(57)【要約】【課題】本発明の目的は、外観に優れ、品質が向上したヘルメットを得ることである。また、本発明の目的は、ヘルメット製造者の作業環境を向上することが可能な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、繊維材料で形成される予備成形体に樹脂を充填して得られるヘルメットであって、前記繊維材料は、主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成されることを特徴とするものであるまた、本発明のヘルメットの製造方法は、主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成される繊維材料を所定の長さに切断して予備成形体を形成する工程と、前記予備成形体を金型内に設置して樹脂を充填する工程とを有する特徴とするものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料で形成される予備成形体に樹脂を充填して得られるヘルメットであって、
前記繊維材料は、主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成されることを特徴とするヘルメット。
【請求項２】
前記繊維材料の平均長さは、２０〜８０ｍｍである請求項１に記載のヘルメット。
【請求項３】
前記オレフィン系樹脂繊維は、ポリビニルアルコール系樹脂繊維である請求項１または２に記載のヘルメット。
【請求項４】
前記樹脂は、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】
主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成される繊維材料を所定の長さに切断して予備成形体を形成する工程と、
前記予備成形体を金型内に設置して樹脂を充填する工程とを有する特徴とするヘルメットの製造方法。
【請求項６】
前記予備成形体の平均厚さは、５〜４０ｍｍである請求項５に記載のヘルメットの製造方法。
【請求項７】
前記予備成形体の厚さが、ヘルメット全体の厚さの８０％以上を構成するものである請求項５または６に記載のヘルメットの製造方法。
【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、ガラス繊維を所定の長さに切断してヘルメットの予備成形体を形成し、その予備成形体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、ガラス繊維を補強材として使用している為、表面にガラス繊維の形状が残り外観品質に劣っていた。
【０００３】
また、作業工程においてガラス繊維が飛散することにより、プリフォームの成形作業、ヘルメット成形作業および仕上げ作業等において作業者の皮膚に外的被害が発生していた。
また、ヘルメットを焼却処理してもガラス繊維は、残留分となり、産業廃棄物として埋め立て処分されていた。
さらに、ガラス繊維の補強材を使うとヘルメットは重くなり、長時間の作業には不向きであった。
【０００４】
【特許文献】
特開２０００―３４５４２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、外観に優れ、品質が向上したヘルメットを提供することである。
また、本発明の目的は、ヘルメット製造者の作業環境を向上することが可能なヘルメットの製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（７）に記載の本発明により達成される。
（１）繊維材料で形成される予備成形体に樹脂を充填して得られるヘルメットであって、前記繊維材料は、主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成されることを特徴とするヘルメット。
（２）前記繊維材料の平均長さは、２０〜８０ｍｍである上記（１）に記載のヘルメット。
（３）前記オレフィン系樹脂繊維は、ポリビニルアルコール系樹脂繊維である上記（１）または（２）に記載のヘルメット。
（４）前記樹脂は、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）主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成される繊維材料を所定の長さに切断して予備成形体を形成する工程と、前記予備成形体を金型内に設置して樹脂を充填する工程とを有する特徴とするヘルメットの製造方法。
（６）前記予備成形体の平均厚さは、５〜４０ｍｍである上記（５）に記載のヘルメットの製造方法。
（７）前記予備成形体の厚さが、ヘルメット全体の厚さの８０％以上を構成するものである上記（５）または（６）に記載のヘルメットの製造方法。
