KR101412018B1 - 방탄헬멧 부수기재 및 이를 부착한 방탄 헬멧 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피탄 충격시 머리가 보호될 수 있는 완충작용이 가능한 재질로 제작하며 헬멧의 무게를 적절히 분산시킬 수 있는 구조를 가져 착용감이 좋으면서도 흡수효과가 뛰어나며, 머리부분에 가해지는 충격을 효율적으로 완화시킬 수 있도록 한다. 피탄 충격시 머리가 보호될 수 있는 완충작용이 가능한 재질로 다양한 머리 크기에 따라 조절이 가능하도록 다양한 방법 적용 가능한 재질이다. 통기성 및 땀 흡수력이 우수한 재질로 구성한다.

Description

방탄헬멧 부수기재 및 이를 부착한 방탄 헬멧{Protection Helmet with On-equipment material}

본 발명은 방탄헬멧 착용감 향상 및 통증해소를 위한 부수기재류 및 이를 부착한 방탄 헬멧에 관한 것으로, 보다 자세하게는 충격을 흡수하기 위한 방탄 헬멧의 내부에 부착하여 완충 및 흡수 작용을 원활하게 하기 위한 완충재 패드 및 보정 패드, 방탄 헬멧의 착용을 원활하게 하는 턱끈, 그리고 이들을 장착한 방탄 헬멧에 관한 것이다.

작업이나 전투 때 방탄 헬멧은 충격으로부터 머리를 보호할 수 있으면서도 머리에서 난 땀을 잘 ?수하거나 건조시킬 수 있어야 한다. 종래의 헬멧은 보호의 측면에 치중하다 보니 착용감이 불편하였다. 그리고 종래 헬멧의 충격흡수 완충재는 건조가 잘 되지 않아 땀이 많이 나는 훈련시에는 불쾌감을 주었다. 턱끈 또한 땀이 날 경우 세탁하기도 힘들어 장시간 사용 시 비위생적이었다. 이에 많은 해당 업종 종사자들이 신형 방탄 헬멧 개발을 위해 노력하였다. 기존에 메쉬, 즉 망을 방탄 헬멧 완충재 외피에 구비한 헬멧이 있어 통풍성을 확보하고자 하였다. 이런 노력에도 불구, 착용자에게 불편함은 남아 있었다.

피로도를 절감하고 안정감을 개선하기 위해 헬멧에 땀받이 기능을 구비하고, 완충재 패드는 흡한속건성 및 항균성을 갖도록 하고, 접착력과 폼 복원력을 증가시킨다. 그리고 내구성이 문제 없어야 한다. 턱끈의 경우에는 착용감이 편리하고 마모가 적게 일어나야 한다. 마지막으로 다양한 머리 크기에 적용 가능하도록 보정할 수 있는 기구가 필요하다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로 방탄 헬멧의 내부 면에 부착되는 완충재패드 라이렉스(10); 상기 완충재패드 라이렉스(10) 윗면에 적층되는 하부 완충재 폼(20); 상기 하부 완충재 폼(20) 윗면에 적층되는 상부 완충재 폼(30); 및 상기 상부 완충재 폼(30)의 표면을 감싸는 외피 흡한속건 소재(40); 로 이루어진 완충재 패드(100); 및 이를 구비한 방탄 헬멧(200); 인 것을 특징으로 한다. 이에 더하여, 방탄 헬멧(200)에 턱끈(50) 및 보정 패드(60)를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방탄 헬멧(200)은 땀이 흘러내리는 현상을 방지하며 흡한속건성을 구비하고, 방탄 헬멧(200)과 완충재 패드(100)간 접착이 더욱 견고해져서 세탁 후 터짐 현상이 적다. 세탁 후 건조 속도 및 항균성은 향상되었다. 턱끈(50)은 4점식으로 기존에 비해 머리 중량을 효율적으로 분산시키며, 인체를 고려한 재봉을 하여 착용감이 편하다. 턱끈 연결 부분이 풀리는 현상이 없어졌다. 보정 패드(60)는 단일한 모델로 여러 머리 크기에 적용 가능하다.

