JPH07184704A - 繊維強化熱可塑性樹脂製の安全靴用先芯及びその製造方法 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂製の安全靴用先芯及びその製造方法Info
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- JPH07184704A JPH07184704A JP5337987A JP33798793A JPH07184704A JP H07184704 A JPH07184704 A JP H07184704A JP 5337987 A JP5337987 A JP 5337987A JP 33798793 A JP33798793 A JP 33798793A JP H07184704 A JPH07184704 A JP H07184704A
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】軽量でありながらＪＩＳ Ｔ８１０１革靴安全
靴Ｌ種の規格に適合する物性強度を有する安全靴用先
芯、及び、その製造方法を提供すること。 【構成】下記Ａ〜Ｄの要件を満たすシート状材料を成形
した安全靴用先芯。 Ａ．上記シート状材料が強化繊維及び熱可塑性樹脂から
なり、 Ｂ．上記シート状材料中の強化繊維の体積含有率が３０
％乃至８０％であり、 Ｃ．上記強化繊維が実質的に無撚であり且つその平均繊
維長が１０ｍｍ乃至５０ｍｍであり、 Ｄ．上記強化繊維が上記熱可塑性樹脂中に均一に分散さ
れている 並びに、強化繊維の総本数の少なくとも７０％が熱可塑
性樹脂により濡らされた状態のテープ状材料からシート
状材料を作製する工程を含む前記安全靴用先芯の製造方
法。
靴Ｌ種の規格に適合する物性強度を有する安全靴用先
芯、及び、その製造方法を提供すること。 【構成】下記Ａ〜Ｄの要件を満たすシート状材料を成形
した安全靴用先芯。 Ａ．上記シート状材料が強化繊維及び熱可塑性樹脂から
なり、 Ｂ．上記シート状材料中の強化繊維の体積含有率が３０
％乃至８０％であり、 Ｃ．上記強化繊維が実質的に無撚であり且つその平均繊
維長が１０ｍｍ乃至５０ｍｍであり、 Ｄ．上記強化繊維が上記熱可塑性樹脂中に均一に分散さ
れている 並びに、強化繊維の総本数の少なくとも７０％が熱可塑
性樹脂により濡らされた状態のテープ状材料からシート
状材料を作製する工程を含む前記安全靴用先芯の製造方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂
複合材料を成形して得られる力学的に優れた安全靴用先
芯、並びにその製造方法に関するものである。
複合材料を成形して得られる力学的に優れた安全靴用先
芯、並びにその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】安全靴用先芯は靴の甲から靴の先にかけ
ての強度と剛性を向上させるもので、重量物の落下等に
対する足の保護のため重要視されている。従来、その材
料としては鋼製のものが実用化されていたが、靴の重量
が大きくなるため、着用者の作業性が悪く、繊維強化樹
脂複合材料による軽量化等が行なわれてきた。
ての強度と剛性を向上させるもので、重量物の落下等に
対する足の保護のため重要視されている。従来、その材
料としては鋼製のものが実用化されていたが、靴の重量
が大きくなるため、着用者の作業性が悪く、繊維強化樹
脂複合材料による軽量化等が行なわれてきた。
【０００３】繊維強化樹脂複合材料には樹脂として熱硬
化性樹脂を用いた複合材料と熱可塑性樹脂を用いた複合
材料があるが、前者の繊維強化熱硬化性樹脂複合材料製
の安全靴用先芯の場合は脆性で、マトリックスにクラッ
クが入り易く、重量物が落下した場合などに本来の衝撃
強度が発現できない等の危険がある。これに対し後者の
繊維強化熱可塑性樹脂複合材料製の安全靴用先芯の場合
はマトリックスにクラックが入り難いため、上記の危険
を回避でき、本来の衝撃強度を充分に発現することが可
能である。
化性樹脂を用いた複合材料と熱可塑性樹脂を用いた複合
材料があるが、前者の繊維強化熱硬化性樹脂複合材料製
の安全靴用先芯の場合は脆性で、マトリックスにクラッ
クが入り易く、重量物が落下した場合などに本来の衝撃
強度が発現できない等の危険がある。これに対し後者の
繊維強化熱可塑性樹脂複合材料製の安全靴用先芯の場合
はマトリックスにクラックが入り難いため、上記の危険
を回避でき、本来の衝撃強度を充分に発現することが可
能である。
【０００４】これら繊維強化樹脂複合材料製の安全靴用
先芯としては、ガラス繊維等の強化繊維を織物、組物、
編物、不織布などにしたものを、熱硬化性樹脂や熱可塑
性樹脂と複合した繊維強化樹脂複合材料を、プレス成形
などによって成形した安全靴用先芯などが提案されてい
る。例えば、実開昭５９−１６２００３にはガラス繊維
長繊維を熱可塑性樹脂マトリックスで複合した基材で加
熱、加圧成形した安全靴の先芯において、先芯の甲部先
端に外方に突出して薄肉部を形成した複合強化樹脂製安
全靴先芯、実開昭６２−６４３０４には先芯部が長繊維
強化樹脂からなる安全靴、実開昭６２−７３７０６には
炭素繊維叉は炭素繊維を含む繊維強化材と樹脂とからな
る繊維強化樹脂を成形してなる炭素繊維強化樹脂製靴用
先芯が提案されている。
先芯としては、ガラス繊維等の強化繊維を織物、組物、
編物、不織布などにしたものを、熱硬化性樹脂や熱可塑
性樹脂と複合した繊維強化樹脂複合材料を、プレス成形
などによって成形した安全靴用先芯などが提案されてい
る。例えば、実開昭５９−１６２００３にはガラス繊維
長繊維を熱可塑性樹脂マトリックスで複合した基材で加
熱、加圧成形した安全靴の先芯において、先芯の甲部先
