(57)【要約】  【課題】  検定規格を長期間満たす産業用安全帽の帽体を提供すること。  【解決手段】  長ガラス繊維などをポリプロピレンなどに加えた強化繊維含有熱可塑性樹脂を、ホットランナ金型を使用して射出成形してなり、表面のスプル切除跡に、厚み０．０１〜１．０ｍｍの実質的に樹脂のみの層を設け、さらに樹脂ゲート部側又は帽体を挟んで樹脂ゲート部と反対側に、厚み２ｍｍ以上、面積０．３ｃｍ2以上の樹脂溜まりを設けることにより耐電圧性において経時変化の少ない、産業用安全帽の帽体が得られる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維含有熱可塑性樹脂を、射出成形してなり、表面のスプル切除跡に、厚み０．０１〜１．０ｍｍの実質的に樹脂のみの層を有する産業用安全帽の帽体。
【請求項２】
樹脂ゲート部側又は帽体を挟んで樹脂ゲート部と反対側に、厚み２ｍｍ以上、面積０．３ｃｍ2以上の樹脂溜まりを有する請求項１記載の帽体。
【請求項３】
強化繊維が長ガラス繊維である請求項１又は２に記載の帽体。
【請求項４】
熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン、ポリウレタン又はポリアミドである請求項１〜３のいずれかに記載の帽体。
【請求項５】
強化繊維の含有率が１０〜６０重量％、重量平均繊維長が１ｍｍ以上、最大繊維長が５０ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の帽体。
【請求項６】
強化繊維含有熱可塑性樹脂をホットランナ金型を使用して、請求項１〜５のいずれかに記載の帽体を射出成形する産業用安全帽の帽体の成形方法。
【請求項７】
ペレット長が２〜５０ｍｍであり、ペレット内の強化繊維の長さとペレット長とが実質的に等しい長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを使用して、射出成形する請求項６に記載の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐電圧性において経時変化の少ない、産業用安全帽の帽体およびその成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用安全帽は、ＪＩＳ Ｔ８１３１規格では、飛来・落下用をＡ、墜落時保護用をＢ、電気用をＥに区分し、それぞれ耐貫通性、衝撃吸収性、耐電圧性、耐水性、難燃性に関する試験方法および強度を規定している。
一方、労働省告示６６号（昭５０．９．８制定）同３９号（平３．６．５制定）、同１０９号（平１１．１０．１改正）には保護帽の検定規格が定められている。
両規格において、安全性の面から、耐貫通性、衝撃吸収性、耐電圧性が特に重要である。
【０００３】
合成樹脂製帽体としては、ＦＲＰ樹脂製、ポリカーボネート樹脂製又はＡＢＳ樹脂製のものが知られている。
ＦＲＰ樹脂製のものでは、ガラス繊維および熱硬化性樹脂が使用されており、耐電圧性に劣り、規格を満たさないため電気用には使用できない。さらに、ＦＲＰ樹脂製のものは、熱硬化樹脂を使用するため、射出成形ができず、生産性が低いという問題がある。
【０００４】
このため、特開２００３−１０５６２０公報には、熱可塑性樹脂と、質量平均繊維長２ｍｍ以上のガラス繊維とを含み、該熱可塑性樹脂が該ガラス繊維に含浸されてなる繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを射出成形して、質量平均繊維長が０．６ｍｍ以上で、かつ最大繊維長が５０ｍｍであるガラス繊維と、熱可塑性樹脂とからなる産業用安全帽の帽体を製造する技術が開示されている。（特許文献１参照。）
しかし、上記技術では、電気特性で良好な帽体は得られていない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０５６２０公報（請求項１〜６、段落番号［００３４］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、検定規格を長期間満たす産業用安全帽の帽体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋭意検討した結果、強化繊維含有熱可塑性樹脂ペレットをホットランナ金型を使用して射出成形し、帽体表面の樹脂充填ゲート部跡に、実質的に樹脂のみの層を設けることにより、更にはゲート部若しくはその帽体の反対側に樹脂溜まりを設けることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の第１は、強化繊維含有熱可塑性樹脂を、射出成形してなり、表面のスプル切除跡に、厚み０．０１〜１．０ｍｍの実質的に樹脂のみの層を有する産業用安全帽の帽体を提供する。
