨 메트릭스(matrix)형의 유리섬유(fiber glass filament)강화 열가소성 수지(glass fiber reinforced thermoplastics)이다. 상기 메트릭스형의 유리섬유강화 열가소성수지로서 80~50중량부의 열가소성수지에 20~50중량부의 유리섬유(필라멘트)가 균일하게 분산, 혼입된 평균입도가 6~12mm인 봉상 또는 입상(pellet type)의 것이 상품화되어 있다. 상기 상품화되어 있는 봉상의 유리섬유강화 열가소성수지를 구성하는 유리섬유는 직경이 1㎛~1000㎛의 장섬유인 필라멘트(filament)로서 이와 같은 유리섬유를 강화재로 사용하는 상기 유리섬유강화 열가소성수지의 제조방법이 미합중국 특허 제4,549,920호를 비롯한 다수의 특허문헌에 공지되어 있다. 본 발명의 안전모의 모체에 특히, 바람직한 상기 유리섬유강화 열가소성수지로는 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 또는 나이론 6에 유리섬유(fiber glass filament)를 균일하게 분산, 혼입시킨 것이거나 또는 유리섬유(fiber glass filament)에 열가소성수지를 균일하게 코팅시킨 것으로서 봉상 또는 입상의 유리섬유강화 폴리프로필렌, 유리섬유강화 폴리카보네이트 또는 유리섬유강화 나이론 6이다. 본 발명에 따른 안전모의 모체는 상기 유리섬유(필라멘트)강화 열가소성수지 중에서 선택된 1종또는 2종 이상의 혼합물 100중량부에 5~15중량부의 장축광 안료를 혼합하여 사출성형 방법에 의해 쉽게 성형될 수 있다.

또한, 본 발명의 안전모의 모체는 제2구성예와는 층구조가 다르게 섬유보강 플라스틱으로 모체를 구성(상기 제3구성예)할 수 있다. 본 발명의 상기 제3구성예에 따른 안전모의 모체는 제2구성예의 모체가 실(yarn)상태 그대로인 섬유 보강재를 합성수지에 균일하게 분산, 혼입시킨 입상의 유리섬유보강 플라스틱으로 구성되는 것인데 비해, 섬유보강재를 직포 또는 부직포로 구성하여 직포 또는 부직포 상태인 섬유보강재가 합성수지와 장축광 안료의 혼합물에 함침 또는 적층된 구조의 섬유보강 플라스틱으로 구성되는 것이다. 즉, 도 3에서와 같이 섬유보강재층(20)을 형성시킨 것이다. 본 발명의 상기 제3구성예에 따른 안전모의 모체는 섬유직포 또는 부직포로 강화된 강화플라스틱으로 구성되기 때문에 축광 안료 혼합에 따른 강도 저하는 큰 문제가 없다. 따라서 본 구성예에 따른 안전모의 모체는 폴리카보네이트(polycarbonate:PC), 폴리프로필렌(polypropylene:PP), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합수지(acrylonitrile-butadien-stylene copolymer:ABS 수지), 나이론(nylon)과 같은 폴리아미드(polyamide), 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate:PBT), 열가소성의 폴리에스테르 수지(polyester resin) 등 열가소성 수지 중에서 선택되는 1종만의 사용이 가능하다. 2종 이상의 수지를 혼합 사용하는 경우는 상기 제1구성예에 기재된 수지조성 즉, 폴리카보네이트(PC)에 1종 이상의 다른 합성수지를 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리카보네이트 50~80중량부에 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutylene terephthalate:PBT), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합수지(acrylonitrile-butadien-stylene copolymer:ABS), 나이론(nylon)과 같은 폴리아미드(polyamide), 열가소성의 폴리에스테르 수지(polyester resin) 또는 고무 중에서 선택되는 1종 또는 2종을 20~50중량부 혼합하여 사용하는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 안전모의 모체에 함유되는 장축광 안료는 축광성 녹색 발광체, 축광성 변색 청색 발광체 또는 축광성 변색 적색 발광체 조성물로서 그 사용량은 5~15중량부가 바람직하고 특히 7~12중량부가 바람직하다. 장축광 안료의 조성이 5중량부 미만이면 야간에 그 발광휘도가 만족스럽지 못하고, 15중량부를 초과하면 발광휘도의 상승효과는 거의 없는 반면에 모체의 기계적 강도, 특히 내충격성이 떨어질 우려가 있다. 상기 축광성 녹색 발광체는 산화스트론튬(Strontium Oxide) 55 ~ 62.5중량부, 산화알루미늄(Aluminum Oxide) 35 ~ 42.5중량부, 산화디스프로슘(Dysprosium Oxide) 1 ~ 9중량부 및 산화유로퓸(Europium Oxide) 0.5 ~ 1.5중량부로 구성되고, 축광성 변색 청색 발광체는 산화스트론튬 20 ~ 68.75중량부, 산화알루미늄 30 ~ 78.75중량부, 산화칼슘(Calcium Oxide) 1 ~ 49.75%, 산화디스프로슘 0.1 ~ 49.75중량부, 산화유로퓸 0.1 ~ 49.75중량부 및 이산화규소(Silicon Dioxide) 0.05 ~ 48.8중량부로 구성되며, 축광성 변색 적색 발광체는 칼슘설파이드(Calcium sulfide) 70 ~ 98.85중량부, 칼슘설페이트(Calcium sulfate) 1 ~ 29.85중량부, 유로퓸 및/또는 톨륨(Thulium) 0.05 ~ 28.9중량부 및 이산화규소 0.1 ~ 28.95중량부로 구성되는 장축광성 안료 조성물이다.

