FR2740149A1 - Production of reinforced sheet moulding material for safety shoe toe protection shell - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de production d'un matériau de moulage en feuille, matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres ainsi produit et coquille de protection des orteils pour chaussures de sécurité réalisée avec ce matériau.A process for producing a sheet molding material, a fiber-reinforced sheet molding material thus produced, and a toe protection shell for safety shoes made of this material.
La présente invention concerne un procédé de production d'un matériau de moulage en feuille, un matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres et produit à l'aide de ce procédé et une coquille de protection des orteils pour chaussures de sécurité réalisée à l'aide de ce matériau. The present invention relates to a process for producing a sheet molding material, a fiber-reinforced sheet molding material produced by this method and a toe protection shell for safety shoes made to the surface. using this material.
Des fibres de verre, aussi bien courtes que longues, ont été utilisées comme fibres de renfort pour des objets moulés en résines de synthèse. Comme exemples d'objets moulés contenant des fibres de verre longues, on connaît des objets moulés du type à mat aléatoire dans lesquels de longues fibres de verre sont dispersées au hasard dans une matrice en résine de synthèse, ceux du type étoffes dans lesquels de longues fibres de verre sont contenues dans une matrice en résine de synthèse en étant tissées, et ceux du type à mat unidirectionnel qui contiennent de longues fibres de verre disposées de manière unidirectionnelle. Glass fibers, both short and long, have been used as reinforcing fibers for objects molded from synthetic resins. Examples of molded articles containing long glass fibers are random mat type molded articles in which long glass fibers are randomly dispersed in a synthetic resin matrix, those of the fabric type in which long fibers are glass fibers are contained in a synthetic resin matrix by being woven, and those of unidirectional mat type which contain long glass fibers arranged unidirectionally.
Parmi ces objets moulés, ceux contenant des fibres courtes et ceux renforcés par des fibres longues du type à mat aléatoire ont une résistance aux chocs trop médiocre pour satisfaire aux critères concernant les coquilles de protection des orteils pour chaussures de sécurité tels que stipulés par exemple dans la norme de l'industrie japonaise (norme JIS). Par ailleurs, les objets moulés renforcés par des fibres longues du type étoffe et du type à mat unidirectionnel posent le problème suivant : leur matériau composite a une aptitude au moulage médiocre du fait de sa faible fluidité, de sorte que même si le matériau pouvait être moulé, on ne pourrait souvent pas éviter un traitement secondaire pour obtenir le produit final, ce qui conduit à une augmentation du coût de fabrication. Of these molded articles, those containing short fibers and those reinforced with long fibers of the random mat type have too low impact strength to meet the criteria for safety toe shells as stipulated in, for example, the Japanese industry standard (JIS standard). On the other hand, the long fiber reinforced molded articles and the unidirectional mat type pose the following problem: their composite material has poor moldability because of its low fluidity, so that even if the material could be molded, it would often be impossible to avoid secondary treatment to obtain the final product, which leads to an increase in the cost of manufacture.
Le matériau destiné aux coquilles de protection des orteils d'une chaussure de sécurité, en résine, autorisé par la norme JIS et fréquemment utilisé, a par exemple la structure monobloc représentée à la figure 4, qui comprend deux couches d'étoffe 1 constituant une âme et des couches aléatoires 2 (couches superficielles) sur les extérieurs afin de donner l'aptitude au moulage et la fluidité voulues. The material for the protective toes of a safety shoe, made of resin, authorized by the JIS standard and frequently used, has for example the one-piece structure shown in FIG. 4, which comprises two layers of fabric constituting a core and random layers 2 (surface layers) on the outsides to give the desired moldability and fluidity.
