JPS583828A - 強化樹脂凹形物体の製法および成形型 - Google Patents

強化樹脂凹形物体の製法および成形型

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JPS583828A
JPS583828A JP57105565A JP10556582A JPS583828A JP S583828 A JPS583828 A JP S583828A JP 57105565 A JP57105565 A JP 57105565A JP 10556582 A JP10556582 A JP 10556582A JP S583828 A JPS583828 A JP S583828A
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強化樹脂からなる凹形物体、たとえばヘルメッ
トなど、ならびにこれを調造する方法)よび装置に関す
る。
強化樹脂からなる凹形物体の使用目的の要求は、特に保
護ヘルメットの場合に、よく知られている。
本発明はヘルメットに限定するものではないが、これに
応用できるものであって、凹形物体の構造は衝撃を反復
しても耐えることができ、かつ壕量でなければならない
上記要求に応するために、適当な繊維で強化し成形した
樹脂からなる凹形物体を提供する努力がな1れ九〇シか
し、こうして得た凹形物体の構造は、所属の要求を部分
的に満足させるに過ぎず、重要な他の要求、特に反復衝
撃に対する抵抗を満足させない。要約すれば、前記装置
の構造は、反復衝撃が絶えず同一領域°に局限され九と
きにも、この構造体が弾性的に反応し、クラックiたは
フレークを生じて構造に損傷を与えることがなく、これ
によりて衝撃を広−領域にわ几りて分散させなくてはな
らない。ヘルメットの場合は、特にこの構造体の経線面
にそりてクラックおよび破損が生じると、使用者の安全
を害なうので、これを避ける必要がある。
本発明の目的は、特に順当てとして形成した1、lI撃
に耐える保護ヘルメットとして使用するのに適した凹形
物体であって、弾性構造を形成し、できるだけ均一な抵
抗を得るように、適当な繊維強化材を結合用樹脂に埋没
した凹形物体を提供することである。
本発明の他の目的は、特殊な監の凹形物体であって、そ
の内面訃よび外面が平滑な仕上げを育して繊維強化材を
念はこれを形成する要素がある程度の剛性を有するヤー
ンまたはスレッドであって、前記表面から突出する傾向
を有するときでも、模様および記号を容品につけること
ができる凹形物体を提供することである。
本発明のまた他の目的は、凹形物体であって、その外面
が仕上げ加工を実際的に必要とせず、使用目的の要求に
基づき、審美的要求に応する念めに、所望の色彩および
/または模様を有する凹形物体を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、不連続な形状およびアンダ
ーカッ)t−有する樹脂凹形物体でるりて、その表面の
部分がfi[面に対して90°より小さい角度をなす凹
形物体を提供することである。
本発明の方法は繊成繊維および/またはネット状繊維の
複数のf−によって形成され九強化材を結合用樹脂のな
かに一体化した凹形物体を提供するものでありて、この
繊維強化材を成形微の二つの部分の一つにつけ、この強
化材の周辺の少なくとも一部分を成形−につけ、開成し
た張力tNL維強化材に加えて、次の成形工種、特に結
合用樹脂の固化または重合においてこの張力を保持し、
得た凹形物体を成形微から取出し、これによつて繊維強
化材を樹脂のなかに閉込めた状態で一体化して保持する
ことを特徴とする凹形物体を提供することである。
本発明の織成繊維および/またはネット状繊維の補強材
は帽状体の形tした*aの要素とし、その少なくとも一
部分は、帽状体の中央領域を渦巻き状に織成することに
よって得る。あるいはこのl!素素状状体織成した管状
物体から得る。仁の管状物体社、一端をクラウン状とし
、仁のクラウン状の接合部の縁を、縫製によって、また
