JP5495708B2 - Fiber reinforced thermosetting resin helmet and method for manufacturing fiber reinforced thermosetting resin helmet - Google Patents
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Description
本発明は、ハンモックや顎紐などの内装体を取り付けるためのブラケット部が帽体と一体に形成されている繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメット及び繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber reinforced thermosetting resin helmet in which a bracket portion for attaching an interior body such as a hammock or a chin strap is formed integrally with a cap body, and a method for manufacturing a fiber reinforced thermosetting resin helmet.
ヘルメットは、作業者の安全を確保するための保護帽として、作業現場において必要不可欠なものとなっている。安全確保のために要求される性能としては、耐熱性、耐候性、耐薬品性、耐衝撃性、耐貫通性、電気絶縁性等が挙げられる。これらの性能をヘルメットに付与することを目的として、樹脂に繊維が配合された繊維強化樹脂により帽体が形成されたヘルメット（ＦＲＰ製ヘルメット）が用いられている。
ＦＲＰ製ヘルメットの帽体は、ポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの成型加工性に富んだ汎用プラスチックよりなる帽体とは異なり、成形性に劣ることから、帽体の内表面に内装体取り付け用のブラケット部を一体的に形成することが困難である。このため、ＦＲＰ製ヘルメットの帽体では、従来、ハンモック等の内装体を取り付けるために、帽体とは別の取り付け用の部品が用いられていた。例えば、帽体に取付孔をあけ、これに挿入して帽体の内側で直接掛け止めするための取付鋲を用いて内装体を取り付ける構成などが用いられていた。
しかし、このような構成を採用する場合、帽体に内装組立用の孔を設ける必要があるから、ヘルメットを絶縁用保護具（電気用）として使用することができない。また、耐熱性、耐薬品性、耐候性に劣るＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂により取付鋲を構成した場合、ＦＲＰ製ヘルメットが、耐熱性、耐薬品性、耐候性といったＦＲＰの優れた特性を発揮できなくなるという問題もある。さらに、内装体を交換する際に、ユーザーが取付鋲などの部品を紛失してしまうおそれがある。部品を紛失してしまったときには、帽体に内装体を正しく取り付けることができなくなるから、ヘルメットの性能が大きく損なわれることとなる。
Helmets are indispensable at work sites as protective caps for ensuring the safety of workers. Examples of the performance required for ensuring safety include heat resistance, weather resistance, chemical resistance, impact resistance, penetration resistance, and electrical insulation. For the purpose of imparting these performances to a helmet, a helmet (FRP helmet) is used in which a cap body is formed of a fiber reinforced resin in which fibers are blended in a resin.
FRP helmet caps are inferior in moldability, unlike caps made of general-purpose plastics, such as polyethylene and polyvinyl chloride, which are rich in moldability. It is difficult to form the parts integrally. For this reason, in the cap body of the helmet made from FRP, in order to attach interior bodies, such as a hammock, the parts for attachment different from the cap body were used conventionally. For example, a configuration has been used in which an interior body is attached using an attachment rod for making a mounting hole in the cap body and inserting the hole into the cap body so as to be hooked directly inside the cap body.
However, when such a configuration is adopted, since it is necessary to provide a hole for interior assembly in the cap body, the helmet cannot be used as an insulating protector (for electricity). In addition, when the mounting rod is made of a thermoplastic resin such as ABS resin, which is inferior in heat resistance, chemical resistance, and weather resistance, the FRP helmet exhibits excellent FRP characteristics such as heat resistance, chemical resistance, and weather resistance. There is also a problem that it becomes impossible. Furthermore, when replacing the interior body, the user may lose parts such as the mounting rod. If a part is lost, the interior body cannot be correctly attached to the cap body, and the performance of the helmet is greatly impaired.
上述した問題を解消するために、ＦＲＰ製ヘルメットの帽体の内縁部付近を二重壁構造とし、内壁部に内装体を取り付ける構成を採用したＦＲＰ製ヘルメットがある（例えば、特許文献１参照）。また、ＦＲＰ製の帽体の内表面に、内装体を掛け止めるための掛止用ブラケット部材をエポキシ樹脂系接着剤により接着した構成を採用したＦＲＰ製ヘルメットがある（例えば、特許文献２参照）。 In order to solve the above-described problem, there is an FRP helmet that adopts a configuration in which the inner edge of the FRP helmet has a double wall structure near the inner edge and an interior body is attached to the inner wall (see, for example, Patent Document 1). . In addition, there is an FRP helmet that employs a configuration in which a hooking bracket member for hooking an interior body is bonded to an inner surface of an FRP cap body with an epoxy resin adhesive (for example, see Patent Document 2). .