(i) Ils sont utilisés pour des coquilles de protection des orteils de qualité L (pour travaux légers), ayant une résistance à la compression de 450 kg ou plus, et pour celles de qualité S (pour travaux ordinaires) ayant une résistance à la compression de 1100 kg ou plus. Lors de la production d'une coquille de protection des orteils d'une chaussure de sécurité en résine, le matériau à utiliser doit être correctement choisi en fonction de la qualité recherchée pour la coquille; plus précisément, quand on produit une coquille de protection des orteils de qualité L, il faut utiliser un matériau tel que décrit ci-dessus qui contient des couches d'étoffe à 2 ou 3 nappes, tandis que lorsqu'on produit une coquille de protection des orteils de qualité S, il faut utiliser un matériau contenant des couches d'étoffe à 4 ou 8 nappes. Le matériau pour une coquille de qualité S contient davantage de couches d'étoffe et il s'avère donc médiocre en terme de remplissage du moule et inférieur au matériau destiné à une coquille de qualité
L en ce qui concerne l'aptitude au moulage et la fluidité; cela se traduit par une plus grande proportion de produits défectueux, même si la rigidité du matériau lui-même est améliorée.(i) They are used for L-quality toe protection shells (for light duty work), having a compressive strength of 450 kg or more, and for S-grade (for ordinary work) with resistance to compression. compression of 1100 kg or more. When producing a toe protection shell of a safety shoe made of resin, the material to be used must be correctly chosen according to the quality sought for the shell; more specifically, when producing a protective shell of the quality L toes, it is necessary to use a material as described above which contains layers of fabric with 2 or 3 layers, while when producing a protective shell toes of quality S, use a material containing layers of fabric with 4 or 8 layers. The material for a quality S shell contains more layers of fabric and is therefore poor in terms of mold filling and inferior to the material for a quality shell
L with regard to moldability and fluidity; this results in a greater proportion of defective products, even if the rigidity of the material itself is improved.
(ii) Le matériau servant à la production d'une coquille de protection des orteils doit être correctement choisi en fonction de ce que l'on recherche à produire une coquille de qualité L ou de qualité S. (ii) The material used to produce a toe protection shell must be properly selected for what is required to produce a quality L or S quality shell.
Le matériau pour une coquille de qualité S est bien sûr plus coûteux que celui pour une coquille de qualité L car il contient un plus grand nombre de couches d'étoffe de renfort.The material for a shell of quality S is of course more expensive than that for a shell of quality L because it contains a greater number of layers of reinforcing fabric.
(iii) Quand on utilise pour la matrice une polyamide présentant des propriétés d'absorption de l'eau et une excellente ténacité pour les fibres de renfort, la quantité de fibres de renfort atteint de 48 à 54% et si les tissus à placer dans le moule ne sont pas mis en place avec précision, l'équilibre d'écoulement lors du moulage entre les couches d'âme et les couches superficielles est perdu, ce qui donne un produit moulé avec des marques de soudure et conduit à la fabrication d'une coquille ayant une résistance médiocre. Cela se traduit par une diminution de la résistance de la coquille du fait de l'absorption d'eau ou par une résistance non uniforme de la coquille. (iii) When a polyamide having water-absorbing properties and excellent tenacity for the reinforcing fibers is used for the matrix, the amount of reinforcing fibers is from 48 to 54% and if the fabrics to be placed in the mold is not set up accurately, the flow balance during molding between the core layers and the surface layers is lost, resulting in a molded product with weld marks and leads to the manufacture of a shell having poor strength. This results in a decrease in the resistance of the shell due to the absorption of water or by a non-uniform resistance of the shell.
La présente invention vise à proposer un procédé de production d'un matériau de moulage en feuille, utile pour la production de coquilles de protection des orteils pour chaussures de sécurité ou analogue, qui a une excellente aptitude au moulage et qui peut donner un objet moulé ayant une grande résistance, un matériau de moulage en feuille et une coquille de protection des orteils pour chaussures de sécurité fabriquée à l'aide de ce matériau en feuille. The object of the present invention is to provide a method for producing a sheet molding material useful for the production of protective toe shells for safety shoes or the like, which has excellent moldability and can give a molded object. having a high strength, a sheet molding material and a toe protection shell for safety shoes made of this sheet material.
La présente invention résout les problèmes ci-dessus en proposant un procédé de production d'un matériau de moulage en feuille, un matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres et produit à l'aide de ce procédé, et une coquille de protection des orteils pour chaussures de sécurité. The present invention solves the above problems by providing a process for producing a sheet molding material, a fiber reinforced sheet molding material produced by this method, and a protective shell of toes for safety shoes.