にこの材料が熱可塑性ヤーンである場合には溶接によっ
て結合し、こうして得た帽状体を結合帯域の角度を変え
て相互に順次積層し、実際的に均一な厚みの均質な層を
形成する。
凹形物体の使用目的の要求に基づいて、要素帽状体は、
密度または織υ密度が異なる領域を作るように織成し、
この物体の成形1龜において、加圧液体によって制御し
た張力を710える。
制御し九張力を繊維強化材に予め7JIえる適当な基準
は、帽状体を形成するスレッドまたセヤーンの物理的特
性、および/またはこの帽状体の織成特性による。たと
えば、繊維強化材に9口える張力は、この場合に使用す
るスレッドt7trzヤーンの弾性率または引張り強さ
についての制限値と′JI、することができる。明かな
ように、11m強化材に予め加える張力は、製造しよう
とする凹形物体を得るのに使用する結合用樹脂の処3M
および成形温度に関連する。
製造しようとする凹形物体の使用目的ζζ再び関して、
この凹形物体の内部および外部において、適当な樹脂、
たとえば熱可塑性樹脂のフィルムからなるライニング層
とともに繊維強化材t−緒会合用樹脂なかに一体化する
か、または熱硬化性樹脂によりてもよい。後者の場合に
は、凹形物体、特にヘルメットを容Sにかつ迅速に製造
することができ、この物体の外面を平滑とし、実際的に
仕上げ工程を必要としない。畜らに、このライニングフ
ィルムは、外部または内部の帽状体として予め成形し、
これによって物体の仕上げ面を形成し、かつ所望の特性
を得ることができる。このように、適当な材料、たとえ
ば熱可塑性樹脂の外部帽状体lζよりて平滑かつ平坦な
表面を形成することができ、かつ繊維強化スレッドによ
りて生ずる結合部または突出部が凹形物体の!II面か
ら突出することを防止する。さらに、ライニングフィル
ム普たは帽状体に模様または図形をつけて、これを凹形
物体の表面に再現することかで自る。これは繊維強化材
の結合用樹脂が、限られた1度であっても、透明である
ときζζ特に再現性がよい。
次に添付図11jを参照し、次の記述lこよって本発明
を説明する、これは本発明の方法を実施する装置の好ま
しい実施態様を例示のために説明するものである。
添付の11!1因および第2図を参照して、本発明の方
法を保護ヘルメットの構造について説明する。
このヘルメットを得るために、まず繊維強化材を形成す
ることが必要である。これは合成物質(熱可塑性樹脂)
および/lたは天然物質、念と見ば植物質(麻、木綿な
ど)または鉱物賞(アスベスト、ガラスなど)からなる
適当なり−ンを有する二つ以上の織成層を積層して形成
する。この織成鍛縮および/オたdネット状llIIm
としては、熱可塑性樹脂、たとえばポリ塩化ビニル、ポ
リスプロール、ポリアクリル、ポリアミド、ポリウレタ
ンなどの樹脂のスレッドま友にフィラメント、特に” 
Kevlar @として知られる芳香族ポリアミド樹脂
のフィラメントを少なくとも部分的に使用することが有
利である。
本発明の繊維強化材は複数の層を積層して形成し、この
層は使用するフィラメントまたはスレッドの組成および
各層のスレッドの数は両方とも異なっていてもよい。さ
らに織り密度または稠密度巻き、こat超えるとらせん
状、すなわち形成中の帽状体の各巻きに対するステッチ
数を実際的Iこ一定として巻続ける。あるいa%適当な
直径を有する管状織成繊維から出発して帽状体を形成す
ることかで轡る。所望の長さの要素を得るため4こ各要
素の−*tクラウン状に縫製することができる。
次に、各クラウンの接合Sまたは失点を内側に曲げて繊
維管状体の軸上に接合部の尖頭を位置させる。最後に、
接合部の縁または境界を4@互に縫合わせて接合するか
、または合成物質のスレッドの場合は溶接して帽状体r
形成する。
ζうして形成し素状状体の数は、実際には二つ以上であ
るが、これt積層して所望の特性を有する繊維強化材を
形成する〇 帽状体りの積層工程において、帽状体の、接合llt溶
接して底とするときは、経線の接合リプを互いに角度を
変えて配置し、繊維強化材の構造および厚みを均質かつ
実際的に均一となるように形成する。
