JPH05269002A - 繊維強化樹脂先芯およびその製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂先芯およびその製造方法

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JPH05269002A
JPH05269002A JP4065241A JP6524192A JPH05269002A JP H05269002 A JPH05269002 A JP H05269002A JP 4065241 A JP4065241 A JP 4065241A JP 6524192 A JP6524192 A JP 6524192A JP H05269002 A JPH05269002 A JP H05269002A
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JP
Japan
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fiber
resin
toecap
sheet
reinforced resin
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JP4065241A
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English (en)
Inventor
Yoshimasa Sakurai
祥雅 桜井
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Midori Anzen Co Ltd
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Midori Anzen Co Ltd
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  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 先芯の軽量化と共に、強度条件が充分満足さ
れ、量産が可能なり、しかも過度の衝撃が避けられ、ク
ッション性が付加されることを目的とする。 【構成】 一方向に揃えた長繊維を含有する樹脂薄シー
トを多方向に重層し、これを圧縮融合して一体的に構成
される多方向性強化樹脂シートの中心部の前記樹脂薄シ
ートに対して、その両側に長繊維方向が異なる他の樹脂
薄シートを対称的に重層し、その重ね合せ方向を外側樹
脂薄シートの繊維方向を0度とし、内側中心部の樹脂薄
シートの繊維方向を90度とし、中間部の樹脂薄シート
の繊維方向を適当に傾斜させ、その内側と外側との樹脂
薄シートの長繊維体積含有率を内側の体積含有率を高
く、外側を低くまたは等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一方向に揃えた長繊維
を含有する複数の樹脂薄シートを、多方向に重層し、こ
れを圧縮融合して一体的に構成された多方向性強化樹脂
シートを用いて成形される繊維強化樹脂先芯およびその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、安全靴の先芯は、つま先部に先芯
を装着することにより、圧迫および衝撃に対して着用者
のつま先を保護するものであって、日本工業規格の革製
安全靴(JIS T8101)には、重作業用(H種)
および普通作業用(S種)としては鋼(SK7)または
これ以上の強さをもつ金属材料と規定されているが、軽
作業用(L種)としては金属材料またはプラスチック材
料を用いることが規定されている。従って、鋼以外の金
属材料またはプラスチック材料を用いてその軽量化とコ
ストの低減化を計る軽作業用安全靴の実現が考慮されて
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、鋼以外の金
属材料として、例えばアルミニウム等の非鉄金属材料と
すれば、同等の肉厚の場合には約1/3程度に軽量化す
ることは可能であるが、強度が鋼材料に比べて低下する
ために肉厚を増加しなければならない。従って、実用化
が困難であった。
【0004】長繊維を含有する樹脂製先芯については、
実開昭54−171947号、実公昭61−42402
号および実開昭62−73706号公報があるが、いず
れも単に炭素繊維、ガラス繊維等により強化した樹脂先
芯である。これら公報はJIS T8101に規定する
L種またはS種に対して強度的に不充分である。
【0005】本発明の目的は、上記問題点を改善するた
めに、先芯の軽量化と共に、強度条件が充分満足され、
過度の衝撃に耐え、量産が可能な繊維強化樹脂先芯およ
