WO2016204499A1 - 경량 헬멧 - Google Patents

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WO2016204499A1
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porous
helmet
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foamed plastic
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정상옥
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(주)나노텍세라믹스
정상옥
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Definitions

  • the present invention relates to a lightweight helmet, and more particularly to a lightweight helmet with improved impact resistance and hygroscopicity.
  • Helmets worn to prevent injuries during leisure activities such as riding motorcycles, racing cars, in-line skates and horse riding are not only able to absorb shocks effectively when they collide with the ground or other objects, Minimize damage to the helmet.
  • the helmet is a main body manufactured to maintain the basic shape of the helmet and to have an appropriate shock absorbency so that it is absorbed when the impact is applied to the wearer, and the shock absorbing layer and shock absorbing layer to alleviate the impact of the body therein
  • the inner liner is attached to the wearer's head in order to improve the feeling of wearing.
  • the main body of the helmet must have adequate shock absorbing ability to maintain the original appearance without being deformed even to the impact, in order to satisfy the requirements as described above, while excessively high stiffness will break in the collision It must be tough because it is concerned. In addition, in order to have a good fit, the requirements for low specific gravity must be satisfied.
  • Fiber-reinforced plastic is a mixture of fibers such as glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, and the like in thermosetting resins such as unsaturated polyester and epoxy resins, and is easy to process, and can be manufactured relatively thin while having high strength and shock absorption. It is a material that meets some requirements.
  • the fiber-reinforced plastic is basically a toughness compared to the thermoplastic resin by using a thermosetting resin, and this causes the helmet to break when a large impact is applied, and the thickness of the helmet body to prevent this Since it is necessary to increase the manufacturing cost not only increases, but also has a problem that leads to a decrease in fit due to the increase in weight.
  • a helmet body was manufactured using a thermoplastic resin.
  • a fiber reinforced plastic is composed of a resin structure (Resin Matrix) and a variety of organic and inorganic fibers or non-woven fabrics, knitted fabrics, etc. are completely buried in the resin structure to complement the physical properties.
  • Resin Matrix a resin structure
  • Recent technical trends are based on such a resin structure to form a minimum thickness of the resin structure and to form a lightweight material such as fibers, knitted fabrics, foam material on one or both sides.
  • the prior art basically introduces a fiber-reinforced plastic layer as an element constituting the helmet body, and in the form of stacking other materials in parallel thereto.
  • These helmets are not light enough due to the weight of the matrix resin of the fiber-reinforced plastic, there is a problem in the breathability problem may not be enough to discharge the moisture caused by the sweat generated inside may cause discomfort.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a lighter helmet by heat-sealing the porous foamed plastic layer and the reinforcing fibers without the thermosetting resin used as a matrix of the fiber-reinforced plastics. .
  • the present invention is to provide a comfortable helmet by absorbing the sweat by introducing a sweat-absorbing layer to ensure breathability and excellent hygroscopicity inside.
  • a lightweight helmet according to an embodiment of the present invention is a fiber sheet layer formed of a reinforcing fiber and a porous foamed plastic layer is formed by heat-sealing on one or both sides of the fiber sheet layer, the fiber sheet layer And two or more porous foamed plastic layers may be alternately formed.
  • a porous foamed plastic layer is formed on the one or both surfaces of the fiber sheet layer and the fiber sheet layer formed of reinforcing fibers, the fiber sheet layer and the porous Two or more foam plastic layers may be formed alternately.
  • the inner surface of the helmet further comprises a sweat absorbing layer having a surface layer and a back layer, the sweat absorbing layer is a pair of sheets containing a low-temperature fusion bonding between the surface layer and the back layer and the porous particles between the sheets It may include an absorbing layer formed by dispersing.
  • the fiber sheet layer may include at least one or more of chemical fibers, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers and ultra high molecular weight resin fibers.
  • the porous foamed plastic layer may be any one of expandable polypropylene (EPP), expandable polystyrene (EPS), and expandable polyethylene (EPE).
  • EPP expandable polypropylene
  • EPS expandable polystyrene
  • EPE expandable polyethylene
  • the low-temperature fusion yarn is a yarn of a seed / core structure, wherein the seed is a polyester having a low melting point, and the core may be a polyester having a general melting point.
  • the porous particles may include any one or more selected from silica, alumina, zeolite and diatomaceous earth.
  • the porous particles may be porous carbon particles or porous polymer particles.
  • the surface layer and the back layer may be formed of cotton yarn.
  • the outer surface of the helmet may further include an outer shell.
  • the lightweight helmet according to the present invention can be manufactured in a light weight by excluding the resin used as a matrix of the conventional fiber-reinforced plastics, the impact resistance is improved and the breathability can be improved by combining the porous foam plastic and the fiber sheet layer have. In addition, it is possible to form a sweat absorbing layer inside the helmet to remove the discomfort caused by sweat.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional hybrid bulletproof helmet.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the lightweight helmet according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a partial cross-sectional view of a lightweight helmet according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the lightweight helmet according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a lightweight helmet according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the inner surface layer 4 which may be referred to as a reinforcing fiber layer, is made of an aramid material that is laminated and attached in two to three layers.
  • the middle layer 2 is made of a plurality of layers of polyethylene, and the outer surface layer 3 is It is made of one layer of nylon material.
  • the inner surface layer 4 made of aramid fibers while forming a plurality of such layers is not sufficiently lightened by applying resin, which is a matrix material of the composite, and by using a non-permeable material for waterproofing effect from the outside. There is a problem of moisture inside.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the lightweight helmet according to the first embodiment of the present invention.
