TWI827277B - 安全鞋頭之成型方法 - Google Patents

Abstract

一種安全鞋頭之成型方法，係提供複數個纖維層，複數個纖維層包括具有不同底邊長度之一第一編織層、一第一單向層、至少一中間層、一第二單向層以及一第二編織層；複數個纖維層在底邊對齊之後，先以第一編織層為底層，再將第一單向層、至少一中間層、第二單向層與第二編織層依序向上堆疊，同時讓第一單向層之複數個第一纖維與第二單向層之複數個第二纖維相互交錯；之後再以樹脂相互黏結複數個纖維層，將複數個纖維層鋪設於一模具內，經由加溫、加壓以硬化成型為一安全鞋頭，藉以簡化工序並產生漸進式之防護強度。

Description

安全鞋頭之成型方法

本創作係有關一種安全鞋頭之成型方法，尤指一種能簡化工序以提高作業效率，並降低生產成本者。

在工程施工場所或是生產工廠內，由於充滿各種機具或是重物之類的危險物品，作業人員為了防止腳尖被機具壓到或是掉落之重物砸傷，大都會穿上一種鋼包頭鞋，經由鋼製安全鞋頭的保護，以保障作業人員在工程施工場所或是生產工廠內的腳部安全。

但是在穿上鋼包頭鞋之後，在行動上就會顯得笨重遲緩。因此，為了減輕安全鞋之重量，同時讓安全鞋頭能具備高強度之結構，如TW564689U「工作鞋之安全鞋頭基材結構」之專利案所示，即提供了一種解決之方案。其工作鞋之安全鞋頭基材結構包含有三層纖維層，各纖維層皆係由強化玻璃纖維或熱塑性樹脂的成型材料線體所構成；其中之第一纖維層係令其線體以呈一預定之角度排列而成；第二纖維層之線體則以呈與第一纖維層之線體角度不同之角度排列而成，並將第二纖維層疊置於第一纖維層之上方；而第三纖維層之線體則係將第一與第二纖維層之線體以特定之編織方法以及預定角度將二者予以穿繞連結固定之方式構成；據以提供一種多軸向、且為多空間結構之安全鞋頭之成型方法基材，產生更佳之強化效果與更佳之安全性。

在成型上述安全鞋頭時，由於鞋頭之形狀複雜，大都會先製作多個形狀不同之模具，產生不同形狀之已堆疊纖維層，藉以防止在整體彎曲成型時因為相互重疊而造成凹凸不平之現象；而各個已堆疊之纖維層則是在以樹脂黏結之後，再經由加溫、加壓硬化而成，藉以在安全鞋頭之內、外兩側分別形成光滑之表面。惟，上述成型方式相當複雜，不但耗材且耗工。

有鑑於此，為了提供一種有別於習用技術之方法，並改善上述之缺點，創作人積多年的經驗及不斷的研發改進，遂有本創作之產生。

本創作之一目的在提供一種安全鞋頭之成型方法，俾能解決習用纖維結構之安全鞋頭之成型方式相當複雜，不但會耗費材料且增加作業工時之問題。而能提供具有不同底邊長度之複數個長方形纖維層之堆疊結構，在以樹脂分別黏結之後，經由加溫、加壓以硬化成型為一安全鞋頭，產生漸進式之防護強度，以簡化工序、減少模具，進而提高作業效率，並降低生產成本。

為達上述創作之目的，本創作所設之安全鞋頭之成型方法係包括下列步驟：A.提供複數個纖維層，複數個纖維層包括一第一編織層、一第一單向層、至少一中間層、一第二單向層以及一第二編織層，第一單向層具有斜向之複數個第一纖維，第二單向層具有斜向之複數個第二纖維；B.以第一編織層為底層，在複數個纖維層的底邊對齊之後，將第一單向層、至少一中間層、第二單向層與第二編織層依序向上堆疊，讓複數個第一纖維與複數個第二纖維相互交錯，並讓第一單向層以兩側分別縮短之方式向下黏貼於第一編織層之上方，至少一中間層以兩側分別縮短之方式向下黏貼於第一單向層之上方，第二單向層以兩側分別凸出之方式向下黏貼於至少一中間層之上方，第二編織層以兩側分別凸出之方式向下黏貼於第二單向層之上方；以及C.複數個纖維層以樹脂相互黏結之後，鋪設於一模具內，再經由加溫、加壓以硬化成型為一安全鞋頭；讓成型後之安全鞋頭具有一空腔以容納使用者之腳尖，並讓安全鞋頭具有反向之一外表面及一內表面。