本発明の第２は、樹脂ゲート部側又は帽体を挟んで樹脂ゲート部と反対側に、厚み２ｍｍ以上、面積０．３ｃｍ2以上の樹脂溜まりを有する本発明の第１に記載の帽体を提供する。
本発明の第３は、強化繊維が長ガラス繊維である本発明の第１又は２に記載の帽体を提供する。
本発明の第４は、熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン、ポリウレタン又はポリアミドである本発明の第１〜３のいずれかに記載の帽体を提供する。
本発明の第５は、強化繊維の含有率が１０〜６０重量％、重量平均繊維長が１ｍｍ以上、最大繊維長が５０ｍｍ以下である本発明の第１〜４のいずれかに記載の帽体を提供する。
本発明の第６は、強化繊維含有熱可塑性樹脂をホットランナ金型を使用して、本発明の第１〜５のいずれかに記載の帽体を射出成形する産業用安全帽の帽体の成形方法を提供する。
本発明の第７は、ペレット長が２〜５０ｍｍであり、ペレット内の強化繊維の長さとペレット長とが実質的に等しい長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを使用して、射出成形する本発明の第６に記載の成形方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、検定規格を長期間満たす産業用安全帽の帽体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図を用いて詳細に説明する。
図１は、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを射出成形して得られた従来の帽体の縦断面図を示す。１は帽体であり、２は樹脂充填ゲート部に生じたスプルであり、射出成形後にスプル２は切除され、製品の帽体が得られる。
スプル切除跡には、ガラス繊維の切断面が露出していることが判る。また、強化繊維の長さが長いほど、帽体の外表面（外面ともいう。）から、頭側になる内表面（内面ともいう。）にまで達する長繊維の割合が増し、耐電圧性が劣る。さらに、長期間使用して汗などの塩分が断面が露出した強化繊維と樹脂との間にしみ込むと、耐電圧性の低下が著しくなる。
【００１１】
本発明の帽体は、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを、ホットランナ金型を使用して射出成形して得られる。
本発明の帽体は、樹脂ゲート部跡に、スキン層が形成されている。スキン層の厚みは０．０１〜１．０ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜０．５ｍｍ程である。
上記スキン層の形成により、耐電圧性が向上し、長期間使用した場合の耐電圧性の低下も防ぐことができる。
スキン層の厚みが上記範囲より薄すぎると、強化繊維が樹脂充填ゲート部跡に露出する割合が増加して耐電圧性が低下し、１．０ｍｍより厚くしても電気特性についての効果は更に期待できないこと及びゲートバルブでの切断以外に、スキン層を１．０ｍｍより厚くする方策を必要とする。
【００１２】
繊維強化熱可塑性樹脂の充填は、帽体頂部の外側又は内側から充填可能であるが、好ましくは外側から、歪みやヒケやウェルドラインが生じないように、充填される。外側から充填することにより、曲面を形成する金型キャビティに対して鋭角流路を形成せずに樹脂の金型キャビティへの充填が可能である。
【００１３】
本発明では、図２に示すように、帽体の樹脂ゲート部側又は帽体を挟んで樹脂ゲート部と反対側に、樹脂溜まり３を設けることが好ましい。樹脂溜まり３を設けることにより、肉厚が増し、肉厚部分で強化繊維が帽体表面に平行に配列しやすくなり、最もぶつかり易い頭頂部の機械的強度が増すと共に、強化繊維の長さが長くても、帽体の表面から内面にまで達する繊維の割合が低下し、初期及び長期間使用後の耐電圧性も向上する。