【０００７】
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、繊維材料で形成される予備成形体に樹脂を充填して得られるヘルメットであって、前記繊維材料は、主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成されることを特徴とするものである
また、本発明のヘルメットの製造方法は、主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成される繊維材料を所定の長さに切断して予備成形体を形成する工程と、前記予備成形体を金型内に設置して樹脂を充填する工程とを有する特徴とするものである。
【０００８】
以下、本発明のヘルメットについて説明する。
本発明のヘルメットは、繊維材料で形成される予備成形体に樹脂を充填して得られる。これにより、所定の形状を有するヘルメットを容易に成形できる。
前記予備成形体に充填する樹脂としては、例えばフェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリスチレン、アクリローニトリルーブタジエン（ＡＢＳ）樹脂等のスチレン系樹脂、メチルメタクリレート樹脂等のアクリル樹脂、ポリカーボネート等の熱可塑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。
【０００９】
前記予備成形体は、繊維材料を接着剤等により接合して形成される。
前記予備成形体の形状は、ヘルメットの形状の対応して適宜決定される。そのため、前記予備成形体の形状は、特に限定されないが、その平均厚さが５〜４０ｍｍであることが好ましく、特に１０〜３０ｍｍが好ましい。平均厚さが前記下限値未満であるとヘルメットの強度が低下する場合があり、前記上限値を超えると樹脂を充填するのが困難となる場合がある。
【００１０】
また、前記予備成形体の厚さは、特に限定されないが、ヘルメット全体の厚さの８０％以上が好ましく、特に８５％以上が好ましい。厚さが前記下限値未満であるとヘルメットの強度が低下する場合がある。
【００１１】
前記繊維材料は、主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成される。これにより、ヘルメットの外観に優れることができる。さらにヘルメットを軽量化することもできる。
主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成されるとは、繊維材料中のポリオレフィン系樹脂繊維の割合が８０％以上であることが好ましく、特に９０％以上であることが好ましい。また、本発明の目的を損なわない範囲でポリオレフィン系樹脂繊維以外の繊維材料として、他の有機繊維、ガラス繊維等を使用しても構わない。
【００１２】
前記ポリオレフィン系樹脂繊維としては、例えばポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のオレフィン樹脂の単独重合体繊維、ポリビニルアルコール系樹脂繊維、エチレンーアクリル酸メチル共重合体繊維、エチレンーアクリレート共重合体繊維、エチレンープロピレン共重合体繊維等のエチレン系共重合体繊維等が挙げられる。これらの中でもポリビニルアルコール系樹脂繊維が好ましい。これにより、特に充填する樹脂との密着性を向上することができる。
【００１３】
前記ポリオレフィン系樹脂繊維（特にポリビニルアルコール系樹脂繊維）の繊度は、特に限定されないが、２，０００〜２０，０００デニールが好ましく、特に３，０００〜１８０，０００デニールが好ましい。かかる繊度を有するポリオレフィン系樹脂繊維を切断して予備成形体を形成する場合、特にヘルメットの外観に優れることができる。また、ヘルメットの耐貫通性強度を向上することができる。
【００１４】
前記繊維材料の平均長さは、特に限定されないが、２０〜８０ｍｍが好ましく、特に３０〜７０ｍｍが好ましい。平均長さが前記下限値未満であるとヘルメットの強度が低下する場合があり、前記上限値を超えると作業性を向上する効果が低下する場合がある。
【００１５】
前記繊維材料は、特に限定されないが、解繊処理（綿状に処理）されていることが好ましい。これにより、充填する樹脂の充填性を特に向上することができる。また、ヘルメットの耐衝撃吸収性を特に向上することができる。
さらに、前記解繊処理された繊維材料をランダムな方向性を有するように予備成形体を形成することが好ましい。
【００１６】
次に、本発明のヘルメットの製造方法について説明する。
本発明のヘルメットの製造方法では、主としてポリオレフィン系樹脂繊維で構成される繊維材料を所定の長さに切断して予備成形体を形成する工程を有する。これにより、ガラス繊維を用いる必要がなくなるため製造工程および成形等の工程において繊維材料が人体の皮膚に刺さる事が無い。さらには、繊維材料が人体に接触しても皮膚や眼に傷をつけない。