實施時，第一編織層與第二編織層分別為底邊長13cm高8cm之長方形纖維布；第一單向層與第二單向層分別為底邊長10cm高6cm之長方形纖維布；中間層為底邊長4cm高6cm之長方形纖維布。

實施時，複數個纖維層更包括一第一夾層、一第二夾層以及一第三夾層，第一夾層與第一單向層之外形相同，第一夾層夾置於至少一中間層與第一單向層之間；第二夾層與第二單向層之外形相同，第二夾層以兩側分別縮短之方式向下黏貼於第三夾層之上方，第二夾層與第三夾層夾置於第二單向層與至少一中間層之間。

實施時，第一夾層與第二夾層分別為底邊長10cm高6cm之長方形纖維布，第三夾層為底邊長12cm高7cm之長方形纖維布。

實施時，本創作在步驟A之前更包括一裁切步驟，係依預定尺寸將複數個纖維層裁切為不同大小之長方形片。

實施時，本創作在步驟B之後更包括一捲繞步驟，係以一長條形布越過複數個纖維層之底邊與頂邊，以捲繞複數個纖維層。

實施時，長條形布為一棉布。

實施時，長條形布之耐熱溫度在120℃以上，供與複數個纖維層一體成型。

為進一步了解本創作，以下舉較佳之實施例，配合圖式、圖號，將本創作之具體構成內容及其所達成的功效詳細說明如下：

請參閱圖1~圖3所示，本創作之安全鞋頭1主要包括相互堆疊之複數個纖維層3，各纖維層以樹脂黏結之後，再經由加溫、加壓以硬化成型；成型後之安全鞋頭1具有一空腔10以容納使用者之腳尖，並讓安全鞋頭1具有反向之外表面11及內表面12。空腔10頂端之內表面12上具有一內止擋片2，內止擋片2與複數個纖維層3一體成型，藉以產生足夠之防護強度，防止複數個纖維層3之至少一纖維斷裂之後，以朝向空腔10之方向向下凸出。其中之內止擋片2為一長條形布4之一半部，長條形布4之耐熱溫度在120℃以上；實施時，長條形布4為一棉布；長條形布4亦可為耐熱溫度在120℃以上之其他材料之一軟性纖維布。

請參閱圖1~圖6所示，其為本創作安全鞋頭1之成型方法之較佳實施例，主要包括下列步驟： 步驟A：提供複數個纖維層3，複數個纖維層3包括一第一編織層31、一第一單向層32、至少一中間層34、一第二單向層37以及一第二編織層38，第一單向層32具有斜向之複數個第一纖維321，第二單向層37具有斜向之複數個第二纖維371。 步驟B：以第一編織層31為底層，在複數個纖維層3的底邊30對齊之後，將第一單向層32、至少一中間層34、第二單向層37與第二編織層38依序向上堆疊，讓複數個第一纖維321與複數個第二纖維371相互交錯。 步驟C；複數個纖維層3以樹脂相互黏結之後，鋪設於一模具內，再經由加溫、加壓以硬化成型為一安全鞋頭1；讓成型後之安全鞋頭1具有一空腔10，並讓安全鞋頭1具有反向之外表面11及內表面12。

實施時，在步驟A之前更包括一裁切步驟，係將一大片纖維布展開之後，依預定尺寸將複數個纖維層3分別裁切為不同大小之長方形片。藉以讓裁切之形狀簡單且具有重覆性，使工序簡單化，並減少多個成型樣板之模具。