端に外方に突出して薄肉部を形成した複合強化樹脂製安
全靴先芯、実開昭６２−６４３０４には先芯部が長繊維
強化樹脂からなる安全靴、実開昭６２−７３７０６には
炭素繊維叉は炭素繊維を含む繊維強化材と樹脂とからな
る繊維強化樹脂を成形してなる炭素繊維強化樹脂製靴用
先芯が提案されている。
【０００５】しかし、これら従来の繊維強化樹脂複合材
料製の安全靴用先芯の強度はＪＩＳＴ８１０１に規定さ
れる革靴安全靴Ｌ種の規格を満たすことができず、その
強度が不十分であった。
料製の安全靴用先芯の強度はＪＩＳＴ８１０１に規定さ
れる革靴安全靴Ｌ種の規格を満たすことができず、その
強度が不十分であった。
【０００６】このため、特開平０５−１４７１４６に
は、１２ｍｍ乃至１００ｍｍ程度の強化繊維をランダム
に配したもので強化した熱可塑性樹脂シ−トと織物など
の強化繊維で補強した熱可塑性樹脂シ−トとをサンドイ
ッチ構造にした成形用シートを加熱、加圧成形して作製
した安全靴用先芯が提案されているが、積層に手間が掛
かり、高い成形圧力が必要とされ、また織物などを使用
するためコスト高となる等の問題がある。
は、１２ｍｍ乃至１００ｍｍ程度の強化繊維をランダム
に配したもので強化した熱可塑性樹脂シ−トと織物など
の強化繊維で補強した熱可塑性樹脂シ−トとをサンドイ
ッチ構造にした成形用シートを加熱、加圧成形して作製
した安全靴用先芯が提案されているが、積層に手間が掛
かり、高い成形圧力が必要とされ、また織物などを使用
するためコスト高となる等の問題がある。
【０００７】このように、低い成形圧力で容易に成形で
き、軽量、かつ、安全靴の規格（ＪＩＳ Ｔ８１０１革
靴安全靴Ｌ種）に適合した強度を有する安全靴用先芯、
並びにその製造方法は、未だ得られていないのが実状で
ある。
き、軽量、かつ、安全靴の規格（ＪＩＳ Ｔ８１０１革
靴安全靴Ｌ種）に適合した強度を有する安全靴用先芯、
並びにその製造方法は、未だ得られていないのが実状で
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、強化繊
維及び熱可塑性樹脂からなる複合材料を成形して得ら
れ、安全靴の規格に適合した強度を有すると共に低い成
形圧力で容易に成形することが可能な安全靴用先芯を得
るために、複合材料の組成及びその成形方法について鋭
意検討した結果、複合材料を２段階（テープ状材料、シ
ート状材料）に分けて作成することとし、まず第１段階
で熱可塑性樹脂による強化繊維の濡れの程度をある値以
上としたテープ状材料を作製し、次にこのテープ状材料
を用いてシート状とした複合材料を作製することによ
り、その後このシート状材料を成形して安全靴用先芯を
製造する場合に、低い成形圧力で成形しても、強化繊維
が熱可塑性樹脂中に均一に分散し、その結果極めて優れ
た強度を有した安全靴用先芯が得られることを見い出し
た。
維及び熱可塑性樹脂からなる複合材料を成形して得ら
れ、安全靴の規格に適合した強度を有すると共に低い成
形圧力で容易に成形することが可能な安全靴用先芯を得
るために、複合材料の組成及びその成形方法について鋭
意検討した結果、複合材料を２段階（テープ状材料、シ
ート状材料）に分けて作成することとし、まず第１段階
で熱可塑性樹脂による強化繊維の濡れの程度をある値以
上としたテープ状材料を作製し、次にこのテープ状材料
を用いてシート状とした複合材料を作製することによ
り、その後このシート状材料を成形して安全靴用先芯を
製造する場合に、低い成形圧力で成形しても、強化繊維
が熱可塑性樹脂中に均一に分散し、その結果極めて優れ
た強度を有した安全靴用先芯が得られることを見い出し
た。
【０００９】本発明者らは、かかる知見に基づき更に重
ねて検討した結果、本発明を完成するに至ったものであ
る。
ねて検討した結果、本発明を完成するに至ったものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、下
記Ａ〜Ｄの要件を満たすシート状材料を成形してなるこ
とを特徴とする安全靴用先芯、 Ａ．上記シート状材料が強化繊維及び熱可塑性樹脂から
なり、 Ｂ．上記シート状材料中の強化繊維の体積含有率が３０
％乃至８０％であり、 Ｃ．上記強化繊維が実質的に無撚であり且つその平均繊
維長が１０ｍｍ乃至５０ｍｍであり、 Ｄ．上記強化繊維が上記熱可塑性樹脂中に均一に分散さ
れている 並びに、強化繊維の総本数の少なくとも７０％が熱可塑
性樹脂により濡らされた状態のテープ状材料からシート
状材料を作製する工程と該シート状材料をプレス成形す
る工程とからなることを特徴とする上記の安全靴用先芯
の製造方法を提供するものである。
記Ａ〜Ｄの要件を満たすシート状材料を成形してなるこ
とを特徴とする安全靴用先芯、 Ａ．上記シート状材料が強化繊維及び熱可塑性樹脂から
なり、 Ｂ．上記シート状材料中の強化繊維の体積含有率が３０
％乃至８０％であり、 Ｃ．上記強化繊維が実質的に無撚であり且つその平均繊
維長が１０ｍｍ乃至５０ｍｍであり、 Ｄ．上記強化繊維が上記熱可塑性樹脂中に均一に分散さ
れている 並びに、強化繊維の総本数の少なくとも７０％が熱可塑
性樹脂により濡らされた状態のテープ状材料からシート
状材料を作製する工程と該シート状材料をプレス成形す
る工程とからなることを特徴とする上記の安全靴用先芯
の製造方法を提供するものである。
【００１１】本発明の安全靴用先芯の成形材料として用
いられるシート状材料中の熱可塑性樹脂の素材として
は、ナイロン６、ナイロン１２、ナイロン６６等に代表
されるポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレ−トや
ポリブチレンテレフタレ−トなどのポリエステル樹脂、
ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系
樹脂、ポリエ−テルエ−テルケトン樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂、ポリエ−テルイミド樹脂、ポリカ
−ボネ−ト樹脂などが挙げられるが、特にこれらに限定
されるものではなく、また、これらの熱可塑性樹脂を２
種以上併用して用いてもよい。なお、熱可塑性樹脂の素
材は安全靴の用途に応じて選択するのが好ましく、例え
ば、物性及び価格の観点からポリオレフィン系樹脂等、
吸湿性が必要な場合はナイロン１２等を選択するのが好
ましい。
いられるシート状材料中の熱可塑性樹脂の素材として
は、ナイロン６、ナイロン１２、ナイロン６６等に代表
されるポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレ−トや
ポリブチレンテレフタレ−トなどのポリエステル樹脂、
ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系
樹脂、ポリエ−テルエ−テルケトン樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂、ポリエ−テルイミド樹脂、ポリカ
−ボネ−ト樹脂などが挙げられるが、特にこれらに限定
されるものではなく、また、これらの熱可塑性樹脂を２
種以上併用して用いてもよい。なお、熱可塑性樹脂の素
材は安全靴の用途に応じて選択するのが好ましく、例え
ば、物性及び価格の観点からポリオレフィン系樹脂等、
吸湿性が必要な場合はナイロン１２等を選択するのが好
ましい。
【００１２】本発明の安全靴用先芯の成形材料として用
いられるシート状材料中の強化繊維の素材としては、ガ
ラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ポ
リエチレン繊維などの有機繊維、更に、ボロン繊維、ア
ルミナ繊維などの金属繊維などがあるが、特に、これら
に限定されるものではなく、また、これらの強化繊維を
２種以上併用して用いてもよい。なお、強化繊維の素材
は安全靴の用途に応じて適宜選択するのが好ましく、例
えば、非磁性が必要な場合には炭素繊維等、静電性が必
要な場合は金属繊維等を用いるのが好ましいが、通常は
性能及びコストの点からガラス繊維等を用いるのが好ま
しい。
いられるシート状材料中の強化繊維の素材としては、ガ
ラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ポ
リエチレン繊維などの有機繊維、更に、ボロン繊維、ア
ルミナ繊維などの金属繊維などがあるが、特に、これら
に限定されるものではなく、また、これらの強化繊維を
２種以上併用して用いてもよい。なお、強化繊維の素材
は安全靴の用途に応じて適宜選択するのが好ましく、例
えば、非磁性が必要な場合には炭素繊維等、静電性が必
要な場合は金属繊維等を用いるのが好ましいが、通常は
性能及びコストの点からガラス繊維等を用いるのが好ま
しい。
【００１３】本発明の安全靴用先芯の成形材料として用
いられるシート状材料中の強化繊維は、実質的に無撚で
あることが必要である。強化繊維に撚がある場合、安全
靴用先芯の強度及び弾性率が低下するため好ましくな
い。
いられるシート状材料中の強化繊維は、実質的に無撚で
あることが必要である。強化繊維に撚がある場合、安全
靴用先芯の強度及び弾性率が低下するため好ましくな
い。
【００１４】本発明の安全靴用先芯の成形材料として用
いられるシート状材料中の強化繊維の長さは、１０ｍｍ
乃至５０ｍｍであることが必要である。強化繊維の長さ
が１０ｍｍより短い場合は強化繊維による安全靴用先芯
の強化効率が低下し、５０ｍｍより長い場合は強化繊維
を熱可塑性樹脂中に均一に分散させることが困難となる
ためである。また、強化繊維の長さは１５ｍｍ乃至４５
ｍｍであればより好ましい。
いられるシート状材料中の強化繊維の長さは、１０ｍｍ
乃至５０ｍｍであることが必要である。強化繊維の長さ
が１０ｍｍより短い場合は強化繊維による安全靴用先芯
の強化効率が低下し、５０ｍｍより長い場合は強化繊維
を熱可塑性樹脂中に均一に分散させることが困難となる
ためである。また、強化繊維の長さは１５ｍｍ乃至４５
ｍｍであればより好ましい。
【００１５】本発明の安全靴用先芯の成形材料として用
いられるシート状材料中の強化繊維は熱可塑性樹脂中に
均一に分散されていることが必要である。強化繊維が熱
可塑性樹脂中に均一に分散されていないシート状材料を
用いて安全靴用先芯を成形した場合、該安全靴用先芯中
の強化繊維も遍在することとなり、強化繊維の少ない部
分は強度が不十分となり、また、強化繊維の多い部分は
強度は高いが逆に弾力性が低いため割れを生じ易くなる
ためである。なお、強化繊維が熱可塑性樹脂中に均一に
分散されている状態とは、強化繊維の分布状態に斑がな
く、且つ、強化繊維に方向性がない状態をいう。ここ
で、強化繊維の分布状態に斑がないとは、例えばシート
状材料を２〜３ｇの大きさに５箇所以上切りとり、ＪＩ
Ｓ Ｋ７０５２に従って計測した体積含有率の最大値と
最小値の差が３％以内であることをいう。但し、上記の
評価方法は強化繊維の種類によって異なるので特に限定
されるものではなく、上記と実質的に同様な分布状態で
あればよい。また、強化繊維に方向性がない状態とは、
シート状材料を目視により観察したと場合に、殆どの強
化繊維の長手方向が互いに非平行に存在することをい
う。さらに、強化繊維が熱可塑性樹脂中に均一に分散さ
れている状態を得る方法としては、例えば、まず強化繊
維及び熱可塑性樹脂からなるテープ状材料を作製し、該
テープ状材料を箱のような空間内で空気等によって飛翔