樹脂溜まり３は、その形状は特に制限されず、板状、円盤状、環状、半球状等が挙げられる。好ましくは、板状または円盤状であり、厚み２ｍｍ以上、面積０．３ｃｍ2以上、好ましくは厚み２〜２０ｍｍ、面積０．３〜１０ｃｍ2、さらに好ましくは厚み４〜８ｍｍ、面積０．５〜５ｃｍ2である。
樹脂溜まり３の厚みおよび面積が、上記より大きすぎると、必要以上に重量が増加する。
【００１４】
本発明で使用する強化繊維含有熱可塑性樹脂中の強化繊維としては、ガラス繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維のような無機系繊維；ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、フッ素繊維のような有機系繊維が挙げられる。
ガラス繊維の材質には、特に限定はないが、Ｅ−ガラス、ＡＲ−ガラス、Ｔ−ガラス、Ｄ−ガラス、Ｓ−ガラス、Ｃ−ガラス、Ｒ−ガラスなどが挙げられる。
本発明で使用する強化繊維含有熱可塑性樹脂ペレット中の強化繊維は、短繊維でも長繊維でもよいが、好ましくは長繊維である。
強化繊維は、カップリング剤を含む表面処理剤で表面処理されていてもよい。表面処理により、ガラス繊維束中への樹脂の含浸が良好になり、ガラス繊維と樹脂との接着が良好になる。カップリング剤としては、アミノアルコキシシラン、脂肪族又は芳香族エポキシシラン、アミドシラン、アクリルシランなどのシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤などが挙げられ、酸化亜鉛などと併用されてもよい。表面処理剤にはカップリング剤の他に、界面活性剤、帯電防止剤などを添加してもよい。
【００１５】
本発明で使用する強化繊維含有熱可塑性樹脂中の熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン４，６、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド；ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、脂肪族又は芳香族ポリエステル、液晶ポリマー、アクリル樹脂等が挙げられる。好ましくは、耐衝撃性に優れたポリプロピレンである。
ポリプロピレンは、チーグラー型触媒により得られたものでもカミンスキー触媒等のシングルサイト触媒により得られたものでもよく、ホモポリマーでもエチレンなどの他のオレフィンとのコポリマーでもよいし、無水マレイン酸などで変性されたポリプロピレンでもよい。本発明では、引張伸率１０〜５００％、アイゾット衝撃強度２〜１０ｋＪ／ｍ（ＪＩＳ  Ｋ６７５８に基づく）を有し、ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づくメルトフローレートが１０〜２００ｇ／１０分のものが、好ましく使用できる。
【００１６】
本発明で使用する強化繊維含有熱可塑性樹脂ペレット１００重量％中の強化繊維の含有率は、１０〜６０重量％、好ましくは１５〜５５重量％、さらに好ましくは２０〜５０重量％である。
強化繊維の含有率が上記範囲より少なすぎると、機械的強度が不十分となり、多すぎると、成形性が悪くなるし、耐衝撃性なども低下する。
【００１７】
本発明で使用する好ましい強化繊維含有熱可塑性樹脂ペレットは、連続した強化繊維束を引きながら、クロスヘッドダイ又はその相当ダイを使用して、強化繊維束に熱可塑性樹脂の溶融物を含浸させ、冷却後、長さ２〜５０ｍｍ、好ましくは３〜２５ｍｍに切断して得られたペレットであり、強化繊維の長さはペレットの長さに等しい。
上記の長強化繊維含有熱可塑性樹脂ペレットを使用することにより、帽体の機械的物性や耐電気的特性や耐化学的特性の良いものが得られる。
【００１８】
本発明では、上記強化繊維含有熱可塑性樹脂ペレットを、ホットランナ金型を使用して、射出成形して、樹脂ゲート部跡に、前記特定の厚みのスキン層を形成させる。スキン層はスプル切除跡の占める面積の部分のみでもよいが、その周辺近傍まで拡がっていてもよい。
ホットランナの型式としては、特に制限されず、トーピード型のような内部加熱方式のものでも、ホットノズル型のような外部加熱方式のものでもよい。またそれに使用されるゲート方式も特に制限されず、バルブゲート式、ホットエッジ式、ホットチップ式、スプルゲート式などが挙げられる。