帽状体りの縁D1は拡げて、これによって次の引張p工
程における固定を確実とし、この操作において異なる繊
維層を互いの上で自由に滑らせて張力をかけることかで
龜る〇 ζうして織成し素状状体りを得るが、成形操作の前に、
予備処理、たとえば適当な物質で膨潤させて予備成形な
どt行ない、各場合jc)いて得る最MI1品の特殊な
要求に応じろことがで龜る。
再び第1および第2図を参照して、これらの断面図は本
発明の方法を実施する成装置の二つの態様を示し、特殊
な場合として、本発明看による他の特許に訃いて考慮し
たと同様な保護ヘルメットを提供する。
雌社ムおよび雄11Bからなる図示の成形!11は、a
mを形成する凸部B1を有し、これは支持板B2で固定
されて、ことに記載するように、雌型の凹部Alに入る
。これらはヘルメットの形状を再現する成形後である。
成形麿の二つの部分AおよびBは、公知の方法で、プレ
スの静止面シよび可動面にそれぞれ固定して次のように
相互にプロッタを形成す為。
本発明によって、凸部B1の上部に設けた溝B3に、弾
性ライニングCを入れて保持する0この弾性ライニング
はカラーC1によって封止し、a面となる袋材を形成す
る。これらの部材の間で形成し良密閉間隙C2は導管B
4を介して適当な加圧流体源と連緒し、この流体はオイ
ルまたは圧縮空気が好ましいが、遍蟲な圧力、友とえば
20気圧で間1!102に導入して、袋材Cを膨張して
変形させる。
第1図において、雌型ムの凹111AIは肩11A2を
有し、この麿は下方に傾斜して狭くなる。肩部jltl
Jl型BのMB2によって、繊維強化材りを封止するブ
ロック部材を形成する。
これについて後iζ説明する。
再び本発明の方法の実施について、繊維強化材を形成す
る積層した複数の帽状体りは第1図の雌!lAの凹部A
lに入れる。図示の場合に、繊維りは外部帽状体Fと内
部帽状体Gとの間に予め配置する。これらの帽状体は目
的lζ適する特性を有する。これは後に説明をする。外
部帽状体Fは間隙ム1の壁に接触するか、または近接し
、適当な物質たとえば木綿またはこれと同様なり−ンで
織成した繊維からなり、適当なコンシスチンシーtVす
る外面層すなわち被侵を形成して、成形後に、合成物質
の帽状体りの失点などがヘルメット表面から突出するこ
とを肪止する。帽状体Fは熱可塑性樹脂、たとえばポリ
エテレン、ポリ塩化ビニルまたはこれと同様な物質のラ
ミナまたはフィルムから形成することが有利であって、
次の成形工種において結合用樹脂と一体化して、所望の
特性を有する平滑な、かつ良好な仕上げの外部表面を形
成する0特に所望の審美的特性を有するヘルメットを製
造することができる、これは帽状体Fに所望のように着
色し、かつ予め模様をつけることがで自、帽状体は繊維
であっても、または熱可塑性物質であってもよいためで
ある。
二つの場合において、成形工種において帽状体Ft−結
合用樹脂に一体化して固定する。同様な結果は内部帽状
体Gjこついて鳴得られ、この帽状体は成形型の弾性袋
材Cji+−よび他の部分に対する保護要素として作用
する。
再び第1図を参照して、積層し九−組の帽状体り、F、
Gを雌11Aのなかに訃き、繊維帽状体りの拡がったI
IDIを外側に畳み、雌置の肩部A2のなかに部分的に
入れ、その深さを前記DIによって形成される厚みより
洩くする0帽状体の外面層Fはその縁Fit−成形塩成
形部ム2につけないで、外面層F#成形工王権かいて、
成形後の凹部A1に付着するようにすゐことがで龜る。
また外m〜Fを適当な寸法として、この層が肩部A2の
底に固定されているときにおいても、r!!JIIAI
は常に付着するようにし、成鑞工楊において繊維強化材
りに適当な張力を常に加えて、同様な結果を得ることが
できる。
次に予め凹部ムlに入れた繊維強化材り、帽状体G−I
IX形成する開口に雄111DIを導入する。このとき
、弾性袋材Cがmatの部面に付着しているので、この
操作は容為に行なわれる。成形雛の二つの部分A、Bを
結合するには、1NB2を帽状体りの縁D1と係合させ
た後に加圧して、周辺の肩部の鷹に密着させる。