びその製造方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一方向に揃えた長繊維を含有する樹脂薄
シートを中心部の樹脂薄シートに対して、その両側に長
繊維方向が異なる他の樹脂薄シートを対称的に重層して
一体的に構成した多層構造の多方向性強化樹脂シートか
らなることを特徴とする繊維強化樹脂先芯である。
【0007】また、他の態様によれば、多方向性強化樹
脂シートは、その重ね合せ方向を外側樹脂薄シートの繊
維方向を0度とし、内側中心部の樹脂薄シートの繊維方
向を90度とし、中間部の樹脂薄シートの繊維方向を適
当に傾斜させる。
【0008】なお、他の態様によれば、多方向性強化樹
脂シートは、その多方向性強化樹脂シートに占める長繊
維の体積比率である長繊維体積含有率を40%〜60%
とする。
【0009】さらに、他の態様によれば、多方向性強化
樹脂シートは、その内側と外側との樹脂薄シートの長繊
維体積含有率を内側の体積含有率を高く、外側を低くま
たは等しくする。
【0010】さらに、他の態様によれば、次の各工程か
らなる繊維強化樹脂先芯の製造方法である。
【0011】(イ)一方向に揃えた長繊維を含有する樹
脂薄シートを中心部の樹脂薄シートに対してその両側に
長繊維方向が異なる他の樹脂薄シートを対称的に重層す
る第一工程、(ロ)重層した複数の樹脂薄シートを一体
的に圧縮融合して多方向性強化樹脂シートとする第二工
程、(ハ)多方向性強化樹脂シートから先芯材料を型抜
きする第三工程、(ニ)型抜きした先芯材料を加熱する
第四工程、(ホ)加熱した先芯材料を加圧成形する第五
工程。
【0012】さらに、他の態様によれば、外側樹脂薄シ
ートの繊維方向を0度とし、内側中心部の樹脂薄シート
の繊維方向を90度とし、中間部の樹脂薄シートの繊維
方向を適当に傾斜させて重層することを特徴とする繊維
強化樹脂先芯の製造方法である。
【0013】さらに、他の態様によれば、内側と外側と
の樹脂薄シートの長繊維体積含有率を内側の体積含有率
を高く、外側を低くまたは等しくするすることを特徴と
する繊維強化樹脂先芯の製造方法である。
【0014】
【作用】本発明の繊維強化樹脂先芯およびその製造方法
を採用することにより、一方向に揃えた長繊維を含有す
る樹脂薄シートを中心部の樹脂薄シートに対して、その
両側に長繊維方向が異なる他の樹脂薄シートを対称的に
重層して一体的に構成した多層構造の多方向性強化樹脂
シートからなることによって、先芯成形時にその側壁面
において傾斜した長繊維が垂直になり強度が増大され、
またその重ね合せ方向を外側樹脂薄シートの繊維方向を
0度とし、内側中心部の樹脂薄シートの繊維方向を90
度とし、中間部の樹脂薄シートの繊維方向を適当に傾斜
させ、なおその内側と外側との樹脂薄シートの長繊維体
積含有率を内側の体積含有率を高く、外側を低くまたは
等しくすることによって、先芯の軽量化と共に、強度条
件が充分満足され、過度の衝撃に耐え、量産が可能で、
かつクッション性が付与される。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて、詳
細に説明する。
【0016】図1は本発明の安全靴用樹脂先芯の概略構
成図を示す。図において安全靴用先芯1は、一方向に揃
えた長繊維3を含有する複数、本実施例では7枚の樹脂
薄シート11a,〜11g(図3)を、熱可塑性樹脂の
場合には多方向に重層して加熱加圧し多方向性強化樹脂
シート5を一体的に構成し、また熱硬化性樹脂の場合に
は圧縮等の適当な方法で融合させ、この多方向性強化樹
脂シート5を用いて、側壁面6と、頭部7および折曲げ
底部9とを形成する繊維強化樹脂先芯である。
【0017】なお、先芯1を成形する時、その側壁面6
においては、傾斜した長繊維3が垂直になることによっ
て、先芯1の強度が増大されている。
【0018】この樹脂薄シート11a,〜11gは、樹
脂としてナイロン、ポリプロピレン(PP)、ポリエチ
レンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(P
C)等からなり、また熱硬化性樹脂としてポリエステル
樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等からなり、長繊
維材3としてグラスファイバ、カーボンファイバ、アラ
ミドファイバ、セラミックファイバ等が一方向に揃え含
有され形成されている。
【0019】なお、吸湿により強度低下をおこす材料を
使用すると靴を使用中に、汗等の水分により強度低下を
おこし、性能が保持できなくなることがあるので、例え
ば熱可塑性樹脂である変性ポリプロピレン等水分の影響
を受けにくい樹脂材料の使用が適当である。
【0020】次に、図2は繊維強化樹脂先芯の基本的構
成説明図、図3は繊維強化樹脂先芯を成形する多方向性