しかしながら、特許文献１に記載されたＦＲＰ製ヘルメットは、帽体形成用のガラス繊維のプリフォームとは別に用意したガラス繊維薄片体を用いて、混合した液体樹脂をプリフォームの上に投入し、ポットプレス成形するＭＭＤ（メタルマッチドダイ）成形方法を用いて、帽体の内縁部付近を二重構造とし、内壁に内装体を取り付けるものであるから、（１）液体樹脂の漏れが発生する為、アンダーカット構造の金型成形には対応出来ず、内装体を取り付ける部分（内装体取付部）の結合構造に限界があり、通孔くらいしか採用することができない、（２）ＭＭＤ成形であり、二重構造ゆえ表側に突起部分が生じるから、当該突起部分においてヘルメットが衝突しやすくなり、また見栄えも悪い、（３）金型の構造上、成型時に圧力がかからない部分にプリフォームと分離された繊維薄片体によって、 内装体取付用の内壁部が形成されるから、内装体取付部の強度が弱い、（４）長い工程による悪い生産性、電気絶縁性、外観の改善、内装体装着の操作性、ヘルメットとしての性能安定性が不十分であるという問題がある。
また、特許文献２に記載されたＦＲＰヘルメットは、内装体取付部を帽体内表面に接着剤で接着したものであるから、内装体取付部が帽体と一体のものとして形成されていない。
このため、従来のＦＲＰ製ヘルメットは、接合部の耐候性問題及び内装体取り付け用の部品を帽体とは別に製造する必要があり、内装体取り付け用の部品の生産および帽体への取り付けのための製造コストがかかるという問題がある。
However, the FRP helmet described in Patent Document 1 uses a glass fiber thin piece prepared separately from the glass fiber preform for forming the cap body, and put the mixed liquid resin on the preform, Because the MMD (Metal Matched Die) molding method for pot press molding is used, the inner edge of the cap body has a double structure and the interior body is attached to the inner wall. (1) Liquid resin leaks. , Undercut structure mold molding cannot be supported, there is a limit to the coupling structure of the part to which the interior body is attached (interior body attachment part), and only about through holes can be adopted. (2) MMD molding Because of the double structure, there is a protruding part on the front side, so it is easy for the helmet to collide with the protruding part, and it does not look good. (3) Due to the structure of the mold, pressure is applied during molding Since the inner wall part for attaching the interior body is formed by the fiber thin piece separated from the preform in the part not present, the strength of the interior body attachment part is weak. (4) Poor productivity, electrical insulation, There are problems that the appearance improvement, the operability of mounting the interior body, and the performance stability as a helmet are insufficient.
Moreover, since the FRP helmet described in Patent Document 2 is obtained by adhering the interior body attaching portion to the surface of the cap body with an adhesive, the interior body attaching portion is not formed integrally with the cap body.
For this reason, the conventional FRP helmets must be manufactured separately from the cap body and the weather resistance problem of the joint and the interior body mounting parts. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost is increased.
本発明は、上述した従来のＦＲＰ製ヘルメットの問題に鑑みてなされたものであり、十分な性能を備えた繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットおよび当該繊維強化性熱硬化性樹脂製ヘルメットを製造することができる繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional FRP helmet described above, and produces a fiber-reinforced thermosetting resin helmet and a fiber-reinforced thermosetting resin helmet having sufficient performance. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a helmet made of fiber reinforced thermosetting resin.