  • the lightweight helmet according to an embodiment of the present invention is a heat-sealed fiber sheet layer 110 formed of reinforcing fibers and one or both surfaces of the fiber sheet is formed a porous foam plastic layer 120 At least two layers may be formed. In FIG. 2, two fiber sheet layers 110 and three porous foamed plastic layers 120 are formed, but the number may be adjusted as necessary. In the case of forming a plurality of layers in this way it is possible to increase the impact strength and the impact absorption amount.
  • the fiber sheet layer 110 may include at least one of chemical fibers, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, and ultra high molecular weight resin fibers as reinforcing fibers.
  • the shape of the fiber sheet layer 110 may be implemented in various forms such as woven fabrics, knitted fabrics, nonwoven fabrics, and the like.
  • the shape of the core oil sheet layer 110 is a nonwoven fabric
  • the apparent density is low and the breathability is excellent, so that the fiber sheet layer 110 of the helmet of the present invention is suitable.
  • the nonwoven fabric can filter out fine particles due to the multi-density structure, thereby performing a filtering function such as gas and liquid. Since the filtration function is such that the gas or liquid permeability is very large, the passage of gases such as air is free to show a highly breathable physical properties. Larger breathability is a porous structure with a lot of empty space between the fiber structure layer serves to lower the apparent density of the fiber sheet layer 110 can reduce the overall weight of the helmet.
  • Aramid fibers can be used in a variety of types of fabric, but can be used aramid fabric that provides excellent ballistic performance and relatively easy to manufacture.
  • the warp beam is installed on the loom and the aramid fiber is applied by weaving to complete the aramid fabric.
  • the arimid fabric is preferably a plain weave, or basket weave. Since the plain weave or basket weave is formed while the warp and weft are in a constant bend, when subjected to an external force by bullet, etc., the external force can be uniformly distributed throughout the fabric, thereby providing excellent ballistic performance.
  • the ultra high molecular weight resin fibers may be formed of, for example, resins such as ultra high molecular weight polyethylene or ultra high molecular weight polypropylene and ultra high molecular weight polyester.
  • the ultra high molecular weight resin has a structure that is a molecular sieve having a linear structure as a material having an average molecular mass of 1 million or more, and may exhibit excellent wear resistance and high strength. Therefore, since it has a high impact strength, the impact strength can be improved when used in the fiber sheet layer of the helmet material of the present invention.
  • the fiber sheet layer 110 is preferably formed on the one or both sides of the porous foam plastic layer 120 and the fiber sheet layer 110 and the porous foam plastic layer 120 is preferably laminated at least two. Basically, it is preferable to form the porous foamed plastic layer 120 on the inner side of the helmet for shock absorption, but may be formed on the outer side. More preferably, both surfaces of the fiber sheet layer 110 may be a porous foamed plastic layer 120. If the porous foamed plastic layer 120 is formed on both sides, the shock absorbing amount can be increased, and the fiber sheet layer 110 can be prevented from being damaged by not exposing the outer surface.
  • the porous foamed plastic layer 120 may be formed of any one selected from expandable polypropylene (EPP), expandable polystyrene (EPS), and expandable polyethylene (EPE).
  • EPP expandable polypropylene
  • EPS expandable polystyrene
  • EPE expandable polyethylene
  • the foamed plastic is made to have a fine foamed structure inside the plastic by the blowing agent.
  • Effervescent polystyrene is included in polystyrene, a kind of general purpose plastic, and is used as a heat insulating material because of its low thermal conductivity, and has excellent buffering effect against external impact.
  • EPS Effervescent polystyrene
  • EPP effervescent polypropylene
  • EPE effervescent polyethylene
  • the porous foam plastic and the fiber sheet layer 110 is formed by thermal fusion of the shock absorbing fiber composite material can be much lower in weight without using a conventional matrix resin, and is lighter than the conventional fiber-reinforced plastic and impact resistance Is improved.
  • the outer surface of the helmet may further include a jacket.
  • the outer shell serves to prevent breakage of the porous foamed plastic layer or the fiber sheet layer exposed to the outside of the helmet and to secure paintability.
  • the outer shell may be formed by melting a thermosetting resin or a thermoplastic resin on the outer surface of the helmet and a thin film of about 0.01 to 0.8 mm. If paint is painted on this, it is possible to improve the paintability of the helmet and to implement a beautiful exterior of the conventional helmet outer shell.
  • the embodiment of the present invention alternately stacks the fiber sheet layer 110 and the porous foamed plastic layer 120 so that a certain space air may pass therethrough to ensure breathability and smooth air circulation to sweat inside. Even if this is better, you can eliminate the discomfort.
  • the sweat absorbing layer 130 may be further included on an inner surface of the helmet in order to more efficiently remove moisture in the helmet that may be generated by the sweat.
  • the lightweight helmet according to an embodiment of the present invention is a porous foamed plastic layer 120 is formed through the adhesive layer on one or both surfaces of the fiber sheet layer 110 and the fiber sheet formed of reinforcing fibers Each layer may be formed in two or more.
  • the fiber sheet layer 110 and the porous foamed plastic layer 120 are formed by an adhesive layer rather than heat fusion.
  • the adhesive layer may be formed of a commonly used adhesive.
  • the adhesive used herein may be, for example, an inorganic adhesive, a resin-based inorganic adhesive, a rubber adhesive, an epoxy adhesive, a UV curable adhesive, or the like, but is not limited thereto.