強化樹脂シートの一部断面拡大図を示す。繊維強化樹脂
先芯1は、本実施例では内側中心部では繊維方向を90
度とする薄シート11d、その両側に繊維方向を−45
度とする薄シート11c,11e、さらにその両側に繊
維方向を+45度とする薄シート11b,11f、さら
にその両外側に繊維方向を〇度とする薄シート11a,
11gが重層された後、圧縮融合される多方向性強化樹
脂シート5からなるものである。
【0021】従って、内側中心部の薄シート11dに対
して、その両側に繊維方向が異なる他の薄シート11
c,11e,11b,11fおよび11a,11gが対
称的であって、なお斜め繊維方向の±45度はこれに限
るものではないが、強度的には±45度程度が適当であ
る。
【0022】また、多方向性強化樹脂シート5の長繊維
体積含有率は、強度上および成形上の点から約40%〜
60%程度が適当で、かつ内側と外側とで繊維体積含有
率が異なり、内側の繊維体積含有率を高く、例えば60
%程度とし、外側の繊維体積含有率を低く、例えば40
%程度とすることにより、足に当る外側が軟質層とな
り、クッション性が付与され、靴擦れ防止に効果があ
る。
【0023】なお、多方向性強化樹脂シート5は、内側
と外側とで繊維体積含有率を等しくする場合もあること
は勿論である。
【0024】図4は樹脂として変性ポリプロピレンを使
用した場合の薄シートから多方向性強化樹脂シートを作
る方法の説明図を示す。図において上記のように薄シー
ト11a〜11gは、重層され加熱加圧されて圧縮され
多方向性強化樹脂シート5を製作するものとする。
【0025】図5は樹脂として変性ポリプロピレンを使
用した場合の多方向性強化樹脂シートから繊維強化樹脂
先芯を成形する製造方法説明図を示す。図において多方
向性強化樹脂シート5の0度および90度の繊維方向を
確認して、型抜きを行ない材料Mを取出し、上下に設け
られたヒータ13により、金網15上に載置された材料
Mを約200度C程度で時間3分程度加熱する。この
後、加熱された材料Mは金型17内に挿入され、金型1
7の温度100度C程度で時間2分程度加圧成形された
後、取出されバリ取りの後、製品として繊維強化樹脂先
芯1が取出される。
【0026】次に、次表1は、7枚の薄シート11a〜
11gの重ね合せによる繊維強化樹脂先芯1の強度試験
結果を示す。
【0027】
【表1】 試料 No. 1 2 3 4 5 6 7 繊維体積含有率(%)外側 40 40 40 40 40 50 50 繊維体積含有率(%)内側 40 40 40 50 50 50 50 重ね合せ角度 (度) 30 45 60 45 60 45 60 圧迫試験結果 (Kgf) 499 533 487 782 593 684 573 従って、本発明の先芯1は、日本工業規格の革製安全靴
の軽作業用(L種)の圧迫試験条件450Kgf を充分満
足する成果が得られている。
【0028】以上のように本発明は、充分実用上の使用
に適する軽作業用安全靴であって、軽量化されると共
に、金属材料に比べて足当りが柔らかく、腐蝕して錆等
が発生することもなく、非磁性で、絶縁性がよく、また
強度を向上のために任意の形状を選択することも容易で
ある。
【0029】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、適宜の設計的変更を施すことにより、他
の態様においても実施し得るものである。
【0030】
【発明の効果】上述の説明ですでに明らかなように、本
発明の繊維強化樹脂先芯およびその製造方法は、一方向
に揃えた長繊維を含有する樹脂薄シートを中心部の樹脂
薄シートに対して、その両側に長繊維方向が異なる他の
樹脂薄シートを対称的に重層して一体的に構成した多層
構造の多方向性強化樹脂シートからなることによって、
先芯成形時にその側壁面において傾斜した長繊維が垂直
になり強度が増大され、またその重ね合せ方向を外側樹
脂薄シートの繊維方向を0度とし、内側中心部の樹脂薄
シートの繊維方向を90度とし、中間部の樹脂薄シート
の繊維方向を適当に傾斜させ、なおその内側と外側との
樹脂薄シートの長繊維体積含有率を内側の体積含有率を
高く、外側を低くまたは等しくすることによって、従来
技術の問題点が有効に解決され、先芯の軽量化と共に、
強度条件が充分満足され、過度の衝撃に耐え、量産が可
能で、かつクッション性が付与され靴擦れが防止される
等の効果を奏する。
【0031】さらに、繊維強化樹脂先芯の製造方法にお
いて、樹脂薄シートを中心部の樹脂薄シートに対して、
その両側に他の樹脂薄シートを対称的に重層して一体的
に圧縮融合して多方向性強化樹脂シートを構成したの
で、表面または裏面方向に反ることなく、常に水平面を
維持した状態の多方向性強化樹脂シートが得られる。
【0032】従って、多方向性樹脂シートから先芯材料