請求項１記載の発明は、内装体を取り付けるためのブラケット部が帽体の内表面に形成されている繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法において、繊維強化熱硬化性樹脂製シートが、繊維強化材の含有率が４０重量％以上５５重量％以下であり、ＪＩＳ Ｋ ６９１１ ５．３．２に規定された測定法により、成型温度１４０℃、材料重量５ｇ、荷重１０００ｋｇｆの条件で測定される伸びが１００ｍｍ以上１３０ｍｍ以下であり、前記繊維強化熱硬化性樹脂製シートを用いた前記帽体のプレスによる成型と同時に前記帽体の内表面に前記ブラケット部を形成することを特徴としている。なお、「同時に前記帽体の内表面に前記ブラケット部を形成する」とは、プレスにより帽体が形成される際に、繊維強化熱硬化性樹脂製シートによりブラケット部が同時に形成されることをいい、プレスにより帽体の成型が終了した時点においてその内表面にブラケットも成型されていることとなる。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載された繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法において、前記繊維強化材がガラス繊維であることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットであって、請求項１または２に記載の繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法によって製造したことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a method for manufacturing a fiber-reinforced thermosetting resin helmet in which a bracket portion for attaching an interior body is formed on the inner surface of the cap body . The fiber reinforcing material content is 40 wt% or more and 55 wt% or less, and is measured under the conditions of a molding temperature of 140 ° C., a material weight of 5 g, and a load of 1000 kgf according to the measurement method defined in JIS K 6911 5.3.2. The bracket portion is formed on the inner surface of the cap body simultaneously with the press molding of the cap body using the fiber-reinforced thermosetting resin sheet. “To form the bracket portion on the inner surface of the cap body at the same time” means that when the cap body is formed by pressing, the bracket portion is simultaneously formed by a fiber reinforced thermosetting resin sheet. Okay, the bracket is also molded on the inner surface when the molding of the cap body is completed by the press.
The invention described in claim 2 is characterized in that, in the method for manufacturing a fiber-reinforced thermosetting resin helmet described in claim 1 , the fiber reinforcing material is glass fiber.
The invention described in claim 3 is a fiber reinforced thermosetting resin helmet manufactured by the method for manufacturing a fiber reinforced thermosetting resin helmet according to claim 1 or 2.
請求項１の発明によれば、ブラケット部が帽体の内表面に帽体と一体として形成されている繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを製造することができる。また、内装体取り付け用の部品の生産及び帽体へ取り付け加工が不要となるから、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造コストを削減することができる。 According to the invention 請 Motomeko 1, it is possible to produce a fiber-reinforced thermosetting resin helmet are formed integrally with the bow-tie to the inner surface of the bracket portion is cap body. Moreover, since the production of the parts for attaching the interior body and the attaching process to the cap body become unnecessary, the manufacturing cost of the fiber reinforced thermosetting resin helmet can be reduced.
〔繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメット〕
図１は、本発明の一実施形態である繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを示す斜視図である。同図に示すように本実施の形態のヘルメット１は、ヘルメット本体（帽体）２の内表面にヘルメット本体２と一体にブラケット部３が形成されている。ブラケット部３をヘルメット本体２と一体に成型することにより、ブラケット部３を別部品として構成することに起因するヘルメットの機能低下を防止することができる。
[Fiber-reinforced thermosetting resin helmet]
FIG. 1 is a perspective view showing a fiber reinforced thermosetting resin helmet according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the helmet 1 of the present embodiment has a bracket portion 3 formed integrally with the helmet body 2 on the inner surface of the helmet body (cap body) 2. By molding the bracket part 3 integrally with the helmet body 2, it is possible to prevent a reduction in the function of the helmet caused by configuring the bracket part 3 as a separate part.
〔繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法〕
本発明の繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法について、以下に説明する。以下に説明する製造方法によれば、従来の方法を用いると困難であったブラケット部３がヘルメット本体２と一体に成型されたヘルメット１を製造することができる。
[Manufacturing method of fiber-reinforced thermosetting resin helmet]
The manufacturing method of the fiber reinforced thermosetting resin helmet of the present invention will be described below. According to the manufacturing method described below, it is possible to manufacture the helmet 1 in which the bracket portion 3, which has been difficult when using a conventional method, is molded integrally with the helmet body 2.
〔熱硬化性樹脂〕
繊維強化熱硬化性樹脂製シート（以下、適宜「シート」という。）は、熱硬化性樹脂と繊維強化材を含んでいる。熱硬化性樹脂は、熱や光などのエネルギーが加えられることによる反応の結果として架橋構造を形成するものであればよく、特に限定されないが、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド・トリアジン樹脂）、ベンゾキサジン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらは、一種類のみを用いても、二種類以上のものを併用することとしてもよい。
[Thermosetting resin]
A fiber-reinforced thermosetting resin sheet (hereinafter, referred to as “sheet” as appropriate) includes a thermosetting resin and a fiber reinforcing material. The thermosetting resin is not particularly limited as long as it forms a cross-linked structure as a result of a reaction caused by application of energy such as heat or light. For example, an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, a polyamide resin, Examples thereof include phenol resin, vinyl ester resin, bismaleimide resin, cyanate ester resin, BT resin (bismaleimide / triazine resin), benzoxazine resin, and polyimide resin. These may be used alone or in combination of two or more.