도1 및 도2는 완충재 패드(100)의 단면도이다.
도3은 완충재 패드(100)가 부착된 방탄 헬멧(200)의 내부도이다.
도4는 방탄 헬멧(200)으로부터 분리된 턱끈(50) 조립체 정면도이다.

라이렉스(10)은 폴리에스테르 또는 나일론을 주 재료로 한다. 하부 완충제 폼(20)에는 폴리우레탄을 주 재료로 하고, 상부 완충제 폼(30)에는 에틸렌과 비닐 아세테이트를 합성한 수지를 주 재료로 한다. 라이렉스(10), 하부 완충재 폼(20), 상부 완충재 폼(30), 외피 흡한속건 소재(40)의 4층 적층 구조이다. 나일론으로 만든 라이렉스(10)는 파스너테이프 부착시 접착력이 증가한다. 라이렉스(10)를 방탄 헬멧(200)에 붙일 때 접착재 도포면적 증대를 위해 접착재를 바르는 면에 돌기가 형성되어 있다. 이 구조를 머쉬룸 파스너테이프 훅이라고 한다. 이 구조로 만들 시 방탄 헬멧(200)과 벨크로 간 박리현상을 방지한다. 라이렉스(10), 하부 완충재 폼(20), 상부 완충재 폼(30), 외피 흡한속건 소재(40)의 순서에 따라 적층한다. 그 후 테두리를 고주파 접착 처리하고 접착부 단면을 깨끗이 정리한다. 이로 인해 기존의 봉제 방식에 비해 세탁 후, 형질변경과 패드원단 벗겨짐 현상이 감소한다. 여기에 더하여, 라이렉스(10)와 외피 흡한속건 소재(40)는 폴리우레탄 필름으로 열접착, 즉 라미네이팅 공정을 거치는 하이브리드 폼을 적용한다.

본 발명의 한 실시예로 하부 완충재 폼(20)의 경우에는 밀도 73.0kg/㎥ 이상 90.0kg/㎥ 이하, 상부 완충재 폼(30)의 경우에는 밀도 26.0kg/㎥ 이상 40.0kg/㎥ 이하이다.

경도 측정방법은 제품에서 지름 30cm, 두께 50mm의 시험편을 채취한 후, 지름 200.0mm의 원형 가압판을 시험편 윗면에 놓고 4.9N의 하중을 가하였을 때의 두께를 측정하여 이를 처음 두께로 한다. 다음에 원형 가압판을 10mm/초의 속도로 처음 두께의 75%까지 가압하였다가 즉시 하중을 제거하고 곧바로 다시 10mm/초의 속도로 처음 두께의 25%까지 가압하고 정지 후 20초가 되었을 때의 하중을 0.98N까지 읽고, 경도는 읽을 하중으로 한다. 본 발명의 한 실시예로 하부 완충재 폼(20)의 경우에는 경도 156.0kg/314㎠ 이상 180.0kg/314㎠ 이하, 상부 완충재 폼(30)의 경우에는 경도 21.0kg/314㎠ 이상 27.0kg/314㎠ 이하이다.

영구압축 줄음율은 한 변의 길이가 50mm인 정사각형에 두께는 20mm인 시험편을 채취한 후, 알루미늄제 양면 평행 압축판으로 시험편 두께가 10mm가 될 때까지 압축 고정하고, 70℃의 항온조 내에서 연속 22시간 가열한 후 꺼내어 시험편을 압축판으로부터 떼어내고 상온에 30분 방치한 후 두께를 측정한 후 다음 식에 따라 구한다.

영구압축 줄음율={(처음 시험편의 두께시험 후 시험편의 두께)/처음 시험편의 두께}*100(%)

본 발명의 한 실시예로 하부 완충재 폼(20)의 경우에는 영구압축 줄음율은 45% 이상 50% 이하, 상부 완충재 폼(30)의 경우에는 영구압축 줄음율은 35% 이상 40% 이하이다.

인장 강도 및 신장률은 한국 표준 중 폴리에틸렌 발포 제품의 시험 방법인 KS M ISO 7214를 이용하여 측정한다. 본 발명의 한 실시예로 하부 완충재 폼(20)의 경우에는 인장 강도는 8.0kg/㎠ 이상 9.0kg/㎠ 이하, 신장률은 50%이상 55% 이하이다. 상부 완충재 폼(30)의 경우에는 인장 강도는 0.5kg/㎠ 이상 0.7kg/㎠ 이하, 신장률은 50%이상 55% 이하이다.

