[发明专利]刚性中空保护壳体

说明书

本发明涉及一种刚性中空保护壳体(30)，所述刚性中空保护壳体(30)包括第一刚性层(10)，所述第一刚性层(10)由第一热塑性材料(11)的基体构成，所述基体在其内部包括至少一个长纤维织物层(12)，所述长纤维织物选自玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维并且包括的总重量为所述第一层(10)的45％和65％之间；所述第一层(10)外部的第二重叠刚性层(20)，所述第二层(20)整体地由第二热塑性材料(21)的基体构成，所述第二层(20)包括的总重量为所述壳体(30)的2％和10％之间。

技术领域

本发明涉及刚性中空保护壳体领域，诸如，例如保护性头盔外壳、靴子、护甲、护膝、护肘、护腕或甚至行李箱。

刚性中空保护壳体为一种硬元件，该硬元件旨在接受外部的冲击并将应力分散在大于冲击表面的区域上，从而减少所述冲击所引起的对容纳于其中空内部的任何内容物的可能损害。壳体还具有其它功能，诸如，例如耐磨性。

通常，其它较软或可变形的材料层(诸如泡沫或衬垫元件)夹置于壳体和其受保护中空内部的内容物之间，目的在于当发生事故时尽可能多地吸收冲击的能量并变形以增加减速距离。

背景技术

已知多种设置有外壳的头盔，该外壳通过热塑性材料的注射模制工艺来获得，由于该热塑性材料的流动性使其可容易地注入模具中，从而形成数毫米厚度的整体外壳并确保该热塑性材料将完全地填充模具的所有角落和缝隙。

通常，在这种类型外壳的制造中，采用了热塑性材料，该热塑性材料通过施加热量而固化，使得在成型后，外壳变硬并且可从模具中取出。

然而，这种解决方案不允许加入长增强纤维，因为为确保其正确分布，所述长纤维不可通过注射工艺引入模具。

根据文档EP2808160也可知外壳的制造工艺，该制造工艺包括将由短纤维的热塑性基体所形成的外层和由长增强纤维的热塑性基体所形成的内层布置于模具的内部以用于制造所述外壳。

然而，该文档中的所描述产品提到了由所述短纤维所形成的构成面罩中的外层的存在。

所述短纤维会在最终产品中产生不规则和不均匀的表面加工，这使得外壳需要最后的打磨和抛光步骤，增加了产品的成本。

文件US7062795和EP2439068描述了由包括长纤维增强材料的热塑性材料基体制成的壳体。

发明内容

本发明涉及一种刚性中空保护壳体，该刚性中空保护壳体保护其中空内部的内容物免于壳体外部的冲击。

因此，壳体的目的在于在发生事故的情况下接受和抵御冲击或擦伤，以及在尽可能大的面积上分散由所述冲击所产生的应力以减少对其内部中空空间内容物的损坏风险，从而提供保护。

此外，壳体可在内部包括可变形材料，该可变形材料在冲击的情况下增加减速距离并通过其变形尽可能多地吸收冲击的能量。

所提议的刚性中空壳体包括：

·第一刚性层，该第一刚性层由第一热塑性材料的基体构成，所述基体在其内部包括至少一个长纤维织物层。

相比于热稳定性聚合物，热塑性聚合物具有较差流动性，并且更难以成型；但另一方面，它显示出对于冲击的较好机械性能，并且因此，刚性中空壳体通常由热塑性聚合物通过热塑性注射工艺注射至模具中而制造，这使得相同型号的大批/大批量工业产品的较低单位成本成为可能。

然而，第一材料的基体中包含长纤维使得中空壳体的所述第一层的制造不可能通过注射模制工艺来执行，因为这不可能确保所述长纤维织物的正确分布，而其正确分布对于确保中空壳体的所有部分的正确抗力是至关重要的。