  • the sweat absorbing layer 130 may be further included on the inner surface of the helmet.
  • the sweat-absorbing layer 130 is composed of a surface layer 131 and the back layer 132, the absorption layer 140 is formed between the surface layer 131 and the back layer 132 is porous particles that can absorb water therein 142 is dispersed therein, and the low melting fiber (LM company) 141 may serve as a ground so that the porous particles 142 may be dispersed.
  • LM company low melting fiber
  • Such an absorbing layer may be formed by bonding a pair of sheets including a low temperature fusion splicer and dispersing porous particles between the sheets.
  • the low temperature fusion yarn 141 is a yarn having a seed / core structure, and has a low melting point polyester, and the core may be a polyester having a general melting point.
  • the low melting point here means that it is relatively lower than the melting point of the polyester used for the core. That is, the mood temperature, which means the low melting point, is not particularly determined, and may vary fluidly according to the type of polyester used as the core.
  • porous particles 142 Place the porous particles 142 between the sheets containing the low-temperature fusion yarn 141 and then apply heat and apply heat between 160 ⁇ 240 °C lower than the general polyester and higher than the low-temperature fusion yarn 141
  • the sheath portion of the low-temperature fusion yarn 141 is deformed so that fusion between the yarns occurs easily, so that a special post-processing bonding effect may be expressed.
  • the porous particles 142 are located between the polyester fibers, water introduced through the surface layer 131 or the back layer 132 is absorbed into a plurality of pores formed in the porous particles 142 to absorb moisture. It is possible.
  • the porous particles 142 have a plurality of pores formed on the surface and the inside thereof, and have a powder form.
  • a function of absorbing moisture by capillary action by a plurality of pores, and if such pores are formed is not particularly limited to the type of particles.
  • ceramic materials silica, alumina, zeolite or diatomaceous earth are preferred among the porous ceramics. If micropores are formed, not only the absorption of moisture but also a deodorizing effect can be expected.
  • zeolite is a kind of hydrous aluminum silicate mineral which contains alkali metal or alkaline earth metal as a mineral obtained from volcano, and the tetrahedral shape is combined into three-dimensional network.
  • a gap in the gap which has a molecular sieve function and can adsorb a large amount of water at the same time, maintains the form of the pores even at high temperatures, and adsorbs ammonia, heavy metals, and toxic substances and releases them even when saturated. It does not have a property, and it is also used as a filter medium formed from hard water.
  • the cation contains exchangeable cations, it has ion exchangeability that exchanges freely with other cations easily. By using this property, it is possible to remove harmful substances, concentrate and recover useful components.
  • porous particles may be porous carbon particles or porous polymer particles. These organic porous particles have a strong absorbing power and can be expected to have effects such as adsorption of contaminants as well as absorbing power.
  • the surface layer 131 and the back layer 132 preferably include cotton yarns.
  • Cotton yarns are generally used as fabrics but can be layered in other ways. In the case of including the cotton yarn is excellent in absorbency in the cotton yarn itself, after absorbing the water first and transfer the water to the internal absorbing layer 140, the texture is soft again, there is an advantage that can give comfort when used on the surface touching the human body . In particular, it is used in the circumference of hats and helmets, and in the armpits of clothing, and even when sweating, it absorbs the sweat and feels comfortable. It is preferable to use cotton yarn for the surface layer 131 and the back layer 132, but any fiber may be used as long as it is a fabric having water permeability.
  • the sweat absorbing layer 130 may be formed over the entire inner surface of the helmet, but it is possible to adjust its position and thickness as necessary. In particular, when formed in the form of a band around the forehead and the neck directly in contact with the human skin in the helmet it is possible to exhibit an excellent hygroscopic effect even in a small area.
  • Sweat absorbing layer 130 and the porous foam plastic layer 120 may be laminated by a variety of methods. As shown in Figure 4 it can be connected using a separate binder 160.
  • This binder 160 may be used in a variety of ways, it is also possible to use a detachable bellows material. It is possible to laminate the sweat-absorbing layer and the porous foamed plastic by heat fusion by heating the foamed plastic without a separate binder.
  • the method of forming the sweat absorbing layer on the inner surface of the helmet may be variously applied, and is not limited to a specific method.
  • the lightweight helmet according to the fourth embodiment of the present invention is formed of the fibrous sheet layer 110 and the porous foamed plastic layer 120 by an adhesive layer rather than heat fusion.
  • the other structure is the same as that of the 3rd Example.
  • the adhesive layer may be formed of a commonly used adhesive.
  • the adhesive used herein may be, for example, an inorganic adhesive, a resin-based inorganic adhesive, a rubber adhesive, an epoxy adhesive, a UV curable adhesive, or the like, but is not limited thereto.
  • helmet 110 fiber sheet layer

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 경량 헬멧은, 강화 섬유로 형성된 섬유시트층 및 상기 섬유시트층의 일면 또는 양면에 열융착되어 다공성 발포플라스틱층이 형성되고, 상기 섬유시트층 및 상기 다공성 발포플라스틱층이 교대로 2개이상 형성될 수 있다.

Description

경량 헬멧
본 발명은 경량 헬멧에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내충격성 및 흡습성이 향상된 경량 헬멧에 관한 것이다.