〔繊維強化材〕
繊維強化材としては、無機繊維、有機繊維、天然繊維のうちから、製造における作業性、ヘルメットに要求される強度などの性能や外観、経済性の観点から適したものが用いられる。繊維強化材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、高強度ポリエチレン繊維などが挙げられる。これらは、一種類のみを用いても、二種類以上のものを併用することとしてもよい。例示した繊維強化材の中では、ガラス繊維が比較的安価であることから、好ましく用いられる。
[Fiber reinforcement]
As the fiber reinforcing material, an inorganic fiber, an organic fiber, or a natural fiber is selected from the viewpoint of workability in manufacturing, performance and appearance such as strength required for a helmet, and economical efficiency. Examples of the fiber reinforcement include glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, polyester fiber, acrylic fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber, and high-strength polyethylene fiber. These may be used alone or in combination of two or more. Among the illustrated fiber reinforcements, glass fibers are preferably used because they are relatively inexpensive.
繊維強化材の配合量（以下、適宜「繊維強化材含有量」という。）は、シートの４０重量％以上５５重量％以下の範囲内であり、４５重量％以上５１重量％以下であることがより好ましい。繊維強化材の配合量を前記範囲とすることにより、ヘルメット本体の強度を十分なものとしつつ、シートの成形性を良好なものとすることができる。 The blending amount of the fiber reinforcing material (hereinafter referred to as “fiber reinforcing material content” as appropriate) is in the range of 40% to 55% by weight of the sheet and 45% to 51% by weight. More preferred. By making the compounding quantity of a fiber reinforcement into the said range, the moldability of a sheet | seat can be made favorable, making the intensity | strength of a helmet main body sufficient.
〔充填材〕
繊維強化材と熱硬化性樹脂との密着性向上や靭性（粘り強さ）、軽量化の向上を目的として、シートに充填剤を配合することとしてもよい。充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、マイカ、タルク、カオリン、クレー、セライト、アスベスト、パーライト、バライタ、シリカ、ケイ砂、ドロマイト、石灰石、アルミニウム粉、アルミナ、ガラス粉、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、二酸化モリブデン、中空ガラスなどが挙げられる。これらは、ヘルメットに要求される強度などの性能、外観、経済性の観点から適したものを用いればよく、一種類のみを用いても、二種類以上のものを併用することとしてもよい。なお、４０重量％以上の繊維強化材を含んでいるシートを用いることから、ヘルメットの靭性向上を目的として充填剤を配合することは必要でなく、充填剤を配合する場合もシート全体に対して１０重量％以下の量でよい。
[Filler]
For the purpose of improving adhesion between the fiber reinforcing material and the thermosetting resin, improving toughness (toughness), and reducing weight, a filler may be added to the sheet. Examples of the filler include calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, mica, talc, kaolin, clay, celite, asbestos, perlite, barita, silica, silica sand, dolomite, limestone, aluminum powder, alumina, glass powder, water Examples thereof include aluminum oxide, antimony trioxide, molybdenum dioxide, and hollow glass. Any of these may be used from the viewpoints of performance such as strength required for the helmet, appearance, and economy, and only one type may be used or two or more types may be used in combination. In addition, since the sheet | seat containing the fiber reinforcement of 40 weight% or more is used, it is not necessary to mix | blend a filler for the purpose of the toughness improvement of a helmet, and also when mix | blending a filler with respect to the whole sheet | seat The amount may be 10% by weight or less.
〔着色剤〕
本発明のシートには、無着色、或いは必要に応じて着色剤を添加することができる。着色剤としては、チタンホワイト、カーボンブラックなどの無機顔料や、有機顔料を必要に応じて用いればよい。顔料分散を向上させるため、分離防止剤を添加することとしてもよい。着色剤の配合量は、ヘルメットの色に応じた適当な量とすればよいが、通常、２．５ｐｈｒ（ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅｄ ｒｅｓｉｎ、樹脂に対する重量％）以上、４．５ｐｈｒ以下の範囲内となるように配合される。
[Colorant]
The sheet of the present invention may be uncolored or a colorant may be added as necessary. As the colorant, an inorganic pigment such as titanium white or carbon black, or an organic pigment may be used as necessary. In order to improve pigment dispersion, a separation inhibitor may be added. The blending amount of the colorant may be an appropriate amount according to the color of the helmet, but is usually in the range of 2.5 phr (per hundred resin,% by weight to the resin) or more and 4.5 phr or less. Blended.