させたり、液状流体内で撹拌させた後に、堆積させる方
法等が挙げられるが、均一に分散させる方法は特にこれ
らの方法に限定されるものではない。
いられるシート状材料中の強化繊維は熱可塑性樹脂中に
均一に分散されていることが必要である。強化繊維が熱
可塑性樹脂中に均一に分散されていないシート状材料を
用いて安全靴用先芯を成形した場合、該安全靴用先芯中
の強化繊維も遍在することとなり、強化繊維の少ない部
分は強度が不十分となり、また、強化繊維の多い部分は
強度は高いが逆に弾力性が低いため割れを生じ易くなる
ためである。なお、強化繊維が熱可塑性樹脂中に均一に
分散されている状態とは、強化繊維の分布状態に斑がな
く、且つ、強化繊維に方向性がない状態をいう。ここ
で、強化繊維の分布状態に斑がないとは、例えばシート
状材料を２〜３ｇの大きさに５箇所以上切りとり、ＪＩ
Ｓ Ｋ７０５２に従って計測した体積含有率の最大値と
最小値の差が３％以内であることをいう。但し、上記の
評価方法は強化繊維の種類によって異なるので特に限定
されるものではなく、上記と実質的に同様な分布状態で
あればよい。また、強化繊維に方向性がない状態とは、
シート状材料を目視により観察したと場合に、殆どの強
化繊維の長手方向が互いに非平行に存在することをい
う。さらに、強化繊維が熱可塑性樹脂中に均一に分散さ
れている状態を得る方法としては、例えば、まず強化繊
維及び熱可塑性樹脂からなるテープ状材料を作製し、該
テープ状材料を箱のような空間内で空気等によって飛翔
させたり、液状流体内で撹拌させた後に、堆積させる方
法等が挙げられるが、均一に分散させる方法は特にこれ
らの方法に限定されるものではない。
【００１６】本発明の安全靴用先芯の成形材料として用
いられるシート状材料中の強化繊維の体積含有率は、３
０％乃至８０％であることが必要である。体積含有率が
３０％未満の場合、目的の物性を得ることが困難であ
り、体積含有率が８０％を超える場合、安全靴用先芯の
表層に強化繊維が暴露し易くその外観を損なう可能性が
高いためである。
いられるシート状材料中の強化繊維の体積含有率は、３
０％乃至８０％であることが必要である。体積含有率が
３０％未満の場合、目的の物性を得ることが困難であ
り、体積含有率が８０％を超える場合、安全靴用先芯の
表層に強化繊維が暴露し易くその外観を損なう可能性が
高いためである。
【００１７】本発明の安全靴用先芯の製造方法に用いら
れるテープ状材料中の強化繊維は、その総本数の少なく
とも７０％が熱可塑性樹脂により濡らされた状態である
ことが必要である。７０％以下の場合、シ−ト状材料を
作製する際に強化繊維の毛羽などにより作業性が損なわ
れたり、強化繊維が暴露して強度の低下を生じたり、シ
−ト状材料から成形品を成形する際に強化繊維に熱可塑
性樹脂を含浸させるために高い成形圧力や長い成形時間
が必要とされるためである。なお、ここでいう濡らされ
た状態とは任意に選択したテ−プ状材料の断面に於いて
強化繊維の周囲の長さの５０％以上が樹脂と接触した状
態をいい、テープ状材料中の強化繊維の総本数の少なく
とも７０％が熱可塑性樹脂により濡らされた状態である
とは任意に選択したテ−プ状材料の断面に存在する強化
繊維の総本数に対する前記濡らされた状態の強化繊維の
本数が７０％以上であることをいう。
れるテープ状材料中の強化繊維は、その総本数の少なく
とも７０％が熱可塑性樹脂により濡らされた状態である
ことが必要である。７０％以下の場合、シ−ト状材料を
作製する際に強化繊維の毛羽などにより作業性が損なわ
れたり、強化繊維が暴露して強度の低下を生じたり、シ
−ト状材料から成形品を成形する際に強化繊維に熱可塑
性樹脂を含浸させるために高い成形圧力や長い成形時間
が必要とされるためである。なお、ここでいう濡らされ
た状態とは任意に選択したテ−プ状材料の断面に於いて
強化繊維の周囲の長さの５０％以上が樹脂と接触した状
態をいい、テープ状材料中の強化繊維の総本数の少なく
とも７０％が熱可塑性樹脂により濡らされた状態である
とは任意に選択したテ−プ状材料の断面に存在する強化
繊維の総本数に対する前記濡らされた状態の強化繊維の
本数が７０％以上であることをいう。
【００１８】本発明の安全靴用先芯の製造方法において
テープ状材料からシート状材料を作製する方法として
は、例えば前記テ−プ状材料を構成する熱可塑性樹脂の
少なくとも一部を溶融・固化させて一体化させたり、熱
可塑性バインダ−やエラストマ−等でテ−プ状材料の一
部あるいは全部を固着させして一体化させる方法が挙げ
られるが、シート状材料を作製する方法は特にこれらに
限定されるものではない。
テープ状材料からシート状材料を作製する方法として
は、例えば前記テ−プ状材料を構成する熱可塑性樹脂の
少なくとも一部を溶融・固化させて一体化させたり、熱
可塑性バインダ−やエラストマ−等でテ−プ状材料の一
部あるいは全部を固着させして一体化させる方法が挙げ
られるが、シート状材料を作製する方法は特にこれらに
限定されるものではない。
【００１９】本発明の安全靴用先芯の製造方法において
シ−ト状材料をプレス成形して安全靴用先芯を製造する
方法としては、前記シ−ト状材料を加熱して熱可塑性樹
脂を溶融させプレス成形して安全靴用先芯を得るもので
あれば、特に何等限定されるものではないが、プレス成
形時の成形圧力は５ｋｇｆ／ｃｍ2 〜５０ｋｇｆ／ｃｍ
2 の範囲であることが好ましい。成形圧力が上記範囲で
あることが好ましいのは、プレス成形としては、従来の
ホットスタンピング成形、高速圧縮成形などが考えられ
るが、その際、成形圧力が５ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の場
合、材料流動が完全に行なわれず、強化繊維の均一分散