인열 강도는 재료에서 윗면은 한 변이 25mm인 정사각형이고 길이는 125mm인 시험편을 채취한 후, 윗면의 정가운데에 길이 50mm의 절단면을 낸 후 양 쪽으로 벌리는 방식으로 측정한다. 한쪽 끝은 집게로 잡고, 반대쪽을 50mm/분의 속도로 하중을 가한다. 균열이 25mm일어났을 때 최대 하중을 기록한 후 이를 균열 길이로 나눈다. 본 발명의 한 실시예로 하부 완충재 폼(20)의 경우에는 인열 강도는 1.0kg/㎝ 이상 1.5kg/㎝ 이하, 상부 완충재 폼(30)의 경우에는 인열 강도는 0.1kg/㎝ 이상 0.2kg/㎝ 이하이다.

본 발명의 한 실시예로 외피 흡한속건 소재(40)의 흡수 속도는 외피 흡한속건 소재에서 20cm * 2.5cm의 시험편을 웨일 방향, 코스 방향으로 각각 5매씩 채취하여, 각 시험편을 25℃ 이상 29℃ 이하의 증류수가 들어 있는 용기의 수면에 한쪽 끝이 닿도록 하여 일정한 높이로 수평봉으로 정지시키고 모세관 현상으로 물이 상승하는 높이를 측정할 때 70mm/분 이상 100mm/분 이하이다.

또다른 실시예로 외피 흡한속건 소재(40)의 건조 속도는 외피 흡한속건 소재에서 20cm * 20cm의 시험편을 5매 채취하여 지름 1.5cm의 금속성 링에 끼우고, 여기에 25℃ 이상 29℃ 이하의 증류수를 넣은 뷰렛을 시험편의 표면으로부터 1cm 떨어진 높이에서 5초마다 1mL의 물방울 15방울 이상 25방울 이하로 떨어뜨리면서 시험편 표면에서 눈에 띄지 않도록 습윤된 상태로 될 때까지의 시간을 측정할 때 150분 이상 200분 이하이다.

또 다른 실시예로 외피 흡한속건 소재(40)의 항균도는 교반식 세탁기에 2kg의 소재를 40℃의 물로 12분 세탁하는 것을 10회 반복할 때 99.0% 이상 99.9% 이하이다.

완충재 패드(100)는 내구성도 뛰어나다. 직경 5mm 또는 10mm의 강철구를 낙하시켜 500kgf 이상 3000kgf 이하의 하중을 가하여도 완충재패드 공기 새는 현상이 없다. 확인 방법은 다음 단계와 같다.

가. 3.6kg 의 강구를 준비한다.

나. 완충재 패드(100)를 준비한다.

다. 완충재 패드(100) 공기주머니 중앙으로부터 1.5m(강구의 밑과 완충재 패드(100) 공기주머니 중앙상부에서 거리)에서 3.6kg의 강구를 자유 낙하 시킨다.

라. 완충재 패드(100)의 공기 새는 현상이 있는지 검사한다.

이러한 완충재 패드(100)를 방탄 헬멧(200)의 내부면에 장착하면 착용감이 편하고 머리 보호 기능이 기존보다 뛰어난 헬멧을 구성하게 된다. 완충재 패드(100)를 배치하는 한 방법으로는 도3과 같이 땀받이 패드(a), 머리 중심부 패드(b), 보조 패드(c), 측면부 패드(d)의 형태로 배치하는 것이다. 본 발명은 이에 한정되지 않고 완충재 패드(100)의 배치는 방탄 헬멧(200)의 제작 및 사용 여건에 따라 자유롭게 배치 가능하다.