Selon un premier aspect, la présente invention propose un procédé de production d'un matériau de moulage en feuille comprenant l'assemblage de morceaux coupés faits d'un matériau de moulage composite qui contient des fibres de renfort disposées dans une direction particulière, par exemple des pastilles produites par découpage d'un matériau composite préparé par imprégnation de fibres de renfort disposées de manière unidirectionnelle avec une résine de synthèse, ou des morceaux produits par découpage d'une fibre tissée imprégnée de résine de synthèse, et chauffage et compression des morceaux coupés résultants pour former un matériau de moulage en feuille. According to a first aspect, the present invention provides a method of producing a sheet molding material comprising assembling cut pieces made of a composite molding material which contains reinforcing fibers arranged in a particular direction, for example pellets produced by cutting a composite material prepared by impregnating reinforcing fibers arranged unidirectionally with a synthetic resin, or pieces produced by cutting a woven fiber impregnated with synthetic resin, and heating and compressing the pieces resulting cuttings to form a sheet molding material.
Le matériau de moulage en feuille produit par le procédé cidessus contient de 55 à 80% en poids de fibres de renfort. En outre, la résine qui constitue le matériau doit avoir une masse moléculaire comprise entre 10 000 et 25 000. I1 est souhaitable que la résine soit au moins une résine thermoplastique choisie dans le groupe comprenant les polyamides, le poly(butylène téréphtalate) et le poly(sulfure de phénylène) et que les fibres de renfort soient au moins une fibre choisie dans le groupe comprenant les fibres de verre, les fibres de carbone, les fibres aramides et les fibres métalliques. The sheet molding material produced by the above process contains from 55 to 80% by weight of reinforcing fibers. In addition, the resin which constitutes the material should have a molecular weight of between 10,000 and 25,000. It is desirable that the resin be at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of polyamides, polybutylene terephthalate and poly (phenylene sulfide) and the reinforcing fibers are at least one fiber selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers, aramid fibers and metal fibers.
La coquille de protection des orteils pour chaussures de sécurité de l'invention est une coquille produite par moulage sous pression et chauffage du matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres décrit ci-dessus. The safety toe protective shell of the invention is a shell produced by pressure molding and heating of the fiber reinforced sheet molding material described above.
Selon un premier aspect, la présente invention propose donc un procédé de production d'un matériau de moulage en feuille comprenant le découpage d'un matériau composite de moulage, qui contient des fibres de renfort disposées dans une direction particulière, en morceaux d'une forme prédéterminée, l'assemblage des morceaux à plat, et leur chauffage et compression. Les fibres de renfort contenues dans le matériau de moulage composite sont disposées de manière unidirectionnelle ou sont tissées. Le matériau de moulage composite a la forme de pastilles ou d'une feuille. Les morceaux obtenus par découpage du matériau composite de moulage ont une longueur de 3 à 50 mm, une largeur de 1 à 40 mm et une épaisseur de 0,1 à 10 mm. La température et la pression employées pour la production du matériau de moulage en feuille valent respectivement de 210 à 3500C et de 10 à 80 kg/cm2. According to a first aspect, the present invention therefore provides a method of producing a sheet molding material comprising cutting a composite molding material, which contains reinforcing fibers arranged in a particular direction, into pieces of a predetermined shape, the assembly of pieces flat, and their heating and compression. The reinforcing fibers contained in the composite molding material are unidirectionally arranged or are woven. The composite molding material is in the form of pellets or a sheet. The pieces obtained by cutting the composite molding material have a length of 3 to 50 mm, a width of 1 to 40 mm and a thickness of 0.1 to 10 mm. The temperature and pressure employed for the production of the sheet molding material are 210 to 3500C and 10 to 80 kg / cm2, respectively.
