CN100381087C - 复合材料鞋头的制造方法及其制成的鞋头结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合材料鞋头的制造方法及其制成的鞋头结构，该方法包括片材裁切、叠层预制、模压成型作业，该方法可简化生产时间及提高生产效率。本发明的鞋头结构，采用连续纤维材料料叠制成硬质的鞋头部，并以韧性热塑性薄膜叠层接续在鞋头部后缘形成软质的车缝部，鞋头部与车缝部交接处形成连续性纤维增强的热塑性树脂复合材料层。该鞋头部具刚硬性，车缝部具柔软性。该鞋头结构在室温或寒冷低温下使用时，提供保护的安全性，并且耐冲击强度，鞋头部与车缝部不易脱落，更加结实耐用。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料鞋头的制造方法及其制成的鞋头结构，尤指一种可制作出刚硬的鞋头部以及软质的车缝部，而于常温和低温下耐冲击强度更佳，且鞋头部与车缝部一次成型。
背景技术
对于排轮鞋、冰刀鞋的使用环境多为室温或冬季结冰较低温地区，排轮鞋、冰刀鞋的鞋头作用，可保护脚趾免于受到运动中碰撞造成伤害，所以鞋头在室温或低温下的抗冲击性能必须足够强才能达到其应有作用，而要把鞋头与鞋舌、鞋面紧紧联在一起成为一个整体，则必须将其车缝在鞋舌和鞋面上，目前常见的作法，是用热塑性材料如PVC、TPU等材料，直接注射出集鞋头和车缝部分于一体的热塑性鞋头，再将其与鞋舌和鞋面车缝在一起，而由于热塑性材料在单位厚度上的抗冲击强度相对较弱，尤其在低温时材料变脆，耐冲击性更差，要保证其在低温下使用时对于使用者保护的安全性，即必须把壁厚做得更厚来提供足够强度，以保证使用者的安全，如此一来，鞋头就必须做的很大、很厚，而利用此鞋头所制成的排轮鞋、冰刀鞋即显得相当笨重，同时因其又大又厚也直接影响了制成排轮鞋、冰刀鞋的成品外观。
另一种作法，是完全使用玻璃纤维补强热固性树脂复合材料一体成型来做为排轮鞋的鞋头和冰刀鞋的鞋头，虽然，在常温和低温环境下此种作法能使耐冲击强度大幅提高，但此种材质过于硬脆，车缝部分韧性不够，而容易造成断裂，而如果增加厚度则缝针易断，无法进行车缝作业。
又有一种作法，是将上述两种方法用胶粘合成的方式组合成鞋头，亦即，鞋头部分以玻璃纤维增强热固性树脂复合材料单独成型，此取其高强轻量的优点，而在车缝部分另以热塑性塑料注射成翅状薄片，取其可以车缝的优点，再将这两者以粘合剂粘在一起组成合成鞋头，而由于制作方法的限制，存在刚硬鞋头与柔韧车缝部分粘接不牢，容易脱胶的问题，导致使用中鞋头和鞋舌及鞋面分开，而存在着相当大的安全隐忧，且其制作过程繁琐生产效率不高。
发明内容
有鉴于上述传统制作鞋头方法的缺点，本发明人乃思及创新方法，而设计出一种「复合材料鞋头的制造方法及其制成的鞋头结构」，其目的就是要提供一种集刚硬鞋头和软质车缝部分于一体的质轻、壁薄、高强度，且加工简单的一体成型的复合材料鞋头的制造方法及其制成的鞋头结构。
为达成上述目的，本发明提供一种复合材料鞋头的制造方法，其步骤包括：
第一步骤，片材裁切，先对于作为鞋头部的连续纤维材料，以及作为车缝部的韧性热塑性薄膜，依模板大小裁切成所需形状的小片，并且，连续纤维材料先裁切出最少具有一片最长长度的最长片材；