본 발명에 따른 상기 장축광성 안료 조성물은 축광 발현 측면에서 특히 바람직한 조성으로는 축광성 녹색 발광체는 산화스트론튬 57중량부, 산화알루미늄 39중량부, 산화디스프로슘 3.3중량부 및 산화유로퓸 0.7중량부로 구성되는 조성이고, 축광성 청색 변색 발광체는 산화스트론튬 43중량부, 산화알루미늄 51중량부, 산화칼슘 4.4중량부, 산화디스프로슘 0.6중량부, 산화유로퓸 0.6중량부 및 이산화규소 0.4중량부로 구성되는 조성이며, 축광성 변색 적색 발광체는 칼슘설파이드95중량부, 칼슘설페이트 5중량부, 유로퓸 및/또는 톨륨(Thulium) 0.1중량부 및 이산화규소 0.25중량부로 구성되는 조성이다. 본 발명에 따른 안전모는 녹색 발광체, 청색 발광체 또는 적색 발광체 조성물을 사용함으로써 야간에 다양한 발광색상(Green, Blue, Red)을 구현시킬 수 있는 특징을 갖는다. 본 발명에서 사용되는 상기 장축광 안료는 비중이 3.6~3.8이나 되는 미세 분말 상이어서 장축광 안료 분말을 그대로 입상(pellet type)의 합성수지와 함께 성형기에 투입해서는 균일한 분산, 혼합이 어렵기 때문에 미리 기 수지에 균일하게 분산, 혼합시킨 입상의 마스터 배치(master batch)로 만들어 사용한다. 본 발명에서는 기지수지 100중량부에 장축광 안료 25중량부로 조성되는 마스터 배치를 미리 준비하여 다른 합성수지와 함께 사용하거나, 복합수지를 구성하는 2종 이상의 합성수지, 장축광안료 및 첨가제를 소정의 조성비로 혼합하여 균일하게 혼합한 마스터 배치를 만들어 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 안전모의 모체를 구성하는 반사층(30)은 모체의 내부 면에 별도의 공정으로 형성시킨 백색의 이면층이다. 반사층(30)은 모체의 내부 면에 이산화티탄(TiO₂)과 같은 백색 도료를 도포하거나 백색의 합성수지 필름이나 종이 등을 통상적인 방법으로 합지 또는 합판함으로써 형성할 수 있는 백색 반사층이다.