を正確に無駄なく型抜きすることができるという作用効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の安全靴用樹脂先芯の概略構成図であ
る。
【図2】繊維強化樹脂先芯の基本的構成説明図である。
【図3】繊維強化樹脂先芯を成形する多方向性強化樹脂
シートの一部断面拡大図である。
【図4】樹脂として変性ポリプロピレンを使用した場合
の薄シートから多方向性強化樹脂シートを作る方法の説
明図である。
【図5】樹脂として変性ポリプロピレンを使用した場合
の多方向性強化樹脂シートから繊維強化樹脂先芯を製造
する方法の説明図である。
【符号の説明】
1 繊維強化樹脂先芯 3 長繊維 5 多方向性強化樹脂シート 6 側壁面 11a〜11g 薄シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 105:10 4F B29L 9:00 4F 31:50 4F

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向に揃えた長繊維を含有する樹脂薄
    シートを中心部の樹脂薄シートに対して、その両側に長
    繊維方向が異なる他の樹脂薄シートを対称的に重層して
    一体的に構成した多層構造の多方向性強化樹脂シートか
    らなることを特徴とする繊維強化樹脂先芯。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の繊維強化樹脂先芯にお
    いて、多方向性強化樹脂シートは、その重ね合せ方向を
    外側樹脂薄シートの繊維方向を0度とし、内側中心部の
    樹脂薄シートの繊維方向を90度とし、中間部の樹脂薄
    シートの繊維方向を適当に傾斜させることを特徴とする
    繊維強化樹脂先芯。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2のいずれかに記
    載の繊維強化樹脂先芯において、多方向性強化樹脂シー
    トは、その長繊維体積含有率を40%〜60%とするこ
    とを特徴とする繊維強化樹脂先芯。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
    載の繊維強化樹脂先芯において、多方向性強化樹脂シー
    トは、その内側と外側との樹脂薄シートの長繊維体積含
    有率を内側の体積含有率を高く、外側を低くまたは等し
    くすることを特徴とする繊維強化樹脂先芯。
  5. 【請求項5】 次の各工程からなる繊維強化樹脂先芯の
    製造方法、(イ)一方向に揃えた長繊維を含有する樹脂
    薄シートを中心部の樹脂薄シートに対してその両側に長
    繊維方向が異なる他の樹脂薄シートを対称的に重層する
    第一工程、(ロ)重層した複数の樹脂薄シートを一体的
    に圧縮融合して多方向性強化樹脂シートとする第二工
    程、(ハ)多方向性強化樹脂シートから先芯材料を型抜
    きする第三工程、(ニ)型抜きした先芯材料を加熱する
    第四工程、(ホ)加熱した先芯材料を加圧成形する第五
    工程。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の繊維強化樹脂先芯の製
    造方法において、外側樹脂薄シートの繊維方向を0度と
    し、内側中心部の樹脂薄シートの繊維方向を90度と
    し、中間部の樹脂薄シートの繊維方向を適当に傾斜させ
    て重層することを特徴とする繊維強化樹脂先芯の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 請求項5または請求項6のいずれかに記
    載の繊維強化樹脂先芯の製造方法において、内側と外側
    との樹脂薄シートの長繊維体積含有率を内側の体積含有
    率を高く、外側を低くまたは等しくすることを特徴とす
    る繊維強化樹脂先芯の製造方法。
JP4065241A 1992-03-23 1992-03-23 繊維強化樹脂先芯およびその製造方法 Pending JPH05269002A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268385A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Simon Corp 先芯本体の補強構造
JP2017512691A (ja) * 2014-03-13 2017-05-25 アベト・ラミナティ・エッセ・ピ・ア 複合板材を製造するための方法

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