新型複合材料的安全鞋頭的製作方法
2023-06-14 09:27:06 1
專利名稱：新型複合材料的安全鞋頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鞋頭，尤其是一種新型複合材料的安全鞋頭。
背景技術：
當今社會勞保已成為每個勞動者都切實關心的一個問題，由此，各方面的勞保設施也相應很多，一種用於保護勞動者的人身安全的安全鞋頭就是其中之一。金屬製作的安全鞋頭安全性很高也使用了很多年，但是重量較重，容易使穿著者行動吃力；加之近年恐怖主義盛行，各國機場，口岸及各種重要會議進出閘口，均提高安檢並沒有金屬探測器，鋼製鞋頭會引發警報，造成使用者很多不便，各國對非金屬安全鞋(Non-metallic shoes)需求便應運而生，纖維補強塑料也開始應用於製作安全鞋頭。一般來說，纖維補強塑料(簡稱複合材料)可分為熱塑性和熱固性兩類，而熱塑性複合材料在耐衝擊強度和耐壓縮強度上比熱固性複合材料差，如臺灣專利公告第352516號所述，是由多層不定方向短切纖維和熱塑性樹脂混合而成的複合材料模壓而成，因為纖維短，方向不定，使得強度較低且不穩定，無法製成質輕壁薄，強度高又穩定的安全鞋頭。
發明內容
本實用新型主要是提供一種重量較輕，抗壓和抗衝擊能力強，機械性質可控的高質量鞋頭，解決現有技術所存在的採用金屬材料製作的安全鞋頭的重量較重且使用不便，及一般熱塑性複合材料強度不足且不穩定，無法製成質輕壁薄高強度安全鞋頭的技術問題。
本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的鞋頭是由上表面、側面和底邊構成，鞋頭各部分厚度有差異，鞋頭製作成一體，鞋頭由多層複合材料構成，各層採用經過熱固性樹脂預浸處理過的連續性長纖編織布所製成，每一纖維層以特定的方向排列。纖維採用長纖(continuous fiber)編織布，熱固性樹脂則可採用且不限於環氧樹脂、乙烯基樹脂、不飽和聚脂樹脂等。採用長纖編織布，主要克服了短纖的機械性能上的不足。
作為優選，所述的第一層與第二層的纖維方向垂直，其餘各層與第一層相同。
作為優選，所述的纖維層可採用連續性長纖編織布，材質可為玻璃纖維、炭纖維、不飽和聚脂纖維及芳香族聚酸胺纖維。長纖編織布依設計好的層數和纖維方向積層排列，其中採用連續性長纖提供複合材料安全鞋頭最大的耐衝擊強度和抗壓強度，而固定的纖維方向和排列，則確保其強度的高度穩定性。
作為優選，所述的底邊的寬度為8-12mm。
因此，本實用新型具有重量較輕，抗壓和抗衝擊能力強，機械性質可控的高質量鞋頭。
附圖1是新型複合材料的安全鞋頭的結構示意圖。
附圖2是新型複合材料的安全鞋頭的剖視圖。
具體實施事例下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
實施例1如附圖1和2所示，新型複合材料的安全鞋頭是由構成鞋面基礎的上表面1，側面2和底邊3構成，鞋頭上表面有一定的斜度，底邊的寬度為10mm。鞋頭的材料是採用多層複合材料結構，形成一種類似三明治結構，每一層採用特定的纖維排列方向，纖維材料可採用玻璃纖維、炭纖維、芳香族聚酸胺纖維等長纖，這樣有利於提供鞋頭的機械性能，減輕鞋頭的重量。在第一層4選定一個方向後，第二層5的纖維層方向與第一層4的纖維方向呈45度角，而第三層的方向與第一層4的纖維方向相同。不同的纖維特定方向的選取，形成一種多軸向、且為多空間結構的安全鞋頭基材，這樣有利於提高鞋頭的抗壓和抗衝擊能力。在裁切好材料後將其依設計積層堆疊，具體是將預浸坯料裁切為小片，然後將積層預形(pre-formed)後的成型材料放入模具中高溫高壓成型，這些小片在不同的層放置的方向各不相同，不同層纖維的大小和取向與模殼形狀及所需的性能相匹配。預浸坯料是將固定含量的樹脂均勻分布在長纖編織布中做成有適度粘性的片料。工藝過程中片料按提前規定的連續纖維束方向層層堆疊。由於每層的粘性層間纖維沒有相對移動。層間只有樹脂可以流動。因此可得到固定厚度且機械性質可控的高質量鞋頭。樹脂體系可採用樹脂質量百分含量為25-50％的乙烯酯類、不飽和聚酯、環氧或聚亞氨酯。
權利要求1.一種新型複合材料的安全鞋頭，其特徵在於鞋頭是由上表面(1)、側面(2)和底邊(3)構成，鞋頭各部分厚度有差異，鞋頭製作成一體，鞋頭由多層複合材料構成，各層採用經過熱固性樹脂預浸處理過的連續性長纖編織布所製成，每一纖維層以特定的方向排列。
2.根據權利要求1所述的新型複合材料的安全鞋頭，其特徵在於所述的第一層(4)與第二層(5)的纖維方向呈45度角，其餘各層均與第一層(4)相同。
3.根據權利要求1或2所述的新型複合材料的安全鞋頭，其特徵在於所述的纖維層可採用連續性長纖編織布，材質可為玻璃纖維、炭纖維、不飽和聚脂纖維及芳香族聚酸胺纖維。
4.根據權利要求3所述的新型複合材料的安全鞋頭，其特徵在於所述的底邊(3)的寬度為8-12mm。
專利摘要本實用新型涉及一種鞋頭，尤其是一種新型複合材料的安全鞋頭。鞋頭是由上表面、側面和底邊構成，鞋頭各部分厚度有差異，鞋頭製作成一體，鞋頭由多層複合材料構成，各層採用經過熱固性樹脂預浸處理過的連續性長纖編織布所製成，每一纖維層以特定的方向排列。纖維採用長纖(continuous fiber)編織布，熱固性樹脂則可採用且不限於環氧樹脂、乙烯基樹脂、不飽和聚酯樹脂等。採用長纖編織布，主要克服了短纖的機械性能上的不足。提供了一種重量較輕，抗壓和抗衝擊能力強，機械性質可控的高質量鞋頭。
文檔編號A43B23/00GK2742806SQ2004201150
公開日2005年11月30日 申請日期2004年10月29日 優先權日2004年9月3日
發明者謝學煥 申請人:寧波可賓複合材料有限公司