〔シートの調製〕
熱硬化性樹脂を含む基材に繊維強化材を混入する方法としては、細かく切断した繊維強化材を、基材に対して均一にまぶす方法と、繊維強化材を基材に浸潤させる方法とがある。後者の方法による場合、一方向に引き揃えられた一方向材、織物、編物、組物、一方向または多方向に積層された繊維の層を縫い合わせたシート（ステッチングシート）の形で、繊維強化材を基材に湿潤させる方法などが用いられる。
(Preparation of sheet)
As a method of mixing the fiber reinforcing material into the base material containing the thermosetting resin, there are a method of uniformly smashing the fiber reinforcing material that has been cut into the base material, and a method of infiltrating the fiber reinforcing material into the base material. is there. When the latter method is used, the fibers are in the form of unidirectional materials, woven fabrics, knitted fabrics, braids, or unidirectional or multi-directional laminated layers of fibers (stitching sheets). A method of wetting the reinforcing material onto the base material is used.
〔シートの増粘〕
上述した方法により熱硬化性樹脂と繊維強化材とを複合させた後、当該複合させたものがシートの形態を保持することができる程度まで粘度を上げるために、増粘剤を添加する。増粘剤の添加は４０℃程度の温度で行う。増粘剤としては、例えば炭酸カルシウムや酸化マグネシウム等公知のものを用いればよい。シート粘度の調整は、増粘剤を添加する量の調整のみでなく、基材となる熱硬化性樹脂の酸価、水酸価、分子量をも併せて調整することにより行う。
[Thickening of sheet]
After the thermosetting resin and the fiber reinforcing material are combined by the method described above, a thickener is added to increase the viscosity to such an extent that the combined material can maintain the form of the sheet. The thickener is added at a temperature of about 40 ° C. As the thickener, known ones such as calcium carbonate and magnesium oxide may be used. The adjustment of the sheet viscosity is performed not only by adjusting the amount of the thickener added, but also by adjusting the acid value, the hydroxyl value, and the molecular weight of the thermosetting resin as the base material.
〔シートの粘度（流れ）〕
シートは、ＪＩＳ Ｋ ６９１１ ５．３．２に規定された測定法により、成型温度１４０℃、材料重量５ｇ、荷重１０００ｋｇｆとして評価した流れ（以下、適宜「円板フロー測定値」という）が、１００ｍｍ以上１３０ｍｍ以下の範囲内のものを用いる。円板フローが１０５ｍｍ以上１２５ｍｍ以下の範囲内のものがより好ましい。
[Viscosity of sheet (flow)]
The sheet was evaluated by the measurement method specified in JIS K 6911 5.3.2, with a flow evaluated as a molding temperature of 140 ° C., a material weight of 5 g, and a load of 1000 kgf (hereinafter referred to as “disc flow measurement value” as appropriate) of 100 mm. The thing within the range of 130 mm or less is used. It is more preferable that the disk flow is in the range of 105 mm or more and 125 mm or less.
〔ＪＩＳ Ｋ ６９１１ ５．３．２に規定された測定法〕
シートの流れを評価する方法としては、ＪＩＳ Ｋ ６９１１ ５．３．２に規定された測定法（以下、適宜「円板フロー法」という）を用いた。以下に、装置および方法を説明する。
〔装置〕
寸法測定器：１ｍｍ目盛りのもの
温度計：最高３６０℃まで表示してある１℃目盛りの温度計
圧縮成形機：金型を後述する温度および荷重条件に保持することができるもの
金型：材質が硬鋼で、表面に硬質クロムめっきした所定形状・寸法の当て板２枚を１組としたもの
金属製円筒：内径約５０ｍｍ、高さ約１０ｍｍのもの
〔方法〕
試料５ｇを１４０℃プラスマイナス３℃に保った金型のほぼ中央部に金属製円筒を用いて試料が円すい状になるように入れ、１５秒以内に１０００ｋｇｆおよび加圧時間２分として圧縮成型する。成型した円板の光沢部分の長径および短径を寸法測定器で１ｍｍまで測り、その平均値を算出し、試料の伸び（ｍｍ）とする。
[Measurement method defined in JIS K 6911 5.3.2]
As a method for evaluating the flow of the sheet, a measurement method defined in JIS K 6911 5.3.2 (hereinafter referred to as “disc flow method” as appropriate) was used. The apparatus and method are described below.