방탄 헬멧(200)에는 턱끈(50)도 구비되어 있다. 턱끈(50)의 부착용 조립 기구는 4점식이다. 4개의 연결점이 방탄 헬멧(200)에 연결된다. 연결점은 볼트, 너트 및 와셔를 이용하여 형성된다. 방탄 헬멧(200)의 무게를 적절히 분산시킬 수 있는 구조인 4점식 구조로 안정감을 향상시켰다. 또한 기존의 볼트/너트 체결방식에 와셔를 추가하여 조립구 풀림현상으로 인한 망실을 방지하였다. 운용의 편의성을 위해 지지대, 머리끈 등 추가 가능하다. 부드럽고 흡한속건성 재질이다.

턱끈(50)의 구조는 도3에 따라 받침끈(51), 고정끈(52), 조절끈(53), 버클 고정끈(54), 조절 연결끈(55), 고정버클(56), 고정밴드(57)로 구성되어 있다. 조절연결끈(55)을 결속시켜 주는 장치가 고정버클(56)이다. 고정버클(56)은 구멍가공 부위에 Eyelet을 적용하였다. 고정버클(56)은 똑딱이 형식으로 된 고정장치가 있어 착용자가 원하는 길이만큼 끈을 연장시킨 후, 단추를 누르면 그 부분에 끈이 고정된다. 이로 인해 턱끈(50)의 풀림방지 기능을 개선하고, 길이조절이 편리해졌다. 고정버클(56)은 분당 100mm의 속도로 잡아당겼을 때 인장 강도가 23.5kg 이상 30kg 이하이다.

턱끈(50)은 다음 표1의 공정을 거쳐서 제작한다.

공정	제 작 방 법
1. 재단	1) 원단은 경사, 위사 방향을 맞추어서 형지를 만든 후 재단한다.
	2) 시접은 12㎜로 하며 부품에 따라서 길이를 조절한다.
	3) 형지는 도3과 같이 그린다.
2. 턱 받침	1) 너비 15㎜ 직물의 원단을 4㎝ 길이로 길게 재단하여 재봉을 한다.
	2) 형지에 따라서 재단을 한다. (열처리, 재단)
	① 사선용 1개 (165㎜×150㎜) ② 직선용 1개 (275㎜)
	③ 버클 고정용 1개 (85㎜)
	④ 형지를 참조하여 재봉 표시를 한다.
	⑤ 15㎜ 버클을 부착한다.
	⑥ 턱받이용 하단을 재봉한다.
	⑦ 턱받이가 앞에 있을 때 버클이 우측에 있어야한다.
3. 4점식 턱끈	1) 너비 20㎜ 직물을 435㎜로 2개 준비한다.
	2) 4점식 앞면용을 230㎜에서 접어서 재봉를 한다.
	3) 고정끈(52)에 턱받이를 부착한다.
	4) 4점식 연결 부위를 7㎜로 접어서 직선 재봉한다.
	5) 너비 20㎜ 탄성 고무줄을 55㎜ 열 재단하여 끝단에서 5㎜ 재봉한다.
	6) 조절 연결끈(55)의 탄성 고무줄을 사점 연결부위에 끼워 넣는다.
	7) 4점식 연결 부위에 20㎜ 고정버클(56)을 재봉한다.
	8) 너비 20㎜ 직물의 끝단에서 12㎜ 위치에 5㎜ 구멍을 내고 5㎜ 전기열선으로 열처리를 한다.
	9) 고정버클(56)은 조립 시 겉에서 볼 때 버클이 중앙을 향하여야 한다.
4. 재봉 방법	땀수는 10㎜당 3땀 이상 5땀 이하로 바느질 한다.
5. 마무리 손질	1) 제품의 실밥을 깨끗이 정리한다.
	2) 제조과정에서 생긴 표시, 오염 등을 제거하고 마무리작업을 한다.

턱끈(50)의 직물 소재의 중량은 1m 당 15g 이상 20g 이하이다. 인장 강도는 254mm길이의 직물 소재를 분당 76mm의 속도로 균일하게 당겼을 때 1N 이상 294N 이하의 힘까지 버틴다. 그리고 직물의 필링 시험방법 중 브러시 스펀지법(KS K 0501)에 따라 시험했을 때 4급이다.