오토바이 탑승, 경주용 자동차, 인라인 스케이트, 승마와 같은 레져 활동 시에 부상을 방지하기 위해 착용하는 헬멧은 기본적으로 지면이나 기타의 물체와 헬멧이 부딪히는 경우에 충격을 효율적으로 흡수할 뿐만 아니라 충격으로 인한 헬멧의 손상을 최소화 해야 한다.
일반적으로 헬멧은 헬멧의 기본적인 형태를 유지하고 충격이 가해지는 경우 이를 흡수하여 착용자에가 전달되지 않도록 적절한 충격 흡수성을 갖도록 제조되는 본체와, 그의 내부에 본체의 충격을 완화시켜주는 충격흡수층과 충격흡수층 내측에 착용자의 머리와 접촉시 착용감을 좋게 하기 위해 라이너 등이 부착되어 있는 구조로 되어 있다.
이러한 구조에서 헬멧의 본체는 상술한 바와 같은 요구조건을 만족하기 위하여, 충격에도 변형되지 않고 원래의 외형을 유지할 수 있는 정도의 적절한 충격 흡수성을 가져야 하는 반면에, 지나치게 강성이 높으면 충돌시에 깨어질 우려가 있으므로 인성을 가져야 한다. 이외에도 착용감을 좋게 하기 위해서는 비중이 적어야 하는 요구 조건을 만족하여야 한다.
현재까지 대부분의 헬멧 본체는 상기와 같은 요구조건을 만족하기 위해서 섬유강화플라스틱으로 제조되고 있다. 섬유강화플라스틱은 불포화폴리에스테르, 에폭시 수지와 같은 열경화성수지에 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 등과 같은 섬유를 혼합한 것으로서 가공이 용이하며, 높은 강도와 충격 흡수성을 가지면서도 비교적 얇게 제조할 수 있어 상술한 요구조건을 어느 정도 만족하는 재질이다.
그러나, 섬유강화플라스틱은 기본적으로 열경화성 수지를 사용함으로써 열가소성 수지에 비해 인성이 부족한 것이 현실이며, 이로 인해 큰 충격이 가해지는 경우 헬멧이 깨어지는 일이 발생하고 있으며, 이를 방지하기 위해서는 헬멧 본체의 두께를 증가시켜야 하기 때문에 제조비용이 증가할 뿐만 아니라 중량의 증가로 인한 착용감의 저하로 이어지는 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 열가소성 수지를 사용하여 헬멧 본체를 제조하기도 하였다. 이러한 섬유강화플라스틱은 수지 구조(Resin Matrix)가 기본이 되고 물성의 보완을 위하여 각종 유기 및 무기 섬유 또는 부직포, 편성물 등이 수지 구조속에 완전히 묻혀 있는 형태로 구성되어 있다. 최근의 기술 동향은 이러한 수지 구조를 기본으로 하여 수지 구조를 최소의 두께를 형성하고 어느 일면 혹은 양쪽 면에 섬유, 편성물, 발포재질 등 경량의 재질을 추가로 형성하고 있다.
상기와 같이 종래 기술들은 기본적으로 헬멧 본체를 구성하는 요소로서 섬유강화플라스틱층을 필수적으로 도입하고 있으며, 이것과 병행하여 다른 소재들을 적층하는 형태로 이루어져 있다. 이러한 헬멧 들은 섬유강화플라스틱의 매트릭스 수지의 무게 때문에 충분히 가벼워지지 않으며 통기성에 문제가 있어 내부에서 발생하는 땀에 의한 습기를 충분히 배출하지 못하여 불쾌감을 유발시킬 수 있는 문제가 있다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 섬유강화플라스틱의 매트릭스로 사용되는 열경화성 수지를 배제하고 다공성 발포플라스틱층과 강화섬유를 열융착시켜 보다 가벼운 헬멧을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명은 통기성을 확보하고 내부에 흡습성이 우수한 땀흡수층를 도입하여 땀을 흡수하여 쾌적한 헬멧을 제공하는 데 있다.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 헬멧은, 강화 섬유로 형성된 섬유시트층 및 상기 섬유시트층의 일면 또는 양면에 열융착되어 다공성 발포플라스틱층이 형성되고, 상기 섬유시트층 및 상기 다공성 발포플라스틱층이 교대로 2개이상 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 경량 헬멧은, 강화 섬유로 형성된 섬유시트층 및 상기 섬유시트층의 일면 또는 양면에 접착층을 매개로 다공성 발포플라스틱층이 형성되고, 상기 섬유시트층 및 상기 다공성 발포플라스틱층이 교대로 2개이상 형성될 수 있다.
상기 헬멧의 내측면에 표면층과 이면층이 형성된 땀흡수층을 더 포함하며, 상기 땀흡수층은 상기 표면층과 상기 이면층 사이에 저온 융착사가 포함된 한 쌍의 시트를 맞붙이고 상기 시트 사이에 다공성 입자를 분산시켜 형성된 흡수층을 포함할 수 있다.
상기 섬유시트층은 화학섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 및 초고분자량 수지섬유 중 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 다공성 발포플라스틱층은 발포성 폴리프로필렌(EPP), 발포성 폴리스틸렌(EPS) 또는 발포성 폴리에틸렌(EPE) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 저온융착사는 시드/코어(Sheath/Core) 구조의 원사로서, 상기 시드는 저융점을 가지는 폴리에스테르이고, 상기 코어는 일반적인 융점을 갖는 폴리에스테르일 수 있다.
상기 다공성 입자는 실리카, 알루미나, 제올라이트 및 규조토 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 다공성 입자는 다공성 탄소 입자 또는 다공성 고분자 입자일 수 있다.