Selon un deuxième aspect, la présente invention propose un matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres, comprenant une matrice en résine et des fibres de renfort, dans lequel la quantité de fibres de renfort est comprise entre 55 et 80% en poids. La résine a une masse moléculaire comprise entre 10 000 et 25 000. La résine est au moins une résine thermoplastique choisie dans le groupe comprenant les polyamides, le poly(butylène téréphtalate) et le poly(sulfure de phénylène) et la fibre de renfort est au moins une fibre choisie dans le groupe comprenant les fibres de verre, les fibres de carbone et les fibres métalliques. Les fibres de renfort se présentent sous la forme d'un étoffe tissée ou tricotée. In a second aspect, the present invention provides a fiber reinforced sheet molding material comprising a resin matrix and reinforcing fibers, wherein the amount of reinforcing fibers is from 55 to 80% by weight. The resin has a molecular weight of between 10,000 and 25,000. The resin is at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of polyamides, polybutylene terephthalate and polyphenylene sulphide and the reinforcing fiber is at least one fiber selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers and metal fibers. The reinforcing fibers are in the form of a woven or knitted fabric.
Selon un troisième aspect, la présente invention propose une coquille de protection des orteils pour chaussures de sécurité, produite par moulage sous pression et chauffage du matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres de l'invention. According to a third aspect, the present invention provides a toe protection shell for safety shoes produced by pressure molding and heating the fiber-reinforced sheet molding material of the invention.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, à lire en référence aux dessins d'accompagnement dans lesquels
la figure 1 est un suite de vues A à E illustrant les étapes de production du matériau de moulage en feuille de la présente invention,
la figure 2 est une courbe montrant la relation entre le taux d'absorption d'eau et la résistance (résistance à la compression) observée dans des coquilles de protection des orteils pour chaussures de sécurité,
la figure 3 est une courbe montrant la relation entre la quantité de fibres de verre dans une coquille de protection des orteils et la résistance (résistance à la compression) de cette dernière,
la figure 4 montre une vue en coupe d'un exemple de coquille de protection des orteils pour chaussures de sécurité.The present invention will be better understood on reading the following detailed description, to be read with reference to the accompanying drawings in which
Fig. 1 is a sequence of views A to E illustrating the steps of producing the sheet molding material of the present invention;
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the rate of water absorption and the resistance (compressive strength) observed in toe protection shells for safety shoes,
FIG. 3 is a curve showing the relationship between the quantity of glass fibers in a toe protection shell and the resistance (compressive strength) of the latter,
Figure 4 shows a sectional view of an example of toe protection shell for safety shoes.
Le procédé de production d'un matériau de moulage en feuille selon la présente invention va maintenant être décrit en détails en référence à la figure 1. Un faisceau ou mat de fibres de renfort 2 disposées de manière unidirectionnelle est imprégné d'une résine de synthèse pour former une feuille 1 ou une barre carrée ou cylindrique (Fig. 1A). The process for producing a sheet molding material according to the present invention will now be described in detail with reference to FIG. 1. A bundle or mat of reinforcing fibers 2 arranged in a unidirectional manner is impregnated with a synthetic resin. to form a sheet 1 or a square or cylindrical bar (Fig. 1A).
Cette feuille ou cette barre est découpée en pastilles 3 ou en morceaux de taille prédéterminée, ayant par exemple une longueur de 3 à 50 mm, une largeur ou un diamètre de 1 à 40 mm et une épaisseur de 0,1 à 10 mm (Fig. 1B). This sheet or bar is cut into pellets 3 or into pieces of predetermined size, for example having a length of 3 to 50 mm, a width or a diameter of 1 to 40 mm and a thickness of 0.1 to 10 mm (FIG. 1B).
Ces pastilles ou ces morceaux sont assemblés et disposés (stratification) sur une épaisseur prédéterminée (Fig. 1C). These pellets or pieces are assembled and arranged (stratified) to a predetermined thickness (Fig. 1C).
Les pastilles ou les morceaux ainsi assemblés sont ensuite comprimés en même temps que chauffés pour donner un matériau de moulage en feuille dans lequel les fibres de renfort sont disposées à plat et au hasard (Figs. 1D, vue en plan et 1E, vue en coupe). The pellets or pieces thus assembled are then compressed at the same time as heated to give a sheet molding material in which the reinforcing fibers are arranged flat and randomly (Figs 1D, plan view and 1E, sectional view). ).
Ce matériau de moulage en feuille stratifié contient une grande quantité de fibres de renfort disposées à plat et dans tous les sens (au hasard), de sorte que la coquille de protection des orteils fabriquée à l'aide de ce matériau a une résistance aux chocs et une résistance à la compression excellentes. This laminated sheet molding material contains a large amount of reinforcing fibers arranged flat and in all directions (at random), so that the toe protection shell made of this material has an impact resistance. and excellent compressive strength.
