專利名稱：安全帽外殼的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種安全帽外殼的制造方法。
背景技術(shù)：
按，先行所知，有關(guān)安全帽之成型制法，概可區(qū)分為三種方式，其一為射出成型法，此法采用塑料基材或用短纖維補強塑料基材，其強度較差且制成品重量也常流于笨重。其二為干紗灌注成型法，其三為席布噴壓法，此二法均利用松散或席布狀之玻璃纖維直接鋪設(shè)于模具內(nèi)壁，再將樹脂直接注入，以潤濕纖維后成型，但是存在有樹脂分布不均，成品強度不佳，品質(zhì)控制不易之缺點。
見日本專利JP61-215014號公開的一種安全帽制造方法，該方法為預(yù)先在模具內(nèi)涂噴樹脂再應(yīng)用充氣袋加壓進行模具成型，此方法雖然可解決上述射出成型法中成品重量笨重的問題，但是樹脂分布不均的問題仍然存在，且成品的強度會因分布不均會造成產(chǎn)品的品質(zhì)不佳，若是對安全帽不同位置有不同強度的要求，此方法中強度的分布具有隨機性，不是按照人為的要求針對不同位置的強度進行強度控制；見中國專利公告第1068771號公開了一種復(fù)合材料元件的制造方法，其是將預(yù)浸布，構(gòu)成一封閉的空殼體，利用揮發(fā)性物質(zhì)氣化產(chǎn)生膨脹壓力貼合于模具內(nèi)成型，其解決了樹脂分布不均勻的問題，但產(chǎn)品成型時預(yù)浸布事先需構(gòu)成一封閉的空殼體，僅靠成型模具定型，僅為一簡單的元件外殼成型，即所制的成品各個位置能夠承受的強度是一致的，如需要迎合某個局部的強度，必須增加整個成品的厚度，這樣就會增加產(chǎn)品的重量和成本。尤其是對于安全帽而言，由于各國安全規(guī)格的不同要求，則在安全帽本體不同位置的強度要求各不相同，利用此方法成型，其安全帽本體的強度無法得到有效的控制。
由此可見采用上述第一種方法制造安全帽，無法人為控制不同位置的強度設(shè)置；采用上述第二種方法，為了達到強度的要求，只能以最高強度的要求來設(shè)置帽殼厚度，因此會增加產(chǎn)品的重量和成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，即在提供一種安全帽外殼的制造方法，其不僅強度品質(zhì)可以按照要求進行人為控制，而且質(zhì)輕強度佳，可以降低成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種安全帽外殼的制造方法，其制造過程如下1)織板制備，系將復(fù)合材料連續(xù)纖維束或纖維編織布利用含浸機含浸樹脂后形成一長纖維預(yù)浸材或預(yù)浸布，即成“織板”；2)裁/斬紗，系依產(chǎn)品需求之疊層設(shè)計，以裁紗機及斬型機將“織板”依規(guī)格尺寸裁切分割，作為材料預(yù)型時使用；3)氣袋制備，系以硅膠或生橡膠分別作出成型氣袋及預(yù)型氣袋，以備材料預(yù)型及成型時使用；4)材料預(yù)形，將依規(guī)格裁/斬紗完成的織板，依疊層設(shè)計逐層貼覆于前項的預(yù)型氣袋上，如此層層貼合而完成一復(fù)合材料貼設(shè)的安全帽雛型；5)成型，系依據(jù)所用基材樹脂類型之不同，先將模具加熱至所需溫度，并于其上涂刷一層離型劑，再將前項預(yù)型完成之安全帽雛型及預(yù)型氣袋一并置入成型模模穴中，合模后立即把成型氣袋置入預(yù)型氣袋內(nèi)，蓋模鎖模使之密封，依樹脂特性于不同時間段施以不同公斤數(shù)的壓力，以撐大預(yù)型及成型氣袋，迫使疊層織板完全服貼于母模模穴表面，使樹脂受熱均勻流動于整頂帽殼，以模溫進行加熱一段時間后，織板即硬化成型，待取出冷卻后即可得到結(jié)構(gòu)緊密之安全帽主體半成品；6)帽殼整修，系將成型所得的半成品帽殼，加以切邊、挖孔等整修作業(yè)，即可得到一高品質(zhì)之安全帽外殼。