상기 표면층과 이면층은 면사로 형성될 수 있다.
상기 헬멧의 외측면에 외피를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 경량 헬멧에 따르면 기존의 섬유강화플라스틱의 매트릭스로 사용되는 수지를 배제함으로써 경량으로 제조할 수 있으며, 다공성의 발포플라스틱과 섬유시트층을 조합하여 내충격성이 향상되고 통기성이 향상될 수 있다. 또한, 헬멧의 내부에 땀흡수층을 형성하여 땀에 의한 불쾌감을 제거할 수 있다.
도 1은 종래의 하이브리드 방탄헬멧을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 경량 헬멧의 일부단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 경량 헬멧의 일부단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 경량 헬멧의 일부단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 경량 헬멧의 일부단면도이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 내충격성 및 흡습성이 향상된 경량헬멧에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 하이브리드 방탄헬멧을 나타낸 단면도이다. 도1에 도시된 바와 같이 하이브리드 방탄헬멧(1)의 중간층(2), 외부표면층(3), 내부표면층(4)의 다층구조로 되어 있다. 강화섬유층이라고 할 수 있는 내부표면층(4)은 2~3겹으로 적층되어 부착되는 아라미드(Aramid)소재로 이루어지며, 중간층(2)은 다수겹의 폴리에틸렌 소재로 구성되며, 외부표면층(3)은 한겹의 나일론소재로 되어 있다. 이와 같은 다수의 층을 형성하면서도 아라미드 섬유로 구성되는 내부표면층(4)은 복합재의 매트릭스 재료인 수지를 도포하여 이용하여 경량화가 충분이 이루어지지 않으며, 외부로부터 방수 효과를 위해 비투수성 소재를 사용함으로써 내부에 습기가 차는 문제점이 발생하게 된다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 경량 헬멧의 일부단면도이다.
도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예 따른 경량 헬멧은 강화 섬유로 형성된 섬유시트층(110) 및 상기 섬유시트의 일면 또는 양면에 열융착되어 다공성 발포플라스틱층(120)이 형성되고, 각각의 층이 2개이상 형성될 수 있다. 도2에서는 2개의 섬유시트층(110)과 3개의 다공성 발포플라스틱층(120)이 형성되어 있으나, 필요에 따라 그 수를 조절할 수 있다. 이와 같이 다수층을 형성하는 경우에는 충격강도와 충격흡수량을 증가시킬 수 있다.
섬유시트층(110)은 강화섬유로 화학섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 및 초고분자량 수지섬유 중에 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 섬유시트층(110)의 형태는 직물, 편성물, 부직포 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며 특정한 형태로 한정되지 않는다.
특히, 심유시트층(110)의 형태가 부직포인 경우 겉보기 밀도가 낮고 통기성이 우수하여 본 발명의 헬멧의 섬유시트층(110)으로 적합하다. 부직포는 다밀성 구조로 인하여 미세한 입자까지 걸러낼 수 있어 기체, 액체 등의 여과기능을 수행할 수 있다. 이러한 여과기능은 기체 혹은 액체 투과율이 상당히 크기 때문에 공기 등의 기체의 통과가 자유로워 통기성이 큰 물성을 보여주게 된다. 통기성을 크다는 것은 그 만큼 섬유구조층 사이에 빈 공간이 많은 다공성 구조로서 섬유시트층(110)의 겉보기 밀도를 낮추는 역할을 하여 헬멧의 전체 중량을 줄여줄 수 있다.
또한, 아라미드 섬유를 사용하는 경우에는 양호한 내열성과 높은 인장 강도 및 탄성률을 가짐에 따라 방탄 성능을 구현하는 것이 가능하다. 아라미드 섬유는 다양한 형태의 원단을 사용하는 것이 가능하나, 우수한 방탄 성능을 제공하고 제조가 비교적 용이한 아라미드 직물을 사용할 수 있다. 직물을 제조하는 경우 아라미드 섬유를 경사로 적용하여 경사빔을 제조한 후, 상기 경사빔을 직기에 설치하고 아라미드 섬유를 위사로 적용하여 직조함으로써 아라미드 직물을 완성하게 된다. 이때, 아리미드 직물은 평직, 또는 바스켓직 조직이 바람직하다. 이러한 평직 또는 바스켓직 조직은 경사 및 위사가 일정한 굴곡을 이루면서 형성되어 있기 때문에 총탄 등에 의한 외력을 받을 경우, 외력을 균일하게 직물 전체로 분산시킴에 따라 우수한 방탄 성능을 제공할 수 있다.
초고분자량 수지 섬유는 일예로 초고분자량 폴리에틸렌 또는 초고분자량 폴리프로필렌, 초고분자량 폴리에스테르 등의 수지로 형성될 수 있다. 이러한 초고분자량 수지는 평균 분자 질량이 100만 이상 달하는 소재로서 선형 구조의 분자체인 구조를 가지며, 우수한 내마모성, 고강도의 특성을 나타낼 수 있다. 따라서 높은 충격강도를 가지므로 본 발명의 헬멧 소재의 섬유시트층에 사용되는 경우 충격 강도가 향상될 수 있다.