Le mat aléatoire de la technique antérieure, préparé par dispersion de fibres de renfort dans une résine de synthèse de manière aléatoire et uniforme peut être comparé à une boîte dans laquelle des crayons (les fibres de renfort) sont placés au hasard et les espaces résiduels sont remplis d'une résine de synthèse. Par contre, on peut comparer le matériau de moulage en feuille de la présente invention à un matériau produit par remplissage avec une résine de synthèse de l'espace résiduel d'une boîte dans laquelle les crayons (qui correspondent aux fibres de renfort) sont disposés de manière unidirectionnelle puis ré-arrangement aléatoire des fibres. En conséquence, le matériau en feuille de la présente invention contient une plus grande quantité de fibres de renfort et devrait donc être médiocre en termes de fluidité. The random mat of the prior art, prepared by dispersion of reinforcing fibers in a synthetic resin in a random and uniform manner can be compared to a box in which pencils (the reinforcing fibers) are placed at random and the residual spaces are filled with a synthetic resin. On the other hand, the sheet molding material of the present invention can be compared to a material produced by filling with a synthetic resin of the residual space of a box in which the rods (which correspond to the reinforcing fibers) are arranged. in a unidirectional way then random re-arrangement of the fibers. As a result, the sheet material of the present invention contains a greater amount of reinforcing fibers and therefore should be poor in terms of fluidity.
Toutefois, dans la présente invention, on utilise pour la matrice une résine ayant une masse moléculaire aussi faible que 10 000 à 25 000, de sorte que la fluidité du matériau et la résistance de l'objet moulé produit à l'aide de ce matériau peuvent être augmentées. Quand la résine a une masse moléculaire inférieure à 10 000, la résine elle-même qui sert d'adhésif pour les fibres de renfort a des propriétés mécaniques médiocres, ce qui donne un matériau composite de résistance médiocre, alors que lorsque sa masse moléculaire dépasse 25 000, le matériau en feuille résultant aura une fluidité médiocre.However, in the present invention, a resin having a molecular weight as low as 10,000 to 25,000 is used for the matrix, so that the fluidity of the material and the strength of the molded article produced with this material can be increased. When the resin has a molecular weight of less than 10,000, the resin itself which serves as an adhesive for the reinforcing fibers has poor mechanical properties, resulting in a composite material of poor strength, whereas when its molecular weight exceeds 25,000, the resulting sheet material will have poor fluidity.
La figure 3 montre que lorsque la quantité de fibres de renfort dans le matériau de moulage en feuille est inférieure à 55% en poids, il est difficile d'obtenir la résistance mécanique normalisée de 1500 kg [1100 kg (résistance de la norme JIS) x facteur de sécurité], alors que lorsqu'elle dépasse 80% en poids, la quantité de résine est trop faible et l'effet de collage de la résine sur les fibres de renfort est mauvais, de sorte que le matériau de moulage en feuille résultant aura une résistance médiocre et une aptitude au moulage médiocre du fait de sa trop grande teneur en fibres de renfort. FIG. 3 shows that when the amount of reinforcing fibers in the sheet molding material is less than 55% by weight, it is difficult to obtain the standardized strength of 1500 kg [1100 kg (JIS strength) x safety factor], whereas when it exceeds 80% by weight, the amount of resin is too low and the bonding effect of the resin on the reinforcing fibers is bad, so that the sheet molding material The resultant material will have poor strength and poor moldability due to its high content of reinforcing fibers.