また、ヘルメットのマテリアルリサイクルが可能となり産業廃棄物として埋め立てる物質が削減される。
【００１７】
前記繊維材料の切断は、所定の長さに切断するだけでもよく、または切断した繊維材料をさらにエアーホッパーにより解繊処理（細分化）しても良い。これら中でも特に切断した繊維材料を解繊処理することが好ましい。これによりヘルメットの外観表面の繊維跡を無くすことができる。
なお、前記繊維跡とは、ガラス繊維を使った場合、繊維形状がそのまま表面に現れることを言う。
【００１８】
前記繊維材料の所定の長さは、予備成形体の形状により異なるため特に限定されないが、２０〜８０ｍｍが好ましく、特に３０〜７０ｍｍが好ましい。平均長さが前記下限値未満であるとヘルメットの強度が低下する場合があり、前記上限値を超えると作業性を向上する効果が低下する場合がある。
【００１９】
より具体的には、所定の長さに切断した繊維材料を計量機で計量し、該切断した繊維材料を空輸し、エアーホッパーで細分化する。これにより、繊維材料を解繊処理することができる。
【００２０】
前記予備成形体は、例えば所定の長さの解繊処理された繊維材料を予め設けられたヘルメットの形状を有する部材に接着剤等ともに接合することで得られる。これにより、後述する樹脂の充填によりヘルメットを形成することが可能となる。
具体的には、メッシュ状の型を設置し、型内部を吸引した状態で繊維材料と接着剤とを供給する。そうすると型表面に繊維材料が吸着し、それを共に供給する接着剤で固着することができる。
【００２１】
なお、予備成形体とは、具体的にはヘルメットの形状を有する成形体を意味し、その形状は必ずしも前記金型と同一なものではなく、概ね同等程度の形状で構わない。
また、前記繊維材料を解繊処理するためエアーホッパーを使い、より繊維を細分化することでヘルメットの外観表面に繊維の形状が表れないようにすることが好ましい。
【００２２】
前記予備成形体の平均厚さは、特に限定されないが、５〜４０ｍｍであることが好ましく、特に１０〜３０ｍｍが好ましい。平均厚さが前記下限値未満であるとヘルメットの強度が低下する場合があり、前記上限値を超えると樹脂を充填するのが困難となる場合がある。
【００２３】
また、前記予備成形体の厚さ（ヘルメット成形後の厚さ）は、特に限定されないが、ヘルメット全体の厚さの８０％以上が好ましく、特に８５％以上が好ましい。厚さが前記下限値未満であるとヘルメットの強度が低下する場合がある。なお、ヘルメット成形後は、予備成形体が当初有していた厚さが圧縮される。前記予備成形体の厚さの割合は、圧縮後の厚さを意味する。
【００２４】
本発明のヘルメットの製造方法では、前記予備成形体を金型内に設置して樹脂を充填する工程とを有する。
前記樹脂の前記樹脂の充填量は、特に限定されないが、熱可塑性の場合、金型の成形体部分全体の７０〜９５％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％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。
【００２５】
前記樹脂を充填する際の圧力は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂の場合は１〜１０ＭＰａが好ましく、特に２〜７ＭＰａが好ましい。
また、熱硬化性樹脂の場合は８５〜４２０ｋｇｆ／ｃｍ２好ましく、特に１２５〜２９５ｋｇｆ／ｃｍ２が好ましい。前記範囲内であると特に充填性を向上することができる。
【００２６】
前記樹脂を充填する金型温度は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂の場合は４０〜９０℃が好ましく、特に６０〜８０℃が好ましい。
また、熱硬化性樹脂の場合は５０〜１５０℃が好ましく、特に８０〜１３０℃が好ましい。前記範囲内であると特に充填性を向上することができる。
【００２７】
前記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ダイ成形（ＰＭＭＤ）、コールドプレス成形（ＣＰ）方法が挙げられる。これらの中でも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、ＰＭＭＤ成形が好ましい。
【００２８】
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、学童用等に好適に用いることができる。
【００２９】
【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。
【００３０】
（実施例１）