〔apparatus〕
Dimensional measuring instrument: 1mm scale Thermometer: 1 ° C scale thermometer displayed up to 360 ° C Compression molding machine: Capable of holding the mold at the temperature and load conditions described later Mold: Material Hard steel with a set of two platters with a predetermined shape and dimensions whose surface is hard chrome plated Metal cylinder: Internal diameter of about 50mm, height of about 10mm [Method]
The sample is placed in the center of a mold maintained at 140 ° C. plus or minus 3 ° C. using a metal cylinder so that the sample forms a cone, and compression molding is performed with 1000 kgf and a pressurization time of 2 minutes within 15 seconds. . The long diameter and short diameter of the glossy portion of the molded disk are measured to 1 mm with a dimension measuring instrument, and the average value is calculated to obtain the elongation (mm) of the sample.
〔プレス〕
上述したシートをプレスしてヘルメット本体（帽体）を形成する工程について説明する。繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットは、製造されるヘルメット本体と同じ重量となる大きさにカットされたシートを成型機に入れ、所定時間、加圧、加熱することによりヘルメット本体を成型する。プレスにおける、圧力は、１５０ｋｇ／ｃｍ２以上２５０ｋｇ／ｃｍ２以下とすることが好ましく、加熱温度は帽体雄金型を１２０℃以上１４０℃以下とし、帽体雌金型を１３０℃以上１６０℃以下とすることが好ましい。加圧、加熱時間は、２分以上５分以下とすることが好ましい。
上述した量の繊維強化材を含有し、かつ、円板フロー法を用いて測定された流れが上述した範囲内であるシートを予め形成し、このシートをプレスすることにより、繊維強化材をヘルメット本体の内表面側に片寄らせることができる。これにより、製造されたヘルメットの外表面側に樹脂の層が形成されるから、その絶縁性を良好なものとし、ヘルメット本体の外表面側を平滑にして良好な外観とすることができる。また、シートをプレスする際に、ヘルメット本体の内表面側に内装体取り付け用のブラケット部をヘルメット本体と一体のものとして同時に形成することができる。したがって、内装体取り付け用の部品を別に製造し、取り付けることが不要となるから、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造に要するコストを低減させることができる。
〔press〕
A process of forming the helmet body (cap body) by pressing the above-described sheet will be described. In a fiber reinforced thermosetting resin helmet, a helmet body is molded by putting a sheet cut to the same weight as the manufactured helmet body into a molding machine, pressurizing and heating for a predetermined time. The pressure in the press is preferably 150 kg / cm 2 or more and 250 kg / cm 2 or less, and the heating temperature is 120 to 140 ° C. for the cap male mold and 130 to 160 ° C. for the cap female mold. The following is preferable. The pressing and heating time is preferably 2 minutes or more and 5 minutes or less.
A sheet containing the above-mentioned amount of fiber reinforcement and having a flow measured using the disk flow method in the above-described range is formed in advance, and the sheet is pressed to form the fiber reinforcement in the helmet. It can be offset to the inner surface side of the main body. Thereby, since the resin layer is formed on the outer surface side of the manufactured helmet, the insulation can be made good, and the outer surface side of the helmet body can be made smooth to have a good appearance. Moreover, when pressing a sheet | seat, the bracket part for an interior body attachment can be simultaneously formed as an integral part with a helmet body on the inner surface side of a helmet body. Therefore, it is not necessary to separately manufacture and attach the parts for attaching the interior body, and thus it is possible to reduce the cost required for manufacturing the fiber-reinforced thermosetting resin helmet.