본 발명에서 백색의 반사층(30)은 야간에 표면층(발광체)으로부터 나오는 빛의 후방(내부 측)으로의 투과나 분산을 방지함으로써 외부로 발산되는 발광휘도를 현저히 향상시켜 주는 효과가 있다.

본 발명에 따른 안전모 모체는 사출 성형방법, 가압 성형법, 핸드 레이업(Hand lay-up)법 또는 진공 레이업(Vacuum back lay-up)법 등 통상적인 합성수지 성형법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 통상적인 사출장치에서 유리섬유(필라멘트)강화 폴리프로필렌과 같은 강화 합성수지와 장축광 안료를 혼합한 조성물을 사출금형 내부에 사출시킨 후, 여기에 소정의 압력을 가하는 사출 성형법에 의하여 모체를 용이하게 성형, 제조(제1구성예 및 제2구성예)할 수 있다. 이렇게 성형 제조된 안전모의 모체는 합성수지에 섬유보강재와 축광안료가 균일하게 분산 혼입된 메트릭스 구조이다. 또한, 사출금형 내부에 직포 또는 부직포 형상의 섬유 보강재를 먼저 넣은 다음, 용융된 액체상태의 축광안료가 함유된 열가소성 합성수지를 사출금형에 투입시킨 후, 여기에 소정의 압력을 가하는 사출 성형법에 의하여 모체를 제조하거나, 내부에 히터가 장착된 금속제 금형 내부에 섬유 보강재를 먼저 넣은 다음, 여기에 액체상태의 축광 안료가 함유된 열경화성수지를 넣은 후, 에어백을 금형 내부에 안착시킨 다음 에어백에 공기를 주입하여 팽창시킴으로서 수지가 섬유 보강재의 표면에 일정한 두께로 점착되도록 하고, 금형에 장착된 히터를 가열하여 일정시간동안 경화시키는 가압 성형법에 의해 모체를 제조(제3구성예)할 수도 있다. 이렇게 성형된 모체의 구조는 축광 안료가 균일하게 분산 혼입된 합성수지에 섬유 보강재가 함침된 적층 구조를 이루거나 또는 축광 안료가 균일하게 분산 혼입된 합성수지 용융액이 섬유보강재의 일측면으로부터 침투 및 적층된 구조를 이루게 되는 적층체 구조를 이루게 된다.

위와 같은 방법으로 성형, 제조된 모체 내부 면에 백색 도료를 도포, 건조시키거나 백색의 합성수지 필름이나 종이를 합지 또는 합판시켜 반사층(30)을 형성시키면 안전모의 모체가 완성된다.

다음은 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.

[실시예 1]

장축광 안료 마스터배치의 준비

폴리카보네이트 3kg과 PBT 수지 0.7kg과 MBS 수지 0.3kg과 산화스트론튬 57중량부, 산화알루미늄 39중량부, 산화디스프로슘 3.3중량부 및 산화유로퓸 0.7중량부로 조성된 축광성 녹색 발광체 조성물 분말 0.4kg과 증백제(칼슘클로라이드와 치아염소산칼륨과의 복염과 수산화칼슘의 혼합물)0.01kg과 열안정제(디옥틸틴 라우레이트) 0.01kg 및 광안정제(벤젠트리아졸) 0.01kg를 첨가하고 이를 혼련에서 균일하게 혼합한 입상의 장축광 안료 마스터배치를 준비하였다.