が困難となるためであり、また、成形圧力が５０ｋｇｆ
／ｃｍ2 を超える場合、材料流動により大量のバリが発
生するためである。なお、強化繊維と樹脂の組み合わせ
等によって、上記範囲で適切な成形圧力を選択すればよ
い。
シ−ト状材料をプレス成形して安全靴用先芯を製造する
方法としては、前記シ−ト状材料を加熱して熱可塑性樹
脂を溶融させプレス成形して安全靴用先芯を得るもので
あれば、特に何等限定されるものではないが、プレス成
形時の成形圧力は５ｋｇｆ／ｃｍ2 〜５０ｋｇｆ／ｃｍ
2 の範囲であることが好ましい。成形圧力が上記範囲で
あることが好ましいのは、プレス成形としては、従来の
ホットスタンピング成形、高速圧縮成形などが考えられ
るが、その際、成形圧力が５ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の場
合、材料流動が完全に行なわれず、強化繊維の均一分散
が困難となるためであり、また、成形圧力が５０ｋｇｆ
／ｃｍ2 を超える場合、材料流動により大量のバリが発
生するためである。なお、強化繊維と樹脂の組み合わせ
等によって、上記範囲で適切な成形圧力を選択すればよ
い。
【００２０】
【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに何等限定されるものではな
い。なお、参考例１乃至６で得られたシ−ト状材料の断
面状態、物性、外観を評価した結果は表１に、実施例１
及び比較例１至乃４で得られた安全靴用先芯のガラス繊
維分布状態、静的強度、衝撃強度を評価した結果は表２
に示した。
明するが、本発明はこれらに何等限定されるものではな
い。なお、参考例１乃至６で得られたシ−ト状材料の断
面状態、物性、外観を評価した結果は表１に、実施例１
及び比較例１至乃４で得られた安全靴用先芯のガラス繊
維分布状態、静的強度、衝撃強度を評価した結果は表２
に示した。
【００２１】各評価については以下の通りに行った。シ
ート状材料の含浸状態は、５枚のシ−ト状材料を用い
て、各シ−ト状材料の角部（４点）と中央部（１点）の
５点について、各点ごとに幅２０ｍｍ、長さ２０ｍｍの
試料を５個づつ計２５個採取し、その各試料の断面にお
いて観察される強化繊維の内、周囲長の５０％以上が樹
脂と接触した状態にある強化繊維の含有率（％）の平均
値を求め、その平均値が９５％以上の場合は○、７５〜
９５％の場合は△、７５％未満の場合は×とした。シー
ト状材料のボイドは、上記と同様に試料を採取し、その
各試料の断面において認められる直径０．１ｍｍ以上の
ボイドの個数のシート１枚あたりの平均値を求め、その
平均値が１個以下の場合は○、２〜１０個の場合は△と
した。シ−ト状材料の強度及び弾性率は、ＪＩＳ Ｋ
７０５５に規定される曲げ試験方法（ガラス繊維強化プ
ラスチックの曲げ試験方法）のＡ法により曲げ強さ、曲
げ弾性率を測定し、その平均値が実施例１で得られたシ
ート状材料の値と同程度の場合は○、半分程度の場合は
△、それ以下の場合は×とした。シ−ト状材料のうき
は、幅２５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのシ−ト状材料５枚
の表面を目視により観察した場合に、ガラス繊維がシ−
ト状成形材料の表面に暴露していると認められる箇所の
個数を求め、シート状材料１枚あたりの平均値が０個の
場合は○、１〜３個の場合は△、４個以上の場合は×と
した。シート状材料の表面の光沢は、目視によって認め
られる白色蛍光灯（１８ワット）の投影状態（鉛直下１
ｍに設置したシ−ト状成形材料に映る白色蛍光灯の境界
状態）を観察し、実施例１で得られたシート状材料での
観察結果と比較して、同程度の場合は○、少し悪い場合
は△、悪い場合は×とした。シート状材料の分散状態
は、５枚のシート状材料を用いて、各シ−ト状材料の角
部（４点）と中央部（１点）の計５点について、各点ご
とに幅２０ｍｍ、長さ２０ｍｍの試料を５個づつ計２５
個採取し、その各試料中のガラス繊維の体積含有率（Ｊ
ＩＳ Ｋ ７０５２に従う）の最大値と最小値の差
（％）を測定し、さらにシ−ト状成形材料の軟Ｘ線写真
より得られるガラス繊維の状態の評価を併せ、総合的に
判断した。上記体積含有率の最大値と最小値の差の測定
値の平均値が３％以内で、且つガラス繊維の状態が良好
な場合は○、それ以外の場合は×とした。
ート状材料の含浸状態は、５枚のシ−ト状材料を用い
て、各シ−ト状材料の角部（４点）と中央部（１点）の
５点について、各点ごとに幅２０ｍｍ、長さ２０ｍｍの
試料を５個づつ計２５個採取し、その各試料の断面にお
いて観察される強化繊維の内、周囲長の５０％以上が樹
脂と接触した状態にある強化繊維の含有率（％）の平均
値を求め、その平均値が９５％以上の場合は○、７５〜
９５％の場合は△、７５％未満の場合は×とした。シー
ト状材料のボイドは、上記と同様に試料を採取し、その
各試料の断面において認められる直径０．１ｍｍ以上の
ボイドの個数のシート１枚あたりの平均値を求め、その
平均値が１個以下の場合は○、２〜１０個の場合は△と
した。シ−ト状材料の強度及び弾性率は、ＪＩＳ Ｋ
７０５５に規定される曲げ試験方法（ガラス繊維強化プ
ラスチックの曲げ試験方法）のＡ法により曲げ強さ、曲
げ弾性率を測定し、その平均値が実施例１で得られたシ
ート状材料の値と同程度の場合は○、半分程度の場合は
△、それ以下の場合は×とした。シ−ト状材料のうき
は、幅２５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのシ−ト状材料５枚
の表面を目視により観察した場合に、ガラス繊維がシ−
ト状成形材料の表面に暴露していると認められる箇所の
個数を求め、シート状材料１枚あたりの平均値が０個の
