| 【発明の名称】 |
ヘルメットおよびその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】中曽根 一夫
【住所又は居所】栃木県佐野市久保町２１３ 佐野プラスチック株式会社内
【氏名】下川 雄二
【住所又は居所】栃木県佐野市久保町２１３ 佐野プラスチック株式会社内
【氏名】浜詰 正行
【住所又は居所】栃木県佐野市久保町２１３ 佐野プラスチック株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】本発明の目的は、耐衝撃性および外観に優れたヘルメットを得ることである。また、作業環境が向上したヘルメットの製造方法を提供することである。
【解決手段】本発明のヘルメットは、有機繊維のロービングで構成される層と、有機繊維の不織布で構成される層とを有し、これらの層に樹脂を充填してなることを特徴とするものである。本発明のヘルメットの製造方法は、有機繊維のロービングを所定の形状プリフォームに成形する工程と、有機繊維の不織布を所定の形状に成形する工程と、前記所定の形状に成形された有機繊維の不織布に樹脂を充填する工程と、前記樹脂充填後に有機繊維の不織布の少なくとも片面に前記プリフォームを接合する工程とを有することを特徴とするものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 有機繊維のロービングで構成される層と、有機繊維の不織布で構成される層とを有し、これらの層に樹脂を充填してなることを特徴とするヘルメット。
【請求項２】 前記有機繊維のロービングを構成する樹脂は、ポリビニルアルコール樹脂である請求項１に記載のヘルメット。
【請求項３】 前記有機繊維の不織布を構成する樹脂は、ポリビニルアルコール樹脂である請求項１または２に記載のヘルメット。
【請求項４】 前記樹脂は、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂である請求項１ないし３のいずれかに記載のヘルメット。
【請求項５】 有機繊維のロービングを所定の形状のプリフォームに成形する工程と、有機繊維の不織布を所定の形状に成形する工程と、前記所定の形状に成形された有機繊維の不織布に樹脂を充填する工程と、前記樹脂充填後に有機繊維の不織布の少なくとも片面に前記プリフォームを重ね合わせる工程とを有することを特徴とするヘルメットの製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘルメットおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガラス繊維を用いてヘルメットのプリフォームを形成し、そのプリフォームに樹脂を充填することによりヘルメットを成形していた。しかし、上述の方法で得られるヘルメットは、ガラス繊維が表面に現れるため、外観品質に劣っていた。更に、その劣った外観品質を改善するために、ヘルメットを塗装する必要があった。また、ガラス繊維のクロスマットを使った場合はマットの折重なりにより表面にシワが発生することを防止する必要があり、金型に合わせてガラス繊維のクロスマットを切り分け重複しないようにしていたため作業工数が大幅にかかっていた。表面に印刷をする場合、インキがガラス繊維を通してにじむことがあった。更には、ガラス繊維の収束剤と樹脂に含まれるモノマー等との反応によって発生する異物等により、生産性に劣っていた。したがって、ガラスプリフォームを成形しヘルメットを成形するまでは作業工程が長く、異物等が附着することで不良率が高い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ヘルメットの外観に優れ、かつ生産性に優れたヘルメットおよびその製造方法を提供することである。更に、本発明の目的はヘルメットの製造する際の作業環境の向上および産業廃棄物の削減が可能なヘルメットの製造方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記（１）〜（５）に記載の本発明により達成される。
（１）有機繊維のロービングで構成される層と、有機繊維の不織布で構成される層とを有し、これらの層に樹脂を充填してなることを特徴とするヘルメット。
（２）前記有機繊維のロービングを構成する樹脂は、ポリビニルアルコール樹脂である上記（１）に記載のヘルメット。
（３）前記有機繊維の不織布を構成する樹脂は、ポリビニルアルコール樹脂である上記（１）または（２）に記載のヘルメット。
（４）前記樹脂は、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のヘルメット。
（５）有機繊維のロービングを所定の形状のプリフォームに成形する工程と、有機繊維の不織布を所定の形状に成形する工程と、前記所定の形状に成形された有機繊維の不織布に樹脂を充填する工程と、前記樹脂充填後に有機繊維の不織布の少なくとも片面に前記プリフォームを重ね合わせる工程とを有することを特徴とするヘルメットの製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明のヘルメットおよびその製造方法について詳細に説明する。本発明のヘルメットは、有機繊維のロービングで構成される層と、有機繊維の不織布で構成される層とを有し、これらの層に樹脂を充填してなることを特徴とするものである。本発明のヘルメットの製造方法は、有機繊維のロービングを所定の形状プリフォームに成形する工程と、有機繊維の不織布を所定の形状に成形する工程と、前記所定の形状に成形された有機繊維の不織布に樹脂を充填する工程と、前記樹脂充填後に有機繊維の不織布の少なくとも片面に前記プリフォームを接合する工程とを有することを特徴とするものである。