섬유시트층(110)은 그 일면 또는 양면에 다공성 발포플라스틱층(120)을 형성하고 상기 섬유시트층(110)과 상기 다공성 발포플라스틱층(120)은 2장 이상 적층하는 것이 바람직하다. 기본적으로 헬멧의 내부 측에 다공성 발포플라스틱층(120)을 형성하는 것이 충격 흡수를 위해 바람직하나, 외부측면에 형성되어 무방하다. 보다 바람직하게 섬유시트층(110)의 양면을 다공성 발포플라스틱층(120)을 할 수 있다. 양면에 다공성 발포플라스틱층(120)을 형성하게 되면 보다 충격흡수량을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 섬유시트층(110)을 외면에 노출하지 않아 파손되는 것을 방지할 수 있다.
다공성 발포플라스틱층(120)은 발포성 폴리프로필렌(EPP), 발포성 폴리스틸렌(EPS) 또는 발포성 폴리에틸렌(EPE) 중에 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다. 발포 플라스틱은 발포제에 의해 플라스틱의 내부에 미세한 거품상의 구조를 갖도록 한 것이다.
발포성 폴리스틸렌(EPS)는 범용플라스틱의 일종인 폴리스틸렌(Polystyrene)에 포함되며 낮은 열전도율 때문에 단열재로 사용되기도 하면서 외부 충격에 완충 효과가 우수하다. 또한 발포 고분자 중에서 밀도가 가장 낮고 재사용이 가능한 이점이 있다. 다만, 발포성 폴리스틸렌(EPS)의 경우 열에 의해 다량의 다이옥신이 발생하기 때문에 재활용에 어려움이 있고 반복충격에 약하기 때문에 발포성 폴리프로필렌(EPP)나 발포성 폴리에틸렌(EPE)를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
이와 같이 다공성 발포 플라스틱과 섬유시트층(110)을 열융착에 의해 형성된 충격흡수용 섬유 복합재는 기존의 매트릭스 수지를 사용하지 않아 중량을 많이 낮출 수 있으며, 기존의 섬유강화플라스틱보다 가벼우며 내충격성이 향상된다.
또한, 헬멧의 외측면에 외피를 더 포함할 수 있다. 외피는 헬멧의 외부로 노출되어 있는 다공성 발포플라스틱층 또는 섬유시트층의 파손을 방지하고 도장성을 확보하는 역할을 한다. 이러한 외피은 헬멧의 외측면에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 용융하여 0.01~0.8mm 정도의 얇은 피막에 의해 형성될 수 있다. 이 위에 페인트를 도장하게 되면 헬멧의 도장성을 개선할 수 있고 종래의 헬멧 외부쉘이 가지는 미려한 외장을 구현할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시예는 섬유시트층(110)과 다공성 발포플라스틱층(120)을 교대로 적층하여 내부에 일정공간 공기가 통과할 수 있어서 통기성이 확보되고 공기순환이 원활하게 되어 내부에 땀이 나더라도 불쾌감을 해소할 수 있다. 땀에 의해 발생될 수 있는 헬멧 내부의 습기를 보다 효율적으로 제거하기 위해 헬멧의 내측면에 땀흡수층(130)을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 경량 헬멧의 일부 단면도이다. 도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예 따른 경량 헬멧은 강화 섬유로 형성된 섬유시트층(110) 및 상기 섬유시트의 일면 또는 양면에 접착층을 매개로 다공성 발포플라스틱층(120)이 형성되고, 각각의 층이 2개이상 형성될 수 있다. 제1 실시예와 비교하여 볼 때, 섬유시트층(110)과 다공성 발포플라스틱층(120)을 열융착이 아닌 접착층에 의해 형성시킨 것이다. 이와 같이 열융착이 아닌 별도의 접착층에 의해 적층시키는 것도 가능하며, 다른 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하다.
접착층은 통상 사용되는 접착제로 형성될 수 있다. 여기서 사용되는 접착제는 일예로 무기접착제, 수지계열의 무기접착제, 고무접착제, 에폭시 접착제, UV 경화형 접착제 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다.
도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 경량 헬멧의 일부 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 헬멧의 내측면에 땀흡수층(130)이 더 포함될 수 있다. 이러한 땀흡수층(130)은 표면층(131)과 이면층(132)으로 구성되고, 흡수층(140)은 표면층(131)과 이면층(132)사이에 형성되어 내부에 물을 흡수할 수 있는 다공성 입자(142)가 내부에 분산되어 있으며, 다공성 입자(142)가 분산될 수 있도록 지지역할을 하는 것이 저온융착사(Low melting fiber, LM사)(141)일 수 있다. 이러한 흡수층은 저온 융착사가 포함된 한 쌍의 시트를 맞붙이고 상기 시트 사이에 다공성 입자을 분산시켜 형성시킬 수 있다.
저온융착사(141)는 시드/코어(Sheath/Core) 구조의 원사로서, 저융점을 가지는 폴리에스테르이고, 상기 코어는 일반적인 융점을 갖는 폴리에스테르일 수 있다. 여기서 저융점이란 상기 코어에 사용되는 폴리에스테르의 융점보다 상대적으로 낮다는 것을 의미한다. 즉 상기 저융점을 의미하는 기분 온도는 특별히 정해진 값은 아니며, 코어로 사용되는 폴리에스테르의 종류에 따라 유동적으로 변할 수 있다. 저온융착사(141)가 포함된 시트 사이에 다공성 입자(142)을 위치시킨 후 열을 가하게 되며 일반 폴리에스테르 보다는 낮고 저온융착사(141) 보다는 높은 온도인 160~240℃ 사이의 열을 가하여 되며 저온융착사(141)의 시스부분이 변형되어 원사간의 쉽게 융착이 발생하여 특별한 후가공을 하지 본딩효과가 발현될 수 있다. 다공성 입자(142) 이 폴리에스테르 섬유 사이 사이에 위치 함으로써 표면층(131) 또는 이면층(132)을 통하여 투입되는 물이 다공성 입자(142) 에 형성되어 있는 다수의 기공 속으로 흡착되어 수분을 흡수하는 것이 가능하다.