場合は○、１〜３個の場合は△、４個以上の場合は×と
した。シート状材料の表面の光沢は、目視によって認め
られる白色蛍光灯（１８ワット）の投影状態（鉛直下１
ｍに設置したシ−ト状成形材料に映る白色蛍光灯の境界
状態）を観察し、実施例１で得られたシート状材料での
観察結果と比較して、同程度の場合は○、少し悪い場合
は△、悪い場合は×とした。シート状材料の分散状態
は、５枚のシート状材料を用いて、各シ−ト状材料の角
部（４点）と中央部（１点）の計５点について、各点ご
とに幅２０ｍｍ、長さ２０ｍｍの試料を５個づつ計２５
個採取し、その各試料中のガラス繊維の体積含有率（Ｊ
ＩＳ Ｋ ７０５２に従う）の最大値と最小値の差
（％）を測定し、さらにシ−ト状成形材料の軟Ｘ線写真
より得られるガラス繊維の状態の評価を併せ、総合的に
判断した。上記体積含有率の最大値と最小値の差の測定
値の平均値が３％以内で、且つガラス繊維の状態が良好
な場合は○、それ以外の場合は×とした。
【００２２】安全靴用先芯の成形時の手間は、成形材料
の金型への設置を完了するまでの時間と成形材料の取り
扱いを総合的に判断した。安全靴用先芯のガラス繊維の
分布状態は、半球の成形品５個について頂点（１点）と
周囲長を４分割する点（４点）の計５点について幅約１
０ｍｍ、長さ約１０ｍｍの試料を１個採取し、その試料
中のガラス繊維の体積含有率（ＪＩＳ Ｋ７０５２に従
う）の最大値と最小値の差（％）を測定し、その差が３
％以内の場合○、３％を超える場合は×とした。安全靴
用先芯の静的強度は、インストロン型万能試験機のロ−
ドセルに半球状（φ１２．７ｍｍ）の成形品を設置し、
クロスヘッド速度１０ｍｍ／分で半球状の成形品の頂点
部を押圧し、その時に得られた最大荷重値を測定し、実
施例２で得られた成形品での測定結果と比較して、同程
度の場合は○、少し悪い場合は△、悪い場合は×とし
た。安全靴用先芯の衝撃強度は、ＡＳＴＭ Ｄ３０２９
（方式ＦＢ）に準拠した落錘衝撃試験を行ない、その際
に得られた最大衝撃荷重値を測定し、実施例２で得られ
た成形品での測定結果と比較して、同程度の場合は○、
少し悪い場合は△、悪い場合は×とした。
の金型への設置を完了するまでの時間と成形材料の取り
扱いを総合的に判断した。安全靴用先芯のガラス繊維の
分布状態は、半球の成形品５個について頂点（１点）と
周囲長を４分割する点（４点）の計５点について幅約１
０ｍｍ、長さ約１０ｍｍの試料を１個採取し、その試料
中のガラス繊維の体積含有率（ＪＩＳ Ｋ７０５２に従
う）の最大値と最小値の差（％）を測定し、その差が３
％以内の場合○、３％を超える場合は×とした。安全靴
用先芯の静的強度は、インストロン型万能試験機のロ−
ドセルに半球状（φ１２．７ｍｍ）の成形品を設置し、
クロスヘッド速度１０ｍｍ／分で半球状の成形品の頂点
部を押圧し、その時に得られた最大荷重値を測定し、実
施例２で得られた成形品での測定結果と比較して、同程
度の場合は○、少し悪い場合は△、悪い場合は×とし
た。安全靴用先芯の衝撃強度は、ＡＳＴＭ Ｄ３０２９
（方式ＦＢ）に準拠した落錘衝撃試験を行ない、その際
に得られた最大衝撃荷重値を測定し、実施例２で得られ
た成形品での測定結果と比較して、同程度の場合は○、
少し悪い場合は△、悪い場合は×とした。
【００２３】参考例１．ガラス繊維とポリプロピレン樹
脂とからなる厚さ０．１ｍｍ、幅１０ｍｍで、ガラス繊
維がポリプロピレン樹脂に７０％だけ濡らされた状態の
テ−プ状材料（ガラス繊維の体積含有率４５％）を平均
長さ２０ｍｍに切断し、これをプレス成形で成形温度２
１０℃、成形圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ2 、加圧時間１０分
の条件で厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成形材料を作製し
た。
脂とからなる厚さ０．１ｍｍ、幅１０ｍｍで、ガラス繊
維がポリプロピレン樹脂に７０％だけ濡らされた状態の
テ−プ状材料（ガラス繊維の体積含有率４５％）を平均
長さ２０ｍｍに切断し、これをプレス成形で成形温度２
１０℃、成形圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ2 、加圧時間１０分
の条件で厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成形材料を作製し
た。
【００２４】参考例２．参考例１と同様のテ−プ状材料
を平均長さ５ｍｍに切断し、これを参考例１と同様の条
件でプレス成形を行ない厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成形
材料を作製した。
を平均長さ５ｍｍに切断し、これを参考例１と同様の条
件でプレス成形を行ない厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成形
材料を作製した。
【００２５】参考例３．参考例１と同様のテ−プ状材料
を平均長さ６０ｍｍに切断し、これを参考例１と同様の
条件でプレス成形を行ない厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成
形材料を作製した。
を平均長さ６０ｍｍに切断し、これを参考例１と同様の
条件でプレス成形を行ない厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成
形材料を作製した。
【００２６】参考例４．体積含有率が１５％であること
以外は参考例１と同様のテ−プ状材料を平均長さ２０ｍ
ｍに切断し、これを参考例１と同様の条件でプレス成形