안전모 모체의 제조

통상적인 사출성형방법에 의해 상기 준비된 장축광 안료 마스터배치만을 사출 성형하여 안전모의 모체 성형품을 얻은 후, 그 내부에 이산화티탄 도료를 고르게 도포하여 안전모 모체를 제조하고 그 성능 시험결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

국내 S사에서 제조 판매하는 분산, 혼입된 유리섬유의 평균 직경이 17미크론미터(㎛)이고 평균입도가 6~12mm인 장섬유 복합재인 유리섬유강화 폴리프로필렌 5kg을 구입하였다. 그 중 1kg에 산화스트론튬 57중량부, 산화알루미늄 39중량부, 산화디스프로슘 3.3중량부 및 산화유로퓸 0.7중량부로 조성된 축광성 녹색 발광체 조성물 분말 0.4kg, 증백제(칼슘클로라이드와 치아염소산칼륨과의 복염과 수산화칼슘의 혼합물)0.01kg, 열안정제(디옥틸틴 라우레이트) 0.01kg 및 광안정제(벤젠트리아졸) 0.01kg을 첨가하고 통상적인 사출성형방법에 의해 사출 성형하여 안전모의 모체 성형품을 얻은 다음, 그 내부에 이산화티탄 도료를 고르게 도포하여 안전모 모체를 제조하고 그 성능 시험결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

합성수지 콤파운드의 준비

폴리카보네이트 4kg에 산화스트론튬 57중량부, 산화알루미늄 39중량부, 산화디스프로슘 3.3중량부 및 산화유로퓸 0.7중량부로 조성된 축광성 녹색 발광체 조성물 분말 0.4kg, 증백제(칼슘클로라이드와 치아염소산칼륨과의 복염과 수산화칼슘의 혼합물)0.01kg, 열안정제(디옥틸틴 라우레이트) 0.01kg 및 광안정제(벤젠트리아졸) 0.01kg을 첨가하고 이를 균일하게 혼합한 입상의 합성수지 콤파운드(장축광안료 마스터배치)를 준비하였다.

안전모 모체의 제조

통상적인 사출성형방법에 의해 나이론 66 직물을 섬유보강재로 하여 상기 준비된 합성수지 콤파운드로 사출 성형하여 안전모의 모체 성형품을 얻은 다음, 그 내부에 이산화티탄 도료를 고르게 도포하여 안전모 모체를 제조하고 그 성능 시험결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

통상적인 사출성형방법에 의해 글라스파이버 직물을 섬유보강재로 하여 실시예1의 장축광 안료 마스터배치의 녹색 발광체 조성물을 산화스트론튬 43중량부, 산화알루미늄 51중량부, 산화칼슘 4.4중량부, 산화디스프로슘 0.6중량부, 산화유로퓸 0.6중량부 및 이산화규소 0.4중량부로 구성되는 녹색 발광체 조성물로 대체한 마스터배치를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 5]

실시예 2의 축광성 녹색 발광체 조성물 분말을 칼슘설파이드 95중량부, 칼슘설페이트 5중량부, 유로퓸 및/또는 톨륨(Thulium) 0.1중량부 및 이산화규소 0.25중량부로 구성되는 축광성 변색 적색 발광체 조성물 분말로 대체 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

통상적인 사출성형방법에 의해 실시예 3에서 준비된 합성수지 콤파운드 만으로 사출 성형하여 안전모 모체를 제조하고 그 성능 시험결과를 표 1에 나타내었다. 본 비교예서는 모체를 1종의 합성수지(단일수지)로 성형한 표면층(발광층)만으로 구성하고, 섬유보강재 및 반사층을 형성시키지 않았다.

[비교예 2]

통상적인 사출성형방법에 의해 실시예 3에서 준비된 합성수지 콤파운드로사출 성형하여 안전모의 모체 성형품을 얻은 다음, 그 내부에 이산화티탄 도료를 고르게 도포하여 안전모 모체를 제조하고 그 성능 시험결과를 표 1에 나타내었다. 본 비교예서는 모체를 1종의 합성수지(단일수지)로 성형한 표면층(발광층)과, 반사층으로 구성하였다.