絖iで、加圧流体、たとえばオイルを圧力10〜30気
圧として間1102に導入し、弾性袋材Cを変形させ、
繊維強化材りに張力t−加える。この操作は適当な方法
で行ない、たとえば帽状体りの異なゐ繊維層に圧力を次
第に加え、これらの繊維層を凹11AIの螢の形に完全
に密着させる0特に、間11C2のなかの圧力は、使用
する繊維の構造によりても決定される。これらは第3図
および第4図で示すように、繊維強化材りの異なる帽状
体および各帽状体における異なる領域によって決定され
る。
特番ζ、圧力およびこれによってヘルメットの繊維強化
材の帽状体りに加える張力は、この繊維強化材を形成す
るスレッドの物理的特性、ならびに各場合において製造
する凹形物体の使用■的の要求によって決定される0特
殊な場合としてヘルメットでは、衝撃抵抗が強くてヘル
メッ[構造を構成すゐ薯が剥れたりクラックが入り九す
することを防止する必要がある。
一般に、繊維強化材りの張力蝶、強化材りを形成するヤ
ーンの引張り強さを超先な−ようにし、特にヘルメット
の場合F−は、繊維強化材のヤーンの弾性率を超えては
ならない0 第3図および第4図を参照して明かなように、繊維強化
材りに加える張力はこの強化材のなかの領域によって異
なる@この場合弾性袋材Ct弾性の異なる領域、たとえ
ば厚みの異なる領域に使用すると、この繊維強化材の領
域に張力を大きく、または小さく加えることができる0
凹彫物体が央出部分または異形部分を有する場合は、本
発明看の所要の異形を再生することができる。
強化材りは張力を加えた後に、雄aIBの適轟な場所に
ある導管B4を通して成形部の凹部A1に適当な樹脂、
たとえば熱硬化性のエポキシまた框ポリエステル樹脂を
導入する。結合用樹脂は、帽状体Ft凹部A 14C挿
入した後に、特に帽状体Fが、熱町曹性合成物質である
ときに、予め凹部Alに導入して凹形物体の外面層を形
成する。凹部A1に注入した結合用樹脂は繊維強化材を
産湯させ、これらの集合体に弾性袋材Cによって圧力を
加JLえときに、凹部Alの形をとらせる。
結合用樹脂が重合して固化したとき、袋材Cから圧力を
抜いて、成形at開き雌mAからヘルメットを取出す。
ヘルメットの繊維強化材りは結合用樹脂に厘没して固定
され、張力を常4こ児え定状態に保持する。こうして製
造し九凹形物体は平滑であって、実質的に仕上げを必要
とせず、また前述のごとく、外面層Fに色彩訃よび/ま
九は模様などt施しておいて、この物体の面が所要のど
と〈着色されることt考慮すべ自である。
ζうして製造した凹形物体、特にヘルメットはすべての
点に一5P−て完全であうて、強化材Dtjl成する繊
維が合成樹脂のように、制限され九町蝿性を有するスレ
ッドを九はフィラメントからなると歯でさえ、物体表面
に突出点または失点が存在しない。
第1図の成形部に関して述べ九〇とは第2図の成形Jl
iえはその製法についても同様にあてriまる。この場
合、強化帽状体りの拡が−)良縁D1は、aWJを有す
る雄!IBIの周辺の壽B3のなかに入り、このmai
は固定用のカラーC1l固定する。
帽状体Dt−成形屋の雄−Bl(tIU定するので、帽
状体りおよびF、Gは、所要のどと〈雄JIIJこ錨止
し、集合体全体を凹部ムのなかに常に容易に係合するこ
とができるので、凹形物体の製造が容易になる。
前述のごとく、本発明によつて機械的応力、特に衝撃応
力に耐える凹形物体を得ることができる〇これは繊維強
化材が常に緊張状態として存在するので、この物体の壷
が前記応力に弾性的に反応するためである。
繊細強化材りの引張り操作に、製造する凹形物体の放射
方向また框実質的に放射方向の面に対して実質的に平行
な方向に、織成繊維またはネット状繊維を変形するよう
に行なう。繊維強化材Dt−構成する層に張力1に加え
るのに、内層から始めて外層に向けて張力を次第に変化
させる。これは強化材の異なる帽状体を形成するヤーン
の綾度および/lたは織物の密度ならびにこの帽状体の
寸法を変化させることによって変化させる。繊維強化材
りの異なる層に実質的に均一かつ一足な張力を与えよう