다공성 입자(142)은 표면 및 내부에 다수의 기공이 형성된 것으로 통상적으로 분말 형태를 띤다. 다수의 기공에 의해 모세관 현상에 의해 수분을 흡수하는 기능을 수행하며, 이러한 기공이 형성된 것이라면 입자의 종류에 특별히 한정되는 것은 아니다. 세라믹 재료의 경우에는 다공성 세라믹 중에서 실리카, 알루미나, 제올라이트 또는 규조토가 바람직하다. 미세기공이 형성된 경우에는 수분의 흡수뿐만 아니라 탈취 효과도 기대할 수 있다.
특히 제올라이트는 화산에서 얻는 광물질로서 알칼리 금속 또는 알칼리토금속을 함유하는 함수 알루미늄 규산염 광물의 일종으로 사면체 형상이 입체망상으로 결합하고 있는 구조로 중앙부에 큰 틈이 존재하고, 망상구조고 올바른 규칙이 깨어져 골격에 빈틈이 있는데, 이 빈틈에 의해 분자체 기능을 가지면서 동시에 다량을 물을 흡착할 수 가 있고, 고온에서도 그 기공의 형태가 유지되며 암모니아 및 중금속, 독성물질을 흡착해서 포화상태가 되도 다시 배출하지 않는 성질이 있으며, 경수를 연수로 형성되는 여과재로 사용되기도 한다. 또한 결정구조 내에 교환가능한 양이온을 함유하고 있기 때문에 용이하게 다른 양이온과 자유롭게 교환하는 이온 교환성을 갖는데, 이 성질을 이용하여 유해물질의 제거, 유용성분의 농축, 회수를 할 수 있다.
또한, 다공성 입자는 다공성 탄소 입자 또는 다공성 고분자 입자일 수 있다. 이러한 유기 다공성 입자들은 강한 흡수력을 가지며 흡수력 뿐 만 아니라 오염물질의 흡착 등의 효과도 기대할 수 있다.
표면층(131)과 이면층(132)은 면사를 포함하는 것이 바람직하다. 면사의 경우 직물로서 사용되는 것이 일반적이나 다른 방법으로 층을 형성할 수 있다. 면사를 포함하는 경우에는 면사 자체에서 흡수성이 뛰어나 일차적으로 물을 흡수하고 내부 흡수층(140)으로 물을 전달하고 나면 다시 감촉이 부드러워져 인체가 닿는 면에 사용하는 경우 쾌적함을 줄 수 있는 장점이 있다. 특히 모자, 헬멧의 둘레 부분과 의류의 겨드랑이 부분에 사용되며 땀이 날 때에도 땀을 바로 흡수하여 쾌적함을 느낄 수 있다. 표면층(131)과 이면층(132)을 면사를 사용하는 것이 바람직하나, 투수성이 있는 원단이라면 어떤 섬유를 사용하여도 무방하다.
이와 같은 땀흡수층(130)은 헬멧의 내측면 전부에 걸쳐 형성되는 것도 가능하나, 필요에 따라 그 위치 및 두께를 조절하는 것이 가능하다. 특히 헬멧에서 사람의 피부와 직접적으로 맞닿는 이마부위 및 목 주변에 밴드형태로 형성하는 경우 작은 면적으로도 우수한 흡습효과를 나타내는 것이 가능하다.
땀흡수층(130)과 다공성의 발포플라스틱층(120)은 다양한 방법에 의해 적층될 수 있다. 도4에 도시된 바와 같이 별도의 결합재(160)를 사용하여 연결할 수 있다. 이러한 결합재(160)는 다양하게 사용될 수 있으며 착탈가능하게 벨크로우즈 소재를 사용할 수 도 있다. 별도의 결합재 없이 발포플라스틱에 가열하여 열융착에 의해 땀흡수층과 다공성의 발포플라스틱을 적층할 수 있다. 땀흡수층을 헬멧의 내면에 형성하는 방법은 다양하게 적용될 수 있으며, 특정한 방법에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 경량 헬멧의 일부 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 경량 헬멧은 섬유시트층(110)과 다공성 발포플라스틱층(120)을 열융착이 아닌 접착층에 의해 형성시킨 것이다. 이와 같이 열융착이 아닌 별도의 접착층에 의해 적층시키는 것도 가능하며, 다른 구성을 제3 실시예의 구성과 동일하다.
접착층은 통상 사용되는 접착제로 형성될 수 있다. 여기서 사용되는 접착제는 일예로 무기접착제, 수지계열의 무기접착제, 고무접착제, 에폭시 접착제, UV 경화형 접착제 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 헬멧 110: 섬유시트층
120: 다공성 발포플라스틱층 130: 땀흡수층
131: 표면층 132: 이면층
140: 흡수층 141: 저온융착사
142: 다공성 입자

Claims (17)

  1. 강화 섬유로 형성된 섬유시트층 및 상기 섬유시트층의 일면 또는 양면에 열융착되어 다공성 발포플라스틱층이 형성되고, 상기 섬유시트층 및 상기 다공성 발포플라스틱층이 교대로 2개이상 형성되어 있는 경량 헬멧.