步驟A之複數個纖維層3更包括一第一夾層33、一第二夾層36以及一第三夾層35，亦即讓複數個纖維層3包括依序向上堆疊之一第一編織層31、一第一單向層32、一第一夾層33、至少一中間層34、一第三夾層35、一第二夾層36、一第二單向層37與一第二編織層38。其中之第一編織層31、第一夾層33、至少一中間層34、第三夾層35、第二夾層36與一第二編織層38分別為一碳纖維布，每一碳纖維布包括複數條編織碳纖維，當碳纖維布以樹脂黏結硬化之後，碳纖維布之各個碳纖維相互交叉，以產生高剛性強度。而第一單向層32與第二單向層37分別為一單向碳纖維布，第一單向層32具有斜向之複數個第一纖維321，第二單向層37具有斜向之複數個第二纖維371，當第一單向層32與第二單向層37以樹脂黏結硬化之後，複數個第一纖維321與複數個第二纖維371相互交錯，以產生高韌性強度。

實施時，長條形布4為長24cm寬7cm 之長條形棉布；第一編織層31與第二編織層38分別為底邊長13cm高8cm之長方形碳纖維布；第一單向層32、第一夾層33、第二夾層36與第二單向層37分別為底邊長10cm高6cm之長方形碳纖維布；中間層34為底邊長4cm高6cm之長方形碳纖維布，而第三夾層35為底邊長12cm高7cm之長方形碳纖維布。藉此，即可以第一編織層31為底層，而複數個纖維層3之其他層之底邊對齊並依序向上堆疊時，讓第一單向層32以兩側分別縮短之方式向下黏貼於第一編織層31之上方，第一夾層33夾置於第一單向層32與至少一中間層34之間，至少一中間層34以兩側分別縮短之方式向下黏貼於第一夾層33之上方；第二夾層36以兩側分別縮短之方式向下黏貼於第三夾層35之上方，第二夾層36與第三夾層35夾置於第二單向層37的底面與至少一中間層34的頂面之間，且第三夾層35以兩側分別凸出之方式向下黏貼於至少一中間層34之上方；另，第二編織層38以兩側分別凸出之方式向下黏貼於第二單向層37之上方。

在步驟B之後更包括一捲繞步驟，係以長條形布4越過複數個纖維層3之底邊30與頂邊39，藉以將複數個纖維層3捲繞在一起。具體而言，該頂邊39係為第一編織層31與第二編織層38之同一邊，藉以在捲繞之後，能讓各纖維層能完全夾置於第一編織層31與第二編織層38之間。而當長條形布4捲繞複數個纖維層3，並以樹脂黏結之後，經由加溫、加壓以與複數個纖維層3一體硬化成型，即可讓成型後之複數個纖維層3具有漸進式之強度，亦即在安全鞋頭1之頂面與前端面具有最大之強度，以強化防護之效果；而複數個纖維層3分別具有不同之底邊長度，則能分別提供各個纖維層在塑形過程中之不同伸縮量，以利於安全鞋頭1之硬化成型；再者，經由長條形布4之捲繞，不但可以固定複數個纖維層3以防止移位，且能形成內止擋片2，在安全鞋頭1之頂面受到撞擊而使得複數個纖維層3內之纖維斷裂時，能產生足夠之防護強度，以確保使用時之舒適感以及作業人員之腳尖安全。

綜上所述，依上文所揭示之內容，本創作確可達到預期之目的，提供一種不僅能讓安全鞋頭產生漸進式之防護強度，且能簡化工序、減少模具，進而提高作業效率與降低生產成本之安全鞋頭之成型方法，極具產業上利用之價值，爰依法提出發明專利申請。

1:安全鞋頭 10:空腔 11:外表面 12:內表面 2:內止擋片 3:複數個纖維層 30:底邊 31:第一編織層 32:第一單向層 321:第一纖維 33:第一夾層 34:中間層 35:第三夾層 36:第二夾層 37:第二單向層 371:第二纖維 38:第二編織層 39:頂邊 4:長條形布