Des exemples de matrice de résine et de fibres de renfort permettant de former le matériau de moulage composite sont les suivants pour la résine (matrice) : résines thermoplastiques, par exemple des polyamides (comme le Nylon 6, le Nylon 66 et le Nylon 12), le polypropylène (PP), le polycarbonate (PC), le poly(butylène téréphtalate) (PBT), le poly(sulfure de phénylène) (PPS) et le poly(éther éther cétone) (PEEK), parmi lesquels ce sont le Nylon 6, le poly(butylène téréphtalate) (PBT) et le PPS qui sont préférés en raison de leur faible viscosité qui conduit à une excellente aptitude au moulage. Examples of resin matrix and reinforcing fibers for forming the composite molding material are as follows for the resin (matrix): thermoplastic resins, for example polyamides (such as nylon 6, nylon 66 and nylon 12) polypropylene (PP), polycarbonate (PC), poly (butylene terephthalate) (PBT), polyphenylene sulfide (PPS) and polyether ether ketone (PEEK), among which are Nylon 6, poly (butylene terephthalate) (PBT) and PPS are preferred because of their low viscosity which leads to excellent moldability.
pour les fibres de renfort : les fibres de verre (GF), les fibres de carbone (CF), les fibres aramides, les fibres métalliques, etc.for reinforcing fibers: glass fibers (GF), carbon fibers (CF), aramid fibers, metal fibers, etc.
Quand on produit le matériau en feuille renforcé par des fibres de la présente invention en chauffant et comprimant le matériau composite ci-dessus, la température à utiliser est de 210 à 350"C. When producing the fiber reinforced sheet material of the present invention by heating and compressing the above composite material, the temperature to be used is 210 to 350 ° C.
Quand cette température est inférieure à 210 C, cela prendra trop de temps pour faire fondre la résine ou bien la résine ne sera parfois pas fondue, suivant le type de résine dont il s'agit. Quand au contraire la température dépasse 350"C, il se produit une grande variation des propriétés mécaniques du matériau en feuille en raison de la décomposition thermique des résines.When this temperature is lower than 210 C, it will take too long to melt the resin or the resin will sometimes be melted, depending on the type of resin in question. When, on the contrary, the temperature exceeds 350.degree. C., a great variation of the mechanical properties of the sheet material occurs due to the thermal decomposition of the resins.
La pression à utiliser pour la production de ce matériau vaut de 10 à 80 kg/cm2. Quand la pression est inférieure à 10 kg/cm2, il se produit des lacunes remplies d'air (bulles) du fait de cette pression trop basse, alors que lorsque la pression dépasse 80 kg/cm2, le matériau en feuille va développer des contraintes internes en raison de cette pression excessive qui lui est appliquée, ce qui conduira à son gauchissement ou à des défauts d'uniformité de son épaisseur. The pressure to be used for the production of this material is from 10 to 80 kg / cm 2. When the pressure is less than 10 kg / cm2, gaps filled with air (bubbles) occur due to this pressure too low, whereas when the pressure exceeds 80 kg / cm2, the sheet material will develop constraints because of the excessive pressure applied to it, which will lead to warpage or inconsistencies in its thickness.
Le matériau de moulage en feuille ainsi produit peut être utilisé comme matériau commun pour des coquilles de protection des orteils de qualité L ou de qualité S, ce qui évite de devoir effectuer un choix correct du matériau en fonction de la qualité de la coquille alors que ce choix était inévitable dans la technique antérieure. En outre, le matériau de moulage en feuille de la présente invention donne des objets fiables, sans variations de la résistance mécanique. The sheet molding material thus produced can be used as a common material for quality L or quality S toe protection shells, which avoids having to make a correct choice of the material depending on the quality of the shell while this choice was inevitable in the prior art. In addition, the sheet molding material of the present invention provides reliable objects without variations in mechanical strength.
De surcroît, on peut produire un matériau de moulage en feuille ayant une résistance encore plus grande si on utilise le matériau de moulage en feuille de la présente invention pour les couches aléatoires (superficielles) 5 de la figure 4 et si on place une couche d'étoffe (renfort) 4 entre ces couches aléatoires 5. In addition, a sheet molding material having an even greater strength can be produced by using the sheet molding material of the present invention for the random (surface) layers of FIG. fabric (reinforcement) 4 between these random layers 5.
On a examiné des coquilles de protection des orteils produites à l'aide de Nylon 6 renforcé par des fibres de verre, matériau le plus couramment utilisé comme matériau composite pour les coquilles de protection des orteils des chaussures de sécurité, et les résultats de cette étude sont donnés dans le Tableau I. Toe shells made from Glass Fiber Reinforced Nylon 6, the material most commonly used as a composite material for safety toe shells, were investigated and the results of this study were examined. are given in Table I.