以下、実施例および比較例により本発明を詳細に説明する。実施例および比較例における％は、重量百分率（重量％）を示している。
〔実施例１〕
強化繊維としてガラス繊維（ガラス番手４６００〜４８００ｇ／１０００ｃｍ）を４９％配合し（ガラスコンテンツ：４９％）、熱硬化性樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を用い、３．２ｐｈｒの顔料を配合し、円板フロー法を用いて測定された流れ（以下、適宜「円板フロー測定値」という）が１１２ｍｍとなるように調整したシートを予め作製した。当該シートを金型にチャージすなわち金型の所定位置にシートを配置し、雌金型温度：１４５℃、雄金型温度：１３０℃、キープ時間：３分、圧力：２００ｋｇ／ｃｍ２として、帽体重量：２６０ｇ、色相：Ｗ−１（白色）、谷沢製作所製産業用保護帽＃１１８−ＥＰ（ＭＰタイプ）のヘルメット本体を成型した。これに、ポリエチレン樹脂製の内装を装着して、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを作製した。
〔実施例２〕
実施例１のガラスコンテンツを４９％にし、円板フロー測定値が１０８ｍｍのシートに変更した以外は、実施例１と同様にして、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを作製した。
〔実施例３〕
実施例１のガラスコンテンツを４７％に変更し、円板フロー測定値が１２３ｍｍのシートに変更した以外は、実施例１と同様にして、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを作製した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples and comparative examples. In the examples and comparative examples,% indicates a weight percentage (% by weight).
[Example 1]
49% glass fiber (glass count 4600-4800g / 1000cm) as the reinforcing fiber (glass content: 49%), unsaturated polyester resin as thermosetting resin, 3.2 phr pigment, A sheet was prepared in advance so that the flow measured using the flow method (hereinafter referred to as “disc flow measurement value” as appropriate) was 112 mm. The sheet is charged into the mold, that is, the sheet is arranged at a predetermined position of the mold, the female mold temperature: 145 ° C., the male mold temperature: 130 ° C., the keeping time: 3 minutes, the pressure: 200 kg / cm 2 , the cap A helmet body of body weight: 260 g, hue: W-1 (white), industrial protective cap # 118-EP (MP type) manufactured by Tanizawa Seisakusho was molded. An interior made of polyethylene resin was attached to this to produce a fiber reinforced thermosetting resin helmet.
[Example 2]
A fiber-reinforced thermosetting resin helmet was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass content of Example 1 was changed to 49% and the disk flow measurement value was changed to a sheet having a thickness of 108 mm.
Example 3
A fiber reinforced thermosetting resin helmet was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass content of Example 1 was changed to 47% and the disk flow measurement value was changed to a sheet having a thickness of 123 mm.
〔比較例１〕
実施例１のガラスコンテンツを５７％に変更し、円板フロー測定値が９５ｍｍのシートに変更した以外は、実施例１と同様にして、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを作製した。
〔比較例２〕
実施例１のガラスコンテンツを３９％に変更し、円板フロー測定値が１３１ｍｍのシートに変更した以外は、実施例１と同様にして、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを作製した。
〔比較例３〕
実施例１のガラスコンテンツを５６％に変更し、円板フロー測定値が１００ｍｍのシートに変更した以外は、実施例１と同様にして、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを作製した。
[Comparative Example 1]
A fiber reinforced thermosetting resin helmet was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass content of Example 1 was changed to 57% and the disk flow measurement value was changed to a sheet having a thickness of 95 mm.
[Comparative Example 2]
A fiber reinforced thermosetting resin helmet was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass content of Example 1 was changed to 39% and the disk flow measurement value was changed to a sheet having a thickness of 131 mm.
[Comparative Example 3]
A fiber reinforced thermosetting resin helmet was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass content of Example 1 was changed to 56% and the disk flow measurement value was changed to a sheet having a thickness of 100 mm.
〔評価方法〕
前記のようにして作製された繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットについて、ＪＩＳ Ｔ ８１３１ 産業用安全帽規格に基づいて、衝撃吸収性（高温、低温）、耐製品貫通性（高温、低温）、耐帽体貫通性に関する性能の評価を行った。
〔Evaluation method〕
About the fiber-reinforced thermosetting resin helmet produced as described above, shock absorption (high temperature, low temperature), product penetration resistance (high temperature, low temperature), resistance to resistance based on JIS T 8131 industrial safety cap standards. The performance of cap body penetration was evaluated.