﹝圖1﹞為本創作之安全鞋頭之立體外觀圖。 ﹝圖2﹞為圖1之A-A’剖面圖。 ﹝圖3﹞為圖2之a部分之局部圖。 ﹝圖4﹞為本創作之較佳實施例之長條形布與複數個纖維層之元件分解圖。 ﹝圖5﹞為本創作之長條形布與複數個纖維層相互堆疊時之俯視圖。 ﹝圖6﹞為本創作之長條形布捲繞複數個纖維層時之使用狀態示意圖。

2:內止擋片

30:底邊

31:第一編織層

32:第一單向層

33:第一夾層

34:中間層

35:第三夾層

36:第二夾層

37:第二單向層

38:第二編織層

39:頂邊

4:長條形布

Claims (7)

1. 一種安全鞋頭之成型方法，其包括：A.提供複數個纖維層，該複數個纖維層包括一第一編織層、一第一單向層、至少一中間層、一第二單向層以及一第二編織層，該第一單向層具有斜向之複數個第一纖維，該第二單向層具有斜向之複數個第二纖維，該第一編織層、該第二編織層以及該至少一中間層分別包括相互交叉之複數條編織纖維；B.以該第一編織層為底層，在該複數個纖維層的一底邊對齊之後，將該第一單向層、該至少一中間層、該第二單向層與該第二編織層依序向上堆疊，讓該複數個第一纖維與該複數個第二纖維相互交錯，並讓該第一單向層以兩側分別縮短之方式向下黏貼於該第一編織層之上方，該至少一中間層以兩側分別縮短之方式向下黏貼於該第一單向層之上方，該第二單向層以兩側分別凸出之方式向下黏貼於該至少一中間層之上方，該第二編織層以兩側分別凸出之方式向下黏貼於該第二單向層之上方；並以一長條形布沿著該複數個纖維層之一頂邊、該第二編織層、該底邊以及該第一編織層，使該長條形布捲繞該複數個纖維層；以及C.當該長條形布捲繞該複數個纖維層後，並以樹脂相互黏結之後，鋪設於一模具內，再經由加溫、加壓以硬化成型為一安全鞋頭，其中捲繞在該複數個纖維層之該第一編織層的該長條形布形成一內止擋片；讓成型後之該安全鞋頭具有一空腔，供容納使用者之腳尖，並讓該安全鞋頭具有反向之一外表面及一內表面。
2. 如請求項1之安全鞋頭之成型方法，其中該第一編織層與該第二編織層分別為底邊長13cm高8cm之長方形纖維布；該第一單向層與該第二單向 層分別為底邊長10cm高6cm之長方形纖維布；該中間層為底邊長4cm高6cm之長方形纖維布。
3. 如請求項1之安全鞋頭之成型方法，其中該複數個纖維層更包括一第一夾層、一第二夾層以及一第三夾層，該第一夾層與該第一單向層之外形相同，該第一夾層夾置於該至少一中間層與該第一單向層之間；該第二夾層與該第二單向層之外形相同，該第二夾層以兩側分別縮短之方式向下黏貼於該第三夾層之上方，該第二夾層與該第三夾層夾置於該第二單向層與該至少一中間層之間。
4. 如請求項3之安全鞋頭之成型方法，其中該第一夾層與該第二夾層分別為底邊長10cm高6cm之長方形纖維布，該第三夾層為底邊長12cm高7cm之長方形纖維布。
5. 如請求項1之安全鞋頭之成型方法，其在步驟A之前更包括一裁切步驟，係依預定尺寸將複數個纖維層裁切為不同大小之長方形片。
6. 如請求項1之安全鞋頭之成型方法，其中該長條形布為一棉布。
7. 如請求項1之安全鞋頭之成型方法，其中該長條形布之耐熱溫度在120℃以上，供與該複數個纖維層一體成型。

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