  2. 강화 섬유로 형성된 섬유시트층 및 상기 섬유시트층의 일면 또는 양면에 접착층을 매개로 다공성 발포플라스틱층이 형성되고, 상기 섬유시트층 및 상기 다공성 발포플라스틱층이 교대로 2개이상 형성되어 있는 경량 헬멧.
  3. 청구항1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 헬멧의 내측면에 표면층과 이면층이 형성된 땀흡수층을 더 포함하며, 상기 땀흡수층은 상기 표면층과 상기 이면층 사이에 저온 융착사가 포함된 한 쌍의 시트를 맞붙이고 상기 시트 사이에 다공성 입자를 분산시켜 형성된 흡수층을 포함하는 경량 헬멧.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 섬유시트층은 화학섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 및 초고분자량 수지섬유 중 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 다공성 발포플라스틱층은 발포성 폴리프로필렌(EPP), 발포성 폴리스틸렌(EPS) 또는 발포성 폴리에틸렌(EPE) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 경량헬멧.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 저온융착사는 시드/코어(Sheath/Core) 구조의 원사로서, 상기 시드는 저융점을 가지는 폴리에스테르이고, 상기 코어는 일반적인 융점을 갖는 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 다공성 입자는 실리카, 알루미나, 제올라이트 및 규조토 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 경량 헬멧.
  8. 청구항 3에 있어서
    상기 다공성 입자는 다공성 탄소 입자 또는 다공성 고분자 입자인 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 표면층과 이면층은 면사로 형성된 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 헬멧의 외측면에 외피를 더 포함하는 경량헬멧.
  11. 내측면에 표면층과 이면층이 형성된 땀흡수층을 포함하며, 상기 땀흡수층은 상기 표면층과 상기 이면층 사이에 저온 융착사가 포함된 한 쌍의 시트를 맞붙이고 상기 시트 사이에 다공성 입자를 분산시켜 형성된 흡수층을 포함하는 경량 헬멧.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 땀흡수층의 외측면에 강화 섬유로 형성된 섬유시트층 및 상기 섬유시트의 일면 또는 양면에 열융착되어 형성되는 다공성 발포플라스틱층이 형성되고, 상기 섬유시트층 및 상기 다공성 발포플라스틱층이 교대로 2개 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 땀흡수층의 외측면에 강화 섬유로 형성된 섬유시트층 및 상기 섬유시트의 일면 또는 양면에 접착층을 매개로 형성되는 다공성 발포플라스틱층이 형성되고, 상기 섬유시트층 및 상기 다공성 발포플라스틱층이 교대로 2개 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 저온융착사는 시드/코어(Sheath/Core) 구조의 원사로서, 상기 시드는 저융점을 가지는 폴리에스테르이고, 상기 코어는 일반적인 융점을 갖는 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 다공성 입자는 실리카, 알루미나, 제올라이트 및 규조토 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 경량 헬멧.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 다공성 입자는 다공성 탄소 입자 또는 다공성 고분자 입자인 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 표면층과 이면층은 면사로 형성된 것을 특징으로 하는 경량 헬멧.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10716351B2 (en) * 2016-06-28 2020-07-21 Peter G. MEADE Zero impact head gear
DE102020122545A1 (de) 2020-08-28 2022-03-03 Hopus Technology Inc. Herstellungsverfahren für verstärkte Kunststoffschalen von Schutzhelmen und nach diesem Verfahren hergestellte Helmstruktur

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08302517A (ja) * 1995-05-11 1996-11-19 Chubu Shintoukai Felt:Kk フェルト製保護帽子の製造方法
KR100534068B1 (ko) * 2004-01-26 2005-12-06 주식회사 홍진에이치제이씨 다층구조를 갖는 헬멧쉘 및 그 제조방법
KR100897434B1 (ko) * 2008-10-15 2009-05-25 주식회사 나노텍세라믹스 경량 헬멧쉘
KR20130120113A (ko) * 2012-04-25 2013-11-04 주식회사 엘지화학 코어-시스 복합섬유로 이루어진 다공성 부직포 기재를 포함하는 분리막, 및 이를 포함하는 전기화학 소자
JP2014028337A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Oji Holdings Corp 収容容器付き環境汚染物質除去用シート

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4886697A (en) * 1988-04-29 1989-12-12 Weyerhaeuser Company Thermoplastic material containing absorbent pad or other article
US5025504A (en) * 1988-12-16 1991-06-25 Weyerhaeuser Company Liner for a helmet, hat, cap or other head covering
JP3010156U (ja) * 1994-06-20 1995-04-25 クレトイシ株式会社 冷却用帽体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08302517A (ja) * 1995-05-11 1996-11-19 Chubu Shintoukai Felt:Kk フェルト製保護帽子の製造方法
KR100534068B1 (ko) * 2004-01-26 2005-12-06 주식회사 홍진에이치제이씨 다층구조를 갖는 헬멧쉘 및 그 제조방법
KR100897434B1 (ko) * 2008-10-15 2009-05-25 주식회사 나노텍세라믹스 경량 헬멧쉘
KR20130120113A (ko) * 2012-04-25 2013-11-04 주식회사 엘지화학 코어-시스 복합섬유로 이루어진 다공성 부직포 기재를 포함하는 분리막, 및 이를 포함하는 전기화학 소자
JP2014028337A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Oji Holdings Corp 収容容器付き環境汚染物質除去用シート

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