구 분	실 시 예	비 교 예
	1	2	3	4	5	1	2
내관통성	우수	매우 우수	우수	매우 우수	매우 우수	불량	불량
충격흡수성	우수	매우 우수	우수	매우 우수	매우 우수	불량	불량
잔광휘도(mcd/㎡)	420	410	420	420	410	200	380
잔광시간(분)	580	520	580	580	520	340	450
동기시간(분)	20	20	20	20	20	35	20
내구성(시간)	1000 시간 이상	약 600	약 500
발광 색상	녹색	녹색	녹색	청색	적색	녹색	녹색

< 평가 방법 >

1) 잔광휘도는 표준광원 200룩스(Lux), 4분조사, 20분후 휘도.

2) 잔광시간(DIN 67510)은 잔광휘도가 인간의 시인치인 0.32300mcd/㎡까지 감쇄되는 데 필요한 시간.

3) 동기시간은 표준광원 200룩스에서 동기할 경우 얻어지는 잔광휘도가 포화되는 시간.

4) 내구성은 300왓트(W)의 고압수운등에서 가속시험할 때 잔광휘도가 20%이상 저하되는데 필요한 시간.

※ 위 내관통성 및 충격흡수성의 성능기준 및 시험방법은 2000.5.8.고시된 노동부 고시 제2000-15호 "보호구 성능 검정 규정" 중 안전모에 대한 규정에 따름.

상기 실시예 1 내지 실시예 5, 그리고 비교예 1 및 2에서 축광성 안료가 10중량부 내외 함유된 폴리카보네이트만으로 안전모 모체를 제조할 경우에는 내 충격성 및 충격흡수성이 안전모의 성능기준에 미달(비교예 1 및 2)하나, 본 발명의 구성 예에 따른 입상의 유리섬유강화 플라스틱인 장섬유 복합재에 장축광 안료를 혼합한 경우(실시예 2 및 5), 폴리카보네이트, PBT 수지 및 MBS 수지에 장축광 안료를 혼합한 경우(실시예 1) 및 섬유보강재 및 PBT 수지를 33중량부 혼합한 복합수지를 사용하는 경우(실시예 3 및 4)에는 안전모의 성능기준을 초과하는 정도의 우수한 내 관통성 및 충격흡수성을 가지는 것으로 평가되었다. 이는 안전모의 모체를 복합수지로 구성하거나 또는 섬유보강재를 사용하면 축광성 안료를 함유시키더라도 안전모의 성능기준에 문제점이 없음을 보여주는 것이다.

한편, 상기 실시 예에서 장축광성 안료에 의한 야간 발광성능을 보면, 잔광휘도가 인간의 시인치인 0.32300mcd/㎡까지 감쇄되는 데 필요한 시간으로 나타내는 잔광시간이 500분 즉, 8시간을 초과하는 것으로서 일몰 후 일출 시 까지 유지되는 발광효과가 있음을 보여주는 것이다. 비교예 1에서 발광휘도와 잔광시간에서 떨어지는 것은 반사층을 형성하지 아니하여 발광층에서 발산되는 빛이 안전모 모체의하부로 투과 및 분산되기 때문이다. 이는 반사층이 발광휘도를 높이는데 효과가 있다는 것을 보여주는 것이다.

본 발명에 따른 내충격성이 우수한 장축광 안전모는 장축광 안료를 5~15중량부 함유하면서도 종래의 안전모에 비해 내관통성 및 충격 흡수성이 떨어지지 않으면서 발광성능은 반영구적으로 발휘될 수 있는 효과가 있는 안전모이다. 또한 본 발명의 내충격성이 우수한 장축광 안전모는 녹, 청, 적색의 다양한 색상을 발광할 수 있는 안전모를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 반사층을 구비함으로써 종래 형광 또는 축광 수단을 구비한 안전모에 비해 발광휘도가 높고 잔광시간이 향상된 효과가 있는 장축광 안전모를 제공한다.