とする場合に同一の基準を適用できることは明かである
本発明の方法または使用する成形部は、この方法によっ
て製造する凹形物体の使用目的の要求に応じて、本発明
の範囲から逸脱することなく、他の変化および変gLを
行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法t−実施する成形部の一部分の断
面図であり、 第2図は成形層の他の変形の同様な断面図であり、 第3および4図は本発明によって得た二つの凹形物体の
一部分の通常の拡大断面図である。 ム・・・・・・雌諷、B・・・・・・雄汲、C・・・・
・・袋材、D・・・・・・繊維強化材、F・・・・・・
外面層、G・・・・・・内面層、ムト・・・・・!!1
ml、ム2・・・・・・肩部、B2・・・・・・突出部
、B3・・・・・・縁の溝、C2・・・・・・間隙、D
 1−・・・・・繊維強化材の縁。 特許出願人 ビニル ルイジ ナパ 特許出原代理人 弁理士 青 木    朗 弁理士 西 g  淘 之 弁理士 寺 1)   金 弁理士 山 口 喝 之

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、織成11JIIIおよび/lたはネット状II!艙
    の砿数の層を結合用樹脂に埋没して強化した樹脂からな
    る凹形物体、特に保護ヘルメットを製造するために、繊
    維強化材0の層を成形型の二つの部分(A、B)の一つ
    に配置し、この強化材の周辺の縁(Dl)の少なくとも
    一部分tこの成形型に固定し、制御した張力を繊維強化
    材に加え、次の成形工場、特に重合および固化において
    この張力を保持し、繊維強化材を樹脂に一体化し、樹脂
    によって緊張状態として保持して凹形物体を成形し、か
    つこの凹形物体を成形厘から取出すことを特徴とする、
    強化し九樹脂からなる凹形物体の製法。 λ 繊維強化材[F]を形成する鳩に、この強化材の内
    面層から外面層に向かって変化する張力を加え、かつ成
    形工程においてこの張力を特徴する特許請求の範囲第1
    項記載の製法。 3、  @維強化材0の層に、実質的に一定な張力を加
    え、かつ成形工場においてこの張力を特徴する特許請求
    の範囲第1項記載の製法。 4、予め、繊維強化材Otたとえば帽状に成形し、要素
    帽状体の縁の少なくとも一部分を成形型の二つの部分(
    A、B)の一つに固定し、かつ繊維強化材に張力を加え
    る間、前記像の固定を特徴する特許請求の範囲131項
    または第2項記載の製法。 5、制限した張力を繊維強化材0)の層に加えるのに、
    加圧した流体、好ましくは液体によって弾性的に変形で
    きる袋材C)によって行なう、特許請求の範5j111
    項〜第4項のいずれかに記載の製法。 6@維強化材D1に加える張力が、この強化材繊維を作
    るのに使用したスレッドまたはヤーンの弾性率より低い
    、特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の製
    法。 7、繊維強化材が複数の織成した帽状体0からなり、そ
    の縁(Dl)が、少なくとも部分的に拡がりていて、帽
    状体を引張るときに錨止部となる、特許請求の範囲第1
    項〜第6項のいずれかに記載の製法。 8、繊維強化材0と成形ff1(ム、B)の壁との間に
    、凹形物体の外面層よび/′tたは内面の少なくとも−
    St形成する層すなわちフィルム(F。 G)の少なくとも一つを特徴する特許請求の範囲第1項
    〜第7項のいずれかに記載の製法。 9、成形工程において、成形し九凹彫物体の表面6ζ移
    すことができる色彩および模様をフィルム[F]に予め
    再現する、特許請求の範囲第8項記載の製法。 10、成形工程において、凹形物体の構造に一体化して
    固定する熱可塑性物質のフィルムを周辺のフィルム(F
    、G)として使用する、特許請求の範囲第8項を九は第