を行ない厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成形材料を作製し
た。
以外は参考例１と同様のテ−プ状材料を平均長さ２０ｍ
ｍに切断し、これを参考例１と同様の条件でプレス成形
を行ない厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成形材料を作製し
た。
【００２７】参考例５．体積含有率が９０％であること
以外は参考例１と同様のテ−プ状材料を平均長さ２０ｍ
ｍに切断し、これを参考例１と同様の条件でプレス成形
を行ない厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成形材料を作製し
た。
以外は参考例１と同様のテ−プ状材料を平均長さ２０ｍ
ｍに切断し、これを参考例１と同様の条件でプレス成形
を行ない厚さ３．５ｍｍのシ−ト状成形材料を作製し
た。
【００２８】参考例６．ガラス繊維がポリプロピレン樹
脂に５０％だけ濡らされた状態であること以外は参考例
１と同様のテ−プ状材料を平均長さ２０ｍｍに切断し、
これを参考例１同様の条件でプレス成形を行ない厚さ
３．５ｍｍのシ−ト状成形材料を作製した。
脂に５０％だけ濡らされた状態であること以外は参考例
１と同様のテ−プ状材料を平均長さ２０ｍｍに切断し、
これを参考例１同様の条件でプレス成形を行ない厚さ
３．５ｍｍのシ−ト状成形材料を作製した。
【００２９】実施例１．参考例１に記したガラス繊維と
ポリプロピレン樹脂とからなるシ−ト状成形材料を適当
な大きさに切り出し、遠赤外線ヒ−タで２２０℃まで加
熱した後、表面温度６０℃に設定した型に設置し、成形
圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ2 で１分間加圧し、安全靴用先芯
を得た。
ポリプロピレン樹脂とからなるシ−ト状成形材料を適当
な大きさに切り出し、遠赤外線ヒ−タで２２０℃まで加
熱した後、表面温度６０℃に設定した型に設置し、成形
圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ2 で１分間加圧し、安全靴用先芯
を得た。
【００３０】比較例１．テ−プ状材料の平均長さが６０
ｍｍであること以外は参考例１と同じのガラス繊維とポ
リプロピレン樹脂とからなるシ−ト状成形材料を実施例
１と同一条件で成形し、安全靴用先芯を得た。
ｍｍであること以外は参考例１と同じのガラス繊維とポ
リプロピレン樹脂とからなるシ−ト状成形材料を実施例
１と同一条件で成形し、安全靴用先芯を得た。
【００３１】比較例２．テ−プ状材料の平均長さが１０
ｍｍであること以外は参考例１と同じのガラス繊維とポ
リプロピレン樹脂とからなるシ−ト状成形材料を実施例
１と同一条件で成形し、安全靴用先芯を得た。
ｍｍであること以外は参考例１と同じのガラス繊維とポ
リプロピレン樹脂とからなるシ−ト状成形材料を実施例
１と同一条件で成形し、安全靴用先芯を得た。
【００３２】比較例３．ガラス繊維の平均長さが２０ｍ
ｍのマットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させてから
半硬化状態にした成形材料（ガラス繊維の体積含有率４
５ｖｆ％）を表面温度１２０℃に設定した型に設置し、
成形圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ2 で２０分間加圧し、安全靴
用先芯を得た。
ｍのマットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させてから
半硬化状態にした成形材料（ガラス繊維の体積含有率４
５ｖｆ％）を表面温度１２０℃に設定した型に設置し、
成形圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ2 で２０分間加圧し、安全靴
用先芯を得た。
【００３３】比較例４．ガラス繊維の綾織物（経糸５６
本／吋、緯糸２６本／吋）に不飽和ポリエステル樹脂を
含浸させたプリプレグ（ガラス繊維の体積含有率４５ｖ
ｆ％）を表面温度１２０℃に設定した金型に経緯交互に
１０層だけ設置し、成形圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ2 で２０
分間加圧し、安全靴用先芯を得た。
本／吋、緯糸２６本／吋）に不飽和ポリエステル樹脂を
含浸させたプリプレグ（ガラス繊維の体積含有率４５ｖ
ｆ％）を表面温度１２０℃に設定した金型に経緯交互に
１０層だけ設置し、成形圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ2 で２０
分間加圧し、安全靴用先芯を得た。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【発明の効果】上記で説明したように本発明は、従来の
金属製のものに比べ格段に軽量でありながらＪＩＳ Ｔ
８１０１革靴安全靴Ｌ種の規格に適合する物性強度を有
し、且つ、熱硬化性樹脂製のものに比べて耐衝撃性に優
れた安全靴用先芯、並びに、低圧、且つ、容易に上記安
全靴用先芯を製造する方法を提供するものである。この
ように、本発明の安全靴用先芯は、容易に作製でき、Ｊ
ＩＳの革靴安全靴の規格にも適合した物性強度を有する
ので、製造業、鉱業、運輸業、貨物取扱業、林業等の作
業現場において使用する革靴安全靴に有用であり、また
スポーツやレジャー用の靴等にも適用することが可能で
あり、本発明の効果は大である。
金属製のものに比べ格段に軽量でありながらＪＩＳ Ｔ
８１０１革靴安全靴Ｌ種の規格に適合する物性強度を有
し、且つ、熱硬化性樹脂製のものに比べて耐衝撃性に優