上述成型的步驟中模具加熱所需的溫度為常溫至180度；蓋模鎖模密封后，如果使用不飽和樹脂，可在0-6-12分鐘時施以3-9KG的壓力，6-12-20分鐘施以5-12KG的壓力成型。
上述的織板制備步驟中復(fù)合材料連續(xù)纖維束或纖維編織布利用含浸機含浸樹脂后披覆于離型紙上形成一長纖維預(yù)浸材或預(yù)浸布。
上述的裁/斬紗步驟中“織板”裁切分割成正方形、長方形、梯形、及斬刀不規(guī)則形。
由以上步驟可知，本發(fā)明系藉由長纖維預(yù)浸材或預(yù)浸布，即本發(fā)明中所稱之“織板”的適度黏性，由預(yù)型氣袋適當(dāng)提供周表以作為織板疊層貼覆用，而成品強度不是單靠樹脂的薄厚來控制，不同方向設(shè)置的纖維對強度的提高具有決定的作用，在不同位置針對不同的強度要求，可以方便的控制織板貼覆的層數(shù)，同時織板采用不同角度所裁紗別進行疊層設(shè)計有利于改善單一角度紗別造成的成品強度弱的不利因素，所以在安全帽本體的補強定位極為準(zhǔn)確，同時置入成型模中進行加壓成型，帽殼厚度均勻性易于控制，且重量的控制容易且精確，在貼紗的過程中，可以選擇成本低且可以滿足強度的紗片，有效的控制成品的成本，據(jù)此達成較以往慣用者更為質(zhì)輕、強度佳、避震性及抗穿刺性良好的安全帽外殼。


圖1為本發(fā)明之制造流程方塊圖；圖1A與1B為本發(fā)明之基材樹脂與纖維材料含浸的示意圖；圖2A與2B為本發(fā)明的紗片角度示意圖；圖3A與3B為本發(fā)明的烘烤后紗片貼合示意圖；圖4為本發(fā)明的裁/斬紗片規(guī)格示意圖；圖5為本發(fā)明的成型氣袋示意圖；圖6A與6B為本發(fā)明的預(yù)型氣袋示意圖；圖7A、7B與7C為本發(fā)明的預(yù)型示意圖；圖7D、7E與7F為本發(fā)明的模具成型示意圖；圖8A與8B為本發(fā)明的成型后安全帽示意圖；圖9A與9B為本發(fā)明的整修后安全帽示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1所示，本發(fā)明一種先進的安全帽外殼的制造方法，包括第一、織板制備，第二、裁/斬紗，第三、氣袋制備，第四、材料預(yù)形，第五、成型，第六、帽殼整修等六個步驟，其中第一織板制備系將連續(xù)之玻纖、碳纖...等復(fù)合材料纖維束或玻纖、碳纖...等復(fù)合材料纖維編織布利用含浸機2含浸樹脂，并刮除復(fù)合材料纖維束或編織布1中過量之樹脂，確保樹脂及纖維含量比例后，如圖1A與圖1B所示，披覆于離型紙3上形成一長纖維預(yù)浸材或預(yù)浸布4，即本發(fā)明中所稱之“織板”，再依需要將“織板”割出疊層所需角度，再取下含浸機。如圖2A與圖2B所示，經(jīng)此階段，″織板″得以確實有效的控制纖維樹脂的含量、厚度及重量。
由圖2A與圖2B所得的不同角度“織板”，即送入烘箱烘烤，以除去其中包含的過量溶劑，烘烤后的“織板”根據(jù)不同的重量需求進行貼合(或僅在上面再覆一層離型紙)，如此“織板”的兩面都覆有離型紙3，可方便保存及裁紗，如圖3A與圖3B所示。