第二步骤，叠层预制，将裁切好的连续纤维材料，一层一层加以叠置，在叠层时，以最长片材做的连续纤维材料作为车缝部的基底，将韧性热塑性薄膜前缘叠置于连续纤维材料后缘而形成车缝部，并做出整个鞋头的大概轮廓而形成预制品；
第三步骤，模压成型，将上述叠层预制的物品置入模具中，并且施予一定的压力、温度和时间，使其在模具中硬化而成型出鞋头结构。
以及，依本发明方法所制成的鞋头结构，包括：一预先裁切好的连续纤维材料叠制成为硬质的鞋头部，并以预先裁切好的韧性热塑性薄膜叠层接续在鞋头部后缘作为软质车缝部，车缝部前缘接续在鞋头部后缘处，该鞋头部与车缝部交接处形成连续性纤维增强的热塑性树脂复合材料层。
附图说明
图1：本发明方法的制作流程图。
图2：本发明叠层预制的示意图。
图3：本发明模压成型的示意图。
图中符号说明
1鞋头 10鞋头部
11连续纤维材料 20车缝部
21韧性热塑性薄膜
A第一步骤 B第二步骤
C第三步骤 D第四步骤
具体实施方式
配合参看图1、图2及图3所示，本发明复合材料鞋头的制造方法，包括；
第一步骤A，片材裁切，于本发明中所涉及的片材包括，可作为鞋头部10的连续纤维材料11，以及可作车缝部20的韧性热塑性薄膜21，其可以按照模板大小裁切成所需形状的小片，并且，连续纤维材料11可先裁切出最少具有一片最长长度的最长片材；
上述连续纤维材料11二端分别形成一前缘及一后缘，以及韧性热塑性薄膜21二端分别形成一前缘及一后缘；
上述连续纤维材料11可为连续纤维预浸材料，包括玻璃纤维布、碳纤维布和芳纶纤维布，连续纤维材料11可提供复合材料鞋头的强度，且由于纤维的连续性可避免了复合材料鞋头在碰撞时分崩离析；
上述作为鞋头部10的连续纤维材料11，可用热固性树脂加以取代，如SMC片材(Sheet Molding Compound片状模塑料)、不饱和聚脂树脂、乙烯酯树脂和环氧树脂，都可作为硬质的鞋头部10成型；
上述韧性热塑性薄膜21是如尼龙薄膜和热塑性聚氨酯薄膜，可作为软质的车缝部20材料；
第二步骤B，叠层预制，将裁切好的连续纤维材料11，一层一层的叠置成鞋头部10，以及在叠层时将韧性热塑性薄膜21前缘叠置于连续纤维材料11后缘而形成车缝部20，并做出整个鞋头1的大概轮廓形成预制品；
所述的叠层预制，在数片连续纤维材料11一层叠一层进行叠层时，片材裁切预设为最长片材的连续纤维材料11，可作为成型车缝部20的基底，该最长片材的连续纤维材料11末端延伸出叠层外，且于该最长片材的连续纤维材料11后缘表面，叠设最少一片韧性热塑性薄膜21，且韧性热塑性薄膜21前缘叠在该最长片材的连续纤维材料11与其它连续纤维材料11后缘交接部位，其最少为一片韧性热塑性薄膜21叠层于连续纤维材料11后缘，且同时贴覆在最长片材的连续纤维材料11内表面或外表面，其若先叠置韧性热塑性薄膜21于层叠的连续纤维材料11后缘，再叠最长片材的连续纤维材料11，可使热塑性薄膜21位于最长片材的连续纤维材料11内表面，而若先叠置最长片材的连续纤维材料11于层叠的连续纤维材料11上再叠置韧性热塑性薄膜21，则韧性热塑性薄膜21可贴覆在最长片材的连续纤维材料11外表面；
上述步骤亦可叠置二片含以上的韧性热塑性薄膜21于连续纤维材料11裁切为最长片材的内、外表面，使最长片材的内、外表面皆叠设韧性热塑性薄膜21；