    9項記載の製法。 11、少なくとも一部分が熱可塑性である天然および/
    または合成の物質からなゐヤーンま九は繊維を繊維強化
    材■として使用し、成形工程にお−て結合用樹脂に一体
    化する、特許請求の範1!1111項〜第10項記載の
    製法。 12、織成繊維および/またはネット状繊維の複数の層
    を結合用樹脂に埋没して強化しぇ樹脂からなる凹形物体
    、特に保護ヘルメットを製造するために、繊維強化材0
    の層を成形型の二つの部分(A、B)の一つに配置し、
    この強化材の周辺のII(DI)の少なくとも一部分を
    この成形型に固定し、制御した張力を繊維強化材に加え
    、次の成形工場、特に重合および固化においてこの張力
    を保持し、繊維強化材を樹脂に一体化し、樹脂によって
    緊張状態として保持して凹形物体を成形し、かつこの凹
    形物体を成形型から取出す王権を実施、するのに使用す
    る、凹形物体の形をネガ形に再現する雌部を有する成形
    機であって、この成形型の雄部(3)の壁C)の縁の少
    なくとも一部分が弾性的に変形できる材料からなり、前
    記!IC)を変形させて、制御した張力を繊維材料強化
    材0に与える加圧流体用の間隙(C2)を形成し、かつ
    繊維強化材0を縁(DI )の少なくとも一部分で固定
    する手段を有する、凹形物体用の成形型。 13、 jUl(Blがその端の一つに向かう周辺の壽
    (B3)を有し、この溝(B3)が繊維強化材からなる
    帽状体のll(DI )と、この帽状体に張力を加える
    弾性的に変形できる俵材C)の轍とを共に保持する溝で
    ある、特許請求の範囲第12項記載の成形型。 14、−ml(A)の凹部(人1)の開口の縁と、雄部
    (通の坂との間に、繊維強化材からなる帽状体0の縁(
    Dl)の少なくとも一部分を合せて緊密に保持する、周
    辺の肩部(A2)と対応する突出部(B2)とを有し、
    かつmim@が前記帽状体D)に張力を加える少なくと
    も−りの弾性袋材を有する、特許請求の範囲第12項記
    載の成形部。 156織成繊維および/またはネット状繊維の複数の層
    を結合用樹脂に埋没して強化し光樹脂からなる凹形物体
    、特に保護ヘルメットであって、繊維強化材0の層を成
    形型の二つの部分(A、B)の一つに配置し、この強化
    材の周辺の縁(DI)の少なくとも一部分をこの成形型
    に固定し、制御した張力を繊維強化材に加え、次の成形
    部1、特に重合および固化においてこの張力を保持し、
    繊維強化材を樹脂に一体化し、樹脂によって緊張状態と
    して保持して、凹形物体を成形し、かつこの凹形物体を
    成形型から取出す工程によって成形されてなり、織成繊
    維またはネット状繊維からなる強化材0が、この強化材
    を結合するための樹脂のなかに緊張状態で一体化されて
    いることt特徴とする凹形物体0 16、凹形物体の構造に緊密に保持された層(F。 G)から慶る凹形物体の外面および/または内面から、
    繊維強化材のフィラメントまたはスレッドが形成する失
    点などが央出していない、特許請求の範囲第15項記載
    の凹形物体。 17、外面層[F]が、凹形物体の結合用樹脂に一体化
    される、少なくとも一層の熱論塑性物質からなる、特許
    請求の範囲第16項記載の凹形物体。 1B、外面層[F]が所望の模様および/まえは色彩を
    有し、凹形物体自身の表面が透明であるので、模様およ
    び/または色彩が実質的に再現されている、特許請求の
    範囲第16項または第17項記載の凹形物体。
JP57105565A 1981-06-22 1982-06-21 強化樹脂凹形物体の製法および成形型 Expired JPS6040963B2 (ja)

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