ゲート数はウェルドを生じないように１個であることが好ましく、ゲート位置は帽体の頂部が好ましく、頭側を内側としたときに外側であることがさらに好ましい。
ゲート径は、特に制限されないが、通常１〜２０ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍである。
【００１９】
上記のようにして得られた、本発明の帽体は、重量平均繊維長が１ｍｍ以上、好ましくは１〜５ｍｍで、最大繊維長が５０ｍｍ以下、好ましくは１〜１５ｍｍである。
帽体中の強化繊維の重量平均繊維長は、樹脂を溶解、燃焼等して、残りの強化繊維を光学式画像処理装置などを用いて計測して得られる。
【００２０】
本発明の帽体には、ハンモック、ヘッドバンド、環ひも、衝撃吸収ライナ、顎ひも、つばもしくはひさし、必要に応じて通し面が設けられて保安帽、保護帽などになり、土木建築工事用、電気工事用などの産業用やバイク運転用、レジャー用等に用いられる。
【００２１】
（実施例）
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
強化繊維含有熱可塑性樹脂
プラストロンTMPP-GF30-01ペレット：ダイセル化学工業（株）製、ガラス繊維３０重量％含有、無水マレイン酸１重量％変性ポリプロピレンペレット、ペレット長１２ｍｍ
プラストロンTMPP-GF40-01ペレット：ダイセル化学工業（株）製、ガラス繊維４０重量％含有、無水マレイン酸１重量％変性ポリプロピレンペレット、ペレット長１２ｍｍ
【００２３】
試験条件（ＪＩＳ Ｔ８１３１の「３．高電圧電気絶縁安全帽」に基づく。）
電気用試験：耐電圧試験２０ｋＶ、１分間。
【００２４】
（実施例１）
上記のプラストロンTMPP-GF30-01ペレットをバルブゲート方式ホットランナー射出成形により、上記成形条件で、厚み２．５ｍｍのヘルメットを成形した。
樹脂ゲート部跡の断面には、表面に達するガラス繊維はほとんど存在せず、実質的に樹脂のみのスキン層が０．３ｍｍ形成されていた。また顕微鏡で樹脂ゲート部跡の表面を観察したが、ガラス繊維の切断面は見あたらなかった。
試験結果を表１に示す。
【００２５】
（実施例２）
プラストロンTMPP-GF40-01ペレットを使用した以外は、実施例１と同様に行った。
樹脂ゲート部跡の断面には、表面に達するガラス繊維はほとんど存在せず、実質的に樹脂のみのスキン層が０．３ｍｍ形成されていた。また顕微鏡で樹脂ゲート部跡の表面を観察したが、ガラス繊維の切断面は見あたらなかった。
試験結果を表１に示す。
【００２６】
（実施例３）
金型キャビティに、樹脂溜まり用に、厚み４ｍｍ、直径１５ｍｍの円盤（面積７．１ｃｍ2）を図２に示すように設けた以外は、実施例１と同様に行った。
樹脂ゲート部跡の断面には、表面に達するガラス繊維はほとんど存在せず、実質的に樹脂のみのスキン層が０．３ｍｍ形成されていた。また顕微鏡で樹脂ゲート部跡の表面を観察したが、ガラス繊維の切断面は見あたらなかった。
さらに樹脂ゲート部跡の内層では、長いガラス繊維がヘルメットの面と平行に配列されているものが多く見られた。
また、サンシャインウェザー・オ・メーター（スガ試験機製）を使用して耐候性試験を行った。ブラックパネル温度８３℃、スプレーサイクル６０分／１２分（６０分間のうち１２分間水スプレー実施）の条件で１００時間行った。
耐候性試験結果後の試験結果を表１に示す。
【００２７】
（比較例１）
バルブゲート方式ホットランナー射出成形の代りに、スプルーゲート方式射出成形を使用した以外は、実施例１と同様に行い、成形後にスプルを切除した。
スプル切除跡には、スキン層は形成されていなかった。
試験結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術による帽体の離型時の縦断面図である。
【図２】本発明の帽体の一例の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  帽体
２  スプル
３  樹脂溜まり
【図１】
2005194638.tif 000004
【図２】
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