〔結果〕
表１は、上述した実施例１〜３および比較例１〜３のヘルメットの性能についてまとめて記載したものである。表１に記載したとおり、ガラスコンテンツを４０％以上５５％以下の範囲内とし、かつ、円板フロー測定値が１００ｍｍ以上１３０ｍｍ以下の範囲内であるシートを用いることにより、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットに要求される性能を満たし、かつブラケット部が帽体の内表面に帽体と一体として形成されたヘルメットを作製することができる
〔result〕
Table 1 summarizes the performance of the helmets of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 described above. As described in Table 1, by using a sheet whose glass content is in the range of 40% to 55% and whose disk flow measurement value is in the range of 100 mm to 130 mm, a fiber reinforced thermosetting resin is used. Capable of producing a helmet that satisfies the performance required for a helmet and that has a bracket portion formed integrally with the cap body on the inner surface of the cap body
比較例１に示すように、ガラスコンテンツが前記範囲の上限よりも大きく、円板フロー測定値が前記範囲の下限よりも小さいシートを用いると、作製された繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットは、衝撃吸収性を満たさないものとなる。また、シートの流動性、ブラケット部の成形性が悪くなり、作業性が低下するという問題も生じる。 As shown in Comparative Example 1, when a sheet having a glass content larger than the upper limit of the range and a disk flow measurement value smaller than the lower limit of the range is used, the produced fiber-reinforced thermosetting resin helmet is It will not satisfy the shock absorption. Moreover, the fluidity | liquidity of a sheet | seat and the moldability of a bracket part worsen, and the problem that workability | operativity falls also arises.
比較例２に示すように、ガラスコンテンツが前記範囲の下限より小さく、円板フロー測定値が前記範囲の上限よりも大きいシートを用いると、製造された繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットは耐帽体貫通性を満たさないものとなる。また、ブラケット部の強度が悪く、シートのベタツキが大きくなり、作業性が低下するという問題も生じる。 As shown in Comparative Example 2, when a sheet having a glass content smaller than the lower limit of the range and a disk flow measurement value larger than the upper limit of the range is used, the manufactured fiber reinforced thermosetting resin helmet has a cap resistance. It does not satisfy body penetration. In addition, the strength of the bracket portion is poor, the stickiness of the sheet is increased, and the workability is lowered.
比較例３に示すように、ガラスコンテンツが前記範囲の上限よりも大きいシートを用いると、製造された繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットは耐帽体貫通性を満たさないものとなる。 As shown in Comparative Example 3, when a sheet having a glass content larger than the upper limit of the above range is used, the manufactured fiber reinforced thermosetting resin helmet does not satisfy the cap penetration.
本発明の繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットは、種々の建築作業や土木作業、重機の運転、建物内外における警備において、作業者の頭部を保護して安全を確保するために用いることができる。本発明の繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法は、繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットを製造する方法として用いることができる。 The fiber-reinforced thermosetting resin helmet of the present invention can be used to protect the operator's head and ensure safety in various construction work, civil engineering work, heavy machinery operation, and security inside and outside the building. . The method for producing a fiber-reinforced thermosetting resin helmet of the present invention can be used as a method for producing a fiber-reinforced thermosetting resin helmet.
１ ヘルメット
２ ヘルメット本体（帽体）
３ ブラケット部
1 Helmet 2 Helmet body (cap body)
3 Bracket part
Claims (3)
繊維強化熱硬化性樹脂製シートが、繊維強化材の含有率が４０重量％以上５５重量％以下であり、ＪＩＳ Ｋ ６９１１ ５．３．２に規定された測定法により、成型温度１４０℃、材料重量５ｇ、荷重１０００ｋｇｆの条件で測定される伸びが１００ｍｍ以上１３０ｍｍ以下であり、
前記繊維強化熱硬化性樹脂製シートを用いた前記帽体のプレスによる成型と同時に前記帽体の内表面に前記ブラケット部を形成することを特徴とする繊維強化熱硬化性樹脂製ヘルメットの製造方法。 In the manufacturing method of the fiber reinforced thermosetting resin helmet in which the bracket portion for attaching the interior body is formed on the inner surface of the cap body,
The fiber reinforced thermosetting resin sheet has a fiber reinforcement content of 40 wt% or more and 55 wt% or less, and a molding temperature of 140 ° C. according to the measurement method defined in JIS K 6911 5.3.2, The elongation measured under conditions of a weight of 5 g and a load of 1000 kgf is 100 mm or more and 130 mm or less,
A method for producing a fiber-reinforced thermosetting resin helmet, comprising forming the bracket portion on the inner surface of the cap body simultaneously with the pressing of the cap body using the fiber-reinforced thermosetting resin sheet. .
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