한편, 방탄 헬멧(200)에 완충재 패드(100)만 부착하였을 경우, 머리가 작은 착용자의 경우는 덜렁거림이 심하여 활동이 불편하다. 이를 방지하기 위해, 완충재 패드(100)에 부착하여 방탄 헬멧(200)이 착용자의 머리에 딱 맞도록 하여 덜렁거림이 없게 할 수 있는 보정 패드(60)가 있다. 보정 패드는 스펀지 재질로 완충재 패드와 잘 붙는 접착면을 일면에 구비한다.

10 : 완충재패드 라이렉스
20 : 하부 완충재 폼
30 : 상부 완충재 폼
40 : 외피 흡한속건 소재
a : 땀받이 패드
b : 머리 중심부 패드
c : 보조 패드
d : 측면부 패드
A : 봉제선
51 : 받침끈
52 : 고정끈
53 : 조절끈
54 : 버클 고정끈
55 : 조절 연결끈
56 : 고정버클
57 : 고정밴드

Claims (12)

1. 삭제
2. 방탄 헬멧(200)의 내부 면에 부착되는 라이렉스(10);
   상기 라이렉스(10) 윗면에 적층되는 하부 완충재 폼(20);
   상기 하부 완충재 폼(20) 윗면에 적층되는 상부 완충재 폼(30); 및
   상기 상부 완충재 폼(30)의 윗면에 적층되며 테두리는 고주파 접착 처리한 외피 흡한속건 소재(40);
   를 포함하며,
   상기 라이렉스(10)와 상기 외피 흡한속건 소재(40)는 폴리우레탄 필름으로 열접착하고, 상기 라이렉스(10)는 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 완충재 패드(100).
   
3. 청구항 2에 대하여,
   상기 하부 완충재 폼(20)은 폴리우레탄을 포함하며, 경도는 156.0kg/314㎠ 이상 180.0kg/314㎠ 이하, 영구압축 줄음율 45% 이상 50% 이하, 인열 강도 1.0kg/㎝ 이상 1.5kg/㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 완충재 패드(100).
   
4. 청구항 2에 대하여,
   상기 상부 완충재 폼(30)은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지를 포함하며, 경도 21.0kg/314㎠ 이상 27.0kg/314㎠ 이하, 영구압축 줄음율 35% 이상 40% 이하, 인열 강도 0.1kg/㎝ 이상 0.2kg/㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 완충재 패드(100).
   
5. 청구항 2에 대하여,
   상기 외피 흡한속건 소재(40)는 흡수 속도 70mm/분 이상 100mm/분 이하, 건조 속도 150분 이상 200분 이하, 항균도 99.0% 이상 99.9% 이하인 것을 특징으로 하는 완충재 패드(100).
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 라이렉스(10);
   상기 라이렉스(10) 윗면에 적층되는 하부 완충재 폼(20);
   상기 하부 완충재 폼(20) 윗면에 적층되는 상부 완충재 폼(30); 및
   상기 상부 완충재 폼(30)의 표면을 덮는 외피 흡한속건 소재(40);
   를 포함하는 완충재 패드(100)를 상기 라이렉스(10)가 있는 면을 맞닿도록 내부 면에 부착하고,
   상기 라이렉스(10)와 상기 외피 흡한속건 소재(40)는 폴리우레탄 필름으로 열접착하고, 상기 라이렉스(10)는 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧(200).
   
10. 청구항 9에 대하여,
    상기 하부 완충재 폼(20)은 폴리우레탄을 포함하며, 경도는 156.0kg/314㎠ 이상 180.0kg/314㎠ 이하, 영구압축 줄음율 45% 이상 50% 이하, 인열 강도 1.0kg/㎝ 이상 1.5kg/㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧(200).
    
11. 청구항 9에 대하여,
    상기 상부 완충재 폼(30)은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지를 포함하며, 경도 21.0kg/314㎠ 이상 27.0kg/314㎠ 이하, 영구압축 줄음율 35% 이상 40% 이하, 인열 강도 0.1kg/㎝ 이상 0.2kg/㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧(200).
    
12. 청구항 9에 대하여,
    상기 외피 흡한속건 소재(40)는 흡수 속도 70mm/분 이상 100mm/분 이하, 건조 속도 150분 이상 200분 이하, 항균도 99.0% 이상 99.9% 이하인 것을 특징으로 하는 방탄 헬멧(200).

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