Claims (7)

1. 합성수지제 모체와 착장체로 구성되는 안전모에 있어서, 상기 모체(1)가 폴리카보네이트(polycarbonate:PC) 50~80중량부에 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate:PBT), 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌 공중합수지(methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer:MBS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합수지(acrylonitrile-butadiene-stylene copolymer:ABS), 폴리아미드(polyamide), 열가소성의 폴리에스테르 수지(polyester resin) 또는 고무 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 합성수지 20~50중량부와 5~15중량부의 장축광 안료로 이루어지고, 그 내부에 반사층(30)이 형성된 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 장축광 안전모.
2. 제1항에 있어서, 상기 모체(1)가 80~50중량부의 합성수지에 20~50 중량부의 실(yarn)상태의 섬유 보강재가 균일하게 분산, 혼입된 강화플라스틱(reinforced plastics) 100중량부와 장축광 안료 5~15중량부로 이루어지고, 그 내부에 반사층(30)이 형성된 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 장축광 안전모.
3. 제2항에 있어서, 상기 강화플라스틱(reinforced plastics)이 폴리프로필렌(polypropylene:PP), 폴리카보네이트(polycarbonate:PC) 또는 나이론(nylon)6에 실(yarn)상태의 유리섬유(fiber glass filament)를 균일하게분산, 혼입시킨 입상(pellet type)의 유리섬유강화 폴리프로필렌, 유리섬유강화 폴리카보네이트 또는 유리섬유강화 나이론 6 중에서 선택되는 1종이거나, 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 장축광 안전모.
4. 제1항에 있어서, 상기 모체가 80~50중량부의 합성수지와 5~15중량부의 장축광 안료 혼합물을 20~50 중량부의 유리섬유 직포 또는 부직포로 강화한 강화플라스틱(reinforced plastics)으로 이루어지고, 내부에 반사층(30)이 형성된 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 장축광 안전모.
5. 제4항에 있어서, 상기 합성수지가 폴리카보네이트(polycarbonate:PC), 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate:PBT), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌, 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌 공중합수지(methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer:MBS), 중합수지(acrylonitrile-butadiene-stylene copolymer:ABS), 폴리아미드(polyamide), 폴리에스테르 수지(polyester resin) 또는 고무 중에서 선택되는 1종이거나 또는 상기 폴리카보네이트(polycarbonate:PC) 50~80중량부에 다른 1종 이상을 20~50중량부 혼합한 복합수지인 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 장축광 안전모.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장축광 안료가 산화스트론튬(Strontium Oxide) 55 ~ 62.5중량부, 산화알루미늄(Aluminum Oxide) 35 ~ 42.5중량부, 산화디스프로슘(Dysprosium Oxide) 1 ~ 9중량부 및 산화유로퓸(Europium Oxide) 0.5 ~ 1.5중량부로 구성되는 축광성 녹색 발광체 조성물이거나, 산화스트론튬 20 ~ 68.75중량부, 산화알루미늄 30 ~ 78.75중량부, 산화칼슘(Calcium Oxide) 1 ~ 49.75%, 산화디스프로슘 0.1 ~ 49.75중량부, 산화유로퓸 0.1 ~ 49.75중량부 및 이산화규소(Silicon Dioxide) 0.05 ~ 48.8중량부로 구성되는 축광성 변색 청색 발광체 조성물 또는 칼슘설파이드(Calcium sulfide) 70 ~ 98.85중량부, 칼슘설페이트(Calcium sulfate) 1 ~ 29.85중량부, 유로퓸 및/또는 톨륨(Thulium) 0.05 ~ 28.9중량부 및 이산화규소 0.1 ~ 28.95중량부로 구성되는 축광성 변색 적색 발광체 조성물인 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 장축광 안전모.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사층(30)이 이산화티탄(TiO₂), 백색의 합성수지 필름 또는 종이로 형성된 것을 특징으로 하는 내충격성이 우수한 장축광 안전모.