れた安全靴用先芯、並びに、低圧、且つ、容易に上記安
全靴用先芯を製造する方法を提供するものである。この
ように、本発明の安全靴用先芯は、容易に作製でき、Ｊ
ＩＳの革靴安全靴の規格にも適合した物性強度を有する
ので、製造業、鉱業、運輸業、貨物取扱業、林業等の作
業現場において使用する革靴安全靴に有用であり、また
スポーツやレジャー用の靴等にも適用することが可能で
あり、本発明の効果は大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:50
Claims (2)
- 【請求項１】 下記Ａ〜Ｄの要件を満たすシート状材料
を成形してなることを特徴とする安全靴用先芯。 Ａ．上記シート状材料が強化繊維及び熱可塑性樹脂から
なり、 Ｂ．上記シート状材料中の強化繊維の体積含有率が３０
％乃至８０％であり、 Ｃ．上記強化繊維が実質的に無撚であり且つその平均繊
維長が１０ｍｍ乃至５０ｍｍであり、 Ｄ．上記強化繊維が上記熱可塑性樹脂中に均一に分散さ
れている - 【請求項２】 強化繊維の総本数の少なくとも７０％が
熱可塑性樹脂により濡らされた状態のテープ状材料から
シート状材料を作製する工程と該シート状材料をプレス
成形する工程とからなることを特徴とする請求項１記載
の安全靴用先芯の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33798793A JP3440303B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 繊維強化熱可塑性樹脂製の安全靴用先芯及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33798793A JP3440303B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 繊維強化熱可塑性樹脂製の安全靴用先芯及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07184704A true JPH07184704A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3440303B2 JP3440303B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=18313881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33798793A Expired - Fee Related JP3440303B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 繊維強化熱可塑性樹脂製の安全靴用先芯及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440303B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6686034B1 (en) | 1999-06-28 | 2004-02-03 | Asahi Fiber Glass Company, Limited | Process for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded product and product thereby produced |
| KR100494812B1 (ko) * | 2002-11-16 | 2005-06-13 | 주식회사 케이피아이 | 사출형 안전화 토캡과 이의 제조방법 |
| KR100491800B1 (ko) * | 1997-06-11 | 2005-09-13 | 미도리안젠 가부시키가이샤 | 안전화용경량선심 |
| JP2010505646A (ja) * | 2006-10-05 | 2010-02-25 | ノファメーア ベスローテン フェンノートシャップ | 自己強化された三次元ポリマー製品を製造する方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33798793A patent/JP3440303B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100491800B1 (ko) * | 1997-06-11 | 2005-09-13 | 미도리안젠 가부시키가이샤 | 안전화용경량선심 |
| US6686034B1 (en) | 1999-06-28 | 2004-02-03 | Asahi Fiber Glass Company, Limited | Process for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded product and product thereby produced |
| KR100494812B1 (ko) * | 2002-11-16 | 2005-06-13 | 주식회사 케이피아이 | 사출형 안전화 토캡과 이의 제조방법 |
| JP2010505646A (ja) * | 2006-10-05 | 2010-02-25 | ノファメーア ベスローテン フェンノートシャップ | 自己強化された三次元ポリマー製品を製造する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3440303B2 (ja) | 2003-08-25 |
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