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(bǔ)強(qiáng)塑料基材，其強(qiáng)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(qiáng)度不佳，品質(zhì)控制不易之缺點(diǎn)。
見日本專利JP61-215014號(hào)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(jìn)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(qiáng)度會(huì)因分布不均會(huì)造成產(chǎn)品的品質(zhì)不佳，若是對(duì)安全帽不同位置有不同強(qiáng)度的要求，此方法中強(qiáng)度的分布具有隨機(jī)性，不是按照人為的要求針對(duì)不同位置的強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)度控制；見中國專利公告第1068771號(hào)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(shí)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(gè)位置能夠承受的強(qiáng)度是一致的，如需要迎合某個(gè)局部的強(qiáng)度，必須增加整個(gè)成品的厚度，這樣就會(huì)增加產(chǎn)品的重量和成本。尤其是對(duì)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(qiáng)度要求各不相同，利用此方法成型，其安全帽本體的強(qiáng)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(qiáng)度設(shè)置；采用上述第二種方法，為了達(dá)到強(qiáng)度的要求，只能以最高強(qiáng)度的要求來設(shè)置帽殼厚度，因此會(huì)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(qiáng)度品質(zhì)可以按照要求進(jìn)行人為控制，而且質(zhì)輕強(qiáng)度佳，可以降低成本。
為實(shí)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(jī)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(jì)，以裁紗機(jī)及斬型機(jī)將“織板”依規(guī)格尺寸裁切分割，作為材料預(yù)型時(shí)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(shí)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(jì)逐層貼覆于前項(xiàng)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(xiàng)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(shí)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(dòng)于整頂帽殼，以模溫進(jìn)行加熱一段時(shí)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(shí)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(jī)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(qiáng)度不是單靠樹脂的薄厚來控制，不同方向設(shè)置的纖維對(duì)強(qiáng)度的提高具有決定的作用，在不同位置針對(duì)不同的強(qiáng)度要求，可以方便的控制織板貼覆的層數(shù)，同時(shí)織板采用不同角度所裁紗別進(jìn)行疊層設(shè)計(jì)有利于改善單一角度紗別造成的成品強(qiáng)度弱的不利因素，所以在安全帽本體的補(bǔ)強(qiáng)定位極為準(zhǔn)確，同時(shí)置入成型模中進(jìn)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(qiáng)度的紗片，有效的控制成品的成本，據(jù)此達(dá)成較以往慣用者更為質(zhì)輕、強(qiáng)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(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明一種先進(jìn)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(gè)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(jī)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(jī)。如圖2A與圖2B所示，經(jīng)此階段，″織板″得以確實(shí)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(jìn)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(jì)不同的疊層設(shè)計(jì)，以裁紗機(jī)及斬型機(jī)將烘烤后所得的“織板”依據(jù)疊層設(shè)計(jì)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(shí)使用-----籍此可以有效的避免其接頭的重疊，使纖雛對(duì)力的傳遞效果得到加強(qiáng)，同時(shí)跟據(jù)帽殼不同區(qū)域強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(shí)使用，請(qǐng)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纹鹈睔ば螤睿共僮髡吣茉谄渖线M(jìn)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(tái)上，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)，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(jì)逐層貼覆于前項(xiàng)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(shí)織板1采用不同角度所裁紗別進(jìn)行疊層設(shè)計(jì)，可依所預(yù)定補(bǔ)強(qiáng)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(jì)成西瓜皮狀以利貼合操作，其余相鄰兩層均不宜設(shè)計(jì)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(qiáng)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(shí)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(xiàng)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(shí)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(shí)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(dòng)于整頂帽殼，以模溫進(jìn)行加熱一段時(shí)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(xiàng)成型所得的半成品帽殼8，依安全帽形態(tài)、尺寸以機(jī)械手等工具進(jìn)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(bǔ)強(qiáng)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(shí)采用不同角度的紗別進(jìn)行疊層設(shè)計(jì)有利于改善單一角度別造成的不利因素，據(jù)此達(dá)成較以往慣用者更為質(zhì)輕、強(qiáng)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(jī)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(jì)，以裁紗機(jī)及斬型機(jī)將“織板”依規(guī)格尺寸裁切分割，作為材料預(yù)型時(shí)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(shí)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(jì)逐層貼覆于前項(xiàng)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(xiàng)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(shí)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(dòng)于整頂帽殼，以模溫進(jìn)行加熱一段時(shí)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(shí)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(jī)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(duì)不同的強(qiáng)度要求，可以方便的控制織板貼覆的層數(shù)，同時(shí)織板采用不同角度所裁紗別進(jìn)行疊層設(shè)計(jì)有利于改善單一角度紗別造成的成品強(qiáng)度弱的不利因素，所以在安全帽本體的補(bǔ)強(qiáng)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(dá)成較以往慣用者更為質(zhì)輕、強(qiáng)度佳、避震性及抗穿刺性良好的安全帽外殼。
文檔編號(hào)A42B3/00GK1565831SQ0313965
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)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(qǐng)人:廈門新凱復(fù)材科技有限公司