【０００６】まず、ヘルメットについて説明する。本発明のヘルメットは、有機繊維のロービングで構成される層と、有機繊維の不織布で構成される層とを有する。これにより、ヘルメットの強度を維持した状態で外観を向上することができる。また、ヘルメットの重量を軽くすることができる。
【０００７】前記有機繊維のロービングとは、直径１０〜５０μｍの単繊維を１００本〜３００本に収束しロール状に巻きつけたものを言う。前記有機繊維のロービングを構成する樹脂としては、例えばポリビニルアルコール、ポリエステル、ナイロン樹脂が挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコールが好ましい。これにより、耐貫通強度および耐衝撃吸収性能を向上することができる。更に、ガラス繊維を用いたヘルメットと比較して軽量化することができる。本発明では例えば、前記有機繊維のロービングを３０〜６０ｍｍに切断して、ヘルメットの形状に収束したプリフォームを形成する。この際、有機繊維のロービングで構成される層の厚さは、特に限定されないが、１〜２．５ｍｍが好ましく、ヘルメットの厚さの８５％以上となることが好ましい。
【０００８】前記有機繊維の不織布を構成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリビニルアルコール、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリレート共重合体、エチレン−プロピレン共重合体等のエチレン系重合体等が上げられる。これらの中でもポリビニルアルコールが好ましい。これにより、充填する樹脂と不織布との密着性を向上することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の不織布は、例えばステプル（糸）をカード（串かけ機）にかけて、単繊維にし、計量後ベルトコンベアーにのせて、針（ニードル）で上から何回も打ち込み、繊維間を絡ませて、強い不織布を製造する方法で得ることができる。
【０００９】前記有機繊維の不織布は、前記樹脂の繊維類を織機で織らずにシート状にして得られる。前記不織布の重量と目つけは、特に限定されないが、２００ｇ／ｍ２以下で５０〜１５０μｍが好ましく、特に５０〜１５０ｇ／ｍ２で５０〜１５０μｍが好ましい。不織布の重量が前記下限値未満であると、樹脂が不織布に含侵しないため、長期の使用等によるヘルメットの表面の劣化を防止する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると樹脂の充填が不充分な場合が有る。また、前記不織布の重量が前記範囲内であると、ヘルメットの表面は滑らかな光沢を得ることができる。
【００１０】前記不織布の厚さは、特に限定されないが、５ｍｍ〜１５ｍｍが好ましく、特に７ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。不織布の厚さが前記下限値未満であるとヘルメットの劣化を防止する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると樹脂の充填が不充分な場合がある。また、前記不織布の厚さが前記範囲内であると、特にヘルメットの表面に滑らかな光沢を得ることができる。
【００１１】前記有機繊維の不織布は、ヘルメットの外層を形成することが好ましい。これにより、ヘルメットの外観を特に向上することができる。更に、ヘルメットの塗装性を向上することができる。
【００１２】本発明のヘルメットでは、これら２つの層に樹脂を充填してなるものである。充填する樹脂としては、例えばポリカーボネート、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの中でも、熱硬化性樹脂が好ましい。これにより、ヘルメットの耐薬品性を向上することができる。
【００１３】前記樹脂の充填量は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂の場合、金型の成形体部分全体の７０〜９５体積％が好ましく、特に８０〜９０体積％が好ましい。これにより、ヘルメットの生産性と強度の両立を図ることができる。また、熱硬化性樹脂の場合、金型の成形体部分全体の６０〜９０体積％が好ましく、特に７０〜８０体積％が好ましい。これにより、ヘルメットの強度を特に向上することができる。
【００１４】前記２つの層に樹脂を充填する方法としては、例えばトランスファー成形（ＲＴＭ）、プリフォームマッチドメタルダイ成形（ＰＭＭＤ）、コールドプレス成形（ＣＰ）方法が挙げられる。熱可塑性樹脂の場合、射出成形が好ましい。また、熱硬化性樹脂の場合、プリフォームマッチドメタルダイ成形（ＰＭＭＤ）が好ましい。これにより、ヘルメットを効率良く生産することができる。
【００１５】次にヘルメットの製造方法を説明する。本発明のヘルメットの製造方法は、有機繊維のロービングを所定の形状のプリフォームに成形する工程と、有機繊維の不織布を所定の形状に成形する工程と、前記所定の形状に成形された有機繊維の不織布に樹脂を充填する工程と、前記樹脂充填後に有機繊維の不織布の少なくとも片面に前記プリフォームを重ね合わせる工程とを有することを特徴とするものである。
【００１６】本発明のヘルメットの製造方法では、有機繊維のロービングを所定の形状のプリフォームに成形する工程を有する。これにより、ヘルメットの重量を軽量化することができる。なお、前記所定の形状のプリフォームとは、いわゆるプリフォームを意味し、具体的には、ヘルメットの金型形状を意味する。なお、前記形状は、必ずしも前記金型と同一なものではなく、概略的内側形状程度で足りる。前記プリフォームの成形は、例えば有機繊維のロービングをプリフォーム機に設置し、３０〜６０ｍｍの長さに切断し、ヘルメットのスクリーンに吸引し、樹脂バインダーで接着後、乾燥することにより行うことができる。