第三步骤C，模压成型，将上述叠层预制的物品置入模具中，并且施予一定的压力、温度和时间，使其在模具中硬化而成型出鞋头1结构。
依本发明上述方法步骤所制成的鞋头1结构，如图3所示，该鞋头1结构是以预先裁切好的连续纤维材料11叠制成硬质的鞋头部10，并以预先裁切好的韧性热塑性薄膜21叠层接续在鞋头部10后缘而形成软质的车缝部20，而在鞋头部10与车缝部20叠层交接处形成连续性纤维增强的热塑性树脂复合材料层；
即本发明复合材料鞋头1结构，包括：
一连续纤维材料11叠制成硬质的鞋头部10，
一韧性热塑性薄膜21叠层作为软质车缝部20，车缝部20接续在该鞋头部10后缘处。
上述第三步骤的模压成型步骤中，韧性热塑性薄膜21在热固性树脂的固化温度下熔融后渗入连续纤维材料11的单丝之间，并将其包覆进而形成柔软而坚强的连续性纤维增强的热塑性树脂复合材料层，即鞋头部10与车缝部20交接处形成连续性纤维增强的热塑性树脂复合材料层，而具有柔软坚韧特性，且由于车缝部20柔软，所以易于车缝，以及由于鞋头部10与车缝部20形成连续性纤维增强的热塑性树脂复合材料层具坚韧性，所以车缝部20不易与鞋头部10交接处拉断。
因此，经由上述方法步骤详尽说明，可清楚看出本发明方法，可制作出刚硬的鞋头部以及软质的车缝部，且刚硬的鞋头部具质轻、壁薄及高强度，且于常温和低温下耐冲击强度更佳，以及，鞋头部与车缝部一次成型，大幅简化鞋厂的生产时间，及提高生产效率，并且，依本发明方法所制成的鞋头结构，具有复合材料壁薄质轻特性，可降低厚度设计，所以用其作为排轮鞋、冰刀鞋、工作鞋前端，可做出外型轮廓更为流线而美观。
综上所述，本发明复合材料鞋头的制造方法及其制成的鞋头结构，符合发明专利要件，依法俱文提出申请。
Claims (6)
1.一种复合材料鞋头的制造方法，其特征在于，该步骤包括：
第一步骤，片材裁切，先对于作为鞋头部的连续纤维材料，以及作为车缝部的韧性热塑性薄膜，依模板大小裁切成所需形状的小片，并且，连续纤维材料先裁切出最少具有一片最长长度的最长片材；
第二步骤，叠层预制，将裁切好的连续纤维材料，一层一层加以叠置，在叠层时，以最长片材做的连续纤维材料作为车缝部的基底，将韧性热塑性薄膜前缘叠置于连续纤维材料后缘而形成车缝部，并做出整个鞋头的大概轮廓而形成预制品；
第三步骤，模压成型，将上述叠层预制的物品置入模具中，并且施予一定的压力、温度和时间，使其在模具中硬化而成型出鞋头结构。
2.如权利要求1所述的复合材料鞋头的制造方法，其中，连续纤维材料为连续纤维预浸材。
3.如权利要求1或2所述的复合材料鞋头的制造方法，其中，作为鞋头部的连续纤维材料，以热固性树脂加以取代。
4.如权利要求3所述的复合材料鞋头的制造方法，其中，韧性热塑性薄膜为尼龙薄膜。
5.如权利要求3所述的复合材料鞋头的制造方法，其中，韧性热塑性薄膜为热塑性聚氨酯薄膜。
6.一种复合材料鞋头结构，其特征在于，包括：
一连续纤维材料叠制成为硬质的鞋头部；
一韧性热塑性薄膜叠层作为软质车缝部，车缝部前缘接续在鞋头部后缘处；
该鞋头部与车缝部交接处形成连续性纤维增强的热塑性树脂复合材料层。
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