第二、斬/裁紗系依產(chǎn)品需求，考量所需通過測試法規(guī)種類，成品外型及重量，設(shè)計不同的疊層設(shè)計，以裁紗機及斬型機將烘烤后所得的“織板”依據(jù)疊層設(shè)計需求裁切分割成不同規(guī)格，形狀不一的紗片11、12、13，如圖4有正方形、長方形、梯形、及斬刀不規(guī)則形等，作為材料預(yù)型時使用-----籍此可以有效的避免其接頭的重疊，使纖雛對力的傳遞效果得到加強，同時跟據(jù)帽殼不同區(qū)域強度設(shè)計需求采用不同形狀規(guī)格的紗片。
第三、氣袋制備氣袋區(qū)分為成型氣袋4及預(yù)型氣袋5二種，系以硅膠或生橡膠為材料作成，以備材料預(yù)型及成型時使用，請參考圖5的成型氣袋4，系以專用之氣袋模具，將材料置入模具中，經(jīng)高溫及高壓而成，其作用為承受模具成型過程中的高壓，避免氣壓外泄，并將壓力傳導(dǎo)于預(yù)型氣袋5。圖6之預(yù)型氣袋5，具有相當(dāng)?shù)膭傂阅苤纹鹈睔ば螤?，使操作者能在其上進行織板貼覆。
第四、材料預(yù)形系利用一預(yù)型氣袋5，先行于其上涂刷一層離型劑，其作用為利于預(yù)型氣袋5于成型后與帽殼脫離。待形成離型模后，直立于操作臺上，根據(jù)不同的設(shè)計，將依規(guī)格裁/斬紗完成之織板1，撕掉兩面的離形紙3后依疊層設(shè)計逐層貼覆于前項之預(yù)型氣袋5上。預(yù)型所用之織板1，借著樹脂之適度黏性，同時織板1采用不同角度所裁紗別進行疊層設(shè)計，可依所預(yù)定補強位置加以黏貼而不易移位或掉落，如此層層貼合而完成一復(fù)合材料貼設(shè)之安全帽雛型6。如圖7A-7C所示。一般狀況第一層設(shè)計成西瓜皮狀以利貼合操作，其余相鄰兩層均不宜設(shè)計成相同的形狀規(guī)格，更有利于避免相鄰兩層紗片1的接頭重疊。在貼紗的過程中，可以選擇成本低且可以滿足強度的紗片，有效的控制成品的成本。
第五、成型，系依據(jù)所用基材樹脂類型之不同，先將模具7加熱至所需溫度，此溫度設(shè)置為常溫至180℃，成型時先于母模71模面上涂刷一層離型劑，其作用為利于成型后，帽殼與成型模之脫離。打開安全帽成型模具，再將前項預(yù)型完成之安全帽雛形6及預(yù)型氣袋5一并置入成型模模穴中，如圖7D所示。合模后立即把成型氣袋4置入預(yù)型氣袋內(nèi)，蓋模鎖模使之密封，依樹脂特性于不同時間段施以不同公斤數(shù)之壓力，如果使用不飽和樹脂，可在0-6～12分鐘時施以3-9KG的壓力，6～12-20分鐘施以5-12KG的壓力以撐大成型及預(yù)型氣袋4、5，迫使疊層織板1完全服貼于母模71模穴表面，使樹脂受熱均勻流動于整頂帽殼，以模溫進行加熱一段時間，織板即硬化成型。如圖7E、7F所示。待取出冷卻后即可得到結(jié)構(gòu)緊密之安全帽主體半成品8，如圖8A、8B所示。
第六、帽殼整修，系將前項成型所得的半成品帽殼8，依安全帽形態(tài)、尺寸以機械手等工具進行切邊、挖孔等整修作業(yè)，即可得到一高品質(zhì)之安全帽外殼9。如圖9A與9B所示。
由以上步驟可知，本發(fā)明系藉由長纖維預(yù)浸材或預(yù)浸布，即本發(fā)明中所稱之”織板”之適度黏性，由預(yù)型氣袋適當(dāng)提供周表以作為織板疊層貼覆用，是以在安全帽本體之補強定位極為準(zhǔn)確，帽殼厚度均勻性易于控制，且樹脂的量可減少至最適宜的狀態(tài)(30％-50％)成重量之控制容易且精確，同時采用不同角度的紗別進行疊層設(shè)計有利于改善單一角度別造成的不利因素，據(jù)此達成較以往慣用者更為質(zhì)輕、強度佳、避震性及抗穿刺性良好的安全帽外殼。