Le terme de "matériau de la technique antérieure" utilisé dans le
Tableau I désigne le matériau représenté à la figure 4, dans lequel un stratifié à huit couches de matériau polyamide en feuille contenant une étoffe tissée particulière de fibre de verre est utilisé pour la couche d'étoffe 4 et un matériau composite à base de Nylon 6 contenant 45% de fibres de verre de 5 cm de long (2 pouces), réparties au hasard, est utilisé pour les couches superficielles 5.The term "material of the prior art" used in the
Table I denotes the material shown in Figure 4, in which an eight-layer laminate of polyamide sheet material containing a particular woven fiberglass fabric is used for the fabric layer 4 and a nylon 6 composite material. containing 45% glass fibers 5 cm long (2 inches), randomly distributed, is used for the superficial layers 5.
Le terme de "matériau de l'invention" utilisé dans le Tableau I désigne un matériau de moulage en feuille fait de Nylon 6 contenant 70% en poids de fibres de verre d'une longueur de 25,4 mm, les conditions de production de ce matériau en feuille étant les suivantes
Dimensions des pièces coupées utilisées pour la production de la feuille 10 mm (largeur) x 25,4 mm (longueur) x 0,15 mm (épaisseur), le matériau étant renforcé de manière unidirectionnelle.The term "material of the invention" used in Table I refers to a sheet molding material made of nylon 6 containing 70% by weight of 25.4 mm long glass fibers, the production conditions of this sheet material being the following
Dimensions of the cut pieces used for the production of the sheet 10 mm (width) x 25.4 mm (length) x 0.15 mm (thickness), the material being unidirectionally reinforced.
Dimensions et température du moule utilisé pour la production de la feuille 150 mm x 300 mm x 3 mm (épaisseur), 250"C. Dimensions and temperature of the mold used for the production of the sheet 150 mm x 300 mm x 3 mm (thickness), 250 ° C.
Pression de moulage pour la production de la feuille : 25 kg/cm2.Molding pressure for the production of the sheet: 25 kg / cm2.
Durée du moulage: 30 minutes. Duration of the molding: 30 minutes.
TABLEAU I
COMPARAISON DE LA RESISTANCE A LA COMPRESSION DES
DIVERSES COQUILLES DE PROTECTION DES ORTEILS (résistance laissant un jeu de 22 mm dans les coquilles)
COMPARISON OF RESISTANCE TO COMPRESSION
MISCELLANEOUS SHELL PROTECTIONS (resistance leaving a 22mm gap in the shells)
<tb> <SEP> de <SEP> de <SEP> matériau <SEP> maximum <SEP> minimum <SEP> moyenne <SEP> norme <SEP> JIS
<tb> Imatenau <SEP> de
<tb> qualité <SEP> l'art <SEP> antérieur <SEP> 900 <SEP> kg <SEP> 580 <SEP> kg <SEP> 730 <SEP> kg
<tb> L <SEP> matériau <SEP> de <SEP> 450kg <SEP>
<tb> <SEP> l'invention <SEP> 977 <SEP> kg <SEP> 740 <SEP> kg <SEP> 870 <SEP> kg
<tb> <SEP> matériau <SEP> de <SEP>
<tb> qualité <SEP> l'art <SEP> antérieur <SEP> 2040 <SEP> kg <SEP> 1630 <SEP> kg <SEP> 1930 <SEP> kg
<tb> S <SEP> matériau <SEP> de <SEP> 1 <SEP> 100 <SEP> kg
<tb> <SEP> l'invention <SEP> 2290 <SEP> kg <SEP> 1970 <SEP> kg <SEP> 2060 <SEP> kg
<tb>
Comme il ressort des résultats donnés dans le Tableau I, le matériau de la présente invention a une aptitude au moulage et une fluidité excellentes et peut donner des objets moulés ayant des résistances mécaniques stables.<tb><SEP> of <SEP> of <SEP> material <SEP> maximum <SEP> minimum <SEP> average <SEP> standard <SEP> JIS
<tb> Imatenau <SEP> from
<tb> quality <SEP> previous art <SEP><SEP> 900 <SEK> kg <SEP> 580 <SEK> kg <SEP> 730 <SEK> kg
<tb> L <SEP> material <SEP> of <SEP> 450kg <SEP>
<tb><SEP> the invention <SEP> 977 <SEP> kg <SEP> 740 <SEQ> kg <SEP> 870 <SEP> kg
<tb><SEP> material <SEP> of <SEP>
<tb> quality <SEP> previous art <SEP><SEP> 2040 <SEK> kg <SEP> 1630 <SEK> kg <SEP> 1930 <SEK> kg
<tb> S <SEP> material <SEP> of <SEP> 1 <SEP> 100 <SEP> kg
<tb><SEP> the invention <SEP> 2290 <SEP> kg <SEP> 1970 <SEK> kg <SEP> 2060 <SEP> kg
<Tb>
As is apparent from the results given in Table I, the material of the present invention has excellent moldability and fluidity and can give molded articles having stable mechanical strengths.