▲１▼予備成形体の成形
繊維材料として、ポリオレフィン系樹脂繊維であるポリビニルアルコール系樹脂繊維（クラレ社製１２２５−７  １１００Ｄｔｅｘ／２０００ｆ，繊維径２０μ〜５０μ繊維数２００本）を用いた。
上述の繊維材料をプリフォーム機（長谷川製作所製）に設置し、約５０ｍｍの長さに切断してヘルメットの形状のスクリーンに吸引させた。また、同時に接着剤として酢酸ビニール樹脂（大同化成工業（株）社製）で供給した。そして、ヘルメットの略形状を有する予備成形体を得た。
得られた予備成形体の平均厚さは、３５ｍｍであった。
【００３１】
▲２▼樹脂の充填
得られた予備成形体を（松田製作所製の型式ＰＡＣ−３７）に設置して、金型温度１２０℃、型締圧力２１０ｋｇｆ／ｃｍ２で不飽和ポリエステル樹脂（エポラックＧ１５２、（株）日本触媒）２００ｇを充填して、ヘルメットを得た。
なお、充填量は金型の成形体制部分全体の７５体積％であった。
また、得られたヘルメットの厚さは３ｍｍであり、予備成形体の厚さ（圧縮後の厚さ）はヘルメット全体の３０％であった。
【００３２】
（実施例２）
切断する繊維材料の長さを以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
予備成形体を成形する際に切断する繊維材料の長さを８０ｍｍにした。
【００３３】
（実施例３）
切断する繊維材料の長さを以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
予備成形体を成形する際に切断する繊維材料の長さを２５ｍｍにした。
【００３４】
（実施例４）
得られる予備成形体の厚さを以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
予備成形体の厚さを６０ｍｍとした。
【００３５】
（実施例５）
得られる予備成形体の厚さを以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
予備成形体の厚さを４０ｍｍとした。
【００３６】
（実施例６）
オレフィン系樹脂繊維として以下のものを用いた以外は、実施例１と同様とした。
繊度が２，０００デニールのポリビニルアルコール系樹脂繊維（クラレ社製）を用いた。
【００３７】
（比較例１）
予備成形体を形成する繊維材料として、以下のガラス繊維を用いた以外は実施例１と同様にした。
繊維材料として、ガラス繊維である日東紡績製（ＲＳ２３０ＨＦ−５５５ＡＢ）と日本板硝子製（ＲＥＲ２３１−ＰＦ５）とをブレンドして用いた。
【００３８】
上述の各実施例および比較例で得られたヘルメットについて、下記の評価を行なった。得られた結果を表１に示す。
【００３９】
▲１▼衝撃吸収性能試験
ＪＩＳ  Ｔ８１３１に基づき労働省型式検定試験の飛来・落下物用試験を行なった。なお、飛来・落下物用試験は、ヘルメットを（５０℃、２時間）、（−１０℃、２時間）、（温水２５℃、４時間）で前処理した後に実施した。
また、耐貫通性試験は、ヘルメットを５０℃、２時間前処理した後に実施した。
【００４０】
▲２▼作業性
工数
予備成形体の形成から最終製品の製造に至るまでのヘルメット一つを製造する平均の時間を比較した。
環境
ヘルメット製造時の作業環境を、以下のように評価した。
◎：繊維状物質の飛散、人体への付着なし、又は違和感なし。
○：繊維状物質の飛散有るが、人体への付着及び違和感がほとんど無し。
△：繊維状物質の飛散有り、作業環境上問題あり。
×：繊維状物質の飛散有り、人体への付着により作業に支障をきたす。
【００４１】
▲３▼外観
得られたヘルメットの外観を目視で評価した。各記号は以下のとおりであった。
◎：繊維目が無く表面が滑らかで光沢がある。
○：一部繊維目が有り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。
×：全体に繊維目が有り光沢も無いため実用不可。
【００４２】
▲４▼ヘルメットの重量
ヘルメット一つの重量を測定した。
【００４３】
【表１】
2004183145.tif 000002
【００４４】
表１から明らかなように実施例１〜６は、耐衝撃性および作業性に優れていた。
また、実施例１〜６は、ヘルメットの重量も軽量化されていた。
また、特に実施例１、３、５および６は、作業工数が短縮されていた。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、外観に優れ、品質が向上したヘルメットを得ることができる。
また、繊維材料の平均長さを特定の長さとした場合、特にヘルメットの強度に優れることができる。
また、本発明のヘルメットの製造方法によれば、作業環境を向上し、作業工数を削減することができる。
また、本発明のヘルメットが不要になった場合等において、全てをマテリアルリサイクルとして活用できる。