權(quán)利要求
1.一種安全帽外殼的制造方法，其制造過程如下1)織板制備，系將復(fù)合材料連續(xù)纖維束或纖維編織布利用含浸機含浸樹脂后形成一長纖維預(yù)浸材或預(yù)浸布，即成“織板”；2)裁/斬紗，系依產(chǎn)品需求之疊層設(shè)計，以裁紗機及斬型機將“織板”依規(guī)格尺寸裁切分割，作為材料預(yù)型時使用；3)氣袋制備，系以硅膠或生橡膠分別作出成型氣袋及預(yù)型氣袋，以備材料預(yù)型及成型時使用；4)材料預(yù)形，將依規(guī)格裁/斬紗完成的織板，依疊層設(shè)計逐層貼覆于前項的預(yù)型氣袋上，如此層層貼合而完成一復(fù)合材料貼設(shè)的安全帽雛型；5)成型，系依據(jù)所用基材樹脂類型之不同，先將模具加熱至所需溫度，并于其上涂刷一層離型劑，再將前項預(yù)型完成之安全帽雛型及預(yù)型氣袋一并置入成型模模穴中，合模后立即把成型氣袋置入預(yù)型氣袋內(nèi)，蓋模鎖模使之密封，依樹脂特性于不同時間段施以不同公斤數(shù)的壓力，以撐大預(yù)型及成型氣袋，迫使疊層織板完全服貼于母模模穴表面，使樹脂受熱均勻流動于整頂帽殼，以模溫進行加熱一段時間后，織板即硬化成型，待取出冷卻后即可得到結(jié)構(gòu)緊密之安全帽主體半成品；6)帽殼整修，系將成型所得的半成品帽殼，加以切邊、挖孔等整修作業(yè)，即可得到一高品質(zhì)之安全帽外殼。
2.如權(quán)利要求1所述的安全帽外殼的制造方法，其特征在于上述成型的步驟中模具加熱所需的溫度為常溫至180度；蓋模鎖模密封后，如果使用不飽和樹脂，可在0-6-12分鐘時施以3-9KG的壓力，6-12-20分鐘施以5-12KG的壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的安全帽外殼的制造方法，其特征在于上述織板制備步驟中復(fù)合材料連續(xù)纖維束或纖維編織布利用含浸機含浸樹脂后披覆于離型紙上形成一長纖維預(yù)浸材或預(yù)浸布。
4.如權(quán)利要求1所述的安全帽外殼的制造方法，其特征在于上述裁/斬紗步驟中“織板”裁切分割成正方形、長方形、梯形、及斬刀不規(guī)則形。
全文摘要
一種安全帽外殼的制造方法，其制造過程如下1)織板制備；2)裁/斬紗；3)氣袋制備；4)材料預(yù)形；5)成型；6)帽殼整修，系將成型所得的半成品帽殼，加以切邊、挖孔等整修作業(yè)，即可得到一高品質(zhì)之安全帽外殼。本發(fā)明系藉由長纖維預(yù)浸材或預(yù)浸布，由預(yù)型氣袋適當(dāng)提供周表以作為織板疊層貼覆用，在不同位置針對不同的強度要求，可以方便的控制織板貼覆的層數(shù)，同時織板采用不同角度所裁紗別進行疊層設(shè)計有利于改善單一角度紗別造成的成品強度弱的不利因素，所以在安全帽本體的補強定位極為準(zhǔn)確，帽殼厚度均勻性易于控制，且重量的控制容易且精確，據(jù)此達成較以往慣用者更為質(zhì)輕、強度佳、避震性及抗穿刺性良好的安全帽外殼。
文檔編號A42B3/00GK1565831SQ0313965
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者沈文振 申請人:廈門新凱復(fù)材科技有限公司