La résistance à la compression de la coquille de protection des orteils est diminuée par l'absorption d'eau, comme par exemple la sueur du pied. Une absorption d'eau plus importante donne une diminution plus importante de la résistance à la compression. Ces résultats apparaissent à la Fig. 2. Si on compare la résistance à la compression d'une coquille de protection des orteils fabriquée avec le matériau de la présente invention et celle des coquilles de protection des orteils fabriquées avec le matériau de la technique antérieure pour chaque valeur d'absorption d'eau (%), on peut voir que la première coquille de protection des orteils, qui a une teneur en résine plus faible et une teneur en fibres de renfort plus grande, est bien supérieure à la deuxième coquille de protection des orteils en terme de résistance à la compression. The compressive strength of the toe protection shell is reduced by the absorption of water, such as sweat from the foot. Higher water absorption results in a greater decrease in compressive strength. These results appear in FIG. 2. Comparing the compressive strength of a toe protection shell fabricated with the material of the present invention and that of the toe protection shells fabricated with the prior art material for each absorption value of water (%), it can be seen that the first toe protection shell, which has a lower resin content and a higher fiber content of reinforcement, is far superior to the second toe protection shell in terms of resistance. to compression.
La Fig. 3 montre la relation entre la quantité de fibres de verre contenues dans une coquille de protection des orteils fabriquée à l'aide du matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres de verre et sa résistance (résistance à la compression). Fig. 3 shows the relationship between the amount of glass fiber contained in a toe protection shell made from the glass fiber reinforced sheet molding material and its strength (compressive strength).
Le matériau et les conditions de moulage employés pour la production des coquilles de protection des orteils sont les suivants matériau : fibre de verre (25,4 mm de long) / feuille de PA6 de 3 mm d'épaisseur. The material and molding conditions used for the production of toe shells are as follows: fiberglass (25.4 mm long) / PA6 sheet 3 mm thick.
conditions de moulage
préchauffage de la feuille : 370"C pendant 210 secondes
température du moule: 1300C
pression de moulage : 550 kg/cm2
Comme il ressort de la figure 3, on peut produire une coquille de protection des orteils bien supérieure à celles de la technique antérieure en terme de résistance à la compression si on utilise le matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres de la présente invention.molding conditions
preheating the sheet: 370 "C for 210 seconds
mold temperature: 1300C
molding pressure: 550 kg / cm2
As can be seen from Fig. 3, a toe protection shell much greater than that of the prior art can be produced in terms of compressive strength using the fiber-reinforced sheet molding material of the present invention.
Comme décrit ci-dessus, le matériau de moulage en feuille renforcé par des fibres produit à l'aide du procédé de la présente invention a une résistance mécanique élevée et une excellente aptitude au moulage, de sorte que des coquilles de protection des orteils pour chaussures de sécurité fabriquées à l'aide de ce matériau de moulage en feuille ont une résistance à la compression particulièrement excellente. As described above, the fiber-reinforced sheet molding material produced by the process of the present invention has a high mechanical strength and excellent moldability, so that toe protection shells for shoes made from this sheet molding material have a particularly excellent compressive strength.
I1 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. It is understood that the foregoing description has been given purely by way of illustration and not limitation and that variations or modifications may be made within the scope of the present invention.
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