【００１７】本発明のヘルメットの製造方法では、有機繊維の不織布を所定の形状に成形する工程を有する。これにより、ヘルメットの外観を向上に寄与する層を設けることができる。前記所定の形状とは、上述のプリフォーム同様にヘルメットの金型形状を意味する。なお、前記形状は、必ずしも前記金型と同一なものではなく、概略的内側形状程度で足りる。
【００１８】本発明のヘルメットの製造方法では、前記所定形状に成形された有機繊維の不織布に樹脂を充填する工程を有する。これにより、樹脂の充填性を向上し、ヘルメットの外観を向上することができる。更に、前記樹脂を充填した有機繊維の不織布の少なくとも片面に前記プリフォームを重ね合わせる工程を有する。これにより、ヘルメットにした際の外観を向上し、かつ作業環境を向上することができる。次いで、成形金型内で加圧成形して所定形状のヘルメットが得られる。
【００１９】なお、これまで説明したヘルメットの製造方法において、成形は、例えば８０〜１４０℃に加熱した金型を用いて、２５〜７５ｔで、２〜３分、加熱加圧して本発明のヘルメットを得ることができる。
【００２０】本発明のヘルメットは、例えば産業用のヘルメット、レジャー用のヘルメット等に好適に用いることができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】（実施例１）
■有機繊維のロービングで構成される層の形成有機繊維のロービングとして、ビニロン繊維（（株）クラレ社製 １２２５−７ １１００ｄｔｅｘ／２００ｆ、繊維径２５μｍ、繊維数２００本）をプリフォーム機（東宝電機（株）社製及び（株）長谷川製作所製）に設置し、５０ｍｍの長さに切断してヘルメット形状のスクリーンに吸引、酢酸ビニール樹脂（大同化成工業（株）社製、）で接着して有機繊維のプリフォームを得た。
【００２３】■有機繊維の不織布で構成される層の形成有機繊維の不織布として、ポリビニルアルコールの不織布（ＫＩＩ ＥＱ２ビニロンマット（株）クラレ製、重量１５０ｇ／ｍ２、厚み１０ｍｍ、目つけ１００μｍ）を用いた。この不織布を５０ｃｍ２に切断し、ヘルメットの雌金型に設置し、約１２０℃で、３秒成形して、ヘルメット形状とした。
【００２４】■樹脂の充填有機繊維の不織布の上に不飽和ポリエステル樹脂（エポラックＧ１５２、（株）日本触媒製）２００ｇ（充填量：金型の成形体部分全体の７５体積％）を充填した。
【００２５】■ヘルメットの製造不飽和ポリエステル樹脂が充填された有機繊維の不織布に、有機繊維のロービングで形成されたプリフォームを重ね合わせて金型温度約１２０℃、型締圧力約４０ｔで加熱加圧して産業用ヘルメットを得た。
【００２６】（実施例２）充填する樹脂を不飽和ポリエステル樹脂（ネオポール３７０２、武田薬品工業（株）製）とした以外は実施例１と同様にした。
【００２７】（比較例１）ガラス繊維（ＲＳ２３０ＨＦ−５５５ＡＢ、日東紡績（株）製）と（ＲＥＲ２３１−ＰＦ５、日本板硝子（株）製）をブレンドしてプリフォームの成形し、不飽和ポリエステル樹脂（エポラックＧ１５２、（株）日本触媒製）２００ｇ（充填量：金型の成形体部分全体の７５体積％）を充填し、実施例１と同様の条件でヘルメットを成形した。
【００２８】上述の実施例および比較例で得られたヘルメットについて、下記の評価を行った。得られた結果を表１に示す。
■耐衝撃性試験ＪＩＳ Ｔ８１３１に基づき労働省型式検定試験の飛来・落下物用試験を行った。なお、試験は、ヘルメットを５０℃、２時間処理した後で行った。
【００２９】■作業性比較例１のヘルメットを製造する工数を１０として、実施例１および２のヘルメットを製造する工数を比較した。
【００３０】■外観ヘルメットの外観を目視で評価した。各記号は、以下の通りである。
◎：繊維目が無く表面が滑らかで光沢がある。
○：一部光沢は無いが実用可能レベル。
△：一部繊維目が有り実用不可。
×：全体に繊維目があり光沢も無いため実用不可。
【００３１】■作業環境◎：繊維状物質の飛散、人体への付着無し○：繊維状物質の飛散少し有るが、人体への付着ほとんど無し△：繊維状物質の飛散少しあり、作業環境上問題有り×：繊維状物質の飛散有り、人体への付着有り【００３２】
【表１】
【００３３】表から明らかなように実施例１および２は、耐衝撃性、作業性および外観に優れていた。更に作業環境も向上していた。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、耐衝撃性および外観に優れ、軽量化されたヘルメットを得ることができる。また、本発明によれば、ヘルメットの製造時の作業性に優れ、作業環境を向上することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１４１
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
【住所又は居所】東京都品川区東品川２丁目５番８号
【識別番号】５００１１９４３３
【氏名又は名称】佐野プラスチック株式会社
【住所又は居所】栃木県佐野市久保町２１３
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| 【出願日】 |
平成１４年４月１８日（２００２．４．１８） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３０６８２２（Ｐ２００３−３０６８２２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１１６５１５（Ｐ２００２−１１６５１５） |
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